CN112054132A - 基于dmac-dps的激基复合物主体的绿磷光oled器件效率改善方法 - Google Patents

基于dmac-dps的激基复合物主体的绿磷光oled器件效率改善方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于DMAC‑DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，通过加入DMAC‑DPS来与B3PYMPM形成激基复合物共主体，使得激基复合物主体一方面具有DMAC‑DPS的分子内TADF特性，另一方面又具有激基复合物的分子间TADF效应，并且实现主体材料理论上100%的内量子效率；而在主体中加入DMAC‑DPS还可以增强发光层的空穴传输能力，进一步达到发光层内载流子平衡的目的；从这样三个方面使绿磷光OLED器件的效率得到有效的提升。

Description

基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善 方法
技术领域
本发明涉及OLED器件技术领域，尤其涉及一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，在绿磷光OLED器件的主体材料中掺入TADF材料DMAC-DPS作为主体之一，与电子传输材料B3PYMPM形成激基复合物共主体，形成的激基复合物主体一方面具有常见的分子间TADF效应的特性，另一方面DMAC-DPS的分子内TADF效应也能进一步提高从DMAC-DPS材料到其形成的激基复合物主体的激子利用率，它能为制备结构简单且高效率的绿磷光OLED器件提供一条新思路。
背景技术
在OLED器件中，器件效率较低的一个主要原因就是激子的利用率比较低，一方面原因是传统的荧光材料受自旋轨道耦合的限制，只有25%的单线态激子可以利用，因此在传统荧光材料的基础上得到具有100%内量子效率的材料成为研究热点。另一方面，发光层空穴和电子的平衡也会对OLED器件的激子利用率产生影响，载流子的不平衡也会使OLED器件的效率降低，因此，激基复合物主体对控制发光层的载流子传输平衡对提高OLED器件的效率也是很有帮助的。所以基于激基复合物主体材料的荧光或磷光器件是近几年的研究热点，研究者们改进激基复合物体系及尝试各种掺杂材料，不断提高器件的效率。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，将DMAC-DPS作为共主体材料加入到绿磷光OLED器件的发光层中，利用DMAC-DPS的分子内TADF效应提高发光层的激子利用率，且由于引入空穴传输材料DMAC-DPS作为主体之一，形成了具有100%内量子效率的激基复合物，并且由于主体对空穴和电子的双极性特性实现了载流子的传输平衡，从而提高了绿磷光OLED器件的效率。。
本发明是通过以下技术方案实现的：
基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，所述绿磷光OLED器件包括激基复合物主体的发光层，发光层由两种主体材料、客体掺杂发光材料构成，其特征在于：向绿磷光OLED器件的发光层加入双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜（Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)phenyl]solfoneSynonym,DMAC-DPS）作为共同主体材料形成激基复合物。
所述绿磷光OLED器件的发光层选用热活化延迟荧光（Thermally ActivatedDelayed Fluorescence,TADF）材料DMAC-DPS和电子传输材料4,6-双(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶（4,6-Bis(3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl)-2-methylpyrimidine,B3PYMPM）形成激基复合物作为共主体,绿色磷光材料fac-Ir(ppy)3作为客体掺杂材料。
主体材料DMAC-DPS与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸成30nm发光层，其中主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1保持不变，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度从1wt%变化到10wt%。
主体材料DMAC-DPS与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸成30nm发光层，其中主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度为7wt%。
主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸在以ITO玻璃为基底的，镀有其他材料层的中间，来形成绿磷光OLED器件。
为了制备高效率的绿磷光OLED器件，我们制备了用于测试效率的器件A,B,其中B为对照组。器件A,B的制备方法包括以下几个步骤：
器件A:
(ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/DMAC-DPS(15nm)/DMAC-DPS:B3PYMPM:fac-Ir(ppy)3,1:1:7wt%(30nm)/B3PYMPM(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm))；
操作步骤如下：
（1）、ITO玻璃基片的超声清洗；
（2）、氮气吹干清洗过后的ITO玻璃基片，然后热台烘干；
（3）、对ITO玻璃基片进行紫外臭氧处理；
（4）、将紫外臭氧处理过后的ITO玻璃基片放在定制基片架上，然后放入镀膜机内，将镀膜机抽真空；
（5）、在基于的ITO玻璃基片上分别镀上MoO3，TAPC，DMAC-DPS，EML，B3PYMPM，LiF，Al，其中EML为发光层，厚度30nm，发光层两种主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3比例为7wt%,之后待镀膜机降到合适温度后开镀膜机取出制备好的器件；
（6）、对制备器件进行封装；
（7）、对制备器件进行性能测试；
作为对照组的器件B:
(ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/CBP(15nm)/CBP:B3PYMPM:fac-Ir(ppy)3，
1:1:7wt%(30nm)/B3PYMPM(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm))；
操作步骤如下：
（1）、重复器件A的步骤（1）、（2）、（3）、（4）；
（2） 、在ITO玻璃基片上分别镀上MoO3，TAPC，CBP，EML，B3PYMPM，LiF，Al，其中EML为发光层，厚度30nm，发光层两种主体材料CBP和B3PYMPM比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3比例为7wt%,之后待镀膜机降到合适温度后开镀膜机取出制备好的器件；
（3）、对制备器件进行封装；
（4）、对制备器件进行性能测试；
本发明原理是：
在绿磷光器件中同时使用TADF材料DMAC-DPS和电子传输材料B3PYMPM做主体材料形成激基复合物共主体，其形成的激基复合物主体由于较低的单线态与三线态之间能级差，使得三线态激子可以通过反向系间窜越变为单线态，实现了理论上100%的内量子效率，而激基复合物主体内部的DMAC-DPS又具有分子内TADF效应，从两方面提高了主体的激子利用率；而器件中采用主客体掺杂的方式来分散激子的浓度，为了减小在高亮度下激子猝灭的现象；主体中引入的另一种电子传输材料B3PYMPM，其电子传输能力较强，可以保证发光层载流子的传输平衡。通过分析比较DMAC-DPS和CBP分别形成两种激基复合物主体的绿磷光OLED器件的能量转移机制之间的区别，从而得到DMAC-DPS形成激基复合物对比CBP形成激基复合物做共主体的OLED器件的效率在理论上可以得到有效的提高。
本发明的优点是：
本发明将TADF材料DMAC-DPS作为一种混合主体材料加入到绿磷光OLED器件的发光层中，形成了具有100%内量子效率的的激基复合物主体，并且极大保证了发光层载流子的传输平衡，提高了器件的效率。
附图说明
图1器件的能级图。
图2器件的结构图。
图3器件的能量转移图。
具体实施方式
参见图1和2，基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，所述绿磷光OLED器件包括激基复合物主体的发光层，其发光层由两种主体材料和一种客体掺杂发光材料构成，其特征在于：向绿磷光OLED器件的发光层加入双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜（Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)phenyl]solfoneSynonym,DMAC-DPS）作为共同主体材料形成激基复合物。
选用热活化延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）材料DMAC-DPS和电子传输材料4,6-双(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶（4,6-Bis(3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl)-2-methylpyrimidine,B3PYMPM）形成激基复合物作为共主体,绿色磷光材料fac-Ir(ppy)3作为客体掺杂材料。
主体材料DMAC-DPS与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸成30nm发光层，其中主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1保持不变，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度从1wt%变化到10wt%。
主体材料DMAC-DPS与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸成30nm发光层，其中主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度为7wt%。
主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸在以ITO玻璃为基底的，镀有其他材料层的中间，来形成绿磷光OLED器件。
下面对本发明的实施例作详细说明。本实施例基于本发明技术方案，给出了详细实施方式和具体操作过程。本发明的保护范围包括但不限于下述的实施例。
参见图1、2、3，为制备器件A:
(ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/DMAC-DPS(15nm)/DMAC-DPS:B3PYMPM:fac-Ir(ppy)3,1:1:7wt%(30nm)/B3PYMPM(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm))结构的器件，我们进行以下步骤：
（1）、ITO基片的清洗：
在ITO清洗液中进行30min的超声处理，然后在纯水中进行10min的清水超声处理。
（2）、加热烘干：
在ITO基片的清洗过后，使用氮气把ITO玻璃基片上的水吹干净，然后在热台上以120摄氏度的温度加热10min。
（3）、紫外臭氧处理：
在经过步骤（1）、（2）后，使用紫外光清洗机处理ITO基片10min到20min，以去除ITO基片表面的有机物残留，并增加ITO基片表面的羟基数量，同时有效提高ITO表面的功函数。
（4）、ITO玻璃基片经过步骤（1）、（2）、（3）处理过后，我们将ITO基片放置在基片架上后移至真空镀膜机腔室中，之后将腔室的真空度提升至3.5×10-6 Torr，接着依次蒸镀器件的各个功能层MoO3、TAPC、DMAC-DPS、EML、B3PYMPM、LiF和Al，各膜层厚度分别为10 nm、30nm、15 nm、30nm、40 nm、1nm、100nm，除发光层外的速率分别为1 Å/s、 1.2 Å/s、 1.2 Å/s、1.2Å/s、0.4Å/s、1Å/s，而发光层为主体材料DMAC-DPS与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸形成,蒸镀速率为1.2Å/s:0.18Å/s:0.1Å/s，主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度为7wt%。镀膜完成后，待镀膜机降到合适温度后开镀膜机取出器件。
（5）、对器件进行封装：
取出镀膜完成后的器件，在充满氮气的环境中将涂有紫外固化胶的玻璃盖板与器件基片进行粘粘，将有机层进行遮挡后在紫外光下照射3min进行固化。
（6）、将封装好的器件进行性能测试。
对于制备对照器件B：
(ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/CBP(15nm)/CBP:B3PYMPM:fac-Ir(ppy)3，
1:1:7wt%(30nm)/B3PYMPM(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm))结构的器件，本发明步骤如下：
（1）、重复制备器件A的步骤（1）、（2）、（3）。
（2）、ITO玻璃基片经过步骤（1）、（2）、（3）处理过后，我们将ITO基片放置在基片架上后移至高真空镀膜机腔室中，之后将腔室的真空度提升至3.5×10-6 Torr，接着依次蒸镀器件的各个功能层MoO3、TAPC、CBP、EML、B3PYMPM、LiF和Al，各膜层厚度分别为10 nm、30nm、15 nm、30nm、40 nm、1nm、100nm，除发光层外的速率分别为1 Å/s、 1.2 Å/s、 1.2 Å/s、1.2Å/s、0.4Å/s、1Å/s，而发光层为主体材料CBP与B3PYMPM,以及客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3共蒸形成,蒸镀速率为1.2Å/s:0.25Å/s:0.12Å/s，主体材料CBP和B3PYMPM的比例为1:1，客体掺杂材料fac-Ir(ppy)3的浓度为7wt%。镀膜完成后，待镀膜机降到合适温度后开镀膜机取出器件。
（3）、对器件进行封装：
取出镀膜完成后的器件，在充满氮气的环境中将涂有紫外固化胶的玻璃盖板与器件基片进行粘粘，将有机层进行遮挡后在紫外光下照射3min进行固化。
（4）、将封装好的器件进行性能测试。

Claims (5)

1.一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，其特征在于：包括有激基复合物主体的发光层，所述的发光层由两种主体材料和客体掺杂发光材料构成，向所述的激基复合物主体的发光层中加入双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜（Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)phenyl]solfoneSynonym,DMAC-DPS）作为共同主体材料形成激基复合物。
2.根据权利要求1所述的一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，其特征在于：所述的两种主体材料分别为热活化延迟荧光（ThermallyActivated Delayed Fluorescence,TADF）材料DMAC-DPS和电子传输材料4,6-双(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶（4,6-Bis(3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl)-2-methylpyrimidine,B3PYMPM）,所述的客体掺杂发光材料为绿色磷光材料fac-Ir(ppy)3。
3.根据权利要求2所述的一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，其特征在于：所述的两种主体材料以及客体掺杂发光材料fac-Ir(ppy)3共蒸成30nm发光层，其中两种主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM的比例为1:1保持不变，客体掺杂发光材料fac-Ir(ppy)3的浓度从1wt%变化到10wt%。
4.根据权利要求3所述的一种基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，其特征在于：所述的客体掺杂发光材料fac-Ir(ppy)3的浓度为7wt%。
5.根据权利要求4所述的基于DMAC-DPS的激基复合物主体的绿磷光OLED器件效率改善方法，其特征在于：所述的两种主体材料DMAC-DPS和B3PYMPM与客体掺杂发光材料fac-Ir(ppy)3共蒸在以ITO玻璃为基底的、镀有其他材料层的中间，来形成绿磷光OLED器件。
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