CN111081888B - 有机发光二极管和具有该发光二极管的有机发光装置 - Google Patents
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Abstract
公开了包含至少一个发射单元的有机发光二极管(OLED)以及包含所述OLED的有机发光装置，所述发射单元包括可具有双极性能的第一化合物、可具有延迟荧光性能的第二化合物以及可具有窄FWHM(半峰全宽)和荧光性能的的第三化合物。而且所述化合物具有限定的相对LUMO和HOMO能量。所述OLED和所述有机发光装置具有提高的发光效率、色纯度和发光寿命以及低驱动电压。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月22日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0126164号的权益，通过援引将其完整并入本文。
技术领域
本公开涉及一种有机发光二极管，更具体地，涉及一种具有优良的发光效率、色纯度和发光寿命的有机发光二极管以及包括该有机发光二极管的有机发光装置。
背景技术
随着显示装置越来越大，需要尺寸减小的平板显示装置。在平板显示装置中，使用有机发光二极管(OLED)的显示装置已成为焦点。
在OLED中，当电荷注入电子注入电极(即阴极)和空穴注入电极(即阳极)之间的发光材料层中时，电荷组合成对，然后随着组合的电荷消失而发光。
OLED可以形成在柔性透明基板(例如，塑料基板)上。另外，OLED可以在10V以下的较低电压下驱动。此外，与等离子体显示板和无机电致发光装置相比，OLED具有相对较低的驱动功耗，并且OLED的色纯度非常高。此外，由于OLED可以显示各种颜色(例如，绿色、蓝色和红色等)，因此OLED显示装置作为可替代液晶显示装置(LCD)的下一代显示装置而备受关注。
发明内容
因此，本公开涉及有机发光二极管和包括所述二极管的有机发光装置，其基本上减少了由相关技术的局限性和缺点而引起的一个或多个问题。
本公开的目的是提供一种可提高发光效率和色纯度的有机发光二极管和有机发光装置。
本公开的另一目的是提供一种具有较低的驱动电压和功耗的有机发光二极管和有机发光装置，并且可以提高其发光寿命。
本公开的其他特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来学习。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具体指出的结构来实现和获得。
根据一个方面，本公开提供了一种有机发光二极管OLED，其包括：彼此面对的第一和第二电极；以及至少一个发射单元，所述至少一个发射单元设置在第一和第二电极之间并包括发光材料层，其中，所述发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，其中，第一化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级(LUMOH)和第二化合物的LUMO能级(LUMOTD)满足下述式(1)中的关系，其中，第一化合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级(HOMOH)、第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)和第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)满足下述式(2)中的关系，其中，第一化合物的激发态单重态能级(S1 H)高于第二化合物的激发态单重态能级(S1 TD)，并且其中，第二化合物的激发态单重态能级(S1 TD)高于第三化合物的激发态单重态能级(S1 FD)。
|LUMOH|-|LUMOTD|≤0.8eV (1)
|HOMOH|≥|HOMOTD|≥|HOMoFD| (2)
根据另一方面，本公开提供了一种有机发光二极管(OLED)，其包括：彼此面对的第一和第二电极；以及至少一个发射单元，所述至少一个发射单元设置在第一和第二电极之间并包括发光材料层，其中，所述发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，其中，第一化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级(LUMOH)和第二化合物的LUMO能级(LUMOTD)满足上述式(1)中的关系，其中，第一化合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级(HOMOH)、第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)和第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)满足上述式(2)中的关系，并且其中，第一化合物包括具有以下化学式1的结构的有机化合物：
化学式1
其中，R1至R15各自独立地为氢、氘、氚、甲硅烷基、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C5～C30芳基、C4～C30杂芳基、C5～C30烷基芳基、C4～C30杂烷基芳基、C5～C30芳氧基、C4～C30杂芳氧基、C5～C30芳基氨基或C4～C30杂芳基氨基，或R1至R15中两个相邻的基团形成各自不具有取代基或取代有C5～C30芳基或C4～C30杂芳基的稠合芳环或稠合杂芳环；X和Y各自独立地为氧(O)或硫(S)。
根据又一方面，本公开提供了一种有机发光装置，其包括基板和如上所述设置在所述基板上的本公开的OLED。
应当理解，前述的一般性描述和以下的详细描述均为示例并且是说明性的，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，并且附图被并入且构成本申请的一部分，示出了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的实施方式的原理。
图1是示出本公开的有机发光显示装置的示意性截面图；
图2是示出根据本公开示例性实施方式的有机发光二极管的示意性截面图；
图3是示出根据本公开示例性实施方式的延迟荧光材料的发光机制的示意图；
图4是示出根据本公开示例性实施方式的EML中通过发光材料之间的能级带隙的发光机制的示意图；
图5是示出根据本公开示例性实施方式的EML中发光材料之间的HOMO能级和LUMO能级的示意图；
图6是示出根据本公开另一示例性实施方式的有机发光二极管的示意性截面图；并且
图7是示出根据本公开另一示例性实施方式的有机发光二极管的示意性截面图。
具体实施方式
现将详细参照本公开的各方面，其示例描绘在附图中。
有机发光装置
本公开涉及一种有机发光二极管(OLED)以及具有所述OLED的有机发光装置，所述OLED具有发光材料层，所述发光材料层包括作为主体的第一化合物，和与第一化合物相比各自具有预定能级的第二和第三化合物。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。将说明具有本公开的OLED的显示装置。图1是示出本公开的有机发光显示装置的示意性截面图。根据本公开所有实施方式的有机发光显示装置的所有部件均可工作地连接和配置。
如图1所示，有机发光显示装置100包括基板102、基板102上的薄膜晶体管Tr，以及连接到薄膜晶体管Tr的有机发光二极管200。薄膜晶体管Tr包括半导体层110、栅电极130、源电极152和漏电极154。
基板102可包括但不限于玻璃、薄柔性材料和/或聚合物塑料。例如，柔性材料可选自由聚酰亚胺(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)及其组合组成的组，但不限于此。其上布置有薄膜晶体管Tr和有机发光二极管200的基板102形成阵列基板。
缓冲层104可以设置在基板102上，并且薄膜晶体管Tr设置在可选的缓冲层104上。缓冲层104可以省略。
半导体层110设置在缓冲层104上。在一个示例性实施方式中，半导体层110可以包括氧化物半导体材料。在这种情况下，在半导体层110下可以设置遮光图案(未示出)，遮光图案可以防止光朝半导体层110入射，从而防止半导体层110因光而劣化。作为另选，半导体层110可包括但不限于多晶硅。在这种情况下，半导体层110的相对边缘可以掺杂有杂质。
由绝缘材料形成的栅极绝缘层120设置在半导体层110上。栅极绝缘层120可以包括但不限于无机绝缘材料，例如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)。
由诸如金属等导电材料制成的栅电极130设置在栅极绝缘层120上，从而对应于半导体层110的中心。虽然在图1中栅极绝缘层120设置在基板102的整个区域上，但栅极绝缘层120可以与栅电极130相同地图案化。
由绝缘材料形成的层间绝缘层140设置在栅电极130上，覆盖在基板102的整个表面上。层间绝缘层140可以包括但不限于无机绝缘材料(例如，氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx))，或有机绝缘材料(例如，苯并环丁烯或光丙烯酸树脂(photo-acryl))。
层间绝缘层140具有露出半导体层110的两侧的第一半导体层接触孔142和第二半导体层接触孔144。第一半导体层接触孔142和第二半导体层接触孔144设置在栅电极130的两侧上，与栅电极130间隔开。在图1中，第一半导体层接触孔142和第二半导体层接触孔144形成在栅极绝缘层120内。作为另选，当栅极绝缘层120与栅电极130相同地图案化时，第一半导体层接触孔142和第二半导体层接触孔144仅形成在层间绝缘层140内。
由诸如金属等导电材料制成的源电极152和漏电极154设置在层间绝缘层140上。源电极152和漏电极154相对于栅电极130彼此间隔开，并分别通过第一半导体层接触孔142和第二半导体层接触孔144接触半导体层110的两侧。
半导体层110、栅电极130、源电极152和漏电极154构成薄膜晶体管Tr，其用作驱动元件。图1中的薄膜晶体管Tr具有栅电极130、源电极152和漏电极154设置在半导体层110上的共平面结构。作为另选，薄膜晶体管Tr可以具有栅电极设置在半导体层下而源电极和漏电极设置在半导体层上的反交叠结构。在这种情况下，半导体层可以包括但不限于非晶硅。
尽管图1中未示出，栅极线和数据线彼此相交以界定像素区，并且在像素区中可以进一步形成连接至栅极线和数据线的开关元件。开关元件连接至作为驱动元件的薄膜晶体管Tr。此外，电源线与栅极线或数据线平行间隔开，并且薄膜晶体管Tr还可以包括配置为在一帧期间恒定保持栅电极的电压的存储电容器。
另外，有机发光显示装置100可以包括用于吸收从有机发光二极管200发射的部分光的滤色片。例如，滤色片可以吸收特定波长的光，例如红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)。在这种情况下，有机发光显示装置100可以通过滤色片实现全色。
例如，当有机发光显示装置100是底部发射型时，滤色片可以设置在层间绝缘层140上对应于有机发光二极管200。作为另选，当有机发光显示装置100是顶部发射型时，滤色片可以设置在有机发光二极管200(即，第二电极220)上。
钝化层160设置在整个基板102上的源电极152和漏电极154上。钝化层160具有平坦的顶面和露出薄膜晶体管Tr的漏电极154的漏极接触孔162。虽然漏极接触孔162设置在第二半导体层接触孔144上，但其可以与第二半导体层接触孔144间隔开。
有机发光二极管200包括设置在钝化层160上并连接至薄膜晶体管Tr的漏电极154的第一电极210。有机发光二极管200还包括各自依次设置在第一电极210上的作为发射层的发射单元230和第二电极220。
第一电极210设置在各像素区中。第一电极210可以是阳极，并且包括但不限于具有相对较高的功函数值的导电材料。例如，第一电极210可包括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)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟铈(ICO)和铝掺杂的氧化锌(AZO)等。
在一个示例性实施方式中，当有机发光显示装置100是顶部发射型时，在第一电极210下可以设置反射电极或反射层(未示出)。例如，反射电极或反射层(未示出)可包括但不限于铝-钯-铜(APC)合金。
另外，库层170设置在钝化层160上以覆盖第一电极210的边缘。库层170露出第一电极210的中心。
作为发射层的发射单元230设置在第一电极210上。在一个示例性实施方式中，发射单元230可以具有发光材料层的单层结构。作为另选，发射单元230可以具有用于控制电荷输送的至少一个电荷控制或输送层的多层结构，例如空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子输送层和/或电子注入层以及发光材料层(参见图2、6和7)。作为示例，有机发光二极管200可以具有多个发射单元和设置在两个相邻发射单元之间的至少一个电荷产生层。发射单元230包括第一化合物、第二化合物和第三化合物。作为示例，第一化合物可以是主体，第二化合物可以是延迟荧光材料，并且第三化合物可以是荧光材料。这些化合物可以包含在发光材料层中。这些化合物的结构和能级将在下面更详细地解释。
