CN114373877B - 一种有机电致发光器件和显示装置 - Google Patents

一种有机电致发光器件和显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114373877B
CN114373877B CN202111681307.9A CN202111681307A CN114373877B CN 114373877 B CN114373877 B CN 114373877B CN 202111681307 A CN202111681307 A CN 202111681307A CN 114373877 B CN114373877 B CN 114373877B
Authority
CN
China
Prior art keywords
organic electroluminescent
electroluminescent device
dye
light
emitting layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111681307.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114373877A (zh
Inventor
蔡明瀚
段炼
李国孟
李梦真
王宏宇
曹方义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Kunshan Govisionox Optoelectronics Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
Kunshan Govisionox Optoelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, Kunshan Govisionox Optoelectronics Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202111681307.9A priority Critical patent/CN114373877B/zh
Publication of CN114373877A publication Critical patent/CN114373877A/zh
Priority to PCT/CN2022/115460 priority patent/WO2023124164A1/zh
Priority to KR1020237030678A priority patent/KR20230136667A/ko
Application granted granted Critical
Publication of CN114373877B publication Critical patent/CN114373877B/zh
Priority to US18/461,717 priority patent/US20230413593A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H10K50/121—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants for assisting energy transfer, e.g. sensitization
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
    • C09B57/10—Metal complexes of organic compounds not being dyes in uncomplexed form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/658—Organoboranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1055—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/80—Composition varying spatially, e.g. having a spatial gradient

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明提供一种有机电致发光器件和显示装置，有机电致发光器件包括依次层叠设置的第一功能层、发光层以及第二功能层，所述发光层包括主体材料、敏化剂以及染料；所述发光层在层叠方向上包括N个切面，第一切面与所述第一功能层接触，第N切面与所述第二功能层接触，N＞1；所述N个切面中，染料含量最高的切面为最高临界切面，其中，D1＜Dmax且D1≤Dother，和/或DN＜Dmax且DN≤Dother。该有机电致发光器件的特殊的发光层组成能够有效降低载流子被染料捕获的概率，从而通过抑制激子淬灭而使有机电致发光器件具有发光效率高的特点。

Description

一种有机电致发光器件和显示装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件和显示装置，属于有机电致发光技术领域。
背景技术
有机电致发光器件是一种通过电流驱动而达到发光目的的器件。具体地，有机电致发光器件包括阴极、阳极以及位于阴极和阳极之间的发光层等功能层。当施加电压后，来自于阴极的电子和来自于阳极的空穴会分别向发光层迁移并结合产生激子，进而根据发光层的特性发出不同波长的光。
现阶段，产线上用于有机电致发光器件的蓝光材料主要为常见的三重态-三重态湮灭材料(TTA，triple-triple annihilation)，其是利用三重态激子的湮灭效应，提高单重态激子的总量，理论上，TTA的极限效率仅能够达到62.5％，并且在实际应用过程中的其激子利用率往往低于62.5％。而应用于有机电致发光器件的红光材料和绿光材料主要为磷光材料，但是磷光材料具有半峰宽大、色纯度差等缺陷，并且由于磷光材料含有贵金属，这也导致了磷光材料成本过高、不环保。
