CN105810846A - 一种有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机电致发光器件,其包括发光层,所述发光层的主体材料包含热活化延迟荧光材料中的一种,所述主体材料中掺杂染料,所述染料包含至少一种磷光染料。本发明选择热活化延迟荧光材料,该类材料的三线态能级与单线态能级差(ΔEST)较小。采用该类材料作为磷光主体,则部分三线态激子能级传递到单线态激子,整体三线态激子的数量较少。从而三线态激子浓度降低复合区域变窄。有效降低了激子进入电荷传输层的几率,同时复合区域变窄有效防止了N型掺杂剂向激子复合区域的扩散。同时采用该类主体材料,器件对应较低的工作电压。

Description

一种有机电致发光器件
技术领域
本发明属于有机电致发光器件领域,具体涉及一种发光层采用新型主体材料作为磷光主体的有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光器件以其形体薄、面积大、全固化、柔性化等优点引起了人们的广泛关注,而有机电致白光器件也以其在固态照明光源、液晶背光源等方面的巨大潜力成为人们研究的热点。
早在五十年代,Bernanose.A等人就开始了有机电致发光器件(OLED)的研究。最初研究的材料是蒽单晶片。由于存在单晶片厚度大的问题,所需的驱动电压很高。直到1987年美国EastmanKodak公司的邓青云(C.W.Tang)和Vanslyke报道了结构为:ITO/Diamine/Alq3/Mg:Ag的有机小分子电致发光器件,器件在10伏的工作电压下亮度达1000cd/m2,外量子效率达到1.0%。电致发光的研究引起了科学家们的广泛关注,人们看到了有机电致发光器件应用于显示的可能性。从此揭开了有机电致发光器件研究及产业化的序幕。有机发光材料体系包括荧光体系与磷光发光体系,其中荧光体系只利用了单线态激子能量,而磷光体系可同时利用三线态激子能量。
传统采用磷光染料作为发光层的有机电致发光器件(OLED),因为三线态激子的寿命要大于单线态激子寿命,所以三线态激子的传输距离要大于单线态激子传输距离(NATURE|Vol440|13April2006)。三线态激子进入传输层,会造成能量损失。通常为了将三线态激子限制在发光层中,需要在发光层两侧设计阻挡层结构(film.Phys.Rev.B66,14422–-14428(1999))。同时,在N掺杂OLED电子传输层结构中设置阻挡层,以防止N掺杂剂进入发光层,造成激子淬灭,但阻隔层的加入会导致器件结构变复杂。
上述在磷光发光层与传输层间增加阻挡层的方法,一定程度上限制了激子进入传输层,阻挡了N掺杂剂向发光层的迁移,但造成了器件结构复杂化。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明选择热活化延迟荧光材料,该类材料的三线态能级与单线态能级差(ΔEST)较小,如ΔEST<0.3eV,优选ΔEST<0.15eV。采用该类材料作为磷光主体,则部分三线态激子能级传递到单线态激子,整体三线态激子的数量减少。从而三线态激子浓度降低,发光复合区域变窄,有效降低了激子进入电荷传输层的几率,同时复合区域变窄有效防止了N型掺杂剂向激子复合区域的扩散。同时采用该类材料作为磷光主体,器件对应较低的工作电压。
本发明的有机电致发光器件,包括发光层,所述发光层的主体材料包含热活化延迟荧光材料中的一种,所述主体材料中掺杂染料,所述染料包含至少一种磷光染料。
优选地,所述染料为一种磷光染料,或者,所述染料由两种以上磷光染料组合构成,或者,所述染料由磷光染料和荧光染料组合构成。
优选地,所述荧光染料在发光层中掺杂的质量百分比为1%~5%。
优选地,所述磷光染料的在发光层中掺杂的质量百分比为1%~15%。
优选地,所述磷光染料的在发光层中掺杂的质量百分比为10%。
优选地,所述热活化延迟荧光材料的三线态能级与单线态的能隙<0.3eV,优选<0.15eV。
优选地,所述热活化延迟荧光材料的lumo能级与homo能级分布在其分子结构中的不同基团上。
优选地,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;
所述受体基团选自萘基,蒽基,菲基,芘基,三嗪基,苯并咪唑基,氰基、吡啶基,砜基,菲并咪唑基,萘并噻唑基,苯并噻唑基,噁二唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的蒽基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的芘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的三嗪基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并咪唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的吡啶基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的砜基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲并咪唑基;C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘并噻唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并噻唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的噁二唑基;
其中,一种或多种所述给体基团单元与一种或多种所述受体基团单元直接连接形成主体材料;或者,一种或多种所述给体基团单元和一种或多种所述受体基团单元分别与连接基团连接形成主体材料,所述连接基团为具有空间位阻的基团。
优选地,一种或两种给体基团单元和一种或两种受体基团单元分别与连接基团连接形成热活化延迟荧光材料,或者一种或两种受体基团单元与一种或两种给体基团单元直接连接形成热活化延迟荧光材料。
