CN110828676B - 有机发光二极管和具有其的有机发光装置 - Google Patents

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Abstract

一种有机发光二极管和包括所述二极管的有机发光装置，所述有机发光二极管包括实现延迟荧光的发光材料层和与所述发光材料层相邻设置并实现荧光或磷光的另一发光材料层。由于在复数个发光材料层中产生的激子通过各自具有受控能级的发光材料下降到基态，因此可以实现源自延迟荧光材料的优异发光效率和源自具有窄FWHM的荧光或磷光材料的改善的颜色纯度。

Description

有机发光二极管和具有其的有机发光装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月7日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0091755号的权益，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及有机发光二极管，以及更具体地涉及提高发光效率和颜色纯度的有机发光二极管和具有其的有机发光装置。
背景技术
随着显示装置变得更大，存在对空间占用较小的平板显示装置的需要。在平板显示装置中，利用有机发光二极管(OLED)的显示装置已经成为关注焦点。
OLED可以形成为小于
Figure BDA0002150646280000011
的薄膜，并且根据电极配置实现单向或双向图像。甚至可以在例如塑料基板的柔性透明基板上形成OLED，以实现柔性或可折叠发光器件。此外，OLED可以在10V或更低的较低电压下驱动。此外，与等离子体显示面板和无机电致发光器件相比，OLED具有相对较低的驱动功耗，并且其颜色纯度非常高。因此，OLED显示装置作为可以替代液晶显示装置(LCD)的下一代显示装置而引起了很多关注。
OLED包括空穴注入电极(阳极)、电子注入电极(阴极)和设置在阳极和阴极之间的发光单元。发光单元可以包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光材料层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)，每个层顺序层合在阳极上以提高其发光效率。
在OLED中，从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在EML中结合以形成不稳定的能态的激子，然后随着激子下降到稳定的基态而发光。如果需要，OLED还可以包括激子阻挡层，例如HTL和EML之间的电子阻挡层(EBL)和/或EML和ETL之间的空穴阻挡层(HBL)，以防止激子猝灭。
EML通常包含主体和其中发生实质发光的掺杂剂。由于蓝色发光材料应具有比其他颜色发光材料更宽的能带隙，因此开发蓝色发光材料存在限制。
发明内容
因此，本公开涉及有机发光二极管和具有其的有机发光装置，其基本上避免了由相关技术的限制和缺点造成的一个或更多个问题。
本公开的目的是提供提高其发光效率和颜色纯度的有机发光二极管以及具有其的有机发光装置。
本公开的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将从描述中变得明显，或者可以通过本公开的实施而被知晓。本公开的目的和其他优点将通过书面说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
根据一个方面，本公开提供了有机发光二极管，其包括：彼此面对的第一电极和第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间并且包括发光材料层的至少一个发光单元，其中所述发光材料层包括：包含第一化合物和第二化合物的第一发光材料层，以及设置在第一电极与第一发光材料层之间、或第一发光材料层与第二电极之间的包含第三化合物和第四化合物的第二发光材料层，其中第一化合物包括具有以下化学式1的结构的有机化合物，第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式1
Figure BDA0002150646280000021
其中R1至R5各自独立地选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基；X为CR6或氮(N)，其中R6为氕、氘、氚或C1至C20烷基。
化学式3
Figure BDA0002150646280000031
其中R11选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基；R12和R13各自为碳(C)，其中R12和R13各自与氕、氘或氚键合，或者R12直接与R13键合，或经由氧(O)、硫(S)或硒(Se)与R13键合；Y1和Y2各自独立地为碳(C)、硅(Si)或锗(Ge)；m为1至4的整数；以及n为0至2的整数。
根据另一个方面，本公开提供了具有以上有机发光二极管的有机发光装置。
应理解，前述一般性描述和以下详细描述两者都是实例和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步说明。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开的实施方式并且与描述一起用于解释本公开的实施方案的原理。
图1是示出本公开的一个实施方案的有机发光照明器件的示意性截面图；
图2是示出根据本公开的一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图；
图3是根据本公开的一个示例性实施方案的EML中的延迟荧光材料示出发光机理的示意图；
图4是根据本公开的一个示例性实施方案的根据发光材料间的能级示出发光机理的示意图；
图5是示出根据本公开的另一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图；
图6是根据本公开的另一个示例性实施方案的根据发光材料间的能级示出发光机理的示意图；
图7是示出根据本公开的又一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图；
图8是根据本公开的又一个示例性实施方案的根据发光材料间的能级示出发光机理的示意图；
图9是示出根据本公开的又一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图；
图10是示出根据本公开的实施例制造的OLED的电压-电流密度的测量结果的图；
图11是示出根据本公开的实施例制造的OLED的电流密度-EQE(外量子效率)的测量结果的图；以及
图12是示出根据本公开的实施例制造的OLED的EL(电致发光)谱的测量结果的图。
具体实施方式
现在将详细地参照本公开的各方面，其实例在附图中示出。
有机发光装置
随着注入的空穴和电子结合以在发光材料层(EML)中形成激子，然后不稳定的激发态激子返回到稳定的基态，有机发光二极管(OLED)发光。EML中应用的发光材料的外量子效率(EQE；ηext)可以通过以下方程式(1)计算：
ηext＝ηS/T×Γ×Φ×η输出耦合 (1)
在方程式(1)中，“ηS/T”为激子产生效率(单线态/三线态比例)；“г”为电荷平衡因子；“Φ”为辐射量子效率；“η输出耦合”为输出耦合效率。
“ηS/T”是从激子到光的转化率并且在荧光材料的情况下最大值为0.25。理论上，当电子遇到空穴以形成激子时，通过自旋排列以1:3的比例产生成对自旋的单线态激子和不成对自旋的三线态激子。在荧光材料的情况下，激子中只有单线态激子可以参与发光过程。
电荷平衡因子“г”是都形成激子的空穴和电子之间的平衡并且通常具有值“1”，假设1:1匹配为100％。“Φ”是与实际发光材料的发光效率相关的值，并且取决于主体-掺杂剂系统中掺杂剂的光致发光。
“η输出耦合”是发光材料中发射光之间向外提取的光的比率。当各向同性发光材料热沉积形成薄膜时，每个发光分子不具有特定取向，而是以无规状态存在。这样的无规取向的输出耦合效率通常假定为“0.2”。
因此，当组合以上方程式(1)的4个参数时，在使用现有技术荧光材料的情况下，OLED可以表现出最大5％的发光效率。已经开发出磷光材料以解决荧光材料的低发光效率。磷光材料使用不同的发光机理将单线态激子和三线态激子二者均转换成光。
然而，代表性的磷光材料，金属配合物非常昂贵并且发光寿命太短而不能商用。特别是，现有技术蓝色磷光材料对于显示装置没有足够的颜色纯度，并且表现出非常短的发光寿命，因此，它们还没有用于商业显示装置中。此外，蓝色主体应具有比蓝色磷光掺杂剂的能级更高的能级以防止蓝色磷光掺杂剂的三线态激子能量转移到蓝色主体。可以用作蓝色磷光主体的有机化合物受到很大限制，因为随着化合物的共轭结构增加或芳环稠合，有机芳族化合物趋于具有降低的三线态能级。
此外，具有较高三线态能级的磷光主体显示出差的电荷注入和电荷传输，从而导致OLED提高其驱动电压和功耗。高驱动电压对EML中的材料施加电应力，这导致主体和掺杂剂的改变，从而对OLED的发光寿命产生不良影响。因此，蓝色磷光主体还不满足显示器行业所要求的发光效率和可靠性。
已经开发出延迟荧光材料以解决现有技术荧光或磷光掺杂剂伴随的缺点。代表性延迟荧光材料使用热活化延迟荧光(TADF)。延迟荧光材料能够实现分子内电荷转移使得其可以在发光过程中使用三线态激子能量以及单线态激子能量。由于延迟荧光材料像磷光材料一样利用单线态和三线态激子能量，因此其发光效率优异。
然而，延迟荧光材料显示出低发光寿命，因为其在发光过程期间使用三线态激子能量。此外，延迟荧光材料使用电荷转移(CT)发光机理。因此，延迟荧光材料由于CT发光机理而具有有宽FWHM(半峰全宽)的发光波长，因此延迟荧光材料在颜色纯度方面具有应用于显示装置的限制。
因此，需要开发具有高可靠性、优异发光效率和改善的颜色纯度的有机发光二极管。通过在发光单元中构造多层发光材料层，本公开的有机发光二极管可以使发光效率和颜色纯度最大化。本公开的OLED可以应用于有机发光装置例如有机发光显示装置和有机发光照明装置。将说明具有OLED的有机发光显示装置。图1是示出本公开的有机发光显示装置的截面图。
如图1所示，有机发光显示装置700包括基板702、基板702上的薄膜晶体管Tr、和与薄膜晶体管Tr连接的有机发光二极管800。
基板702可以包括但不限于玻璃、薄的柔性材料和/或聚合物塑料。例如，柔性材料可以选自以下组：聚酰亚胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)及其组合，但不限于此。其上方布置有薄膜晶体管Tr和有机发光二极管800的基板702形成阵列基板。
缓冲层704可以设置在基板702上方，并且薄膜晶体管Tr设置在缓冲层704上方。可以省去缓冲层704。
半导体层710设置在缓冲层704上方。在一个示例性实施方案中，半导体层710可以包含氧化物半导体材料。在这种情况下，遮光图案(未示出)可以设置在半导体层710下方，并且遮光图案(未示出)可以防止光入射到半导体层710，从而防止半导体层710由于光而劣化。或者，半导体层710可以包含但不限于多晶硅。在这种情况下，半导体层710的相反的边缘可以掺杂有杂质。
由绝缘材料形成的栅极绝缘层720设置在半导体层710上。栅极绝缘层720可以包含无机绝缘材料，例如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)。
由例如金属的导电材料制成的栅电极730设置在栅极绝缘层720的上方对应于半导体层710的中心。虽然在图1中栅极绝缘层720设置在基板702的整个区域的上方，但栅极绝缘层720可以与栅电极730相同地图案化。
由绝缘材料形成的层间绝缘层740设置在栅电极730上，覆盖在基板702的整个表面的上方。层间绝缘层740可以包含例如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料、或者例如苯并环丁烯或光压克力的有机绝缘材料。
层间绝缘层740具有使半导体层710的两侧暴露的第一半导体层接触孔742和第二半导体层接触孔744。第一半导体层接触孔742和第二半导体层接触孔744与栅电极730间隔开地设置在栅电极730的相反侧。在图1中第一半导体层接触孔742和第二半导体层接触孔744形成在栅极绝缘层720内。或者，当栅极绝缘层720被与栅电极730相同地图案化时，第一半导体层接触孔742和第二半导体层接触孔744仅形成在层间绝缘层740内。
由例如金属的导电材料形成的源电极752和漏电极754设置在层间绝缘层740上。源电极752和漏电极754相对于栅电极730彼此间隔开，并且分别通过第一半导体层接触孔742和第二半导体层接触孔744接触半导体层710的两侧。
半导体层710、栅电极730、源电极752和漏电极754构成充当驱动元件的薄膜晶体管Tr。图1中的薄膜晶体管Tr具有其中栅电极730、源电极752和漏电极754设置在半导体层710上方的共面结构。或者，薄膜晶体管Tr可以具有其中栅电极设置在半导体层下方并且源电极和漏电极设置在半导体层上方的反向交错结构。在这种情况下，半导体层可以包含非晶硅。
尽管未在图1中示出，但是还可以在像素区域中形成彼此交叉以限定像素区域的栅极线和数据线、以及与栅极线和数据线连接的开关元件。开关元件与作为驱动元件的薄膜晶体管Tr连接。此外，电源线与栅极线或数据线平行地间隔开，并且薄膜晶体管Tr还可以包括被配置为使栅电极的电压恒定地保持一帧的存储电容器。
此外，有机发光显示装置700可以包括用于吸收从有机发光二极管800发出的一部分光的滤色器(未示出)。例如，滤色器(未示出)可以吸收特定波长(例如红(R)色、绿(G)色或蓝(B)色)的光。在这种情况下，有机发光显示装置700可以通过滤色器(未示出)实现全色。
例如，当有机发光显示装置700是底部发光型时，滤色器(未示出)可以与有机发光二极管800对应地设置在层间绝缘层740上。或者，当有机发光显示装置700是顶部发光型时，滤色器(未示出)可以设置在有机发光二极管800上方，即第二电极820上方。
钝化层760设置在整个基板702上方在源电极752和漏电极754上。钝化层760具有平坦的顶表面以及使薄膜晶体管Tr的漏电极754暴露的漏极接触孔762。虽然在图1中漏极接触孔762设置在第二半导体层接触孔744上，但是其可以与第二半导体层接触孔744间隔开。
有机发光二极管800包括设置在钝化层760上并且与薄膜晶体管Tr的漏电极754连接的第一电极810。有机发光二极管800还包括各自依次设置在第一电极810上的发光单元830和第二电极820。
第一电极810设置在每个像素区域中。第一电极810可以是阳极并且包含具有相对高的功函数值的导电材料。例如，第一电极810可以包含但不限于透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、SnO、ZnO、氧化铟铈(ICO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)等。
