具有简单结构的白色磷光有机发光二极管制造技术

本发明专利技术涉及一种具有简单结构的白色磷光有机发光二极管，其有机发光单元由一对可以在其界面形成激基复合物的电子给体材料层/电子受体材料层和嵌入在所述电子给体材料层/电子受体材料层界面间的层叠在一起的若干层光色互补的磷光超薄层组成，通过界面激基复合物主体对磷光超薄层客体的敏化，实现磷光超薄层的互补光发射，复合形成白光发射。本发明专利技术利用了界面激基复合物与磷光超薄层制备工艺简单的特性，有效简化了器件结构和制备工艺，并通过界面激基复合物对载流子和激子的限制作用稳定白光器件的发光光谱。定白光器件的发光光谱。定白光器件的发光光谱。

【技术实现步骤摘要】
具有简单结构的白色磷光有机发光二极管


[0001]本专利技术属于有机光电子器件
，涉及一种有机发光二极管，特别是涉及一种具有简单结构的白色磷光有机发光二极管。

技术介绍

[0002]白光有机发光二极管（Organic light
‑
emitting diodes，OLEDs）是一种有望全面应用于固态照明领域的新型发光技术，因其具有无蓝害、面发光、质量轻、高效率、低功耗和可柔性制备等优势，在学术界和工业界被广泛而深入的研究和开发。
[0003]经过过去二十多年的发展，白光OLEDs在器件结构的设计及工作机理方面逐渐趋于成熟，且器件性能也得到了极大的提高，例如诸多文献报道的全磷光及热激活延迟荧光白光OLEDs的器件效率都超过了荧光灯管。
[0004]然而，由于诸多原因，使得白光OLEDs技术依然没有被广泛应用于照明市场。一方面，白光OLEDs仍没有大规模产业化生产，使得白光OLEDs照明面板成本相对较高，在市场竞争方面不占优势；另一方面，白光OLEDs仍存在一些问题和不足，如产业化的白光OLEDs具有复杂的器件结构和器件制备工艺，在实际照明亮度下功耗较高，以及色稳定性和色品质有待于进一步提高等等。
[0005]目前用于实现白光OLEDs的发光材料主要包括第一代常规荧光发光材料、第二代磷光发光材料及近年来被广泛报道的第三代热活化延迟荧光材料（Thermally activated delayed fluorescence，TADF）。
[0006]根据统计规律，在电激发状态下，器件中同时产生25%的单线态激子和75%的三线态激子。第一代常规荧光发光材料由于自旋禁阻效应，器件中只有25%的单线态激子用于光发射，使得器件效率整体较低。而在第三代TADF材料中，由于其具有非常小的单
‑
三线态能级差（ΔE
ST
＜0.1eV），室温下三线态激子也很容易上转化为单线态激子以获得延迟荧光发射，显著提高了三线态激子的利用率，使得基于TADF材料的OLEDs理论上也能实现接近100%的激子利用率。
[0007]但是，TADF材料在分子设计以及合成方面的要求非常苛刻，开发一系列可用于白光OLEDs的成熟的高性能TADF材料，仍然是时下广泛面临的一个重大挑战。
[0008]相比之下，含有重金属元素的第二代有机
‑
金属配合物基磷光发光材料的发展相对成熟，可供选择的高性能材料也较多，成为学术及产业界开发高效率、高色品质和低功耗白光OLEDs的首要选择。
[0009]在这类发光材料中，自旋轨道耦合作用被极大的增强，以至于减弱了三线态激子的自旋禁阻，同时单线态激子通过系间窜跃过程可以容易地转化为三线态激子，然后用于辐射发光。因此，以该类发光材料制备的OLEDs在电激发状态下，25%的单线态激子和75%的三线态激子都可以被利用，从而实现100%的内量子效率。
[0010]然而，磷光发光材料普遍存在着高浓度激子淬灭效应。为了实现高的器件效率，在磷光OLEDs中，发光层的构建通常是由不发光的主体材料掺杂磷光发光材料组成的。因此，
适合的主体材料对磷光OLEDs的设计以及其器件性能都至关重要。这是因为在电激发状态下，合适的主体材料可以阻止磷光发光材料的浓度猝灭效应且避免能量损失；合适的主体材料也可以阻止因主体与客体之间不匹配的能级水平引起的从磷光发光材料到主体材料的反向能量传递。
[0011]到目前为止，作为磷光发光材料的主体材料主要可以归纳为以下三类：第一类是具有电子或空穴传输能力和合适的能级水平的主体材料；第二类是具有双极性传输特性和适合能级水平的主体材料；第三类是由电子给体材料和电子受体材料形成的具有适合能级水平的激基复合物主体材料。
[0012]前两类主体材料的使用极大地提高了OLEDs，但是这两类主体材料用于器件开发仍存在一些问题，如不平衡的载流子传输、较窄的载流子复合区以及高的器件启亮电压等。
