CN113480493B - 一种有机黄色荧光激发态质子转移材料及其oled器件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于高能级反向系间窜越的高效有机黄色荧光激发态质子转移材料及其OLED器件,并将经典TADF蓝光材料与上述黄光材料掺杂作为发光层,制备白光OLED器件。本发明所述的黄色荧光激发态质子转移材料制备简单,价格低廉,所述的单分子黄光OLED以及白光OLED器件都具备较高的器件效率以及较高的激子利用率,并且比例容易调控,器件可重复性好。其中白光发光层基于非能量传递体系,蓝光材料发射与黄光材料发射不会相互影响,因此色坐标与电致发光光谱稳定,具有很高的使用及推广价值。

Description

一种有机黄色荧光激发态质子转移材料及其OLED器件
技术领域
本发明属于有机电致发光材料技术领域,具体涉及一种有机黄色荧光激发态质子转移材料及其OLED器件。
背景技术
有机发光材料是有机电致发光器件的核心技术,也是该领域国际竞争的焦点。第一代OLED发光材料是内量子效率极限为25%的荧光材料。然而,由于自旋统计限制,荧光材料仅能利用25%的单线态(Singlet,S)激子进行发光,而75%的三线态(Triplet,T)激子被白白浪费掉。第二代OLED发光材料是以铱、铂配合物等为主要代表的金属配合物磷光材料。利用金属配合物中的重原子效应,大幅增强自旋轨道耦合,使得原本S激发态与T激发态之间的自旋禁阻跃迁转变为自旋允许跃迁。因此,可实现S态与T态激子的100%完全利用,内量子效率理论上可达100%。但是,贵金属(如铱、铂等)资源稀缺、价格昂贵,这也大大限制了磷光OLED材料的进一步发展和应用。第三代OLED材料则是利用T态激子转换成S态激子发光的延迟荧光材料,包括三线态-三线态湮灭(Triplet-triplet annihilation,TTA)材料和热激活延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料。然而,TTA过程为两个最低三重态(T1)激子通过碰撞湮灭转化成一个可辐射跃迁的最低单重态(S1)激子和一个基态单重态(S0)激子,这个过程中仍然浪费了一半的三线态激子,也即激子利用率最大只能达到62.5%。TADF材料则大多具有最高占有分子轨道(Highest OccupiedMolecular Orbital,HOMO)和最低未占有分子轨道(Lowest Unoccupied MolecularOrbital,LUMO)空间分离的电荷转移(Charge Transfer,CT)激发态,这种电荷分布的空间分离导致电子交换作用较弱进而导致S1-T1态间能级劈裂△EST非常小,因而在热活化条件下容易实现从T1到S1的反向系间窜越(Reverse Intersystem Crossing,RISC)。然而,CT激发态由于HOMO和LUMO轨道的空间电荷分离通常会导致发光效率的降低。另外,由于反系间窜越速率一般较慢,在电致发光器件中累积下来的长寿命T1激子很容易发生三重态–三重态激子湮灭(TTA)、三重态–单重态激子湮灭(TSA)或三重态激子–极化子湮灭(TPA),这就导致采用TTA或TADF材料的电致发光器件(即使在掺杂情况下)通常在高电流密度下效率滚降严重。因此,开发兼具低成本、高发光效率、高激子利用率、稳定性好的新一代OLED材料迫在眉睫。
近年来,在更高能量水平下的更快三重态激子动力学吸引了越来越多的关注。通过在抑制高能级三重态激发态到低能级三重态激发态之间的内转换(InternalConversion,IC)的同时,引入从高能级三重态激发态到单重态激发态之间的快速RISC,也同样可以突破传统荧光材料自旋禁阻受限的激子利用效率,从而有望实现近100%的单重态激子产率,这也被称为“热激子(hot excition)”机制。更为重要的是,高能级激发态之间的快速RISC可以有效降低因电流密度增大而导致的三重态激子浓度增加,从而抑制了TTA、TSA、TPA等湮灭作用以及由此带来的OLED器件效率滚降。
作为理想光源,WOLED的发光波段应涵盖整个可见光区域(400-800nm)并有连续光谱,但绝大多数有机发光材料的发光范围局限在一个较窄的发光波段,只能呈现出单一的发光颜色。因此需要将不同的光进行混合得到白光,所以WOLED的结构更加复杂。制备WOLED的手段主要有掺杂单发光层结构、多发光层结构、串联结构、并联结构等。其中多发光层结构存在制备工艺复杂的缺点,而掺杂单发光层结构的制作工艺相对简单,但很难精确控制两个发光组分之间的能量传递。能量传递的程度会影响不同组分的发光,不同组分的稳定性也会影响器件的色纯度。因此,如何精确的控制各组分之间的能量传递并且使各组分发光互不干涉是目前研究者们所面临的难题。相比于通常的有机发光化合物,激发态分子内质子转移(Excited State Intramolecular Proton Transfer,ESIPT)化合物因其大的斯托克斯位移(Stokes shift)可有效避免主体和客体材料之间的光谱重叠,因而很有可能阻断主客体分子之间的能量传递。如果将这类ESIPT化合物作为低能发光的长波长能量受体,再通过选择适当的能级相匹配的高能发光的短波长能量给体,那么由于光谱重叠非常小,两者间难以进行能量传递,从而实现不同发光组分互不影响的各自独立发光。
