有机电致发光器件及有机电致发光器件的制备方法技术

技术编号:21575087 阅读:272 留言:0更新日期:2019-07-10 16:22
本发明专利技术公开了一种有机电致发光器件,发光层中包括主体材料、辅助主体材料和荧光染料;主体材料是由电子供体材料和电子受体材料混合形成的激基复合物,所述辅助主体材料为热活化延迟荧光材料,所述激基复合物的单线态能级以及三线态能级均高于所述辅助主体材料的单线态能级以及三线态能级。上述的有机电致发光器件,由于以带隙窄的激基复合物作为主体材料,与染料和具有小ΔEST的辅助主体材料共掺杂,能够促进主体和辅助主体材料由三线态激子向单线态激子的反系间窜越,增强

Preparation of Organic Electroluminescent Devices and Organic Electroluminescent Devices

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光器件及有机电致发光器件的制备方法
本专利技术属于显示
,具体涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
技术介绍
作为一种新型的平板显示技术,有机电致发光二极管(OLEDs,OrganicLightEmittingDiods)多采用三明治结构,即将有机发光层夹在两侧电极之间。空穴和电子分别从阳极和阴极注入,并在有机层发光中传输,相遇之后复合形成激子,激子经荧光或磷光过程辐射跃迁回到基态并发光。由于OLED具有宽视角、超薄、响应快、发光效率高、可实现柔性显示等优点,在显示和照明领域有极大的应用前景,越来越受到人们的重视。众所周知,在电激发下,激子一般由25%单线态激子和75%三线态激子的构成,对于荧光染料而言,受电子自旋禁阻的限制仅能利用25%的单线态激子,其余75%的三线态激子因无辐射跃迀而损失掉,所以一般荧光材料的有机电致发光器件内量子效率不超过25%。1998年报道了含有贵金属的磷光染料,通过旋轨耦合效应,使本来自旋受阻的三线态激子辐射跃迁产生磷光,获得磷光并最终制得磷光器件,其理论上内量子效率高达100%。目前效率最高的报道大多是基于磷光材料,由于磷光材料含有贵金属,价格昂贵且对环境有一定的危害,限制了其进一步的发展与应用。2012年,日本九州大学的Adachi等人在《Nature》上报道了高效率的不含有金属的热活化延迟荧光(TADF)材料与器件。这类有机材料具有很小的单-三线态能级差(ΔEST),三线态激子可以通过吸收环境热量,经历反向的系间蹿跃,有效地上转换为单线态激子进行发光,从而实现100%的内量子效率。这种材料能够同时结合荧光和磷光材料的优点,被称为第三代有机发光材料,引起了大家的广泛关注。HajimeNakanotani等人2014年在《Naturecommunications》上报道的一种有机电致发光器件中,以宽带隙材料作为主体材料,采用双掺杂体系。此类体系中有两种客体,其中一种客体是作为辅助主体的热活化延迟荧光(TADF)材料,另外一种客体是普通的荧光材料。其发光原理如图1所示:在电激发下,TADF材料中产生三线态T1和单线态S1激子,TADF材料具有小的ΔEST,三线态T1激子通过反系间窜跃(Reverseintersystemcrossing,RISC)跃迁至单线态S1上。主体材料的单线态S1和三线态T1的能级明显高于TADF材料的单线态S1和三线态T1能级,阻止了能量由TADF材料的单线态S1向主体材料的三线态S1上的转移,而是以库仑作用(能量转移)将能量传递给荧光材料的单线态S1,最终由荧光材料单线态S1激子的辐射跃迁发出延迟荧光。上述的有机电致发光器件虽然能够增加TADF材料分子向荧光材料分子的能量转移,但是存在由主体材料的三线态T1向荧光材料分子三线态T1通过交换作用(Dexter能量转移)传递能量,导致器件发光效率受损;另一方面,由于主体材料的带隙较宽,导致器件有较高的驱动电压。
技术实现思路
因此,本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中有机电致发光器件的主体材料的宽带隙导致的驱动电压高,以及主体材料分子向发光染料分子的Dexter能量转移导致激子利用效率低的缺陷。为此,本专利技术提供了一种有机电致发光器件,包括发光层,所述发光层材料包括主体材料、辅助主体材料和荧光染料;所述主体材料是由电子供体材料和电子受体材料混合形成的激基复合物,所述辅助主体材料为热活化延迟荧光材料,所述激基复合物的三线态能级高于所述辅助主体材料的单线态能级。可选地,有机电致发光器件中,所述辅助主体材料的三线态能级高于荧光染料的单线态能级。可选地,有机电致发光器件中,所述电子供体材料和所述电子受体材料的三线态能级均高于所述主体材料的三线态能级。可选地,有机电致发光器件中,所述电子供体材料与所述电子受体材料的质量比为1:9-9:1。可选地,有机电致发光器件中,所述辅助主体材料的掺杂比例(辅助主体材料质量与发光层总质量的比例)为5-80wt%,所述荧光染料的掺杂比例(荧光染料质量与发光层总质量的比例)为0.1-20wt%。可选地,有机电致发光器件中,所述主体材料的单线态与三线态的能级差小于0.15eV。可选地,有机电致发光器件中,所述辅助主体材料的单线态与三线态的能级差小于0.3eV。可选地,有机电致发光器件中,所述电子供体材料是含有三苯胺基、二苯胺基、咔唑基中至少一种基团的化合物。可选地,有机电致发光器件中,所述电子供体材料具有如下所示结构:可选地,有机电致发光器件中,所述电子受体材料是含有吡啶基、嘧啶、三嗪、咪唑、邻菲罗啉中至少一种基团的化合物。