一种电致发光材料及其在有机发光器件应用制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种有机发光器件，该有机发光器件可以发出具有非常高的纯度的发光色调，高发光效率和足够的寿命实现高亮度的发光，并且还提供一种可以很容易地以低成本生产的有机发光器件,包括形成阳极和阴极的一对电极，以及包括空穴注入层，发射层，电子层等的一层或多层，其中发射层包含发光化合物(通式1)。1)。1)。1)。

【技术实现步骤摘要】
一种电致发光材料及其在有机发光器件应用


[0001]本专利技术涉及有机电致发光材料及器件，更具体地讲，涉及到逆向系间窜越热激活延迟 RISC发光材料及其有机半导体发光化合物形成的薄膜在电场驱动下的发光器件。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件(OLED)包括形成阳极和阴极的一对电极，以及空穴注入层、发射层、电子传输层和一些其他电荷层组成的一层或多层材料，其中发射层由发光化合物掺杂剂和主体材料组成。
[0003]传统的有机电致发光器件(OLED)是具有荧光发光材料掺杂剂的简单结构的器件，这种荧光发光OLED的最大内部量子产率被广泛认为理论上被限制在25％以内，经常可定义为荧光发光材料为第一代发光材料，由其构成的发光器件称为第一代OLED。
[0004]作为第二代发光材料，磷光材料通过利用三线态提高量子产率，被证明是OLED广泛应用的发光材料掺杂剂。磷光掺杂剂基本上是贵重金属络合物，可引起金属-d轨道相互作用，其理论内部量子效率可达到100％(Appl.Phys.Lett.，1999,75，4-6.)。
[0005]从此，许多高效的磷光材料被开发并应用于OLED。大多数比较高效的磷光材料都包含铱金属。然而，使用铱金属、稀有金属的磷光金属络合物材料昂贵，存在制造成本问题。此外，由于配合物的配体结构依赖性，磷光发光颜色的设计灵活性也受到限制，并且铱配合物不一定是热稳定的。
[0006]为了解决铱络合物磷光材料昂贵问题，科学家们提出了逆向窜系(RISC，Reverseinter-system conversion)(US 7034454，JP 3848306，JP 3848307)发光材料，通过逆向系间窜跃(RISC)过程利用三线态激子参与电致发光在理论上可实现100％最大激子利用率的特性而受到广泛的关注。在这种情况下，量子产率理论上可能达到100％，但不含贵重金属。逆向系统间窜越被定义为当三线态T
m
(m≥1)与单线态S1之间的能隙足够近时，激发子能量从三线态T
m
转移到单线态S1。因此，来自S1的荧光发射的量子产率理论上可达100％，但实际上要依据各类三线态、各类单线态，以及三线态与单线态之间跨系跃迁速率、振子强度与频率等因素有关。
[0007]近来，TADF(Thermally activated delayed fluorescence，热活化延迟荧光)变得流行起来，它被包括在RISC类别中，其中T1足够接近S1致使逆向系统间窜越成为可能。开发与研究具有快速RISC过程的TADF材料被视为实现高效而且具有低效率滚降的TADF材料OLED 的关键。此外，利用具有高效RISC过程的TADF材料作为磷光材料的主体也被证明是可以有效降低磷光OLED滚降的策略。在那种情况下，T1能级低于S1，并且允许通过热激活的逆向系间窜越RISC将T1激子转换成辐射的S1激子(Appl.Phys.Lett.，2012,101,093306.)。由于在电致发光过程中，单线态与三线态激子之间的动态平衡是由ISC与RISC过程共同构建的，而大部分设计的TADF材料而言，RISC过程的速率常数往往比系间窜跃(ISC)过程的速率常数小2到3个数量级。对于那些具有快的ISC过程以及相对慢的RISC过程的体系而言，抑制效率滚降事实上是难以实现的。
[0008]显然RISC材料包含了TADF材料，具有更多的分子设计多样性，因为RISC的逆向系统间窜越不仅局限于S1和较低的T1之间转换，也可以是较高能级T2，T3，T4与S1转换等。根据S1能级大小，发射出可见光，如蓝光、绿光、黄光、橙红或深红光。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术的上述不足，披露了一种有机发光材料及其发光器件，在至少一些实施方案中，本专利公开提供了一种有机发光器件应用，包括阳极、阴极和夹心其间至少一个如本文所述的发光化合物分子构成的的有机发光层，由此构成的类似“三明治”有机发光器件能够以热激活逆向窜系RISC荧光发光获得器件性能改善，从而提供了现有蓝光荧光材料(第一代有机发光材料)替代方案、或获得类似于现有机磷光发光材料类似高发光效率但避免使用昂贵金属问题。该有机发光器件可以发出具有非常高纯度的发光色调，并且以高发光效率和足够的长寿命实现高亮度的发光，由于不含贵重金属还提供一种低成本生产的有机发光器件。