此外，热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料被广泛应用于有机电致发光器件的发光材料中。TADF材料可以同时利用生成概率25％的单重态激子和75％的三重态激子，但是热活化延迟荧光器件中依旧存在器件发光效率难以满足需求的情况。
发明内容
本发明提供一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件的发光层中通过对染料的分布进行特殊限定，能够有效降低载流子被染料捕获的概率，从而通过抑制激子淬灭而使有机电致发光器件具有发光效率高的特点。
本发明还提供一种显示装置，该显示装置包括上述有机电致发光器件，因此具有发光效率高的特点。
本发明提供一种有机电致发光器件，包括依次层叠设置的第一功能层、发光层以及第二功能层，所述发光层包括主体材料、敏化剂以及染料；
所述发光层在层叠方向上包括N个切面，第一切面与所述第一功能层接触，第N切面与所述第二功能层接触，N＞1；所述N个切面中，染料含量最高的切面为最高临界切面，其中，
D1＜Dmax且D1≤Dother，和/或DN＜Dmax且DN≤Dother
其中，D1为所述第一切面中的染料含量，DN为所述第N切面中的染料含量，Dmax为所述最高临界切面中的染料含量，Dother为其他切面中的染料含量。
可选地，0.1≤D1/Dmax≤0.9，和/或，0.1≤DN/Dmax≤0.9。
可选地，0.2≤D1/Dmax≤0.8，和/或，0.2≤DN/Dmax≤0.8。
可选地，所述染料为含硼元素的荧光染料或含硼元素的共振型TADF材料。
可选地，所述敏化剂选自TADF材料或磷光材料。
可选地，所述主体材料选自宽带隙材料、TADF主体材料、或P型材料和N型材料的组合物中的一种。
可选地，所述染料在所述发光层中的质量百分含量小于等于所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量。
可选地，所述染料在所述发光层中的质量百分含量为0.1-5％，所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量为1-50％。
可选地，所述发光层的厚度为10-60nm。
本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述任一项所述的有机电致发光器件。
本发明的有机电致发光器件，包括依次层叠的第一功能层、发光层以及第二功能层，其中，发光层分别与第一功能层和第二功能层接触的切面中的染料含量较低，因此即使这两个切面处具有较高的载流子浓度，这两个切面中的较低的染料含量也会显著降低染料捕获载流子的概率，从而通过提高激子利用率而使发光效率得到显著的改善。
附图说明
图1为本发明实施例1的有机电致发光器件的发光层多源共蒸主视图；
图2为图1俯视图；
图3为本发明对比例1的有机电致发光器件的发光层多源共蒸主视图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P1～P6的示意图；
图6为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P7、P8的示意图；
图7为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P9、P10的示意图；
图8为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P21～P24的示意图；
图9为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P11～P13的示意图；
图10为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P14～P16的示意图；
图11为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P17～P20的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提供一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件包括在基板上依次设置的阳极、第一功能层、发光层、第二功能层以及阴极。其中，基板、阳极以及阴极可以采用本领域常用的材料。例如，基板可以采用具有机械强度、热稳定性、防水性、透明度优异的玻璃或聚合物材料；阳极材料可以采用铟锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物透明导电材料和它们的任意组合；阴极可以采用镁(Mg)、银(Ag)、铝(A1)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等金属或合金以及它们之间的任意组合。
本发明的第一功能层设置在阳极和发光层之间，该第一功能层主要用于将阳极产生的空穴传输至发光层中，进一步地，根据其组成该第一功能层还能够拦截来自于阴极的电子进入其中。具体地，第一功能层沿着阳极指向发光层的方向，依次包括空穴注入层和/或空穴传输层，进一步还包括电子阻挡层。
本发明的第二功能层设置在发光层和阴极之间，该第二功能层主要用于将阴极产生的电子传输至发光层中，进一步地，根据其组成该第二功能层还能够拦截来自于阳极的空穴进入其中。具体地，第二功能层沿着阴极指向发光层的方向，依次包括电子注入层和/或电子传输层，进一步还包括空穴阻挡层。
