具有极短衰变时间的高效OLED装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及有机发光装置，其包含(a)阳极，(i)阴极，及(e)在阳极与阴极之间的发射层，其包含2重量％至40重量％的具有小于0.2eV的单态能(ES1(X))与三态能(ET1(X))之差的发光有机金属配合物X，0.05重量％至5.0重量％的荧光发射体Y，及55重量％至97.95重量％的主体化合物，其中有机金属配合物X、荧光发射体Y及主体化合物的量总计达100重量％的总数，且发光有机金属配合物X的单态能(ES1(X))大于荧光发射体Y的单态能(ES1(Y))[(ES1(X))>ES1(Y)]。通过使用荧光发射体掺杂例如含有具有小S1‑T1分裂的发光有机金属配合物的发射层，发射衰变时间可由于极高效能量转移而在不牺牲外部量子效率(EQE)的情况下显著缩短。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及有机发光装置，其包含(a)阳极、(i)阴极及(e)在阳极与阴极之间的发射层，发射层包含2重量％至40重量％的具有小于0.2eV的单态能(ES1(X))与三态能(ET1(X))之差[Δ(ES1(X))-(ET1(X))<0.2eV]的发光有机金属配合物X、0.05重量％至5.0重量％的荧光发射体Y及55重量％至97.95重量％的主体化合物，其中有机金属配合物X、荧光发射体Y及主体化合物的量总计达100重量％的总数，且发光有机金属配合物X的单态能(ES1(X))大于荧光发射体Y的单态能(ES1(Y))[(ES1(X))>ES1(Y)]。在EP1705727A中描述了如下的概念：由于不管蓝色荧光发射体的本质上仅限于25％量子效率的直接光发射，通过使用具有三态能的蓝色荧光发射体，白光OLED的总效率可为100％，该三态能高于使用的至少一个磷光发射体的三态能。通过非辐射的三态激子穿过蓝色发射层扩散至含有磷光发射体的又一发射层，及随后的放热能量转移，蓝色发射体的三态激子可用于光发射。总之，在该种状况下，描述了自荧光化合物转移至磷光化合物。WO0108230涉及有机发光装置(OLED)，其包含用于发出光的异质结构，该异质结构包含发射层，其中发射层为导电主体材料与作为掺杂剂存在于所述主体材料中的荧光发射分子如DCM2的组合；其中发射分子适合于在将电压施加于异质结构上时发光；且其中异质结构包含体系间穿越分子，例如Ir(ppy)3，其为发射光谱大体上与发射分子的吸收光谱重叠的高效磷光体。在图1中，显示OLED分别具有交替的CBP(89％)与Ir(ppy)3(11％)的薄层(5x)及CBP(99％)与DCM2(1％)的薄层(5x)。WO2008131750公开有机发光装置，其中发射层包含主要在蓝色或蓝绿色光谱中发射光的至少一个荧光发射体及主要在非蓝色光谱中发射光的至少一个磷光发射体。量子效率的观测到的较少降低经解释如下：三态激子的大量累积以必要高电流密度在荧光发射层中产生，从而导致所谓的“衰减”效应的效率的问题通过直接掺合一个或多个磷光发射体解决，因此形成于一个或所有荧光发射体上的三态经直接转移至磷光发射体，且不会出现三态-三态累积。US2011108769(WO2010006681)提出所谓的“单态收获”方法。T1状态由已知三态收获效应及常见T1->S0磷光结果占据，但具有不利地长发射寿命。根据US2011108769所提议使用的配合物具有单态S1与三态T1之间的极小能量分离ΔE。在此情况下，自初始极有效占据的T1状态至S1状态的极有效热再占据(re-occupation)可在室温下发生。描述的热再占据方法自短暂S1状态开启快速发射频道，且总寿命显著降低。M.A.Baldo等人(Nature 403(2000)750)使用磷光敏化剂激发荧光染料。用于磷光分子种类与荧光分子种类之间的能量耦合的机制为长距离非辐射能量转移：荧光的固有效率可高达100％。在M.A.Baldo等人(Nature 403(2000)750)的图1中，显示具有以下结构的有机发光装置：玻璃基板/氧化铟锡(阳极)/N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(TPD，空穴传输层)/10％的Ir(ppy)3/CBP与1％的DCM2/CBP/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP，阻挡层)/三-(8-羟基喹啉)铝(Alq3，电子传输层)/Mg/Ag(阴极)的10个交替层。分子间能量转移由来自供体的T1状态的慢转移速率支配(图1a)。由于体系间穿越是极快的(约fs)，且单态以T1状态结束，此举因此由于其部分禁用本质而限制转移速率。敏化电致发光(EL)衰变时间经量测为约100ns。装置中的EL衰变时间的量测受次级方法(例如，电荷传输)(取决于电荷迁移率)、捕获方法及电容方法阻碍，此举尤其在等于或小于200ns的范围中导致发射体物质的激发状态的辐射衰变时间。因此，EL衰变动力的量测并不启发用于测定本专利技术中的发射衰变时间。M.A.Baldo等人(APPLIED PHYSICS LETTERS 79(2001))报告高效黄色有机发光装置(OLED)，该OLED采用[2-甲基-6-[2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基]乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基]丙二腈(DCM2)作为荧光生光团，其中绿色电致磷光敏化剂，面式-三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)共掺杂至4,4'-N,N'-二咔唑-联苯主体。装置在0.01mA/cm2处分别展现出9％±1％(25cd/A)及17±2lm/W的峰值外部荧光量子及能量效率。用于荧光染料的格外高效能归因于使用Ir(ppy)3作为敏化剂双掺杂主体中约100％的有效转移单态及三态激发状态至荧光材料。