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CN111653679B - 有机发光器件及其制备方法、显示面板和显示装置 - Google Patents

有机发光器件及其制备方法、显示面板和显示装置 Download PDF

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CN111653679B CN202010557639.5A CN202010557639A CN111653679B CN 111653679 B CN111653679 B CN 111653679B CN 202010557639 A CN202010557639 A CN 202010557639A CN 111653679 B CN111653679 B CN 111653679B
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Abstract

本发明提供一种有机发光器件及其制备方法、显示面板和显示装置，有机发光器件包括阳极层、阴极层，阳极层和阴极层之间设置有第一发光层和辅助发光层，辅助发光层位于第一发光层和阴极层之间；第一发光层包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，辅助发光层至少包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料。第一发光层为超荧光体系，辅助发光层与第一荧光客体材料也形成超荧光体系，该发光器件整体发光层中敏化剂的总体含量提高，对三重态激子的利用效率更高，避免发生TTA现象，从而提高发光效率还延长了器件寿命。

Description

有机发光器件及其制备方法、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种有机发光器件及其制备方法，还涉及包括该有机发光器件的显示面板，以及显示装置。
背景技术
热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)技术作为具有应用潜力的有机发光二极管技术，近年来获得较快发展，被誉为第三代OLED(OrganicLight-Emitting Diode)技术。而基于TADF敏化剂的超荧光技术，则被认为是最具有应用价值的TADF实现方案，在下一代平板显示领域具有巨大的应用潜力，因而成为研究开发的热点。
但目前超荧光技术也面临诸多问题，例如器件效率不高、寿命较短等问题，这些问题都阻碍其走向实用。
需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机发光器件及其制备方法、显示面板和显示装置，解决现有技术存在的一种或多种问题。
根据本发明的一个方面，提供一种有机发光器件，包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；
第一发光层，设于所述阳极层和阴极层之间，包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料；
辅助发光层，设于所述第一发光层和所述阴极层之间；所述辅助发光层至少包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料。
在本发明的一种示例性实施例中，所述辅助发光层的数量为一个或多个。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一主体材料的最低单重态能量为S1(A)，最低三重态能量为T1(A)；所述第一热活化延迟荧光材料的最低单重态能量为S1(B)，最低三重态能量为T1(B)；所述第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(C)，最低三重态能量为T1(C)；所述第一主体材料的HOMO能级为HOMO(A)，LUMO能级为LUMO(A)；第一热活化延迟荧光材料的HOMO能级为HOMO(B)，LUMO能级为LUMO(B)；所述第一发光层满足以下条件：
S1(A)-T1(A)>0.2eV
S1(B)-T1(B)<0.2eV
S1(C)-T1(C)>0.2eV
S1(A)>S1(B)>S1(C)
T1(A)>T1(B)
|HOMO(A)-HOMO(B)|<0.2eV
|LUMO(B)|-|LUMO(A)|>0.3eV
|HOMO(A)|-|LUMO(B)|>S1(B)
且归一化条件下，所述第一荧光客体材料的吸收光谱与第一热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第二主体材料的最低单重态能量为S1(D)，最低三重态能量为T1(D)；所述第二热活化延迟荧光材料的最低单重态能量为S1(E)，最低三重态能量为T1(E)；所述第二主体材料的HOMO能级为HOMO(D)，LUMO能级为LUMO(D)；所述第二热活化延迟荧光材料的HOMO能级为HOMO(E)，LUMO能级为LUMO(E)；所述辅助发光层满足以下条件：
S1(D)-T1(D)>0.2eV
S1(E)-T1(E)<0.2eV
|HOMO(D)-HOMO(E)|<0.2eV
|LUMO(E)|-|LUMO(D)|>0.3eV
|HOMO(D)|-|LUMO(E)|>S1(E)