本发明的发光层包括主体材料、敏化剂以及染料。在发光层的厚度方向上，本发明的发光层包括N个切面(N＞1)。在一种实施方式中，N个切面可以通过在厚度方向上逐渐移动的水平切线(水平切线的延伸方向与厚度方向垂直)对发光层进行切割获得。组成发光层的N个切面中均含有染料但每个切面的中的染料含量不尽相同，本发明不限定染料含量的物理意义，例如可以是g/cm2、mol/cm2等，只要能够用于各个切面之间在数值上的平行比对即可。
具体地，N个切面中染料含量最高的切面称为最高临界切面，和第一功能层接触的切面称为第一切面，和第二功能层接触的切面称为第N切面，除了最高临界切面、第一切面以及第N切面之外的切面称为其他切面。本发明中，第一切面中的染料含量为D1，第二切面中的染料含量为DN，最高临界切面中的染料含量为Dmax，其他切面中的染料含量为Dother。
本发明的有机电致发光器件含有敏化剂，因此能够通过对染料敏化发光实现发光效率的提高。具体地，主体材料的HOMO能级与LUMO能级之差大于敏化剂的HOMO能级与LUMO能级之差，敏化剂的HOMO能级与LUMO能级之差大于染料的HOMO能级与LUMO能级之差，因此激子能够在主体材料、敏化剂之间以及敏化剂、染料之间完成能量传递，并最终跃迁返回基态释放发光效率增强的可见光。除此之外，染料的不均匀分布亦是使本发明的有机电致发光器件的发光效率得到改善的主要原因。
由于阳极和第一功能层是释放空穴和传输空穴的场所、阴极和第二功能层是释放电子和传输电子的场所，因此往往靠近第一功能层侧(第一切面)具有大量空穴聚集、靠近第二功能层侧(第N切面)具有大量电子聚集。本发明对染料在发光层中的分布进行了有序限定，即D1＜Dmax且D1≤Dother，和/或，DN＜Dmax且DN≤Dother，对于整个发光层而言，第一切面和/或第N切面中的较低的染料分布会显著抑制空穴和/或电子被第一切面和/或第N切面中的染料直接捕获的概率，不仅能够抑制染料中的激子与被捕获的载流子发光碰撞而发生的淬灭现象，也能够使更多的载流子被主体材料捕获继而产生更多的激子以促进敏化发光，因此本发明通过提高激子利用率而实现有机电致发光器件发光效率的改善。
此处需要说明的是，本发明对最高临界切面的数量不做限定，可能是一个或者多个，且多个最高临界切面中的染料含量彼此相等。此外，其他切面的数量也不做限定，并且各个其他切面之间的染料含量无任何大小关系限定，但是D1和DN均小于或者等于其他切面中的最低染料含量。
在一种具体实施方式中，0.1≤D1/Dmax≤0.9，和/或，0.1≤DN/Dmax≤0.9。此时，载流子在第一切面和/或第N切面被捕获的概率更低，进而也使更多的载流子被主体材料捕获而产生激子，进一步改善了有机电致发光器件的发光效率。更进一步优选地，0.2≤D1/Dmax≤0.8，和/或，0.2≤DN/Dmax≤0.8。
在一种具体实施方式中，为了更为有效的对发光层的组成进行定性以及定量分析，本发明有机电致发光器件的发光层中，染料含有硼元素，具体选自含有B元素的荧光染料或者含有B元素的共振型TADF材料。在具体分析时，例如可以通过飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)，聚焦离子束-扫描电子显微镜-能谱仪系统(FIB-SEM-EDS)分析方法对发光层每个切面中的B元素含量进行半定量/定量分析。
本发明对含有B元素的荧光染料不做具体限定，例如可以是符合通式I、通式II的化合物。
通式I、II中，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9各自的独立地选自N或*-CR；
R、Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri各自独立地选自氢原子、氘原子、卤素原子、氰基、羟基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的1～60个碳原子的烷基、取代或未取代的3～30个碳原子的环烷基、取代或未取代的2～60个碳原子的烯基、取代或未取代的2～60个碳原子的炔基、取代或未取代的1～60个碳原子的烷氧基、取代或未取代的13～10个碳原子的杂环烷基、取代或未取代的3～10个碳原子的环烯基、取代或未取代的1～10个碳原子的杂环烯基、取代或未取代的6～60个碳原子的芳氧基、取代或未取代的6～60个碳原子的芳硫基、取代或未取代的6～60个成环碳原子的芳基或者取代或未取代的2～60个成环碳原子的杂芳基、取代或者与相邻基团结合以形成环、*-Si(Q1)(Q2)(Q3)、*-B(Q1)(Q2)、*-N(Q1)(Q2)、*-P(Q1)(Q2)、*-C(＝O)(Q1)、*-S2(Q1)(Q3)、*-P(＝O)(Q1)(Q2)、*-P(＝S)(Q1)(Q2)，Q1、Q2、Q3各自独立地选自氢原子、氘原子、卤素原子、氰基、羟基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、C1～C60烷基、C2～C60烯基、C2～C60炔基、C1～C60烷氧基、C3～C10环烷基、C1～C10杂环烷基、C3～C10环烯基、C1～C10杂环烯基、C6～C60芳基、C6～C60芳氧基、C6～C60芳硫基、C1～C60杂芳基、C1～C60杂芳氧基、C1～C60杂芳硫基、单价非芳族稠合多环基团、单价非芳稠合杂多环基团、联苯基和三联苯基。
a、b、c、d、e、f、g、h、i各自独立地为大于或者等于0的整数。
进一步地，含有B元素的荧光染料的化合物例如可以选自以下B-1～B-17所示的化合物。
当采用含有B元素的共振型TADF材料作为染料时，能够进一步提高对激子的利用率。由于含有B元素的共振型TADF材料的单重态与三重态的能级差较小，因此含有B元素的共振型TADF材料的三重态激子通过吸收环境热量会发生反向系间窜越至第一激发单重态进而跃迁回基态进行发光。
本发明的含有B元素的共振型TADF材料是指含有B原子、且单重态和三重态的能级相差小(≤0.5eV)，并且分子内电荷转移较弱，稳定性高的材料。例如可以是符合下述通式III-V的化合物。