第二电极220设置在设置有发射单元230的基板102上。第二电极220可以设置在整个显示区上，并且可以包括但不限于，与第一电极210相比具有相对较低的功函数值的导电材料。第二电极220可以是阴极。例如，第二电极220可包括但不限于铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、银(Au)、其合金或其组合，例如铝-镁合金(Al-Mg)。
另外，封装膜180可以设置在第二电极120上，以防止外部水分渗入有机发光二极管200中。封装膜180可以具有但不限于第一无机绝缘膜182、有机绝缘膜184和第二无机绝缘膜186的层叠结构。
如上所述，有机发光二极管200的发射单元230可包括第一至第三化合物。通过适当地调节这些化合物的能级和/或能级带隙，可以提高有机发光二极管200和有机发光显示装置100的发光效率、色纯度和发光寿命并降低其驱动电压。
有机发光二极管(OLED)
将解释本公开的在发光材料层中包含三种发光化合物(即，第一至第三化合物)的有机发光二极管。图2是示出根据本公开示例性实施方式的有机发光二极管的示意性截面图。
如图2所示，根据本公开示例性实施方式的有机发光二极管(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之间的作为发射层的发射单元330。在一个示例性实施方式中，发射单元330包括各自从第一电极310依次层叠的空穴注入层(HIL)340、空穴输送层(HTL)350、发光材料层(EML)360、电子输送层(ETL)370和电子注入层(EIL)380。
第一电极310可以是向EML 360提供空穴的阳极。如上所述，第一电极310可以包括但不限于具有相对较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式中，第一电极310可以包括但不限于ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO和AZO等。
第二电极320可以是向EML 360提供电子的阴极。如上所述，第二电极320可以包括但不限于具有相对较低的功函数值的导电材料，即，高反射材料，例如Al、Mg、Ca、Ag、其合金和其组合等。作为示例，第一电极310和第二电极320各自可具有约30nm至约300nm的厚度，但不限于此。
HIL 340设置在第一电极310和HTL 350之间，并且改善无机第一电极310和有机HTL 350之间的界面特性。在一个示例性实施方式中，HIL 340可包括但不限于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'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4”-二胺(NPB；NPD)、1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯基六甲腈(二吡嗪[2,3-f:2'3'-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈；HAT-CN)、1,3,5-三[4-(二苯基氨基)苯基]苯(TDAPB)、聚(3,4-乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸(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。根据OLED300的结构可以省略HIL 340。
HTL 350在第一电极310和EML 360之间与EML 360相邻设置。在一个示例性实施方式中，HTL 350可包括但不限于N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、NPB、4,4'-二(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)、聚[N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二(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-4-胺。
在一个示例性实施方式中，HIL 340和HTL 350各自可分别层积为约5nm至约200nm，优选约5nm至约100nm的厚度，但不限于此。
EML 360包括掺杂有其中发生实质发光的掺杂剂的主体。利用三重态激子以及单重态激子的磷光材料显示出比仅利用单重态激子的荧光材料更高的发光效率。因此，可与磷光掺杂剂一起使用的磷光主体备受关注。
磷光主体的激发态三重态能级必须高于磷光掺杂剂的激发态三重态能级，以防止磷光掺杂剂的三重态能量转移到磷光主体。随着有机芳香族化合物的共轭结构或稠合环增加，有机芳香族化合物的三重态能量急剧下降。因此，可用作磷光主体的有机材料非常有限。
另外，为了具有较高的三重态能级，磷光主体被设计为具有大于3.5至4.5eV的能级带隙。当使用具有过宽的能级带隙的磷光主体时，电荷注入和电荷输送变差，因此，需要高驱动电压，从而可能对二极管的寿命特性产生不利影响。
在一个示例性实施方式中，EML 360包括第一化合物、第二化合物和第三化合物。作为示例，第一化合物可以是EML 360的主体，第二和第三化合物可以是EML 360的掺杂剂。特别地，第二化合物可以是具有延迟荧光性能的材料，并且第三化合物可以是具有荧光性能的材料。
通过将能级被控制在预定范围内的第一至第三化合物用于EML 360中，可以降低OLED 300的驱动电压并提高OLED 300的发光效率、色纯度和发光寿命。在下文中，将解释EML 360，其中第一化合物是主体，第二化合物是热激活延迟荧光掺杂剂(T掺杂剂)，并且第三化合物是荧光掺杂剂(F掺杂剂)。
当在EML中将从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子结合形成激子，然后不稳定的激发态激子返回到稳定的基态时，有机发光二极管(OLED)发光。应用于EML的发光材料的外量子效率(EQE；ηext)可以通过四个参数的乘积来计算，即激子产生效率或单重态-三重态比率“ηS/T”、电荷平衡因子“г”、辐射量子效率“Φ”和输出耦合效率“ηout-coupling”。
在荧光材料的情况下，单重态-三重态比率的最大值为0.25。理论上，当电子遇到空穴形成激子时，通过自旋排列以1:3的比率产生成对自旋的单重态激子和未成对自旋的三重态激子。在荧光材料的情况下，只有激子中的单重态激子可以参与发射过程，而三重态激子不能参与发射过程。
电荷平衡因子“г”是形成激子的空穴和电子之间的平衡并且通常假设100％的1:1匹配而具有“1”的值。“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-掺杂剂体系中掺杂剂的光致发光。
“ηout-coupling”是发光材料中发射的光中向外提取的光的比率。当将各向同性发光材料经热沉积从而形成薄膜时，各个发光分子不具有特定取向，而是以随机状态存在。这种随机取向的输出耦合效率通常假定为“0.2”。因此，当组合4个参数时，在使用现有技术的荧光材料的情况下，OLED可以显示出至多5％的发光效率。
相反，磷光材料采用将单重态激子和三重态激子都转换成光的不同的发光机制。磷光材料通过系间窜越(ISC)将单重态激子转换为三重态激子。因此，与荧光材料相比，当将在发光过程中使用单重态激子和三重态激子二者的磷光材料用作发光材料时，可以提高发光效率。
在使用具有重金属(例如，Ir和Pt等)的金属络合物作为磷光材料的情况下，通过重金属的强自旋-轨道键可以将单重态转换为三重态。然而，现有技术的磷光材料不具有用于显示装置的足够的色纯度并且显示出非常短的发光寿命，因此，它们尚未用于商业显示装置中。
已经开发了延迟荧光材料以解决由现有技术的荧光和磷光材料引起的问题。代表性的延迟荧光材料利用热激活延迟荧光(TADF)机制。延迟荧光材料能够进行分子内电荷转移，并且可以在发射过程中利用三重态激子能量以及单重态激子能量，因此可以提高发光效率。
图3是示出根据本公开示例性实施方式的EML中通过延迟荧光材料的发光机制的示意图。
延迟荧光可分为热激活延迟荧光(TADF)和场激活延迟荧光(FADF)。延迟荧光材料中的三重态激子可以通过热量或电场激活，从而可以实现超过常规荧光材料的最大发光效率的超级荧光。
由于延迟荧光材料内的三重态激子可以通过驱动OLED中产生的热量或电场激活，因此三重态激子可以参与发射过程。由于延迟荧光材料通常具有电子供体部分以及电子受体部分，因此可以将其转换为分子内电荷转移(ICT)状态。在使用可以转换为ICT状态的延迟荧光材料作为掺杂剂的情况下，单重态能级S1的激子以及三重态能级T1的激子可以移动到中间能级状态，即ICT状态，然后中间态激子可以转移到基态(S0；S1→ICT←T1)。由于延迟荧光材料中的单重态能级S1的激子以及三重态能级T1的激子参与发射过程，因此延迟荧光材料可以提高内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)均广泛分布在整个分子上，因此不可能在其中的单重态能级和三重态能级之间进行相互转换(选择定则)。相反，由于可以转换为ICT状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状态分子轨道和LUMO状态分子轨道之间几乎没有相互作用。结果，电子自旋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定则的新电荷转移带(CT带)。
换句话说，由于延迟荧光材料在分子内具有与电子供体部分间隔开的电子受体部分，因此它在分子内以具有大偶极矩的极化状态存在。由于在具有偶极矩的极化状态的分子中，HOMO状态轨道和LUMO状态轨道之间几乎没有相互作用，因此三重态能级激子以及单重态能级激子可以转换为ICT状态。因此，三重态能级T1的激子以及单重态能级S1的激子可以参与发射过程。
在驱动包括延迟荧光材料的OLED的情况下，单重态能级S1的25％激子和三重态能级T1的75％激子通过热量或电场转换为ICT状态，然后ICT状态下的转换激子跃迁到基态S0并发光。因此，延迟荧光材料理论上可具有100％的内量子效率。
延迟荧光材料的单重态能级S1与三重态能级T1之间的能级带隙ΔEST TD必须等于或小于约0.3eV，例如，约0.05至约0.3eV，从而使得单重态能级和三重态能级中的激子能量均可以转移到ICT状态。单重态能级S1与三重态能级T1之间的能级带隙小的材料可以显示出利用系间窜越(ISC)的普通荧光(其中，单重态能级S1的激子可以跃迁到三重态能级T1的激子)，以及利用反向系间窜越(RISC)的延迟荧光(其中，三重态能级T1的激子可以向上跃迁到单重态能级S1的激子，然后单重态能级S1的激子可以跃迁到基态S0)。
图4是示出根据本公开示例性实施方式的EML中通过发光材料之间的能级带隙的发光机制的示意图。参照图4，需要预先将第一化合物(可以为主体)中产生的激子能量转移到第二化合物(可以为延迟荧光材料)。为了实现这种激子能量转移，第一化合物(可以为主体)的激发态单重态能级S1 H和激发态三重态能级T1 H各自应分别高于第二化合物(可以为延迟荧光材料)的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD。
例如，当第一化合物的激发态三重态能级T1 H不充分高于第二化合物的激发态三重态能级T1 TD时，第二化合物(可以为延迟荧光材料)的三重态T1 TD的激子可以反向跃迁到第一化合物(可以为主体)的激发态三重态能级T1 H。因此，第二化合物的三重态T1 TD的激子可能在不能使用三重态激子能量的第一化合物中作为非发射猝灭，因此，三重态激子能量不能有助于发射。例如，与第二化合物的激发态三重态能级T1 TD相比，第一化合物的激发态三重态能级T1 H可以高出至少约0.2eV。
为了实现延迟荧光，第二化合物的激发态单重态能级S1 TD与激发态三重态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD必须等于或小于约0.3eV(参见图3)。相反，第一化合物的激发态单重态能级S1 H与激发态三重态能级T1 H之间的能级带隙ΔEST H和第三化合物的激发态单重态能级S1 FD与激发态三重态能级T1 FD之间的能级带隙ΔEST FD各自可分别大于约0.3eV。
当第一和第三化合物的能级带隙ΔEST H和ΔEST FD各自等于或小于约0.3eV时，由于这些化合物引起的RISC发光机制和ISC发光机制，OLED 300可能具有减少的发光寿命。作为示例，第一化合物的能级带隙ΔEST H和第三化合物的能级带隙ΔEST FD各自可分别为大于约0.3eV且等于或小于约1.5eV，但不限于此。
另外，必须实现具有高发光效率和色纯度并且将激子能量从作为延迟荧光材料的第二化合物(其中，第二化合物通过RISC机制转换为ICT复合物状态)有效地转移到作为荧光材料的第三化合物的OLED。为了实现这样的OLED，第二化合物(可以为延迟荧光材料)的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD各自可分别高于第三化合物(可以为荧光材料)的激发态单重态能级S1 FD和激发态三重态能级T1 FD。
