CN112442015A - 具有改善的发光特性的有机化合物、含该有机化合物的有机发光二极管和有机发光装置 - Google Patents

具有改善的发光特性的有机化合物、含该有机化合物的有机发光二极管和有机发光装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及具有改善的发光特性的有机化合物、含该有机化合物的有机发光二极管和有机发光装置，所述有机化合物具有以下结构。所述有机化合物为具有p型部分和n型部分二者的双极性化合物，并且具有高能级、大能带隙和改善的热稳定性。将所述有机化合物施加到OLED的发光层中使得空穴和电子在发光材料层的整个区域处复合，从而提高OLED的发光效率和发光寿命。
Figure DDA0002664685290000011

Description

具有改善的发光特性的有机化合物、含该有机化合物的有机 发光二极管和有机发光装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月4日在韩国提交的韩国专利申请第10-2019-0109452号的优先权权益，其通过引用其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及有机化合物，并且更具体地，涉及具有提高的发光特性的有机化合物、包含该化合物的有机发光二极管和有机发光装置。
背景技术
随着显示装置变得越来越大，存在对具有较低空间要求的平板显示装置的需求。在目前广泛使用的平板显示装置中，有机发光二极管(OLED)正快速取代液晶显示装置(LCD)。OLED可以形成为厚度小于
Figure BDA0002664685270000011
的薄膜，并且根据电极构造可以实现单向或双向图像。此外，OLED可以形成在诸如塑料基板的柔性透明基板上，使得OLED可以容易地实现柔性或可折叠显示器。此外，OLED可以在10V或更小的较低电压下被驱动。此外，与等离子体显示面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的颜色纯度非常高。
在OLED中，当电荷被注入到电子注入电极(即阴极)与空穴注入电极(即阳极)之间的发光材料层中时，电荷复合而形成激子，然后在复合的激子转变为稳定的基态时发光。由于在根据相关技术的普通荧光材料中仅单线态激子可以参与到发光过程中，因此普通荧光材料的发光效率低。相反，与普通荧光材料相比，其中三线态激子以及单线态激子都参与发光过程的相关技术的磷光材料显示出高发光效率。然而，由于作为代表性磷光材料的金属配合物具有短的发光寿命，因此其商业应用受到限制。
发明内容
因此，本公开的实施方案涉及有机化合物以及包含该有机化合物的OLED和有机发光装置，其基本上消除了由于相关技术的局限性和缺点而导致的问题中的一个或更多个问题的。
本公开的一方面提供了具有高激发三线态能级和双极性特性的有机化合物、其发光层中应用有所述有机化合物的OLED和有机发光装置。
本公开的另一方面提供了改善热稳定性并且对电荷具有增强的亲和力的有机化合物、具有所述化合物的OLED和有机发光装置。
另外的特征和方面将在下面的描述中被阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本文提供的发明构思而获知。本发明构思的其他特征和方面可以通过在书面说明或可源自说明书及权利要求和附图中特别指出的的结构来实现和获得。
为了实现本发明构思的这些和其他方面，如被体现和广泛描述的，本公开提供了一种具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
Figure BDA0002664685270000021
其中R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且各自独立地为0(零)至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0(零)或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
在另一方面中，本公开提供了OLED，其包括：第一电极；面向第一电极的第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间的至少一个发光单元，其中至少一个发光单元包含所述有机化合物。
作为实例，有机化合物可以包含在发光单元中的电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)、发光材料层(EML)和/或电荷产生层(CGL)中。
例如，有机化合物可以作为主体包含在EML中，并且EML还包含为延迟荧光材料、荧光材料或磷光材料的至少一种掺杂剂。
在又一方面中，本公开提供了包括基板和设置在基板上方的如上所述的OLED的有机发光装置。
应该理解，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的发明构思的进一步说明。
附图说明
被包括以提供对本公开的进一步理解的附图被并入本申请中并且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方案，并且与说明书一起用于说明本公开的原理。
图1是示出本公开的有机发光显示装置的示意性截面视图。
图2是示出根据本公开的示例性方面的OLED的示意性截面视图。
图3是示出延迟荧光材料的发光机制的示意图。
图4是通过根据本公开的一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
图5是示出根据本公开的另一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图6是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
图7是示出根据本公开的另一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图8是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
图9是示出根据本公开的另一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图10是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
图11是示出根据本公开的另一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的各方面，其实例在附图中示出。
[有机化合物]
应用于有机发光二极管(OLED)的有机化合物应该具有优异的发光性能、电荷亲和力以及在驱动OLED时保持稳定的性能。特别地，应用于二极管的发光材料是决定OLED的发光效率的最重要的因素。相对于应用在相同层或相邻层中的其他材料，发光材料应该具有高量子效率、大的电荷迁移率和足够的能级。根据本公开的有机化合物可以具有以下化学式1的结构：
[化学式1]
Figure BDA0002664685270000041
在化学式1中，R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的C6-C20稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且各自独立地为0(零)至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0(零)或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
如本文所使用的术语“经取代的”，取代基包括但不限于氘、氚、未经取代或经卤素取代的C1-C20烷基、未经取代或经卤素取代的C1-C20烷氧基、卤素、氰基、-CF3、羟基、羧基、羰基、氨基、C1-C10烷基氨基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基、硝基、偕腙肼基、磺酸酯基、C1-C20烷基甲硅烷基、C6-C30芳基甲硅烷基、C3-C30杂芳基甲硅烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
如本文中所使用的，在例如“杂芳族环”、“杂环烯基”、“亚杂芳基”、“亚杂芳基烷基”、“亚杂芳氧基”、“杂环烷基”、“杂芳基”、“杂芳基烷基”、“杂芳氧基”、“杂芳基氨基”中的术语“杂”意指构成芳族环或脂环族环的至少一个碳原子例如1至5个碳原子被选自N、O、S、P及其组合的至少一个杂原子取代。
具有化学式1的结构的有机化合物包括对电子具有优异的亲和力的吡啶部分、与吡啶部分连接并且对空穴具有优异的亲和力的稠合芳族或稠合杂芳族基团、以及直接或间接连接至吡啶部分、稠合芳族或稠合杂芳族部分的至少一个金刚烷基部分。由于具有化学式1的结构的有机化合物中的吡啶部分对电子具有高亲和力，因此吡啶部分可以具有引起电子的注入或转移的n型特性。由于稠合芳族或稠合杂芳族部分对空穴具有高亲和力，因此稠合芳族或稠合杂芳族部分可以具有引起空穴的注入或转移的p型特性。因此，具有化学式1的结构的有机化合物具有双极性特性。
作为实例，金刚烷基可以具有以下结构：
[金刚烷基]
Figure BDA0002664685270000061
其中星号表示连接位点。
在一个示例性方面中，构成化学式1中的R1至R6的每一者的C6-C30芳基可以独立地为但不限于未稠合或稠合的芳基，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、亚联苯基、引达省基(indacenyl)、非那烯基、菲基、苯并菲基、二苯并菲基、薁基(azulenyl)、芘基、荧蒽基、三亚苯基、
Figure BDA0002664685270000062
基、四亚苯基、并四苯基、七曜烯基(pleiadenyl)、苉基(picenyl)、五亚苯基、并五苯基、芴基、茚并芴基和螺芴基。
在另一个示例性方面中，构成化学式1中的R1至R6的每一者的C3-C30杂芳基可以独立地为但不限于未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、吡咯嗪基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚咔唑基、茚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、咔啉基、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基、喹喔啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹嗪基、嘌呤基、苯并喹啉基、苯并异喹啉基、苯并喹唑啉基、苯并喹喔啉基、吖啶基、吩嗪基、吩
Figure BDA0002664685270000063
嗪基、吩噻嗪基、菲咯啉基、咟啶基(perimidinyl)、菲啶基、蝶啶基、萘啶基、呋喃基、吡喃基、
Figure BDA0002664685270000064
嗪基、
Figure BDA0002664685270000065
唑基、
Figure BDA0002664685270000066
二唑基、三唑基、二
Figure BDA0002664685270000067
英基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻喃基、呫吨基、色烯基(chromenyl)、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、苯并噻吩并二苯并噻吩基、苯并噻吩并苯并呋喃基、苯并噻吩并二苯并呋喃基和N-取代的螺芴基。
作为实例，构成R1至R6中的每一者的芳族基团或杂芳族基团可以具有一至三个芳族或杂芳族环。当构成R1至R6中的每一者的芳族或杂芳族环的数量变大时，整个分子内的共轭结构太长，因此有机化合物可能具有过度减小的能带隙。作为实例，构成R1至R6中的每一者的芳基或杂芳基可以独立地包括但不限于苯基、联苯基、萘基、蒽基、吡咯基、三嗪基、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、咔唑基、吖啶基、咔啉基、吩嗪基、吩
Figure BDA0002664685270000071
嗪基和/或吩噻嗪基。
在一个替代方面中，两个相邻的R1、两个相邻的R2、两个相邻的R3和两个相邻的R4各自可以独立地形成稠合芳族环或C3-C20稠合杂芳族环。例如，稠合芳族环或稠合杂芳族环可以未经取代或经选自以下的至少一个基团取代：C1-C10烷基；C6-C30芳族基团，例如C6-C30芳基、C7-C30芳烷基、C6-C30芳氧基和C6-C30芳基氨基；以及C3-C30杂芳族基团，例如C3-C30杂芳基、C4-C30杂芳烷基、C3-C30杂芳氧基和C3-C30杂芳基氨基。
在这种情况下，与具有p型特性的稠合芳族或杂芳族部分(包括Y1或Y2的部分)稠合的其他芳族或杂芳族环可以为但不限于稠合芳族环例如苯环、萘环和/或茚环，或者杂芳族环例如苯并呋喃环、苯并噻吩环和吲哚环。例如，具有p型特性的稠合芳族或杂芳族环可以与其他芳族或杂芳族环稠合以形成但不限于苯并芴基、苯并咔唑基、二苯并芴基、二苯并咔唑基、茚并芴基、茚并咔唑基、苯并呋喃并芴基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并芴基、苯并噻吩并咔唑基、吲哚并芴基和吲哚并咔唑基。
作为实例，可以与具有p型特性的稠合芳族或稠合杂芳族部分稠合的C6-C20芳族基团或C3-C20杂芳族基团可以为C6-C20芳基或C3-C20杂芳基。在这种情况下，C6-C20芳基或C3-C20杂芳基可以独立地选自构成R1至R6中的每一者的芳基或杂芳基。
在一个示例性方面中，当构成Ar的芳族或杂芳族环的数量变大时，整个分子内的共轭结构太长，因此有机化合物可能具有过度减小的能带隙。因此，Ar可以具有一至三个芳族或杂芳族环，优选一个或两个芳族或杂芳族环。关于电荷注入和转移，Ar可以包括5元至7元环，并且特别地包括6元环。例如，Ar可以包括但不限于亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚蒽基、亚吡咯基、亚咪唑基、亚吡唑基、亚吡啶基、亚吡嗪基、亚嘧啶基、亚哒嗪基、亚呋喃基和亚噻吩基。
如上所述，有机化合物为具有化学式1的结构的双极性化合物，所述有机化合物包含具有n型特性的吡啶部分和具有p型特性的稠合芳族或稠合杂芳族部分。此外，有机化合物包含至少一个体积大并且防止分子旋转和转变的金刚烷基，使得有机化合物具有优异的热稳定性、高激发单线态和三线态能级。
当将有机化合物引入到OLED的发光层例如EML中时，可以将电子和空穴平衡地注入到EML中，并且空穴和电子之间的复合区均匀地位于整个EML区域上，使得OLED可以使其发光效率最大化。
此外，具有化学式1的结构的有机化合物具有在HOMO(最高占据分子轨道)能级和LUMO(最低未占据分子轨道)能级之间的宽的带隙和高激发三线态能级，因此其可以用作EML的主体。当有机化合物用作EML中的主体时，主体的激子能量可以有效地转移至掺杂剂，并且可以使由主体或掺杂剂的三线态/单线态激子与相邻空穴(或电子)-极化子之间的相互作用引起的激子猝灭最小化。
此外，由于具有化学式1的结构的有机化合物具有优异的热稳定性，因此其不容易通过在驱动OLED时产生的焦耳热被分解。换言之，由于具有化学式1的结构及其功能的有机化合物的分子结构不会由于热而被破坏或劣化，因此当将有机化合物引入发光层中时，OLED可以提高其发光寿命。例如，当具有化学式1的结构的有机化合物可以与EML中的荧光材料、延迟荧光材料一起使用时，可以降低OLED的驱动电压和功耗。因为由驱动电压的升高产生的应力减小，OLED可以提高其发光效率并增加其发光寿命。
此外，由于具有化学式1的结构的有机化合物具有对电子的高亲和力和低的HOMO能级，因此可以将其应用到发光单元中的ETL、HBL、或设置在多个发光单元之间的N-CGL中的任一者中。
例如，具有化学式1的结构的有机化合物的激发三线态能级可以等于或大于约2.70eV，优选约2.85eV，但不限于此。此外，有机化合物可以具有但不限于约-5.5eV至约-6.3eV，优选约-5.7eV至约-6.0eV的HOMO能级，约-2.0eV至约-3.0eV，优选约-2.1eV至约-2.5eV的LUMO能级，以及约3.0eV至约4.0eV，优选约3.3eV至3.8eV的在HOMO能级与LUMO能级之间的能带隙(Eg)。
具有化学式1的结构的有机化合物可以包含有机化合物，其中R1至R5中的一者或两者为金刚烷基，并且R1至R5中的余者独立地选自氕、氘、氚、C1-C10烷基和C10-C30稠合杂芳基。可替选地，Y1和Y2各自可以独立地为N，以及Ar可以为选自亚苯基、亚萘基和亚蒽基的亚芳基。在这种情况下，C10-C30稠合杂芳基可以选自咔唑基、吖啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吩嗪基和吩
Figure BDA0002664685270000081
嗪基，但不限于此。
在一个示例性方面中，有机化合物可以具有有机化合物，其中R1至R5中的一者为金刚烷基，并且R1至R5中的余者分别独立地为氕、氘、氚或脂族基团，以及Y1和Y2各自独立地为N。例如，这样的有机化合物可以包括具有以下化学式2的结构的任一者：
[化学式2]
Figure BDA0002664685270000091
Figure BDA0002664685270000101
Figure BDA0002664685270000111
在另一个示例性方面中，具有化学式1的结构的有机化合物可以包括有机化合物，其中R1至R5中的两者为金刚烷基，并且R1至R5中的余者分别独立地为氕、氘、氚或脂族基团，以及Y1和Y2各自独立地为N。例如，这样的有机化合物可以包括具有以下化学式3的结构的任一者：
[化学式3]
Figure BDA0002664685270000121
在又一个示例性方面中，具有化学式1的结构的有机化合物可以包括有机化合物，其中R1至R5中的一者为金刚烷基，Y1和Y2各自独立地为N，并且至少一个芳族或杂芳族基团连接至具有p型特性的稠合杂芳族部分。例如，这样的有机化合物可以包括具有以下化学式4的结构的任一者：
[化学式4]
Figure BDA0002664685270000122
Figure BDA0002664685270000131
Figure BDA0002664685270000141
具有化学式2至4的结构的任何化合物具有n型特性和p型特性二者。由于有机化合物包含至少一个金刚烷基，因此其显示出优异的热稳定性，具有高的激发三线态能级和宽的在HOMO能级与LUMO能级之间的能带隙。当将有机化合物引入到OLED的EML、ETL、HBL和/或N-CGL中的任一者中时，OLED可以降低其驱动电压并提高其发光效率和发光寿命。作为实例，当具有化学式2至4的结构的任何化合物与掺杂剂一起使用时，激子能量可以在发光过程期间转移至掺杂剂。
[有机发光装置和OLED]
具有化学式1至4的结构的有机化合物具有优异的热特性、发光效率和发光寿命。当将具有化学式1至4的结构的任何化合物引入到发光层中时，可以实现具有提高的发光效率和改善的发光寿命的OLED。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或有机发光照明装置。将说明包括OLED的有机发光显示装置。图1是本公开的有机发光显示装置的示意性截面图。
如图1所示，有机发光显示装置100包括基板110、在基板110上的薄膜晶体管Tr以及连接至该薄膜晶体管Tr的有机发光二极管(OLED)D。
基板110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，柔性材料可以选自但不限于聚酰亚胺(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。上方布置有薄膜晶体管Tr和OLED D的基板110形成阵列基板。
缓冲层122可以被设置在基板110上方，并且薄膜晶体管Tr被设置在缓冲层122上方。可以省略缓冲层122。
半导体层120被设置在缓冲层122上方。在一个示例性方面中，半导体层120可以包括但不限于氧化物半导体材料。在这种情况下，可以在半导体层120下方设置遮光图案，并且该遮光图案可以防止光朝向半导体层120入射，从而防止半导体层120由于光而劣化。可替选地，半导体层120可以包括但不限于多晶硅。在这种情况下，半导体层120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124被设置在半导体层120上。栅极绝缘层124可以包括但不限于无机绝缘材料，例如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)。
由诸如金属的导电材料制成的栅电极130被设置在栅极绝缘层124上方，以对应于半导体层120的中心。虽然在图1中栅极绝缘层124被设置在基板110的整个区域上方，栅极绝缘层124可以与栅电极130相同地被图案化。
由绝缘材料形成的层间绝缘层132被设置在栅电极130上，并覆盖在基板110的整个表面上。层间绝缘层132可以包括但不限于诸如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料或者诸如苯并环丁烯或光-亚克力的有机绝缘材料。
层间绝缘层132具有暴露半导体层120的两侧的第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136。第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136被设置在栅电极130的相反侧上，与栅电极130间隔开。在图1中第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136形成在栅极绝缘层124内。可替选地，当栅极绝缘层124与栅电极130相同地被图案化时，仅在层间绝缘层132内形成第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136。
由诸如金属的导电材料形成的源电极144和漏电极146被设置在层间绝缘层132上。源电极144和漏电极146相对于栅电极130彼此间隔开，并且源电极144和漏电极146分别通过第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136接触半导体层120的两侧。
半导体层120、栅电极130、源电极144和漏电极146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具有共面结构，在该共面结构中，栅电极130、源电极144和漏电极146被设置在半导体层120上方。可替选地，薄膜晶体管Tr可以具有反交错结构，在该反交错结构中，栅电极被设置在半导体层下方，并且源电极和漏电极被设置在半导体层上方。在这种情况下，半导体层可以包括非晶硅。
还可以在图1的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地间隔开，并且薄膜晶体管Tr还可以包括存储电容器，该存储电容器被配置成恒定地保持栅电极的电压持续一帧。
另外，有机发光显示装置100可以包括滤色器，该滤色器包括用于透射从OLED D发射的特定波长的光的染料或颜料。例如，滤色器可以透射诸如红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和/或白色(W)的特定波长的光。红色、绿色和蓝色的滤色器中的每一者可以分别形成在每个像素区域中。在这种情况下，有机发光显示装置100可以通过滤色器实现全色。
例如，当有机发光显示装置100是底部发光型时，滤色器可以与OLED D相对应地设置在层间绝缘层132上。可替选地，当有机发光显示装置100是顶部发光型时，滤色器可以被设置在OLED D上方，即，设置在第二电极230上方。
钝化层150被设置在整个基板110上方的源电极144和漏电极146上。钝化层150具有平坦的顶表面和漏电极接触孔152，该漏电极接触孔152暴露薄膜晶体管Tr的漏电极146。虽然漏电极接触孔152被设置在第二半导体层接触孔136上，但是漏电极接触孔152可以与第二半导体层接触孔136间隔开。
OLED D包括第一电极210，该第一电极210被设置在钝化层150上并连接至薄膜晶体管Tr的漏电极146。OLED D还包括发光层220和第二电极230，发光层220和第二电极230各自依次设置在第一电极210上。