优选地,所述连接基团选自螺芴基、苯基、联苯基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的螺芴基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的苯基或者C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的联苯基。
优选地,所述给体基团选自以下基团:
,或
优选地,所述受体基团选自以下基团:
优选地,所述热活化延迟荧光材料具有以下结构:
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
2-10
2-11
2-12
2-13
2-14
2-15
3-1
3-2
3-3
3-4
3-5
,
3-6
,
3-7
,
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12。
本发明的有机电致发光器件,由在基板上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层、空穴传输层、所述发光层、电子传输层及阴极构成;或者,由在基板上依次层叠沉积的阴极、电子传输层、所述发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极构成。
本发明能够达到以下技术效果:
1、本发明的有机电致发光器件,其发光层的磷光主体材料选择热活化延迟荧光材料(TADF材料),该类材料的三线态能级与单线态能级差较小(ΔEST<0.3eV,优选ΔEST<0.15eV)。则在主体向染料能量传递过程中,TADF材料部分三线态能量可转化为单线态能量,则整体三线态激子的数量较少。由此导致激子的复合区域变窄。这样,激子不会进入传输层,同时N型掺杂剂也不会扩散至激子复合区域。
2、由于本发明的有机电致发光器件,其发光层以TADF材料作为磷光主体材料,激子迁移半径减小,可省略激子阻挡层,简化了器件结构和制备工艺。
3、常规磷光主体材料,需要有较高的三线态能级,同时三线态与单线态能级较大。因此单线态能级非常高,材料禁带宽度非常大,最终采用该类材料作为主体导致器件驱动电压升高。而采用TADF材料做磷光主体,本身三线态与单线态能级接近,材料禁带窄,可有效降低器件工作电压。
附图说明
图1是本发明实施例1的OLED结构示意图。
图2是现有技术中常规磷光主体掺杂磷光染料能量传递过程示意图;
图3是本发明的TADF材料作为磷光主体材料掺杂磷光染料的能量传递过程示意图;
图4是对比例1的OLED结构示意图;
图5是对比例2的OLED结构示意图;
图6是对比例3的OLED结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示,本发明的下述实施方式中有机电致发光器件的结构如下:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极(图中未示出)、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、电子传输层5及阴极(图中未示出)。其中,发光层3选择热活化延迟荧光材料作为主体材料,其中掺杂染料,染料包含至少一种磷光染料。
结合图2和3所示,对本发明的发光层中的能量传递过程进行阐述。
如图2所示,现有技术发光层为常规磷光主体材料掺杂磷光染料,常规磷光主体材料的三线态能级与单线态能级差较大,其能量传递过程如下:主体材料的单线态能级(S1H)的能量传递给磷光染料的单线态能级(S1D),主体材料的三线态能级(T1H)的能量传递给磷光染料的三线态能级(T1D),因为三线态激子的寿命要大于单线态激子寿命,所以三线态激子的传输距离要大于单线态激子传输距离。三线态进入OLED的传输层,会造成能量损失。
热活化延迟荧光材料(TADF材料)作为主体材料的三线态能级与单线态能级差较小(ΔEST<0.3eV,优选ΔEST<0.15eV)。如图3所示,在TADF材料做主体并掺杂磷光染料的发光层中,在主体材料向染料能量传递过程中,TADF材料部分三线态能级(T1H)转化为单线态能级(S1H),然后主体的单线态能级能量再传递给染料的单线态能级(S1D),主体的三线态能级能量传递给染料的三线态能极(T1D)。如此,整体三线态激子的数量较少,使得激子的复合区域变窄(如图1所示,发光层3中的只有部分为激子复合区域3.1;而如图6所示,现有结构中发光层3整个都是激子复合区域3.1)。这样,激子不会进入传输层,同时N型掺杂剂也不会扩散至发光层3的激子复合区域。
以TADF材料作为磷光主体材料,激子迁移半径减小。现有技术中的磷光主体材料,尤其是蓝光与绿光磷光主体需要有较高的三线态能级,同时三线态与单线态能级较大。因为单线态能级非常高。该类宽禁带材料作为发光主体带来的问题是驱动电压高。而采用TADF材料做磷光主体,可有效降低器件工作电压。
本发明中热活化延迟荧光材料的单线态与三线态能隙(ΔEST)<0.3eV,优选小于0.15eV。
具体地,本发明中的作为主体材料的热活化延迟荧光材料为以下材料:
三线态与单线态能隙较小的材料,需要对应分子的HOMO轨道与LOMO轨道分离。该类材料一般含给体基团单元及受体基团单元。
本发明中所述的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。其中,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;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;
具体的,主体材料的结构可为donor-connection-acceptor或者为donor-acceptor-donor的结构等。
给体基团选自吲哚并咔唑基,咔唑基,二连咔唑基,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二苯并呋喃基,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;