当将延迟荧光材料用于实现发光时，三重态激子可以参与发射过程。当在EML和ETL之间的界面形成形成激子的复合区时，延迟荧光材料的三重态激子与空穴极化子相遇而相互作用的可能性增加。由于延迟荧光材料的三重态激子与空穴极化子之间的相互作用，延迟荧光材料的三重态激子对发射机制没有贡献，从而作为非发射猝灭。随着非发射淬灭增加，应力施加到EML中的材料上，这导致材料的损坏，从而减少OLED 300的寿命。
除了第一化合物、第二化合物和第三化合物中的单重态和三重态能级之外，需要在第一至第三化合物之间适当地调节最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未占分子轨道(LUMO)能级。图5是示出根据本公开示例性实施方式的EML 360中发光材料之间的HOMO能级和LUMO能级的示意图。
如图5所示，根据本公开的示例性实施方式，可以将第一化合物的LUMO能级LUMOH与第二化合物的LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙ΔELUMO调节在预定范围内。另外，可以将第一化合物的HOMO能级HOMOH、第二化合物的HOMO能级HOMOTD和第三化合物的HOMO能级HOMOFD调节在预定范围内。作为示例，第一化合物的LUMO能级LUMOH与第二化合物的LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙ΔELUMO满足下述式(1)中的关系，并且第一化合物的HOMO能级HOMOH、第二化合物的HOMO能级HOMOTD和第三化合物的HOMO能级HOMOFD满足下述式(2)中的关系：
|LUMOH|-|LUMOTD|≤0.8eV (1)
|HOMOH|≥|HOMOTD|≥|HOMOFD| (2)
当第一化合物的LUMO能级LUMOH与第二化合物的LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙ΔELUMO满足式(1)中的关系，并且第一化合物的HOMO能级HOMOH、第二化合物的HOMO能级HOMOTD和第三化合物的HOMO能级HOMOFD满足式(2)中的关系时，通过各自分别注入EML300中的空穴和电子之间的复合引起的激子能量可以有效地转移到发生最终发光的第三化合物中。因此，OLED 300可以提高发光效率并降低驱动电压，从而导致降低功耗并增加发光寿命。
在一个示例性实施方式中，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物的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，约0.1eV至约0.5eV。在这种情况下，电荷可以从第一化合物有效地移动到第二化合物，从而提高EML 360中的最终发光效率。
在另一示例性实施方式中，第一化合物的HOMO能级HOMOH与LUMO能级LUMOH之间的能级带隙EgH大于第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD。另外，第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD大于第三化合物的HOMO能级HOMOFD与LUMO能级LUMOFD之间的能级带隙EgFD。当第一至第三化合物之间的HOMO和LUMO能级满足上述条件时，能够在发光过程中防止通过第一与第二化合物之间以及第二与第三化合物之间形成激发的复合物引起的激子能量的猝灭，即，防止激发的复合物(即激基复合物)形成。
作为示例，在绝对温度77K下第一化合物的HOMO能级HOMOH与LUMO能级LUMOH之间的能级带隙EgH可以大于在绝对温度77K下第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD。此外，在绝对温度77K下第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD大于在绝对温度77K下第三化合物的HOMO能级HOMOFD与LUMO能级LUMOFD之间的能级带隙EgFD。
当EML 360中的第一至第三化合物的HOMO能级HOMOH、HOMOTD和HOMOFD与LUMO能级LUMOH、LUMOTD和LUMOFD之间的能级带隙EgH、EgTD和EgFD各自满足上述条件时，EML 360中产生的激子能量可以通过第二化合物从第一化合物有效地转移到第三化合物。
如上所述，作为主体的第一化合物必须具有比作为延迟荧光材料的第二化合物的单重态和三重态能级更高的单重态和三重态能级。而且，需要防止第二化合物中产生的激子能量在第一化合物中作为非发射猝灭。在一个示例性实施方式中，第一化合物可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
在化学式1中，R1至R15各自独立地为氢、氘、氚、甲硅烷基、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C5～C30芳基、C4～C30杂芳基、C5～C30烷基芳基、C4～C30杂烷基芳基、C5～C30芳氧基、C4～C30杂芳氧基、C5～C30芳基氨基或C4～C30杂芳基氨基，或R1至R15中相邻的两个基团形成各自不具有取代基或取代有C5～C30芳基或C4～C30杂芳基的稠合芳环或稠合杂芳环。X和Y各自独立地为氧(O)或硫(S)。
如化学式1所示，第一化合物包括咔唑基部分(具有R1至R8基团)，和至少两个二苯并呋喃基和/或二苯并噻吩基部分(具有X和Y基团)。在下文中，将连接到咔唑基部分的中心二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分称为“第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分”，并且将连接到第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分的侧面二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分称为“第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分”。
由于咔唑基部分因其与空穴的优异的结合能力而具有p型性质，并且第一和第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分因其与电子的相对更好的结合能力而具有n型性质。因此，具有化学式1的结构的有机化合物可具有双极性。
在一个示例性实施方式中，化学式1中的R1至R15各自可分别独立地为氢、氘或氚。在另一示例性实施方式中，化学式1中的R1至R15各自可分别独立地为直链或支链的C1～C20烷基，优选C1～C10烷基或C1～C20烷氧基，优选C1～C10烷氧基。
在又一示例性实施方式中，化学式1中的R1至R15各自可分别独立地为芳基或杂芳基。作为示例，当R1至R15各自为C5～C30芳基时，R1至R15各自可独立地为但不限于非稠合或稠合的芳基，例如苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、戊搭烯基、茚基、茚并茚基、庚搭烯基、苯并苯基、引达省基、非那烯基、菲基、苯并菲基、二苯并菲基、薁基、芘基、荧蒽基、三亚苯基、
基、四联苯基、丁省基、七曜烯基、苉基、五联苯基、戊省基、芴基、茚并芴基或螺芴基。
在一个替代实施方式中，当R1至R15各自为C4～C30杂芳基时，R1至R15各自可独立地为但不限于非稠合或稠合的杂芳基，例如吡咯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三嗪基、四嗪基、咪唑基、吡唑基、吲哚基、异吲哚基、吲唑基、吲嗪基、吡咯里嗪基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基、喹喔啉基、噌啉基、喹唑啉基(quinazolinyl)、喹唑啉基(quinozolinyl)、喹嗪基、苯并喹唑啉基、苯并喹喔啉基、吖啶基、菲咯啉基、萘嵌间二氮杂苯基、菲啶基、蝶啶基、噌啉基、萘啶基、呋喃基、吡喃基、噁嗪基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、二噁英基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻喃基、氧杂蒽基、色烯基、异色烯基、噻嗪基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、二呋喃并吡嗪基、苯并呋喃并二苯并呋喃基、苯并噻吩并苯并噻吩基、苯并噻吩并二苯并呋喃基、苯并噻吩并苯并呋喃基、苯并噻吩并二苯并呋喃基或N-取代的螺芴基。
在一个示例性实施方式中，当R1至R15各自为芳基或杂芳基时，所述芳基或杂芳基可以由1至3个芳环或杂芳环组成。当构成R1至R15各自的芳环或杂芳环的数目增加时，整个有机化合物中共轭结构变得过长，使得有机化合物的带隙可能过度降低。作为示例，当R1至R15各自为芳基或杂芳基时，R1至R15各自可分别独立地为但不限于苯基、联苯基、吡咯基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基或咔唑基。
在另一示例性实施方式中，R1至R15中相邻的两个基团可以形成不具有取代基或取代有C5～C30芳基和C4～C30杂芳基中的至少一种的稠合芳环或稠合杂芳环。当R1至R15中相邻的两个基团形成稠合芳环或稠合杂芳环时，各自可取代至芳环或杂芳环的C5～C30芳基和C4～C30杂芳基可由1个或2个芳环或杂芳环组成。在这种情况下，具有化学式1的结构的有机化合物可具有适用于EML 360的能级带隙。作为示例，当R1至R15中相邻的两个基团形成稠合芳环或稠合杂芳环时，可取代至稠合芳环或稠合杂芳环的芳基或杂芳基可以为但不限于苯基、联苯基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、呋喃基或噻吩基，优选苯基。
作为示例，当构成咔唑基部分的R1至R8中相邻的两个基团形成稠合芳环或杂芳环时，咔唑基部分可形成但不限于苯并咔唑基部分、二苯并咔唑基部分、苯并呋喃并咔唑基部分、苯并噻吩并咔唑基部分、茚并咔唑基部分和吲哚并咔唑基部分等，其各自分别不具有取代基或取代有直链或支链的C1～C20烷基(优选直链或支链的C1～C10烷基)、C5～C30芳基(优选C5～C20芳基(例如，苯基和/或萘基))、C4～C30杂芳基(优选C4～C20杂芳基(例如，吡啶基、嘧啶基和/或咔唑基))及其组合。
在另一实施方式中，当构成第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分的R9至R15中相邻的两个基团形成稠合芳环或杂芳环时，第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分可形成但不限于吡啶并二苯并呋喃基部分、吡啶并二苯并噻吩基部分、茚并二苯并呋喃基部分、茚并二苯并噻吩基部分、吲哚并二苯并呋喃基部分和吲哚并二苯并噻吩基部分等，其各自分别不具有取代基或取代有直链或支链的C1～C20烷基(优选直链或支链的C1～C10烷基)、C5～C30芳基(优选C5～C20芳基(例如，苯基和/或萘基))、C4～C30杂芳基(优选C4～C20杂芳基(例如，吡啶基、嘧啶基和/或咔唑基))及其组合。
由于具有化学式1的结构的第一化合物包括具有p型性质的咔唑基部分以及具有n型性质的二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分，因此第一化合物对空穴以及电子具有优异的亲和性。因此，当将具有化学式1的结构的第一化合物应用于OLED 300的EML360时，空穴和电子形成激子的复合区形成在EML 360的中间，而不是在EML 360和ETL 370之间的界面。
另外，具有化学式1的结构的第一化合物包括各自具有中心5元环连接至两侧6元环的咔唑基部分和二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分。由于咔唑基部分以及二苯并呋喃基/二苯并噻吩基具有刚性构象结构，因此具有化学式1的结构的第一化合物在耐热性方面可能优异。因此，具有化学式1的结构的第一化合物不会因驱动OLED 300时产生的焦耳热而劣化。因此，具有化学式1的结构的第一化合物可以应用于OLED300，从而实现优异的发光效率并提高OLED 300的发光寿命。
此外，具有化学式1的结构的第一化合物包括各自具有中心5元环连接至两侧6元环的多个二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分。因此，具有化学式1的结构的第一化合物可具有适合用作EML 360中的发光材料(例如主体)的HOMO能级和LUMO能级。特别地，当第一化合物与延迟荧光材料一起用于EML 360时，可以降低OLED360的驱动电压，从而降低功耗。因此，由于驱动电压的增加而施加到OLED 300的应力减小，从而提高OLED 300的发光效率和发光寿命。
在一个示例性实施方式中，第一化合物可包括但不限于具有以下化学式2或化学式3的结构的有机化合物：
化学式2
化学式3
在化学式2和3中，R1至R15和X和Y各自分别与化学式1中所定义的相同。