且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与第二热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一主体材料和所述第二主体材料相同或不同；
所述第一主体材料和所述第二主体材料不同时，所述第一主体材料和所述第二主体材料满足以下条件：
|HOMO(A)-HOMO(D)|<0.2eV
|T1(A)-T1(D)|<0.1eV
|HOMO(D)-LUMO(B)|>S1(B)。
所述第一热活化延迟荧光材料和所述第二热活化延迟荧光材料相同或不同；
所述第一热活化延迟荧光材料和所述第二热活化延迟荧光材料不同时，所述第一主体材料和所述第二主体材料满足以下条件：
|T1(E)-T1(B)|<0.1eV
|S1(E)-S1(B)|<0.1eV
|LUMO(B)-LUMO(E)|<0.2eV
|HOMO(A)-LUMO(E)|>S1(E)。
在本发明的一种示例性实施例中，所述辅助发光层还包括第二荧光客体材料。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料相同或不同；
所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料不同时，所述第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(F)，最低三重态能量为T1(F)，HOMO能级为HOMO(F)，LUMO能级为LUMO(F)；所述辅助发光层还满足：
S1(F)-T1(F)>0.2eV
S1(D)>S1(E)>S1(F)
且归一化条件下所述第二荧光客体材料的吸收光谱与第二热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料不同时，所述辅助发光层还满足：
S1(F)>S1(C)
且所述第二荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段小于所述第一荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段，且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与所述第二荧光客体材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二荧光客体材料的发射光谱面积的50％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一主体材料和第二主体材料分别选自咔唑类材料；所述第一热活化延迟荧光材料和第二热活化延迟荧光材料分别选自三嗪类、吡啶类、酮类、醌类；所述第一荧光客体材料和第二荧光客体材料分别选自芘类、蒽类、芴类、吡咯类。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一热活化延迟荧光材料占所述第一热活化延迟荧光材料与第一主体材料总质量的X％，所述第二热活化延迟荧光材料占所述第二热活化延迟荧光材料与第二主体材料总质量的Y％，所述Y％＞X％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述Y％-X％≥5％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一荧光客体材料在所述第一发光层中的掺杂量和所述第二荧光客体材料在所述辅助发光层中的掺杂量均高于0.5％，且不高于5％。
在本发明的一种示例性实施例中，所述第一发光层的厚度为10～30nm，所述辅助发光层的厚度不超过1～10nm。
在本发明的一种示例性实施例中，所述有机发光器件还包括：
空穴阻挡层，设于所述辅助发光层与所述阴极层之间，所述空穴阻挡层的最低三重态能量不低于所述第二热活化延迟荧光材料的最低三重态能量，且所述空穴阻挡层的HOMO能级至少比所述第二主体材料的HOMO能级高0.2eV；
电子阻挡层，设于所述第一发光层与所述阳极层之间，所述电子阻挡层的最低三重态能量不低于所述第一热活化延迟荧光材料的最低三重态能量，且所述电子阻挡层的HOMO能级与所述第一主体材料的HOMO能级的差值绝对值不超过0.2eV。
根据本发明的另一个方面，提供一种有机发光器件的制备方法，包括：
形成阳极层；
在所述阳极层上形成第一发光层，所述第一发光层包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料；
在所述第一发光层背离所述阳极层的一侧形成辅助发光层，所述辅助发光层包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料，或所述辅助发光层包括第二主体材料、第二热活化延迟荧光材料和第二荧光客体材料；
在所述辅助发光层背离所述第一发光层的一侧形成阴极层。
根据本发明的再一个方面，提供一种显示面板，包括以上所述的有机发光器件。
根据本发明的再一个方面，提供一种显示装置，包括以上所述的显示面板。