可选地,有机电致发光器件中,所述电子受体材料具有如下所示结构:可选地,有机电致发光器件中,所述热活化延迟荧光材料具有如下所示结构:可选地,有机电致发光器件中,所述荧光染料具有如下所示结构:一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:在基板上依次层叠制备阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极;其中,所述发光层是由电子供体材料、电子受体材料、具有热活化延迟荧光特性的辅助主体材料和荧光染料,分别在不同的蒸发源中同时蒸镀形成;或者,所述发光层是将电子供体材料和电子受体材料在同一蒸发源中预混后,再与具有热活化延迟荧光特性的辅助主体材料和染料,分别在不同的蒸发源中同时蒸镀形成。可选地,有机电致发光器件的制备方法中,当电子供体材料和电子受体材料在同一蒸发源中蒸镀时,所述电子供体材料和所述电子受体材料摩尔质量差的绝对值<100g/mol,所述电子供体材料和所述电子受体材料的升华温度的温度差绝对值≤20℃。本专利技术技术方案,具有如下优点:1、本专利技术提供的有机电致发光器件,其发光层材料包括主体材料、辅助主体材料和荧光染料。主体材料是由电子供体材料和电子受体材料混合形成的激基复合物,电子供体材料具有相对较深的LUMO能级,电子受体材料具有相对较浅的HOMO能级,当电子供体材料和电子受体材料在形成激基复合物时,激基复合物的HOMO能级和LUMO能级分别来源于电子供体材料和电子受体材料,使激基复合物形成相对窄的带隙和小的单线态-三线态能级差ΔEST。因此,有利于实现主体材料三线态激子通过反系间穿越(RISC)跃迁为单线态激子,主体材料的三线态能级高于所述辅助主体材料的单线态能级,进而能够促进由主体材料S1向辅助主体材料S1和染料S1的能量转移,增加有效能量转移的数量,提高有机电致发光器件的效率。辅助主体材料为热活化延迟荧光材料(TADF),其具有小的单线态-三线态能级差,不仅能够接受主体材料通过能量转移至S1的能量和通过短程的Dexter能量转移至T1的能量,还能够通过反系间穿越(RISC)使三线态激子上转化为单线态激子,进而通过能量转移至染料S1,最终由染料单线态激子辐射跃迁发出荧光,进一步提高了能量和单线态激子比例,同时抑制三线态激子,有效减少激子损失,提高器件发光效率。TADF作为辅助材料应与传输层材料HOMO,LUMO较匹配,避免载流子在荧光染料上直接复合。同时,以激基复合物作为主体材料与辅助主体材料和荧光染料共掺杂形成的发光层,能够大大降低由主体材料T1向荧光染料T1的Dexter能量转移,避免由于荧光染料分子三线态激子能量过高导致的分子键断裂,抑本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种有机电致发光器件,包括发光层,其特征在于,所述发光层中包括主体材料、辅助主体材料和荧光染料;所述主体材料是由电子供体材料和电子受体材料混合形成的激基复合物,所述辅助主体材料为热活化延迟荧光材料,所述激基复合物的三线态能级高于所述辅助主体材料的单线态能级。

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光器件,包括发光层,其特征在于,所述发光层中包括主体材料、辅助主体材料和荧光染料;所述主体材料是由电子供体材料和电子受体材料混合形成的激基复合物,所述辅助主体材料为热活化延迟荧光材料,所述激基复合物的三线态能级高于所述辅助主体材料的单线态能级。2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述辅助主体材料的三线态能级高于荧光染料的单线态能级。3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电子供体材料和所述电子受体材料的三线态能级均高于所述主体材料的三线态能级。4.根据权利要求1~3任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电子供体材料与所述电子受体材料的质量比为1:9-9:1。5.根据权利要求1~3任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述辅助主体材料的掺杂比例为5-80wt%,所述荧光染料的掺杂比例为0.1-10wt%。6.根据权利要求1~3任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述主体材料的单线态与三线态的能级差小于0.15eV。7.根据权利要求1~3任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述辅助主体材料的单线态与三线态的能级差小于0.3eV。8.根据权利要求1~3任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电子供体材料是含有三苯胺基、二苯胺基、咔唑基中至少一种基团的化合物。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:段炼宋晓增张东东魏金贝
申请(专利权)人:昆山国显光电有限公司清华大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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