上述通式III、IV、V中，X1、X4、X5、X6、X8各自独立地选自B、N、P、P＝O、*-P＝S、Al、Ga、As、*-SiR1或*-GeR1且至少有一个B，R1为碳数为6～12的芳基或碳数为1～6的烷基；X2、X3、X7、X9以及X10各自独立地选自O、*-NR2、S或Se，R2为碳数为6～12的芳基、碳数为2～15的杂芳基或碳数为1～6的烷基；Z1～Z50各自的独立地选自N或*-CR；R、Rj～Rt的定义与前述通式I中的R、Ra～Ri定义相同，j～t各自独立地为大于或者等于0的整数。
进一步地，含有B元素的共振型TADF材料例如可以是T1～T19和B-19～B-30结构之一的化合物及其衍生物：
一方面，含有B元素的共振型TADF材料单重态和三重态的能级相差很小，从而使更多的三重态激子容易发生上转换向单重态迁移而产生延迟荧光；另一方面，由于其平面芳香刚性结构以及分子中不存在明显的给体基团和受体基团，因此平面共轭性良好，分子内电荷转移较弱，稳定性高，故而有助于器件光谱的窄化，提高器件色纯度。
在一种具体实施方式，本发明的敏化剂选自TADF材料或磷光材料。
其中，作为敏化剂的TADF材料是指单重态和三重态能级差小于0.3eV继而能够发生反系间窜越的材料，磷光材料是指含有稀有金属(例如Ir、Pt、Au、Ag、Os、Cu等金属元素)继而能够利用三重态激子的材料。
当本发明采用TADF敏化剂时，能够理解，主体材料的第一激发单重态能级大于TADF敏化剂的第一激发单重态能级，TADF敏化剂的第一激发单重态能级大于染料的第一激发单重态；主体材料的第一激发三重态能级大于TADF敏化剂的第一激发三重态能级，TADF敏化剂的第一激发三重态能级大于染料的第一激发三重态能级。由于主体材料、TADF敏化剂以及染料各自的第一激发单重态能级和第一激发三重态能级具有前述关系，因此有机电致发光器件在受到电激发后，主体材料第一激发单重态激子和第一激发三重态激子会分别跃迁至TADF敏化剂的第一激发单重态和第一激发三重态，而基于TADF敏化剂的反系间窜越的性质，处于TADF敏化剂第一激发三重态的激子会反系间窜跃至第一激发单重态，最终来自于主体材料和TADF敏化剂的激子通过TADF敏化剂向染料的能量传递而跃迁至染料的第一激发单重态并跃迁回基态发生荧光。即，通过激子利用率的提高使有机电致发光器件的发光效率以及稳定性得到改善，具体地，稳定性的改善表现在使用寿命的延长。
当本发明采用磷光敏化剂时，能够理解，主体材料的第一激发单重态能级大于磷光敏化剂的第一激发单重态能级，磷光敏化剂的第一激发单重态能级大于染料的第一激发单重态；主体材料的第一激发三重态能级大于磷光敏化剂的第一激发三重态能级，磷光敏化剂的第一激发三重态能级大于染料的第一激发单/三重态能级。由于主体材料、磷光敏化剂以及染料各自的第一激发单重态能级和第一激发三重态能级具有前述关系，因此有机电致发光器件在受到电激发后，主体材料第一激发单重态激子和第一激发三重态激子会跃迁至磷光敏化剂的第一激发单重态和第一激发三重态，而基于磷光敏化剂的系间窜越的性质，处于磷光敏化剂第一激发单重态的激子会系间窜跃至第一激发三重态，并最终主要通过能量传递将能量传递给染料，进而发光。
本发明不限定TADF敏化剂的具体选择，优选地，可以选自以下T-1～T-89的化合物中的至少一种。
/>
/>
/>
本发明不限定磷光敏化剂的具体选择，优选地，可以选自以下P1～P41的化合物中的至少一种。
/>
/>
在一种具体实施方式中，主体材料可以选自宽带隙材料、TADF材料或N型材料和P型材料的组合物中的一种。
其中，本发明的宽带隙材料为包括咔唑基、咔啉基、螺芴基、芴基、硅基、膦氧基中的至少一种基团的化合物。
本发明不限制宽带隙材料的具体结构，优选地，宽带隙材料选自具有以下(w-1)～(w-30)结构之一的化合物：
/>
本发明亦不限制作为主体材料的TADF材料的选择，例如可以选自例如前述T-1～T-88的化合物中的至少一种。此时需要注意的是，作为主体材料的TADF材料的单三重态能级需大于作为敏化剂的TADF材料的单三重态能级。
P型材料为含咔唑基、芳氨基、硅基、芴基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基芳基中至少一种基团的具有空穴传输性质的化合物。具体地，P型材料可以并且不限于选自以下(D-1)～(D-19)结构之一所示的化合物：
N型材料为含有吡啶基、嘧啶基、三嗪基、咪唑基、邻菲啰啉基、砜基、庚嗪基、噁二唑基、氰基、二苯基膦酰基中至少一种基团的具有电子传输性质的化合物。具体地，N型材料可以并且不限于选自以下(A-1)～(A-19)结构之一所示的化合物：
优选地，可以选择合适的P型材料和N型材料使主体材料为具有反系间窜跃性质的激基复合物。
在本发明具体实施过程中，合理控制主体材料、敏化剂以及染料在发光层中的比例，有利于进一步提高器件的效率以及延长器件的使用寿命。其中，当染料在发光层中的质量百分含量小于等于敏化剂在发光层中的质量百分含量时，有利于发光效率的改善。
进一步地，发明人研究发现，当发光层按照质量百分含量包括0.1-5％染料以及1-50％敏化剂时，有机电致发光器件的效率会出现较大程度的改善。
上述有机电致发光器件中，发光层的厚度一般控制在10-60nm，从而有利于确保有机电致发光器件的发光效率。
此外本发明不限定第一功能层和第二功能层的材料，只要能够分别实现对电子和空穴的阻挡即可。
例如，空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层的材料可以选自但不限于酞菁衍生物如CuPc、导电聚合物或含导电掺杂剂的聚合物如聚苯撑乙烯、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)、聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(Pani/PSS)、芳香胺衍生物。其中，芳香胺衍生物如下面HT-1至HT-34所示的化合物以及PH-47至PH-86中的一种或多种。