受体基团选自萘基,蒽基,菲基,芘基,三嗪基,苯并咪唑基,氰基、吡啶基,砜基,菲并咪唑基,萘并噻唑基,苯并噻唑基,噁二唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的蒽基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的芘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的三嗪基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并咪唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的吡啶基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的砜基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲并咪唑基;C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘并噻唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并噻唑基或C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的噁二唑基;
其中,一种或多种所述给体基团单元与一种或多种所述受体基团单元直接连接形成热活化延迟荧光材料;或者,一种或多种所述给体基团单元和一种或多种所述受体基团单元分别与连接基团连接形成热活化延迟荧光材料,所述连接基团为具有空间位阻的基团。
上述连接基团优选选自螺芴基、苯基、联苯基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的螺芴基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的苯基或者C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的联苯基。
给体基团优选选自以下结构:
,或
受体基团优选选自以下结构:
具体地,热活化延迟荧光材料选自具有以下结构的化合物:
1-1(Chem.Commun.,2012,48,9580-9582)
1-2(Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,11311-11315)
1-3(Chem.Commun.2012,48,11392-11394)
1-4(J.Mater.Chem.C,2013,1,4599-4604)
1-5(J.Mater.Chem.C,2013,1,4599-4604)
1-6(Phys.Chem.Chem.Phys.,2013,15,15850)
1-7(ΔEST=0.11,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
1-8(ΔEST=0.14,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
1-9(Nature,2012,492,234)
1-10(Nature,2012,492,234)
1-11(Nature,2012,492,234)
1-12(ΔEST=0.21,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-1(ΔEST=0.15,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-2(ΔEST=0.04,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-3
2-4(J.AM.Chem.Soc.2012,134,14706-14709)
2-5(J.AM.Chem.Soc.2012,134,14706-14709)
2-6(Chem.Mater.,2013,25(18),pp3766–3771)
2-7(ΔEST=0.07,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-8(ΔEST=0.16,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-9(ΔEST=0.09,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-10(PRL,2013,110,247401)
2-11(ΔEST=0.06,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
2-12(Appl.Phys.Lett.,2012,101,093306)
2-13(Phys.Chem.Chem.Phys.2013,15,15850)
2-14((J.Mater.Chem.C,2013,1,4599-4604)
2-15(J.Mater.Chem.C,2013,1,4599-4604)
3-1(CC,DOI:10.1039/c3cc47130f)
3-2(CC,DOI:10.1039/c3cc47130f)
3-3(CT态的ΔEST=0.03,同时局域态单线态与三线态能极差在1.1eV,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
3-4(CT态的ΔEST=0.05,同时局域态单线态与三线态能极差在1.2eV,利用Gaussian03/TD-DFT计算)
3-5(CT态的ΔEST=0.01,同时局域态单线态与三线态能极差在1.4eV利用Gaussian03/TD-DFT计算)
3-6(AFM,DOI:10.1002/adfm.201301750)
,
3-7
,
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12。
本申请中相关化合物的合成:
1、化合物1-7的合成
合成1-7a,
3.34g咔唑,3.22g3,6-二溴咔唑,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体。固体用色谱柱分离得到1-7a,产率为30%。
质谱数据:ESI-MSm/z:498[M+H]+,元素分析:C36H23N3:C:86.90,H:4.66,N:8.44。