本发明的有机发光器件设置了第一发光层和辅助发光层，辅助发光层位于第一发光层背离阳极层的一侧。其中，第一发光层为超荧光体系，辅助发光层的主体材料和热活化延迟荧光材料与第一发光层的荧光客体材料也组成了超荧光体系，由此使得整体发光层中敏化剂的总体含量提高，利用增加的敏化剂捕获多余的激子，使得发光层对三重态激子的利用效率更高，避免发生TTA现象，从而提高发光效率且延长了器件寿命。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施方式中的一种发光器件的结构示意图；
图2为实验例的各材料的发射光谱和吸收光谱图；
图3为实验例的电压-电流密度特性曲线；
图4为实验例的电流密度-光通量特性曲线；
图5为实验例的寿命随时间的变化曲线；
图6为本申请实施方式中的一种发光器件的制备方法流程图；
图7为本申请实施方式的一种显示面板的结构示意图。
图1中：1、基板；2、阳极层；3、空穴注入层；4、空穴传输层；5、电子阻挡层；6、第一发光层；7、辅助发光层；8、空穴阻挡层；9、电子传输层；10、电子注入层；11、阴极层；12、封装层；13、像素界定层。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
相关技术中，有机发光器件的发光层可以采用超荧光体系，即包括主体材料、热活化延迟荧光材料和荧光客体材料，其中热活化延迟荧光材料起敏化剂的作用，由于热活化延迟荧光材料可以通过反系间窜跃将能量从三重态转移到单线态，然后从单重态通过Forster能量传递转移到客体材料的单重态能级，使得能量被荧光客体材料有效利用，该体系突破了传统25％的极限，实现了理论上100％的内量子效率，使得从主体材料到客体材料的能量转移更为充分。对于超荧光体系而言，主体材料、热活化延迟荧光材料、荧光客体材料的能量转移方式主要为Forster能量转移，Forster能量转移是指分子偶极-偶极作用所造成的非辐射能量转移。
然而，对于该体系发光层而言，主体材料通常采用空穴传输性材料，其空穴传输率大于电子传输率，第一发光层内形成的激子主要集中于靠近阴极的一侧。然而敏化剂的含量有限，当三重态激子浓度较高时，敏化剂捕获过多激子，会造成严重的三重态-三重态湮灭效应(TTA)，引起效率滚降，导致发光器件寿命下降。
基于此，本发明实施方式中提供了一种有机发光器件，以解决现有超荧光体系存在的问题。如图1所示，该有机发光器件包括相对设置的阳极层2和阴极层11，阳极层2和阴极层11之间设置有第一发光层6和辅助发光层7，辅助发光层7位于第一发光层6和阴极层11之间，即第一发光层6背离阳极层2的一侧。其中，第一发光层6包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，辅助发光层7至少包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料。
本发明在常规的超荧光体系的第一发光层6激子浓度较高的一侧增加了辅助发光层7，辅助发光层7中的第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料与第一发光层6中的第一荧光客体材料也组成了超荧光体系，其中第二热活化延迟荧光材料也起到敏化剂的作用，由此使得靠近阴极侧的有效发光区域内中敏化剂的总体含量提高，利用增加的敏化剂捕获多余的激子，使得发光层对三重态激子的利用效率更高，避免发生TTA现象，从而提高发光效率且延长了器件寿命。
为了便于描述，以下将第一热活化延迟荧光材料简称为第一TADF材料，第二热活化延迟荧光材料简称为第二TADF材料。
下面对本发明实施方式的有机发光器件进行详细说明：
参考图1，为一种示例性实施方式中有机发光器件的结构示意图。该有机发光器件设置于基板1上，由下至上依次包括阳极层2、空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层5、第一发光层6、辅助发光层7、空穴阻挡层8、电子传输层9、电子注入层10、阴极层11、封装层12。本领域技术人员可以理解的是，有机发光器件的结构可以更简单，例如没有阻挡层，也可以更复杂，例如增加光学覆盖层。该结构仅为一种示例。
需要说明的是，在本申请的有机发光器件中，可以仅设置一个辅助发光层，也可以层叠设置多个辅助发光层。当设置多个辅助发光层时，每个辅助发光层中的第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料都可以与第一发光层中的第一荧光客体材料组成超荧光体系，进而都可以起到提高第一发光层的发光效率的作用。图1中仅示例性地示出了包含一个辅助发光层7的发光器件结构，并以一个辅助发光层为例进行说明。
本实施方式的第一发光层和辅助发光层中，定义第一主体材料的最低单重态能量为S1(A)，最低三重态能量为T1(A)；第一TADF材料的最低单重态能量为S1(B)，最低三重态能量为T1(B)；第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(C)，最低三重态能量为T1(C)。第二主体材料的最低单重态能量为S1(D)，最低三重态能量为T1(D)；第二TADF材料的最低单重态能量为S1(E)，最低三重态能量为T1(E)。第一主体材料的最高分子被占据轨道能级(highest occupied molecular orbital，简称HOMO能级)为HOMO(A)，最低分子未被占据轨道能级(lowest unoccupied molecular orbital，简称LUMO能级)为LUMO(A)，第一TADF材料的HOMO能级为HOMO(B)，LUMO能级为LUMO(B)；第一荧光客体材料的HOMO能级为HOMO(C)，LUMO能级为LUMO(C)；第二主体材料的HOMO能级为HOMO(D)，LUMO能级为LUMO(D)；第二TADF材料的HOMO能级为HOMO(E)，LUMO能级为LUMO(E)。
