有机发光二极管和使用其的显示装置的制作方法

有机发光二极管和使用其的显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年12月29日提交的韩国专利申请第10-2020-0186376号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及有机发光二极管和使用其的显示装置。


背景技术：

4.电致发光显示装置根据发光层的材料大致分为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型的有机发光显示装置包括通过自身发光的有机发光二极管(在下文中，称为“oled”)，并且具有响应速度快以及发光效率、亮度和视角大的优点。在有机发光显示装置中，在每个像素中形成有发光二极管(有机发光二极管，称为“oled”)。有机发光显示装置具有快速的响应速度，优异的发光效率、亮度和视角，并且由于其可以以全黑色表现黑色渐变而具有优异的对比度和颜色再现性。
5.有机发光显示装置不需要背光单元，并且可以在为柔性材料的塑料基板、薄玻璃基板、或金属基板上实现。
6.当长时间驱动oled元件时，其驱动电压由于构成oled元件的材料劣化而增大，这不利地影响寿命。


技术实现要素：

7.本公开旨在解决全部上述需要和问题。
8.本公开提供了oled元件和使用其的显示装置，在所述oled元件中oled元件劣化和其驱动电压增大的问题得到改善。
9.应注意的是，本公开的目的不限于上述目的，并且根据以下描述，本公开的其他目的对于本领域技术人员将是显而易见的。
10.本公开的oled元件包括：空穴注入层；在空穴注入层上的空穴传输层；第一发光层，所述第一发光层被配置成产生可见光波段中的短波长的光，所述第一发光层在空穴传输层上，其中所述oled元件还包括光吸收层，所述光吸收层包含于空穴注入层与空穴传输层之间的界面处的空穴注入层和/或空穴传输层中，并且包含添加至空穴注入层和空穴传输层的一者或更多者中的磷光掺杂剂材料。
11.本公开的显示装置包括：显示面板，其中布置有显示输入图像的像素；和显示面板驱动器，所述显示面板驱动器被配置成将输入图像的像素数据写入显示面板的像素。每个像素包括所述oled元件。
12.本公开可以通过向空穴注入层和空穴传输中的至少一者中添加吸收可见光波段中的短波长光的材料而在空穴注入层与空穴传输层之间的界面处产生三线态激子，并且可以使用所述材料引起空穴和三线态激子的结合。
13.本公开可以防止在驱动有机发光二极管时空穴注入层与空穴传输层之间的界面的劣化，从而在长时间驱动有机发光二极管时使驱动电压的增大最小化并提高元件的寿命和稳定性。
14.通过本公开可以实现的效果不限于上述效果。即，根据以下描述，本公开所属领域的技术人员可以清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
15.通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方案，本公开的上述以及其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，其中：
16.图1是示出根据本公开的一个实施方案的oled元件的截面结构的截面图；
17.图2是示出在图1所示的光吸收层中发生的三线态-极化子湮灭的图；
18.图3a至图3c是示出图1所示的oled元件的发光层的图；
19.图4a至图4c是示出在比较例和实施方案中用作测试目标样品的oled元件的图；
20.图5是示出比较例1以及实施方案1-1和1-2中的亮度对外部量子效率的图；
21.图6是示出比较例1以及实施方案1-1和1-2中的峰值波长的图；
22.图7是示出比较例1以及实施方案1-1和1-2中的驱动电压根据驱动时间的变化的图；
23.图8a至图8c是示出用作测试目标样品的具有三堆叠体结构的oled元件的结构的图；
24.图9是示出图8a至图8c所示的oled元件的峰值波长的图；
25.图10是示出作为对图8a至图8c所示的oled元件进行实验的结果，驱动电压随驱动时间流逝而增大的图；
26.图11是示出根据本公开的一个实施方案的显示装置的框图；
27.图12是示出将根据本公开的一个实施方案的显示装置应用于移动设备的一个实施方案的框图；
28.图13至图15是示出可用于本公开的像素电路的各种像素电路的电路图；以及
29.图16是示出驱动图15所示的像素电路的方法的波形图。
具体实施方式
30.将通过参照附图描述的以下实施方案来阐明本公开的优点和特征及其实施方法。然而，本公开不限于本文所公开的实施方案，并且可以以各种不同的形式来实施。提供这些实施方案以使本公开的公开内容详尽并且将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。应注意的是，本公开的范围由权利要求来限定。
31.用于描述本公开的实施方案的附图中所公开的图、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例性的，并且不限于本公开中示出的事项。贯穿全文，相似的附图标记是指相似的元件。此外，在描述本公开时，当确定公知技术的详细描述可能不必要地模糊本公开的主旨时，将省略公知技术的详细描述。
32.本文使用的诸如“包括/包含”和“具有”的术语旨在允许添加其他要素，除非该术语与术语“仅”一起使用。除非另外明确地指出，否则对单数的任何提及均可以包括复数。
33.即使没有明确指出，组成部分也被解释为包括常规误差范围。
34.对于位置关系的描述，例如，当两个部件之间的位置关系被描述为“在
……
上”、“在
……
上方”、“在
……
下方”、“与
……
相邻”等时，除非在表述中使用术语“紧接”或“直接”，否则可以在其间插入一个或更多个部件。
35.虽然可以使用诸如“第一”、“第二”等的术语来描述多个组件，但是这样的组件一定不受以上术语限制。以上术语仅用于将一个组件和另外的组件区分开。
36.对于时间关系的描述，例如，当时间关系被描述为“在
……
之后”、“随后”、“接着”、“在
……
之前”等时，除非在表述中使用术语“紧接”或“直接”，否则可以包括非连续的情况。
37.本公开的多个实施方案的特征可以部分或全部地彼此结合或组合。这些实施方案可以在技术上以各种方式彼此协作和执行，并且可以彼此独立或关联地进行。
38.在下文中，将参照附图详细地描述本公开的多个实施方案。