基于以上讨论,我们设想,如果把具有“热激子”RISC性质的材料引入到非能量传递体系,那么,低成本、高效、稳定、制备简便、重复性好的高性能WOLED。
发明内容
解决的技术问题:为了克服现有技术中存在的不足,本申请提出一种有机黄色荧光激发态质子转移材料及其OLED器件,以解决现有技术中贵金属资源稀缺、价格昂贵、在高电流密度下效率滚降严重等技术问题。
技术方案:
一种有机黄色荧光激发态质子转移材料,所述有机黄色荧光激发态质子转移材料的名称为2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚,结构式如下:
一种单分子黄光OLED器件,所述单分子黄光OLED器件包括有机发光层,所述有机发光层的材料为如上所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料与主体材料mCP的掺杂。
作为本申请的一种优选技术方案:所述单分子黄光OLED器件为上下叠合的多层结构,所述单分子黄光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
一种带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件,所述带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层的材料为有机黄色荧光激发态质子转移材料与主体材料mCP掺杂,所述激子扩散层为有机黄色荧光激发态质子转移材料。
一种白光OLED器件,所述白光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层的材料为如上所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料与经典的高效蓝光TADF材料DMAC-DPS的掺杂,所述激子扩散层的材料为如上所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料。
作为本申请的一种优选技术方案:所述带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件或白光OLED器件为上下叠合的多层结构,所述白光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、激子扩散层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
作为本申请的一种优选技术方案:所述基片的材料为玻璃或柔性塑料。
作为本申请的一种优选技术方案:所述阳极层的材料为无机材料,所述无机材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
作为本申请的一种优选技术方案:空穴注入层的材料为MoO3;所述空穴注入层的厚度为0.8nm-1.5nm,所述空穴传输层的材料为mCP;所述空穴传输层的厚度为10nm-50nm,所述有机发光层的厚度为20nm-50nm,所述空穴阻挡层的材料为DPEPO;所述空穴阻挡层的厚度为2nm-10nm,所述电子传输层的材料为TPBI;所述电子传输层的厚度为10nm-50nm,所述电子注入层的材料为LiF;所述电子注入层的厚度为0.8nm-1.5nm,所述阴极层的材料为金、银、铜、铝、镁中的任意一种;所述阴极层的厚度为100nm-200nm。
作为本申请的一种优选技术方案:所述激子扩散层的厚度为2nm-10nm。
有益效果:
1.本发明设计提出了一种基于高能级反向系间窜越的高效有机黄色荧光激发态质子转移材料,并将经典TADF蓝光材料与上述黄光材料掺杂作为发光层,制备白光OLED器件。本发明所述的黄色荧光激发态质子转移材料制备简单,价格低廉。
2.具有较高的机子利用率以及高能级三重态激发态到单重态激发态之间的快速RISC机制,本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考,可以以此为依据进行拓展延伸,运用于有机电致发光领域内的其他相关技术方案中,具有十分广阔的应用前景。
3.所述的单分子黄光OLED以及白光OLED器件都具备较高的器件效率以及较高的激子利用率,单分子黄光器件的电流效率、功率效率、外量子效率分别为5.90cd/A、5.37lm/W、4.014%,白光OLED的电流效率、功率效率、外量子效率分别为16.837cd/A、11.287lm/W、13.565%,并且比例容易调控,器件可重复性好。
4.白光发光层基于非能量传递体系,蓝光材料发射与黄光材料发射不会相互影响,因此色坐标与电致发光光谱稳定,具有很高的使用及推广价值。
附图说明
图1是本申请实施例一中单分子黄光OLED器件的器件结构图。
图2是本申请实施例一中单分子黄光OLED器件的电致发光光谱图。
图3是本申请实施例一中单分子黄光OLED器件的电流密度-电压-亮度曲线图。
图4是本申请实施例一中单分子黄光OLED器件电流效率-亮度-功率效率图。
图5是本申请实施例一中单分子黄光OLED器件的亮度-外量子效率图。
图6是本申请实施例一中黄光材料的分子能级图。
图7是本申请实施例二中加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件的器件结构图。
图8是本申请实施例二中加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件的电致发光光谱图。
图9是本申请实施例二中加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件的电流密度-电压-亮度曲线图。
图10是本申请实施例二中加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件电流效率-亮度-功率效率图。
图11是本申请实施例二中加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件的亮度-外量子效率图。
图12是本申请实施例三中白光OLED器件的器件结构图。
图13是本申请实施例三中白光OLED器件的电致发光光谱图。
图14是本申请实施例三中白光OLED器件的电流密度-电压-亮度曲线图。
图15是本申请实施例三中白光OLED器件电流效率-亮度-功率效率图。
图16是本申请实施例三中白光OLED器件的亮度-外量子效率图。
图17是本申请实施例三中蓝光材料的发射光谱与黄光材料的吸收光谱图。
具体实施方式
本申请公开了一种有机黄色荧光激发态质子转移材料,所述有机黄色荧光激发态质子转移材料的名称为2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚(HBT-PA),结构式如下:
有机黄色荧光激发态质子转移材料的制备过程主要包括如下步骤:
溴苯基(0.26g,1mmol)与2-(苯并噻唑-2-基)-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧戊环-2-基)苯酚(HBT-4PD)(0.42g,1.2mmol)混合加入50ml的烧瓶中,并称取加入4,3苯基磷钯(115mg,0.1mmol),用橡胶塞和封口膜将装置密封,使用双排管抽真空、抽鼓氮气三次,并插入氮气球。加入2.5ml已经配置好的2mol/L的碳酸钾与2mol/L氟化钾的混合水溶液,再加入甲苯与四氢呋喃比为1:1的混合溶剂20ml。所有溶剂与溶液均需要鼓氮气30分钟。将反应装置放入油浴锅内,瓶内液面略高于油浴锅液面,90℃加热回流反应24小时。反应结束后,采用水和二氯甲烷进行萃取,收集下层溶液旋干,加入硅胶粉拌匀,以石油醚和二氯甲烷1:1的混合溶剂作为淋洗剂,柱层析后旋干得到淡黄色固体,用二氯甲烷和甲醇溶液重结晶后得到产物约为300mg,产率为75%。1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ8.81(d,J=8.2Hz,1H),8.75(d,J=8.2Hz,1H),8.05(d,J=8.2Hz,1H),8.00–7.86(m,4H),7.75(s,1H).7.74–7.61(m,3H),7.60–7.52(m,3H),7.60–7.52(m,3H),7.27(d,J=8.2Hz,1H),1.55(s,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ169.30,157.44,151.80,137.53,134.58,132.69,132.17,131.59,131.31,130.82,130.08,129.60,128.67,127.76,127.07,126.77,126.62,125.59,123.05,122.59,122.25,121.65,117.92,116.77.MALDI-TOFm/z:403.50[M]+.Anal.calcd forC27H17NOS:C,83.57%;H,4.76%;found:C,83.31%;H,4.53%。
以下结合具体的OLED器件的制作过程,来对本发明的技术方案进行进一步说明。
实施例1:
一种单分子黄光OLED器件,所述单分子黄光OLED器件包括有机发光层,所述有机发光层的材料为有机黄色荧光激发态质子转移材料与主体材料mCP的掺杂。
所述单分子黄光OLED器件为上下叠合的多层结构,所述单分子黄光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
本实施例的具体制作流程如下:
第一步:清洗ITO(氧化铟锡)玻璃,分别用丙酮、水、乙醇超声清洗ITO玻璃各30min,随后放入烘箱干燥1h;
第二步:将烘箱干燥后的ITO(氧化铟锡)玻璃等离子处理45s;
第三步:在阳极ITO玻璃上真空蒸镀空穴注入层MoO3,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为0.8nm-1.5nm;
第四步:在空穴注入层MoO3上真空蒸镀空穴传输层mCP,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为10nm-50nm;
第五步:在空穴传输层上,真空蒸镀有机发光层mCP:HBT-PA(3:1),蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀总膜厚为20nm-60nm;
第六步:在有机发光层之上,真空蒸镀作为空穴阻挡层的DPEPO,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为2nm-10nm;
第七步:在空穴阻挡层之上,真空蒸镀作为电子传输层的TPBI,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为10nm-50nm:
第八步:在电子传输层上,真空蒸镀作为电子注入层的LiF,蒸镀速率为0.1Hz/s,厚度为0.8nm-1.5nm;
第九步:在电子注入层之上,真空蒸镀阴极层Al,厚度为100nm-200nm。
本实施例中的所述单分子黄光OLED器件的器件结构为ITO/MoO3/mCP/mCP:HBT-PA/DPEPO/TPBI/LiF/Al,如图1所示,真空蒸镀过程中,压力<1.0×10-3Pa,其中,以化合物2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚作为器件的发光材料。
对器件进行OLED性质测试,器件的最大电流密度259.77mA/cm2,最大亮度为941.36cd/m2.在随机选取的五个电压下电致发光光谱均没有发生明显变化。最大电流效率为3.44cd/A,最大功率效率为2.70lm/W,最大外量子效率为1.74%。对器件的荧光量子效率进行测量,测得荧光量子效率为21.1%,并通过公式ηr=EQEmax/(γ×ηPL×ηout)计算得出器件的激子利用率为41.23%。计算HBT-PA分子能级图,T8和S2、T9和S3之间能隙较小,分别为0.005和0.07eV。这说明所述黄光材料ESIPT材料分子内的激子存在从高能级三线态反向系间窜越跃迁到单线态的可能。实验结果如图2-图6所示。
实施例2:
一种带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件,所述带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层的材料为如上所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料与主体材料mCP掺杂,所述激子扩散层为有机黄色荧光激发态质子转移材料。
所述带有激子扩散层的单分子黄光OLED器件为上下叠合的多层结构,所述单分子黄光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、激子扩散层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
本实施例的具体制作流程如下:
第一步:清洗ITO(氧化铟锡)玻璃,分别用丙酮、水、乙醇超声清洗ITO玻璃各30min,随后放入烘箱干燥1h;
第二步:等离子处理45s;
第三步:在阳极ITO玻璃上真空蒸镀空穴注入层MoO3,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为0.8nm-1.5nm;
第四步:在空穴注入层MoO3真空蒸镀空穴传输层mCP,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为10nm-50nm;
第五步:在空穴传输层上,真空蒸镀有机发光层mCP:HBT-PA(3:1),蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀总膜厚为20nm-60nm;
第六步:在有机发光层之上,真空蒸镀作为激子扩散层的HBT-PA,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为2nm-10nm;
第七步:在激子扩散层之上,真空蒸镀作为空穴阻挡层的DPEPO,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为2nm-10nm:
第八步:在空穴阻挡层之上,真空蒸镀作为电子传输层的TPBI,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为10nm-50nm;
第九步:在电子传输层上,真空蒸镀作为电子注入层的LiF,蒸镀速率为0.1Hz/s,厚度为0.8nm-1.5nm;
第十步:在电子注入层之上,真空蒸镀阴极Al,厚度为100nm-200nm。
本实施例中的所述单分子黄光OLED器件的器件结构为ITO/MoO3/mCP/mCP:HBT-PA/HBT-PA/DPEPO/TPBI/LiF/Al,如图7所示,真空蒸镀过程中,压力<1.0×10-3Pa,其中,以化合物2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚作为器件的发光材料。
对器件进行OLED性质测试,器件的最大电流密度260.69mA/cm2,最大亮度为3437.6cd/m2.在随机选取的五个电压下电致发光光谱均没有发生明显变化。最大电流效率为5.99cd/A,最大功率效率为5.37lm/W,最大外量子效率为4.01%。与未加入激子扩散层的单分子黄光OLED器件比较,器件的效率和性能都得到了大幅提高。对器件的荧光量子效率进行测量,测得荧光量子效率为21.1%,并通过公式ηr=EQEmax/(γ×ηPL×ηout)计算得出器件的激子利用率为95.12%。证实黄光材料2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚具有较高的激子利用率。实验结果如图8-图11所示。
实施例3:
一种白光OLED器件,所述白光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层为有机黄色荧光激发态质子转移材料与经典的高效蓝光TADF材料DMAC-DPS的掺杂,所述激子扩散层为有机黄色荧光激发态质子转移材料。
所述OLED器件为上下叠合的多层结构,所述白光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、激子扩散层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
本实施例的具体制作流程如下:
第一步:清洗ITO(氧化铟锡)玻璃,分别用丙酮、水、乙醇超声清洗ITO玻璃各30min,随后放入烘箱干燥1h;
第二步:等离子处理45s;
第三步:在阳极ITO玻璃上真空蒸镀空穴注入层MoO3,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为0.8nm-1.5nm;
第四步:在空穴注入层MoO3真空蒸镀空穴传输层mCP,蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀膜厚为10nm-50nm;
第五步:在空穴传输层上,真空蒸镀有机发光层DMAC-DPS:HBT-PA(3:1),蒸镀速率为2Hz/s,蒸镀总膜厚为20nm-60nm;
第六步:在有机发光层之上,真空蒸镀作为激子扩散层的HBT-PA,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为2nm-10nm;
第七步:在激子扩散层之上,真空蒸镀作为空穴阻挡层的DPEPO,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为10nm-50nm:
第八步:在空穴阻挡层之上,真空蒸镀作为电子传输层的TPBI,蒸镀速率为2Hz/s,厚度为10nm-50nm;
第九步:在电子传输层上,真空蒸镀作为电子注入层的LiF,蒸镀速率为0.1Hz/s,厚度为0.8nm-1.3nm;
第十步:在电子注入层之上,真空蒸镀阴极Al,厚度为100nm-200nm。
本实施例中的所述白光OLED器件的器件结构为ITO/MoO3/mCP/DMAC-DPS:HBT-PA/HBT-PA/DPEPO/TPBI/LiF/Al,如图12所示,真空蒸镀过程中,压力<1.0×10-3Pa,其中,以化合物2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚和DMAC-DPS作为器件的发光材料。
对器件进行OLED性质测试,器件的最大电流密度247.49mA/cm2,最大亮度为4254.3cd/m2,在随机选取的五个电压下电致发光光谱均没有发生明显变化。最大电流效率为16.84cd/A,最大功率效率为15.11lm/W,最大外量子效率为13.57cd/A。在亮度为100cd/A时,色坐标为(0.3030,0.4423),表现为蓝白色发光。测试了两种发光材料的薄膜吸收和发射光谱,DMAC-DPS的发射光谱与HBT-PA的吸收光谱无重叠,表明黄光发射与蓝光发射不存在能量传递,所述的白光器件为非能量传递机制。实验结果如图13-图17所示。
本发明设计提出了一种基于高能级反向系间窜越的高效有机黄色荧光激发态质子转移材料,并将经典TADF蓝光材料与上述黄光材料掺杂作为发光层,制备白光OLED器件。本发明所述的黄色荧光激发态质子转移材料制备简单,价格低廉,所述的单分子黄光OLED以及白光OLED器件都具备较高的器件效率以及较高的激子利用率,并且比例容易调控,器件可重复性好。其中白光发光层基于非能量传递体系,蓝光材料发射与黄光材料发射不会相互影响,因此色坐标与电致发光光谱稳定,具有很高的使用及推广价值。