为了使第一发光层6中第一主体材料、第一TADF材料、第一荧光客体材料能够形成理想的超荧光体系，首先各材料的能量应当满足：S1(A)-T1(A)>0.2eV，S1(B)-T1(B)<0.2eV，S1(C)-T1(C)>0.2Ev，三种材料的最低单重态能量S1需满足：S1(A)>S1(B)>S1(C)，三种材料的最低三重态能量T1需满足：T1(A)>T1(B)。同时，各材料的能级应当满足：
|HOMO(A)-HOMO(B)|<0.2eV
|LUMO(B)|-|LUMO(A)|>0.3eV
|HOMO(A)|-|LUMO(B)|>S1(B)
由此能使第一主体材料中的空穴能够更顺畅的传递至第一TADF材料而不会变成空穴陷阱，让第一TADF材料作为第一主体材料的电子陷阱，这有助于激子主要形成在敏化剂上。同时第一主体材料和第一TADF材料之间不会产生激基复合物。同时，第一荧光客体材料的吸收光谱与第一TADF材料的发射光谱需要具有较大重叠，以使第一TADF材料和第一荧光客体材料之间的Forster能量转移更为充分。
辅助发光层7中，为了使第二主体材料、第二TADF材料、第一荧光客体材料形成理想的超荧光体系，以便于第二TADF材料捕获激子后能顺利将能量传输至第一荧光客体材料使其发光，第二主体材料和第二TADF材料两种材料的能量需要满足：S1(D)-T1(D)>0.2eV，S1(E)-T1(E)<0.2eV。两种材料的能级应当满足：
|HOMO(D)-HOMO(E)|<0.2eV
|LUMO(E)|-|LUMO(D)|>0.3eV
|HOMO(D)|-|LUMO(E)|>S1(E)
具体原理与第一发光层相同，此处不再赘述。与此同时，第一荧光客体材料的吸收光谱与第二TADF材料的发射光谱具有较大重叠，以使第二TADF材料和第一荧光客体材料之间的Forster能量转移更为充分。
若上述两个发光层的材料不满足上述条件，则有可能导致第一TADF材料和第二TADF材料捕获激子后产生的能量无法专递至第一荧光客体材料，反而引起TADF材料发光，则会导致发光光谱变宽、器件稳定性下降等问题。
需要说明的是，荧光客体材料的吸收光谱与TADF材料的发射光谱的重叠面积越大，TADF材料淬灭越完全，Forster能量转移更为充分，荧光客体材料能够更充分地发光。优选地，在归一化条件下，第一荧光客体材料的吸收光谱与第一TADF材料的发射光谱的重叠面积需不低于第一TADF材料发射光谱面积的50％，同样的，第一荧光客体材料的吸收光谱与第二TADF材料的发射光谱的重叠面积需不低于第二TADF材料发射光谱面积的50％。
在本发明实施方式中，第二主体材料可以与第一主体材料相同，由此使得激子在相同的两层材料内传输没有障碍。第二主体材料也可以与第一主体材料不同，那么要使辅助发光层7中的第二TADF材料能够顺利地捕获第一发光层6中的激子，那么需要激子能够顺畅地从第一发光层6传输至辅助发光层7，两个主体材料的能量和能级需要满足以下条件：
|HOMO(A)-HOMO(D)|<0.2eV
|T1(A)-T1(D)|<0.1eV
|HOMO(D)-LUMO(B)|>S1(B)
满足上述条件时，第一主体材料和第二主体材料不会在两个发光层中形成明显的异质结，三重态激子和单重态激子可以在两层可以共享。第二主体材料和第一TADF材料之间不形成激基复合物。同时空穴也能够在两层间共享而不会形成空穴势垒，进而在两个发光层都可以与电子结合形成激子，提高发光效率。
同样的，在本发明实施方式中，第二TADF材料可以与第一TADF材料相同，由此使得两个发光层的敏化性能相同。第二TADF材料也可以与第一TADF材料不同，要使第二TADF材料能够充分的捕获激子以将能量传递至第一发光层6中的第一荧光客体材料，那么两个TADF材料的能量和能级需要满足以下条件：
|T1(E)-T1(B)|<0.1Ev
|S1(E)-S1(B)|<0.1eV
|LUMO(B)-LUMO(E)|<0.2eV
|HOMO(A)-LUMO(E)|>S1(E)
满足上述条件时，第一TADF材料和第二TADF材料不会在两个发光层中形成异质结，三重态激子和单重态激子可以在两层可以共享。第一主体材料和第二TADF材料之间不形成激基复合物。电子能够在两层间共享而不会形成电子势垒，进而在两个发光层都可以与空穴结合形成激子，提高发光效率。
在另一种示例性实施方式中，辅助发光层7还包括与第二荧光客体材料，由此使得辅助发光层7的第二主体材料、第二TADF材料、第二荧光客体材料三种材料也可以组成一超荧光体系。
具体而言，定义第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(F)，最低三重态能量为T1(F)，HOMO能级为HOMO(F)，LUMO能级为LUMO(F)，那么第一荧光客体材料需满足：
S1(F)-T1(F)>0.2eV
S1(D)>S1(E)>S1(F)
且第二荧光客体材料的吸收光谱与第二TADF材料的发射光谱具有较大的重叠面积，结合第二主体材料、第二TADF材料所需满足的能量条件，三者所组成的体系具有理想的超荧光效应，也就是说，第二荧光客体材料也能发光。
