一种基于多重敏化的有机电致发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有特定发光层组成的有机电致发光器件。本发明专利技术的器件包括阳极、阴极和有机功能层，有机功能层中包括有机发光层，有机发光层由第一有机化合物、第二有机化合物和第三有机化合物这三类特定材料组成，第一有机化合物为具有热活化延迟荧光的材料，特别优选具有高量子产率(大于80％)的化合物或激基复合物；第二有机化合物为具有磷光发射的有机化合物，特别优选含铱或者铂类有机金属化合物；第三有机化合物为具有高辐射速率(k

【技术实现步骤摘要】
一种基于多重敏化的有机电致发光器件


[0001]本专利技术涉及有机电致发光
，特别涉及一种具有特定发光层组成的有机电致发光器件，其具有特定的能量传递机制，此外本专利技术还涉及所述有机电致发光器件在高亮度工作条件下的应用。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件(Organic light
‑
emitting diodes,OLEDs)自上世纪八十年代提出以来，通过材料和器件结构的不断优化，现已实现成功的商业化，并以其出色的效率、轻薄化以及高色彩饱和度的优势，得到了广泛的市场认可，尤其是在小尺寸、低亮度的显示领域，例如智能手表、手机以及电脑显示器的应用场景。但在高亮度的应用领域，例如一般照明、室外显示、透明显示以及VR设备上等，OLED技术则鲜有应用。这主要由于在高亮度或电流密度下，OLED器件的效率和寿命会产生显著下降，无法满足使用场景的技术要求。而深究其机理，激子相关的湮灭过程是OLED器件性能随着工作电流密度/亮度的下降的主要原因。一方面，湮灭过程会导致发光激子的损失，造成效率下降；另一方面，激子湮灭过程中产生的高能物种会对材料或器件结构造成破坏，从而造成稳定性的下降。
[0003]为了扩大OLED的应用范围，解决器件在高亮度条件下的稳定性问题则是关键。一方面，优化材料结构，提高材料的热力学稳定性能够降低材料破坏的概率。另一方面，加快有机发光器件中的激子动力学过程、减少激子以及相关极化子的累积，也能够有效地抑制材料裂解以及降低器件老化的概率。尤其是后者，是解决OLED在工作电流密度或亮度下的滚降的重要途径。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本发提供了一种采用特定发光层方案的有机发光器件。
[0005]有机电致发光器件方案的一般结构为：阳极(Anode)/空穴注入层(Hole injection layer,HIL)/空穴传输层(Hole transporting layer,HTL)/发光层(Emitting layer,EML)/空穴阻挡层(Hole blocking layer,HBL)/电子传输层(Electron transporting layer,ETL)/电子注入层(Electron injection layer,EIL)/阴极(Cathode)，在有的器件结构中，空穴传输层和发光层之间具有额外的电子阻挡层(Electron blocking layer,HBL)或者没有空穴阻挡层，亦或同时不具有电子阻挡层和空穴阻挡层，但至少含有阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。
[0006]本专利技术器件中的发光层由第一有机化合物、第二有机化合物和第三有机化合物这三类特定材料组成，第一有机化合物为具有热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)的有机小分子、聚合物或者两类分子构成的激基复合物，特别优选具有高量子荧光产率、尤其是在纯有机薄膜的情况下具有高的量子荧光产率(PLQY>80％)和反向系间窜越速率(k
RISC
>106s
‑1)的TADF材料体系，作为载流子传输以及激子复合的主要载体；第二有机化合物为具有室温磷光的化合物，包括纯有机室温磷光和含金属元
素的有机磷光染料，尤其优选为含金属(例如铱、铂、钯、铜、铁等)或具有稀土元素亦或是纯有机的磷光材料，特别优选同时具有高量子荧光产率(PLQY>60％)和辐射跃迁速率(k
phos
>106s
‑1)的含贵金属磷光材料，且其最低三线态能量(T1)比第一有机化合物的最低三线态能量低，从而能够满足从第一有机材料到第二有机化合物的能量传递，包括基于长程偶极相互作用的能量传递(energy transfer,FRET)以及短程电子交换的Dexter能量传递(Dexter energy transfer,DET)，以此保证体系的激子利用率和基于能量传递的短激子寿命；第三类为具有较快辐射跃迁速率(k
r
＞107s
‑1)的荧光或热活化延迟荧光材料，尤其优选为纯碳氢结构的传统荧光材料，或者具有窄光谱(半峰宽FWHM<50nm)的多重共振(MR)或氟化硼二吡咯(BODIPY)类，特别优选为具有高量子荧光产率(PLQY>80％)和辐射跃迁速率(k
r