在一个示例性实施方案中，当有机发光显示装置700是顶部发光型时，反射电极或反射层(未示出)可以设置在第一电极810下方。例如，反射电极或反射层(未示出)可以包含但不限于铝-钯-铜(APC)合金。
此外，堤层770设置在钝化层760上，以覆盖第一电极810的边缘。堤层770使第一电极810的中心暴露。
作为发光层的发光单元830设置在第一电极810上。在一个示例性实施方案中，发光单元830可以具有发光材料层的单层结构。或者，发光单元830可以具有空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、发光材料层(EML)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)和/或电子注入层(EIL)的多层结构(参见图2、图5、图7、图8和图9)。发光单元830可以具有多个EML。
作为实例，EML可以包括包含第一化合物和第二化合物的第一EML以及与第一EML相邻设置并包含第三化合物和第四化合物的第二EML。或者，EML可以包括包含第一化合物和第二化合物的第一EML以及与第一EML相邻设置并包含第三化合物、第四化合物和第五化合物的第二EML。
在另一个替代实施方案中，EML可以包括包含第一化合物和第二化合物的第一EML、与第一EML相邻设置并包含第三化合物和第四化合物的第二EML、以及与第一EML相邻设置并包含第六化合物、第七化合物和第八化合物的第三EML。下面将更详细地说明第一化合物至第八化合物的具体种类、这些化合物间的能级关系和EML的结构。
第二电极820设置在其上方设置有发光单元830的基板702的上方。第二电极820可以设置在整个显示区域上方，并且可以包含具有与第一电极810相比相对低的功函数值的导电材料。第二电极820可以是阴极。例如，第二电极820可以包含但不限于铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、银(Ag)、其合金或其组合，例如铝-镁合金(Al-Mg)。
此外，封装膜780可以设置在第二电极820上方，以防止外部水分渗透到有机发光二极管800中。封装膜780可以具有但不限于第一无机绝缘膜782、有机绝缘膜784和第二无机绝缘膜786的层合结构。
有机发光二极管800的发光单元830具有多个发光材料层，所述发光材料层包含主体、至少一种延迟荧光掺杂剂和至少一种荧光或磷光掺杂剂。通过应用这些发光材料，可以制造有机发光二极管800和有机发光装置700，其各自可以实现具有最大发光效率和改善的颜色纯度的超荧光。
有机发光二极管
图2是示出根据本公开的一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图。如图2所示，根据本公开的示例性第一实施方案的有机发光二极管(OLED)100包括彼此面对的第一电极110和第二电极120、以及设置在第一电极110与第二电极120之间的作为发光层的发光单元130。在一个示例性实施方案中，发光单元130包括从第一电极110分别依次层叠的空穴注入层(HIL)140、空穴传输层(HTL)150、发光材料层(EML)160、电子传输层(ETL)170和电子注入层(EIL)180。或者，发光单元130还可以包括设置在HTL 150和EML 160之间的第一激子阻挡层即电子阻挡层(EBL)155和/或设置在EML 160与ETL 170之间的第二激子阻挡层即空穴阻挡层(HBL)175。
第一电极110可以是向EML 160中提供空穴的阳极。第一电极110可以包含具有相对高的功函数值的导电材料，例如，透明导电氧化物(TCO)。在一个示例性实施方案中，第一电极110可以包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、SnO、ZnO、氧化铟铈(ICO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)等。
第二电极120可以是向EML 160中提供电子的阴极。第二电极120可以包含具有相对低的功函数值的导电材料，即，高反射材料，例如铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、银(Ag)、其合金、其组合等，例如铝-镁合金(Al-Mg)。
HIL 140设置在第一电极110与HTL 150之间并改善无机的第一电极110与有机的HTL 150之间的界面特性。在一个示例性实施方案中，HIL 140可以包括但不限于4,4’,4”-三(3-甲基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基-氨基)三苯胺(NATA)、4,4’,4”-三(N-(萘-1-基)-N-苯基-氨基)三苯胺(1T-NATA)、4,4’,4”-三(N-(萘-2-基)-N-苯基-氨基)三苯胺(2T-NATA)、铜酞菁(CuPc)、三(4-咔唑基-9-基-苯基)胺(TCTA)、N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-1,1’-联苯基-4,4”-二胺(NPB；NPD)、1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲六腈(二吡嗪[2,3-f:2’3’-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六腈；HAT-CN)、1,3,5-三[4-(二苯基氨基)苯基]苯(TDAPB)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/酯(PEDOT/PSS)和/或N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺。可以根据OLED 100的结构省略HIL 140。
HTL 150在第一电极110与EML 160之间与EML 160相邻地设置。在一个示例性实施方案中，HTL 150可以包括但不限于N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(TPD)、NPB、4,4’-双(N-咔唑基)-1,1’-联苯(CBP)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺](聚-TPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))](TFB)、二-[4-(N,N-二-对甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺和/或N-(联苯-4-基)-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)联苯基-4-胺。
在一个示例性实施方案中，HIL 140和HTL 150各自可以以约5nm至约200nm、优选约5nm至约100nm但不限于此的厚度层合。
EML 160包括第一EML(EML1)162和第二EML(EML2)164。下面将更详细地说明那些EML 162和EML 164中的配置和发光机理。
ETL 170和EIL 180在EML 160与第二电极120之间依次层合。ETL 170包含具有高电子迁移率的材料，以便通过快速电子传输向EML 160中稳定地提供电子。
在一个示例性实施方案中，ETL 170可以包含但不限于基于
Figure BDA0002150646280000101
二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并
Figure BDA0002150646280000102
唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物、基于三嗪的化合物等。
例如，ETL 170可以包括但不限于三-(8-羟基喹啉铝)(Alq3)、2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-
Figure BDA0002150646280000111
二唑(PBD)、螺-PBD、喹啉锂(Liq)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1’-联苯-4-羟基)铝(BAlq)、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)、2,9-双(萘-2-基)4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(NBphen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑(TAZ)、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑(NTAZ)、1,3,5-三(对吡啶-3-基-苯基)苯(TpPyPB)、2,4,6-三(3’-(吡啶-3-基)联苯-3-基)1,3,5-三嗪(TmPPPyTz)、聚[9,9-双(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基铵)-丙基)-2,7-芴]-交替-2,7-(9,9-二辛基芴)](PFNBr)、三(苯基喹喔啉)(TPQ)和/或2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑。
EIL 180设置在第二电极120与ETL 170之间，并且可以改善第二电极120的物理特性，并因此可以提高OLED 100的寿命。在一个示例性实施方案中，EIL 180可以包含但不限于例如LiF、CsF、NaF、BaF2等的碱卤化物和/或例如苯甲酸锂、硬脂酸钠等的有机金属化合物。
在一个实施方案中，ETL 170和EIL 180各自可以以约10nm至约200nm、并且优选约10nm至约100nm但不限于此的厚度层合。
当空穴经由EML 160传输到第二电极120和/或电子经由EML 160传输到第一电极110时，OLED 100可能具有短寿命和降低的发光效率。为了防止这些现象，根据本公开的该实施方案的OLED 100具有与EML 160相邻的至少一个激子阻挡层。
例如，示例性实施方案的OLED 100在HTL 150与EML 160之间包括EBL 155，以便控制和防止电子传输。在一个示例性实施方案中，EBL 155可以包括但不限于TCTA、三[4-(二乙基氨基)苯基]胺、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺、TAPC、MTDATA、1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、3,3’-双(N-咔唑基)-1,1’-联苯(mCBP)、CuPc、N,N’-双[4-(双(3-甲基苯基)氨基)苯基]-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(DNTPD)和/或TDAPB。
此外，OLED 100还在EML 160与ETL 170之间包括HBL 175作为第二激子阻挡层，使得空穴无法从EML 160传输到ETL 170。在一个示例性实施方案中，HBL 175可以包括但不限于基于
Figure BDA0002150646280000112
二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并
Figure BDA0002150646280000113
唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物、和基于三嗪的化合物。
例如，HBL 175可以包含与EML 160中的发光材料相比具有相对较低的HOMO能级的化合物。HBL 175可以包括但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、双-4,5-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)、氧双(2,1-亚苯基)双(二苯基氧化膦)(DPEPO)及其组合。
作为实例，EBL 155和HBL 175各自可以以约5nm至约200nm、优选约10nm至约100nm但不限于此的厚度层合。
如上所述，根据本公开的第一实施方案的OLED 100的EML 160包括EML 162和EML164两个EML。具体地，EML 160包括包含第一化合物和第二化合物的EML1 162以及包含第三化合物和第四化合物的EML2 164。作为实例，第一化合物可以是第一主体，第二化合物可以是延迟荧光掺杂剂(T掺杂剂)。第三化合物可以是第二主体，第四化合物可以是荧光或磷光掺杂剂(F掺杂剂)。
EML1 162可以设置在EBL 155和HBL 175之间，并且EML2 164可以设置在EBL 155和EML1 162之间或EML1 162和HBL 175之间。在下文中，将说明其中EML2 164设置在EBL155和EML1 162之间的EML 160。
EML1 162包含第二化合物，其可以是延迟荧光材料。在这种情况下，通过调节作为主体的第一化合物以及第二化合物间的能级，可以实现具有提高的发光效率和优异颜色纯度的OLED 100。图3是通过根据本公开的一个示例性实施方案的EML中的延迟荧光材料示出发光机理的示意图。
代表性的延迟荧光是热活化延迟荧光(TADF)。延迟荧光材料中的三线态激子可以通过热或电场活化，从而可以实现超过常规荧光材料的最大发光效率的超荧光。
由于延迟荧光材料内的三线态激子可以通过在驱动OLED时产生的热或电场活化，因此三线态激子可以参与发光过程。由于延迟荧光材料通常具有电子给体部分以及电子受体部分，因此其可以转化为分子内电荷转移(ICT)状态。在使用可以转换为ICT态的延迟荧光材料作为掺杂剂的情况下，单线态能级S1的激子以及三线态能级T1的激子可以移动到中间能级态，即ICT态，然后中间态的激子可以转移到基态(S0；S1→ICT←T1)。由于延迟荧光材料中的单线态能级S1的激子以及三线态能级T1的激子参与发光过程，因此延迟荧光材料可以提高内部量子效率和发光效率。
由于在普通荧光材料内最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)两者广泛分布遍及全部分子，因此在其内部不可能在单线态能级与三线态能级之间进行相互转换(选择规则)。相比之下，由于可以转换至ICT态的延迟荧光材料在HOMO和LUMO之间几乎没有轨道重叠，因此在延迟荧光材料内HOMO态分子轨道与LUMO态分子轨道之间几乎没有相互作用。因此，电子自旋状态的变化对其他电子没有影响，并且在延迟荧光材料中形成不遵循选择规则的新电荷转移带(CT带)。
换句话说，由于延迟荧光材料在分子内具有与电子给体部分间隔开的电子受体部分，因此其以在分子内具有大偶极矩的极化状态存在。由于在具有极化状态下的偶极矩的分子中几乎没有HOMO分子轨道与LUMO分子轨道之间的相互作用，因此三线态能级激子和单线态能级激子两者都可以转换至ICT态。因此，三线态能级T1的激子以及单线态能级S1的激子可以参与发光过程。