与前述同理，在归一化条件下，第二荧光客体材料的吸收光谱与第二TADF材料的发射光谱的重叠面积需不低于第二TADF材料发射光谱面积的50％，以使第二TADF材料淬灭更完全，Forster能量转移更充分，第二荧光客体材料能够更充分地发光。
需要说明的是，虽然辅助发光层7能够独立发光，但其中的第二主体材料、第二TADF材料由于满足以上所定义的条件，因此仍然能够与第一荧光客体材料组合为一个超荧光体系，由此两个发光层共形成了三个超荧光体系，大大提高了激子利用效率，减少了TTA现象发生，延长了材料寿命。
本发明中，第一荧光客体材料和第二荧光客体材料可以相同，使得两个发光层发出的光特性相同。第一荧光客体材料和第二荧光客体材料也可以不同，那么此时两个材料优选满足以下条件：
S1(F)>S1(C)
且第二荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段小于第一荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段，也就是说，第二荧光客体材料相对于第一荧光客体材料为短波发射，此时能量能够由第二荧光客体材料传递至第一荧光客体材料；同时，第一荧光客体材料的吸收光谱与第二荧光客体材料的发射光谱具有较大的重叠面积，满足以上条件时，第二荧光客体将会发生淬灭，从而通过Forster能量传递将能量传递给第一荧光客体材料供其发光，此时第二荧光客体材料相当于第一客体材料的敏化剂。
可以理解的是，第一荧光客体材料的吸收光谱与第二荧光客体材料的发射光谱的重叠面积越高，第二荧光客体材料淬灭的更完全，能量传递更充分。优选地，在归一化条件下，第一荧光客体材料的吸收光谱与第二荧光客体材料的发射光谱的重叠面积不低于第二荧光客体材料的发射光谱面积的50％。
需要说明的是，本发明的第一荧光客体材料和第二荧光客体材料可以是任意颜色，例如红色、绿色、蓝色等，当第二荧光客体材料仅作为敏化剂时，发光器件发光颜色为第一荧光客体材料的发光颜色，当第二荧光客体材料也能够发光时，发光器件的发光颜色为第一荧光客体材料和第二荧光客体材料混合后的颜色。
作为优选，在满足上述条件的前提下，本发明的第一主体材料和第二主体材料可以选择的材料包括但不限于具有高T1特性的咔唑类材料及其衍生物。第一TADF材料和第二TADF材料可以选择的材料包括但不限于△Est较小的三嗪类、吡啶类、酮类、醌类等材料及其衍生物。第一荧光客体材料和第二荧光客体材料可以选择的材料包括但不限于具有高发光效率的芘类、蒽类、芴类或吡咯类等材料及其衍生物。
本发明中，各材料的含量以及两个发光层的厚度均会影响发光层的发光效率和寿命。假设第一TADF材料占第一TADF材料与第一主体材料总质量的X％，第二TADF材料占第二TADF材料与第二主体材料总质量的Y％。在一些示例性实施方式中，X％和Y％均位于5％-50％范围内，TADF材料的含量小于该范围时，起不到理想的敏化作用，含量过大时，荧光客体材料难以完全利用其产生的能量，造成浓度猝灭。在一些示例性实施方式中，Y％＞X％，即第二TADF材料在辅助发光层中所占的比例大于第一TADF材料在第一发光层中所占的比例，该配比下发光材料的寿命更长，原因在于靠近阴极侧的有效发光区域内中敏化剂的总体含量提高，增加了单位体积内发光中心的数密度，可有效的延缓单个发光分子的电致劣化，优选地，Y％-X％≥5％，满足该条件时，发光材料寿命提升更显著。
另一方面，当辅助发光层7包含第二荧光客体材料时，第一荧光客体材料在第一发光层中的掺杂量和第二荧光客体材料在辅助发光层中的掺杂量均高于0.5％，且不高于5％，在该范围内，第二荧光客体材料能够起到理想的敏化剂作用，若掺杂量过低不能完全吸收TADF材料传递的能量，若掺杂量过高客体材料自己会捕获载流子，形成低效的陷阱式发光中心。作为进一步的优选，第一荧光客体材料和第二荧光客体材料的掺杂量均不高于1.2％，对激子的利用效率和器件寿命的提高具有更好的效果。
再一方面，第一发光层6的厚度和辅助发光层7的厚度也影响了激子、敏化剂和荧光客体的分布，进而影响发光效率和材料寿命。作为优选，第一发光层6的厚度为10～30nm，辅助发光层7的厚度不超过1～10nm。作为进一步的优选，辅助发光层7的厚度不超过6nm，此时发光材料的发光效率和寿命的综合特性最优。
以上对图1所示发光器件的两个发光层的材料进行了详细的说明，在该示例性实施方式中，发光器件还包括设于辅助发光层7朝向阴极层11一侧的空穴阻挡层8和设于第一发光层6朝向阳极层2一侧的电子阻挡层5，空穴阻挡层8的最低三重态能量不低于第二TADF材料的最低三重态能量T1(E)，且空穴阻挡层8的HOMO能级至少比第二主体材料的HOMO(D)高0.2eV；电子阻挡层5的最低三重态能量不低于第一TADF材料的最低三重态能量T1(B)，且电子阻挡层5的HOMO能级与第一主体材料的HOMO(A)的差值绝对值不超过0.2eV。由此可以在两个发光层的两侧分别形成空穴势垒和电子势垒，从而将能量限制在发光层中，以避免能量损失造成的效率下降。