特别地，第一化合物可包括但不限于具有以下化学式4的结构的有机化合物的任何一种：
化学式4
具有化学式2至4中任何一种的结构的第一化合物包括连接至中心第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分且具有p型性质的咔唑基部分，以及连接至第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分且具有n型性质的第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分，并且咔唑基部分和第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分不对称地连接至第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分。
换句话说，具有p型性质的咔唑基部分和具有n型性质的第二二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分各自分别键合至构成第一二苯并呋喃基/二苯并噻吩基部分的各侧苯环中的不对称位置，使得具有化学式2至4中任何一种的结构的第一化合物可以表现出更多的非晶性，从而极大地提高其耐热性。因此，防止了由驱动OLED 300时的焦耳热引起的结晶，并且不会破坏OLED 300的结构。
此外，由于具有化学式2至4中任何一种的结构的第一化合物包括各自包含两个苯环的咔唑基部分和二苯并呋喃基/二苯并噻苯基部分，因此第一化合物具有适合用作EML360中的主体的HOMO能级和LUMO能级。特别地，当第一化合物与延迟荧光材料和荧光材料一起用于EML 360时，可以将激子能量转移到荧光材料而在发射过程中没有能量损失。
换句话说，具有化学式1至4中任何一种的结构的第一化合物可用作OLED 300的EML 360中的主体，以提高OLED 300的发光效率，降低OLED 300的驱动电压并提高OLED 300的发光寿命。作为示例，当具有化学式1至4中任何一种的结构的第一化合物用作EML 360中的主体时，可以使由于主体中的激子与外围极化子之间的相互作用所致的激子猝灭最小化，并且防止OLED 300的发光寿命由于电氧化和光氧化而降低。
此外，具有化学式1至4中任何一种的结构的第一化合物具有优异的耐热性和较大的能级带隙和较高的三重态能级。因此，当具有化学式1至4中任何一种的结构的第一化合物用作EML 360中的主体时，第一化合物可以有效地将激子能量转移到荧光材料，使得OLED300可以具有提高的发光效率。另外，EML 360中的第一化合物不会因热而劣化，因此可以实现具有长寿命和优异色纯度的OLED 300。
EML 360包括可以为延迟荧光材料的第二化合物。如上所述，第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD各自低于第一化合物的相应的能级S1 H和T1 H(参见图4)。在一个示例性实施方式中，第二化合物可具有但不限于三嗪核。与具有化学式1至4中任何一种的结构的第一化合物相比，具有三嗪核的第二化合物可具有适当的能级。作为示例，第二化合物可包括但不限于具有以下化学式5的结构的有机化合物：
化学式5
在化学式5中，R21和R22各自独立地为氢、氘、氚、不具有取代基或取代有C5～C30芳基和杂芳基中的至少一种的C5～C30芳香族基团。R23是氢、氘、氚或氰基。R24是具有咔唑基部分或咔唑部分的C10～C30杂芳基，其中，所述咔唑基部分和所述咔唑部分各自分别独立地不具有取代基或取代有C5～C30芳基和C4～C30杂芳基中的至少一种，其中，取代至所述咔唑部分和所述咔唑基部分各自的C5～C30芳基和C4～C30杂芳基各自分别不具有取代基或取代有苯基。Ar1至Ar3各自独立地为C5～C30芳基或C4～C30杂芳基。
具有化学式5的结构的第二化合物包括可用作电子受体的三嗪部分以及经由连接基Ar3与三嗪部分隔开的可用作电子供体的R24部分。因此，具有化学式5的结构的第二化合物可具有延迟荧光性能。在一个示例性实施方式中，三嗪部分的取代基Ar1和Ar2以及将三嗪部分连接至R24部分的连接基Ar3可以是芳环。作为示例，由化学式5表示的第二化合物可包括但不限于具有以下化学式6的结构的有机化合物：
化学式6
在化学式6中，R21至R24各自分别与化学式5中所定义的相同。
特别地，如下所述的与上述第一化合物和第三化合物相比具有延迟荧光性能和适当能级的第二化合物可以为但不限于具有以下化学式7的结构的任何一种：
化学式7
由于延迟荧光材料理论上可以显示出100％的内量子效率，因此它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-电子供体之间的键合构象和空间扭曲，因此由它们引起额外的电荷转移跃迁(CT跃迁)。如上所述，延迟荧光材料基于发光机制，即电荷转移(CT)发光机制。由于归因于CT发光机制的发光性能，延迟荧光材料的发光波长具有非常宽的FWHM，因此延迟荧光材料在色纯度方面限制应用于显示装置。换句话说，由于延迟荧光材料(如TADF)使用三重态激子，因此其具有较短的寿命，并且因为其通过CT发光机制发光并因此具有非常宽的FWHM，所以在色纯度方面存在限制。另外，由于延迟荧光材料在发射过程中利用三重态能量，因此其发光寿命短。
用于解决延迟荧光的超荧光利用延迟荧光材料来提高仅利用单重态激子的荧光材料的单重态激子的产生率。由于延迟荧光材料利用三重态能量以及单重态能量，因此当释放延迟荧光材料的激子能量时，荧光材料吸收能量，并且在发射过程中使用由具有100％单重态激子的荧光材料吸收的能量。因此，为了提高包含发生最终发光的荧光材料的OLED的发光效率，延迟荧光材料和荧光材料之间的能量转移最为重要。
EML 360包括第三化合物，以防止包含延迟荧光材料的OLED降低色纯度和寿命，从而实现超荧光。第三化合物具有满足式(2)中的关系的HOMO能级。而且，第三化合物的激发态单重态能级S1 FD和激发态三重态能级T1 FD各自分别小于第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD。当第三化合物的能级满足上述关系时，通过RISC机制可以将第二化合物(可以为延迟荧光材料)的三重态能量转换为单重态能量，并且可以将所转换的延迟荧光材料的单重态能量通过Dexter转移机制(取决于通过分子间电子交换和激子扩散的相邻分子之间的波函数重叠)有效地转移到EML 360中的第三化合物(可以为荧光材料)。
在一个示例性实施方式中，作为荧光材料的第三化合物具有与作为延迟荧光材料的第二化合物的发射波长范围具有许多重叠区的吸收波长范围。在这种情况下，可以将激子能量从第二化合物有效地转移到第三化合物，使得OLED 300可以使其发光效率最大化。另外，当第三化合物的激子掉到基态时，在EML 360中发生最终发射，第三化合物包括具有窄FWHM的化合物。
在一个示例性实施方式中，作为荧光材料的第三化合物可以具有但不限于硼-二吡咯亚甲基(BODIPY；4,4,-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省)核和/或喹啉并吖啶核。作为示例，作为荧光材料的第三化合物可包括但不限于具有BODIPY核的绿色荧光材料(例如，LGGD-FD1；LUMO：-3.5eV；HOMO：-5.8eV)、具有喹啉并吖啶核的化合物(例如5,12-二甲基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.0eV；HOMO：-5.4eV)、5,12-二乙基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.0eV；HOMO：-5.4eV)、5,12-二丁基-3,10-二氟喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.1eV；HOMO：-5.5eV)、5,12-二丁基-3,10-二(三氟甲基)喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.1eV；HOMO：-5.5eV))及其组合。
在一个示例性实施方式中，EML 360中的第一化合物(可以为主体)的重量比大于EML 360中的第二和第三化合物(可以为掺杂剂)各自的重量比。而且，第二化合物的重量比可以大于第三化合物的重量比。作为另选，第一化合物的重量比大于第二化合物的重量比，并且第二化合物的重量比大于第三化合物的重量比。作为示例，当第二化合物的重量比大于第三化合物的重量比时，通过Dexter转移机制可以将足够的能量从第二化合物转移到第三化合物。
在一个替代实施方式中，EML 360可包含约60重量％至约75重量％的第一化合物、约20重量％至约40重量％的第二化合物，以及约0.1重量％至约5重量％的第三化合物。
在一个示例性实施方式中，EML 360可以层积为具有约20nm至约100nm，优选约30nm至约50nm的厚度，但不限于此。
回到图2，ETL 370和EIL 380依次层叠在EML 360和第二电极320之间。ETL 370包括具有高电子迁移率的材料，以通过快速电子输送向EML 360稳定地提供电子。
在一个示例性实施方式中，ETL 370可包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物等。
例如，ETL 370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-噁二唑(PBD)、螺-PBD、喹啉锂(Liq)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、二(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)、2,9-二(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[9,9-二(3'-((N,N-二甲基)-N-乙基铵)-丙基)-2,7-芴]-交-2,7-(9,9-二辛基芴)](PFNBr)和/或三(苯基喹喔啉)(TPQ)。
EIL 380设置在第二电极320和ETL 370之间，并且可以提高第二电极320的物理特性，因此可以提高OLED 300的寿命。在一个示例性实施方式中，EIL 380可包括但不限于碱金属卤化物(例如，LiF、CsF、NaF和BaF2等)，和/或有机金属化合物(例如，苯甲酸锂和硬脂酸钠等)。
在一个示例性实施方式中，ETL 370和EIL 380各自可分别层积为具有约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm的厚度，但不限于此。
OLED还可以包括至少一个激子阻挡层。图6是示出根据本公开另一示例性实施方式的有机发光二极管的截面图。如图6所示，根据本公开第二实施方式的OLED 400包括彼此面对的第一电极410和第二电极420以及设置在第一电极410和第二电极420之间的作为发射层的发射单元430。
在一个示例性实施方式中，发射单元430包括各自依次层叠在第一电极410上的HIL 440、HTL 450、EML 460、ETL 470和EIL 480。此外，发射单元430还包括第一激子阻挡层(即设置在HTL 450和EML 460之间的电子阻挡层(EBL)455)和/或第二激子阻挡层(即设置在EML 460和ETL 470之间的空穴阻挡层(HBL)475)。
如上所述，第一电极410可以是阳极，并且包括但不限于具有相对较大的功函数值的导电材料，例如ITO、IZO、SnO、ZnO、ICO和AZO等。第二电极420可以是阴极，并且可以包括但不限于具有相对较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各自可分别层积为具有约30nm至约300nm的厚度，但不限于此。
HIL 440设置在第一电极410和HTL 450之间。HIL 440可以包括但不限于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。根据OLED 400的结构可以省略HIL 440。
HTL 450在第一电极410和EML 460之间与EML 460相邻设置。HTL 450可包括但不限于芳香胺化合物，例如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和HTL 450各自可分别层积为具有约5nm至约200nm，优选约5nm至约10nm的厚度，但不限于此。
EML 460可以包括第一化合物(可以为主体)、第二化合物(可以为延迟荧光材料)以及第三化合物(可以为荧光材料)。在一个示例性实施方式中，第一化合物的激发态单重态能级S1 H和激发态三重态能级T1 H各自可分别高于第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD(参见图4)。作为示例，与第二化合物的激发态三重态能级T1 TD相比，第一化合物的激发态三重态能级T1 H可以高出至少0.2eV。
为了实现延迟荧光，第二化合物(可以为延迟荧光材料)的激发态单重态能级S1 TD与激发态三重态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD可以等于或小于约0.3eV(参见图3)。相反，第一化合物的激发态单重态能级S1 H与激发态三重态能级T1 H之间的能级带隙ΔEST H和第三化合物的激发态单重态能级S1 FD与激发态三重态能级T1 FD之间的能级带隙ΔEST FD各自可分别大于约0.3eV。
