CN113594378B - 发光层材料、发光器件和发光装置 - Google Patents

发光层材料、发光器件和发光装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发光层材料、发光器件和发光装置，其中，发光层材料包括至少一种量子点材料、至少一种激基复合物和至少一种宽带隙传输材料；所述激基复合物的发射光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠；所述激基复合物的激发态的衰减寿命大于所述量子点材料的激发态的衰减寿命；所述宽带隙传输材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级。上述发光器件将能够形成延迟荧光的激基复合物与宽带隙传输材料共同应用于发光层，可以有效提高器件的发光效率和稳定性。

Description

发光层材料、发光器件和发光装置
技术领域
本发明涉及显示和照明技术领域，特别是涉及一种发光层材料、发光器件和发光装置。
背景技术
量子点是一种把导带电子、价带空穴及激子在三个空间维度方向上束缚住的半导体纳米结构。在电或光的激发下，量子点材料会发出特定波长的光，发出的光的波长会随着量子点粒径尺寸的改变而变化，因而可以通过调节量子点的粒径尺寸来获得不同颜色的光，发光光谱可以覆盖整个可见光范围。并且量子点材料还具有发光光谱窄、色彩饱和高、色纯度高、光稳定性好等优点，因此以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED)在固态照明、平板显示等领域具有广泛的应用前景，受到了学术界以及产业界的广泛关注。
在量子点作为发光层的QLED中，电致发光机理主要分为两种方式：(1)注入型发光，即空穴和电子分别有阳极和阴极经过对应的传输层，直接注入到量子点层中，在量子点层中形成激子，激子辐射复合发光；(2)能量转移发光，即注入的空穴和电子在其他材料(能量给体)中形成激子，激子的能量以
Figure GDA0003853833140000011
共振能量转移的形式转移给量子点(能量受体)，从而激发量子点发光。
大多数的QLED器件主要以注入型发光为主，但是这种注入型发光由于空穴和电子注入到量子点层存在的能级势垒具有较大的差异，量子点层中的空穴与电子数量不平衡，由此导致材料的不稳定和失效，从而影响器件的发光效率和寿命。虽然通过对量子点材料以及其他功能层的改进和QLED器件结构的不断优化，现在QLED器件的性能得到了大幅度的提高，但是距离产业化的要求还有一定差距。
因而，现有技术还有待进一步改进和提高。
发明内容
基于此，有必要提供一种发光器件及其发光层材料，能够提高发光器件的发光效率，且便于产业化生产应用。
本发明提供一种发光层材料，所述发光层材料包括至少一种量子点材料、至少一种激基复合物和至少一种宽带隙传输材料；
所述激基复合物的发射光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠；所述激基复合物的激发态的衰减寿命大于所述量子点材料的激发态的衰减寿命；所述宽带隙传输材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级。
在本发明中，宽带隙传输材料的带隙大于3eV。
本发明将能够形成延迟荧光的激基复合物和宽带隙传输材料共同应用于发光器件中，激基复合物的激发态的衰减寿命大于所述量子点材料的激发态的衰减寿命，且激发光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠，宽带隙传输材料的三线态能级高于激基复合物的三线态能级。因此，器件工作时，空穴与电子在激基复合物上形成激子，并将激子能量有效地传递至量子点材料，激发量子点发光，可有效避免或减少空穴和电子直接注入量子点材料而形成的空穴与电子数量不平衡的问题，提高电致发光器件的发光效率与稳定性。同时，由于延迟荧光的激子寿命较长，通过在体系中加入宽带隙传输材料能有效避免激子浓度过大造成的发光猝灭和三重态-三重态湮灭，进一步提高器件发光效率。
另外，宽带隙传输材料的加入还能减小激基复合物的单线态激发态(S1)与三线态激发态(T1)之间的能级差△EST，使得三线态激发态更容易能通过反向系间窜越(reverseintersystem crossing,RISC)过程转移至单线态激发态发出荧光，从而可以进一步提高激子的利用率，提升器件发光效率。
在其中一些实施例中，所述宽带隙传输材料的带隙为3.2eV～4.2eV。
在其中一些实施例中，所述宽带隙传输材料为宽带隙双极性有机传输材料，所述双极性有机传输材料的分子结构中至少含有一个三氮唑基团和一个咔唑基团。