对于发光器件的其他结构层而言，基板1可以为任何透明或不透明的衬底材料，如玻璃、聚酰亚胺等。阳极层2可以采用高功函数电极材料，具体可以为透明氧化物ITO、IZO等，厚度在80～200nm；也可以为Ag/ITO、Al/ITO、Ag/IZO、Al/IZO等复合电极，复合电极中金属厚度一般80～200nm，氧化物层厚度一般为5～20nm。如使用透明氧化物作为阳极，器件对应为底发射结构；如使用复合电极，器件对应为顶发射结构。空穴注入层3可以是CuPc、HATCN、MnO3等材料，也可以是在空穴传输材料中进行p型掺杂形成。该层厚度5～30nm。空穴传输层4可以是具有良好空穴传输特性的材料形成，厚度在30～200nm范围。电子阻挡层5厚度为5～90nm，其满足如前所述的条件。空穴阻挡层8厚度5～30nm，其满足如前所述的条件。电子传输层9可以是具有良好电子传输特性的材料蒸镀形成，也可以是电子传输性材料按某种比例掺杂LiQ3、Li、Ca等材料形成，厚度在10～70nm。电子注入层10可采用低功函数金属如Li、Ca、Yb，或金属盐LiF、LiQ3等，厚度0.5～2nm。阴极层11可以用Al、Ag、Mg或上述材料的合金形成，如设计底发射器件，该层厚度需超过80nm，保证良好反射率。如设计顶发射器件，该层厚度需在10～20nm范围内调节。如设计顶发射器件，可以在阴极之上再沉积一层光学覆盖层(CPL)，从而确保更高的光学输出。CPL可以是任何折射率大于1.8的有机材料，厚度在50～100之间。另外，如设计顶发射器件，阴极和阳极之间的有机层光学厚度需满足光学微谐振腔的光程要求，从而获得最优的出光强度和颜色。封装层12可采用UV框胶或薄膜封装等方式。
下面对本发明发光器件的性能进行了测试和比较。以底发射型发光器件为例，分别按照如下条件制备了如图1所示的发光器件(以下条件省略了封装层)。
底发射器件1
ITO/HIL(10nm)/HTL(160nm)/EBL(10nm)/TM:TH-1:dopant(25nm,80％:19.2％:0.8％)/HBL(5nm)/ETL(40nm)/EIL(1nm)/Mg:Ag(100nm)
底发射器件2
ITO/HIL(10nm)/HTL(160nm)/EBL(10nm)/TM:TH-1:dopant(22nm,80％:19％:1％)/TM:TH-1:dopant(3nm,70％:29％:1％)/HBL(5nm)/ETL(40nm)/EIL(1nm)/Mg:Ag(100nm)
底发射器件3
ITO/HIL(10nm)/HTL(160nm)/EBL(10nm)/TM:TH-1:dopant(20nm,80％:19％:1％)/TM:TH-1:dopant(8nm,70％:29％:1％)/HBL(5nm)/ETL(40nm)/EIL(1nm)/Mg:Ag(100nm)
底发射器件4
ITO/HIL(10nm)/HTL(160nm)/EBL(10nm)/TM:TH-1:dopant(17nm,80％:19％:1％)/TM:TH-2(5nm,60％:40％)/HBL(5nm)/ETL(40nm)/EIL(1nm)/Mg:Ag(100nm)。
其中，底发射器件1仅包含一层发光层，底发射器件2-4均包含第一发光层和辅助发光层。其中TM为第一发光层和第二发光层中的主体材料，TH-1、TH-2分别为具有TADF特性的两种不同材料，dopant为绿色荧光客体材料。TH-1、TH-2的发射光谱及dopant的吸收光谱特性参见图2。上述材料分子能轨及激发态信息参见表1。
表1材料分子能轨及激发态
HOMO LUMO T1 S1
TM -5.92eV -2.76eV 2.86eV 3.42eV
TH-1 -5.8eV -3.4eV 2.37eV 2.45eV
TH-2 -5.75eV -3.1eV 2.35eV 2.47eV
Dopant -5.81eV -3.56eV 未检出 2.37eV
对上述四个器件的性能进行测试，结果见表2。
表2器件特性汇总
Figure BDA0002544874700000151
上述四个器件的电压-电流密度特性曲线见图3，由图中可看出本发明辅助发光层的设置对发光器件的电压-电流密度特性有明显的提升。四个器件的电流密度-光通量特性曲线见图4，由图中可看出本发明辅助发光层的设置对发光器件的电流效率有明显的提升。以器件1的电流效率为基准，其他三个器件的电流效率与器件1的电流效率的比值见表2，也可以看出辅助发光层的设置对发光器件的发光效率有明显的提升。四个器件的寿命随时间的变化曲线见图5，以器件1的LT90寿命为基准，其他三个器件与器件1的寿命的比值见表2，可以看出辅助发光层的设置对发光器件的寿命有明显的提升。其中，器件2的效率和寿命综合性能最好。
以上以绿色发光器件为例进行了说明，其他颜色的发光器件与上述实验具有相似的效果。
本发明还提供了上述实施方式中发光器件的制备方法，参照图6，该方法包括：
步骤S100，形成阳极层2；
步骤S200，在阳极层2上形成第一发光层6，第一发光层6包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料；
步骤S300，在第一发光层6背离阳极层2的一侧形成辅助发光层7，辅助发光层7包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料，或辅助发光层包括第二主体材料、第二热活化延迟荧光材料和第二荧光客体材料；
步骤S400，在辅助发光层7背离第一发光层6的一侧形成阴极层11。
阳极层2可以采用喷墨打印等方法形成，阴极层11可以采用溅射等方法形成。第一发光层6和辅助发光层7均可以采用多源共蒸镀的方法，当然也可以采用喷墨打印等其他方法。当辅助发光层7包括多个时，可以逐层形成在第一发光层上。
除此之外，上述制备方法可以进一步包括其他膜层的制备，例如空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层5、空穴阻挡层8、电子传输层9、电子注入层10等。上述膜层可以采用蒸镀等方法形成。