另外，为了有效地将激子能量从第二化合物转移到第三化合物，第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD各自可分别高于第三化合物(可以为荧光材料)的激发态单重态能级S1 FD和激发态三重态能级T1 FD。
而且，第一化合物的LUMO能级LUMOH与第二化合物的LUMO能级LUMOTD之间的LUMO能级带隙ΔELUMO满足上述式(1)中的关系，并且第一、第二和第三化合物的HOMO能级HOMOH、HOMOTD和HOMOFD满足上述式(2)中的关系。
此外，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物的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，约0.1eV至约0.5eV。
在一个示例性实施方式中，第一化合物的HOMO能级HOMOH与LUMO能级LUMOH之间的能级带隙EgH大于第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD。此外，第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD大于第三化合物的HOMO能级HOMOFD与LUMO能级LUMOFD之间的能级带隙EgFD。当第一和第二化合物的LUMO能级LUMOH和LUMOTD以及第一、第二和第三化合物的HOMO能级HOMOH、HOMOTD和HOMOFD满足式(1)和(2)中的关系，和/或第一、第二和第三化合物之间的能级带隙EgH、EgTD和EgFD满足上述条件时，电荷可以经由第二化合物有效地从第一化合物输送到第三化合物，使得EML 360可以使其发光效率最大化。
在一个示例性实施方式中，可用作主体的第一化合物可包括但不限于具有化学式1至4中任何一种的结构的有机化合物。具有化学式1至4中任何一种的结构的有机化合物由于其刚性构象结构而具有双极性和优异的耐热性。因此，该有机化合物适合用作EML 460的主体。
第二化合物可以是延迟荧光材料，例如，可以是但不限于具有化学式5至7的结构的任何一种有机化合物。由于具有化学式5至7的结构的有机化合物包括电子受体部分和与电子受体部分隔开的电子供体部分，因此其表现出延迟荧光性能并且对于具有化学式1至4的结构的第一化合物具有足够的能级。
第三化合物可以是荧光材料。特别地，第三化合物可以是具有对于第一和第二化合物满足上述式(2)中的关系的能级和窄FWHM的有机化合物。在一个示例性实施方式中，第三化合物可具有但不限于二吡咯亚甲基(BODIPY)核和/或喹啉并吖啶核。作为示例，第三化合物可包括但不限于具有BODIPY核的绿色荧光材料(LGGD-FD1)、具有喹啉并吖啶核的化合物(例如5,12-二甲基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二乙基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二氟喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二(三氟甲基)喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮)及其组合。
作为示例，EML 460中的第一化合物(可以为主体)的重量比可以大于EML 460中的第二和第三化合物(各自可以为掺杂剂)各自的重量比。另外，第二化合物的重量比可以大于第三化合物的重量比。
在一个替代实施方式中，第一化合物的重量比可以大于第二化合物的重量比，并且第二化合物的重量比可以大于第三化合物的重量比。作为示例，当第二化合物的重量比大于第三化合物的重量比时，通过Dexter转移机制可以将足够的能量从第二化合物转移到第三化合物。在一个替代实施方式中，EML 460可包含约60重量％至约75重量％的第一化合物、约20重量％至约40重量％的第二化合物以及约0.1重量％至约5重量％的第三化合物。
在一个示例性实施方式中，EML 460可以层积为具有约20nm至约100nm，优选约30nm至约50nm的厚度，但不限于此。
ETL 470设置在EML 460和EIL 480之间。作为示例，ETL 470可包括但不限于：噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物等。特别地，ETL 470可包括但不限于Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、BAlq、Bphen、NBphen、BCP、TAZ、NTAZ、TaPyPB、TmPPPyTz、PFNBr和/或TPQ。
EIL 480设置在第二电极420和ETL 470之间。在一个示例中，EIL 480可包括但不限于碱金属卤化物(例如，LiF、CsF、NaF和BaF2等)和/或有机金属化合物(例如，苯甲酸锂和硬脂酸钠等)。
在一个示例性实施方式中，ETL 470和EIL 480各自可分别层积为具有约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm的厚度，但不限于此。
当空穴经由EML 460转移到第二电极420和/或电子经由EML 460转移到第一电极410时，OLED 400可能具有短寿命和降低的发光效率。为了防止这些现象，根据本公开第二实施方式的OLED 400具有至少一个与EML 460相邻的激子阻挡层。
例如，示例性实施方式的OLED 400包括HTL 450和EML 460之间的EBL 455，以便控制和防止电子转移。在一个示例性实施方式中，EBL 455可包括但不限于TCTA、三[4-(二乙氨基)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、1,3-二(咔唑-9-基)苯(mCP)、3,3'-二(N-咔唑基)-1,1'-联苯(mCBP)、CuPc、N,N'-二[4-(二(3-甲基苯基)氨基)苯基]-N,N'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(DNTPD)和/或TDAPB。
另外，OLED 400还包括EML 460和ETL 470之间的作为第二激子阻挡层的HBL475，使得空穴不能从EML 460转移到ETL 470。在一个示例性实施方式中，HBL 475可包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物。
作为示例，EBL475可以包括与EML 460中的发光材料相比具有相对较低的HOMO能级的化合物。例如，HBL 475可包括但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、二-4,5-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)及其组合。
作为示例，EBL 455和HBL 475各自可分别层积为具有但不限于约5nm至约200nm，优选约10nm至约100nm的厚度。
根据本公开第二实施方式的OLED 400的EML 460包括能级满足预定条件的第一、第二和第三化合物。因此，可以实现具有优异的发光效率和色纯度、降低的驱动电压和改善的发光寿命的能够实现超荧光的OLED 400。
另外，根据本公开第二实施方式的OLED 400还包括至少一个激子阻挡层455和475。通过在EML 460与电荷输送层450和470(各自与EML 460相邻设置)之间的界面处防止光发射，可以进一步提高OLED 400的发光效率和寿命。
在以上实施方式中，描述了仅具有一个发射单元的OLED。与上述实施方式不同，OLED可以具有多个发射单元，以形成串联结构。图7是示出根据本公开又一实施方式的有机发光二极管的截面图。
如图7中所示，根据本公开第三实施方式的OLED 500包括彼此面对的第一电极510和第二电极520、设置在第一电极510和第二电极520之间的作为第一发射层的第一发射单元530、设置在第一发射单元530和第二电极520之间的作为第二发射层的第二发射单元630以及设置在第一发射单元530和第二发射单元630之间的电荷产生层700。
如上所述，第一电极510可以是阳极，并且包括但不限于具有相对较大的功函数值的导电材料，例如ITO、IZO、SnO、ZnO、ICO和AZO等。第二电极520可以是阴极，并且可包括但不限于具有相对较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510和第二电极520各自可分别层积为具有但不限于约30nm至约300nm的厚度。
第一发射单元530包括HIL 540、第一HTL(下HTL)550、第一EML(下EML)560和第一ETL(下ETL)570。第一发射单元530还可以包括设置在第一HTL 550与第一EML 560之间的第一EBL(下EBL)555和/或设置在第一EML 560与第一ETL 570之间的第一HBL(下部HBL)575。
第二发射单元630包括第二HTL(上HTL)650、第二EML(上EML)660、第二ETL(上ETL)670和EIL 680。第二发射单元630还可以包括设置在第二HTL 650与第二EML 660之间的第二EBL(上EBL)655和/或设置在第二EML 660与第二ETL 670之间的第二HBL(上HBL)675。
作为示例，第一EML 560和第二EML 660中的一个可以发射绿光，而第一EML560和第二EML 660中的另一个可以发射蓝光和/或红光。在下文中，将描述第一EML560发射绿光并且第二EML 660发射蓝光和/或红光的OLED 500。
HIL 540设置在第一电极510和第一HTL 550之间，并且提高无机的第一电极510与有机的第一HTL 550之间的界面特性。在一个示例性实施方式中，HIL 540可包括但不限于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。根据OLED500的结构可以省略HIL 540。
第一HTL 550和第二HTL 650各自可分别包括但不限于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 540以及第一HTL 550和第二HTL 650各自可分别层积为具有但不限于约5nm至约200nm，优选约5nm至约100nm的厚度。
第一ETL 570和第二ETL 670各自分别促进第一发射单元530和第二发射单元630中的电子输送。第一ETL 570和第二ETL 670各自可分别包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物等。
作为示例，第一ETL 570和第二ETL 670各自可独立地包括但不限于Alq3、BAlq、Bphen、NBphen、BCP、TAZ、NTAZ、TaPyPB、TmPPPyTz、PFNBr和/或TPQ。
EIL 680设置在第二电极520和第二ETL 570之间，并且可以改善第二电极520的物理特性，因此可以提高OLED 500的寿命。在一个示例性实施方式中，EIL 580可包括但不限于碱金属卤化物(例如，LiF、CsF、NaF和BaF2等)，和/或有机金属化合物(例如，苯甲酸锂和硬脂酸钠等)。
第一EBL 555和第二EBL 655各自可独立地包括但不限于TCTA、三[4-(二乙氨基)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 575和第二HBL 675各自可独立地包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物。特别地，第一HBL 575和第二HBL 675各自可独立地包括但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、二-4,5-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)及其组合。
在一个示例性实施方式中，当第二EML 660发射红光时，第二EML 660可以是包括主体(例如CBP等)和掺杂剂的磷光发光材料层，所述掺杂剂可以选自但不限于二(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱(PIQIr(acac))、二(1-苯基喹啉)乙酰丙酮铱(PQIr(acac))、三(1-苯基喹啉)铱(PQIr)、八乙基卟啉铂(PtOEP)及其组合。作为另选，第二EML 660可以是包含PBD:Eu(DBM)3(phen)(PBD：三(二苯甲酰基甲烷)单(1,10-菲咯啉)铕(Ⅲ)、苝及其衍生物作为荧光材料的荧光发光材料层。在这种情况下，第二EML 660可以发射红光，该红光具有但不限于约600nm至约650nm的发射波长范围。
