具有长工作寿命的颜色可调OLED制造技术

公开了具有单一发射体，例如四齿铂(II)配合物的高效电压依赖性颜色可调有机发光二极管，其具有长的工作寿命。制造了具有单一Pt[O^N^C^N]发射体的高性能电压依赖性颜色可调OLED。根据使用的发射体，发射颜色可以从暖白色调整为自然白色或从橙色调整为黄绿色。长期工作稳定性和连续可变的颜色使这些颜色可调的OLED能够在智能可穿戴设备中应用。的OLED能够在智能可穿戴设备中应用。的OLED能够在智能可穿戴设备中应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有长工作寿命的颜色可调OLED


[0001]公开了颜色可调的四齿铂II发射体和包含四齿铂II发射体的OLED。

技术介绍

[0002]在显示面板中取得商业成功后，有机发光二极管(OLED)有望在下一代固态照明和智能照明中发挥关键作用，因为它们具有独特的性能，如柔韧性、超薄厚度和重量轻。除了普通照明设备中的固定色度外，在某些应用如智能照明、装饰和植物生长灯(botanical grow lamps)中，对可调色度的需求很大。具体而言，电压依赖性、颜色可调的OLED是用于传感器(例如实时可穿戴心电图监视器和电子皮肤传感器)电子输出信号可视化的有吸引力的工具。
[0003]如图1所示，文献中提出了几种构建颜色可调OLED的策略。在这些策略中，最直接的是以并联或串联方式组合多个独立控制的亚
‑
OLED阵列(图1a和1b)。已知的是一种串联颜色可调设备结构，其具有两个独立控制的共享公共电极的橙色和蓝色亚
‑
OLED。该设备可以实现从蓝色到白色到橙色的宽颜色跨度范围，并且通过使用交流电作为电源具有36.8lm W
‑1的高功率效率(PE)。尽管如此，这种设备具有复杂的设备结构，从而导致潜在的高制造成本和低长期稳定性。可以在不同的驱动电压下有选择地激活的具有多个发射体的单一单元设备结构是颜色可调OLED的更简单选择。文献中提出了几种机制来解释这种类型的OLED的色移现象，例如在具有多个发射层(EML)的设备中，激子复合区从一个EML移动到另一个(图1c)，以及电荷捕获发射和能量转移发射之间的竞争，或在具有单一EML的设备中不同发射体之间能量转移率的变化(图1d)。与结合多个亚
‑
OLED的颜色可调OLED相比，单一单元类型通常具有相对较低的效率和/或明显的效率滚降(roll
‑
off)。例如，虽然通过在共享主体中共掺杂发黄光的Au(III)配合物和发蓝光的Ir(III)配合物，在颜色可调OLED中实现了高达22.02％的高外部量子效率(EQE)，由于Au(III)发射体的发射激发态饱和，EQE值在高亮度急剧下降。此外，由于报告的颜色可调OLED中使用的多个发射体的不同工作寿命可能会出现颜色老化限制。原则上，可以通过简化仅需要单一发射体的设备结构来避免这种颜色老化问题(图1e)。
[0004]由于单发射体是此类设备的关键部件，因此合格的发射体应满足两个标准；i)具有同时发射高能和低能光的能力，以保证宽的色跨度范围；ii)对高能和低能发射均表现出高效率和短发射寿命，以在1000cd m
‑2的实际亮度实现高电致发光(EL)效率。在文献报道的OLED高效发射体中，铂(II)配合物可以满足这两个标准，因为它们的平面分子结构：i)Pt(II)配合物通过π
–
π堆叠和/或金属
‑
金属相互作用具有很强的聚集倾向，从而在低能光谱区域产生新的三重态金属
‑
金属
‑
至
‑
配体电荷转移(3MMLCT)发射，以及ii)与单体发射相比，聚合形式的Pt(II)发射体的磷光通常具有显著增强的辐射衰变率常数和更短的发射寿命，这是由于发射3MMLCT激发态中金属特性的增加。
[0005]专利技术概述
[0006]以下给出了本专利技术的简化概述，以提供对本专利技术某些方面的基本理解。该概述不
是本专利技术的详尽概述。它既不旨在识别本专利技术的关键或重要要素，也不旨在描述本专利技术的范围。相反，该概述的唯一目的是以简化形式呈现本专利技术的一些概念，作为下文呈现的更详细描述的前奏。
[0007]本文描述了具有长工作寿命的颜色可调OLED。通过调节驱动电压或电流，可以改变OLED的发光波长，进而可以调节发光颜色或色温。
[0008]各种原理支持本文描述的主题。