合成1-7b,
3.11g三溴苯,2.48g对甲基苯硫酚,6g碳酸钾,1g碘化亚铜加入到100ml圆底烧瓶中,加入50ml的DMF,在氮气氛围下,100℃加热24小时。随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体。固体用色谱柱分离得到1-7b,产率为60%。
质谱数据:ESI-MSm/z:401[M+H]+,元素分析:C20H17BrS,C:59.85,H:4.27。
合成1-7c,
在冰水浴下,将溶于30ml的1-7b缓慢滴加到1gmCPBA的二氯甲烷溶液中,保持在冰水浴中加完,随后反应12h。固体用色谱柱分离得到1-7c,产率为99%。
质谱数据:ESI-MSm/z:465[M+H]+,元素分析:C20H17BrO4S2,C:86.90,H:4.66,N:8.44。
合成1-7,
4.97g1-7a,4.63g1-7b,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体。固体用色谱柱分离得到1-7,产率为60%。
质谱数据:ESI-MSm/z:882[M+H]+,元素分析:C56H39N3O4S2,C76.25,H4.46,N4.76.
2、化合物1-4的合成
1-4的合成参照1-7,物质检测数据:质谱数据:ESI-MSm/z:717[M+H]+,元素分析C44H32N2O4S2,C:73.72,H:4.50,N:3.91。
3、化合物1-8的合成
4.52g1-8a,3g1-8b和0.05g四三苯基膦钯催化剂,以及5.4g碳酸钾,加入到圆底烧瓶中,再加入30ml甲苯和20ml水以及5ml乙醇,在85℃下反应48h。反应结束用二氯甲烷萃取,得到有机层,然后用色谱柱分离,得到1-8,产率为65%。
质谱数据:ESI-MSm/z:640[M+H]+,元素分析:C45H29N5,C:84.48,H:4.57,N:10.95。
4、化合物2-1的合成
2.43g2-1a加入到0.24gNaH的超干DMF溶液中(30ml),室温搅拌30min,然后将2.54g2-1b的DMF溶液滴加到上述溶液中,加热100度搅拌1小时,冷却后倒入水中,过滤固体,用色谱柱分离。得到2-1。
质谱数据:ESI-MSm/z:701[M+H]+,元素分析:C48H32N2O2S,C:82.26,H:4.60,N:4.0。
5、化合物2-2的合成
化合物2-2的合成参见2-1,方法与化合物2-1基本相同,区别在于将2-1a换成二联咔唑。
质谱数据:ESI-MSm/z:879[M+H]+,元素分析:C60H38N4O2S,C:81.98,H:4.36,N:6.37。
6、化合物2-7的合成
合成2-7a,
2.25g2,4-二氯-6-苯三嗪,2g间溴苯硼酸,0.05g四三苯基膦钯催化剂,以及5.4g碳酸钾,加入到圆底烧瓶中,再加入30ml甲苯和20ml水以及5ml乙醇,在85℃下反应48h。反应结束用二氯甲烷萃取,得到有机层,然后用色谱柱分离,得到2-7a,产率为58%。
质谱数据:ESI-MSm/z:466[M+H]+,元素分析:C21H13Br2N3,C:53.99,H:2.80,N:8.99。
合成2-7,
4.65g2-7a,3.66g吩噁嗪,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体,固体用色谱柱分离得到2-7,产率为48%。
质谱数据:ESI-MSm/z:672[M+H]+.元素分析:C45H29N5O2,C:80.46,H:4.35,N:4.76。
7、化合物2-8的合成
合成2-8a,
2.25g2,4-二氯-6-苯三嗪,2g对溴苯硼酸,0.05g四三苯基膦钯催化剂,以及5.4g碳酸钾,加入到圆底烧瓶中,再加入30ml甲苯和20ml水以及5ml乙醇,在85℃下反应48h。反应结束用二氯甲烷萃取,得到有机层,然后用色谱柱分离,得到2-8a,产率为55%。
质谱数据:ESI-MSm/z:466[M+H]+,元素分析:C21H13Br2N3,C:53.99,H:2.80,N:8.99。
合成2-8,
4.65g2-8a,3.66g吩噁嗪,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体,固体用色谱柱分离得到2-8,产率为56%。
质谱数据:ESI-MSm/z:640[M+H]+,元素分析:C45H29N5,C:84.48,H:4.57,N:10.95。
8、化合物2-9的合成
2-9的合成参见2-7,区别在于换用不同的给体基团.,选用的咔唑替换吩噁嗪。4.65g2-8a,3.0g咔唑,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体,固体用色谱柱分离得到2-9,产率为50%。
质谱数据:ESI-MSm/z:640[M+H]+,元素分析:C45H29N5,C:84.48,H:4.57,N:10.95。
9、化合物2-11的合成
合成2-11,
3.32g苯基吲哚咔唑,2.67g2-氯-4,6-二苯三嗪,0.5gCuI,0.5g菲啰啉以及5.2g碳酸钾加入到100ml圆底烧瓶中,加入60mlDMF,在氮气氛围下加热回流反应48小时,随后将反应液倒入水中,减压抽滤得到固体。固体用色谱柱分离得到2-7,产率为48%。
质谱数据:ESI-MSm/z:564[M+H]+,元素分析:C39H25N5,C:83.10,H:4.47,N:12.43。
10、化合物3-3的合成
合成3-3a,
3ml吡啶加入到邻苯二胺(0.6g)和氯化亚砜(5ml)的混合溶液中,在60度温度下搅拌10小时,用二氯甲烷萃取,然后用大量的水清洗,得到固体。
质谱数据:ESI-MSm/z:205。
合成3-3b,
2.25g3-3a,2g苯硼酸,0.05g四三苯基膦钯催化剂,以及5.4g碳酸钾,加入到圆底烧瓶中,再加入30ml甲苯和20ml水以及5ml乙醇,在85℃下反应48h。反应结束用二氯甲烷萃取,得到有机层,然后用色谱柱分离,得到3-3a,产率为58%。
质谱数据:ESI-MSm/z:246[M+H]+
合成3-3,
2.46g3-3b,2.39g4-硼酸三苯胺,0.05g四三苯基膦钯催化剂,以及5.4g碳酸钾,加入到圆底烧瓶中,再加入30ml甲苯和20ml水以及5ml乙醇,在85℃下反应48h,反应结束用二氯甲烷萃取,得到有机层,然后用色谱柱分离,得到3-3,产率为58%。
质谱数据:ESI-MSm/z:456[M+H]+,元素分析:C30H21N3S,C:79.09,H:4.65,N:9.22。
11、化合物3-4的合成
化合物3-4的合成参见化合物3-3,步骤基本相同,区别在于受体基团采用的是噻吩取代的苯并噻唑。
质谱数据:ESI-MSm/z:462[M+H]+,元素分析:C28H19N3S2:C:72.86,H:4.15,N:9.10。
12、化合物3-5的合成
化合物3-5的合成参见化合物3-3,步骤基本相同,区别在于:受体基团采用的是噻吩取代的萘并噻唑。
质谱数据:ESI-MSm/z:512[M+H]+,元素分析:C32H21N3S2:C:75.12,H:4.15,N:8.21。
本发明的有机电致发光器件中:
阳极可以采用无机材料或有机导电聚合物。无机材料一般为氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属,优选ITO;有机导电聚合物优选为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOT/PSS)、聚苯胺(以下简称PANI)中的一种。
阴极一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金,或金属与金属氟化物交替形成的电极层。本发明中阴极优选为层叠的LiF层和Al层(LiF层在外侧)。
空穴传输层的材料可以选自芳胺类和枝聚物类低分子材料,优选NPB。
磷光染料可以为含铱、铂、铜等的有机磷光材料,如Ir(ppy)3、Ir(ppy)2acac、Ir(MDQ)2acac、Ir(piq)3、Ir(piq)2acac等材料。
电子传输层的材料可采用有机金属配合物(如Alq3、Gaq3、BAlq或Ga(Saph-q))或其他常用于电子传输层的材料,如芳香稠环类(如pentacene、苝)或邻菲咯啉类(如Alq3、BCP)化合物。
本发明的有机电致发光器件还可在阳极和空穴传输层之间具有空穴注入层,所述空穴注入层的材料例如可采用MTDATA(4,4’,4’’-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺)掺杂F4TCNQ,或者采用铜酞菁(CuPc),或可为金属氧化物类,如氧化钼。
上述各层的厚度可采用本领域中这些层常规的厚度。
所述基板可以是玻璃或是柔性基片,所述柔性基片可采用聚酯类、聚酰亚胺类化合物材料或者薄金属片。所述层叠及封装可采用本领域技术人员已知的任意合适方法。
下文通过实施例进一步说明本发明。
为方便起见,把本说明书中涉及的一些有机材料的缩写及全称列示如下:
对比例1:
本对比例的OLED器件结构如图4所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的ITO阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极。
本对比例以ITO(氧化铟锡)作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。结构如下:
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
对比例2:
本对比例的OLED器件结构如图5所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极(图中未示出)、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。与对比例1相比,取消了阻挡层4(BALq)。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
对比例3:
本对比例的OLED器件结构同对比例1,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用热活化延迟荧光材料HOST(2-13)作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/HOST(2-13):10%Ir(ppy)3(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
实施例1:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-13)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为1%);MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-13):1%Ir(ppy)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例2:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-13)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为5%);MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-13):5%Ir(ppy)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例3:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-13)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-13):10%Ir(ppy)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例4:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-13)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为15%);MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-13):15%Ir(ppy)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
上述器件的性能如下表:
编号 亮度cd/m2 电压V 电流效率cd/A 流明效率lm/W x(V) y(V)
对比例1 1000.00 3.5 45 40.3 0.31 0.60
对比例2 1000.00 3.4 35 32.3 0.31 0.60
对比例3 1000.00 3.1 47 47.3 0.31 0.60
实施例1 1000.00 3.0 47 49.1 0.31 0.60
实施例2 1000.00 2.8 49 54.9 0.31 0.60
实施例3 1000.00 2.7 51 59.3 0.31 0.60
实施例4 1000.00 2.9 48 51.9 0.31 0.60
从上述对比例1与2可以看出,常规磷光主体材料,如果不含阻挡层,器件效率大幅下降。
从对比例3与实施例1-4可以看出,而采用热活化延迟荧光材料作为磷光主体,去掉阻挡层后,器件电流效率无下降。而且由于去掉BAlq阻挡层,器件的驱动电压明显下降,所以流明效率获得较大幅度提高。
上述主要是因为热活化延迟荧光材料,部分三线态激子转化为单线态激子。三线态激子整体浓度及复合区域变窄。
上述器件设计原理,也可应用于黄光、红光甚至白光的设计。
因此,延迟荧光(TADF)材料作为磷光主体材料,激子迁移半径减小,可省略激子阻挡层。
实施例5
本实施例的结构与实施例1基本相同,区别仅在于发光层采用不同的TADF材料作为主体材料,磷光染料Ir(ppy)3的掺杂浓度为10%,结果如下:
编号 发光层所采用的TADF材料 亮度cd/m2 电压V 电流效率cd/A 流明效率lm/W x(V) y(V)
OLED1 1-12 1000.00 3.1 47 47.6 0.31 0.60
OLED2 1-13 1000.00 2.9 46 49.8 0.31 0.60
OLED3 2-9 1000.00 2.8 49 54.9 0.31 0.60
OLED4 3-7 1000.00 3.0 47 49.2 0.31 0.60
该发光层还可应用于磷光双掺杂材料体系,例如同时掺杂绿色磷光与红色磷光染料。
对比例4:
本对比例的OLED器件结构如图4所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的ITO阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极。
本对比例以ITO(氧化铟锡)作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%),Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。结构如下:
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
对比例5:
本对比例的OLED器件结构如图5所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极(图中未示出)、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。与对比例1相比,取消了阻挡层4(BALq)。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
对比例6:本对比例的OLED器件结构同对比例1,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用热活化延迟荧光材料HOST(1-12)作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/HOST(1-12):10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
实施例6:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(1-12)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(1-12):10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例7:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-8)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-8):10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例8:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-12)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-12):10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例9:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(3-1)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Ir(piq)3作为红色磷光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(3-1):10%Ir(ppy)3:1%Ir(piq)3(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
上述器件的性能如下表:
编号 亮度cd/m2 电压V 电流效率cd/A 流明效率lm/W x(V) y(V)
对比例4 1000.00 3.4 41 37.8 0.50 0.47
对比例5 1000.00 3.2 33 32.4 0.49 0.48