在驱动包含延迟荧光材料的OLED的情况下，25％的单线态能级S1的激子和75％的三线态能级T1的激子通过热或电场转换为ICT态，然后转换的激子可以转移至基态S0以实现发光。因此，延迟荧光材料理论上可以具有100％的内部量子效率。
延迟荧光材料的单线态能级S1与三线态能级T1之间的能带隙ΔEST TD必须等于或小于约0.3eV，例如，为约0.05eV至约0.3eV，使得单线态能级和三线态能级两者的激子能量都可以转移至ICT态。在单线态能级与三线态能级之间具有小能带隙ΔEST TD的材料可以表现出普通荧光，以及通过反向系间窜越(RISC)的延迟荧光，其中三线态能级T1的激子可以向上转移至单线态能级S1的激子，然后单线态能级S1的激子可以转移至基态S0。
由于延迟荧光材料理论上可以表现出100％的内部量子效率，因此其可以实现与包含重金属的常规磷光材料一样高的发光效率。然而，由于延迟荧光材料中的电子受体-电子给体之间的键构象和空间扭曲，以及由它们引起的额外电荷转移跃迁(CT跃迁)，延迟荧光材料在发光过程中显示出宽的光谱，即宽的半峰全宽(FWHM)，这导致差的颜色纯度。此外，由于利用三线态激子能量以及单线态激子能量，延迟荧光材料表现出短的发光寿命。
当主体、延迟荧光材料和荧光或磷光材料包含在相同的单层EML中时，延迟荧光材料的单线态激子能量通过Dexter共振能量转移(DRET)机理转移至荧光或磷光材料，其由于通过分子间电子交换的激子扩散，通过相邻分子之间的波函数重叠来传递能量。在这种情况下，足够的激子能量可能不会从延迟荧光材料转移至荧光材料，因此，EML可能无法将其发光效率和颜色纯度实现到期望的水平。
相反，EML1 162包含第一化合物(可以是第一主体)和第二化合物(可以是延迟荧光掺杂剂)，EML2 164包含第三化合物(可以是第二主体)和第四化合物(可以是荧光或磷光掺杂剂)。当EML1 162中第二化合物的三线态激子能量上转换为其自身的单线态激子能量时，第二化合物的转换单线态激子能量通过FRET(福斯特共振能量转移)机理转移至与EML1162相邻设置的EML2 164中的第四化合物，其通过偶极-偶极相互作用通过电场以非辐射的形式转移激子能量。
当在第四化合物中发生最终发光时，EML 160可以有效地转移激子能量并实现高颜色纯度。由于从EML1 162中的第二化合物至与EML1 162相邻设置的EML2 164中的第四化合物的激子能量效率改善，OLED 100可以实现具有提高的发光效率的超荧光。此外，由于当EML2 164中具有比第二化合物更窄的FWHM的第四化合物从激发态跃迁为基态时发生最终发光，因此可以提高颜色纯度。
为了获得这样的超荧光，需要调节EML 160中发光材料间的能级。图4是通过根据本公开的一个示例性实施方案的发光材料间的能级示出发光机理的示意图。参照图4，第一化合物和第三化合物(可以是第一主体和第二主体)的激发态单线态能级S1 H1和S1 H2以及激发态三线态能级T1 H1和T1 H2应分别高于第二化合物(可以是延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD和激发态三线态能级T1 TD，以便将主体中产生的激子能量预先转移到作为延迟荧光材料的第二化合物。
作为实例，当第一化合物(可以是第一主体)的激发态三线态能级T1 H1不足够高于第二化合物(可以是延迟荧光掺杂剂)的激发态三线态能级T1 TD时，第二化合物的三线态能级T1 TD激子可以反向转移至第一化合物的激发态三线态能级T1 H1。由于第一化合物不能利用三线态激子，转移到第一化合物的第二化合物的三线态激子可能作为非发光猝灭，作为延迟荧光掺杂剂的第二化合物的三线态激子不能有助于发光。例如，与第二化合物的激发态三线态能级T1 TD相比，第一化合物的激发态三线态能级T1 H1可以高出至少0.2eV。
此外，有必要适当调整第一化合物和/或第三化合物(各自可以是主体)和第二材料(可以是延迟荧光掺杂剂)的最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未占分子轨道(LUMO)能级。例如，优选第一化合物和/或第三化合物中每一者的最高占据分子轨道能级(HOMOH)与第二化合物的最高占据分子轨道能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)、或者第一化合物和/或第三化合物中每一者的最低未占分子轨道能级(LUMOH)与第二化合物的最低未占分子轨道能级(LUMOTD)之间的能级带隙(|LUMOH-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。在这种情况下，电荷可以从作为第一主体的第一材料有效地传输到作为延迟荧光掺杂剂的第二化合物，从而提高最终发光效率。
此外，可能有必要从EML1 162中的第二化合物(其中单线态能级和三线态能级的激子通过RISC转换为ICT态)将能量转移到EML2 164中的第四化合物(其可以是荧光或磷光材料)，使得OLED 100可以实现高发光效率和高颜色纯度。为了实现这样的OLED 100，第二化合物(可以是延迟荧光材料)的激发态单线态能级S1 TD和/或激发态三线态能级T1 TD的每一者高于第四化合物(可以是荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD和激发态三线态能级T1 FD。此外，第三化合物的激发态单线态能级S1 H2应高于第四化合物的激发态单线态能级S1 FD。在这种情况下，从作为延迟荧光掺杂剂的第二掺杂剂转移到作为荧光或磷光掺杂剂的第四化合物的激子能量不能转移到作为第二主体的第二化合物，从而实现有效的发光。
这样，通过考虑EML 160中的发光材料间的能级，可以实现有效发光。在一个示例性实施方案中，第一化合物和第三化合物(各自包含在EML1 162或EML2 164中)可以各自独立地包括但不限于具有以下化学式1的结构的有机化合物：
化学式1
Figure BDA0002150646280000151
在化学式1中，R1至R5各自独立地选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基。X为CR6或氮(N)，其中R6为氕、氘、氚或C1至C20烷基。
具有化学式1的结构的第一化合物和第三化合物的激发态单线态能级和三线态能级分别高于具有化学式3的结构的第二化合物的激发态单线态能级和三线态能级。因此，具有化学式3的结构的第二化合物的三线态激子不能转移到具有化学式1的结构的第一化合物和第三化合物的激发态三线态能级。
在一个示例性实施方案中，可以用作第一化合物和/或第三化合物的具有化学式1的结构的有机化合物可以包括具有以下化学式2的结构的任何有机化合物：
化学式2
Figure BDA0002150646280000161
第二化合物可以包括但不限于具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式3
Figure BDA0002150646280000171
在化学式3中，R11选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基。R12和R13各自为碳(C)，其中R12和R13各自与氕、氘或氚键合或者R12直接或经由氧(O)、硫(S)或硒(Se)与R13键合。Y1和Y2各自独立地为碳(C)、硅(Si)或锗(Ge)。m为1至4的整数。n为0至2的整数。
具有化学式3的结构的有机化合物包括螺结构的吖啶部分(其可以充当电子给体)和通过亚苯基连接基团与吖啶部分键合的三嗪部分(其可以充当电子受体)。随着吖啶部分和三嗪部分之间的空间位阻变大，在作为电子给体的螺结构吖啶部分和作为电子受体的三嗪部分之间形成共轭结构，从而具有化学式3的结构的有机化合物可以容易地分为HOMO能级状态和LUMO能级状态。随着作为电子给体的螺结构吖啶部分和作为电子受体的三嗪部分之间的差异增加，HOMO和LUMO之间的能量重叠减少。因此，由于激发态单线态能级与激发态三线态能级之间的能带隙(ΔEST)，具有化学式3的结构的有机化合物可以实现延迟荧光特性。
作为实例，具有化学式3的结构的有机化合物可以包括具有以下化学式4至化学式6的结构的任何有机化合物：
化学式4
Figure BDA0002150646280000172
化学式5
Figure BDA0002150646280000181
化学式6
Figure BDA0002150646280000182
在化学式4中，Z1和Z2各自独立地为碳或硅。n与化学式3中的定义相同。在化学式5和6中，Z为碳或硅。
具体地，具有化学式3的结构的有机化合物可以包括具有以下化学式7的结构的任一有机化合物：
化学式7
Figure BDA0002150646280000183
Figure BDA0002150646280000191
在EML1 162中，第一化合物(可以是第一主体)的重量比可以大于第二化合物(可以是延迟荧光掺杂剂)的重量比。例如，第一化合物和第二化合物可以以约99:1至约70:30，优选约95:5至约70:30，更优选约90:10至约70:30的重量比混合在EML1 162中。当第二化合物的重量比大于第一化合物的重量比时，第二化合物的激子可能自猝灭，从而降低EML 160中的发光效率。
此外，EML2 164中的第四化合物(可以是荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD可以分别低于第三化合物和第二化合物(各自可以是第二主体和延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 H2和S1 TD的每一者，以便在EML 160中实现优异的发光效率。作为实例，第四化合物可以包括具有窄FWHM(半峰全宽)的荧光或磷光材料，例如，FWHM小于约40nm、例如为约10nm至约40nm的蓝色荧光材料。此外，其吸收光谱与第二化合物和/或第三化合物的发射光谱很大程度上重叠并且其波函数与第二化合物和/或第三化合物的波函数重叠的荧光材料可以用作第四化合物。在这种情况下，由于使EML1 162和EML2 164中过量产生的激子间的激子-激子猝灭和用于产生激子的极化子-激子猝灭最小化，因此EML 160可以使其发光效率最大化并实现具有高颜色纯度的蓝色发光。
作为实例，EML2 164中的第四化合物可以包括但不限于基于蒽的化合物、基于并四苯的化合物、基于
Figure BDA0002150646280000192
的化合物、基于菲的化合物、基于芘的化合物、基于苝的化合物、基于茋的化合物、基于吖啶酮的化合物、基于香豆素的化合物、基于吩
Figure BDA0002150646280000193
嗪的化合物和基于吩噻嗪的化合物。
具体地，第四化合物可以包括但不限于5,6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2'-联吡啶(PAP2BPy)、5,6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2,2'-联吡啶(PAPP2BPy)、N,N'-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(1,6-FLPAPrn)、N,N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基茋-4,4'-二胺(YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(YGAPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(PCAPA)、2,5,8,11-四叔丁基苝(TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(PCBAPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(2PCAPPA)、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(2PCAPA)、N-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(2PCABPhA)、9-三苯基蒽-9-胺(DPhAPhA)、N,N,N'-二苯基喹吖啶酮(DPQd)、5,12-双(1,1'-联苯-4-基)-6,11-二苯基四烯(BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(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)、N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺(p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-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(DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-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(DCJTB)和N,N,N',N'-四苯基-芘-1,6-二胺。
EML2 164中第三化合物的重量比可以大于第四化合物的重量比。在一个示例性实施方案中，在EML2 164中，第四化合物可以以约1重量％至约50重量％，优选约1重量％至约30重量％，更优选约1重量％至约15重量％包含在内。
在以上实施方案中，EML1 162中的第一化合物和EML2 164中的第三化合物包含相同的材料，例如，具有化学式1至2的结构的有机化合物。与该实施方案不同，第一化合物可以与第三化合物不同。作为实例，当包含第四化合物的EML2 164比EML1 162更靠近第一电极110设置时，即，EML2 164设置在EBL 155和EML1 162之间，如图2所示，EML2 164中的第三化合物可以与EBL 155的材料相同。在这种情况下，EML2 164可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 164可以充当用于阻挡电子的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去EBL 155，其中EML2 164可以是电子阻挡层以及发光材料层。