第一电极210被设置在每个像素区域中。第一电极210可以是阳极并且包括具有相对高的功函数值的导电材料。例如，第一电极210可以包括但不限于透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、锡氧化物(SnO)、锌氧化物(ZnO)、铟铈氧化物(ICO)、铝掺杂锌氧化物(AZO)等。
在一个示例性方面中，当有机发光显示装置100是顶部发光型时，反射电极或反射层可以被设置在第一电极210下方。例如，反射电极或反射层可以包括但不限于铝钯铜(APC)合金。
另外，在钝化层150上设置有堤层160以覆盖第一电极210的边缘。堤层160暴露第一电极210的中心。
发光层220被设置在第一电极210上。在一个示例性方面中，发光层220可以具有发光材料层(EML)的单层结构。可替选地，发光层220可以具有空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、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9和图11)。在一方面中，发光层220可以具有单个发光单元。可替选地，发光层220可以具有多个发光单元以形成串联结构。
发光层220包括具有化学式1至4的结构的任一者。作为示例，具有化学式1至4的结构的有机化合物可以被应用至EML中的主体中、ETL、HBL和/或N-CGL中。
第二电极230被设置在基板110上方，在基板110上方设置有发光层220。第二电极230可以被设置在整个显示区域上方，并且可以包括与第一电极210相比具有相对较低的功函数值的导电材料。第二电极230可以是阴极。例如，第二电极230可以包括但不限于铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、银(Ag)、其合金或其组合例如铝镁合金(Al-Mg)。
另外，封装膜170可以被设置在第二电极230上方，以防止外部湿气渗透到OLED D中。封装膜170可以具有但不限于第一无机绝缘膜172、有机绝缘膜174和第二无机绝缘膜176的层叠结构。
此外，偏振器可以被附接至封装膜170以减少外部光反射。例如，偏振器可以是圆偏振器。另外，盖窗可以附接到封装膜170或偏振器。在这种情况下，基板110和盖窗可以具有柔性特性，因此有机发光显示装置100可以是柔性显示装置。
如上所述，OLED D在发光层220和CGL中包含具有化学式1至4的结构的任一者。由于这样的有机化合物具有优异的热稳定性和发光特性，因此将该有机化合物施加到发光层中允许OLED D改善其发光效率和发光寿命，并且降低其驱动电压和功耗。
现在，将更详细地描述OLED。图2是示出根据本公开的一个示例性方面的OLED的示意性截面图。如图2所示，根据本公开的第一方面的OLED D1包括彼此面向的第一电极210和第二电极230以及设置在第一电极210与第二电极230之间的具有单个发光单元的发光层220。在一个示例性方面中，发光层220包括设置在第一电极210与第二电极230之间的EML240。此外，发光层220还包括顺序地层合在第一电极210与EML240之间的HIL 250和HTL260，以及顺序地层合在EML 240与第二电极230之间的ETL 270和EIL 280。
可替选地，发光层220还可以包括被布置在HTL 260和EML 240之间的第一激子阻挡层即EBL 265，和/或被布置在EML 240和ETL 270之间的第二激子阻挡层即HBL 275。
第一电极210可以是将空穴提供至EML 240中的阳极。第一电极210可以包括但不限于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)。在一个示例性方面中，第一电极210可以包括但不限于ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。
第二电极230可以是将电子提供到EML 240中的阴极。第二电极230可以包括但不限于具有相对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、其组合等。例如，第一电极210和第二电极230中的每一个可以具有但不限于约30nm至约300nm的厚度。
在第一方面中，EML 240可以包含第一化合物和第二化合物。例如，第一化合物H可以为(第一)主体，第二化合物TD可以为延迟荧光材料、荧光材料或磷光材料。作为实例，具有化学式1至4的结构的有机化合物可以用作主体H，第二化合物TD可以为延迟荧光材料。EML可以发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)光。我们将描述第一化合物和第二化合物的种类以及第一化合物与第二化合物之间的能级关系。
HIL 250设置在第一电极210与HTL260之间并且改善无机的第一电极210与有机的HTL 260之间的界面特性。在一个示例性方面中，HIL 250可以包含但不限于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(二吡嗪并[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-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)和/或N-(联苯基-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 D1的结构省去HIL 250。
HTL 260在第一电极210与EML 240之间与EML 240相邻设置。在一个示例性方面中，HTL 260可以包含但不限于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)-共聚-(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯基胺))](TFB)、二-[4-(N,N-二-对甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、N-(联苯基-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-(联苯基-4-基)-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)联苯基-4-胺。HIL 250和HTL260中的每一个可以具有但不限于约5nm至约200nm的厚度，优选约5nm至约100nm的厚度。
ETL270和EIL 280可以依次层叠在EML 240和第二电极230之间。ETL 270包括具有高电子迁移率的材料，以通过快速电子传输而稳定地向EML 240提供电子。
在一个示例性方面中，ETL 270可以包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000191
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 BDA0002664685270000192
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。
作为示例，ETL 270可以包含但不限于三-(8-羟基喹啉铝)(Alq3)、2-联苯基-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-
Figure BDA0002664685270000193
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’-联苯基-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)联苯基-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/或二苯基-4-三苯基甲硅烷基-苯基氧化膦(TSPO1)。
在另一个示例性方面中，ETL 270可以包括具有化学式1至4的结构的任何化合物。具有化学式1至4的结构的有机化合物具有优异的电子亲和力。在这种情况下，ETL 270可以仅包括具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者可以包括混合或掺杂有所述有机化合物的上述电子传输材料。