[0010]首先，本专利技术提供了一种有机电致发光二极管器件，包括：a)一个阳极；b)一个阴极；c)阳极与阴极中包含多个有机层，多个有机层中包含一个发光层，所述发光层通过电荷注入和有效的跃迁来提供发光；其跃迁是从较高的三重态激发态T
m
过渡到单重态激发态S
n
再到S1，然后从S1产生荧光，其中n和m为实数，范围是1到7。典型的有机发光器件结构如图1所示。
[0011]在上述的有机发光器件中，包括形成阳极和阴极的一对电极，以及包括空穴注入、传输层，发射层，电子注入、传输层等的多层结构器件，其中发射层或发光层由一种或二种主体材料和发光材料化合物组成，发光材料化合物在发光层所占摩尔比为1～45％。
[0012]根据所述的有机电致发光二极管器件，其特征在于所述的发光层中的发光材料由高斯计算的T
m
与S
n
之间的能隙小于0.1eV，其中三重态激发态T
m-1
比T
m
低至少0.5eV，并且单重态激发态S
n
足够接近T
m
。图2表示本专利技术能量转换从T4到S1转换发光机制示列。发光材料的T
m
与S
n
之间的能隙小于0.1eV使得产生的75％激发子三线态Tm有可能在高于绝对零度或热激活条件下导致三线态跨系转换成单线态Sn并增加发光效率；同时，T
m-1
比T
m
低至少0.5eV，有助于使三线态系内激发子T
m
转换到T
m-1
跃迁延缓，也就是增加了跨系跃迁从Tm 到Sn概率，从而有利于获得高效的RISC发光材料。
[0013]根据所述的有机电致发光二极管器件，其特征在于所述的发光层中的发光材料化合物由以下通式1表示。
其中R选自烷基，氨基，取代的氨基，腈，苯基，萘基，取代的萘基，萘氧基，取代的萘氧基，蒽基，取代的蒽基，蒽氧基，取代的蒽氧基，杂环芳族化合物，取代的杂环芳族化合物；Ar1和Ar2选自芳环，其中芳环为单环，稠合芳环和稠合杂环芳环，例如苯基，萘基，蒽基，菲基，芴基，吡啶基，吲哚基，喹啉基，异喹啉基，吖啶基，吩嗪基和菲啶基。Ar1和 Ar2彼此相同或不同。Ar1和Ar2上的所有氢或部分氢可以被氘取代；母核上的X，Y和Z可以2个相同或全部相同，或者它们可以彼此不同，选自N和C；母核上的X，Y和Z可以2个相同或全部相同，或者它们可以彼此不同，选自Si，Si上将引入取代基选自烷基、苯基和取代的苯基、其中所有氢或部分氢可以被氘取代；L1与Ar1和Q1键合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光二极管器件，包括：a)一个阳极；b)一个阴极；c)阳极与阴极中包含多个有机层，多个有机层中包含一个发光层，所述发光层通过电荷注入和有效的跃迁来提供发光；其跃迁是从较高的三重态激发态T
m
过渡到单重态激发态S
n
再到S1，然后从S1产生荧光，其中n和m为实数，范围是1到7。2.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管器件，其特征在于所述的发光层由一种或二种主体材料和发光材料化合物组成，发光材料摩尔比为1～45％。3.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管器件，其特征在于所述的发光层中的发光材料由高斯计算的T
m
与S
n
之间的能隙小于0.1eV，其中三重态激发态T
m-1
比T
m
低至少0.5eV，并且单重态激发态S
n
足够接近T
m
。4.根据权利要求1、2和3，其特征在于所述的发光层中的发光材料化合物由以下通式1表示。其中R选自烷基，氨基，取代的氨基，腈，苯基，萘基，取代的萘基，萘氧基，取代的萘氧基，蒽基，取代的蒽基，蒽氧基，取代的蒽氧基，杂环芳族化合物，取代的杂环芳族化合物。烷基和芳基上的所有氢或部分氢可以被氘取代；Ar1和Ar2选自芳环，其中芳环为单环，稠合芳环和稠合杂环芳环，例如苯基，萘基，蒽基，菲基，芴基，吡啶基，吲哚基，喹啉基，异喹啉基，吖啶基，吩嗪基和菲啶基；Ar1和Ar2彼此相同或不同；母核上的X，Y和Z可以2个相同或全部相同，或者它们可以彼此不同，选自N和C；母核上的X，Y和Z可以2个相同或全部相同，或者它们可以彼此不同，选自Si，Si上将引入取代基选自烷基、苯基和取代的苯基、其中所有氢或部分氢可以被氘取代；L1与Ar1和Q1键合，L2与Ar2和Q2键合，L1和L2选自O、S、N...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓常，许千千，上野和则，
申请(专利权)人：江西冠能光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：