当EML2 164比EML1 162更靠近第二电极120设置时，即，在另一个示例性实施方案中EML2 164设置在HBL 175和EML1 162之间时，EML2 164中的第三化合物可以是与HBL 175的材料相同的材料。在这种情况下，EML2 164可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 164可以充当用于阻挡空穴的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去HBL 175，其中EML2 164可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在本公开的第一实施方案中，EML2 164仅包含第三化合物和第四化合物。第二发光材料层还可以包含第五化合物，其可以是第二延迟荧光掺杂剂。图5是示出根据本公开的另一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图，图6是通过根据本公开的另一个示例性实施方案的发光材料间的能级示出发光机理的示意图。
如图5中所示，根据本公开的第二实施方案的OLED 200包括彼此面对的第一电极210和第二电极220以及设置在第一电极210和第二电极220之间的发光单元230。在一个示例性实施方案中，作为发光层的发光单元230包括各自从第一电极210顺序层合的HIL 240、HTL 250、EML 260、ETL 270和EIL 280。此外，发光单元230还可以包括第一激子阻挡层，即设置在HTL 250和EML 260之间的EBL 255，和/或第二激子阻挡层，即设置在EML 260和ETL270之间的HBL 275。除了EML 260之外，发光单元230可以具有与第一实施方案中的发光单元130相同的配置和相同的材料。
EML 260包括第一EML(EML1)262和第二EML(EML2)264。EML1 262包含第一化合物(可以是第一主体)和第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)。EML2 264包含第三化合物(可以是第二主体)、第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)和第五化合物(可以是第二延迟荧光掺杂剂)。EML1 262可以设置在EBL 255和HBL 275之间，并且EML2 264可以设置在EBL 255和EML1 262之间或EML1 262和HBL 275之间。在下文中，将说明其中EML2 264设置在HBL 275和EML1 262之间的EML 260。
第一化合物和第三化合物(各自包含在EML1 262和EML2 264中)各自可以独立地包含具有化学式1至2的结构的任何有机化合物。第二化合物和第五化合物(各自包含在EML1 262和EML2 264中)各自可以包含具有化学式3至7的结构的任何有机化合物。
作为实例，当具有化学式1至2的结构的有机化合物用作第一主体和第二主体的每一者并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物和第三化合物(各自分别可以为第一主体和第二主体)的激发态单线态能级S1 H1和S1 H2以及激发态三线态能级T1 H1和T1 H2高于第二化合物和第五化合物(各自分别可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2以及激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2(参见图6)。
此外，当具有化学式1和化学式2的结构的有机化合物用作第一主体和第二主体并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物和第三化合物(各自分别可以为第一主体和第二主体)的每一者的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物和第五化合物(各自分别可以为第一掺杂剂和第二掺杂剂)的每一者的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)、或者第一化合物和第三化合物的每一者的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物和第五化合物的每一者的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙(|LUMOH-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。
EML2 264中的第四化合物可以包含具有窄FWHM并因此具有高颜色纯度的蓝色发光材料。作为实例，如下荧光材料可以用作第四化合物，所述荧光材料的吸收光谱很大程度上与作为第二主体的第三化合物和/或作为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂的第二化合物和第五化合物的发射光谱重叠，并且其波函数与第三化合物和/或第二化合物和第五化合物的波函数重叠。
在这种情况下，EML1 262和EML2 264中的第二化合物和第五化合物(各自可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2和/或激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2应分别高于EML2 264中的第四化合物(可以为第一荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD和/或激发态三线态能级T1 FD。此外，EML2 264中的第三化合物(可以为第二主体)的激发态单线态能级S1 H2应高于第四化合物(可以为第一荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD。
作为实例，第四化合物可以包括但不限于基于蒽的化合物、基于并四苯的化合物、基于
Figure BDA0002150646280000221
的化合物、基于菲的化合物、基于芘的化合物、基于苝的化合物、基于茋的化合物、基于吖啶酮的化合物、基于香豆素的化合物、基于吩
Figure BDA0002150646280000222
嗪的化合物和基于吩噻嗪的化合物。具体地，第四化合物可以包括但不限于PAP2BPy、PAPP2BPy、1,6-FLPAPrn、YGA2S、YGAPA、PCAPA、TBP、PCBAPA、2PCAPPA、香豆素30、2PCAPA、2PCABPhA、DPhAPhA、DPQd、BPT、DCM1、DCM2、p-mPhTD、p-mPhAFD、DCJTI、DCJTB和N,N,N',N'-四苯基-芘-1,6-二胺。
根据本公开的第二实施方案，EML1 262包含第一化合物(可以是第一主体)和第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)。EML2 264包含第三化合物(可以是第二主体)、第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)和第五化合物(可以是第二延迟荧光掺杂剂)。
EML1 262中第二化合物(可以为第一延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第二化合物的转换单线态激子能量通过FRET机理转移到EML2 264中的第四化合物(可以为第一荧光或磷光掺杂剂)。此外，EML2 264中的第五化合物(可以为第二延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第五化合物的转换单线态激子能量通过DRET机理转移到相同的EML2 264中的第四化合物(可以为第一荧光或磷光掺杂剂)，所述DRET机理由于通过分子间电子交换的激子扩散通过相邻分子中的波函数重叠转移能量。EML 260可以实现使其发光效率最大化并具有优异颜色纯度的超荧光，因为发生最终发光的第四化合物接收来自两种延迟荧光掺杂剂(即，根据本公开的示例性第二实施方案的第二化合物和第五化合物)的激子能量。
在一个示例性实施方案中，在EML1 262中，第一化合物(可以是第一主体)的重量比可以大于第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)的重量比。例如，第一化合物和第二化合物可以以约99:1至约70:30，优选约95:5至约70:30，更优选约90:10至约70:30的重量比混合在EML1 262中。
此外，在EML2 264中，第三化合物(可以是第二主体)的重量比可以大于第五化合物(可以是第二延迟荧光掺杂剂)和第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)中每一者的重量比。此外，EML2 264中第五化合物的重量比可以大于第四化合物的重量比。在这种情况下，激子能量可以通过Dexter机理从第五化合物有效地转移到第四化合物。
在一个示例性实施方案中，EML2 264可以包含等于或大于约80重量％的第三化合物和第五化合物。作为实例，EML2 264可以包含但不限于约50重量％至约80重量％、优选约60重量％至约80重量％的第三化合物，约10重量％至约40重量％、优选约15重量％至约35重量％的第五化合物，和约1重量％至约20重量％、优选约1重量％至约5重量％的第四化合物。例如，当第二化合物和第五化合物的重量比的每一者大于第一化合物和第三化合物的重量比的每一者时，第二化合物和第五化合物(可以是延迟荧光掺杂剂)的激子可能自猝灭，从而降低EML 260中的发光效率。
与第一实施方案类似，第一化合物可以与第三化合物不同。作为实例，当包含第四化合物的EML2 264比EML1 262更靠近第一电极210设置时，即，EML2 264设置在EBL 255和EML1 262之间时，EML2 264中的第三化合物可以与EBL 255的材料相同。在这种情况下，EML2 264可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 264可以充当用于阻挡电子的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去EBL 255，其中EML2 264可以是电子阻挡层以及发光材料层。
当如图5所示EML2 264比EML1 262更靠近第二电极220设置时，即，在另一个示例性实施方案中，EML2 264设置在HBL 275和EML1 262之间时，EML2 264中的第三化合物可以是与HBL 275的材料相同的材料。在这种情况下，EML2 264可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 264可以充当用于阻挡空穴的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去HBL 275，其中EML2 264可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在以上第一和第二实施方案中，OLED 100和OLED 200具有双层EML 160和双层EML260。EML可以具有三层结构。图7是示出根据本公开的另一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图。图8是通过根据本公开的另一个示例性实施方案的发光材料间的能级示出发光机理的示意图。
如图7中所示，根据本公开的第三实施方案的OLED 300包括彼此面对的第一电极310和第二电极320以及设置在第一电极310和第二电极320之间的发光单元330。在一个示例性实施方案中，作为发光层的发光单元330包括各自从第一电极310顺序地层合的HIL340、HTL 350、EML 360、ETL 370和EIL 380。此外，发光单元330还可以包括第一激子阻挡层，即设置在HTL 350和EML 360之间的EBL 355，和/或第二激子阻挡层，即设置在EML 360和ETL 370之间的HBL 375。除了EML 360之外，发光单元330可以具有与第一和第二实施方案中的发光单元130和230相同的配置和相同的材料。
EML 360包括包含第一化合物和第二化合物的第一EML(EML1)362、包含第三化合物和第四化合物的第二EML(EML2)364和包含第六化合物至第八化合物的第三EML(EML3)366。第一化合物可以是第一主体，第二化合物可以是第一延迟荧光掺杂剂(TD1)。第三化合物可以是第二主体，第四化合物可以是第一荧光或磷光掺杂剂(FD1)。此外，第六化合物可以是第三主体，第七化合物可以是第二延迟荧光掺杂剂(TD2)，第八化合物可以是第二荧光或磷光掺杂剂(FD2)。
在一个示例性实施方案中，EML1 362可以设置在EBL 355和HBL 375之间，EML2364可以设置在EBL 355和EML1 362之间，并且EML3 366可以设置在EML1 362和HBL 375之间。或者，EML2 364可以设置在EML1 362和HBL 375之间，并且EML3 366可以设置在EBL 355和EML1 362之间。换句话说，相对于EML1 362，EML3 366与EML2 364相反地设置。在下文中，将说明其中EML2 364、EML1 362和EML3 366顺序地层合在第一电极310上的EML 360。
第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自可以是第一主体至第三主体并且包含在EML1 362、EML2 364和EML3 366中)各自可以独立地包括具有化学式1至2的结构的任何有机化合物。第二化合物和第七化合物(各自可以是第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂并且包含在EML1 362和EML3 366中)各自可以包括具有化学式3至7的结构的任何有机化合物。
作为实例，当具有化学式1至2的结构的有机化合物用作第一主体至第三主体的每一者并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自可以为第一主体至第三主体)的激发态单线态能级S1 H1、S1 H2和S1 H3以及激发态三线态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3分别高于第二化合物和第七化合物(各自可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2以及激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2(参见图8)。
此外，当具有化学式1和2的结构的有机化合物用作第一主体至第三主体并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自分别可以为第一主体至第三主体)的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物和第七化合物(各自分别可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)、或者第一化合物、第三化合物和第六化合物的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物和第七化合物的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙(|LUMOH-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。