在其中一些实施例中，所述宽带隙双极性有机传输材料选自9,9'-(4',4”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4',4-二基))双(9H-咔唑)、9,9'-(4',4”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4',3-二基))双(9H-咔唑)、9,9'-(3',3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4,3'-二基))双(9H-咔唑)和9,9'-(3'，3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-3'，3-二基))双(9H-咔唑)中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述激基复合物的激发态寿命为所述量子点材料的激发态寿命的5倍以上。
在其中一些实施例中，所述激基复合物的发射峰值波长小于所述量子点材料的发射峰值波长短。
在其中一些实施例中，所述激基复合物包括给体材料和受体材料，所述给体材料和所述供体材料的三线态能级均高于所述激基复合物的三线态能级。
在其中一些实施例中，形成所述激基复合物的所述给体材料和所述受体材料的摩尔比为(0.25～4):1。
在其中一些实施例中，形成所述激基复合物的所述给体材料与所述受体材料之间存在能级交错。
在其中一些实施例中，所述给体材料和所述受体材料的HOMO能级差的绝对值大于或等于0.4eV，和/或
所述给体材料和所述受体材料的LUMO能级差的绝对值大于或等于0.4eV。
在其中一些实施例中，所述给体材料选自9-苯基-3,6-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑(Tris-PCz)、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴(CPF)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴(CPTBF)、9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9H-咔唑(TXFCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚(BTDCb-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑(BTCz-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚(DCb-PCz)、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯(CDBP)、3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯(mCBP)、1,3-二咔唑-9-基苯(mCP)、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPD)、(4-二甲基苯基)苯基三苯胺(TPAPB)、3,6-二(4,4'-二甲氧基二苯胺)-9-(1-萘基)咔唑(DPNC)、9,9-二[4-(二-对甲苯基)氨基苯基]氟(DTAF)、4,4'-(2,7-双(三苯基甲硅烷基)-9H-芴-9,9-二基)双(N,N-二对甲苯基苯胺)(DSDTAF)、4-(3,6-二(蒽-9-基)-9H-咔唑-9-基)苯甲腈(DacB)和4-[2-(9,9'-二甲基)]-三苯基胺(TPAF)中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述受体材料选自三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)甲硼烷(3TPYMB)、4,6-二(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基(B3PYMPM)、4,6-二(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-甲基(B4PyMPm)、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(Tm3PyBPZ)、3,3'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯(DTrz)、1,3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯(OXD-7)、2,5,8-三(4-氟-3-甲基苯基)-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘(HAP-3MF)、、2,4,6-三(3-(1H-吡唑-1-基)苯基)-1,3,5-三嗪(3P-T2T)、1,3-二咔唑-9-基苯(PO-T2T)、3',3”',3””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-3-甲腈))(CN-T2T)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、2,4,6-三(联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(T2T)、2,8-双(二苯基)二苯并[b,d]噻吩(PPT)