[0009]1)a.单一发射体可以形成两种状态：单体状态和聚集态
[0010]b.单一发射体可以形成单体或与其他材料相互作用并形成激发复合体
[0011]c.单一发射体是金属配合物，例如Pt
‑
配合物或Pd
‑
配合物，或具有聚集发射的有机TADF配合物。
[0012]2)当施加低电压时，OLED的发射光谱将以低能聚集发射/激发复合体发射为主。
[0013]3)随着驱动电压的升高，OLED可以发出高能单体态光，并且发光会逐渐增强，甚至主导OLED的发光
[0014]4)因为这种方法只是利用单一发射体不同状态的发射，颜色可调特性可以反转和重复。
[0015]5)由于稳定的设备结构和稳定的发射体，设备工作寿命长(在100cd/m 2
的LT50>200，000hr)，可以满足可穿戴设备或身体健康监视器显示的实际使用要求。
[0016]本文公开了基于四齿铂II的发射体，当受到第一驱动电压时具有第一发射波长，当受到不同于第一驱动电压的第二驱动电压时具有不同于第一波长的第二波长。
[0017]还公开了有机发光二极管，包含第一功能层和第二功能层，所述第二功能层被配置为具有跨过所述第一功能层和第二功能层的电压驱动；以及第一功能层和第二功能层之间的发射层，该发射层包含基于四齿铂II的发射体，当受到第一驱动电压时其具有第一发射波长，当受到不同于第一驱动电压的第二驱动电压时其具有不同于第一波长的第二波长。
[0018]为了实现前述和相关的目的，本专利技术包括在下文中充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本专利技术的某些说明性方面和实施方式。然而，这些仅指示可采用本专利技术的原理的各种方式中的一些。当结合附图考虑时，本专利技术的其他目的、优点和新颖特征将从以下对本专利技术的详细描述中变得明显。
附图说明
[0019]图1描绘了颜色可调OLED的不同策略的示意图。a)独立控制的串联亚
‑
OLED阵列；b)单独控制的并联亚
‑
OLED阵列；c)具有多个发射层的单一OLED单元；d)在单一发射层中具有多个发射体的单一OLED单元；e)在单一发射层中具有单一发射体的单一OLED单元。
[0020]图2描绘了根据本专利技术的一个方面的Pt
‑
X
‑
2、Pt
‑
X
‑
3和Pt
‑
X
‑
4的化学结构。
[0021]图3以图形方式报告了在3至11V的指定驱动电压，具有由以下组成的EML的颜色可调OLED的归一化EL光谱：a)TCTA:B3PYMPM:Pt
‑
X
‑
3(20nm,6wt％),b)TCTA:B3PYMPM:Pt
‑
X
‑
3(20nm,12wt％),c)TCTA:B3PYMPM:Pt
‑
X
‑
3(10nm,6wt％)/TCTA:B3PYMPM:Pt...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.颜色可调的电致发光设备，其包含：被配置以在两个电极上具有驱动电压的正极和负极；和两个电极之间的至少三层有机层；其中至少一层有机层为发射层，且至少一层有机层为空穴传输层，一层有机层为电子传输层；贴附在正极的至少一层为空穴注入层，其中所述层由有机材料或无机材料组成；贴附在负极的至少一层为电子注入层，其中所述层由有机材料或无机材料构成；其中所述电子传输层或空穴传输层由一种有机材料组成，或由两种或多种有机材料混合，或由两种或多种有机或无机材料混合组成；其中在所述发射层中，至少一层发射层包含一种发光材料和一种或多种主体材料；和其中在所述发射层中，所述发光材料为金属配合物或有机材料，所述发光材料具有单体发射态和至少一种聚集发射态；其中至少两个发射态之间的光谱峰具有至少50nm的跨度。2.根据权利要求1所述的颜色可调的电致发光设备，其中空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层的材料分别为但不限于HAT
‑
cn、NPB、ANT
‑
BIZ和Liq；其中所述空穴传输材料还可以是FAFA或Pt
‑
301。3.根据权利要求1所述的颜色可调的电致发光设备，其中所述发射层由一层或两层组成；其中至少一层发射层包括但不限于如下有机材料：DMIC
‑
TRZ、DMIC
‑