对比例6 1000.00 3.1 44 44.5 0.49 0.47
实施例6 1000.00 3.1 41 41.1 0.51 0.46
实施例7 1000.00 3.2 45 44.1 0.49 0.48
实施例8 1000.00 3.0 48 50.2 0.48 0.47
实施例9 1000.00 2.9 46 49.8 0.47 0.47
从上述对比例4与5可以看出,在主体掺杂双磷光发光体系中,常规磷光主体材料,如果不含阻挡层,器件效率大幅下降。
从对比例6与实施例6-9可以看出,而采用热活化延迟荧光类材料作为磷光主体,去掉阻挡层后,器件电流效率无下降。而且由于去掉BAlq阻挡层,器件的驱动电压明显下降,所以流明效率获得较大幅度提高。
该发光主体还可应用于主体掺杂磷光掺杂荧光材料体系,其中磷光染料在其中起能量敏化作用。
对比例7:
本对比例的OLED器件结构如图4所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的ITO阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极。
本对比例以ITO(氧化铟锡)作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%),Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。结构如下:
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
对比例8:
本对比例的OLED器件结构如图5所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极(图中未示出)、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用CBP作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。与对比例1相比,取消了阻挡层4(BALq)。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/CBP:10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
对比例9:本对比例的OLED器件结构同对比例1,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用热活化延迟荧光材料HOST(1-13)作为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;BALq作为激子阻挡层4;Alq3掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/HOST(1-13):10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3:2%Li3N(15nm)/Al(100nm)
实施例10:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(1-13)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(1-13):10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例11:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-10)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-10):10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例12:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(2-14)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(2-14):10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
实施例13:
本实施例的OLED器件结构如图1所示,包括:在基板(图中未示出)上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层1、空穴传输层2、发光层3、阻挡层4、电子传输层5及阴极(图中未示出)。
本对比例以ITO作为阳极;以MTDATA:4%F4TCNQ作为空穴注入层1;以TCTA作为空穴传输层2;发光层3采用host(3-3)为磷光主体材料,绿色磷光材料Ir(ppy)3作为绿色磷光染料(染料在发光层中掺杂的质量百分比分别为10%);Rurene作为红色荧光染料,掺杂比例为1%;MTDATA掺杂Li3N作为电子传输层5;Al作为阴极。
ITO/MTDATA:4%F4TCNQ(100nm)/TCTA(20nm)/host(3-3):10%Ir(ppy)3:1%Rurene(30nm)/Alq3:2%Li3N(25nm)/Al(100nm)
上述器件的性能如下表:
编号 亮度cd/m2 电压V 电流效率cd/A 流明效率lm/W x(V) y(V)
对比例7 1000.00 3.4 30.5 37.8 0.54 0.47
对比例8 1000.00 3.2 25.5 32.4 0.53 0.46
对比例9 1000.00 3.1 35.5 44.5 0.55 0.46
实施例10 1000.00 3.2 37.4 41.1 0.54 0.47
实施例11 1000.00 3.1 33.3 44.1 0.54 0.48
实施例12 1000.00 3.1 36.2 50.2 0.55 0.46
实施例13 1000.00 2.8 35.7 49.8 0.54 0.47
从上述对比例7与8可以看出,在主体掺杂磷光材料及荧光体系中,常规磷光主体材料,如果不含阻挡层,器件效率大幅下降。