本发明还提供了一种显示面板，该显示面板包括以上所述的有机发光器件，由于上述有机发光器件发光效率高、寿命长，使得该显示面板能耗低、寿命长。
显示面板的结构与传统的OLED显示面板结构相同，不同颜色的发光器件设置在由像素界定层定义的开孔区，且各自独立地受一控制晶体管的控制实现亮灭，进而组合呈现出不同的颜色，实现彩色显示。举例而言，在如图7所示的一种显示面板的基板上，各子像素的发光器件的阳极层2设置在像素定义层13定义的开孔区底部，与基板1上制作的对应的控制晶体管(图中未示出晶体管)连接，阴极层11覆盖在上方，且各子像素的阴极层11可以整面制作，同样的，各子像素的空穴传输层、电子传输层、封装层等公共膜层也可以整面制作。
该显示面板可以是透明或不透明的显示面板，也可以是刚性或柔性显示面板。
本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括以上所述的显示面板。因此也具有相同的技术效果。
本发明对于显示装置的适用不做具体限制，其可以是电脑、手机、导航仪、广告牌、电子书、数码相框等任何具有显示功能的产品或部件，这些显示装置均可以采用上述显示面板。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (16)

1.一种有机发光器件，其特征在于，包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；
第一发光层，设于所述阳极层和阴极层之间，包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料；
辅助发光层，设于所述第一发光层和所述阴极层之间；所述辅助发光层至少包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料；
所述第一主体材料的最低单重态能量为S1(A)，最低三重态能量为T1(A)；所述第一热活化延迟荧光材料的最低单重态能量为S1(B)，最低三重态能量为T1(B)；所述第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(C)，最低三重态能量为T1(C)；所述第一主体材料的HOMO能级为HOMO(A)，LUMO能级为LUMO(A)；第一热活化延迟荧光材料的HOMO能级为HOMO(B)，LUMO能级为LUMO(B)；所述第一发光层满足以下条件：
S1(A)-T1(A)>0.2eV
S1(B)-T1(B)<0.2eV
S1(C)-T1(C)>0.2eV
S1(A)>S1(B)>S1(C)
T1(A)>T1(B)
|HOMO(A)-HOMO(B)|<0.2eV
|LUMO(B)|-|LUMO(A)|>0.3eV
|HOMO(A)|-|LUMO(B)|>S1(B)
且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与第一热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
2.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述辅助发光层的数量为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述第二主体材料的最低单重态能量为S1(D)，最低三重态能量为T1(D)；所述第二热活化延迟荧光材料的最低单重态能量为S1(E)，最低三重态能量为T1(E)；所述第二主体材料的HOMO能级为HOMO(D)，LUMO能级为LUMO(D)；所述第二热活化延迟荧光材料的HOMO能级为HOMO(E)，LUMO能级为LUMO(E)；所述辅助发光层满足以下条件：
S1(D)-T1(D)>0.2eV
S1(E)-T1(E)<0.2eV
|HOMO(D)-HOMO(E)|<0.2eV
|LUMO(E)|-|LUMO(D)|>0.3eV
|HOMO(D)|-|LUMO(E)|>S1(E)
且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与第二热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
4.根据权利要求3所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一主体材料和所述第二主体材料相同或不同；
所述第一主体材料和所述第二主体材料不同时，所述第一主体材料和所述第二主体材料满足以下条件：
|HOMO(A)-HOMO(D)|<0.2eV
|T1(A)-T1(D)|<0.1eV
|HOMO(D)-LUMO(B)|>S1(B)；
所述第一热活化延迟荧光材料和所述第二热活化延迟荧光材料相同或不同；
所述第一热活化延迟荧光材料和所述第二热活化延迟荧光材料不同时，所述第一主体材料和所述第二主体材料满足以下条件：
|T1(E)-T1(B)|<0.1eV
|S1(E)-S1(B)|<0.1eV
|LUMO(B)-LUMO(E)|<0.2eV
|HOMO(A)-LUMO(E)|>S1(E)。
5.根据权利要求4所述的有机发光器件，其特征在于，所述辅助发光层还包括第二荧光客体材料。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料相同或不同；