CZ并且与Pt(II)(O^N^C^N)配合物混合。4.根据权利要求3所述的颜色可调的电致发光设备，其中所述发射层由两种主体材料DMIC
‑
TRZ/DMIC
‑
CZ组成，并混合有发光材料；其中两种主体材料的摩尔比在1:2～2:1之间，优选为1:1；所述发光材料的掺杂浓度为6wt％至20wt％，优选为10wt％。5.根据权利要求1、3和4中任一项所述的颜色可调的电致发光设备，其中所述发光材料是Pt配合物或Pd配合物。6.根据权利要求1或2所述的颜色可调的电致发光设备，其中所述空穴注入层的厚度在0.5～10nm之间，优选为5nm；其中空穴传输层NPB的厚度在15～50nm之间，优选20nm；其中空穴传输层Pt
‑
301的厚度在50～200nm之间，优选160nm；FSFA层的厚度在10～30nm之间，优选15nm；其中电子传输层的厚度在15～50nm之间，优选20nm；其中电子注入层的厚度在0.5～5nm之间，优选为1nm。7.根据权利要求1所述的颜色可调电致发光设备，提供第一电压给OLED设备使OLED设备发出具有第一光谱的第一颜色；对设备调整第一电压至第二电压至使OLED设备发出具有第二光谱的第二颜色；其中所述第一电压与所述第二电压之间的差距至少为0.5V；其中发射体的单体态与聚集态的比例在施加两种不同的电压时是变化的；其中施加电压的调节范围在2.4V～15V之间，优选为2.6V～6V。8.颜色可调的电致发光设备，其包含：被配置以在两个电极上具有驱动电压的正极和负极；和两个电极之间的至少三层有机层；其中一层有机层为发射层，且至少一层有机层为空穴传输层，一层有机层为电子传输层；贴附在正极的至少一层为空穴注入层，其中所述层由有机材料或无机材料组成；贴附在负极的至少一层为电子注入层，其中所述层由有机材料或无机材料构成；
其中所述电子传输层或空穴传输层由一种有机材料组成，或由两种或多种有机材料混合，或由两种或多种有机或无机材料混合组成；和其中在所述发射层中，将两种或多种主体材料混合在一起，并在该层中掺杂一种发光材料；其中所述发光材料为金属配合物或有机材料，且其具有单体发射态和至少一种聚集发射态；其中至少两个发射态之间的光谱峰具有至少50nm的跨度。9.颜色可调的电致发光设备，其包含：被配置以在两个电极上具有驱动电压的正极和负极；和两个电极之间的至少四层有机层；其中至少两层或多层有机层为发射层，且至少一层有机层为空穴传输层，一层有机层为电子传输层；贴附在正极的至少一层为空穴注入层，其中所述层由有机材料或无机材料组成；贴附在负极的至少一层为电子注入层，其中所述层由有机材料或无机材料构成；其中所述电子传输层或空穴传输层由一种有机材料组成，或由两种或多种有机材料混合，或由两种或多种有机或无机材料混合组成；其中在所述发射层中，至少两个发射层包含一种发光材料和一种或多种主体材料；和其中在所述发射层中，所述发光材料为金属配合物或有机材料，所述发光材料具有单体发射态和至少一种聚集发射态；其中至少两个发射态之间的光谱峰具有至少50nm的跨度。10.根据权利要求8或9所述的颜色可调的电致发光设备，其中空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层的材料分别为但不限于HAT
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cn、NPB、ANT
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BIZ和Liq；其中所述空穴传输材料还可以是FAFA或Pt
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301。11.根据权利要求8所述的颜色可调的电致发光设备，其中所述发射层由两种主体材料DMIC
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TRZ/DMIC
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CZ组成，并混合有发光材料；其中两种主体材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛茂，支志明，程刚，
申请(专利权)人：香港大学，
类型：发明
国别省市：