>107s
‑1)的染料，其最低单线态(S1)的能量较第一有机化合物和第二有机化合物的T1低，以满足与第一有机化合物和第二有机化合物之间的能量传递并保证体系最终的发光以第三有机化合物为主(其发光占体系强度的至少70％)。三类材料可以单独以小分子存在，也可以任意两两组合或者三者均连接在超分子或高分子基底上。
[0007]具体说，本专利技术提出一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和有机功能层，所述有机功能层中包括有机发光层，有机发光层中包括第一有机化合物、第二有机化合物和第三有机化合物；
[0008]所述第一有机化合物为热活化延迟荧光材料，该热活化延迟荧光材料的S1与T1的能量差ΔE
ST
小于或等于200mV；优选地，该热活化延迟荧光材料的S1与T1的能量差ΔE
ST
小于或等于100mV的材料；
[0009]所述第二有机化合物为磷光材料，该磷光材料的T1小于第一有机化合物的T1，且该磷光材料的T1大于第三有机化合物的S1，所述第三有机化合物作为有机发光层中的发光染料选自传统荧光染料或多重共振类热活化延迟荧光材料，上述第二有机化合物S1、第二有机化合物S1均大于该第三有机化合物的S1，且该第三有机化合物的相对强度占总发射强度的大于或等于70％，保证发光层最后以第三有机化合物即染料为主要发光源；
[0010]对于第二有机化合物即所述磷光材料的ΔE
ST
不做限制，即可以存在第二有机化合物的S1高于第一有机化合物的T1但须小于低于有机化合物的S1的情况，在这种情况下，第一有机化合物和第二有机化合物之间存在反向系间窜越(RISC)从而进一步加快发光层的激子动力学并同时增强器件稳定性。对第三有机化合物ΔE
ST
也不作限制。
[0011]为了保证材料之间的有效能量传递，进一步对材料的组合进行描述。所述第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差不超过40nm；优选地，第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差为10～30nm；更优选地，第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差为15～25nm；
[0012]第一有机化合物、第二有机化合物与第三有机化合物三者之间的相对质量浓度比例为100％:10％～30％:0.5％～5％，优选地，第一有机化合物、第二有机化合物与第三有机化合物三者之间的相对质量浓度比例为100％:15％～25％:1％～3％，最优选地，第一有机化合物、第二有机化合物与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和有机功能层，所述有机功能层中包括有机发光层，其特征在于，所述有机发光层中包括第一有机化合物、第二有机化合物和第三有机化合物；所述第一有机化合物为热活化延迟荧光材料，该热活化延迟荧光材料的S1与T1的能量差ΔE
ST
小于或等于200mV；所述第二有机化合物为磷光材料，该磷光材料的T1小于第一有机化合物的T1，且该磷光材料的T1大于第三有机化合物的S1，所述第三有机化合物作为有机发光层中的发光染料选自传统荧光染料或多重共振类热活化延迟荧光材料，上述第一有机化合物S1、第二有机化合物S1均大于该第三有机化合物的S1，且该第三有机化合物的光发射相对强度占有机发光层中总发射强度的70％以上；所述第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差不超过40nm；第一有机化合物、第二有机化合物与第三有机化合物三者之间的相对质量浓度比例为100％:5％～30％:0.5～3％。2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一有机化合物的S1与T1的能量差ΔE
ST
小于或等于100mV；所述第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差为10～30nm；优选地，第一有机化合物与第二有机化合物在室温甲苯溶液中的发射峰相差为15～25nm；所述第一有机化合物、第二有机化合物与第三有机化合物三者之间的相对质量浓度比例为100％:15％～25％:0.5～2％；优选地，第一有机化合物、第二有机化合物与第三有机化合物三者之间的相对质量浓度比例为100％:20％:1.5％。3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机发光层中的第一有机化合物具有如式(1)所示的结构：式(1)中，Y1、Y2和Y3分别独立地选自N或CH，且Y1、Y2和Y3中至少有两个为N；环A、环B分别独立地表示C6
‑
C60的芳基、C6
‑
C60的杂芳基中的一种；R1、R2、R3、R4分别独立代表单取代至最大允许数的取代基团，R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢、氘、卤素、氰基、氨基、取代或未取代的C1
‑
C20链状烷基、取代或未取代的C3
‑
C20环烷基、取代或未取代的C1
‑
C20烷氧基、取代或未取代的C1
‑
C20硅烷基、取代或未取代的C6
‑
C60芳基氨基、取代或未取代的C3
‑
C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6
‑
C60芳基、取代或未取代的C3
‑
C60杂芳基中的一种；R选自氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1
‑
C20链状烷基、取代或未取代的C3
‑
C20环烷基、取代或未取代的C1
‑
C20烷氧基、取代或未取代的C1
‑
C20硅烷基、取代或未取代的C6
‑
C60芳基氨基、取代或未取代的C3
‑
C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6
‑
C60芳基、取代或未取代的C3
‑
C60杂芳基中的一种；
L选自单键、取代或未取代的C6～C60亚芳基、取代或未取代的C3～C60亚杂芳基中的一种；R1、R2、R3、R4、R、L中所述基团存在取代基时，所述取代基各自独立地选自氘、卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、醛基、酯基、C1～C20链状烷基、C1～C20烷氧基、C1～C20硫代烷氧基、C3～C20环烷基、C2～C20杂环烷基、C1～C20烷基硅基、C6～C30芳基、C6～C30芳氧基、C3～C30杂芳基、C6～C30芳基氨基或C3～C30杂芳基氨基中的一种或两种的组合。4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，式(1)中，所述环A、环B分别独立地表示C6
‑
C60的含氮原子杂芳基；所述L选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联二苯基、取代或未取代的联三苯基、取代或未取代的联四苯基中的一种；更优选地，L为苯基或连二苯基。5.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机发光层中的第一有机化合物具有如式(1
‑
1)、(1
‑
2)或(1
‑
3)中任一所示的结构：式(1
‑
1)、(1
‑
2)、(1
‑
3)中，R1、R2、R3、R4、R、L、Y1、Y2和Y3的定义均与在式(1)中的定义相同。6.根据权利要求3或5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述Y1、Y2和Y3均为N；所述R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢、氘或者取代或未取代的下述取代基团中的一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2
‑
甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、新戊基、正己基、环己基、新己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、2
‑
乙基己基、三氟甲基、五氟乙基、2,2,2
‑
三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、苯并蒽基、菲基、苯并菲基、芘基、窟基、茈基、荧蒽基、并四苯基、并五苯基、苯并芘基、联苯基、偶苯基、三联苯基、三聚苯基、四联苯基、芴基、螺二芴基、二氢菲基、二氢芘基、四氢芘基、顺式或反式茚并芴基、三聚茚基、异三聚茚基、螺三聚茚基、螺异三聚茚基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吡咯基、异吲哚基、咔唑基、茚并咔唑基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吖啶基、菲啶基、苯并
‑
5,6
‑
喹啉基、苯并
‑
6,7
‑
喹啉基、苯并
‑
7,8
‑
喹啉基、吡唑基、吲唑基、咪唑基、苯并咪唑基、萘并咪唑基、菲并咪唑基、吡啶并咪唑基、
吡嗪并咪唑基、喹喔啉并咪唑基、嗯唑基、苯并嗯唑基、萘并嗯唑基、蒽并嗯唑基、菲并嗯唑基、1，2
‑
噻唑基、1，3
‑
噻唑基、苯并噻唑基、哒嗪基、苯并哒嗪基、嘧啶基、苯并嘧啶基、喹喔啉基、1，5
‑
二氮杂蒽基、2,7
‑
二氮杂芘基、2,3
‑
二氮杂芘基、1,6
‑
二氮杂芘基、1,8
‑
二氮杂芘基、4,5
‑
二氮杂芘基、4,5,9,10
‑
四氮杂茈基、吡嗪基、吩嗪基、吩噻嗪基、萘啶基、氮杂咔唑基、苯并咔啉...

【专利技术属性】
技术研发人员：段炼，殷晨，张东东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：