[发明专利]利用二阶激基复合物的宽带发射有机电致发光器件

说明书

利用二阶激基复合物的宽带发射有机电致发光器件，属于电致发光器件技术领域。基于电子异构体的基态和高分子材料的激发态耦合作用，由于该电荷转移激发态需要以电子异构体的生成为前提，将其定义为二阶激基复合物。利用该类二阶激基复合物，实现OLED的红光‑红外光的长波发射。同结合高分子材料本征的蓝绿光激子发射、异质结的一阶激基复合物的橙红光发射、电子异构体的红光发射，获得了宽带发射的OLED器件。由于电子异构体和二阶激基复合物的形成机制直接依赖于构成异质结的两种高分子材料的配比和激励电压，此类宽带OLED的发射光谱和带宽可以通过改变两种分子的浓度配比和激励电压进行调谐。

技术领域

本发明属于有机光电子学技术领域。发现了有机半导体异质结中四种不同的电致发光机制，提出了二阶激基复合物的概念，从而实现了多谱带的同时电致发光，利用兰光、绿光发射的有机半导体材料实现了绿光-红光-近红外宽带发射的有机半导体电致发光器件(OLED)，获得了一种新的宽带OLED设计方法。

背景技术

宽带或白光发射有机电致发光器件(organic light emitting diodes,OLED)在新型显示和固态照明领域具有巨大的应用前景和广泛的市场需求。利用具有不同颜色发射特性的多种材料的混合物构造OLED器件是拓宽电致发光谱带的重要途径。但由于材料的物理、化学的兼容性对制备方法的限制，能量转移过程导致的短波发射的淬灭，自吸收、互吸收等导致的发光效率的降低等因素的影响，宽带OLED器件的研制面临多方面的挑战。因此，利用尽可能少的有机半导体种类，采用最基本、最可靠的制备工艺和最简单的器件结构一直是宽带OLED追求的设计思想和发展方向。

利用有机半导体材料混合物中形成的激基复合物(Exciplex)，也是一种电荷转移激发态，是实现电致发光显著红移的重要途径。在有机半导体混合物中，两种不同分子在界面处形成异质结，辐射跃迁过程会发生在一种分子的激发态(LUMO)和另一种分子的基态(HOMO)。这就是激基复合物的形成和工作机制。为了区别于二阶激基复合物，我们将此类能态结构称为“一阶激基复合物”。

研究发现，有些有机半导体，例如聚芴材料的衍生物，poly(9,9’-dioctylfluorene-co-bis-N,N’-(4-butylphenyl)-bis-N,N’-pheny-l,4-phenylene-diamine)(PFB)中，由于分子链的折叠，这种类似激基复合物的发光机制有可能在同一分子链内不同的独立部位间形成，产生新的具有辐射跃迁的电荷转移激发态，被称为“电子异构体”(Electromer)。

实际上，在典型的有机半导体PFB和F8BT(Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-(benzo[2,1,3]thia diazol-4,8-diyl)])的混合物中，既存在PFB分子链内形成的电子异构体，也存在F8BT和PFB分子界面处的一阶激基复合物。

发明内容

本发明提出一种有机半导体异质结中新的电荷转移激发态，基于电子异构体的基态和高分子材料的激发态，将其定义为二阶激基复合物。

本发明所述的利用二阶激基复合物的宽带发射有机电致发光器件，其特征在于，利用高分子有机半导体混合物构建异质结结构，制备二阶激基复合物有机发光薄膜层；所述的二阶激基复合物有机发光薄膜层中包括一种有机半导体材料A和有机半导体材料B，有机半导体材料A分子链能够折叠，这种类似激基复合物的发光机制在同一分子链即A分子链内不同的独立部位间形成，产生新的具有辐射跃迁的电荷转移激发态，被称为“电子异构体”(Electromer)，复合物中的另一有机半导体材料B分子激发态(LUMO)和高分子有机半导体材料A分子中形成的Electromer的基态(HOMO)之间相互作用而能够产生的新的电荷转移激发态，定义为“二阶激基复合物”；利用上述两种不同能级结构的高分子材料有机半导体材料A和有机半导体材料B，在复合物异质结薄膜中生成了电子异构体和二阶激基复合物新的电荷转移激发态，将OLED器件的发射光谱向长波方向显著拓展。