从对比例9与实施例10-13可以看出,而采用热活化延迟荧光材料作为磷光主体,去掉阻挡层后,器件电流效率无下降。而且由于去掉BAlq阻挡层,器件的驱动电压明显下降,所以流明效率获得较大幅度提高。
有机发光器件的设计需要综合考虑载流子传输及平衡,复合界面的分布等。经过详细深入研究,我们得出采用本专利发光结构及材料体系,器件性能获得大幅提升,通过采用热活化延迟荧光材料对三线态激子浓度做调控,进而对复合区域的控制是结构简化性能提升的关键。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (13)

1.一种有机电致发光器件,包括发光层,其特征在于,所述发光层的主体材料包含热活化延迟荧光材料中的一种,所述主体材料中掺杂染料,所述染料包含至少一种磷光染料。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述染料为一种磷光染料,或所述染料由两种以上磷光染料组合构成,或所述染料由磷光染料和荧光染料组合构成。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述荧光染料在发光层中掺杂的质量百分比为1%~5%。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述磷光染料在发光层中掺杂的质量百分比为1%~15%,优选为10%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述热活化延迟荧光材料的三线态能级与单线态的能隙<0.3eV。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述热活化延迟荧光材料的三线态能级与单线态的能隙<0.15eV。
7.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述热活化延迟荧光材料的lumo轨道与homo轨道分布在其分子结构中的不同基团上。
8.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,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;
所述受体基团选自萘基,蒽基,菲基,芘基,三嗪基,苯并咪唑基,氰基、吡啶基,砜基,菲并咪唑基,萘并噻唑基,苯并噻唑基,噁二唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的蒽基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的芘基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的三嗪基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并咪唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的吡啶基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的砜基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的菲并咪唑基;C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的萘并噻唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的苯并噻唑基,C1-6的烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或吡啶基中一种以上的基团取代的噁二唑基;
其中,一种或多种所述给体基团单元与一种或多种所述受体基团单元直接连接形成主体材料;或者,一种或多种所述给体基团单元和一种或多种所述受体基团单元分别与连接基团连接形成主体材料,所述连接基团为具有空间位阻的基团。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件,其特征在于,一种或两种给体基团单元和一种或两种受体基团单元分别与连接基团连接形成热活化延迟荧光材料,或者一种或两种受体基团单元与一种或两种给体基团单元直接连接形成热活化延迟荧光材料。
10.根据权利要求8所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述连接基团选自螺芴基、苯基、联苯基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的螺芴基、C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的苯基或者C1-6的烷基或苯基的其中至少一种取代的联苯基。
11.根据权利要求8所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述给体基团选自以下基团:
,或
所述受体基团选自以下基团:
12.根据权利要求8所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述热活化延迟荧光材料具有以下结构:
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
2-10
2-11
2-12
2-13
2-14
2-15
3-1
3-2
3-3
3-4
3-5
,
3-6
,
3-7
,
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12。
13.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,由在基板上依次层叠沉积的阳极、空穴注入层、空穴传输层、所述发光层、电子传输层及阴极构成;或者,由在基板上依次层叠沉积的阴极、电子传输层、所述发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极构成。
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