EML2 364和EML3 366中的第四化合物和第八化合物各自可以独立地包含具有窄FWHM并因此具有高颜色纯度的蓝色发光材料。作为实例，如下荧光材料可以独立地用作第四化合物和第八化合物中的每一者，所述荧光材料的吸收光谱很大程度上与作为第二主体和第三主体的第三化合物和第六化合物和/或作为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂的第二化合物和第七化合物的发射光谱重叠，并且其波函数与第三化合物和第六化合物和/或第二化合物和第七化合物的波函数重叠。
在这种情况下，EML1 362和EML3 366中的第二化合物和第七化合物(各自可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2和/或激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2应分别高于EML2 364或EML3 366中的第四化合物和第八化合物(各自可以为第一荧光或磷光掺杂剂和第二荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD1和S1 FD2和/或激发态三线态能级T1 FD1和T1 FD2。此外，第三化合物和第六化合物(各自可以为EML2364或EML3 366中的第二主体和第三主体)的激发态单线态能级S1 H2和S1 H3的每一者应分别高于第四化合物和第八化合物(各自可以为第一荧光或磷光掺杂剂和第二荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD1和S1 FD2的每一者。
作为实例，第四化合物和第八化合物各自可以独立地包括但不限于基于蒽的化合物、基于并四苯的化合物、基于
Figure BDA0002150646280000261
的化合物、基于菲的化合物、基于芘的化合物、基于苝的化合物、基于茋的化合物、基于吖啶酮的化合物、基于香豆素的化合物、基于吩
Figure BDA0002150646280000262
嗪的化合物和基于吩噻嗪的化合物。具体地，第四化合物和第八化合物各自可以独立地包括但不限于PAP2BPy、PAPP2BPy、1,6-FLPAPrn、YGA2S、YGAPA、PCAPA、TBP、PCBAPA、2PCAPPA、香豆素30、2PCAPA、2PCABPhA、DPhAPhA、DPQd、BPT、DCM1、DCM2、p-mPhTD、p-mPhAFD、DCJTI、DCJTB和N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺。
在一个示例性实施方案中，第一化合物和第二化合物可以以约99:1至约70:30，优选约95:5至约70:30，更优选约90:10至约70:30的重量比混合在EML1 362中。EML2 364可以包含约1重量％至约50重量％，优选约1重量％至约30重量％，更优选约1重量％至约15重量％的第四化合物。
此外，EML3 366可以包含等于或大于80重量％的第六化合物和第七化合物。例如，EML3 366可以包含但不限于约50重量％至约80％重量、优选约60重量％至约80％重量的第六化合物，约10重量％至约40重量％、优选约15重量％至约35重量％的第七化合物，约1重量％至约20重量％、优选约1重量％至约5重量％的第八化合物。
根据本发明的第三实施方案，EML1 362包含第一化合物(可以是第一主体)和第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)。与EML1 362相邻设置的EML2 364包含第三化合物(可以是第二主体)和第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)。此外，也与EML1 362相邻设置的EML3 366包含第六化合物(可以是第三主体)、第七化合物(可以是第二延迟荧光掺杂剂)和第八化合物(可以是第二荧光或磷光掺杂剂)。
EML1 362中第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第二化合物的转换单线态激子能量通过FRET机理转移到EML2 364中的第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)和EML3 366中的第八化合物(可以是第二荧光或磷光掺杂剂)的每一者。此外，EML3 366中的第七化合物(可以为第二延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第七化合物的转换单线态激子能量通过DRET机理转移到相同的EML3 366中的第八化合物(可以为第二荧光或磷光掺杂剂)，所述DRET机理由于通过分子间电子交换的激子扩散通过相邻分子中的波函数重叠转移能量。
根据第三实施方案，在EML2 364中最终发光的第四化合物通过与EML2 364相邻设置的EML1 362中的第二化合物接收激子能量，在EML3 366中也最终发光的第八化合物通过两种延迟荧光掺杂剂(即，第二化合物和第七化合物)接收激子能量。换句话说，EML 360包括三层结构EML1 362、EML2 362和EML3 366，使得有效地调整本公开的第三实施方案中的EML 362、EML 364和EML 366中的激子能量转移。在这种情况下，由于使EML1 362、EML2 364和EML3 366中过量产生的激子间的激子-激子猝灭和用于产生激子的极化子-激子猝灭最小化，EML 360可以使其发光效率最大化。此外，由于第四化合物和第八化合物(各自可以是第一荧光或磷光掺杂剂或第二荧光或磷光掺杂剂)的窄FWHM，EML 360可以实现具有高颜色纯度的超荧光。
与第一和第二实施方案类似，作为主体的第一化合物、第三化合物和第六化合物各自可以彼此不同。作为实例，当包含第三化合物的EML2 364设置在EBL 355和EML1 362之间时，EML2 364中的第三化合物可以与EBL 355的材料相同。EML2 364可以具有电子阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去EBL 355，其中EML2 364可以是电子阻挡层以及发光材料层。
当在另一个示例性实施方案中EML2 364设置在HBL 375和EML1 362之间时，EML2364中的第三化合物可以是与HBL 375的材料相同的材料。EML2 364可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去HBL 375，其中EML2 364可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在又一个示例性实施方案中，EML3 366中的第六化合物可以与HBL 375的材料相同。EML3 366可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去HBL 375，其中EML3 366可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在又一个示例性实施方案中，当EML3 366设置在EBL 355和EML1 362之间时，EML3366中的第六化合物可以与EBL 355的材料相同。EML3 366可以具有电子阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去EBL 355，其中EML3 366可以是电子阻挡层以及发光材料层。
在又一个实施方案中，EML2 364中的第三化合物是与EBL 355相同的材料，并且EML3 366中的第六化合物是与HBL 375的材料相同的材料。在这种情况下，EML2 364可以具有电子阻挡功能以及发光功能，并且EML3 366可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 364和EML3 366各自可以分别充当用于阻挡电子和阻挡空穴的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去EBL 355和HBL 375，其中EML2 364可以是电子阻挡层以及发光材料层，并且EML3 366可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
当EML2 364与HBL 375相邻设置并且EML3 366与EBL 355相邻设置时，EML2 364中的第三化合物与HBL 375的材料相同，并且EML3 366中的第六化合物与EBL 355的材料相同。在这种情况下，EML2 364可以具有空穴阻挡功能以及发光功能，并且EML3 366可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 364和EML3 366各自可以分别充当用于阻挡空穴和阻挡电子的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去EBL 355和HBL 375，其中EML3 366可以是电子阻挡层以及发光材料层，并且EML2 364可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在以上第一至第三实施例中，OLED 100、OLED 200和OLED 300包括一个发光单元。本公开可以应用于串联结构的OLED，即具有多个发光单元的OLED。图9是示出根据本公开的又一个示例性实施方案的有机发光二极管的示意性截面图。
如图9中所示，根据本公开第四实施方案的OLED 400包括彼此面对的第一电极410和第二电极420、设置在第一电极410和第二电极420之间作为第一发光层的第一发光单元430、设置在第一发光单元430和第二电极420之间作为第二发光层的第二发光单元530、以及设置在第一发光单元430和第二发光单元530之间的电荷生成层600。
第一电极410可以是阳极，并且包括但不限于具有相对大的功函数值的导电材料。作为实例，第一电极410可以包含但不限于ITO、IZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。
第二电极420可以是阴极，并且可以包含但不限于具有相对小的功函数值的导电材料，例如Al、Mg、Ca、Ag、其合金或其组合。第一电极410和第二电极420各自可以以约30nm至约300nm但不限于此的厚度层合。
第一发光单元430包括HIL 440、第一HTL(下HTL)450、下EML 460和第一ETL(下ETL)470。第一发光单元430还可以包括设置在第一HTL 450和下EML 460之间的第一EBL(下EBL)455和/或设置在下EML 460和第一ETL 470之间的第一HBL(下HBL)475。
第二发光单元530包括第二HTL(上HTL)550、上EML 560、第二ETL(上ETL)570和EIL580。第二发光单元530还可以包括设置在第二HTL 550和上EML 560之间的第二EBL(上EBL)555和/或设置在上EML 560和第二ETL 570之间的第二HBL(上HBL)575。
下EML 460和上EML 560中的至少一者可以实现蓝(B)光发射并且具有三层结构。或者，下EML 460和上EML 560中的一者可以实现(蓝)光发射并且具有三层结构，并且下EML460和上EML 560中的另一者可以实现绿(G)、黄-绿(YG)、黄(Y)、橙或红(R)光发射。在下文中，将说明其中下EML 460发射蓝光并且具有三层结构，并且上EML 560发射绿、黄绿、黄(Y)、橙或红光的OLED 400。
HIL 440设置在第一电极410和第一HTL 450之间，并且改善无机第一电极410和有机第一HTL 450之间的界面特性。在一个示例性实施方案中，HIL 440可以包含但不限于MTDATA、NATA、1T-NATA、2T-NATA、CuPc、TCTA、NPB(NPD)、HAT-CN、TDAPB、PEDOT/PSS和/或N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺。可以根据OLED 400的结构省去HIL 440。
第一HTL 450和第二HTL 550各自可以独立地包含但不限于TPD、NPD(NPB)、CBP、聚-TPD、TFB、TAPC、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺和/或N-(联苯-4-基)-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)联苯-4-胺。HIL 440以及第一HTL 450和第二HTL 550各自可以以约5nm至约200nm、优选约5nm至约100nm但不限于此的厚度层合。
第一ETL 470和第二ETL 570各自分别促进第一发光单元430和第二发光单元530中的电子传输。第一ETL 470和第二ETL 570各自可以分别独立地包含但不限于基于
Figure BDA0002150646280000306
二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并
Figure BDA0002150646280000301
唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物、基于三嗪的化合物等。作为实例，第一ETL 470和第二ETL 570各自可以分别独立地包含但不限于Alq3，PBD、螺-PBD、Liq、TPBi、BAlq、Bphen、NBphen、BCP、TAZ、NTAZ、TpPyPB、TmPPPyTz、PFNBr、TPQ和/或2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑。
EIL 580设置在第二电极420和第二ETL 570之间，并且可以改善第二电极420的物理特性，因此可以提高OLED 400的寿命。在一个示例性实施方案中，EIL 580可以包含但不限于碱卤化物例如LiF、CsF、NaF、BaF2等，和/或有机金属化合物例如苯甲酸锂、硬脂酸钠等。
作为实例，第一EBL 455和第二EBL 555各自可以分别独立地包含但不限于TCTA、三[4-(二乙基氨基)苯基]胺、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺、TAPC、MTDATA、mCP、mCBP、CuPc、DNTPD和/或TDAPB。
第一HBL 475和第二HBL 575各自可以独立地包含但不限于基于
Figure BDA0002150646280000302
二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并
Figure BDA0002150646280000303
唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物、和基于三嗪的化合物。作为实例，第一HBL 475和第二HBL575各自可以分别独立地包含但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、B3PYMPM、DPEPO及其组合。
在一个示例性实施方案中，当上EML 560发射绿光时，上EML 560可以为但不限于包括诸如CBP等的主体的磷光材料层和诸如铱(III)双(2,4-二苯基
Figure BDA0002150646280000304
唑啉-N,C3')(乙酰丙酮酸盐)(dp2Ir(acac))和铱(III)双(2-苯基
Figure BDA0002150646280000305
唑啉酮-N,C')(乙酰丙酮酸盐)(dpo2Ir(acac))的基于铱的掺杂剂。或者，上EML 560可以是包含Alq的荧光材料层。在这种情况下，上EML 560可以发射具有但不限于约510nm至约570nm的发光波长范围的绿光。
在另一个示例性实施方案中，当上EML 560发射黄光时，上EML 560可以具有黄绿色发光材料层的单层结构或黄绿色发光材料层和绿色发光材料层的双层结构。作为实例，当上EML 560发射黄光时，黄色发光材料层包含选自CBP和双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝(BAlq)的至少一种主体和发射黄绿光的磷光掺杂剂。在这种情况下，上EML 560可以发射黄绿光，该黄绿光具有但不限于约510nm至约590nm的发光波长范围。
在一个示例性实施方案中，当上EML 560发射红光时，上EML 560可以是但不限于磷光材料层，其包含主体(例如CBP等)和选自以下的至少一种掺杂剂：PIQIr(acac)(双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱)、PQIr(acac)(双(1-苯基喹啉)乙酰丙酮铱)、PQIr(三(1-苯基喹啉)铱)和PtOEP(八乙基卟啉铂)。或者，上EML 560可以是包含PBD:Eu(DMB)3(phen)、苝和/或其衍生物的荧光材料层。在这种情况下，上EML 560可以发射具有约600nm至约650nm的发光波长范围的红光，但不限于此。
在一个替代实施方案中，上EML 560可以具有两个发光材料层，例如黄绿色发光材料层和红色发光材料层。
电荷生成层(CGL)600设置在第一发光单元430与第二发光单元530之间。CGL 600包括与第一发光单元430相邻地设置的N型CGL 610以及与第二发光单元530相邻地设置的P型CGL 620。N型CGL 610将电子注入第一发光单元430，并且P型CGL 620将空穴注入第二发光单元530。
作为实例，N型CGL 610可以是掺杂有例如Li、Na、K和/或Cs的碱金属和/或例如Mg、Sr、Ba和/或Ra的碱土金属的层。例如，在N型CGL 610中使用的主体可以包括但不限于例如Bphen或MTDATA的有机化合物。碱金属或碱土金属可以以约0.01重量％至约30重量％掺杂。
P型CGL 620可以包括但不限于，选自钨氧化物(WOx)、钼氧化物(MoOx)、铍氧化物(Be2O3)、钒氧化物(V2O5)及其组合的无机材料；和/或选自NPD、HAT-CN、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4TCNQ)、TPD、N,N,N',N'-四萘基-联苯胺(TNB)、TCTA、N,N'-二辛基-3,4,9,10-苝二甲酰亚胺(PTCDI-C8)及其组合的有机材料。
下EML 460包括包含第一化合物和第二化合物的第一EML(EML1)462、包含第三化合物和第四化合物的第二EML(EML2)464和包含第六化合物至第八化合物的第三EML(EML3)466。第一化合物可以是第一主体，第二化合物可以是第一延迟荧光掺杂剂(TD1)。第三化合物可以是第二主体，第四化合物可以是第一荧光或磷光掺杂剂(FD1)。此外，第六化合物可以是第三主体，第七化合物可以是第二延迟荧光掺杂剂(TD2)，第八化合物可以是第二荧光或磷光掺杂剂(FD2)。相对于EML1462，EML3 466与EML2 464相反地设置。在下文中，将说明其中EML2464、EML1 462和EML3 466顺序地层合在第一电极410上的下EML 460。
第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自可以是第一主体至第三主体并且包含在EML1 462、EML2 464和EML3 466中)各自可以独立地包括具有化学式1至2的结构的任何有机化合物。第二化合物和第七化合物(各自可以是第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂并且包含在EML1 462和EML3 466中)各自可以包括具有化学式3至7的结构的任何有机化合物。
作为实例，当具有化学式1至2的结构的有机化合物用作第一主体至第三主体的每一者并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自分别可以为第一主体至第三主体)的激发态单线态能级S1 H1、S1 H2和S1 H3以及激发态三线态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3分别高于第二化合物和第七化合物(各自分别可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2以及激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2(参见图8)。
此外，当具有化学式1和2的结构的有机化合物用作第一主体至第三主体并且具有化学式3至7的结构的有机化合物用作第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂时，第一化合物、第三化合物和第六化合物(各自分别可以为第一主体至第三主体)的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物和第七化合物(各自分别可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)、或者第一化合物、第三化合物和第六化合物的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物和第七化合物的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙(|LUMOH-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。
EML2 464和EML3 466中的第四化合物和第八化合物各自可以独立地包含具有窄FWHM并因此具有高颜色纯度的蓝色发光材料。作为实例，如下荧光材料可以独立地用作第四化合物和第八化合物的每一者，所述荧光材料的吸收光谱很大程度上与作为第二主体和第三主体的第三化合物和第六化合物和/或作为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂的第二化合物和第七化合物的发射光谱重叠，并且其波函数与第三化合物和第六化合物和/或第二化合物和第七化合物的波函数重叠。
在这种情况下，EML1 462和EML3 466中的第二化合物和第七化合物(各自可以为第一延迟荧光掺杂剂和第二延迟荧光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 TD1和S1 TD2和/或激发态三线态能级T1 TD1和T1 TD2应分别高于EML2 464或EML3 466中的第四化合物和第八化合物(各自可以为第一荧光或磷光掺杂剂和第二荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD1和S1 FD2和/或激发态三线态能级T1 FD1和T1 FD2。此外，EML2 464或EML3 466中的第三化合物和第六化合物(各自可以为第二主体和第三主体)的激发态单线态能级S1 H2和S1 H3的每一者应分别高于第四化合物和第八化合物(各自可以为第一荧光或磷光掺杂剂和第二荧光或磷光掺杂剂)的激发态单线态能级S1 FD1和S1 FD2的每一者。
作为实例，第四化合物和第八化合物各自可以独立地包括但不限于基于蒽的化合物、基于并四苯的化合物、基于
Figure BDA0002150646280000331
的化合物、基于菲的化合物、基于芘的化合物、基于苝的化合物、基于茋的化合物、基于吖啶酮的化合物、基于香豆素的化合物、基于吩
Figure BDA0002150646280000332
嗪的化合物和基于吩噻嗪的化合物。具体地， 第四化合物和第八化合物各自可以独立地包括但不限于PAP2BPy、PAPP2BPy、1,6-FLPAPrn、YGA2S、YGAPA、PCAPA、TBP、PCBAPA、2PCAPPA、香豆素30、2PCAPA、2PCABPhA、DPhAPhA、DPQd、BPT、DCM1、DCM2、p-mPhTD、p-mPhAFD、DCJTI、DCJTB和N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺。
在一个示例性实施方案中，第一化合物和第二化合物可以以约99:1至约70:30，优选约95:5至约70:30，更优选约90:10至约70:30的重量比混合在EML1 462中。EML2 464可以包含约1重量％至约50重量％，优选约1重量％至约30重量％，更优选约1重量％至约15重量％的第四化合物。
此外，EML3 466可以包含等于或大于80重量％的第六化合物和第七化合物。例如，EML3 466可以包含但不限于约50重量％至约80％重量、优选约60重量％至约80％重量的第六化合物，约10重量％至约40重量％、优选约15重量％至约35重量％的第七化合物，约1重量％至约20重量％、优选约1重量％至约5重量％的第八化合物。
根据本发明的第四实施方案，EML1 462包含第一化合物(可以是第一主体)和第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)。与EML1 462相邻设置的EML2 464包含第三化合物(可以是第二主体)和第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)。此外，也与EML1 462相邻设置的EML3 466包含第六化合物(可以是第三主体)、第七化合物(可以是第二延迟荧光掺杂剂)和第八化合物(可以是第二荧光或磷光掺杂剂)。
EML1 462中第二化合物(可以是第一延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第二化合物的转换单线态激子能量通过FRET机理转移到EML2 464中的第四化合物(可以是第一荧光或磷光掺杂剂)和EML3 466中的第八化合物(可以是第二荧光或磷光掺杂剂)的每一者。此外，EML3 466中的第七化合物(可以为第二延迟荧光掺杂剂)的三线态激子能量通过RISC机理上转换为其自身的单线态激子能量，第七化合物的转换单线态激子能量通过DRET机理转移到相同的EML3 466中的第八化合物(可以为第二荧光或磷光掺杂剂)，所述DRET机理由于通过分子间电子交换的激子扩散通过相邻分子中的波函数重叠转移能量。
根据第四实施方案，EML2 464中各自最终发光的第四化合物通过与EML2 464相邻设置的EML1 462中的第二化合物接收激子能量，EML3466中各自也最终发光的第八化合物通过两种延迟荧光掺杂剂(即，第二化合物和第七化合物)接收激子能量。换句话说，EML460包括三层结构EML1 462、EML2 462和EML3 466，使得有效地调整本公开的第四实施方案中的EML 462、EML 464和EML 466中的激子能量转移。在这种情况下，由于使EML1 462、EML2464和EML3 466中过量产生的激子间的激子-激子猝灭和用于产生激子的极化子-激子猝灭最小化，下EML 460可以使其发光效率最大化。此外，由于第四化合物和第八化合物(各自可以是第一荧光或磷光掺杂剂或第二荧光或磷光掺杂剂)的窄FWHM，EML 460可以实现具有高颜色纯度的超荧光。
与第一至第三实施方案类似，作为主体的第一化合物、第三化合物和第六化合物各自可以彼此不同。作为实例，当包含第三化合物的EML2 464设置在第一EBL 455和EML1462之间时，EML2 464中的第三化合物可以与第一EBL 455的材料相同。EML2 464可以具有电子阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去第一EBL 455，其中EML2 464可以是电子阻挡层以及发光材料层。
当在另一个示例性实施方案中EML2 464设置在第一HBL 475和EML1 462之间时，EML2 464中的第三化合物可以是与第一HBL 475相同的材料。EML2 464可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去第一HBL 475，其中EML2 464可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在又一个示例性实施方案中，EML3 466中的第六化合物可以与第一HBL 475的材料相同。EML3 466可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去第一HBL 475，其中EML3 466可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在又一个示例性实施方案中，当EML3 466设置在第一EBL 455和EML1 462之间时，EML3 466中的第六化合物可以与第一EBL 455的材料相同。EML3 466可以具有电子阻挡功能以及发光功能。在一个实施方案中，可以省去第一EBL 455，其中EML3 466可以是电子阻挡层以及发光材料层。
在又一个实施方案中，EML2 464中的第三化合物是与第一EBL 455相同的材料，并且EML3 466中的第六化合物是与第一HBL 475相同的材料。在这种情况下，EML2 464可以具有电子阻挡功能以及发光功能，并且EML3 466可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 464和EML3 466各自可以分别充当用于阻挡电子和阻挡空穴的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去第一EBL 455和第一HBL 475，其中EML2 464可以是电子阻挡层以及发光材料层，并且EML3 466可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