在另一示例性实施方式中，当第二EML 660发射蓝光时，第二EML 660可以是包括但不限于主体(例如CBP等)和铱类掺杂剂的磷光发光材料层。作为另选，第二EML 660可以是包含螺-DPVBi(螺-4,4'-二(2,2-二苯基乙烯基)联苯)、螺-CBP、二苯乙烯基苯(DSB)、二苯乙烯基芳烃(DSA)、聚芴(PFO)类聚合物、聚亚苯基亚乙烯基(PPV)类聚合物及其组合作为荧光材料的荧光发射材料层。作为另选，第二EML 600可以发射天蓝色光或深蓝色光以及蓝色光。在这种情况下，第二EML 660可以发射蓝光，该蓝光具有但不限于约440nm至约480nm的发射波长范围。
在又一实施方式中，为了提高红光的发射效率，第二发射单元630具有多个EML，例如蓝色EML和红色EML。在这种情况下，EML 660可以发射具有但不限于约440nm至约650nm的发射波长范围的光。
电荷产生层(CGL)700设置在第一发射单元530和第二发射单元630之间。CGL700包括与第一发射单元530相邻设置的N型CGL 710和与第二发射单元630相邻设置的P型CGL720。N型CGL 710将电子注入第一发射单元530，并且P型CGL 720将空穴注入第二发射单元630。
作为示例，N型CGL 710可以是掺杂有碱金属(诸如Li、Na、K和/或Cs)和/或碱土金属(诸如Mg、Sr、Ba和/或Ra)的层。例如，N型CGL 710中使用的主体可以包括但不限于有机化合物，例如Bphen或MTDATA。碱金属或碱土金属可以掺杂约0.01重量％至约30重量％。
P型CGL 720可包括但不限于选自由钨氧化物(WOx)、钼氧化物(MoOx)、铍氧化物(Be2O3)、钒氧化物(V2O5)及其组合组成的组中的无机材料，和/或选自由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)及其组合组成的组中的有机材料。
第一EML 560可以包括第一化合物(可以为主体)、第二化合物(可以为延迟荧光材料)以及第三化合物(可以为荧光材料)。在一个示例性实施方式中，第一化合物的激发态单重态能级S1 H和激发态三重态能级T1 H各自可分别高于第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD(参见图4)。作为示例，与第二化合物的激发态三重态能级T1 TD相比，第一化合物的激发态三重态能级T1 H可以高出至少0.2eV。
为了实现延迟荧光，第二化合物(可以为延迟荧光材料)的激发态单重态能级S1 TD与激发态三重态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD可以等于或小于约0.3eV(参见图3)。相反，第一化合物(可以为主体)的激发态单重态能级S1 H与激发态三重态能级T1 H之间的能级带隙ΔEST H和第三化合物(可以为荧光材料)的激发态单重态能级S1 FD与激发态三重态能级T1 FD之间的能级带隙ΔEST FD各自可分别大于约0.3eV。
另外，为了有效地将激子能量从第二化合物转移到第三化合物，第二化合物的激发态单重态能级S1 TD和激发态三重态能级T1 TD各自可分别高于第三化合物(可以为荧光材料)的激发态单重态能级S1 FD和激发态三重态能级T1 FD。
而且，第一化合物的LUMO能级LUMOH与第二化合物的LUMO能级LUMOTD之间的LUMO能级带隙ΔELUMO满足上述式(1)中的关系，并且第一、第二和第三化合物的HOMO能级HOMOH、HOMOTD和HOMOFD满足上述式(2)中的关系。
此外，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物的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，约0.1eV至约0.5eV。
在一个示例性实施方式中，第一化合物的HOMO能级HOMOH与LUMO能级LUMOH之间的能级带隙EgH大于第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD。此外，第二化合物的HOMO能级HOMOTD与LUMO能级LUMOTD之间的能级带隙EgTD大于第三化合物的HOMO能级HOMOFD与LUMO能级LUMOFD之间的能级带隙EgFD。当第一和第二化合物的LUMO能级LUMOH和LUMOTD以及第一、第二和第三化合物的HOMO能级HOMOH、HOMOTD和HOMOFD满足式(1)和(2)中的关系，和/或第一、第二和第三化合物之间的能级带隙EgH、EgTD和EgFD满足上述条件时，电荷可以经由第二化合物有效地从第一化合物输送到第三化合物，使得EML 360可以使其发光效率最大化。
在一个示例性实施方式中，可用作主体的第一化合物可包括但不限于具有化学式1至4中任何一种的结构的有机化合物。具有化学式1至4中任何一种的结构的有机化合物由于其刚性构象结构而具有双极性和优异的耐热性。因此，该有机化合物适合用作第一EML560的主体。
第二化合物可以是延迟荧光材料，例如，可以是但不限于具有化学式5至7的结构的任何一种有机化合物。由于具有化学式5至7的结构的有机化合物包括电子受体部分和与电子受体部分隔开的电子供体部分，因此其表现出延迟荧光性能并且对于具有化学式1至4的结构的第一化合物具有足够的能级。
第三化合物可以是荧光材料。特别地，第三化合物可以是具有对于第一和第二化合物满足上述式(2)中的关系的能级和窄FWHM的有机化合物。在一个示例性实施方式中，第三化合物可具有但不限于二吡咯亚甲基(BODIPY)核和/或喹啉并吖啶核。作为示例，第三化合物可包括但不限于具有BODIPY核的绿色荧光材料(LGGD-FD1)、具有喹啉并吖啶核的化合物(例如5,12-二甲基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二乙基喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二氟喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二(三氟甲基)喹啉并(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮)及其组合。
作为示例，第一EML 560中的第一化合物(可以为主体)的重量比可以大于第一EML560中的第二和第三化合物(各自可以为掺杂剂)各自的重量比。另外，第二化合物的重量比可以大于第三化合物的重量比。
在一个替代实施方式中，第一化合物的重量比可以大于第二化合物的重量比，并且第二化合物的重量比可以大于第三化合物的重量比。作为示例，当第二化合物的重量比大于第三化合物的重量比时，通过Dexter转移机制可以将足够的能量从第二化合物转移到第三化合物。在一个替代实施方式中，EML 460可包含约60重量％至约75重量％的第一化合物、约20重量％至约40重量％的第二化合物，以及约0.1重量％至约5重量％的第三化合物。
在一个示例性实施方式中，EML 460可以层积为具有但不限于约20nm至约100nm，优选约30nm至约50nm的厚度。
根据本公开第三实施方式的OLED 500的第一EML 560包括能级满足预定条件的第一、第二和第三化合物。因此，可以实现具有优异的发光效率和色纯度、降低的驱动电压和改善的发光寿命的能够实现超荧光的OLED 500。
在另一示例性实施方式中，本公开的OLED还可以包括设置在第二发射单元630与第二电极520之间的第三发射单元和设置在第二发射单元630与第三发射单元之间的第二CGL。第三发光材料层可以包括第三EML。在这种情况下，第一EML 560、第二EML660和第三EML中的一个可包括第一、第二和第三化合物。
合成例1：化合物1的合成
(1)中间体1-1的合成
在氮气氛围下，将10.0g(40.65mmol)的4-溴二苯并呋喃、5.1g(20.32mmol)的碘和6.6g(20.32mmol)的二乙酸碘苯放入150mL乙酸和150mL乙酸酐的混合溶剂中。在溶液中加入三滴硫酸，然后在室温下搅拌10小时。反应完成后，将乙酸乙酯加入混合溶液中，然后用水洗涤溶液，并将有机层与水层分离。向有机溶液中加入无水硫酸镁，并再次搅拌溶液。用二氧化硅垫(silica pad)过滤溶液后，在减压下浓缩溶液，并通过柱层析法纯化，以得到中间体1-1(产率：65％)。
(2)中间体1-2的合成
将9.8g(26.35mmol)的中间体1-1、2.2g(13.18mmol)的咔唑、2g(32.53mmol)的铜粉和3.6g(26.36mmol)的碳酸钾加入到70mL二甲基乙酰胺中，并将该溶液在130℃下搅拌24小时。反应完成后，将温度降至室温。用二氧化硅垫过滤溶液以去除铜粉。用水洗涤所得的溶液，以将有机层与水层分离。向有机溶液中加入无水硫酸镁，并再次搅拌溶液。用二氧化硅垫过滤溶液后，在减压下浓缩溶液，并通过柱层析法纯化，以得到中间体1-2(产率：78％)。
(3)化合物1的合成
将8.4g(20.43mmol)的中间体1-2、4.76g(22.47mmol)的二苯并[b,d]呋喃-4-基-硼酸和2摩尔％的四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4)加入到50mL四氢呋喃中。将40.86mmol碳酸钾溶解于25mL水中，并将该水溶液与有机溶液混合。将混合溶液在80℃下搅拌12小时。反应完成后，将温度降至室温以将有机层与水层分离。向有机溶液中加入无水硫酸镁，并再次搅拌有机溶液。用二氧化硅垫过滤有机溶液后，在减压下浓缩溶液，并通过柱层析法纯化，以得到化合物1(产率：60％)。
合成例2：化合物2的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用8.4g(20.43mmol)的中间体1-2和4.76g(22.47mmol)的二苯并[b,d]呋喃-1-基-硼酸作为反应物，以得到化合物2(产率：57％)。
合成例3：化合物3的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用8.4g(20.43mmol)的中间体1-2和5.12g(22.47mmol)的二苯并[b,d]噻吩-4-基-硼酸作为反应物，以得到化合物3(产率：62％)。
合成例4：化合物4的合成
(1)中间体4-1的合成
将5g(12.15mmol)的中间体1-2、3.7g(14.59mmol)的双(戊酰)二硼、2.39g(24.32mmol)的乙酸钾、4摩尔％的双(二亚苄基丙酮)钯(Pd(dba)2)和0.27g(0.97mmol)的三环己基膦加入到50mL二噁烷中，并将溶液在100℃下搅拌12小时。反应完成后，将温度降至室温。向溶液中加入无水硫酸镁，并再次搅拌溶液。用二氧化硅垫过滤溶液后，在减压下浓缩溶液，并通过柱层析法纯化，以得到中间体4-1(产率：85％)。
(2)化合物4的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用4.75g(10.34mmol)的中间体4-1和4.25g(10.34mmol)的中间体1-2作为反应物，以得到化合物4(产率：70％)。
合成例5：化合物5的合成
(1)中间体5-1的合成
以与合成例1中合成中间体1-2的反应方案相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用5.0g(13.45mmol)的中间体1-1和4.47g(13.45mmol)的5-苯基-5,12-二氢吲哚并[3,2-a]咔唑(CAS登记号：1247053-55-9)作为反应物，以得到中间体5-1(产率：51％)。
(2)化合物5的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用4.0g(6.94mmol)的中间体5-1和1.62g(7.63mmol)的二苯并[b,d]呋喃-4-基-硼酸作为反应物，以得到化合物5(产率：64％)。
合成例6：化合物6的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用4.0g(6.94mmol)的中间体5-1和1.62g(7.63mmol)的二苯并[b,d]呋喃-1-基-硼酸作为反应物，以得到化合物6(产率：60％)。
合成例7：化合物7的合成
(1)中间体7-1的合成
以与合成例1中合成中间体1-2的反应方案相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用5.0g(13.45mmol)的中间体1-1和5.14g(13.45mmol)的5-(萘-2-基)-5,12-二氢吲哚并[3,2-a]咔唑作为反应物，以得到中间体7-1(产率：57％)。
(2)化合物7的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用4.8g(7.67mmol)的中间体7-1和1.92g(8.44mmol)的二苯并[b,d]噻吩-4-基-硼酸作为反应物，以得到化合物7(产率：60％)。
合成例8：化合物8的合成
(1)中间体8-1的合成
以与合成例1中相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用10.0g(47.16mmol)的二苯并[b,d]呋喃-2-基-硼酸和9.48g(47.16mmol)的1-溴-2-硝基苯作为反应物，以得到中间体8-1(产率：78％)。
(2)中间体8-2的合成
将10.6g(36.78mmol)的中间体8-1加入到90mL磷酸三乙酯中，并将溶液回流并搅拌10小时。将温度冷却并在减压下浓缩。将溶液用水洗涤并用乙酸乙酯萃取，以将有机层与水层分离。向有机溶液中加入无水硫酸镁，并再次搅拌溶液。用二氧化硅垫过滤有机溶液，在减压下浓缩并通过柱层析法纯化，以得到中间体8-2(产率：66％)。
(3)中间体8-3的合成
以与合成例1中合成中间体1-2的反应方案相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用6.24g(24.27mmol)的中间体8-2和9.02g(24.27mmol)的中间体1-1作为反应物，以得到中间体8-3(产率：55％)。
(4)化合物8的合成
以与合成例1中相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用6.69g(13.35mmol)的中间体8-3和3.12g(14.69mmol)的二苯并[b,d]-呋喃-4-基-硼酸作为反应物，以得到化合物8(产率：72％)。
合成例9：化合物9的合成
以与合成例1相同的过程和条件进行合成反应，不同之处在于，使用8.4g(20.43mmol)的中间体1-2和4.76g(22.47mmol)的二苯并[b,d]呋喃-1-基-硼酸作为反应物，以得到化合物9(产率：57％)。
实验例1：有机化合物的能级的测量
对于各自可用作主体的化合物1、4和9(以下分别称为“TH-1”、“TH-2”和“TH-3”)、各自为延迟荧光材料的化学式7中的TD-1、TD-2和TD-3以及具有硼-二吡咯亚甲基核且为荧光材料的绿色荧光材料(LGGD-FD1)各自测量LUMO能级和HOMO能级。而且，对于如下所示的参考化合物“RTH”和“RTD”测量HOMO能级和LUMO能级。表1示出了测量结果。
[参考化合物]
表1：有机化合物的能级
实施例1：有机发光二极管(OLED)的制造
在EML中使用“TH-1”作为主体(第一化合物)、“TD-1”作为延迟荧光材料(第二化合物)以及“FD”作为荧光掺杂剂(第三化合物)，从而制造了有机发光二极管。“TH-1”的LUMO能级与“TD-1”的LUMO能级之间的能级带隙为0.7eV。“TH-1”的HOMO能级小于“TD-1”的HOMO能级，并且“TD-1”的HOMO能级小于“FD”的HOMO能级。
使用异丙醇、丙酮和DI(蒸馏水)作为清洁溶剂，通过超声波洗涤附着有ITO电极(包括反射板)并且尺寸为40nm×40nm×0.5mm的玻璃基板5分钟，并在100℃的烘箱中干燥。在清洁基板后，将基板用O2等离子体处理2分钟，并转移到真空室中以沉积发射层。随后，在10-7托真空条件下，通过从加热舟蒸发以如下顺序沉积发射层和阴极：空穴注入层(HIL)(HAT-CN；10nm)；空穴输送层(HTL)(NPB，75nm)；电子阻挡层(EBL)(mCBP；15nm)；发光材料层(EML)(TH-1 69.5重量％，TD-1 30重量％，FD 0.5重量％；35nm)；空穴阻挡层(HBL)(B3PYMPM；10nm)；电子输送层(ETL)(TPBi；20nm)；电子注入层(EIL)(LiF；80nm)；以及阴极(Al；100nm)。
然后，在阴极上沉积封盖层(CPL)，并且由玻璃封装该装置。在沉积发射层和阴极之后，为了成膜，将OLED从沉积室转移到干燥箱中，随后使用UV固化环氧树脂和吸湿剂进行封装。所制造的有机发光二极管具有9mm2的发射面积。
实施例2：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-2”作为EML中的主体，“TD-1”作为EML中的延迟荧光材料。“TH'-2”的LUMO能级与“TD-1”的LUMO能级之间的能级带隙为0.6eV。“TH-2”的HOMO能级小于“TD-2”的HOMO能级，并且“TD-2”的HOMO能级小于“FD”的HOMO能级。
实施例3：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-2”作为EML中的主体，“TD-2”作为EML中的延迟荧光材料。“TH'-2”的LUMO能级与“TD-2”的LUMO能级之间的能级带隙为0.7eV。“TH-2”的HOMO能级与“TD-2”的HOMO能级相同，并且“TH-2”和“TD-2”的HOMO能级小于“FD”的HOMO能级。
比较例1：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“RTH”作为EML中的主体(70重量％)，“RTD”作为EML中的延迟荧光材料(30重量％)，没有FD(参考例1)。“RTH”的LUMO能级与“RTD”的LUMO能级之间的能级带隙为1.2eV。“RTH”的HOMO能级大于“RTD”的HOMO能级。
比较例2：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“RTH”作为EML中的主体(70重量％)，“TD-1”作为EML中的延迟荧光材料(30重量％)，没有FD(参考例2)。“RTH”的LUMO能级与“TD-1”的LUMO能级之间的能级带隙为1.0eV。“RTH”的HOMO能级与“TD-1”的HOMO能级相同。
比较例3：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“RTH”作为EML中的主体，“RTD”作为EML中的延迟荧光材料(参考例3)。“RTH”的LUMO能级与“RTD”的LUMO能级之间的能级带隙为1.2eV。“RTH”的HOMO能级大于“RTD”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“RTD”的HOMO能级。
比较例4：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-1”作为EML中的主体，“RTD”作为EML中的延迟荧光材料(参考例4)。“TH-1”的LUMO能级与“RTD”的LUMO能级之间的能级带隙为0.9eV。“TH-1”的HOMO能级大于“RTD”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“RTD”的HOMO能级。
比较例5：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-3”作为EML中的主体，“TD-1”作为EML中的延迟荧光材料(参考例5)。“TH-3”的LUMO能级与“TD-1”的LUMO能级之间的能级带隙为0.9eV。“TH-3”的HOMO能级与“TD-1”的HOMO能级相同。另外，“FD”的HOMO能级与“TD-1”的HOMO能级相同。
比较例6：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-1”作为EML中的主体，“TD-2”作为EML中的延迟荧光材料(参考例6)。“TH-1”的LUMO能级与“TD-2”的LUMO能级之间的能级带隙为0.8eV。“TH-1”的HOMO能级大于“TD-2”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“TD-2”的HOMO能级。
比较例7：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-3”作为EML中的主体，“TD-2”作为EML中的延迟荧光材料(参考例7)。“TH-3”的LUMO能级与“TD-2”的LUMO能级之间的能级带隙为1.0eV。“TH-3”的HOMO能级大于“TD-2”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“TD-2”的HOMO能级。
比较例8：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-1”作为EML中的主体，“TD-3”作为EML中的延迟荧光材料(参考例8)。“TH-1”的LUMO能级与“TD-3”的LUMO能级之间的能级带隙为0.9eV。“TH-1”的HOMO能级大于“TD-3”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“TD-3”的HOMO能级。
比较例9：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-2”作为EML中的主体，“TD-3”作为EML中的延迟荧光材料(参考例9)。“TH-2”的LUMO能级与“TD-3”的LUMO能级之间的能级带隙为0.8eV。“TH-2”的HOMO能级与“TD-3”的HOMO能级相同。另外，“FD”的HOMO能级大于“TD-3”的HOMO能级。
比较例10：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，使用“TH-3”作为EML中的主体，“TD-3”作为EML中的延迟荧光材料(参考例10)。“TH-3”的LUMO能级与“TD-3”的LUMO能级之间的能级带隙为1.1eV。“TH-3”的HOMO能级大于“TD-3”的HOMO能级。另外，“FD”的HOMO能级大于“TD-3”的HOMO能级。
实验例2：OLED的发光性能的测量
将实施例1至3和参考例1至10中制造的OLED各自连接至外部电源，并且使用恒流源(KEITHLEY)和光度计PR650在室温下评价了所有二极管的发光性能。特别是，测量了OLED的电流密度为10mA/cm2下的驱动电压(V)、电流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)、外量子效率(EQE；％)、色坐标、最大电致发光(λmax；nm)和FWHM以及发光寿命(即在3000nit下亮度降至95％的时间)。其测量结果示于下表2中。
表2：OLED的发光性能
如表2所示，与作为参考例1和2的在EML中仅使用两种发光材料的OLED相比，实施例1至3的将能级被控制在预定范围内的三种发光材料应用到EML的OLED具有高达6.0％的较低的驱动电压。此外，与参考例1和2中的OLED相比，实施例1至3中的OLED提高了电流效率高达6.0％，功率效率高达5.2％，以及发光寿命高达66.7％。特别地，实施例1至3中的OLED具有非常窄的FWHM，这意味着提高的色纯度。
而且，与参考例3至10的将能级未被控制在预定范围内的三种发光材料应用到EML的OLED相比，实施例1至3的将能级被控制在预定范围内的三种发光材料应用到EML的OLED具有高达7.8％的较低的驱动电压。此外，与参考例3至10中的OLED相比，实施例1至3中的OLED提高了电流效率高达60.7％，功率效率高达53.7％，EQE高达44.0％，以及发光寿命高达150.0％。从这些结果可以确认，通过将能级被控制在预定范围内的三种发光化合物应用到EML，OLED降低了其驱动电压并提高了其发光效率和寿命。
实施例4：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括59.5重量％的“TH-1”、40重量％的“TD-1”和0.5重量％的“FD”。
实施例5：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括49.5重量％的“TH-1”、50重量％的“TD-1”和0.5重量％的“FD”。
实施例6：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括59.5重量％的“TH-2”、40重量％的“TD-1”和0.5重量％的“FD”。
实施例7：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括49.5重量％的“TH-2”、50重量％的“TD-1”和0.5重量％的“FD”。
实施例8：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括59.5重量％的“TH-2”、40重量％的“TD-2”和0.5重量％的“FD”。
实施例9：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML包括49.5重量％的“TH-2”、50重量％的“TD-1”和0.5重量％的“FD”。
实验例3：OLED的发光性能的测量
以与实验例2相同的过程测量了实施例1至9中制造的OLED各自的发光性能。测量结果示于下表3中。即使延迟荧光掺杂剂的掺杂浓度增加，发光效率也基本相同。与主体无关，随着作为延迟荧光掺杂剂的“TD-1”的掺杂量增加，OLED的寿命增加，而随着作为延迟荧光掺杂剂的“TD-2”的掺杂量增加，OLED的寿命略微减少。
表3：OLED的发光性能
实施例10：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为45nm。
实施例11：OLED的制造
以与实施例1相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为55nm。
实施例12：OLED的制造
以与实施例2相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为45nm。
实施例13：OLED的制造
以与实施例2相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为55nm。
实施例14：OLED的制造
以与实施例3相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为45nm。
