[发明专利]一种高效率、低滚降磷光有机发光二极管

说明书

本发明涉及一种磷光有机发光二极管，其有机发光层由三层发光层材料构成，其中第一发光层位于空穴传输层侧，以空穴传输型材料为主体材料，掺杂磷光发光材料构成；第三发光层位于电子传输层侧，以电子传输型材料为主体材料，掺杂磷光发光材料构成；第二发光层位于第一发光层与第三发光层之间，以空穴传输型材料和电子传输型材料混合作为主体材料，掺杂磷光发光材料构成。本发明器件能够实现高的器件效率和极其小的效率滚降，且器件制备工艺简单、重复性好。

技术领域

本发明属于有机光电子器件技术领域，涉及有机电致发光器件，特别是涉及一种全磷光有机发光二极管。

背景技术

有机发光二极管(Organic light-emitting diodes，OLEDs)因其独特的优势，如快的响应速度、高的颜色品质、轻薄、低的制备成本及可实现柔性、透明制备等特征，被业界广泛认为将成为下一代新型显示和照明技术。

根据制备器件使用发光材料的不同，可以将OLED分为荧光OLED和磷光OLED。荧光OLED采用荧光发光材料制备，根据自旋耦合定律，在荧光OLED中理论上只有25%的单线态激子能被用来产生光，使得荧光OLED的器件效率普遍较低，能耗较高，限制了荧光OLED的商业化推广。相比之下，磷光发光材料中由于引入了重金属元素，在重金属元素作用下，原来被自旋禁阻的75%三线态激子也能产生辐射跃迁而发光，使得在理论上磷光OLED的激子利用率可以达到100%，大大提高了器件的效率。

由于磷光OLED的高效率优势，近年来得到了科研及产业界的广泛关注，并进行了大量的研究工作。目前报道磷光OLED的效率已经超过根据统计学得出的常规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%的报道。

然而，大部分报道的高效率磷光OLED都面临着一个共同的问题，即效率滚降。这些磷光OLED都是在非常低的亮度或电流密度下取得最大器件效率，随着亮度或电流密度的增大，器件的外量子效率普遍出现剧烈的降低，使得在实际照明和显示要求的亮度范围内(如大于5000cd/m²)，这些磷光OLED的效率都普遍降到很低，且能耗增大，限制了磷光OLED的商业化推广。

磷光OLED效率滚降的原因主要归结于高电流密度下三线态激子聚集引起的三线态-三线态猝灭(Triplet-triplet annihilation，TTA)，以及电子和空穴载流子在发光层中不平衡分布引起的三线态-极化子之间的猝灭(Triplet-polaron quenching，TPQ)。为了改善磷光OLED的效率滚降，科研工作者从减少或避免磷光OLED中TTA和TPQ出发，相继发明了一系列的磷光OLED器件结构。

这些器件结构概括起来主要包括：双发光层结构(Double-emissive layer，D-EML)、混合主体发光层结构(Mixed host(MH)-emissive layer，MH-EML)、梯度掺杂发光层结构(Graded-emissive layer，G-EML)、量子井发光层结构(Quantum well-emissivelayer，QW-EML)等。

上述这些器件结构虽然在一定程度上改善了磷光OLED的效率滚降，但仍然存在不少问题。如，D-EML结构磷光OLED的载流子复合区域很窄，高电压下的效率滚降依然较为严重；MH-EML结构磷光OLED也不可避免地使得载流子在发光层的两个界面处产生聚集，引起效率滚降；G-EML结构磷光OLED在制备过程中要求连续不断地改变发光材料在主体材料中的掺杂浓度，使得器件的制备工艺十分复杂、重复性很低；QW-EML结构磷光OLED在发光层中引入了多层与主体材料在HOMO及LOMO能级差别较大的间隔层材料，这些间隔层材料的引入大大增加了磷光OLED中的异质结界面，导致器件具有高的驱动电压和低的效率。