[發明專利]一種高效率、低滾降磷光有機發光二極管

有效

• 申請號: 201810014029.3
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108281559B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 苗艷勤;郭園園;王科翔;高龍;王華;郝玉英;劉旭光;許并社
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

本發明涉及一種磷光有機發光二極管，其有機發光層由三層發光層材料構成，其中第一發光層位于空穴傳輸層側，以空穴傳輸型材料為主體材料，摻雜磷光發光材料構成；第三發光層位于電子傳輸層側，以電子傳輸型材料為主體材料，摻雜磷光發光材料構成；第二發光層位于第一發光層與第三發光層之間，以空穴傳輸型材料和電子傳輸型材料混合作為主體材料，摻雜磷光發光材料構成。本發明器件能夠實現高的器件效率和極其小的效率滾降，且器件制備工藝簡單、重復性好。

技術領域

本發明屬于有機光電子器件技術領域，涉及有機電致發光器件，特別是涉及一種全磷光有機發光二極管。

背景技術

有機發光二極管(Organic light-emitting diodes，OLEDs)因其獨特的優勢，如快的響應速度、高的顏色品質、輕薄、低的制備成本及可實現柔性、透明制備等特征，被業界廣泛認為將成為下一代新型顯示和照明技術。

根據制備器件使用發光材料的不同，可以將OLED分為熒光OLED和磷光OLED。熒光OLED采用熒光發光材料制備，根據自旋耦合定律，在熒光OLED中理論上只有25%的單線態激子能被用來產生光，使得熒光OLED的器件效率普遍較低，能耗較高，限制了熒光OLED的商業化推廣。相比之下，磷光發光材料中由于引入了重金屬元素，在重金屬元素作用下，原來被自旋禁阻的75%三線態激子也能產生輻射躍遷而發光，使得在理論上磷光OLED的激子利用率可以達到100%，大大提高了器件的效率。

由于磷光OLED的高效率優勢，近年來得到了科研及產業界的廣泛關注，并進行了大量的研究工作。目前報道磷光OLED的效率已經超過根據統計學得出的常規OLED最大外量子上限的20%，甚至有磷光OLED的外量子效率接近30%的報道。

然而，大部分報道的高效率磷光OLED都面臨著一個共同的問題，即效率滾降。這些磷光OLED都是在非常低的亮度或電流密度下取得最大器件效率，隨著亮度或電流密度的增大，器件的外量子效率普遍出現劇烈的降低，使得在實際照明和顯示要求的亮度范圍內(如大于5000cd/m²)，這些磷光OLED的效率都普遍降到很低，且能耗增大，限制了磷光OLED的商業化推廣。

磷光OLED效率滾降的原因主要歸結于高電流密度下三線態激子聚集引起的三線態-三線態猝滅(Triplet-triplet annihilation，TTA)，以及電子和空穴載流子在發光層中不平衡分布引起的三線態-極化子之間的猝滅(Triplet-polaron quenching，TPQ)。為了改善磷光OLED的效率滾降，科研工作者從減少或避免磷光OLED中TTA和TPQ出發，相繼發明了一系列的磷光OLED器件結構。

這些器件結構概括起來主要包括：雙發光層結構(Double-emissive layer，D-EML)、混合主體發光層結構(Mixed host(MH)-emissive layer，MH-EML)、梯度摻雜發光層結構(Graded-emissive layer，G-EML)、量子井發光層結構(Quantum well-emissivelayer，QW-EML)等。

上述這些器件結構雖然在一定程度上改善了磷光OLED的效率滾降，但仍然存在不少問題。如，D-EML結構磷光OLED的載流子復合區域很窄，高電壓下的效率滾降依然較為嚴重；MH-EML結構磷光OLED也不可避免地使得載流子在發光層的兩個界面處產生聚集，引起效率滾降；G-EML結構磷光OLED在制備過程中要求連續不斷地改變發光材料在主體材料中的摻雜濃度，使得器件的制備工藝十分復雜、重復性很低；QW-EML結構磷光OLED在發光層中引入了多層與主體材料在HOMO及LOMO能級差別較大的間隔層材料，這些間隔層材料的引入大大增加了磷光OLED中的異質結界面，導致器件具有高的驅動電壓和低的效率。