所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料不同时，所述第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(F)，最低三重态能量为T1(F)，HOMO能级为HOMO(F)，LUMO能级为LUMO(F)；所述辅助发光层还满足：
S1(F)-T1(F)>0.2eV
S1(D)>S1(E)>S1(F)
且归一化条件下所述第二荧光客体材料的吸收光谱与第二热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
7.根据权利要求6所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一荧光客体材料和所述第二荧光客体材料不同时，所述辅助发光层还满足：
S1(F)>S1(C)
且所述第二荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段小于所述第一荧光客体材料的发射光谱覆盖的波段，且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与所述第二荧光客体材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二荧光客体材料的发射光谱面积的50％。
8.根据权利要求5所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一主体材料和第二主体材料分别选自咔唑类材料；所述第一热活化延迟荧光材料和第二热活化延迟荧光材料分别选自三嗪类、吡啶类、酮类、醌类；所述第一荧光客体材料和第二荧光客体材料分别选自芘类、蒽类、芴类、吡咯类。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一热活化延迟荧光材料占所述第一热活化延迟荧光材料与第一主体材料总质量的X％，所述第二热活化延迟荧光材料占所述第二热活化延迟荧光材料与第二主体材料总质量的Y％，所述Y％＞X％。
10.根据权利要求9所述的有机发光器件，其特征在于，所述Y％-X％≥5％。
11.根据权利要求5-8中任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一荧光客体材料在所述第一发光层中的掺杂量和所述第二荧光客体材料在所述辅助发光层中的掺杂量均高于0.5％，且不高于5％。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一发光层的厚度为10～30nm，所述辅助发光层的厚度不超过1～10nm。
13.根据权利要求1-8中任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件还包括：
空穴阻挡层，设于所述辅助发光层与所述阴极层之间，所述空穴阻挡层的最低三重态能量不低于所述第二热活化延迟荧光材料的最低三重态能量，且所述空穴阻挡层的HOMO能级至少比所述第二主体材料的HOMO能级高0.2eV；
电子阻挡层，设于所述第一发光层与所述阳极层之间，所述电子阻挡层的最低三重态能量不低于所述第一热活化延迟荧光材料的最低三重态能量，且所述电子阻挡层的HOMO能级与所述第一主体材料的HOMO能级的差值绝对值不超过0.2eV。
14.一种有机发光器件的制备方法，其特征在于，包括：
形成阳极层；
在所述阳极层上形成第一发光层，所述第一发光层包括第一主体材料、第一热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料；
在所述第一发光层背离所述阳极层的一侧形成辅助发光层，所述辅助发光层包括第二主体材料和第二热活化延迟荧光材料，或所述辅助发光层包括第二主体材料、第二热活化延迟荧光材料和第二荧光客体材料；
在所述辅助发光层背离所述第一发光层的一侧形成阴极层；
所述第一主体材料的最低单重态能量为S1(A)，最低三重态能量为T1(A)；所述第一热活化延迟荧光材料的最低单重态能量为S1(B)，最低三重态能量为T1(B)；所述第一荧光客体材料的最低单重态能量为S1(C)，最低三重态能量为T1(C)；所述第一主体材料的HOMO能级为HOMO(A)，LUMO能级为LUMO(A)；第一热活化延迟荧光材料的HOMO能级为HOMO(B)，LUMO能级为LUMO(B)；所述第一发光层满足以下条件：
S1(A)-T1(A)>0.2eV
S1(B)-T1(B)<0.2eV
S1(C)-T1(C)>0.2eV
S1(A)>S1(B)>S1(C)
T1(A)>T1(B)
|HOMO(A)-HOMO(B)|<0.2eV
|LUMO(B)|-|LUMO(A)|>0.3eV
|HOMO(A)|-|LUMO(B)|>S1(B)
且归一化条件下所述第一荧光客体材料的吸收光谱与第一热活化延迟荧光材料的发射光谱的重叠面积不低于所述第二热活化延迟荧光材料发射光谱面积的50％。
15.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的有机发光器件。
16.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求15所述的显示面板。
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