一种发光层及包含该发光层的热活化延迟荧光有机发光二极管器件制造技术

本发明专利技术公开了一种发光层及包含该发光层的热活化延迟荧光有机发光二极管器件。所述发光层中包括第一主体发光层及第二主体发光层。其中，所述第一主体发光层包括空穴传输型主体及TADF客体，所述第二主体发光层包括电子传输型主体及同一TADF客体。该发光层中不同主体发光层降低了与相邻载流子传输层间的注入势垒，改善载流子传输平衡，有效抑制了因在发光层与传输层界面的过量载流子堆积引起的界面材料衰减，有效提高了TADF OLED器件寿命。本发明专利技术还公开了包含该发光层的TADF有机发光二极管器件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种发光层及包含该发光层的热活化延迟荧光有机发光二极管器件


[0001]本专利技术属于有机电致发光领域，具体涉及一种发光层及包含该发光层的热活化延迟荧光有机发光二极管器件。

技术介绍

[0002]近年来，由于有机发光二极管(Organic Light
‑
Emitting Diode，OLED)具有自发光、视角广、响应速度快、功耗低、器件轻薄、发光效率高、分辨率高、对比度高、可实现柔性显示等独有优势，被称为新一代的显示技术，在学术界及产业界均得到广泛且火热的研究。相较于理论内量子效率只有25％的荧光材料和需要掺杂重金属元素实现反向系间窜越的磷光材料，热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料无需重金属元素掺杂即可实现的100％内量子效率，被称为第三代的有机电致发光材料。
[0003]尽管TADF的器件效率相较荧光、磷光器件卓越，其器件寿命性能与前两代OLED器件相比仍有较大差距，尤其在高发射能量的蓝光TADF OLED器件表现尤为落后。一方面，TADF OLED器件老化机制仍处于探索研究阶段；另一方面，OLED材料的电子传输能力相对较弱，而蓝光TADF发光客体材料对主体材料的能级、电子传输能力要求更高，新型电子传输型主体的研究、设计与合成需要探索发展的时间，主客体掺杂型蓝光TADF OLED器件中所需的主体材料，要求具备良好的电子传输能力以实现发光层中载流子传输平衡、低三线态能级以实现从主体分子到客体分子的有效能量转移、宽禁带宽度以实现与传输层材料间的能级匹配。目前，适用于高效长寿命蓝光TADF发光客体的新型电子传输型主体的报道屈指可数，其材料定制成本过高，不具备普适性。
[0004]在TADF OLED器件的发光层中，常由于不平衡的载流子注入与传输引起过量载流子于界面堆积的现象，且引起界面处材料的衰变，使器件亮度下降、工作电压升高、发光效率降低，部分器件还会出现发光峰位的变化。在低合成成本的高性能新型电子传输型主体报道和推广普及之前，从器件结构或发光层主客体掺杂方式的层面探究载流子注入平衡对TADF OLED器件稳定性的影响，对现阶段提高TADF OLED器件寿命提升的研究尤为重要。
[0005]TADF OLED器件在寿命表现上不如荧光与磷光器件，尤其在高发射能量的蓝光器件的寿命表现上更为落后，在掺杂型蓝光TADF OLED器件中，主体材料是影响器件稳定性的重要因素之一。主体材料的HOMO能级、LUMO能级、三线态能级、电子传输能力、电化学稳定性等材料特性均会对器件性能造成影响。一方面，常用的蓝光主体材料用于蓝光TADF OLED器件中时表现不佳；另一方面，高性能的电子传输型蓝光主体材料的设计与合成具有不确定性。以5CzBN作为蓝光TADF客体材料为例，以常见电子传输型的蓝光主体材料DPEPO与5CzBN进行掺杂时，主客体间能实现能级匹配与载流子传输平衡，但器件寿命受限于DPEPO的电化学稳定性。而在载流子传输不平衡的TADF OLED器件发光层中，高能激子会随着过量载流子的界面堆积而浓度升高，随之引起相关的激子淬灭效应造成发光层材料衰变。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的问题，本专利技术的目的是提供发光层及包含该发光层的热活化延迟荧光有机发光二极管器件。
[0007]本专利技术的目的采用如下技术方案实现：
[0008]本专利技术通过对主客体掺杂型TADF OLED器件的发光层分为强空穴传输能力与强电子传输能力的两层，通过引入电子型传输主体发光层，改善了OLED器件中有机材料电子传输能力不足的问题，通过优化发光层中的电子注入与传输能力，改善了发光层中的载流子传输平衡，有效抑制了因过量载流子堆积引起的材料衰减效应，有效提高了器件寿命。
[0009]在主客体掺杂型蓝光TADF OLED器件的发光层当中，单一主体的掺杂难以满足有机材料发光层对电子传输能力的需求，电子传输能力不足会导致过量空穴注入发光层，当过量空穴在发光层与电子传输层界面堆积时会引起界面材料衰减，继而引起恒定工作电流下器件亮度的下降。在器件初始亮度的恒定工作电流下，一般指使绿光OLED器件达到5000cd/m2、红光OLED器件达到2000cd/m2、蓝光OLED器件达到1000cd/m2初始亮度的工作电流，亮度器件亮度下降越快，则器件寿命越短；反之，器件亮度下降越慢，则器件寿命越长。