X.Zhu等人(Journal of Luminescence 132(2012)12-15)公开具有不同红萤烯浓度的PVK基单层磷光聚合物OLED(有机发光二极管)。经制造的装置的结构为：ITO/PEDOT:PSS/PVK+FIr-pic(双[(4,6-二氟苯基)-吡啶根-N,C2](吡啶甲酸盐)铱(III))+红萤烯(5,6,11,12-四苯基并四苯)+OXD7/LiF/Al。PVK(聚(N-乙烯基咔唑))用作空穴传输主体聚合物，且OXD7(3-双(4-叔丁基苯基-1,3,4-二唑)亚苯基)用作电子传输结构部分。PVK:OXD7的重量比为2.56:1，且FIrpic的重量百分比为有机物的总量的10重量％。红萤烯的量在FIrpic的0重量％至10重量％改变。低于2％的红萤烯掺杂，几乎侦测不到自红萤烯的发射。然而，在4％的红萤烯掺杂处，发生自FIrpic至红萤烯的显著能量转移。Zisheng Su等人(J.Phys.D:Appl.Phys.41(2008)125108)报告通过共掺杂荧光发射体2,5,8,11-四叔丁基苝(TBPe)基于FIrpic的蓝色电致磷光装置的改进的效率及色彩纯度。由8重量％的FIrpic及0.15重量％的TBPe共掺杂的优化装置显示最大电流效率及功率效率为11.6cd A-1及7.3lmW-1，相比于参考装置，增加了20％及40％。所述装置具有ITO/2-TNATA(5nm)/NPB(40nm)/mCP:FIrpic:TBPe(30nm)/Bphen(10nm)/Alq3(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)的结构。EML中的FIrpic的掺杂浓度固定为8重量％，而TBPe的浓度自0重量％至0.5重量％改变。除少数例外，也可通过能量转移自合适前体激子形成的电子激发状态为单态或三态(由三个子状态组成)。由于基于自旋统计，两种状态通常以1:3的比占据，故结果为自单态的发射(称为荧光)导致最大发射仅25％的产生的激子。相比之下，三态发射(称为磷光)利用并转化所有激子，且将其以光(三态收获)的形式发射，以使得在此情况下的固有量子产率可达到100％值，其条件是就能量而言高于三态的额外激发的单态完全松弛成三态(体系间穿越，ISC)，且无辐射竞争方法仍然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机发光装置，其包含(a)阳极，(i)阴极，及(e)在阳极与阴极之间的发射层，其包含2重量％至40重量％的具有小于0.2eV的单态能(ES1(X))与三态能(ET1(X))之差的发光有机金属配合物X，0.05重量％至5.0重量％的荧光发射体Y，及55重量％至97.95重量％的主体化合物，其中有机金属配合物X、荧光发射体Y及主体化合物的量总计达100重量％的总数，且发光有机金属配合物X的单态能(ES1(X))大于荧光发射体Y的单态能(ES1(Y))。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 EP 13198990.71.一种有机发光装置，其包含(a)阳极，(i)阴极，及(e)在阳极与阴极之间的发射层，其包含2重量％至40重量％的具有小于0.2eV的单态能(ES1(X))与三态能(ET1(X))之差的发光有机金属配合物X，0.05重量％至5.0重量％的荧光发射体Y，及55重量％至97.95重量％的主体化合物，其中有机金属配合物X、荧光发射体Y及主体化合物的量总计达100重量％的总数，且发光有机金属配合物X的单态能(ES1(X))大于荧光发射体Y的单态能(ES1(Y))。2.根据权利要求1的有机发光装置，其中发光有机金属配合物X的单态能与三态能之差小于0.1eV。3.根据权利要求1的有机发光装置，其中发光有机金属配合物X的单态能与三态能之差小于0.05eV。4.根据权利要求1至3中任一项的有机发光装置，其中由发光有机金属配合物X(2重量％至40重量％)、荧光发射体Y(0.05重量％至5.0重量％)及主体化合物(55重量％至97.95重量％)组成的薄膜的发射寿命τ0低于100ns，发射寿命通过τ0＝τv/QY计算。5.根据权利要求1至4中任一项的有机发光装置，其中发光有机金属配合物X为发光铱配合物。6.根据权利要求5的有机发光装置，其中发光铱配合物为下式的化合物：7.根据权利要求5的有机发光装置，其中发光铱配合物为下式的化合物：更优选，其中X及Y相互独立地为CH或N，其条件为X及Y中的至少一个为N；R23、R24、R27及R28各自独立地为氢；氘；甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、环戊基、环己基、OCH3、OCF3；苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基及苯并噻吩基，其中上述基团可未经取代或经甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、甲氧基、CF3或苯基取代；选自F、CF3、CN及SiPh3的具有供体或受体作用的基团；且R25为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、环戊基、环己基、OCH3、OCF3；苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基，其中上述基团可经甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、甲氧基或苯基取代，优选经单取代，或未经取代；选自CF...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·伦纳茨，S·麦茨，K·多尔曼，G·瓦根布拉斯特，U·海因梅耶，H·S·曼戈尔德，M·张，TW·霍尔库姆，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE