[发明专利]一种热活化敏化荧光有机电致发光器件有效
申请号: | 201510038024.0 | 申请日: | 2015-01-26 |
公开(公告)号: | CN105895811B | 公开(公告)日: | 2018-03-20 |
发明(设计)人: | 段炼;谢静;刘嵩;张东东;赵菲 | 申请(专利权)人: | 北京维信诺科技有限公司;清华大学 |
主分类号: | H01L51/50 | 分类号: | H01L51/50;H01L51/54 |
代理公司: | 北京汇泽知识产权代理有限公司11228 | 代理人: | 张秋越 |
地址: | 100085 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 活化 荧光 有机 电致发光 器件 | ||
技术领域
本发明属于有机电致发光器件领域,具体涉及一种热活化敏化荧光有机电致发光器件。
背景技术
目前,现有技术中,有机电致发光器件的发光层一般由主体材料掺杂染料构成,传统的双主体发光层为:双主体掺杂荧光或磷光染料,这种双主体发光层的主体材料不具备热延迟荧光效应,染料也没有热延迟荧光特性。
在电致激发的条件下,有机电致发光器件会产生25%的单线态和75%的三线态。传统的荧光材料由于自旋禁阻的原因只能利用25%的单线态激子,从而外量子效率仅仅限定在5%以内。几乎所有的三线态激子只能通过热的形式损失掉。为了提高有机电致发光器件的效率,必须充分利用三线态激子。
为了利用三线态激子,研究者提出了许多方法。最为显著的是磷光材料的利用。磷光材料由于引入了重原子,存在旋轨耦合效应,因此可以充分利用75%的三线态,从而实现100%的内量子效率。然而磷光材料由于使用了稀有的重金属,使得材料昂贵,不利于降低产品的成本。如果荧光器件能够很好的利用三线态激子则能很好地解决这个问题。研究者提出了在荧光器件中利用三线态淬灭产生单线态来提高荧光器件的效率,但是这种方法理论能达到的最大外量子效率仅仅有62.5%,远低于磷光材料。因此寻找新的技术充分利用荧光材料的三线态能级提高发光效率是非常必要的。
为了充分利用荧光器件中所产生的75%的三线态,提高器件的发光效率,降低器件成本,Adachi等提出反向内部转换的概念,这样可利用有机化合物,即不利用昂贵的金属配合物,实现可与磷光媲美的高效率。此概念已通过各种材料组合得以实现,如:利用激基复合物(参见Adachi等,Nature Photonics,Vo16,p253,2012);利用热激发延迟荧光材料(参见Adachi等,Nature,Vo1492,p234,2012)。
但此类OLED器件距离实用化水平较远,寿命尚需提高,roll-off较为严重也需要解决。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种新的有机电致发光器件。通过器件掺杂结构的设计,可以充分利用主体和染料中的三线态能量,提高效率的同时,也能增强器件的使用寿命。
本发明提供的热活化敏化荧光有机电致发光器件,包括发光层所述发光层的主体材料是由供体主体和受体主体构成的激基复合物,所述主体材料中掺杂热活化延迟荧光材料,
其中,供体主体的三线态能级高于激基复合物的单线态能级,二者的能隙≥0.2eV;且,供体主体的HOMO能级绝对值≤5.3eV;
受体主体的三线态能级高于激基复合物的单线态能级,二者的能隙>0.2eV;且,受体主体的LUMO能级绝对值>2.0eV;
所述热活化延迟荧光材料的CT激发态的三线态能级高于n-π激发态的三线态能级,并且相差为0~0.3 eV之间;或者,所述热活化延迟荧光材料的CT激发态的三线态能级高于n-π激发态的三线态能级,其差值为1.0 eV以上,并且,其n-π激发态的第二三线态能级和CT激发态的第一单线态能级的差值为-0.1~0.1 eV。
作为优选技术方案,所述激基复合物的发射光谱与所述热活化延迟荧光材料的吸收光谱重叠。
作为优选技术方案,所述热活化延迟荧光材料在发光层中所占比例为0.1 重量%~10重量%,更优选为1重量%~5重量%。
作为优选技术方案,所述热活化延迟荧光材料为存在电荷转移跃迁的材料,热活化延迟荧光材料中同时存在给体基团单元和受体基团单元,
所述给体基团单元为一个给体基团或两个以上的给体基团连接构成的基团;
所述受体基团单元为一个受体基团或两个以上的受体基团连接构成的基团;
所述给体基团选自吲哚并咔唑基,咔唑基,联咔唑基,三苯胺基,吩噁嗪基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基或苯基中一种以上的基团取代的吲哚并咔唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基或苯基中一种以上的基团取代的咔唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基或苯基中一种以上的基团取代的联咔唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基或苯基中一种以上的基团取代的三苯胺基,或者C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基或苯基中一种以上的基团取代的吩噁嗪基;
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L51-00 使用有机材料作有源部分或使用有机材料与其他材料的组合作有源部分的固态器件;专门适用于制造或处理这些器件或其部件的工艺方法或设备
H01L51-05 .专门适用于整流、放大、振荡或切换且并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的;具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的电容器或电阻器
H01L51-42 .专门适用于感应红外线辐射、光、较短波长的电磁辐射或微粒辐射;专门适用于将这些辐射能转换为电能,或者适用于通过这样的辐射进行电能的控制
H01L51-50 .专门适用于光发射的,如有机发光二极管
H01L51-52 ..器件的零部件
H01L51-54 .. 材料选择