/>
/>
空穴注入层位于阳极和空穴传输层之间。空穴注入层可以是单一化合物材料，也可以是多种化合物的组合。例如，空穴注入层可以采用上述HT-1至HT-34的一种或多种化合物，或者采用下述HI1-HI3中的一种或多种化合物；也可以采用HT-1至HT-34的一种或多种化合物掺杂下述HI1-HI3中的一种或多种化合物。空穴注入层的厚度一般为5-30nm，空穴传输层的厚度一般为5-50nm，电子阻挡层的厚度一般为3-100nm。
电子传输层和空穴阻挡层的材料可以选自、但不限于以下所罗列的ET-1至ET-58以及PH-1至PH-46、PH-87中的一种或多种的组合。电子传输层的厚度一般为3-60nm，空穴阻挡层的厚度一般为3-15nm。
/>
/>
/>
/>
发光器件的结构中还可以包括位于电子传输层与阴极之间的电子注入层，电子注入层材料包括但不限于以下罗列的一种或多种的组合。电子注入层的厚度一般为0.5-5nm。
LiQ，LiF，NaCl，CsF，Li2O，Cs2CO3，BaO，Na，Li，Ca。
上述各层的厚度可以采用本领域中的这些层的常规厚度。
本发明不限定该有机电致发光器件的制备方法，包括在基板上依次沉积阳极、第一功能层、发光层、第二功能层、阴极，然后封装。其中，在制备发光层时，可以通过调整主体材料源、敏化剂源以及染料源的排列顺序、各个源之间距离、各个源的出料幅度等对染料的分布进行有序调控。
本发明实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括如上述提供的有机电致发光器件。该显示装置具体可以为OLED显示器等显示器件，以及包括该显示器件的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。该显示装置与上述有机电致发光器件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
以下，通过具体实施例对本发明的有机电致发光器件进行详细的介绍。
实施例1
实施例1提供一种有机电致发光器件，其器件结构为：ITO/HI-3(10nm)/HT-2(30nm)/PH-86(10nm)/发光层/PH-87(10nm)/ET-58：Liq(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
具体制备方式如下：
(1)将涂布了ITO/Ag/ITO导电层的玻璃板在商用清洗剂中超声处理，在去离子水中冲洗，在丙酮：乙醇混合溶剂中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全除去水份，用紫外光和臭氧清洗，并用低能阳离子束轰击表面；
(2)把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至小于1×10-5Pa，在上述阳极层膜上蒸镀HI-3作为空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为10nm；
(3)在空穴注入层之上真空蒸镀空穴传输层HT-2，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为30nm；
(4)在空穴传输层之上真空蒸镀电子阻挡层PH-86，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为10nm；
(5)在电子阻挡层之上真空共蒸镀发光层，发光层包括主体材料(w-7)、敏化剂T-89以及染料T17，利用多源共蒸的方法，染料按照3％掺杂比例(质量比)进行蒸镀；
图1为本发明实施例1的有机电致发光器件的发光层多源共蒸主视图。图2为图1俯视图。其中，S1(主体源)、S2(染料源)以及S3(敏化剂源)三个材料线源位于蒸镀载体Sub下方且三个材料线源彼此之间的距离为L，三个材料线源与蒸镀载体的垂直距离为H；在蒸镀过程中，三个材料线源按照蒸发源前进方向移动，其中S3材料线源对蒸镀载体的蒸镀幅度角为θ，且θ通过分别控制α和β实现，具体地，α为蒸镀幅度角θ的一边与三个材料线源排列方向(图1中S3指向S1的排列方向)的夹角，β为蒸镀幅度角θ的另一边与三个材料线源排列方向(图1中S3指向S1的排列方向)的夹角。具体蒸镀参数见表1。
(6)在发光层之上真空蒸镀空穴阻挡层PH-87，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为10nm；
(7)在空穴阻挡层之上真空蒸镀ET-58：Liq(质量比为1：1)为电子传输层，蒸镀速率均为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为30nm；
(8)在电子传输层上真空蒸镀厚度为0.5nm的LiF作为电子注入层；
(9)在电子注入层之上蒸镀厚度为150nm的A1作为器件的阴极。
实施例2-27
实施例2-27的发光层具体组成见表1，其他功能层的组成和实施例1相同。
实施例2-27的蒸镀示意图和实施例1相同，具体蒸镀参数见表1。
对比例1-2
对比例1-2的发光层具体组成见表1，其他功能层的组成和实施例1相同。
其中，对比例2的蒸镀示意图和实施例相同，具体蒸镀参数见表1。
图3为本发明对比例1的有机电致发光器件的发光层多源共蒸主视图。图4为图3的俯视图。其中，呈等边三角形排布的S4、S5以及S6三个材料点源位于蒸镀载体Sub下方且三个材料点源彼此之间的距离为L，三个材料点源与蒸镀载体的垂直距离为H；在蒸镀过程中，蒸镀载体按逆时针的旋转方向旋转。具体蒸镀参数见表1。
以上器件的电学性质采用日本滨松C9920-12绝对电致发光量子效率测试系统搭载Keithley2400测试得到。具体测试结果见表1。
