基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，自下而上依次包括导电玻璃基底、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、重原子敏化层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极层；其中，重原子敏化层位于电子阻挡层和发光层之间，该重原子敏化层包括含有重原子的材料；发光层包括热致延迟荧光材料。本发明专利技术通过对器件关键的层结构及相应的材料进行改进，在热致延迟荧光发光器件中增加重原子敏化层，利用外部重原子和热致延迟荧光的协同效应，与现有技术相比能够有效解决热致延迟荧光发光器件中主体三线态激子的利用率不高的问题。 1

Organic light emitting devices based on synergistic effect of external heavy atoms and thermal delayed fluorescence

The invention discloses an organic light emitting device based on the synergistic effect of the external heavy atom and the heat induced delayed fluorescence, which successively includes the conductive glass substrate, the hole injection layer, the hole transmission layer, the electronic barrier layer, the heavy atom sensitizing layer, the luminescent layer, the electron transport layer, the electron injection layer and the cathode electrode layer. The atomic sensitization layer is located between the electronic barrier layer and the luminescent layer. The heavy atom sensitizing layer includes the material containing heavy atoms, and the luminescent layer includes the thermal delayed fluorescent material. By improving the key layer structure and the corresponding material, the invention increases the heavy atom sensitization layer in the thermal delayed fluorescent light emitting device and uses the synergistic effect of the external heavy atom and the hot induced delayed fluorescence. Compared with the existing technology, it can effectively solve the advantage of the three wire exciton of the main body in the thermo induced delayed fluorescent light emitting device. The problem of low rate of use. One