EIL 280设置在第二电极230与ETL 270之间，并且可以改善第二电极230的物理特性，并因此可以提高OLED D1的寿命。在一个示例性方面中，EIL 280可以包含但不限于碱金属卤化物例如LiF、CsF、NaF、BaF2等，和/或有机金属化合物例如喹啉锂、苯甲酸锂、硬脂酸钠等。ETL 270和EIL280各自的厚度可以为但不限于约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm。
当空穴经由EML 240转移至第二电极230和/或电子经由EML 240转移至第一电极210时，OLED D1可能具有短寿命和降低的发光效率。为了防止这些现象，根据本公开的该方面的OLED D1可以具有至少一个与EML 240相邻的激子阻挡层。
例如，示例性方面的OLED D1包括在HTL260与EML 240之间的EBL 265，以便控制和防止电子转移。在一个示例性方面中，EBL 265可以包含但不限于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、1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、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]-4,4’-二胺(DNTPD)、TDAPB、3,5-二(9H-咔唑-9-基)-N,N-二苯胺(DCDPA)和/或2,8-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯并[b,d]噻吩。
此外，OLED D1还可以包括在EML 240与ETL 270之间的作为第二激子阻挡层的HBL275，使得空穴无法从EML 240转移至ETL 270。在一个示例性方面中，HBL 275可以包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000211
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 BDA0002664685270000212
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，它们各自可以用于ETL 270中。
例如，HBL 275可以包含与EML 240中的发光材料相比具有相对低的HOMO能级的化合物。HBL 275可以包含但不限于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)、双[2-(二苯基膦基)苯基]氧化醚(DPEPO)、9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-3-基)-9H-3,9’-联咔唑及其组合。
在另一个示例性方面中，HBL 275可以包含具有化学式1至4的结构的任一者。具有化学式1至4的结构的有机化合物具有深HOMO能级以用于阻挡空穴。在这种情况下，HBL 275可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者包含混合有或掺杂有所述有机化合物的上述空穴阻挡材料。
如以上示意性所述，EML 240包含为主体H并且可以为具有化学式1至4的结构的任一者的第一化合物，和为掺杂剂的第二化合物TD例如延迟荧光材料。
在现有技术中，EML240使用对空穴具有优异亲和力的p型主体。当将p型主体施加到EML 240中时，由于p型主体喜欢空穴胜过电子，因此在EML 240与HBL 275之间的界面处形成空穴和电子之间的复合区。在这种情况下，注入到EML 240中的一些电荷无法与相反的电荷复合而猝灭，并且发光效率劣化。
相反，具有化学式1至4的结构的有机化合物为包括具有n型特性的吡啶部分和具有p型特性的稠合芳族或杂芳族部分的双极性化合物。当将该有机化合物施加到EML240中的主体中时，空穴和电子之间的复合区均匀地分布在EML 240的包括EML240和EBL 265之间的界面的整个区域中。
此外，当将具有化学式1至4的结构的有机化合物引入到EML240中时，由于使不与相反电荷复合而猝灭的电荷的量最小化，因而OLED D1可以使其发光效率最大化。此外，当EML 240包含延迟荧光材料作为第二化合物时，OLED D1可以进一步改善其发光效率、降低其驱动电压并提高其发光寿命。
OLED的外量子效率(EQE，η外)可以通过以下公式计算：
η外＝ηS/T×Γ×Φ×η输出-耦合
其中ηS/T为单线态/三线态比率；Γ为电荷平衡因子；Φ为辐射效率；η输出-耦合为输出-耦合效率。
当空穴和电子相遇形成激子时，理论上以1:3的比率产生具有成对自旋态的单线态激子和具有不成对自旋态的三线态激子。由于在荧光材料中仅单线态激子参与发光并且其余的75％三线态激子不能参与发光，因此在常规荧光材料中单线态/三线态比率为0.25。因此，当考虑以上方程式中定义的所有四个因素时，使用常规荧光材料的OLED的最大发光效率仅为约5％。
另一方面，磷光材料具有将单线态和三线态激子都转换为光的发光机制。磷光材料通过系间窜越(intersystem crossing，ISC)将单线态激子转换成三线态激子。因此，当使用利用单线态激子和三线态激子二者的磷光材料时，可以改善荧光材料的低发光效率。然而，蓝色磷光材料具有太低的颜色纯度和太短的寿命而不能应用到商业显示装置中。因此，有必要改善磷光材料的缺点和蓝色发光材料的低发光效率。
近来，已经开发了可以解决常规技术荧光和/或磷光材料所伴随的问题的延迟荧光材料。代表性延迟荧光材料为热激活延迟荧光(thermally-activated delayedfluorescent，TADF)材料。由于延迟荧光材料在其分子结构内通常具有电子供体部分和电子受体部分二者，因此其可以转换为分子内电荷转移(intramolecular charge transfer，ICT)状态。在使用延迟荧光材料作为掺杂剂的情况下，与常规的荧光材料不同，可以在发光过程期间使用单线态能量和三线态能量二者。
将参照图3说明延迟荧光材料的发光机制，图3是示出EML中的延迟荧光材料的发光机制的示意图。如图3所示，延迟荧光材料TD中的单线态能级S1 TD的激子以及三线态能级T1 TD的激子可以转移至中间能级状态，即ICT状态，然后中间状态的激子可以转变为基态(S0 TD；S1 TD→ICT←T1 TD)。由于延迟荧光材料TD中的单线态能级S1 TD的激子以及三线态能级T1 TD的激子参与到发光过程中，因此延迟荧光材料TD可以改善其发光效率。
由于HOMO和LUMO二者均广泛分布在普通荧光材料内的整个分子上，因此不可能在普通荧光材料内的单线态能级与三线态能级之间相互转换激子能量(选择定则)。相反，由于可以转换成ICT状态的延迟荧光材料TD几乎没有HOMO与LUMO之间的轨道交叠，因此HOMO状态与LUMO状态之间几乎不存在相互作用。因此，电子的自旋态的变化对其他电子没有影响，并且在延迟荧光材料内形成不遵循选择定则的新的电荷转移带(CT带)。
换言之，由于延迟荧光材料TD在分子内具有与电子供体部分间隔开的电子受体部分，因此其以在分子内作为具有大偶极矩的极化状态存在。由于在偶极矩极化的状态下HOMO与LUMO之间的相互作用变小，因此三线态激子以及单线态激子可以转换为ICT状态。换言之，ICT复合体可以被激发至单线态激子和三线态激子可以相互交换的CT状态，因此三线态激子以及单线态激子可以参与发光过程。在驱动包含延迟荧光材料TD的OLED的情况下，通过热或电场将25％的单线态激子和75％的三线态激子二者转换为ICT状态，然后转换的激子落至基态S0，同时发光。因此，延迟荧光材料TD在理论上可以具有100％的内量子效率。
延迟荧光材料TD必须具有等于或小于约0.3eV(例如约0.05eV至约0.3eV)的激发单线态能级S1 TD与激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD，使得激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD二者中的激子能量可以转移至ICT状态。单线态能级S1 TD与三线态能级T1 TD之间的能级带隙小的材料可以通过系间窜越(ISC)(其中单线态能级S1 TD的激子可以转移至三线态能级T1 TD的激子)表现出普通荧光，以及通过反系间窜越(RISC)(其中三线态能级T1 TD的激子可以向上转移至单线态能级S1 TD的激子，然后从三线态能级T1 TD转移的单线态能级S1 TD的激子可以转移至基态S0 TD)表现出延迟荧光。