利用TOF.SIMS 5-100仪器(ION-TOF GmbH，德国)进行飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)检测发光层内B元素强度分布。图5为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P1～P6的示意图，图6为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P7、P8的示意图，图7为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P9、P10的示意图，图8为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P21～P24的示意图，图9为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P11～P13的示意图，图10为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P14～P16的示意图，图11为本发明实施例的有机电致发光器件中发光层染料含量分布模式为P3、P17～P20的示意图。实施例1-6、实施例9-27以及对比例2按照蒸发源前进方向均扫描了两个循环(一个循环为线源按照蒸发源前进方向行进至临界点后再返回至初始点)，实施例7扫描了一个循环，实施例8扫描了半个循环(即线源按照蒸发源前进方向行进至临界点后未返回)。本发明实施例和对比例通过控制蒸镀参数(H、L、α、β以及循环次数)实现了各个实施例和对比例的发光层染料含量分布模式，即实现了对发光层中染料含量分布的控制。
由表1可知：
1、相较于对比例1-2，本发明实施例通过控制染料在发光层各个切面中的含量，能够有效改善有机电致发光器件的发光效率；
2、根据实施例3、9-12的对比可知，当发光层的厚度为10-60nm时，有机电致发光器件的发光效率有更为优异的表现；
3、根据实施例3、13-15的对比可知，当染料在发光层中的质量百分含量为0.1-5％时，有机电致发光器件的发光效率具有更为优异的表现；
4、根据实施例3、16-18以及20-24的对比可知，当敏化剂的质量百分含量大于染料的质量百分含量，且敏化剂在发光层中的质量百分含量为1-50％时，有机电致发光器件的发光效率具有更为优异的表现。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括依次层叠设置的第一功能层、发光层以及第二功能层，所述发光层包括主体材料、敏化剂以及染料；
所述发光层在层叠方向上包括N个切面，第一切面与所述第一功能层接触，第N切面与所述第二功能层接触，N＞1；所述N个切面中，染料含量最高的切面为最高临界切面，且所述N个切面的主体材料、敏化剂、染料的材料分别相同，其中，
D1＜Dmax且D1≤Dother，和，DN＜Dmax且DN≤Dother
其中，D1为所述第一切面中的染料含量，DN为所述第N切面中的染料含量，Dmax为所述最高临界切面中的染料含量，Dother为其他切面中的染料含量。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，
0.1≤D1/Dmax≤0.9，和/或，0.1≤DN/Dmax≤0.9。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，
0.2≤D1/Dmax≤0.8，和/或，0.2≤DN/Dmax≤0.8。
4.根据权利要求1-3任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料为含硼元素的荧光染料或含硼元素的共振型TADF材料。
5.根据权利要求1-3任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述敏化剂选自TADF材料或磷光材料。
6.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述敏化剂选自TADF材料或磷光材料。
7.根据权利要求1-3任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述主体材料选自宽带隙材料、TADF材料、或P型材料和N型材料的组合物中的一种。
8.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述主体材料选自宽带隙材料、TADF材料、或P型材料和N型材料的组合物中的一种。
9.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述主体材料选自宽带隙材料、TADF材料、或P型材料和N型材料的组合物中的一种。
10.根据权利要求1-3、6、8、9任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量小于或者等于所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量。
11.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量小于或者等于所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量。
12.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量小于或者等于所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量。
13.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量小于或者等于所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量。