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、二(2-羟基苯基吡啶)合铍(Bepp2)、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、5',5””-磺酰基二-1,1':3',1”-三联苯(BTPS)和3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(DPTPCz)中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述给体材料为4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺，所述受体材料为3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑，所述宽带隙传输材料为9,9'-(3',3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-3',3-二基))双(9H-咔唑)。
在其中一些实施例中，所述量子点材料占所述发光层的1wt％～99wt％。
本发明另一目的在于提供一种发光器件，所述发光器件包括上述的发光层材料。
本发明的发光器件通过采用上述的发光层材料，可以在发光过程中形成能量转移，在该能量转移过程中，能量能够有效的由形成延迟荧光的激基复合物转移至量子点材料，还有助于平衡发光层中的空穴和电子数量；同时，宽带隙传输材料又能有效避免因激子浓度过大造成的发光猝灭和三重态-三重态湮灭问题，使电致发光器件具有高效稳定和高发光效率的优点。
另外，在发光层材料中加入宽带隙输材料能够增大形成激基复合物的给体材料和受体材料的相对距离，减小激基复合物的单线态激发态(S1)与三线态激发态(T1)之间的能级差△EST，使得三线态激发态更容易能通过反向系间窜越过程转移至单线态激发态发出荧光，进一步提高激子的利用率，从而更进一步提升器件发光效率。
在其中一些实施例中，所述发光器件包括依次层叠的第一电极、发光层和第二电极；其中，发光层由上述发光层材料形成。具体地，发光层材料还可以包括有机溶剂。
在其中一些实施例中，所述第一电极和第二电极之间还设有功能层，所述功能层为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一种或多种，其与所述发光层之间的位置关系可根据常规设置。
在其中一些实施例中，所述电致发光器件还包括封装层。
本发明又一目的在于提供一种发光装置，所述发光装置包括上述的发光层材料或发光器件。
值得说明的是，该发光装置可以为显示装置或照明装置。包括上述发光器件的显示装置或照明装置的发光效率得到提高。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施方式提供一种发光器件，如图1所示，发光器件100包括依次层叠于基板10之上的阳极20、空穴注入层30、空穴传输层40、发光层50、电子传输层60、电子注入层70、阴极层80和封装层90。
其中，基板10可以为聚酰亚胺等柔性基板，也可以为玻璃等刚性基板。
发光层30由发光层材料形成，其中，发光层材料包含至少一种量子点材料、至少一种激基复合物和至少一种宽带隙传输材料；激基复合物的发射光谱与量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠，且激基复合物的激发态的衰减寿命大于量子点材料的激发态的衰减寿命；宽带隙传输材料的三线态能级高于激基复合物的三线态能级，宽带隙传输材料的带隙大于3eV。
本实施方式将能够形成延迟荧光的激基复合物和宽带隙传输材料共同应用于发光器件中，激基复合物的激发态的衰减寿命大于量子点材料的激发态的衰减寿命，且激发光谱与量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠，宽带隙传输材料的三线态能级高于激基复合物的三线态能级。因此，器件工作时，空穴与电子在所述激基复合物上形成激子，并将激子能量有效地传递至量子点材料，激发量子点发光，可有效避免或减少空穴和电子直接注入量子点材料而形成的空穴与电子数量不平衡的问题，提高发光器件的发光效率与稳定性。同时，由于延迟荧光的激子寿命较长，通过在体系中加入宽带隙传输材料能有效避免激子浓度过大造成的发光猝灭和三重态-三重态湮灭，进一步提高器件发光效率。
在本实施方式中，当激基复合物、量子点材料的激发态均存在多个衰减寿命时，激基复合物的激发态的衰减寿命较量子点材料的激发态的衰减寿命长是指，激基复合物的慢衰减过程的衰减寿命较量子点材料的快衰减过程的衰减寿命长。
在一些实施例中，宽带隙传输材料的带隙为3.2eV～4.2eV。
在本实施例中，宽带隙传输材料为宽带隙双极性有机传输材料。宽带隙双极性有机传输材料对电子和空穴均具有良好的传输能力，从而可以电致发光器件中提高传输效率，提高发光效率。可以理解，在其他实施例中，宽带隙传输材料还可以为N型传输材料和/或P型传输材料。
进一步地，双极性有机传输材料的分子结构中至少含有一个三氮唑基团和一个咔唑基团。
在一些实施例中，宽带隙双极性有机传输材料选自9,9'-(4',4”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4',4-二基))双(9H-咔唑)(宽带隙材料1)、9,9'-(4',4”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4',3-二基))双(9H-咔唑)(宽带隙材料2)、9,9'-(3',3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-4,3'-二基))双(9H-咔唑)(宽带隙材料3)和9,9'-(3'，3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-3'，3-二基))双(9H-咔唑)(宽带隙材料4)中的至少一种。
在一些实施例中，激基复合物的激发态寿命为量子点材料的激发态寿命的5倍以上，优选为10倍以上。
进一步地，量子点材料的激发态衰减寿命在1ns～100ns范围，所述激基复合物的激发态的衰减寿命在1μs～100μs范围。
在本实施方式中，当激基复合物的退激发过程同时存在较快与较慢的过程中，其中激基复合物的激发态的衰减寿命是指较慢的过程具有不低于1μs的衰减寿命。
在一些实施例中，激基复合物的单线态与三线态之间的能级差小于0.5eV，更优地小于0.3eV。
在一些实施例中，激基复合物的发射峰值波长小于量子点材料的发射峰值波长。以进一步保证能量的传输。
在一些实施例中，激基复合物包括给体材料和受体材料，给体材料和供体材料的三线态能级均高于激基复合物的三线态能级。组成延迟荧光激基复合物的给体材料和受体材料对于电子和空穴分别具有良好的传输能力，从而可以在发光器件中获得良好的载流子平衡，提高发光效率。同时，宽带隙传输材料的三线态能级也高于激基复合物的三线态能级，可以阻止形成的激基复合物将三线态能量回传到宽带隙传输材料、给体材料或/和受体材料上，利于能量传递。
在一些实施例中，形成激基复合物的给体材料和受体材料的摩尔比为(0.25～4):1，优选为1:1。
在一些实施例中，形成激基复合物的给体材料与受体材料之间存在能级交错。
在本实施例中，给体材料具有较高的HOMO能级，且给体材料与受体材料的HOMO能级差大于或等于0.4eV；受体材料具有较低的LUMO能级，且受体材料与给体材料的LUMO能级差大于或等于0.4eV。如此便于给体材料和受体材料形成延迟荧光激基复合物。
在一些实施例中，给体材料的分子结构中含有至少一类供电子基团，所述供电子基团选自含有取代基或不含取代基的咔唑类基团、含有取代基或不含取代基的芳香胺类基团、含有取代基或不含取代基的吩噁嗪类基团、含有取代基或不含取代基的吩噻嗪类基团、含有取代基或不含取代基的9，10-二氢吖啶类基团、含有取代基或不含取代基的吲哚并咔唑类基团、含有取代基或不含取代基的茚并咔唑类基团中的至少一种；上述任一基团的取代基可以成环或者不成环。
在一些实施例中，给体材料选自9-苯基-3,6-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑(Tris-PCz)、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴(CPF)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴(CPTBF)、9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9H-咔唑(TXFCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚(BTDCb-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑(BTCz-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚(DCb-PCz)、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯(CDBP)、3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯(mCBP)、1,3-二咔唑-9-基苯(mCP)、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPD)、(4-二甲基苯基)苯基三苯胺(TPAPB)、3,6-二(4,4'-二甲氧基二苯胺)-9-(1-萘基)咔唑(DPNC)、9,9-二[4-(二-对甲苯基)氨基苯基]氟(DTAF)、4,4'-(2,7-双(三苯基甲硅烷基)-9H-芴-9,9-二基)双(N,N-二对甲苯基苯胺)(DSDTAF)、4-(3,6-二(蒽-9-基)-9H-咔唑-9-基)苯甲腈(DacB)和4-[2-(9,9'-二甲基)]-三苯基胺(TPAF)中的至少一种。
在一些实施例中，受体材料的分子结构中含有至少一类吸电子基团，所述吸电子基团选自腈基、含有取代基或不含取代基的羰基类基团、含有取代基或不含取代基的二苯甲酮类基团、含有取代或不含取代基的磺酰类基团、含有取代基或不含取代基的氧膦基类基团、含有取代或不含取代基的三嗪类基团、含有取代基或不含取代基的吡啶类基团、含有取代基或不含取代基的嘧啶类基团、含有取代基或不含取代基的吡嗪类基团、含有取代基或不含取代基的恶二唑类基团、含有取代基或不含取代基的三唑类基团、含有取代基或不含取代基的噻唑类基团、含有取代基或不含取代基的噁唑类基团、含有取代基或不含取代基的占吨酮类基团、含有取代基或不含取代基的咪唑类基团和含有取代或不含取代基的9H-噻吨-9-酮10，10-二氧化物类基团中的至少一种；上述任一基团的取代基可以成环或者不成环。
在本实施例中，受体材料选自三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)甲硼烷(3TPYMB)、4,6-二(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基(B3PYMPM)、4,6-二(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-甲基(B4PyMPm)、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(Tm3PyBPZ)、3,3'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯(DTrz)、1,3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯(OXD-7)、2,5,8-三(4-氟-3-甲基苯基)-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘(HAP-3MF)、2,4,6-三(3-(1H-吡唑-1-基)苯基)-1,3,5-三嗪(3P-T2T)、1,3-二咔唑-9-基苯(PO-T2T)、3',3”',3””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-3-甲腈))(CN-T2T)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、2,4,6-三(联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(T2T)、2,8-双(二苯基)二苯并[b,d]噻吩(PPT)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、二(2-羟基苯基吡啶)合铍(Bepp2)、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、5',5””-磺酰基二-1,1':3',1”-三联苯(BTPS)和3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(DPTPCz)中的至少一种。
较优的，给体材料为4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺，受体材料为3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑，受体材料为3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑，宽带隙带传输材料9,9'-(3',3”-(4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(联苯基-3',3-二基))双(9H-咔唑)。
在一些实施例中，量子点材料可以选自II-VI族化合物半导体，包括但不限于CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS；也可以选自III-V族或IV-VI族化合物半导体，包括但不限于的InP、InAs、InP、InAsP、GaAs、PbS/ZnS、PbSe/ZnS；还可以选自I-III-VI族等半导体纳米晶。
在一些实施例中，量子点发光材料可以采用均一混合类型，也可以采用梯度混合类型，还可以采用核-壳类型或联合类型。
在一些实施例中，量子点材料占所述发光层的1wt％～99wt％，优选为70wt％～99wt％。
上述发光器件通过采用上述发光层，可以发光过程中形成能量转移，在该能量转移过程中，能够有效地由形成延迟荧光的激基复合物转移至量子点材料，同时激基复合物和宽带隙传输材料有阻于平衡发光层中的空穴、电子数量，提高器件的发光效率和稳定性；且宽带隙传输材料能够避免因激子浓度过大造成的发光猝灭和三重态-三重态湮灭，提高器件发光效率。另外宽带隙双极性有机传输材料还能增大形成激基复合物的给体材料和受体材料的相对距离，从而减小激基复合物的单线态激发态(S1)与三线态激发态(T1)之间的能级差△EST，使得三线态激发态更容易能通过反向系间窜越(reverse intersystemcrossing,RISC)过程转移至单线态激发态发出荧光，从而有望实现100％的激子利用率，进一步提升器件发光效率。
本发明另一实施方式提供一种发光装置，其包括上述发光器件。
在一些实施例中，发光装置可为照明装置或显示装置。其中，显示装置包括但不限于电视、电脑、ipad、手机等。
以下为具体实施例
本发明实施例中所使用的材料信息如下：
PEDOT:PSS为Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)；PVK为Poly(9-vinylcarbazole)；
CdSe/ZnS指以CdSe为核、ZnS为壳的量子点材料；
有机材料的结构如下所示：
Figure GDA0003853833140000111
实施例1：
本实施例一种量子点电致发光器件，结构为：
ITO/PEDOT:PSS/PVK/(CdSe/ZnS):TCTA:DPTPCz:宽带隙材料3/PO-T2T/LiF/Al。
其中，给体材料TCTA的HOMO为5.7eV，LUMO为2.3eV，三线态能级为2.91eV。受体材料DPTPCz的HOMO为6.2eV，LUMO为3.2eV，三线态能级为2.77eV。宽带隙材料3的HOMO为5.4eV，LUMO为1.3eV，带隙为4.07eV，三线态能级为2.7eV。给体材料和受体材料形成的激基复合物发射光谱处于绿光波段，三线态能级约为2.47eV。
CdSe/ZnS量子点材料的激发光谱覆盖了紫外到绿光的波段，发射光谱在红光波段。所述激基复合物的激发态寿命(约4.5μs)为所述量子点的激发态寿命(约50ns)的90倍。
上述电致发光器件的制备步骤如下：
(1)基板处理：以玻璃清洗剂、纯水、异丙醇先后超声清洗基板表面，然后用氮气吹干后在230℃下烘烤1小时，并在UVO下处理10分钟，获得洁净的基板以及ITO表面，并且提升ITO功函数。
(2)空穴注入层制备：在步骤(1)处理得到的基板表面旋涂PEDOT:PSS溶液，然后在150℃下烘烤15分钟获得空穴注入层薄膜，其厚度约为25nm。
(3)空穴传输层制备：在步骤(2)得到的空穴注入层上旋涂PVK溶液，然后在150℃烘烤30分钟获得空穴传输层薄膜，其厚度约为20nm。
(4)发光层制备：将CdSe/ZnS量子点、TCTA、DPTPCz和宽带隙材料3的混合物溶于氯苯形成混合溶液，其中CdSe/ZnS量子点：TCTA：DPTPCz：宽带隙材料3的质量比为90:3:2:5。然后在步骤(3)得到的空穴传输层上旋涂该混合溶液，并在120℃下烘烤15分钟获得发光层薄膜，其厚度约为30nm。
(5)电子传输层、电子注入层、阴极制备：以蒸镀的方式依次蒸镀PO-T2T(30nm)、LiF(1nm)和Al(150nm)，依次形成电子传输层、电子注入层和阴极。
实施例2：
本实施例一种量子点电致发光器件，结构为：
ITO/PEDOT:PSS/PVK/(CdSe/ZnS):TAPC:DPTPCz:宽带隙材料3/PO-T2T/LiF/Al。
其中，给体材料TAPC的HOMO为5.6eV，LUMO为2.2eV，三线态能级为2.91eV。受体材料DPTPCz的HOMO为6.2eV，LUMO为3.2eV，三线态能级为2.77eV。宽带隙材料3的HOMO为5.4eV，LUMO为1.3eV，带隙为4.07eV，三线态能级为2.7eV。给体材料和受体材料形成的激基复合物发射光谱处于绿光波段，三线态能级约为2.47eV。
CdSe/ZnS量子点材料的激发光谱覆盖了紫外到绿光的波段，发射光谱在红光波段。所述激基复合物的激发态寿命(约2μs)为所述量子点的激发态寿命(约50ns)的40倍。
上述电致发光器件的制备步骤如下：
(1)基板处理：以玻璃清洗剂、纯水、异丙醇先后超声清洗基板表面，然后用氮气吹干后在230℃下烘烤1小时，并在UVO下处理10分钟，获得洁净的基板以及ITO表面，并且提升ITO功函数。
(2)空穴注入层制备：在步骤(1)处理得到的基板表面旋涂PEDOT:PSS溶液，然后在150℃下烘烤15分钟获得空穴注入层薄膜，其厚度约为25nm。
(3)空穴传输层制备：在步骤(2)得到的空穴注入层上旋涂PVK溶液，然后在150℃烘烤30分钟获得空穴传输层薄膜，其厚度约为20nm。
(4)发光层制备：将CdSe/ZnS量子点、TAPC、DPTPCz和宽带隙材料3的混合物溶于氯苯形成混合溶液，其中CdSe/ZnS量子点：TAPC：DPTPCz：宽带隙材料3的质量比为90:3:2:5。然后在步骤(3)得到的空穴传输层上旋涂该混合溶液，并在120℃下烘烤15分钟获得发光层薄膜，其厚度约为30nm。
(5)电子传输层、电子注入层、阴极制备：以蒸镀的方式依次蒸镀PO-T2T(30nm)、LiF(1nm)和Al(150nm)，依次形成电子传输层、电子注入层和阴极。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于发光层中的宽带隙传输材料为宽带隙传输材料1。
实施例4
实施例4与实施例2基本相同，不同之处在于发光层中的宽带隙传输材料为宽带隙传输材料2。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于发光层中的宽带隙传输材料为宽带隙传输材料4。
对比例1：
本对比例一种量子点电致发光器件，结构为：
ITO/PEDOT:PSS/PVK/(CdSe/ZnS)/PO-T2T/LiF/Al。
上述电致发光器件的制备步骤如下：