[0013]相比之下，第三类主体材料用作器件制备可以实现优异的载流子传输平衡、宽的载流子复合区和低的启亮电压等，特别是具有TADF特性的激基复合物作为主体材料，能有效提高激子利用率。
[0014]采用上述三类主体材料开发的磷光OLEDs，不可避免的要引入掺杂工艺，不利于简化器件的制备过程，且与实现白光OLEDs的产业化所要求的简单结构及制备工艺的需要相悖。
[0015]以磷光超薄层代替磷光掺杂层，能够有效地解决上述复杂的掺杂工艺问题。有文献证明，在给/受体形成的界面激基复合的界面处引入一定厚度（小于7nm）的间隔层，不会影响界面激基复合物的形成，这就给白光OLEDs的设计提供了新的思路。
[0016]因此，本专利技术结合磷光超薄层和界面激基复合物设计白光OLEDs，将互补的磷光超薄层直接堆叠嵌入到界面激基复合物的给/受体界面，通过简单的器件结构和制备工艺，实现高性能白光OLEDs的设计与开发，促进白光OLEDs的产业化进程。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的是提供一种具有简单结构的白色磷光有机发光二极管，结合界面激基复合物和磷光超薄层，通过简单的器件结构和制备工艺，实现低驱动、高性能白光有机发光二极管的制备。
[0018]具体地，本专利技术所述的具有简单结构的白色磷光有机发光二极管与常规有机发光二极管一样，至少包括构成有机发光二极管所必须的阴极、阳极，以及位于阳极与阴极之间的有机发光单元。
[0019]但不同的是，本专利技术具有简单结构的白色磷光有机发光二极管的有机发光单元是由一对电子给体材料层/电子受体材料层和若干层光色互补的磷光超薄层组成的。
[0020]其中，所述的电子给体材料层/电子受体材料层可以在其界面处形成激基复合物，若干层光色互补的磷光超薄层被层叠在一起嵌入在所述电子给体材料层/电子受体材料层的界面间。
[0021]同时，为了保证嵌入的磷光超薄层不影响电子给体材料层/电子受体材料层界面激基复合物的形成，所述磷光超薄层的总厚度应不超过5nm。
[0022]进而，所述的电子给体材料层同时担作了有机发光二极管的空穴传输层，电子受体材料层同时担作了有机发光二极管的电子传输层，使得有机发光二极管的器件结构尽可
能地简单。
[0023]本专利技术白色磷光有机发光二极管的有机发光单元以界面激基复合物用作磷光超薄层的主体，磷光超薄层作为客体，若干层光色互补的磷光超薄层通过直接载流子捕获机制和界面激基复合物对磷光超薄层的敏化机制，实现磷光超薄层的发光，复合形成白光发射。
[0024]更进一步地，本专利技术的白色磷光有机发光二极管中，优选所述磷光超薄层的总厚度为0.01
‑
5nm，每一单层磷光超薄层的厚度为0.01
‑
1nm。
[0025]本专利技术白色磷光有机发光二极管的有机发光单元中，所形成界面激基复合物主体的三线态能级可以高于所有磷光超薄层客体的三线态能级，实现界面激基复合物对磷光超薄层的完全能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有简单结构的白色磷光有机发光二极管，包括阳极、阴极以及位于阳极与阴极之间的有机发光单元；所述的有机发光单元包括一对可以在其界面形成激基复合物的电子给体材料层/电子受体材料层，还包括嵌入在所述电子给体材料层/电子受体材料层界面间的层叠在一起的若干层光色互补的磷光超薄层，所述磷光超薄层的总厚度不超过5nm；其中，所述的电子给体材料层同时担作空穴传输层，电子受体材料层同时担作电子传输层；所述若干层光色互补的磷光超薄层通过直接载流子捕获机制和界面激基复合物对磷光超薄层的敏化机制，实现磷光超薄层发光，复合形成白光发射。2.根据权利要求1所述的白色磷光有机发光二极管，其特征是所述磷光超薄层的总厚度为0.01
‑
5nm，每一单层磷光超薄层的厚度为0.01
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1nm。3.根据权利要求1所述的白色磷光有机发光二极管，其特征是电子给体材料层和电子受体材料层的厚度为3
‑
100nm。4.根据权利要求1、2或3所述的白色磷光有机发光二极管，其特征是所形成界面激基复合物主体的三线态能级高于所有磷光超薄层客体的三线态能级，或者高于部分磷光超薄层客体的三线态能级。5.根据权利要求1、2或3所述的白色磷光有机发光二极管，其特征是所述的磷光超薄层由...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗艳勤，王国良，尹梦娜，郭园园，赵波，王华，
申请(专利权)人：山西浙大新材料与化工研究院，
类型：发明
国别省市：