实施例15：OLED的制造
以与实施例3相同的过程和相同的材料制造OLED，不同之处在于，EML的厚度设定为55nm。
实验例4：OLED的发光性能的测量
以与实验例2相同的过程测量了实施例1至3以及10至15中制造的OLED各自的发光性能。测量结果示于下表4中。如表4所示，即使增加EML的厚度，也能保持发光效率。与主体无关，当将“TD-1”用作延迟荧光材料时，OLED的发光寿命随着EML厚度的增加而增加。另一方面，当将“TD-2”用作延迟荧光材料时，OLED的发光寿命随着EML的厚度增加而减小。实验例3和4之间的结果差异归因于“TD-1”和“TD-2”的分子结构，这据推测是由于两种化合物之间的N型特性(电子受体特性)的强度和电子输送能力的差异。
表4：OLED的发光性能
虽然已经参考示例性实施方式和实施例描述了本公开，但是这些实施方式和实施例并不旨在限制本公开的范围。相反，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变更。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变更，前提是它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
可以组合上述各种实施方式以提供进一步的实施方式。通过援引将本说明书中提及和/或申请数据表中列出的所有美国专利、美国专利申请公报、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物完整并入本文。如果需要，可以修改实施方式的各方面以采用各种专利、申请和出版物的构思来提供更进一步的实施方式。
根据上述详细描述，可以对实施方式进行这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求局限于说明书和权利要求中公开的具体实施方式，而是应被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。
Claims (20)
1.一种有机发光二极管，其包括：
彼此面对的第一和第二电极；以及
至少一个发射单元，所述至少一个发射单元设置在第一和第二电极之间并包括发光材料层，
其中，所述发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，
其中，第一化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级(LUMOH)和第二化合物的LUMO能级(LUMOTD)满足下述式(1)中的关系，
其中，第一化合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级(HOMOH)、第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)和第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)满足下述式(2)中的关系，
|LUMOH|-|LUMOTD|≤0.8eV (1)
|HOMOH|≥HOMOTD|≥|HOMOFD| (2)
其中，第一化合物的激发态单重态能级(S1 H)高于第二化合物的激发态单重态能级(S1 TD)，并且
其中，第二化合物的激发态单重态能级(S1 TD)高于所述第三化合物的激发态单重态能级(S1 FD)，
其中，第一化合物选自具有以下化学式2或化学式3的结构的有机化合物：
化学式2
化学式3
其中，R1至R15各自独立地为氢、氘、氚、甲硅烷基、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C5～C30芳基、C4～C30杂芳基、C5～C30烷基芳基、C4～C30杂烷基芳基、C5～C30芳氧基、C4～C30杂芳氧基、C5～C30芳基氨基或C4～C30杂芳基氨基，或R1至R15中相邻的两个基团形成各自不具有取代基或取代有C5～C30芳基或C4～C30杂芳基的稠合芳环或稠合杂芳环；
X和Y各自独立地为氧(O)或硫(S)；
其中，第二化合物包括具有以下化学式5的结构的有机化合物：
化学式5
其中，R21和R22各自独立地为氢、氘、氚、不具有取代基或取代有C5～C30芳基和杂芳基中的至少一种的C5～C30芳香族基团；
R23是氢、氘、氚或氰基；
R24是具有咔唑基部分或咔唑部分的C10～C30杂芳基，其中，所述C10～C30杂芳基不具有取代基或取代有C5～C30芳基和C4～C30杂芳基中的至少一种，其中，取代至R24的C5～C30芳基和C4～C30杂芳基不具有取代基或取代有苯基；
Ar1至Ar3各自独立地为C5～C30芳基或C4～C30杂芳基；
其中，第三化合物具有硼-二吡咯亚甲基核和/或喹啉并吖啶核。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙大于0.3eV，并且第三化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙大于0.3eV，并且
其中，第二化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙等于或小于0.3eV。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，第二化合物包括具有以下化学式6的结构的有机化合物：
化学式6
其中，R21至R24各自分别与化学式5中所定义的相同。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与LUMO能级(LUMOH)之间的能级带隙大于第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)与LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙，并且
其中，第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)与LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙大于第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)与LUMO能级(LUMOFD)之间的能级带隙。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个发射单元包括：设置在第一和第二电极之间并且具有第一发光材料层的第一发射单元；以及设置在第一发射单元和第二电极之间并且具有第二发光材料层的第二发射单元，
其中，第一和第二发光材料层中的一个发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，并且
所述有机发光二极管还包括在第一和第二发射单元之间的电荷产生层。
6.一种有机发光二极管，其包括：
彼此面对的第一和第二电极；以及
至少一个发射单元，所述至少一个发射单元设置在第一和第二电极之间并包括发光材料层，
其中，所述发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，
其中，第一化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级(LUMOH)和第二化合物的LUMO能级(LUMOTD)满足下述式(1)中的关系，
其中，第一化合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级(HOMOH)、第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)和第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)满足下述式(2)中的关系：
|LUMOH|-|LUMOTD|≤0.8eV (1)
|HOMOH|≥|HOMOTD|≥|HOMOFD| (2)
其中，第一化合物选自具有以下化学式2或化学式3的结构的有机化合物：
化学式2
化学式3
其中，R1至R15各自独立地为氢、氘、氚、甲硅烷基、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷基氨基、C5～C30芳基、C4～C30杂芳基、C5～C30烷基芳基、C4～C30杂烷基芳基、C5～C30芳氧基、C4～C30杂芳氧基、C5～C30芳基氨基或C4～C30杂芳基氨基，或R1至R15中相邻的两个基团形成各自不具有取代基或取代有C5～C30芳基或C4～C30杂芳基的稠合芳环或稠合杂芳环；
X和Y各自独立地为氧(O)或硫(S)；
其中，第二化合物包括具有以下化学式5的结构的有机化合物：
化学式5
其中，R21和R22各自独立地为氢、氘、氚、不具有取代基或取代有C5～C30芳基和杂芳基中的至少一种的C5～C30芳香族基团；
R23是氢、氘、氚或氰基；
R24是具有咔唑基部分或咔唑部分的C10～C30杂芳基，其中，所述C10～C30杂芳基不具有取代基或取代有C5～C30芳基和C4～C30杂芳基中的至少一种，其中，取代至R24的C5～C30芳基和C4～C30杂芳基不具有取代基或取代有苯基；
Ar1至Ar3各自独立地为C5～C30芳基或C4～C30杂芳基；
其中，第三化合物具有硼-二吡咯亚甲基核和/或喹啉并吖啶核。
7.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第一化合物包括具有以下化学式4的结构的任何一种：
8.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第二化合物包括具有以下化学式6的结构的有机化合物：
化学式6
其中，R21至R24各自分别如化学式5中所定义。
9.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第二化合物包括具有以下化学式7的结构的任何一种：
化学式7
10.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的激发态单重态能级高于第二化合物的激发态单重态能级。
11.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第二化合物的激发态单重态能级高于第三化合物的激发态单重态能级。
12.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第二化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙等于或小于0.3eV。
13.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙以及第三化合物的激发态单重态能级与激发态三重态能级之间的能级带隙各自分别大于0.3eV。
14.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与LUMO能级(LUMOH)之间的能级带隙大于第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)与LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙，并且
其中，第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)与LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙大于第三化合物的HOMO能级(HOMOFD)与LUMO能级(LUMOFD)之间的能级带隙。
15.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，第二化合物的激发态三重态能级小于第一化合物的激发态三重态能级并且高于第三化合物的激发态三重态能级。
16.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其中，所述至少一个发射单元包括：设置在第一和第二电极之间并且具有第一发光材料层的第一发射单元；以及设置在第一发射单元和第二电极之间并且具有第二发光材料层的第二发射单元，
其中，第一和第二发光材料层中的一个发光材料层包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，并且
所述有机发光二极管还包括在第一和第二发射单元之间的电荷产生层。
17.一种有机发光装置，其包括：
基板；和
位于所述基板上的根据权利要求1所述的有机发光二极管。
18.根据权利要求17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和有机发光照明装置。
19.一种有机发光装置，其包括：
基板；和
位于所述基板上的根据权利要求6所述的有机发光二极管。
20.根据权利要求19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和有机发光照明装置。
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