由于理论上延迟荧光材料TD获得100％发光效率，因此其可以实现如常规磷光材料的优异的内量子效率。在这种情况下，主体可以引发延迟荧光材料处的三线态激子参与到发光过程中，而没有猝灭或非辐射复合。为此，应调节主体与延迟荧光材料之间的能级。
图4是通过根据本公开的一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。如图4所示，可以为EML 240中的主体的第一化合物的激发单线态能级S1 H和激发三线态能级T1 H中的每一者高于具有延迟荧光特性的第二化合物的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD中的每一者。作为实例，第一化合物的激发三线态能级T1 H可以比第二化合物的激发三线态能级T1 TD高至少约0.2eV，优选至少约0.3eV，并且更优选至少约0.5eV。
当第一化合物的激发三线态能级T1 H和激发单线态能级S1 H中的每一者都不足够高于第二化合物TD的激发三线态能级T1 TD和激发单线态能级S1 TD中的每一者时，第二化合物TD的三线态激子能量可以反向转移至第一化合物的激发三线态能级T1 H。在这种情况下，反向转移至不能发射三线态激子的第一化合物的三线态激子由于不发光而猝灭，使得具有延迟荧光特性的第二化合物TD的三线态激子能量不能对发光作出贡献。作为实例，第一化合物的激发三线态能级T1 H等于或大于但不限于约2.7eV，优选约2.85eV。
具有延迟荧光特性的第二化合物的在激发单线态能级S1 TD与激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD可以等于或小于约0.3eV，例如约0.05eV至约0.3eV(参见图3)。
此外，有必要适当地调节第一化合物和第二化合物的HOMO能级和LUMO能级。例如，优选第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)、或者第一化合物的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，电荷可以从作为主体的第一化合物有效地传输至作为延迟荧光材料的第二化合物，从而提高EML240中的最终发光效率。
此外，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与LUMO能级(LUMOH)之间的能级带隙(EgH)可以大于第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)与LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙(EgTD)。作为实例，第一化合物的HOMO能级(HOMOH)深于第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)，而第一化合物的LUMO能级(LUMOH)浅于第二化合物的LUMO能级(LUMOTD)。
具有化学式1至4的结构的有机化合物包括具有n型特性的吡啶部分和具有p型特性的稠合芳族或稠合杂芳族部分。此外，该有机化合物包含连接至吡啶部分和/或稠合芳族或稠合杂芳族部分的至少一个金刚烷基，因此其具有非常优异的热稳定性，并且可以将其激发单线态和三线态能级维持在高水平，并且可以防止其由在驱动OLED D1时产生的焦耳热引起的结晶。此外，当将第一化合物(作为双极性分子的所述有机化合物)引入到EML240中时，空穴和电子的复合区均匀地分布在EML240中的整个区域上。
此外，由于具有化学式1至4的结构的任一者具有非常高的激发单线态和/或三线态能级以及宽的能带隙，因此将该有机化合物施加到EML240中的主体以及ETL270和/或HBL275的材料中是合适的。特别地，当将所述有机化合物和作为延迟荧光材料的第二化合物一起用于EML240中时，激子能量可以在发光过程中从该有机化合物转移至第二化合物而没有能量损失。
换言之，当具有化学式1至4的结构的任一者用作OLED D1的EML240中的主体时，可以使由主体激子与相邻极化子之间的相互作用产生的激子猝灭最小化，并且防止发光寿命由于电氧化和光学氧化而降低。此外，所述有机化合物具有优异的抗热特性、宽的能带隙和高的激发三线态能级。
因此，当将具有化学式1至4的结构的有机化合物用作EML 240中的主体时，在该有机化合物处产生的激子能量可以有效地转移至作为掺杂剂的第二化合物。可替选地，该有机化合物可以用作ETL 270和/或HBL275的材料。在将该有机化合物施加到发光层220中的情况下，OLED D1可以具有提高的发光效率。由于对施加到EML 240中的材料的损害降低，因此可以制造具有长发光寿命和优异的颜色纯度的OLED。
在一个示例性方面中，当将具有化学式1至4的结构的有机化合物用作第一化合物时，优选使用具有延迟荧光特性和相对于第一化合物适当的能级的第二化合物。例如，作为第二化合物的延迟荧光材料可以发射蓝色(B)、绿色(G)或红色(R)光。作为实例，为了实现可适用于显示装置的发光，第二化合物可以具有但不限于约2.7eV至约2.75eV的激发单线态能级S1 TD，以及约2.4eV至约2.5eV的激发三线态能级T1 TD。
例如，具有延迟荧光特性的第二化合物可以具有约-5.0eV至约-6.0eV，优选约-5.0eV至约-5.5eV的HOMO能级HOMOTD，约-2.5eV至约-3.5eV，优选约-2.5eV至约-3.0eV的LUMO能级LUMOTD，以及约2.2eV至约3.0eV，优选约2.4eV至约2.8eV的HOMO能级与LUMO能级之间的能级带隙EgTD。另一方面，第一化合物可以具有约-5.5eV至约-6.3eV，优选约-5.7eV约-6.0eV的HOMO能级HOMOH，约-2.0eV至约-3.0eV，优选约-2.1eV至约-2.5eV的LUMO能级LUMOH，以及约3.0eV至约4.0eV，优选约3.3eV至约3.8eV的HOMO能级与LUMO能级之间的能级带隙EgH。
根据一个示例性方面的可以用作EML 240的第二化合物的延迟荧光材料可以具有以下化学式5的结构：
[化学式5]
Figure BDA0002664685270000261
Figure BDA0002664685270000271
Figure BDA0002664685270000281
Figure BDA0002664685270000291
在一个示例性方面中，在EML 240中作为发蓝光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括但不限于10-(4-(二苯基磷酰基)苯基)-10H-吩
Figure BDA0002664685270000292
嗪(SPXZPO)、10,10’-(4,4’-(苯基磷酰基)双4,1-亚苯基))双(10H-吩
Figure BDA0002664685270000293
嗪)(DPXZPO)、10,10’,10”-(4,4’,4”-磷酰基三(苯-4,1-二基))三(10H-吩
Figure BDA0002664685270000294
嗪)(TPXZPO)、9,9’-(5-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,3-亚苯基)双(9H-咔唑)(DcZTrz)、9,9’,9’,9”’-((6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(苯-5,3,1-三基))四(9H-咔唑)(DDczTrz)、2,7-双(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-9,9-二甲基-9H-噻吨-10,10-二氧化物(DMTDAc)、9,9’-(4,4’-磺酰基双(4,1-亚苯基))双(3,6-二甲氧基-9H-咔唑)(DMOC-DPS)、10,10’-(4,4’-磺酰基双(4,1-亚苯基))双(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶(DMAC-DPS)、10-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶(DMAC-TRZ)、10-苯基-10H,10’H-螺[[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(ACRSA)、3,6-二苯甲酰基-4,5-二(1-甲基-9-苯基-9H-咔唑基)-2-乙炔基苄腈(Cz-VPN)、9,9’,9”-(5-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯-1,2,3-三基)三(9H-咔唑)(TcZTrz)、2’-(10H-吩