(1)基板处理：以玻璃清洗剂、纯水、异丙醇先后超声清洗基板表面，然后用氮气吹干后在230℃下烘烤1小时，并在UVO下处理10分钟，获得洁净的基板以及ITO表面，并且提升ITO功函数。
(2)空穴注入层制备：在步骤(1)处理得到的基板表面旋涂PEDOT:PSS溶液，然后在150℃下烘烤15分钟获得空穴注入层薄膜，其厚度约为25nm。
(3)空穴传输层制备：在步骤(2)得到的空穴注入层上旋涂PVK溶液，然后在150℃烘烤30分钟获得空穴传输层薄膜，其厚度约为20nm。
(4)发光层制备：在步骤(3)得到的空穴传输层上旋涂CdSe/ZnS量子点溶液，然后在120℃下烘烤15分钟获得发光层薄膜，其厚度约为30nm。
(5)电子传输层、电子注入层、阴极制备：以蒸镀的方式依次蒸镀PO-T2T(30nm)、LiF(1nm)和Al(150nm)，依次形成电子传输层、电子注入层和阴极。
对比例2：
本实施例一种量子点电致发光器件，结构为：
ITO/PEDOT:PSS/PVK/(CdSe/ZnS):TCTA:DPTPCz/PO-T2T/LiF/Al。
上述电致发光器件的制备步骤如下：
(1)基板处理：以玻璃清洗剂、纯水、异丙醇先后超声清洗基板表面，然后用氮气吹干后在230℃下烘烤1小时，并在UVO下处理10分钟，获得洁净的基板以及ITO表面，并且提升ITO功函数。
(2)空穴注入层制备：在步骤(1)处理得到的基板表面旋涂PEDOT:PSS溶液，然后在150℃下烘烤15分钟获得空穴注入层薄膜，其厚度约为25nm。
(3)空穴传输层制备：在步骤(2)得到的空穴注入层上旋涂PVK溶液，然后在150℃烘烤30分钟获得空穴传输层薄膜，其厚度约为20nm。
(4)发光层制备：将CdSe/ZnS量子点、TCTA、DPTPCz的混合物溶于氯苯形成混合溶液，其中CdSe/ZnS量子点：TCTA：DPTPCz的质量比为90:6:4。然后在步骤(3)得到的空穴传输层上旋涂该混合溶液，并在120℃下烘烤15分钟获得发光层薄膜，其厚度约为30nm。
(5)电子传输层、电子注入层、阴极制备：以蒸镀的方式依次蒸镀PO-T2T(30nm)、LiF(1nm)和Al(150nm)，依次形成电子传输层、电子注入层和阴极。
将上述实施例及对比例1～2的器件在电流密度为10mA/cm2的条件下测试器件电流效率，并将对比例1的电流效率归一化为1，得到相应的电流效率值，其结果如下表所示：
Figure GDA0003853833140000151
Figure GDA0003853833140000161
由上表可以看出，相较于传统的电致发光器件(对比例1)和发光层中无宽带隙传输材料的对比例2，电流效率均得到提升，说明本发明实施例1～5通过在发光层中加入延迟荧光的激基复合物和宽隙带传输材料，能够有效提升电致发光器件的发光效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种发光层材料，其特征在于，所述发光层材料包括至少一种量子点材料、至少一种激基复合物和至少一种宽带隙传输材料；
所述激基复合物的发射光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少有部分重叠；所述激基复合物的激发态的衰减寿命大于所述量子点材料的激发态的衰减寿命；所述宽带隙传输材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级；所述宽带隙传输材料为宽带隙双极性有机传输材料，选自9,9'-（4',4''-（4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基）双（联苯基-4',4-二基））双（9H-咔唑）、9,9'-（4',4''-（4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基）双（联苯基-4',3-二基））双（9H-咔唑）、9,9'-（3',3''-（4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基）双（联苯基-4,3'-二基））双（9H-咔唑）和9,9'-（3',3''-（4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基）双（联苯基-3',3-二基））双（9H-咔唑）中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的发光层材料，其特征在于，所述宽带隙传输材料的带隙为3.2eV ~ 4.2eV。
3.根据权利要求1所述的发光层材料，其特征在于，所述激基复合物的激发态寿命为所述量子点材料的激发态寿命的5倍以上。
4.根据权利要求1所述的发光层材料，其特征在于，所述激基复合物的发射峰值波长小于所述量子点材料的发射峰值波长。
5.根据权利要求1所述的发光层材料，其特征在于，所述激基复合物包括给体材料和受体材料，所述给体材料和所述受体材料的三线态能级均高于所述激基复合物的三线态能级。
6.根据权利要求5所述的发光层材料，其特征在于，形成所述激基复合物的所述给体材料和所述受体材料的摩尔比为(0.25~4):1。