[0010]本专利技术提供的发光层包含叠加的第一主体发光层与第二主体发光层。所述的第一主体发光层靠近空穴传输层一侧并包含空穴传输能力强的空穴型主体材料与TADF发光客体材料，所述的第二主体发光层靠近电子传输层一侧并包含包含电子传输能力强的电子型主体材料与TADF发光客体材料。在发光层中与空穴传输层相邻的第一主体发光层包含HOMO能级与空穴传输层材料HOMO能级接近的空穴传输型主体材料；相对地，在发光层中与电子传输层相邻的第二主体发光层包含LUMO能级与电子传输层材料LUMO能级接近的电子传输型主体材料。能级的匹配使载流子注入势垒降低，能够提高载流子在发光层中复合的效率，并使器件工作电压降低，有效弱化高工作电压引起的材料衰减，并抑制高能极化子湮灭效应。相较于单一主体掺杂体系的蓝光TADF OLED器件，第二主体发光层的引入能够显著提升发光层整体的电子传输能力，有效优化了发光层的载流子平衡，使发光层中发光复合的区域在发光层区域内有效拓宽，抑制了过量载流子的堆积现象以及堆积引起的材料退化。
[0011]一种包含双主体发光层叠加的热活化延迟荧光有机发光二极管器件，整体纵向结构单元从下到上依次为：阳极、空穴注入层、空穴传输层、第一主体发光层、第二主电子传输层、电子注入层、阴极。
[0012]所述阳极，选自氧化铟锡(ITO)。
[0013]所述空穴注入层，选自1,4,5,8,9,11
‑
六氮杂苯甲腈(HAT
‑
CN)与4,4'
‑
双[N
‑
(1
‑
萘基)
‑
N
‑
苯氨基]联苯(NPB)。HAT
‑
CN厚度为4
‑
6nm，NPB厚度为28
‑
32nm。
[0014]所述空穴传输层，选自4,4',4
”‑
三(咔唑
‑9‑
基)三苯胺(TCTA)。厚度为9
‑
11nm。
[0015]所述第一主体发光层包括空穴传输型主体材料与客体材料。所述空穴传输型主体材料可选自本领域常用强空穴传输能力的蓝光主体材料，包括3,3'
‑
双(N
‑
咔唑)
‑
1,1'
‑
联苯mCBP、4,4'
‑
二(9
‑
咔唑)联苯CBP、9,9'
‑
(1,3
‑
苯基)二
‑
9H
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光层，其特征在于，所述发光层包含叠加的第一主体发光层与第二主体发光层；所述的第一主体发光层靠近空穴传输层一侧并包含空穴传输能力强的空穴传输型主体材料与TADF发光客体材料，所述的第二主体发光层靠近电子传输层一侧并包含电子传输能力强的电子传输型主体材料与TADF发光客体材料。2.根据权利要求1所述发光层，其特征在于，所述空穴传输型主体材料选自：3,3'
‑
双(N
‑
咔唑)
‑
1,1'
‑
联苯mCBP、4,4'
‑
二(9
‑
咔唑)联苯CBP、9,9'
‑
(1,3
‑
苯基)二
‑
9H
‑
咔唑mCP、9
‑
(4
‑
叔丁基苯基)
‑
3,6
‑
双(三苯基甲硅烷基)
‑
9H
‑
咔唑CzSi、4,4'
‑
环己基二[N,N
‑
二(4
‑
甲基苯基)苯胺]TAPC或4,4',4'
‑
三(咔唑
‑9‑
基)三苯胺TCTA；所述TADF发光客体材料选自2,4,5,6
‑
四(9
‑
咔唑基)
‑
间苯二腈4CzIPN、2,3,4,5,6
‑
五(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯甲腈5CzBN、2,3,4,5,6
‑
五(3,6
‑
二
‑
叔丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑9‑
基)苯甲腈5TCzBN、10
‑
(4
‑
(4,6
‑
二苯基
‑
1,3,5
‑
三唑
‑2‑
基)苯基)
‑
9,9
‑
二甲基
‑
9,10
‑
二氢吖啶DMAC
‑
TRZ、9,9'
‑
(5
‑
(4,6
‑
二苯基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑2‑
基)
‑
1,3
‑
亚苯基)双(9H
‑
咔唑)DCzTRZ。3.根据权利要求1所述发光层，其特征在于，所述电子传输型主体材料选自：二[2
‑
((氧代)二苯基膦基)苯基]醚DPEPO、3
′
,5
‑
二(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)
‑
[1,1
′‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，黄志祺，邹建华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：