39.图1是示出根据本公开的一个实施方案的oled元件的截面结构的截面图。图2是示出在图1所示的光吸收层中发生的三线态-极化子湮灭的图。图3a至图3c是示出图1所示的oled元件的发光层的图。在图3a至图3c中，省略了光吸收层adl、电子注入层eil和电子传输层etl。
40.参照图1和图2，oled元件包括堆叠在阴极电极cat与阳极电极ano之间的至少第一堆叠体和第二堆叠体。oled元件可以具有第一堆叠体st1、第二堆叠体st2和第三堆叠体st3的结构，但不限于此。例如，oled元件可以以两堆叠体结构来实现而没有第三堆叠体st3。
41.在第三堆叠体st3与阴极电极cat之间可以堆叠有电子注入层eil和电子传输层etl。当不存在第三堆叠体st3时，电子注入层eil和电子传输层etl可以堆叠在第二堆叠体st2与阴极电极cat之间。
42.阳极电极ano可以由透明电极材料例如铟锡氧化物(ito)形成，但不限于此。作为实例，阳极电极ano可以由透明导电氧化物(tco)例如铟锌氧化物(izo)形成。阴极电极cat可以由铝(al)形成，但不限于此。例如，阴极电极cat可以为由镁-银(mg-ag)形成的半透明电极。
43.oled元件的驱动电压被施加至阴极电极cat和阳极电极ano。阴极电极cat可以为形成在显示装置的整个基板上方的公共电极。对于显示装置的基板上的每个子像素划分阳极电极ano，并且可以根据像素数据的数据电压对于每个子像素施加不同的电压。当阴极电极cat与阳极电极ano之间的电压大于或等于oled元件的阈值电压时，oled元件可以发光。第一堆叠体至第三堆叠体可以包括具有不同峰值波长的发光层。当向oled元件施加驱动电压时，电荷被注入到发光层中，并且激子通过电子和空穴在发光层中结合而形成，然后湮灭，同时发射由发光层的材料确定的波长的光。
44.第一堆叠体st1、第二堆叠体st2和第三堆叠体st3的堆叠结构可以包含具有不同的光致发光峰的多种发光材料以发射白光。为了在显示装置的子像素中发射不同波长的可见光，可以在阴极电极cat上方或在阳极电极ano下方设置滤色器层或颜色转换层。
45.第一堆叠体st1被设置成最靠近阳极电极ano。第一堆叠体st1包括空穴注入层hil、光吸收层(吸收掺杂剂材料层)adl、空穴传输层htl和第一发光层(蓝色发光材料层)b-eml1。第一发光层b-eml1包含至少一种主体材料和用于发射蓝光的掺杂剂材料，并且在向oled元件施加驱动电压时发射蓝光。从第一堆叠体st1发射的光的峰值波长可以为430nm至
1-基)-n,n
’‑
双(苯基)-2,2
’‑
二甲基联苯胺(α-npd)、4,4’,4
”‑
三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)、n,n
’‑
双(3-甲基苯基)-n,n
’‑
双(苯基)-联苯胺(tpd)、四-n-苯基联苯胺(tpb)、1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基]环己烷(tapc)、m-tpee、氟代三苯基二胺(ftpd)、trp、对苯二胺(ppd)、或opt1。m-tpee可以为由以下化学式1表示的化合物。trp可以为由化学式2表示的化合物。otp1可以为由化学式3表示的化合物。
[0055]
[化学式1]
[0056][0057]
[化学式2]
[0058][0059]
[化学式3]
[0060][0061]
空穴传输层htl的第二材料可以为三线态能级高于第一材料的材料，以便减少电子从第一发光层b-eml1扩散。此外，空穴传输层htl的第二材料可以为最高占据分子轨道(homo)能级低于第一材料的材料，以使空穴在空穴传输层htl与第一发光层b-eml1之间的界面处的累积最小化。此外，第二材料可以为具有高的热稳定性的材料以改善空穴传输层的耐久性。第二材料可以为包含螺芴基的有机化合物。
[0062]
当空穴传输层htl被配置成混合结构时，可以改善空穴从空穴传输层htl流至第一发光层b-eml1的移动，同时可以减少电子从第一发光层b-eml1流至空穴传输层htl的移动，从而获得改善驱动电压、发光效率和寿命的效果。
[0063]
参照图1和图3a至图3c，第二堆叠体st2设置在第一堆叠体st1与第三堆叠体st3之间。
[0064]
第一堆叠体st1包括设置在阳极电极ano上的空穴注入层hil、设置在空穴注入层
hil上方的空穴传输层htl、设置在空穴传输层htl上发射峰值波长在430nm至480nm范围内的光的第一发光层b-eml1、以及设置在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处并且包含添加至空穴注入层hil和空穴传输层htl中的至少一者的磷光掺杂剂材料的光吸收层adl。光吸收层adl可以利用磷光掺杂剂吸收来自第一发光层b-eml1的光以发射可见光波段内的波长为550nm或更大的光。
[0065]
第二堆叠体st2设置在阴极电极cat与第一堆叠体st1之间，并且可以包括至少一个第二发光层，所述至少一个第二发光层发射波长比从第一发光层b-eml1发射的光的波长更长的光。
[0066]
第三堆叠体st3设置在阴极电极cat与第二堆叠体st2之间，并且可以包括第三发光层b-eml2，所述第三发光层b-eml2发射波长与从第一发光层b-eml1发射的光的波长基本上相同的光。
[0067]
第二发光层发射波长与从第一发光层b-eml1发射的光的波长不同的光。第二发光层可以包括一个或更多个发光层，或者可以包括具有不同峰值波长的两个或更多个发光层。例如，如图3a所示，根据一个实施方案的第二发光层可以具有这样的结构：在所述结构中堆叠有包含至少一种主体材料和用于发射红光的掺杂剂的第一红色发光层r-eml、以及包含至少一种主体材料和用于发射黄绿光的掺杂剂的第二黄绿色发光层yg-eml。从第一红色发光层r-eml发射的光的峰值波长可以为600nm至650nm。从第二黄绿色发光层yg-eml发射的光的峰值波长可以为510nm至580nm。
[0068]
如图3b所示，根据另一个实施方案的第二发光层可以具有这样的结构：在所述结构中堆叠有包含至少一种主体材料和用于发射红光的掺杂剂的第一红色发光层r-eml、以及包含至少一种主体材料和用于发射绿光的掺杂剂的第二绿色发光层g-eml。从第二绿色发光层g-eml发射的光的峰值波长可以为500nm至570nm。
[0069]
如图3c所示，根据又一个实施方案的第二发光层可以具有这样的结构：在所述结构中堆叠有包含至少一种主体材料和用于发射红光的掺杂剂的第一红色发光层r-eml、包含至少一种主体材料和用于发射黄绿光的掺杂剂的第二黄绿色发光层yg-eml、以及包含至少一种主体材料和用于发射绿光的掺杂剂的第三绿色发光层g-eml。
[0070]
第一堆叠体st1还可以包括设置在第一发光层b-eml1上的第二电子传输层。第二堆叠体st2还可以包括设置在第二发光层下方的第二空穴传输层。图中省略了第二电子传输层和第二空穴传输层。
[0071]
在第一堆叠体st1与第二堆叠体st2之间可以设置有第一电荷生成层cgl1。第一电荷生成层cgl1可以分为n型电荷生成层(ncgl)和p型电荷生成层(pcgl)。n型电荷生成层可以设置在第二电子传输层上。p型电荷生成层可以设置在n型电荷生成层与第二空穴传输层之间。
[0072]
第三堆叠体st3可以包括第三发光层b-eml2。第三发光层b-eml2通过包含至少一种主体材料和用于发射蓝光的掺杂剂材料来发射蓝光。从第三堆叠体st3发射的光的峰值波长可以为430nm至480nm。第三堆叠体st3可以提高具有相对低的效率的蓝色发光层的效率。
[0073]
如图1所示，在第三堆叠体st3与阴极电极cat之间可以堆叠有电子注入层eil和电子传输层etl。电子注入层eil设置在阴极电极cat与电子传输层etl之间。电子传输层etl设
置在电子注入层eil与第三堆叠体st3之间。在没有第三堆叠体st3的情况下，电子传输层etl可以设置在电子注入层eil与第二堆叠体st2之间。
[0074]
第二堆叠体st2还可以包括设置在第二发光层上的第三电子传输层。第三堆叠体st3还可以包括设置在第三发光层b-eml2下方的第三空穴传输层。图中省略了第三电子传输层和第三空穴传输层。
[0075]
在第二堆叠体st2与第三堆叠体st3之间可以设置有第二电荷生成层cgl2。第二电荷生成层cgl2可以分为n型电荷生成层和p型电荷生成层。n型电荷生成层可以设置在第三电子传输层上。p型电荷生成层可以设置在n型电荷生成层与第三空穴传输层之间。
[0076]
作为发射红光的发光层的主体材料，h-主体可以选择为dntpd，以及e-主体可以选择为dcztrz。发射红光的发光层的掺杂剂材料可以包括选自ir(piq)2(acac)(双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮合铱(iii))和ir(piq)3(三(1-苯基异喹啉)铱(iii))中的一种或更多种磷光材料。
[0077]
作为发射绿光的发光层的主体材料，h-主体可以选择为cbp，以及e-主体可以选择为tpbi(1,3,5-三(n-苯基苯并咪唑-2-基)苯)。发射绿光的发光层的掺杂剂材料可以选择为ir(ppy)3。
[0078]
发射蓝光的发光层的主体材料可以选择为2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(madn)。发射蓝光的发光层的掺杂剂材料可以选择为基于硼的蓝色荧光掺杂剂，例如5,9-二苯基-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼萘并[3,2,1-de]蒽(dabna-1)。
[0079]
光吸收层adl吸收可见光波长带中的短波长光，以防止在长时间驱动oled元件时空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面的劣化，从而使oled元件的驱动电压的增大最小化。能够获得这样的效果的光吸收层adl的条件如下。
[0080]
光吸收层adl的三线态能级t1可以为2.5ev≥t1≥2.0ev，即2.0ev至2.5ev。光吸收层adl的最高占据分子轨道(homo)等于或小于空穴传输层htl的最高占据分子轨道(homo)，以便不干扰空穴的流动。光吸收层adl的光吸收光谱为可见光波长带中的短波长，例如530nm或更小。从光吸收层adl发射的光的峰值光谱为550nm或更大的波长。
[0081]
光吸收层adl的厚度可以设定在至(或5nm至30nm)的范围内。如果光吸收层adl的厚度小于(或5nm)，则由于光吸收层adl太薄，空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处的三线态-极化子湮灭效果小。如果光吸收层adl的厚度大于(或30nm)，则从第一发光层b-eml1发射的蓝光可能损失。
[0082]
在光吸收层adl中，掺杂至主体材料的磷光掺杂剂材料的浓度可以为0.1％至15％。在此，浓度(％)为重量百分比(重量％)。在下文中，浓度(％)为重量％。如果掺杂浓度低于0.1％，则光吸收层adl中的磷光掺杂剂的量不足，使得三线态-极化子湮灭效果大大降低。如果掺杂浓度高于15％，则空穴向磷光掺杂剂材料移动而不向空穴传输层htl移动，使得oled元件的电特性可能改变，并且三线态-极化子湮灭效果降低。
[0083]
应注意的是，本公开不限于上述的oled结构。例如，其中在第二堆叠体st2中设置有蓝色发光层b-eml1并且在第一堆叠体st1中设置有不同颜色的发光层的结构也在本公开的范围内。
[0084]
本公开的发明人进行了各种实验(参见图4a至图10)以验证本公开的效果。
[0085]
图4a至图4c示出了具有包括单个发光层的单堆叠体结构的简单oled元件的样品。图8a至图8c示出了具有包括复数个发光层的三堆叠体结构的oled元件的样品。在实验中使用的oled元件样品中，阳极电极ano，空穴注入层hil，空穴传输层htl，电子(或激子)阻挡层ebl，发光层b-eml、r-eml和g-eml，电子传输层etl，电荷生成层cgl，电子传输层etl，电子注入层eil以及阴极电极cat各自如下形成。
[0086]
在图4a至图4c和图8a至图8c所示的oled元件中，阳极电极ano由厚度为的ito形成。设置在阳极电极ano上的空穴注入层hil为其中npd和mgf2以1:1的组成比混合的复合物，并且具有复合物，并且具有的厚度。设置在空穴注入层hil上的空穴传输层htl由m-tpee形成，并且具有的厚度。
[0087]
在空穴传输层htl与蓝色发光层b-eml1之间设置有电子阻挡层ebl。电子阻挡层ebl由α-npd形成，并且具有的厚度。蓝色发光层b-eml1通过用4重量％的dabna-1对madn进行掺杂而形成，并且具有的厚度。设置在蓝色发光层b-eml1上的电子传输层etl由2-[4-(9,10-二-萘-2-基-蒽-2-基)-苯基]-1-苯基-1h-苯并咪唑(zadn)形成，并且具有的厚度。
[0088]
在第一电荷生成层cgll中，ncgl通过用1重量％的li对红菲咯啉(bphen)进行掺杂而形成，并且具有的厚度。pcgl通过用10重量％的1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲六腈(hatcn)对npd进行掺杂而形成，并且具有的厚度。
[0089]
在第一电荷生成层cgl1与红色发光层r-eml之间的空穴传输层htl由m-tpee形成，并且具有的厚度。
[0090]
红色发光层r-eml由其中dptpd和dcztrz以1:1的组成比混合的复合物形成，掺杂有2重量％的ir(piq)2acac，并且具有的厚度。绿色发光层g-eml由其中cbp和tpbi以1:1的组成比混合的复合物形成，掺杂有8重量％的ir(ppy)3，并且具有的厚度。
[0091]
在绿色发光层g-eml与第二电荷生成层cgl2之间的电子传输层etl由zadn形成，并且具有的厚度。
[0092]
在第二电荷生成层cgl2中，ncgl通过用1重量％的li对红菲咯啉(bphen)进行掺杂而形成，并且具有的厚度。pcgl通过用10重量％的1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲六腈(hatcn)对npd进行掺杂而形成，并且具有的厚度。在pcgl上的空穴传输层htl由m-tpee形成，并且具有的厚度。
[0093]
在空穴传输层htl与蓝色发光层b-eml2之间设置有电子阻挡层ebl。该电子阻挡层ebl由α-npd形成，并且具有的厚度。
[0094]
蓝色发光层b-eml2通过用4重量％的dabna-1对madn进行掺杂而形成，并且具有的厚度。
[0095]
阴极电极cat由厚度为的al形成。在阴极电极cat下方的电子传输层etl由zadn形成，并且具有的厚度。设置在阴极电极cat与电子传输层etl之间的电子注入
层eil由lif形成，并且具有的厚度。
[0096]
图4a至图4c示出了在比较例和实施方案中用作测试目标样品的oled元件。在图4a至图4c中，实现了仅具有第一堆叠体st1而不具有第二堆叠体st2和第三堆叠体st3的oled元件。图4a示出了比较例1中的不具有光吸收层adl的oled元件结构。图4b所示的实施方案1-1的oled元件包括其中在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处的空穴传输层htl中掺杂5％的红色磷光掺杂剂的光吸收层adl。图4c所示的实施方案1-2的oled元件包括其中在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处的空穴传输层htl中掺杂10％的红色磷光掺杂剂的光吸收层adl。
[0097]
在图4a所示的比较例1中，空穴传输层htl是厚度为的有机材料。在图4b和图4c所示的实施方案中，空穴传输层htl是厚度为图4c所示的实施方案中，空穴传输层htl是厚度为的有机材料。在图4b和图4c中，在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间设置有光吸收层adl。空穴传输层htl的厚度和光吸收层adl的厚度之和为其与比较例1的空穴传输层htl的厚度相同。
[0098]
在图4b所示的实施方案1-1中，光吸收层adl形成在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间，并且包含向空穴传输层htl的主体材料中以5％添加的红色磷光掺杂剂。在图4c所示的实施方案1-2中，光吸收层adl形成在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间，并且包含向空穴传输层htl的主体材料中以10％添加的红色磷光掺杂剂。在图4b和图4c中，光吸收层adl的厚度为即15nm。在该实验中，获得了比较例1以及实施方案1-1和1-2中的驱动电压(v)、电流效率(cd/a)和外部量子效率(eqe)作为表1所示的结果。
[0099]
[表1]
[0100][0101]
在表1中，“rd”为红色磷光掺杂剂。oled元件的驱动电压(v)越低以及电流效率(cd/a)和外部量子效率(eqe)越高，就可以用越少的能量获得越高的亮度。
[0102]
图5示出了比较例1以及实施方案1-1和1-2中的亮度(cd/m2)对外部量子效率(eqe)的实验结果。图6示出了比较例1以及实施方案1-1和1-2中的峰值波长(465nm)的实验结果。图7示出了比较例1以及实施方案1-1和1-2中的驱动电压随驱动时间(小时)的变化(δv)的实验结果。如在图6和图7中可以看出，在比较例1以及实施方案1-1和1-2中，在峰值波长处强度处于相同水平，以及与比较例1相比，在实施方案1-1和1-2中，通过减小驱动电压根据驱动时间流逝的上升幅度，改善了驱动电压增大的问题。
[0103]
图8a至图8c是示出用作测试目标样品的具有三堆叠体结构的oled元件的结构的图。图8a示出了比较例2中的不具有光吸收层adl的oled元件结构。图8b所示的实施方案2-1
的oled元件包括其中在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处向空穴传输层htl中以5％掺杂红色磷光掺杂剂的光吸收层adl。图8c所示的实施方案2-2的oled元件包括其中在空穴注入层hil与空穴传输层htl之间的界面处向空穴传输层htl中以10％掺杂红色磷光掺杂剂的光吸收层adl。
[0104]
在图8a至图8c中，用作测试目标样品的oled元件的基本结构与图3b的基本结构基本上相同。在该实验中，获得了比较例2以及实施方案2-1和2-2中的驱动电压(v)、电流效率(cd/a)、外部量子效率(eqe)和色坐标值(ciex,ciey)作为表2所示的结果。
[0105]
[表2]
[0106][0107]
如图9所示，在比较例2以及实施方案2-1和2-2中，图8a至图8c所示的oled元件的波长谱中的峰值波长和相应强度基本上相同。如从图10的实验结果可以看出，与比较例2相比，在实施方案2-1和2-2中，驱动电压随着驱动时间流逝的上升幅度减小，因此，oled元件的寿命得到改善。
[0108]
本公开的oled元件可以被实现为显示装置的像素。像素电路包括：oled元件；驱动元件，所述驱动元件通过根据栅极-源极电压vgs控制流过oled元件的电流来驱动oled元件；一个或更多个切换元件，所述一个或更多个切换元件切换驱动oled元件和驱动元件所需的电压；存储电容器，所述存储电容器存储驱动元件的栅极电压；等等。驱动元件和切换元件可以被实现为晶体管。
[0109]
像素电路的晶体管可以被实现为包含氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(tft)、包含低温多晶硅(ltps)的ltps tft等。此外，各晶体管可以被实现为p沟道tft或n沟道tft。在一个实施方案中，将集中于描述其中像素电路的晶体管被实现为p沟道tft的实例，但本公开不限于此。
[0110]
晶体管为包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极为向晶体管供应载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流动。漏极为载流子通过其从晶体管离开的电极。在晶体管中，载流子从源极流向漏极。在n沟道晶体管的情况下，由于载流子为电子，因此源极电压低于漏极电压，使得电子可以从源极流向漏极。在n沟道晶体管中，电流从漏极流向源极。在p沟道晶体管(pmos)的情况下，由于载流子为空穴，因此源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流向漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流向漏极，因此电流从源极流
向漏极。应注意的是，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可以根据所施加的电压来切换。因此，本公开不因晶体管的源极和漏极而受限制。在以下描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
[0111]
栅极信号在栅极导通电压与栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压被设定成高于晶体管的阈值电压，栅极截止电压被设定成低于晶体管的阈值电压。晶体管响应于栅极导通电压而导通，而其响应于栅极截止电压而断开。在n沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以为栅极高电压vgh，栅极截止电压可以为栅极低电压vgl。在p沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以为栅极低电压vgl，栅极截止电压可以为栅极高电压vgh。
[0112]
像素电路的驱动元件需要在所有像素中具有均匀的电特性。然而，由于在显示面板的制造过程中引起的元件特性偏差和工艺偏差，因此可能存在像素之间的驱动元件的电特性的差异，并且随着像素的驱动时间流逝，这种差异可能进一步增大。为了补偿像素之间的驱动元件的电特性的偏差，可以将内部补偿技术或外部补偿技术应用于显示装置。
[0113]
内部补偿技术使用嵌在每个像素中的内部补偿电路来感测每个子像素的驱动元件的阈值电压，并通过该阈值电压补偿驱动元件的栅极-源极电压vgs。外部补偿技术使用外部补偿电路来实时感测驱动元件的根据驱动元件的电特性而变化的电流或电压。在外部补偿技术中，将输入图像的像素数据(数字数据)调制成与针对每个像素感测到的驱动元件的电特性的偏差(或变化)一样多，以实时补偿每个像素中的驱动元件的电特性的偏差(或变化)。
[0114]
参照图11和图12，根据本公开的一个实施方案的显示装置包括显示面板100、用于将输入图像的像素数据写入显示面板100的像素p中的显示面板驱动器、用于控制显示面板驱动器的时序控制器130、以及用于产生驱动显示面板100所需的电力的电源单元150。
[0115]
显示面板100包括在屏幕上显示输入图像的像素阵列aa。像素阵列aa的每个像素p包括用于颜色再现的具有不同颜色的子像素。子像素包括红色子像素(下文中称为“r子像素”)、绿色子像素(下文中称为“g子像素”)和蓝色子像素(下文中称为“b子像素”)。虽然未示出，但是每个像素p还可以包括白色子像素(下文中称为“w子像素”)。在下文中，“像素”或“点”可以被解释为子像素。
[0116]
子像素中的至少一种颜色的子像素可以包括具有上述光吸收层adl的oled元件。此外，子像素的oled元件可以以如图3a至图3c所示的至少两堆叠体结构或串联结构来实现以产生白光。在这种情况下，可以在红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素中设置滤色器层或颜色转换层。子像素的像素电路可以被实现为图13至图15所示的像素电路，但不限于此。
[0117]
可以在显示面板100的屏幕上设置触摸传感器。触摸传感器可以以盒上(on-cell)型或外挂(add-on)型布置在显示面板的屏幕上，或者可以被实现为嵌在像素阵列中的盒内(in-cell)型触摸传感器。
[0118]
显示面板100可以被实现为其中像素p设置在诸如塑料基板或金属基板的柔性基板上的柔性显示面板。在柔性显示器中，屏幕的尺寸和形状可以通过将柔性显示面板卷绕、折叠或弯曲来改变。柔性显示器可以包括可滑动显示器、可卷曲显示器、可弯曲显示器、可折叠显示器等。
[0119]
显示面板驱动器通过将输入图像的像素数据写入像素p来将输入图像再现在显示面板100的屏幕上。显示面板驱动器包括数据驱动器110和栅极驱动器120。显示面板驱动器
还可以包括设置在数据驱动器110与数据线dl之间的解多路复用器112。
[0120]
数据驱动器110使用数模转换器(下文中称为“dac”)将为数字数据的输入图像的像素数据转换为伽马补偿电压，以生成数据电压vdata。数据驱动器110可以包括输出伽马补偿电压的分压器电路。分压器电路对来自电源单元150的伽马基准电压进行分压，以针对各个灰度级生成伽马补偿电压，并将其提供给dac。dac可以将像素数据转换为伽马补偿电压并输出数据电压。从数据驱动器110的沟道输出的数据电压可以通过解多路复用器112供应至显示面板100的数据线dl。
[0121]
解多路复用器112将通过数据驱动器110的沟道输出的数据电压vdata时分并分配给多条数据线dl。由于解多路复用器112，可以减少数据驱动器110的沟道的数量。可以省略解多路复用器112。在这种情况下，数据驱动器110的沟道直接连接至数据线dl。
[0122]
栅极驱动器120可以被实现为与像素阵列aa的tft阵列一起直接形成在显示面板100的边框区域bz上的面板内栅极(gip)电路。栅极驱动器120在时序控制器130的控制下将栅极信号输出至栅极线gl。栅极驱动器120可以使用移位寄存器将栅极信号移位以将信号顺序地供应至栅极线gl。栅极信号的电压在栅极截止电压与栅极导通电压之间摆动。栅极信号可以包括图16中所示的扫描脉冲、em脉冲、感测脉冲等。
[0123]
栅极驱动器120可以设置在显示面板100的左边框和右边框中的每一者上从而以双馈方法将栅极信号供应至栅极线gl。在双馈方法中，两侧上的栅极驱动器120是同步的，使得栅极信号可以同时施加在一条栅极线的两端。在另一个实施方案中，栅极驱动器120可以设置在显示面板100的左边框和右边框中的一者上从而以单馈方法将栅极信号供应至栅极线gl。
[0124]
栅极驱动器120可以包括第一栅极驱动器121和第二栅极驱动器122。第一栅极驱动器121输出扫描脉冲和感测脉冲，并且根据移位时钟将扫描脉冲和感测脉冲移位。第二栅极驱动器122输出em脉冲并且根据移位时钟将em脉冲移位。在不具有边框的模型的情况下，构成第一栅极驱动器121和第二栅极驱动器122的切换元件中的至少一些可以分布式设置在像素阵列中。
[0125]
时序控制器130从主机系统接收输入图像的像素数据和与像素数据同步的时序信号。时序信号包括垂直同步信号vsync、水平同步信号hsync、时钟clk、数据使能信号de等。垂直同步信号vsync的一个周期为一个帧周期。水平同步信号hsync和数据使能信号de的一个周期为一个水平周期(1h)。数据使能信号de的脉冲与待写入一条像素线的像素p的一行数据同步。由于帧周期和水平周期可以通过对数据使能信号de进行计数来知晓，因此可以省略垂直同步信号vsync和水平同步信号hsync。时序控制器130基于从主机系统接收的时序信号vsync、hsync和de来控制数据驱动器110、解多路复用器112和栅极驱动器120的操作时序。
[0126]
时序控制器130将输入图像的像素数据传输至数据驱动器110，并使数据驱动器110、解多路复用器112和栅极驱动器120同步。时序控制器130可以包括数据操作单元，所述数据操作单元通过在应用有外部补偿技术的显示面板驱动器中接收从像素p获得的感测数据来对像素数据进行调制。在这种情况下，时序控制器130将通过数据操作单元调制的像素数据传输到数据驱动器110。
[0127]
电源单元150可以包括电荷泵、调节器、降压(buck)变换器、升压(boost)变换器、
可编程伽马ic(p-gma ic)等。电源单元150通过调节来自主机系统的dc输入电压来产生驱动显示面板驱动器和显示面板100所需的电力。电源单元150可以输出dc电压，例如伽马基准电压、栅极截止电压vgh/veh、栅极导通电压vgl/vel、像素驱动电压elvdd、低电势源极电压elvss、初始化电压vini、基准电压vref等。可编程伽马ic可以根据寄存器设置来改变伽马基准电压。伽马基准电压被供应至数据驱动器110。栅极截止电压vgh/veh和栅极导通电压vgl/vel被供应至电平移位器和栅极驱动器120。像素驱动电压elvdd、低电势源极电压elvss、初始化电压vini和基准电压vref通过电源线被共同供应至像素电路。像素驱动电压elvdd被设定成高于低电势源极电压elvss、初始化电压vini和基准电压vref。
[0128]
主机系统可以为电视(tv)系统、机顶盒、导航系统、个人计算机(pc)、车辆系统、家庭影院系统、移动设备、或可穿戴设备的主电路板。在移动设备或可穿戴设备中，如图12所示，可以将时序控制器130、数据驱动器110和电源单元150集成到一个驱动集成电路(d-ic)中。在图12中，附图标记“200”表示主机系统。
[0129]
图13至图15是示出可用于本公开的像素电路的各种像素电路的电路图。
[0130]
参照图13，像素电路包括oled元件el、向oled元件el供应电流的驱动元件dt、连接响应于扫描脉冲scan的数据线dl的切换元件m01、以及连接至驱动元件dt的栅极的电容器cst。驱动元件dt和切换元件m01可以用n沟道晶体管来实现。
[0131]
像素驱动电压elvdd通过电源线pl施加至驱动元件dt的第一电极。驱动元件dt通过根据栅极-源极电压vgs向oled元件el供应电流来驱动oled元件el。当阳极电极与阴极电极之间的正向电压大于或等于阈值电压时，oled元件el导通并发光。电容器cst连接在驱动元件dt的栅电极与源电极之间，以保持驱动元件dt的栅极-源极电压vgs。
[0132]
图14是连接至外部补偿电路的像素电路的一个实例。
[0133]
参照图14，像素电路还包括连接在基准电压线refl与驱动元件dt的第二电极(或源极)之间的第二切换元件m02。在该像素电路中，驱动元件dt以及切换元件m01和m02可以用n沟道晶体管来实现。
[0134]
第二切换元件m02响应于扫描脉冲scan或单独的感测脉冲sense来施加基准电压vref。基准电压vref通过基准电压线refl施加至像素电路。
[0135]
在感测模式下，通过基准电压线refl感测流过驱动元件dt的沟道的电流或驱动元件dt与oled元件el之间的电压。流过基准电压线refl的电流通过积分器被转换为电压，并通过模数转换器(adc)被转换为数字数据。数字数据是包含关于驱动元件dt的迁移率或阈值电压的信息的感测数据。感测数据被传输至时序控制器130的数据操作单元。数据操作单元可以接收来自adc的感测数据，并将基于感测数据选择的补偿值与像素数据相加或相乘，以补偿像素的驱动偏差和劣化。
[0136]
图15是示出应用有内部补偿电路的像素电路的一个实例的电路图。图16是示出驱动图15所示的像素电路的方法的波形图。在图16中，“dtg”是驱动元件dt的栅极电压，即图15所示的第二节点n2的电压。
[0137]
参照图15和图16，像素电路包括oled元件el、向oled元件el供应电流的驱动元件dt、以及切换施加至oled元件el和驱动元件dt的电压的切换电路。
[0138]
切换电路连接至施加有像素驱动电压elvdd、初始化电压vini和低电势源极电压elvss的电源线pl1、pl2和pl3；数据线dl；以及栅极线gl1、gl2和gl3，并且响应于扫描脉冲
scan(n-1)、scan(n)和em脉冲em(n)来切换施加至oled元件el和驱动元件dt的电压。
[0139]
切换电路使用复数个切换元件m1至m6对驱动元件dt的阈值电压vth进行采样，并将其存储在电容器cst1中。切换电路包括通过驱动元件dt的阈值电压vth补偿驱动元件dt的栅极电压的内部补偿电路。驱动元件dt和切换元件m1至m6中的每一者可以用p沟道tft来实现。
[0140]
如图16所示，图15所示的像素电路的驱动周期可以分为初始化周期tini、采样周期tsam和发光周期tem。
[0141]
在采样周期tsam中将第n个扫描脉冲scan(n)生成为栅极导通电压vgl，并施加至第一栅极线gl1。在采样周期之前的初始化周期tini中将第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)生成为栅极导通电压vgl，并施加至第二栅极线gl2。在初始化周期tini和采样周期tsam期间将em脉冲em(n)生成为栅极截止电压vgh，并施加至第三栅极线gl3。
[0142]
在初始化周期tini期间，将第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)生成为栅极导通电压vgl，并且第n个扫描脉冲scan(n)和em脉冲em(n)中的每一者的电压均为栅极截止电压vgh。在采样周期tsam期间，将第n个扫描脉冲scan(n)生成为栅极导通电压vgl的脉冲，并且第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和em脉冲em(n)中的每一者的电压均为栅极截止电压vgh。在发光周期tem的至少一部分期间，将em脉冲em(n)生成为栅极导通电压vgl，并且将第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和第n个扫描脉冲scan(n)中的每一者的电压生成为栅极截止电压vgh。
[0143]
在初始化周期tini期间，根据第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl使第五切换元件m5导通以将像素电路初始化。在采样周期tsam期间，根据第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl使第一切换元件m1和第二切换元件m2导通，并将通过驱动元件dt的阈值电压补偿的数据电压vdata存储在电容器cst1中。同时，在采样周期tsam期间使第六切换元件m6导通以将第四节点n4的电压降低至基准电压vref，从而抑制oled元件el的发光。
[0144]
在发光周期tem期间，使第三切换元件m3和第四切换元件m4导通，使得oled元件el发光。在发光周期tem期间，为了精确地表达低灰度的亮度，em脉冲em(n)的电压电平可以在栅极导通电压vgl与栅极截止电压vgh之间以预定的占空比反转。在这种情况下，在发光周期tem期间，第三切换元件m3和第四切换元件m4可以根据em脉冲em(n)的占空比重复地导通和断开。
[0145]
oled元件el的阳极电极连接至第四切换元件m4与第六切换元件m6之间的第四节点n4。第四节点n4连接至oled元件el的阳极电极、第四切换元件m4的第二电极和第六切换元件m6的第二电极。oled元件el的阴极电极连接至施加有低电势源极电压elvss的vss线pl3。oled元件el通过根据驱动元件dt的栅极-源极电压vgs流动的电流ids发光。oled元件el的电流路径通过第三切换元件m3和第四切换元件m4来切换。
[0146]
电容器cst1连接在vdd线pl1与第二节点n2之间。第一切换元件m1响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以使第二节点n2与第三节点n3连接。由于第一切换元件m1导通非常短的一个水平周期1h(其中在一个帧周期中第n个扫描脉冲scan(n)生成为栅极导通电压vgl)，因此可能在断开状态下产生漏电流。为了抑制第一切换元件m1的漏电流，可以用其中串联连接有两个晶体管的具有双栅极结构的晶体管来实现第一切换元件m1。
[0147]
第二切换元件m2响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将数据电压vdata供应至第一节点n1。第二切换元件m2的栅电极连接至第一栅极线gl1以接收第n个扫描脉冲scan(n)。第三切换元件m3响应于em脉冲em(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将vdd线pl1连接至第一节点n1。第三切换元件m3的栅电极连接至第三栅极线gl3以接收em脉冲em(n)。
[0148]
第四切换元件m4响应于em脉冲em(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将第三节点n3连接至oled元件el的阳极电极。第四切换元件m4的栅电极连接至第三栅极线gl3以接收em脉冲em(n)。第五切换元件m5响应于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl而导通，以将第二节点n2连接至vini线pl2。第五切换元件m5的栅电极连接至第二栅极线gl2以接收第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)。
[0149]
第六切换元件m6响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将vini线pl2连接至第四节点n4。第六切换元件m6的栅电极连接至第一栅极线gl1以接收第n个扫描脉冲scan(n)。
[0150]
在另一个实施方案中，第五切换元件m5和第六切换元件m6的栅电极可以共同连接至施加有第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的第二栅极线gl2。在这种情况下，第五切换元件m5和第六切换元件m6可以响应于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)而同时导通。
[0151]
驱动元件dt通过根据栅极-源极电压vgs控制流过oled元件el的电流来驱动oled元件el。驱动元件dt包括连接至第二节点n2的栅极、连接至第一节点n1的第一电极和连接至第三节点n3的第二电极。
[0152]
由于概括描述的本公开的内容未指定权利要求的必要特征，因此权利要求的范围不限于在本公开的内容中描述的事项。
[0153]
特别地，本公开涉及如下实施方案：
[0154]
1.一种有机发光二极管，包括：
[0155]
空穴注入层；
[0156]
在所述空穴注入层上的空穴传输层；
[0157]
第一发光层，所述第一发光层被配置成产生可见光波段中的短波长的光；以及
[0158]
光吸收层，所述光吸收层包含于所述空穴注入层与所述空穴传输层之间的界面处的所述空穴注入层和/或所述空穴传输层中，并且包含添加至所述空穴注入层和所述空穴传输层的一者或更多者中的磷光掺杂剂材料。
[0159]
2.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第一发光层发射蓝光，以及
[0160]
所述光吸收层吸收所述蓝光以产生与空穴结合的三线态激子。
[0161]
3.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述磷光掺杂剂材料包括产生红光的红色磷光掺杂剂材料。
[0162]
4.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述光吸收层的三线态能级为2.0ev至2.5ev。
[0163]
5.根据项4所述的有机发光二极管，其中所述光吸收层的最高占据分子轨道homo等于或小于所述空穴传输层的最高占据分子轨道homo。
[0164]
6.根据项5所述的有机发光二极管，其中被所述光吸收层吸收的光的波长为所述可见光波段中的530nm或更小，以及
[0165]
从所述光吸收层发射的光的峰值波长为所述可见光波段中的550nm或更大。
[0166]
7.根据项4所述的有机发光二极管，其中所述光吸收层的厚度为5nm至30nm。
[0167]
8.根据项7所述的有机发光二极管，其中所述光吸收层中的所述磷光掺杂剂材料的浓度为0.1重量％至15重量％。
[0168]
9.根据项8所述的有机发光二极管，其中当所述空穴注入层包含无机材料时，所述磷光掺杂剂材料被添加至所述空穴传输层中。
[0169]
10.根据项1所述的有机发光二极管，还包括：
[0170]
第二堆叠体，所述第二堆叠体设置在所述第一发光层上并且包括至少一个第二发光层，所述至少一个第二发光层发射波长与从所述第一发光层发射的光的波长不同的光；
[0171]
第三堆叠体，所述第三堆叠体设置在所述第二堆叠体上并且包括第三发光层，所述第三发光层发射波长与从所述第一发光层发射的光的波长相同的光；
[0172]
电子注入层，所述电子注入层设置在所述第三发光层与阴极电极之间；以及
[0173]
电子传输层，所述电子传输层设置在所述电子注入层与所述第三发光层之间。
[0174]
11.根据项10所述的有机发光二极管，其中所述第二发光层包括：
[0175]
发射红光的第一红色发光层；和
[0176]
发射黄绿光的第二黄绿色发光层。
[0177]
12.根据项10所述的有机发光二极管，其中所述第二发光层包括：
[0178]
发射红光的第一红色发光层；和
[0179]
发射绿光的第二绿色发光层。
[0180]
13.根据项10所述的有机发光二极管，其中所述第二发光层包括：
[0181]
发射红光的第一红色发光层；
[0182]
发射黄绿光的第二黄绿色发光层；和
[0183]
发射绿光的第三绿色发光层。
[0184]
14.一种有机发光二极管，包括：
[0185]
阳极电极；
[0186]
阴极电极；
[0187]
第一堆叠体，所述第一堆叠体包括设置在所述阳极电极上的空穴注入层、设置在所述空穴注入层上的空穴传输层、设置在所述空穴传输层上发射峰值波长在430nm至480nm范围内的光的第一发光层、以及光吸收层，所述光吸收层包含于所述空穴注入层与所述空穴传输层之间的界面处的所述空穴注入层和/或所述空穴传输层中并且包含添加至所述空穴注入层和所述空穴传输层的至少一者中的磷光掺杂剂材料；以及
[0188]
第二堆叠体，所述第二堆叠体设置在所述阴极电极与所述第一堆叠体之间并且包括至少一个第二发光层，所述至少一个第二发光层发射波长比从所述第一发光层发射的光的波长更长的光，
[0189]
其中所述光吸收层利用所述磷光掺杂剂材料吸收来自所述第一发光层的光，并且发射可见光波段中的波长为550nm或更大的光。
[0190]
15.根据项14所述的有机发光二极管，还包括：
[0191]
第三堆叠体，所述第三堆叠体设置在所述阴极电极与所述第二堆叠体之间并且包括第三发光层，所述第三发光层发射波长与从所述第一发光层发射的光的波长相同的光。
[0192]
16.根据项14所述的有机发光二极管，其中所述光吸收层的厚度为5nm至30nm，以及
[0193]
所述光吸收层中的所述磷光掺杂剂材料的浓度为0.1重量％至15重量％。
[0194]
17.一种显示装置，包括：
[0195]
显示面板，在所述显示面板中布置有显示输入图像的像素；和
[0196]
显示面板驱动器，所述显示面板驱动器被配置成将所述输入图像的像素数据写入所述显示面板的所述像素，
[0197]
其中所述像素中的每一者包括：
[0198]
有机发光二极管；
[0199]
所述有机发光二极管包括：
[0200]
空穴注入层、在所述空穴注入层上的空穴传输层和产生可见光波段中的短波长的光并且在所述空穴传输层上的发光层；以及
[0201]
所述有机发光二极管还包括光吸收层，所述光吸收层包含于所述空穴注入层与所述空穴传输层之间的界面处的所述空穴注入层和/或所述空穴传输层中并且包含添加至所述空穴注入层和所述空穴传输层的至少一者中的磷光掺杂剂材料。
[0202]
虽然以上已经参照附图详细描述了本公开的实施方案，但是本公开不限于这些实施方案，并且可以在不脱离本公开的技术精神的情况下进行各种改变和修改。因此，本文所公开的实施方案应被认为是描述本公开的技术精神，而非限制本公开的技术精神，并且本公开的技术精神的范围不受这些实施方案的限制。因此，应理解，以上实施方案在所有方面都是说明性的而非限制性的。本公开的范围应由所附权利要求来解释，并且在其等同方案的范围内的所有技术精神都应被解释为包括在本公开的范围内。