7.根据权利要求5所述的发光层材料，其特征在于，形成所述激基复合物的所述给体材料与所述受体材料之间存在能级交错。
8.根据权利要求5所述的发光层材料，其特征在于，所述给体材料和所述受体材料的HOMO能级差的绝对值大于或等于0.4eV，和/或
所述给体材料和所述受体材料的LUMO能级差的绝对值大于或等于0.4 eV。
9.根据权利要求5所述的发光层材料，其特征在于，所述给体材料选自9-苯基-3,6-双（9-苯基-9H-咔唑-3-基）-9H-咔唑、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴、9,9-双[4-（咔唑-9-基）苯基]-2,7-二叔丁基芴、9-（螺[芴-9,9'-噻吨] -2-基）-9H-咔唑、5-（3-（9-苯基-9H-咔唑-3-基）苯基）-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚、5-（3-（9-苯基-9H-咔唑-3-基）苯基）-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑、5-（3-（9-苯基-9H-咔唑-3-基）苯基）-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚、4,4',4''-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯、3,3'-二（9H-咔唑-9-基）-1,1'-联苯、1,3-二咔唑-9-基苯、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、（4-二甲基苯基）苯基三苯胺、3,6-二（4,4'-二甲氧基二苯胺）-9-（1-萘基）咔唑、9,9-二[4-（二-对甲苯基）氨基苯基]氟、4,4'-（2,7-双（三苯基甲硅烷基）-9H-芴-9,9-二基）双（N,N-二对甲苯基苯胺）、4-（3,6-二（蒽-9-基）-9H-咔唑-9-基）苯甲腈和4-[2-（9,9'-二甲基）]-三苯基胺中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的发光层材料，其特征在于，所述受体材料选自三（2,4,6-三甲基-3-（吡啶-3-基）苯基）甲硼烷、4,6-二（3,5-二（吡啶-3-基）苯基）-2-甲基、4,6-二（3,5-二（吡啶-4-基）苯基）-2-甲基、2,4,6-三（3'-（吡啶-3-基）联苯-3-基）-1,3,5-三嗪、3,3'-双（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）-1,1'-联苯、1,3-二[2-（4-叔丁基苯基）-1,3,4-恶二唑-5-基]苯、2,5,8-三（4-氟-3-甲基苯基）-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘、2,4,6-三（3-（1H-吡唑-1-基）苯基）-1,3,5-三嗪（3P-T2T）、1,3-二咔唑-9-基苯、3',3''',3''''' -（1,3,5-三嗪-2,4,6-三基）三（（[1,1'-联苯] -3-甲腈））、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2,4,6-三（联苯-3-基）-1,3,5-三嗪、2,8-双（二苯基）二苯并[b,d]噻吩、8-羟基喹啉铝、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、二(2-羟基苯基吡啶)合铍、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、5',5''''-磺酰基二-1,1':3',1''-三联苯和3-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）-9-苯基-9H-咔唑中的至少一种。
11.根据权利要求5~10任一项所述的发光层材料，其特征在于，所述给体材料为4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺，所述受体材料为3-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基）-9-苯基-9H-咔唑，所述宽带隙传输材料为9,9'-（3',3''-（4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基）双（联苯基-3',3-二基））双（9H-咔唑）。
12.根据权利要求11所述的发光层材料，其特征在于，所述量子点材料占所述发光层材料的1wt%~99wt%。
13.一种发光器件，其特征在于，包括权利要求1~12任一项所述的发光层材料。
14.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括权利要求1~12任一项所述的发光层材料或权利要求13所述的发光器件。
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