Figure BDA0002664685270000295
嗪-10-基)-[1,1’:3’,1”-三联苯]-5’-腈(mPTC)、双(4-(9H-3,9’-联咔唑-9-基)苯基)甲酮(CC2BP)、9’-[4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-3,3”,6,6”-四苯基-9,3’:6’,9”-三-9H-咔唑(BDPCC-TPTA)、9’-[4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9,3’:,6’,9”-三-9H-咔唑(BCC-TPTA)、9-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3’,6’-二苯基-9H-3,9’-联咔唑(DPCC-TPTA)、10-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-10H-吩
Figure BDA0002664685270000296
嗪(Phen-TRZ)、9-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑(Cab-Ph-TRZ)、10-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-10H-螺[[吖啶-9,9’-芴](螺AC-TRZ)、4,6-二(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈(DczIPN)、3CzFCN和2,3,4,6-四(9H-咔唑-9-基)-5-氟苄腈(4CzFCN)。
在另一个实施方案中，EML 240中的作为发绿光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括但不限于5’-(吩
Figure BDA0002664685270000301
嗪-10-基)-[1,1’:3’,1”-三联苯]-2’-腈(oPTC)、2-联苯-4,6-双(12-苯基吲哚[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(PIC-TRZ)、9,9’,9”-(5-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯-1,2,3-三基)三(3,6-二甲基-9H-咔唑(TmCzTrz)、2,5-双(4-(10H-吩
Figure BDA0002664685270000302
嗪-10-基)苯基)-1,3,4-
Figure BDA0002664685270000303
二唑(2PXZ-OXD)、双(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)苯基)甲酮(DMAC-BP)、2-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-10,10-二氧化物-9H-噻吨-9-酮(TXO-PhCz)、2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈(4CzIPN)、3,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈(4CzPN)、2,3,4,6-四(9H-咔唑-9-基)-5-氟苄腈(4CzFCN)、6,6-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)双(4-(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈(33TczPN)、4,5-双(5H-苯并呋喃[3,2-c]咔唑-5-基)邻苯二甲腈(BFCz-2CN)、4,5-双(5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑-5-基)邻苯二甲腈(BTCz-2CN)、4,4”-双(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-[1,1’:2’,1”-三联苯]-4’,5’-二腈(Ac-VPN)、4,4”-二(10H-吩
Figure BDA0002664685270000304
嗪-10-基)-[1,1’:2’,1”-三联苯基]-4’,5’-二腈(Px-VPN)、5,5’-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)二间苯二甲腈(35IPNDcz)、2,5’-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)二间苯二甲腈(26IPNDcz)、9,9’,9”-(5-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯-1,2,3-三基)-三(9H-咔唑)(TcZTrz)和32alCTRZ。
在又一个示例性方面中，EML240中的作为发红光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括但不限于1,3-双[4-(10H-吩
Figure BDA0002664685270000305
嗪-10-基)苯甲酰基]苯(mPx2BBP)、2,3,5,6-四(3,6-二苯基咔唑-9-基)-1,4-二氰基苯(4CzTPN-Ph)、10,10’-(磺酰基双(4,1-亚苯基))双(5-苯基-5,10-二氢吩嗪)(PPZ-DPS)、5,10-双(4-(苯并[d]噻唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(DHPZ-2BTZ)、5,10-双(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(DHPZ-2TRZ)和7,10-双(4-(二苯基氨基)苯基)-2,3-二氰基吡嗪并菲(TPA-DCPP)。
当EML 240包含作为主体的第一化合物和作为延迟荧光材料的第二化合物时，EML240中的第二化合物的含量可以为但不限于约1重量％至约70重量％，优选约10重量％至约50重量％，并且更优选约20重量％至约50重量％。EML 240的厚度可以为但不限于约20nm至约200nm，优选约20nm至约100nm，并且更优选约30nm至约50nm。
在以上第一方面中，EML 240仅包含作为主体的第一化合物和作为掺杂剂的第二化合物。与该方面不同，EML可以包含具有不同发光特性的多种掺杂剂。图5是示出根据本公开的另一个示例性方面的OLED的示意性截面图。如图5所示，OLED D2包括第一电极210、面向第一电极210的第二电极230和设置在第一电极210与第二电极230之间的发光层220A。具有单个发光单元的发光层220A包括EML 240A。此外，发光层220A包括各自顺序地设置在第一电极210与EML 240A之间的HIL 250和HTL 260，以及各自顺序地设置在EML 240A与第二电极230之间的ETL 270和EIL 280。可替选地，发光层220A还可以包括设置在HTL 260与EML240A之间的EBL 265和/或设置在EML 240A与ETL 270之间的HBL 275。第一电极210和第二电极230以及发光层220A中除EML 240A之外的其他层的构造与OLED D1中的相应电极和层基本相同。