当EML2 464与第一HBL 475相邻设置并且EML3 466与第一EBL 455相邻设置时，EML2 464中的第三化合物与第一HBL 475的材料相同，并且EML3 466中的第六化合物与第一EBL 455的材料相同。在这种情况下，EML2 464可以具有空穴阻挡功能以及发光功能，并且EML3 466可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换句话说，EML2 464和EML3 466各自可以分别充当用于阻挡空穴和阻挡电子的缓冲层。在一个实施方案中，可以省去第一EBL 455和第一HBL 475，其中EML3 466可以是电子阻挡层以及发光材料层，并且EML2 464可以是空穴阻挡层以及发光材料层。
在一个替代实施方案中，下EML 460可以具有双层结构，如图2或图5所示。在这种情况下，下EML 660可以包括第一EML和第二EML。第一EML可以包含第一化合物和第二化合物，第二EML可以包含第三化合物和第四化合物和任选的第五化合物。
在另一个示例性实施方案中，本公开的OLED还可以包括：设置在第二发光单元530和第二电极420之间的第三发光单元(未示出)以及设置在第二发光单元530和第三发光单元(未示出)之间的第二CGL(未示出)。在这种情况下，第一发光单元430、第二发光单元530和第三发光单元(未示出)中的至少一者可以包括双层结构或三层结构。
实施例1：有机发光二极管(OLED)的制造
制造以下的有机发光二极管(在下文中，这种类型的OLED被称为'F/T OLED')：包括具有荧光材料的第二发光材料层(EML 2)和具有延迟荧光材料的第一EML(EML1)，其各自顺序地层合在第一电极和第二电极之间。EML1和EML2各自包含主体，即化学式2中的H1。EML1还包含荧光掺杂剂N,N,N',N'-四苯基-芘-1,6-二胺，并且EML2还包含延迟荧光掺杂剂，即化学式7中的T1。
将附接有ITO的玻璃基板图案化使其照射面积为3mm×3mm，并用UV-臭氧洗涤。将基板转移到真空室以使发光层沉积，将该室设定为具有1×10-6托的基础压力，并且按以下顺序沉积发光层和阴极：空穴注入层(HIL)(HAT-CN；
Figure BDA0002150646280000361
)；空穴传输层(HTL)(α-NPB，
Figure BDA0002150646280000364
至
Figure BDA0002150646280000363
)；电子阻挡层(EBL)(TCTA；
Figure BDA0002150646280000362
)；EML2(H1(主体):N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺(荧光掺杂剂)＝95:5(按重量计)；
Figure BDA00021506462800003610
EML1(H1(主体):T1(延迟荧光掺杂剂)＝90:10(按重量计)；
Figure BDA0002150646280000369
)；电子传输层(ETL)(2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-苯并咪唑；
Figure BDA0002150646280000368
)；电子注入层(EIL)(LiF；
Figure BDA0002150646280000367
)；和阴极(Al；
Figure BDA0002150646280000365
至
Figure BDA0002150646280000366
)。
然后，在阴极上沉积盖层(CPL)，并通过玻璃封装器件。在沉积发射层和阴极之后，将OLED从沉积室转移到干燥箱中以成膜，然后使用可UV固化环氧化合物和吸湿剂进行封装。制造的有机发光二极管的发光面积为9mm2。
实施例2至12：OLED的制造
以与实施例1中相同的方法和相同的材料制造F/T OLED，不同之处在于EML1包含H1:T1＝70:30(按重量计)(实施例2)、H1:T1＝50:50(实施例3)、H1:T2＝90:10(按重量计)(实施例4)、H1:T2＝70:30(按重量计)(实施例5)、H1:T2＝50:50(按重量计)(实施例6)、H2:T1＝90:10(实施例7)、H2:T1＝70:30(按重量计)(实施例8)、H2:T1＝50:50(按重量计)(实施例9)、H2:T2＝90:10(按重量计)(实施例10)、H2:T2＝70:30(按重量计)(实施例11)、和H2:T2＝50:50(按重量计)(实施例12)作为主体和延迟荧光掺杂剂。
比较例：OLED的制造
以与实施例1中相同的方法制造有机发光二极管，不同之处在于使包含作为主体的MADN(2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽；70重量％)和作为延迟荧光掺杂剂(参考)的2CzPN(4,5-二(9H-咔唑-9-基)邻苯二甲腈，30重量％)的单层EML(厚度
Figure BDA0002150646280000371
)层合。
实验例1：OLED的发光特性的测量
将通过实施例1至12和比较例制造的各有机发光二极管连接到外部电源，并使用恒流电源(KEITHLEY)和光度计PR650在室温下评估所有二极管的发光特性。具体地，测量实施例1至12以及比较例的发光二极管在10mA/cm2的电流密度下的驱动电压(V)、功率效率(lm/W)、外量子效率(EQE，％)和色坐标。测量结果如下表1所示。
表1：F/T OLED的发光特性
样品 电压 lm/W EQE CIEx,CIEy
参考(MADN:2CzPN＝7:3) 4.4 16.5 9.9 0.222,0.357
实施例1(H1:T1＝9:1) 4.6 17.1 11.2 0.159,0.337
实施例2(H1:T1＝7:3) 4.2 19.2 14.7 0.163,0.282
实施例3(H1:T1＝5:5) 4.1 15.2 12.3 0.171,0.299
实施例4(H1:T2＝9:1) 4.5 16.9 11.8 0.161,0.282
实施例5(H1:T2＝7:3) 4.3 17.6 13.9 0.157,0.289
实施例6(H1:T2＝5:5) 4.1 15.1 12.9 0.159,0.279
实施例7(H2:T1＝9:1) 4.5 16.1 13.1 0.157,0.262
实施例8(H2:T1＝7:3) 4.5 18.2 14.1 0.163,0.256
实施例9(H2:T1＝5:5) 4.4 14.7 11.5 0.166,0.271
实施例10(H2:T2＝9:1) 4.3 17.1 14.4 0.174,0.311
实施例11(H2:T2＝7:3) 4.1 17.4 14.7 0.177,0.307
实施例12(H2:T2＝5:5) 4.0 16.3 14.1 0.179,0.319
如表1所示，与比较例中包括单层EML的OLED相比，实施例1至12中的包括包含具有主体和延迟荧光材料的第一EML和具有第二主体和荧光材料的第二EML的双层EML的F/TOLED将其驱动电压降低多达9.1％，将其功率效率提高多达16.4％，其EQE提高多达48.5％，并且实现具有高得多的颜色纯度的蓝光发射。特别地，当EML1以9:1或7:3的重量比包含主体和延迟荧光掺杂剂时，OLED显示出提高得多的发光效率。这些结果表明，由于延迟荧光掺杂剂的自猝灭现象，当延迟荧光掺杂剂过度掺杂在主体中时，OLED的发光效率可能降低。
实施例13至24：OLED的制造
以与实施例1中相同的方法和相同的材料制造F/T OLED，不同之处在于EML1包含H1:T3＝90:10(按重量计)(实施例13)、H1:T3＝70:30(按重量计)(实施例14)、H1:T3＝50:50(按重量计)(实施例15)、H1:T5＝90:10(按重量计)(实施例16)、H1:T5＝70:30(按重量计)(实施例17)、H1:T5＝50:50(按重量计)(实施例18)、H2:T3＝90:10(实施例19)、H2:T3＝70:30(按重量计)(实施例20)、H2:T3＝50:50(实施例21)、H2:T5＝90:10(按重量计)(实施例22)、H2:T5＝70:30(按重量计)(实施例23)、和H2:T5＝50:50(按重量计)(实施例24)作为主体和延迟荧光掺杂剂。
实验例2：OLED发光特性的测量
以与实验例1相同的方法测量由实施例13至24和比较例制造的各有机发光二极管的发光特性。测量结果示于以下表2中。
表2：F/T OLED的发光特性
Figure BDA0002150646280000381
Figure BDA0002150646280000391
如表2所示，与比较例中包括单层EML的OLED相比，实施例13至24中的F/T OLED将其驱动电压降低多达4.5％，将其功率效率提高多达16.4％，其EQE提高多达35.4％，并且实现了具有高得多的颜色纯度的蓝光发射。特别地，当EML1以9:1或7:3的重量比包含主体和延迟荧光掺杂剂时，OLED显示出提高得多的发光效率。
实施例25：有机发光二极管(OLED)的制造
制造以下的有机发光二极管(在下文中，这种类型的OLED被称为'T/A OLED')：包括具有延迟荧光材料的第一发光材料层(EML 1)和具有延迟荧光材料和荧光材料的第二EML(EML2)，其各自顺序地层合在第一电极和第二电极之间。EML1和EML2各自包含主体，化学式2中的H1。EML1还包含延迟荧光掺杂剂T1，并且EML2还包含延迟荧光掺杂剂T1和荧光掺杂剂N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺。具体地，以与实施例1中相同的方法和相同的材料制造OLED，不同之处在于EML1包含H1:T1＝70:30(按重量计)
Figure BDA0002150646280000392
并且EML 2包含H1:T1:掺杂剂N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺＝69:30:1(按重量计)
Figure BDA0002150646280000393
实施例26至36：OLED的制造
以与实施例25中相同的方法和相同的材料制造T/A OLED，不同之处在于EML1包含H1:T1＝70:30(按重量计)(实施例26)、H1:T1＝50:50(实施例27)、H1:T2＝90:10(按重量计)(实施例28)、H1:T2＝70:30(按重量计)(实施例29)、H1:T2＝50:50(按重量计)(实施例30)、H2:T1＝90:10(实施例31)、H2:T1＝70:30(按重量计)(实施例32)、H2:T1＝50:50(按重量计)(实施例33)、H2:T2＝90:10(按重量计)(实施例34)、H2:T2＝70:30(按重量计)(实施例35)、和H2:T2＝50:50(按重量计)(实施例36)作为主体和延迟荧光掺杂剂。
实验例3：OLED发光特性的测量
以与实验例1相同的方法测量由实施例25至36和比较例制造的各有机发光二极管的发光特性。测量结果示于以下表3中。
表3：T/A OLED的发光特性
样品 电压 lm/w EQE CIEx,CIEy
参考(MADN:2CzPN＝7:3) 4.4 16.5 9.9 0.222,0.357
实施例25(H1:T1＝9:1) 4.3 16.7 12.3 0.159,0.302
实施例26(H1:T1＝7:3) 4.3 17.3 13.2 0.163,0.292
实施例27(H1:T1＝5:5) 4.3 15.4 11.2 0.171,0.289
实施例28(H1:T2＝9:1) 4.4 17.9 12.1 0.161,0.307
实施例29(H1:T2＝7:3) 4.3 18.2 12.7 0.157,0.287
实施例30(H1:T2＝5:5) 4.3 16.3 13.4 0.159,0.301
实施例31(H2:T1＝9:1) 4.4 16.4 13.4 0.157,0.259
实施例32(H2:T1＝7:3) 4.3 16.8 14.0 0.163,0.266
实施例33(H2:T1＝5:5) 4.3 15.2 12.7 0.166,0.271
实施例34(H2:T2＝9:1) 4.2 18.2 13.4 0.174,0.314
实施例35(H2:T2＝7:3) 4.1 19.3 14.5 0.177,0.309
实施例36(H2:T2＝5:5) 4.0 18.3 13.1 0.179,0.323
如表3所示，与比较例中包括单层EML的OLED相比，实施例25至36中的T/A OLED将其驱动电压降低多达9.1％，将其功率效率提高多达17.0％，其EQE提高多达46.5％，并且实现了具有高得多的颜色纯度的蓝光发射。特别地，当EML1以9:1或7:3的重量比包含主体和延迟荧光掺杂剂时，OLED显示出提高得多的发光效率。
实施例37至48：OLED的制造
以与实施例25中相同的方法和相同的材料制造T/A OLED，不同之处在于EML1包含H1:T3＝90:10(按重量计)(实施例37)、H1:T3＝70:30(按重量计)(实施例38)、H1:T3＝50:50(按重量计)(实施例39)、H1:T5＝90:10(按重量计)(实施例40)、H1:T5＝70:30(按重量计)(实施例41)、H1:T5＝50:50(按重量计)(实施例42)、H2:T3＝90:10(实施例43)、H2:T3＝70:30(按重量计)(实施例44)、H2:T3＝50:50(实施例45)、H2:T5＝90:10(按重量计)(实施例46)、H2:T5＝70:30(按重量计)(实施例46)、和H2:T5＝50:50(按重量计)(实施例48)作为主体和延迟荧光掺杂剂。
实验例4：OLED发光特性的测量
以与实验例1相同的方法测量由实施例37至48和比较例制造的各有机发光二极管的发光特性。测量结果示于以下表4中。
表4：T/A OLED的发光特性
样品 电压 lm/w EQE CIEx,CIEy
参考(MADN:2CzPN＝7:3) 4.4 16.5 9.9 0.222,0.357
实施例37(H1:T3＝9:1) 4.4 12.8 9.9 0.162,0.302
实施例38(H1:T3＝7:3) 4.3 14.3 10.1 0.159,0.311
实施例39(H1:T3＝5:5) 4.2 13.2 9.8 0.167,0.321
实施例40(H1:T5＝9:1) 4.3 14.2 11.8 0.159,0.311
实施例41(H1:T5＝7:3) 4.3 17.1 13.4 0.163,0.307
实施例42(H1:T5＝5:5) 4.3 15.5 12.1 0.167,0.319
实施例43(H2:T3＝9:1) 4.4 17.6 12.7 0.162,0.318
实施例44(H2:T3＝7:3) 4.3 19.2 13.4 0.163,0.309
实施例45(H2:T3＝5:5) 4.2 17.8 12.5 0.167,0.325
实施例46(H2:T5＝9:1) 4.7 7.8 10.9 0.159,0.198
实施例47(H2:T5＝7:3) 4.6 8.2 11.7 0.150,0.187
实施例48(H2:T5＝5:5) 4.6 8.0 11.1 0.155,0.201