14.根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量为0.1-5％，所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量为1-50％。
15.根据权利要求1-3、6、8、9、11-13任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述染料在所述发光层中的质量百分含量为0.1-5％，所述敏化剂在所述发光层中的质量百分含量为1-50％。
16.根据权利要求1-3、6、8、9、11-14任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度为10-60nm。
17.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-16任一项所述的有机电致发光器件。
CN202111681307.9A 2021-12-31 2021-12-31 一种有机电致发光器件和显示装置 Active CN114373877B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111681307.9A CN114373877B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种有机电致发光器件和显示装置
PCT/CN2022/115460 WO2023124164A1 (zh) 2021-12-31 2022-08-29 一种有机电致发光器件和显示装置
KR1020237030678A KR20230136667A (ko) 2021-12-31 2022-08-29 유기 전계 발광 소자 및 표시 장치
US18/461,717 US20230413593A1 (en) 2021-12-31 2023-09-06 Organic electroluminescent device and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111681307.9A CN114373877B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种有机电致发光器件和显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114373877A CN114373877A (zh) 2022-04-19
CN114373877B true CN114373877B (zh) 2023-08-29

Family

ID=81142639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111681307.9A Active CN114373877B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种有机电致发光器件和显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230413593A1 (zh)
KR (1) KR20230136667A (zh)
CN (1) CN114373877B (zh)
WO (1) WO2023124164A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114373877B (zh) * 2021-12-31 2023-08-29 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置
CN116376361A (zh) * 2023-02-10 2023-07-04 季华实验室 发光层电子墨水及其制备方法、有机电致发光器件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006102A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Canon Inc エレクトロルミネッセンス素子
CN103518268A (zh) * 2011-03-30 2014-01-15 株式会社半导体能源研究所 发光元件
CN106816542A (zh) * 2017-01-16 2017-06-09 中国科学院长春应用化学研究所 一种白色有机电致发光器件及其制备方法
CN109088008A (zh) * 2018-08-23 2018-12-25 京东方科技集团股份有限公司 一种有机发光器件及显示面板
CN110492005A (zh) * 2018-05-14 2019-11-22 江苏三月光电科技有限公司 一种以激基复合物作为主体材料的有机电致发光器件
CN113506855A (zh) * 2021-07-20 2021-10-15 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法、显示装置
CN113540371A (zh) * 2021-06-07 2021-10-22 清华大学 一种有机电致发光器件和显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005267982A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Fuji Photo Film Co Ltd 有機電界発光素子
US20060125379A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Au Optronics Corporation Phosphorescent organic optoelectronic structure
CN100483780C (zh) * 2005-03-21 2009-04-29 友达光电股份有限公司 有机电致发光器件及其显示装置
US9397309B2 (en) * 2014-03-13 2016-07-19 Universal Display Corporation Organic electroluminescent devices
US10600981B2 (en) * 2017-08-24 2020-03-24 Universal Display Corporation Exciplex-sensitized fluorescence light emitting system
CN111129331B (zh) * 2019-12-30 2022-07-26 Tcl华星光电技术有限公司 一种发光器件结构、发光器件结构制程方法及显示面板
CN111640878B (zh) * 2020-06-11 2023-04-18 京东方科技集团股份有限公司 有机发光材料、有机电致发光元件及显示装置
CN113410405B (zh) * 2021-06-30 2023-04-18 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置
CN114373877B (zh) * 2021-12-31 2023-08-29 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006102A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Canon Inc エレクトロルミネッセンス素子
CN103518268A (zh) * 2011-03-30 2014-01-15 株式会社半导体能源研究所 发光元件
CN106816542A (zh) * 2017-01-16 2017-06-09 中国科学院长春应用化学研究所 一种白色有机电致发光器件及其制备方法
CN110492005A (zh) * 2018-05-14 2019-11-22 江苏三月光电科技有限公司 一种以激基复合物作为主体材料的有机电致发光器件
CN109088008A (zh) * 2018-08-23 2018-12-25 京东方科技集团股份有限公司 一种有机发光器件及显示面板
CN113540371A (zh) * 2021-06-07 2021-10-22 清华大学 一种有机电致发光器件和显示装置
CN113506855A (zh) * 2021-07-20 2021-10-15 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法、显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230413593A1 (en) 2023-12-21
CN114373877A (zh) 2022-04-19
WO2023124164A1 (zh) 2023-07-06
KR20230136667A (ko) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109411633B (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法和显示装置
CN109411634B (zh) 一种有机电致发光器件和显示装置
CN114373877B (zh) 一种有机电致发光器件和显示装置
CN109346614B (zh) 一种有机电致发光器件和显示装置
KR101708097B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR102122188B1 (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 디바이스
TW201700457A (zh) 複數種主體材料及包括其之有機電致發光裝置
CN112909197B (zh) 超荧光叠层器件及其制备方法、显示面板和显示装置
GB2485001A (en) OLEDs
CN110492007B (zh) 一种吖啶化合物及其在机电致发光器件中的应用
CN111808082B (zh) 一种发光材料及其应用
CN110911575A (zh) 一种有机电致发光器件及显示装置
US20100117521A1 (en) Lanthanoid emitter for oled applications
JP2023529546A (ja) 有機電界発光デバイスおよび表示装置
JP2019057484A (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法
CN109244258B (zh) 一种有机电致发光器件和显示装置
CN101569027A (zh) 具有由双极材料制成的阻挡层的有机发光二极管
KR20150087323A (ko) 유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법
CN111384299A (zh) 一种有机发光二极管及其制备方法
CN111697145B (zh) 非掺杂溶液加工型树枝状热活化延迟荧光电致发光二极管
CN110289361B (zh) 一种有机电致发光器件
CN113363396B (zh) 一种有机电致发光器件
CN113299844A (zh) 一种有机电致发光器件和显示装置
CN108586539B (zh) 含二苯并噻吩环金属铱配合物及其作为有机电致发光器件发光层掺杂材料的应用
WO2020252953A1 (zh) 电致发光器件及其制备方法、电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant