一种红色有机电致发光器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种红色有机电致发光器件，包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层，有机功能层包括发光层，其特征在于：①所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述掺杂材料为黄色磷光染料和红色荧光染料，黄色磷光染料的掺杂浓度为１～１５ｗｔ％，红色磷光染料的掺杂浓度为０．１～５ｗｔ％；②所述发光层在外加电源的驱动下，激子能量由主体材料向黄色磷光染料到红色荧光染料转移，利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用，提高磷光三线态激子向荧光单线态激子的能量转移效率，增大荧光激子辐射发光的利用率，使器件发出红光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电致发光器件
，具体涉及一种红色有机电致发光器 件及其制备方法。
技术介绍
有机电致发光是指有机发光材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。1963年，美国纽约大学的Pope等人(,CAem.尸/，.， 1963, 38, 2042)首次报道 了有机材料单晶蒽的电致发光现象，揭开了有机电致发光研究的序幕。1982年， Vinc改t研究小组(77 '" ^/W尸z7ms， 1982， 94, 171 )采用真空蒸镀法制备成功厚度 为0.6 jLim的蒽单晶膜，将有机电致发光的工作电压降到30 V内。到1987年， 美国柯达/>司c. W. Tang和S. A. Vanslyke (y^/ /. P/^. /故.，1987， 51, 913 )在总 结前人研究的基础上专利技术了三明治结构的器件，成功制备了量子效率为1%，亮 度大于1000 cd/m2的有机电致发光器件(Organic light-emitting devices, OLEDs )。 这一突破性进展激发了人们对于OLEDs的研究热情，使OLEDs迅速成为世界 范围内的热门研究课题。OLEDs技术具有全固态主动面发光、超薄、轻便、功 耗小、响应速度快、可弯曲、工作温度范围宽，成型加工筒便、不污染环境等 一系列的优点，具有广阔的应用前景。世界上多个著名的实验室、研究所、显 示器件厂商、照明设备厂商以及化学公司都在OLEDs材料、元器件、制造工艺 和生产设备的研究领域的投入了巨大的人力和资金。因此，经过短短20年的发 展，OLEDs已基本完成了从基础研究到商业成品的过渡，在信息显示领域和照 明领域占据着重要的地位。在对OLEDs的开发和利用中，OLEDs的彩色化研究是非常重要的一个环节。 由于三原色(红、绿、蓝)组合可以得到色语中所有的颜色，因此基于三原色 的有机电致发光器件是研究中的热点。1989年，C. W. Tang等人( /.々少/.户/y^.， 1989, 65, 3610 )采用红色荧光染料DCM和绿色萸光染料C540分别掺杂到Alq3中， 得到了量子效率为~ 2.5 %的橘红色和绿色有机电致发光器件，开创了 OLEDs彩色化的先河。从此，荧光染料被广泛的采用于制备三原色有机电致发光器件。 但是，由于荧光材料受到电子自旋的限制，其电致发光只利用了单重激发态的能量(25%),其余处于三重激发态的能量都没有被利用(75%)。因此，荧光 材料的内量子效率受限于25 %，这成为进一步提高器件效率不可避免的遗憾。 1998年，美国普林斯顿大学的Forrest团队(M7似re, 1998, 395, 151或美国专利 6645645 )首次报道了一种基于红色磷光染料PtOEP的红色有机电致发光器件， 其内量子效率高达23%,开辟了有机电致磷光材料的新领域。2001年，Forrest 团队(乂々 P/.，2001,90, 5(M8)再次报道了基于绿色磷光染料(ppy)2lr(acac) 的OLEDs，得到了外量子效率为19.0±1.0%，内量子效率接近100%的绿光器件， 打破了有机电致发光材料内量子效率低于25 %的限制。2003年，Y. J. Su等人Udv. Mater. 2003, 15， 884 )报道了基于磷光染料(piq)2lr(acac)的红色磷光器件，在电流 密度为100 mA/cn^时外量子效率达到9.21 %。 2006年，Kodak公司在ICEL-6会议 上报道了一种绿色叠串式磷光器件，其电流效率高达350cd/A。 2008年，佛罗里 达大学的FrankSo U户尸/.