如表4所示，与比较例中包括单层EML的OLED相比，实施例37至48中的T/A OLED将其驱动电压降低多达4.5％，将其功率效率提高多达16.4％，其EQE提高多达35.4％，并且实现了具有高得多的颜色纯度的蓝光发射。特别地，当EML1以9:1或7:3的重量比包含主体和延迟荧光掺杂剂时，OLED显示出提高得多的发光效率。
实施例49：有机发光二极管(OLED)的制造
制造以下的有机发光二极管(在下文中，这种类型的OLED被称为'F/T/A OLED')：包括具有荧光材料的第二发光材料层(EML 2)、和具有延迟荧光材料的第一EML(EML1)以及具有延迟荧光材料和荧光材料的第三EML(EML3)，其各自顺序地层合在第一电极和第二电极之间。EML1和EML2各自包含主体，即化学式2中的H1。EML2还包含荧光掺杂剂N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺。EML1还包含延迟荧光掺杂剂T1。EML3还包含延迟荧光掺杂剂T1和荧光掺杂剂N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺。具体地，以与实施例1中相同的方法和相同的材料制造OLED，不同之处在于EML 2包含H1:N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺＝95:5(按重量计)
Figure BDA0002150646280000412
Figure BDA0002150646280000411
EML1包含H1:T1＝70:30(按重量计)
Figure BDA0002150646280000413
EML3包含H1:T1:N,N,N’,N’-四苯基-芘-1,6-二胺＝69:30:1(按重量计)
Figure BDA0002150646280000421
实施例50至59：OLED的制造
以与实施例49中相同的方法和相同的材料制造F/T/A OLED，不同之处在于EML1和EML3各自包含H1和T2(实施例50)、H1和T3(实施例51)、H1和T5(实施例52)、H1和T6(实施例53)、H1和T7(实施例54)、H2和T1(实施例55)、H2和T2(实施例56)、H2和T3(实施例57)、H2和T5(实施例58)以及H2和T6(实施例59)来代替H1和H2作为主体和延迟荧光掺杂剂。
实验例5：OLED发光特性的测量
以与实验例1相同的方法测量由实施例(Ex.)49至59和比较例制造的各有机发光二极管的发光特性。测量结果示于以下表5中。此外，图10至图12各自为示出OLED的电压-电流密度、电流密度-EQE和EL(电致发光)谱的测量结果的图。
表5：F/T/A OLED的发光特性
样品 电压 lm/w EQE CIEx,CIEy
参考(Ref.)(MADN:2CzPN＝7:3) 4.4 16.5 9.9 0.222,0.357
实施例49(Ex.49)(H1:T1) 4.3 20.1 15.1 0.157,0.276
实施例50(Ex.50)(H1:T2) 4.3 19.5 15.0 0.163,0.296
实施例51(Ex.51)(H1:T3) 3.9 14.6 10.5 0.166,0.290
实施例52(Ex.52)(H1:T5) 4.0 20.3 14.4 0.164,0.297
实施例53(Ex.53)(H1:T6) 4.6 13.4 13.7 0.147,0.211
实施例54(Ex.54)(H1:T7) 4.3 15.3 14.1 0.149,0.226
实施例55(Ex.55)(H2:T1) 4.1 16.6 14.3 0.152,0.238
实施例56(Ex.56)(H2:T2) 4.0 22.0 15.5 0.161,0.301
实施例57(Ex.57)(H2:T3) 4.1 21.2 15.0 0.162,0.300
实施例58(Ex.58)(H2:T5) 4.6 8.8 13.9 0.139,0.116
实施例59(Ex.59)(H2:T6) 4.3 12.4 11.0 0.152,0.245
如表5所示，与比较例中包括单层EML的OLED相比，实施例49至59中的F/T/A OLED将其驱动电压降低多达11.4％，将其功率效率提高多达33.3％，其EQE提高多达56.6％，并且实现了具有高得多的颜色纯度的蓝光发射。
尽管已经参照示例性实施方案和实施例描述了本公开，但这些实施方案和实施例不旨在限制本公开的范围。相反，对于本领域技术人员而言将明显的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，在本公开中可以做出各种修改和变化。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变化，只要其落入所附权利要求及其等同物的范围内即可。
根据以上详细描述，可以对实施方案做出这些改变和其他改变。通常，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制为说明书和权利要求中公开的具体实施方案，而应该被解释为包括所有可能的实施方案以及这些权利要求被赋予权利的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (30)

1.一种有机发光二极管，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；以及
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的至少一个发光单元，所述至少一个发光单元包括发光材料层，
其中所述发光材料层包括包含第一化合物和第二化合物的第一发光材料层以及包含第三化合物和第四化合物的第二发光材料层，所述第二发光材料层设置在所述第一电极与所述第一发光材料层之间或者设置在所述第一发光材料层与所述第二电极之间，
其中所述第一化合物包括具有以下化学式1的结构的有机化合物，以及所述第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式1
Figure FDA0003487468830000011
其中R1至R5各自独立地选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基；以及X为CR6或氮(N)，其中R6为氕、氘、氚或C1至C20烷基，
化学式3
Figure FDA0003487468830000012
其中R11选自氕、氘、氚、C6至C30芳基和C4至C30杂芳基；R12和R13各自为碳(C)，其中R12和R13各自与氕、氘或氚键合，或者R12直接与R13键合或经由氧(O)、硫(S)或硒(Se)与R13键合；Y1和Y2各自独立地为碳(C)、硅(Si)或锗(Ge)；m为1至4的整数；以及n为0至2的整数，
其中所述第一化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级分别高于所述第二化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级，
其中所述第三化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级分别高于所述第二化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级，以及
其中所述第二发光材料层还包含第五化合物。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物的激发态单线态能级高于所述第四化合物的激发态单线态能级。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物包括具有化学式1的结构的有机化合物。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物的激发态三线态能级高于所述第四化合物的激发态三线态能级。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物包括荧光或磷光材料。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第五化合物包括具有化学式3的结构的有机化合物。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物的激发态三线态能级高于所述第五化合物的激发态三线态能级，以及其中所述第五化合物的激发态三线态能级高于所述第四化合物的激发态三线态能级。
8.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第五化合物的激发态单线态能级高于所述第四化合物的激发态单线态能级。
9.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二发光材料层设置在所述第一电极和所述第一发光材料层之间，以及所述发光单元还包括设置在所述第一电极与所述第二发光材料层之间的电子阻挡层。
10.根据权利要求9所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物与所述电子阻挡层的材料相同。
11.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二发光材料层设置在所述第一发光材料层和所述第二电极之间，以及所述发光单元还包括设置在所述第二电极和所述第二发光材料层之间的空穴阻挡层。
12.根据权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物与所述空穴阻挡层的材料相同。
13.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述发光材料层还包括相对于所述第一发光材料层而言与所述第二发光材料层相反地设置的第三发光材料层。
14.根据权利要求13所述的有机发光二极管，其中所述第三发光材料层包含第六化合物、第七化合物和第八化合物。
15.根据权利要求14所述的有机发光二极管，其中所述第六化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级分别高于所述第七化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级，所述第七化合物的激发态三线态能级高于所述第八化合物的激发态三线态能级。
16.根据权利要求14所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物和所述第七化合物的激发态三线态能级的每一者分别低于所述第一化合物、所述第三化合物和所述第六化合物的激发态三线态能级的每一者，并且分别高于所述第四化合物和所述第八化合物的激发态三线态能级的每一者。
17.根据权利要求14所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物和所述第七化合物的激发态单线态能级的每一者分别高于所述第四化合物和所述第八化合物的激发态单线态能级的每一者。
18.根据权利要求14所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级分别高于所述第二化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级，
其中所述第三化合物的激发态单线态能级高于所述第四化合物的激发态单线态能级，
其中所述第六化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级分别高于所述第七化合物的激发态单线态能级和激发态三线态能级，以及
其中所述第七化合物的激发态三线态能级高于所述第八化合物的激发态三线态能级。
19.根据权利要求13所述的有机发光二极管，其中所述第二发光材料层设置在所述第一电极和所述第一发光材料层之间，以及所述发光单元还包括设置在所述第一电极和所述第二发光材料层之间的电子阻挡层。
20.根据权利要求19所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物与所述电子阻挡层的材料相同。
21.根据权利要求13所述的有机发光二极管，其中所述第二发光材料层设置在所述第二电极和所述第一发光材料层之间，以及所述发光单元还包括设置在所述第二电极和所述第二发光材料层之间的空穴阻挡层。
22.根据权利要求21所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物与所述空穴阻挡层的材料相同。
23.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物包括具有以下化学式2的结构的任何有机化合物，
化学式2
Figure FDA0003487468830000041
24.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括具有以下化学式4至6的结构的任一有机化合物：
化学式4
Figure FDA0003487468830000051
化学式5
Figure FDA0003487468830000052
化学式6
Figure FDA0003487468830000053
其中Z1和Z2各自独立地为碳或硅；n与化学式3中的定义相同；以及Z为碳或硅。
25.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括具有以下化学式7的结构的任一有机化合物
化学式7
Figure FDA0003487468830000061
26.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物和所述第二化合物以99:1至70:30的重量比混合在所述第一发光材料层中。
27.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述至少一个发光单元包括设置在所述第一电极与所述第二电极之间并且包括下发光材料层的第一发光单元、以及设置在所述第一发光单元与所述第二电极之间并且包括上发光材料层的第二发光单元，
其中所述下发光材料层和所述上发光材料层中的至少一者包括所述第一发光材料层和所述第二发光材料层，以及
所述有机发光二极管还包括设置在所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的电荷生成层。
28.根据权利要求27所述的有机发光二极管，其中所述下发光材料层和所述上发光材料层中的所述至少一者还包括相对于所述第一发光材料层与所述第二发光材料层相反地设置的第三发光材料层。
29.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据权利要求1所述的有机发光二极管。
30.根据权利要求29所述的有机发光装置，其中所述有机发光装置包括有机发光显示装置或有机发光照明装置。
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