【技术实现步骤摘要】
基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件
本专利技术属于由小分子类有机半导体材料构成的电致发光器件领域，更具体地，涉及一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，该器件是由小分子类有机半导体材料构成的电致发光器件，是种利用外重原子效应的热致延迟荧光类器件。
技术介绍
有机电致发光(electroluminescence，EL)是由电能激发有机材料而发光的现象。从1987年至今，有机发光二极管(organiclightemittingdiode，OLED)一直备受平板显示与照明技术行业的关注。近年来，人们对于可穿戴式显示产品的需求更是极大地激发了OLED领域的生命力。众所周知，高激子利用率的有机发光材料一直是OLED领域的热点之一。自2009年以来，伴随着日本Adachi课题组在热致延迟荧光(TADF)效应方面的突破性进展，具有TADF效应的分子目前正被国内外广泛研究。根据Adachi课题组的报道，这一类分子通过分子设计手段使分子的HOMO、LUMO轨道在空间上实现了较好的分离，因此具有很强的分子内电荷转移态(chargetransfer,CT)。这一特点使得TADF分子具有极小的单线态-单线态能隙(ΔEST)，有效促进了三线态(T1)到单线态(S1)的反向系间窜越(reverseintersystemcrossing，RISC)并最终利用S1进行辐射跃迁发光，使得电致发光过程中的发光分子的激子利用率得到了显著提升。虽然TADF材料体系取得了有机荧光领域的重大突破，但其仍然存在明显的发展空间。例如，目前分子设计理念中T1-S1能隙与器件效率之间的关系仍不明确。目前的理论仅从能量守恒的角度阐述了RISC过程的可能性，而忽略了自旋守恒在该过程中的影响。同时，在主客体掺杂发光层体系中，对于主体三线态激子的利用率仍然制约了器件的整体电致发光效率。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其中通过对器件关键层结构及相应的材料进行改进，在热致延迟荧光发光器件中增加重原子敏化层，利用外部重原子和热致延迟荧光的协同效应，与现有技术相比能够有效解决热致延迟荧光发光器件中主体三线态激子的利用率不高的问题，能够实现具有高效电致发光效率的有机发光器件；并且，本专利技术通过利用外部重原子和热致延迟荧光的协同效应，为T1至S1反向系间窜越可能性原理的研究及相应性能的提高提供了新思路。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其特征在于，该有机发光器件自下而上依次包括导电玻璃基底、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、重原子敏化层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极层；其中，所述重原子敏化层位于所述电子阻挡层和所述发光层之间，该重原子敏化层包括含有重原子的材料；优选的，该重原子敏化层的厚度为0.3nm～1nm；所述发光层包括热致延迟荧光材料。作为本专利技术的进一步优选，所述发光层采用主客体掺杂结构，其中主体材料为MCP、DPEPO、o-CzTHZ、m-CzTHZ、p-CzTHZ、SPA-TXO2中的任意一种，客体材料为所述热致延迟荧光材料4CzPN、4CzTPN、DTPATXO中的任意一种。作为本专利技术的进一步优选，所述导电玻璃基底为ITO导电玻璃基底。作为本专利技术的进一步优选，所述重原子敏化层中，所述含有重原子的材料为具有较高三线态能级的含铱有机配合物材料，所述三线态能级高于2.6eV；优选为FIrpic，FIr6，FCNIrpic中的任意一种。作为本专利技术的进一步优选，所述重原子敏化层中，所述含有重原子的材料为含有重原子的无机盐类材料；优选为IrCl3，PbI2，PbBr2，CuI2，CuI中的任意一种。作为本专利技术的进一步优选，所述重原子敏化层中，所述含有重原子的材料为FIrpic，IrCl3，PbI2中的任意一种。作为本专利技术的进一步优选，所述阴极电极层为金属电极层。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，所述有机发光器件基于外重原子和热致延迟荧光协同效应，是种具有外重原子效应的热致延迟荧光型器件，能够有效促进热致延迟荧光器件的整体电致发光效率的提高。本专利技术中的发光器件为层状结构，可以是依次在ITO导电玻璃基底上沉积空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、重原子敏化层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属阴极。本专利技术通过在发光层与电子阻挡层之间的界面处，以超薄层的形式插入含有重原子的敏化层，既能够提高客体分子本身的发光效率，又能够通过能量转移机制提高主体三线态激子的利用率，最终促进了热致延迟荧光器件的整体电致发光效率的提升。在本专利技术所述的方案中，所选用重原子敏化材料所表现出的外重原子效应的强弱对器件的电致发光效率起到至关重要的作用。一方面，较弱的外重原子效应无法促进T1至S1的反向系间窜越(即RISC)过程，使得重原子效应与热致延迟荧光效应的协同作用无法有效发生。另一方面，过强的外重原子效应又会额外引发延迟荧光分子三线态激子的无辐射跃迁过程，反而造成发光效率的降低。针对上述问题，本专利技术从重原子敏化层的材料种类，敏化层的位置以及敏化层的厚度三方面入手进行器件结构的优选。首先，在量子化学理论的基础上，我们通过密度泛函理论和密度矩阵理论等，从微观角度对化合物的自旋轨道耦合参数进行研究，辅助选择合适的重原子敏化材料。其次，我们放弃了传统的混合掺杂式敏化层结构，采用超薄层的形式引入敏化层，并通过对敏化层位置和厚度的渐进式优化，调控外重原子效应的有效作用程度，最终得到最佳器件结构和器件发光效率。本专利技术所述的基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件中，重原子敏化层位于电子阻挡层和发光层之间。通过对该重原子敏化层的厚度进行调控，将厚度范围控制为0.3nm～1nm，从而能够在不对热致延迟荧光有机发光器件原有热致延迟荧光效应产生负面影响的基础上，有效的在该发光器件中引入重原子效应，并通过该重原子敏化层与器件中其他层结构的整体配合，实现器件整体电致发光效率的提高。本专利技术是将包含有重原子的敏化材料引入具有热致延迟荧光效应的有机电致发光器件中。通过外重原子效应的作用，一方面可以加快热致延迟荧光分子本身的反向系间窜越过程，另一方面可以促进主客体之间的能量转移，提高主体三线态激子的利用率。最终器件的整体电致发光效率得到提升。本专利技术所述一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的新型有机电致发光器件，与现有技术相比具有以下有益效果：基于常见的商业化热致延迟荧光体系发光材料进行设计，有利于商业化；通过外重原子效应的作用加快热致延迟荧光分子的反向系间窜越过程，提高了客体分子的发光效率；通过机制提高主体三线态激子的利用率，促进主客体之间的能量转移效率；超薄层形式的重原子敏化层使得器件结构易于调整优化，制备工艺简单。附图说明图1是两种DPEPO，即，3wt％4CzPN(40nm)/FIrpic(x＝0或0.5)双层薄膜样品的光致发光衰减曲线；图2是实施例1～2中两种电致发光器件的外量子效率对比；图3是实施例1～2中两种电致发光器件的光谱对比；图4是实施例3～5中三种电致发光器件的外量子效率对比；图5是实施例1～5中三种电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其特征在于，该有机

【技术特征摘要】
1.一种基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其特征在于，该有机发光器件自下而上依次包括导电玻璃基底、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、重原子敏化层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极层；其中，所述重原子敏化层位于所述电子阻挡层和所述发光层之间，该重原子敏化层包括含有重原子的材料；优选的，该重原子敏化层的厚度为0.3nm～1nm；所述发光层包括热致延迟荧光材料。2.如权利要求1所述基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其特征在于，所述发光层采用主客体掺杂结构，其中主体材料为MCP、DPEPO、o-CzTHZ、m-CzTHZ、p-CzTHZ、SPA-TXO2中的任意一种，客体材料为所述热致延迟荧光材料4CzPN、4CzTPN、DTPATXO中的任意一种。3.如权利要求1所述基于外重原子和热致延迟荧光协同效应的有机发光器件，其特征在于，所述导电玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张文智，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉尚赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42