本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考,可以以此为依据进行拓展延伸,运用于有机电致发光领域内的其他相关技术方案中,具有十分广阔的应用前景。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种带有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述OLED器件为单分子黄光OLED器件或白光OLED器件,所述单分子黄光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层的材料为有机黄色荧光激发态质子转移材料与主体材料mCP掺杂,所述激子扩散层为有机黄色荧光激发态质子转移材料;所述白光OLED器件包括一层有机发光层和一层激子扩散层,所述有机发光层为有机黄色荧光激发态质子转移材料与经典的高效蓝光TADF材料DMAC-DPS的掺杂,所述激子扩散层为有机黄色荧光激发态质子转移材料;所述有机黄色荧光激发态质子转移材料的名称为2-(苯并噻唑-2-基)-4-(菲-9-基)苯酚,结构式如下:
2.根据权利要求1所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述单分子黄光OLED器件或白光OLED器件为上下叠合的多层结构,所述白光OLED器件由下至上依次为基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、激子扩散层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极层。
3.根据权利要求2所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述基片的材料为玻璃或柔性塑料。
4.根据权利要求2所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述阳极层的材料为无机材料,所述无机材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
5.根据权利要求2所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述空穴注入层的材料为MoO3;所述空穴注入层的厚度为0.8 nm-1.5 nm,所述空穴传输层的材料为mCP;所述空穴传输层的厚度为10 nm-50 nm,所述有机发光层的厚度为20 nm-50nm,所述空穴阻挡层的材料为DPEPO;所述空穴阻挡层的厚度为2 nm-10 nm,所述电子传输层的材料为TPBI;所述电子传输层的厚度为10 nm-50 nm,所述电子注入层的材料为LiF;所述电子注入层的厚度为0.8 nm-1.5 nm,所述阴极层的材料为金、银、铜、铝、镁中的任意一种;所述阴极层的厚度为100 nm-200 nm。
6.根据权利要求2所述的有机黄色荧光激发态质子转移材料的OLED器件,其特征在于:所述激子扩散层的厚度为2 nm-10 nm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106749094A (zh) * 2016-12-09 2017-05-31 南京邮电大学 4位含有取代基的2‑(2`‑羟基苯基)苯并唑化合物及其制法和用途
CN107221603A (zh) * 2017-04-24 2017-09-29 中山大学 一种高效非掺杂白光有机发光器件及其制备方法
CN107573926A (zh) * 2017-09-01 2018-01-12 南京邮电大学 一种双发光有机荧光温度传感薄膜及制备方法
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106749094A (zh) * 2016-12-09 2017-05-31 南京邮电大学 4位含有取代基的2‑(2`‑羟基苯基)苯并唑化合物及其制法和用途
CN107221603A (zh) * 2017-04-24 2017-09-29 中山大学 一种高效非掺杂白光有机发光器件及其制备方法
CN107573926A (zh) * 2017-09-01 2018-01-12 南京邮电大学 一种双发光有机荧光温度传感薄膜及制备方法
CN110335954A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 吉林大学 一种高效稳定的白光有机电致发光器件及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2-羟基-1-萘甲醛缩 2-氨基苯并噻唑荧光性质研究;徐光军等;贵州大学学报( 自然科学版);第第 30 卷卷(第第 2 期期);18-22 *
基于蓝光和黄光的白光有机电致发光器件的研究;王煦;博士学位论文;全文 *

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