尸A, /欲.，2008, 93, 143307)报道了一系列基于磷光染 料FIrpic的蓝色有机电致发光器件，外量子效率为23%，电流效率为49cd/A。可以看出，由于磷光染料的开发和引入，红绿蓝三原色OLEDs的发光效率得 到了很大的提高。然而，相比绿色和蓝色磷光染料，红色磷光染料的种类非常 少，目前只有(btp)2lr(acac)、 (piq)3Ir、 (piq)2lr(acac)等(Adv. Func. Mater. 2009， 19, 420)几种比较稳定的红色磷光染料被报道和应用。这些染料的专利技术掌握在 少数公司手中，成本昂贵，在一定程度上限制了红色有机电致磷光器件的发展。 此外，红色有机电致磷光器件在高电流密度下工作时，其磷光染料常常会发生 三重态-三重态湮灭现象，严重地降低器件的发光效率。相反的，许多红色荧光 染料如DCM系列、DCJTB、 DCDDC就没有三重态-三重态湮灭效应，且它们的 发光特性稳定，技术成熟，也利于应用推广。因此，为了促进红色有机电致荧 光器件的发展，并充分利用三重激发态的能量，2000年，M. A. Baldo等人(A/^we, 2000,403,750)提出了磷光敏化荧光的概念，旨在将某种合适的磷光染料(磷 光敏化剂)与红色荧光染料共同掺杂到高分子或小分子主体材料中，使磷光染 料的三重激发态能量尽可能地传递给荧光染料的单重激发态，从而使所有的能量都得到有效利用，达到提高荧光染料量子效率的目的。在主体材料-磷光染料-荧光染料的敏化掺杂系统中，主要有两种能量传递的方式， 一种是基于相邻分子轨道重叠的Dexter能量传递，另一种是基于偶极-偶 极共振(分子激发)的F6rster能量传递。图l详细的描绘了磷光敏化焚光体系 的能量传递过程(A/a似 ，2000, 403, 750)，其中实线表示F6rster能量传递，虚 线表示Dexter能量传递，SG、 S、口 f分别表示发光材料的基态、单重激发态和 三重激发态。可以看出，荧光染料可利用的能量主要通过以下途径传递① ^ 外炎淘② 々i沐j—<S* 0夠—W處力—外,为③ 57i购4Y4,—5^,力—外炎力④ 77，)—7^4夠—外處力在能量传递过程中，途径①和②为单重激发态(S*)-单重激发态(S"的 F6rster能量传递，而途径③和④涉及到三重激发态(T*)-单重激发态(S"的 能量传递。也就是说，为了充分利用75%的三重激发态能量，只有尽量提高f 碌光-S、光的能量传递效率，才能达到提高器件内量子效率的目的。从以上分析可以看出，磷光敏化剂的选择对实现高效率T;光-S、光能量传递 非常重要。由于能量传递的阶梯性，通常要求主体材料的三线态能量高于磷光 敏化剂的能量，磷光敏化剂的三线态能量高于荧光染料的能量，这在一定程度 上限制了磷光敏化剂的选择范围。目前报道的磷光敏化荧光体系均采用绿色磷 光染料和红色荧光染料共同掺杂到主体材料中，最终实现高效的红色焚光。例 如，2001年，D，Andrade等人(々 p/./e"., 2001, 79, 1045 )报道了以CBP 作为主体材料，同时掺杂Ir(ppy)3绿色磷光染料和DCM2红色荧光染料的磷光敏 化荧光器件，其外量子效率为9土1%,流明效率为17±2 1m/W (0.01mA/cm2)。 但是，器件的发光颜色偏黄，光语谱峰约为580nm,这是由于Ir(ppy)3激发态向 DCM2激发态的丁*碌光-S、光能量传递不完全，Ir(ppy)3三线态激子辐射发光明显， 从而影响了器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红色有机电致发光器件，包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层，有机功能层包括发光层，其特征在于：　①所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述掺杂材料为黄色磷光染料和红色荧光染料，黄色磷光染料的掺杂浓度为１～１ ５ｗｔ％，红色磷光染料的掺杂浓度为０．１～５ｗｔ％；　②所述发光层在外加电源的驱动下，激子能量由主体材料向黄色磷光染料到红色荧光染料转移，利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用，提高磷光三线态激子向荧光单线态激子的能量转移效率， 增大荧光激子辐射发光的利用率，使器件发出红光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于军胜，文雯，蒋亚东，陈苏杰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]