在第二方面中，EML 240A包含第一化合物、第二化合物和第三化合物。第一化合物可以为主体，第二化合物可以为延迟荧光材料(第一掺杂剂)，以及第三化合物可以为荧光材料(第二掺杂剂)。第一化合物可以包括具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。当EML240还包含荧光材料以及延迟荧光材料作为掺杂剂时，OLED D2可以通过调节这些发光材料之间的能级进一步改善其发光效率和颜色纯度。
当EML仅包含具有延迟荧光特性的第二化合物作为掺杂剂时，由于该掺杂剂在理论上可以表现出100％的内量子效率，因此EML可以如包含重金属的现有技术磷光材料一样实现高的内量子效率。
然而，由于延迟荧光材料内的电子受体与电子供体之间的键形成和构象扭曲，由此引起延迟荧光材料内的另外的电荷转移跃迁(CT跃迁)，并且延迟荧光材料具有各种几何形状。因此，延迟荧光材料在发光的过程中显示出具有非常宽的FWHM(半高全宽)的发光谱，这导致差的颜色纯度。此外，延迟荧光材料在发光过程中利用三线态激子能量以及单线态激子能量，同时旋转其分子结构内的每个部分，这导致扭曲的内部电荷转移(TICT)。因此，仅包含延迟荧光材料的OLED的发光寿命可能由于延迟荧光材料之间的分子键合力的减弱而降低。
在第二方面中，在仅使用延迟荧光材料作为掺杂剂的情况下，为了防止颜色纯度和发光寿命降低，EML 240A还包含可以为荧光或磷光材料的第三化合物。第二化合物(其可以为延迟荧光材料TD)的三线态激子能量通过RISC机制向上转换为其自身的单线态激子能量，然后可以通过福斯特共振能量转移(Forster Resonance Energy Transfer，FRET)机制将第二化合物的转换的单线态激子能量转移至在同一EML 240A中的第三化合物(其可以为荧光或磷光材料)。
当EML240A包含可以为具有化学式1至4的结构的任何有机化合物的第一化合物、具有延迟荧光特性的第二化合物和为荧光或磷光材料的第三化合物时，有必要适当调节这些发光材料之间的能级。图6是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
第二化合物(其为延迟荧光材料TD)的激发单线态能级S1 TD与激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD可以等于或小于约0.3eV，以便实现延迟荧光(参见图3)。此外，作为主体的第一化合物的激发单线态能级S1 H和激发三线态能级T1 H中的每一者分别高于作为延迟荧光材料TD的第二化合物的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD中的每一者。作为实例，第一化合物的激发三线态能级T1 H可以比第二化合物的激发三线态能级T1 TD高至少约0.2eV，例如，至少约0.3eV，优选至少约0.5eV。
此外，第二化合物的激发三线态能级T1 TD高于第三化合物(其为荧光或磷光材料FD)的激发三线态能级T1 FD。在一个示例性方面中，第二化合物的激发单线态能级S1 TD可以高于第三化合物的激发单线态能级S1 FD。
此外，作为主体的第一化合物的HOMO能级(HOMOH)与作为延迟荧光材料的第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或者第一化合物的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，可以为主体的第一化合物可以包括具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。可以为延迟荧光材料TD的第二化合物可以包括具有化学式5的结构的有机化合物。
例如，作为发蓝光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括SPXZPO、DPXZPO、TPXZPO、DcZTrz、DDczTrz、DMTDAc、DMOC-DPS、DMAC-DPS、DMAC-TRZ、ACRSA、Cz-VPN、TcZTrz、mPTC、CC2BP、BDPCC-TPTA、BCC-TPTA、DPCC-TPTA、Phen-TRZ、Cab-Ph-TRZ、螺AC-TRZ、3CzFCN和4CzFCN。作为发绿光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括oPTC、PIC-TRZ、TmCzTrz、2PXZ-OXD、DMAC-BP、TXO-PhCz、4CzIPN、4CzPN、4CzFCN、33TczPN、BFCz-2CN、BTCz-2CN、Ac-VPN、Px-VPN、35IPNDcz、26IPNDcz、TcZTrZ和32alCTRZ。作为发红光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括mPx2BBP、4CzTPN-Ph、PPZ-DPS、DHPZ-2BZT、DHPZ-2TRZ和TPA-DCPP。
激子能量应从作为延迟荧光材料的第二化合物有效地转移至作为荧光或磷光材料的第三化合物，以实现超荧光。关于从延迟荧光材料到荧光或磷光材料的能量转移效率，可以考虑延迟荧光材料的发光光谱与荧光或磷光材料的吸收光谱之间的交叠。作为实例，吸收光谱与具有延迟荧光特性的第二化合物的发光光谱具有大的交叠区域的荧光或磷光材料可以用作第三化合物，以便将激子能量从第二化合物有效地转移至第三化合物。
第三化合物可以发射蓝色(B)、绿色(G)或红色(R)光。在一个示例性方面中，作为第三化合物的荧光材料可以发射蓝光。在这种情况下，第三化合物可以包括但不限于基于芘的化合物、基于蒽的化合物、基于荧蒽的化合物和基于硼的化合物。例如，作为发蓝光的荧光材料的第三化合物可以包括具有以下化学式6的结构的任一者：
[化学式6]
Figure BDA0002664685270000331
在一个替代方面中，作为发绿光的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-吖啶核。作为实例，荧光材料FD可以选自具有BODIPY核的绿色荧光材料(LGGD-FD1，LUMO：-3.5eV；HOMO：-5.8eV)；具有喹啉-吖啶核的绿色荧光材料，例如5,12-二甲基喹啉(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.0eV；HOMO：-5.4eV)、5,12-二乙基喹啉(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(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.1eV；HOMO：-5.5eV)、5,12-二丁基-3,10-双(三氟甲基)喹啉(2,3-b)吖啶-7,14(5H,12H)-二酮(LUMO：-3.1eV；HOMO：-5.5eV)、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；LUMO：-3.1eV；HOMO：-5.3eV)、及其组合，但不限于此。
在一个示例性方面中，EML 240A中的第一化合物的含量可以大于第二化合物和第三化合物的含量。此外，第二化合物的含量可以大于第三化合物的含量。例如，第一化合物的含量大于第二化合物的含量，第二化合物的含量大于第三化合物的含量。在这种情况下，可以经由FRET机制将激子能量从第二化合物有效地转移至第三化合物。作为实例，EML240A中的第一化合物至第三化合物的含量各自可以分别为但不限于约60重量％至约75重量％、约20重量％至约40重量％和约0.1重量％至约5重量％。
当将具有化学式1至4的结构的双极性有机化合物引入EML 240A中时，空穴和电子被平衡地注入到EML 240A中，在EML 240A的整个区域上形成复合区。OLED D2可以在较低的电压下驱动，使得可以降低其功耗并改善其发光效率和颜色纯度。
根据前述方面的OLED具有单层EML。可替选地，根据本公开的OLED可以包括多层EML。图7是示出根据本公开的另一个示例性方面的具有双层EML的OLED的示意性截面图。图8是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
如图7所示，根据本公开的示例性第三方面的OLED D3包括彼此面向的第一电极310和第二电极330以及设置在第一电极310与第二电极330之间的具有单个发光单元的发光层320。
在一个示例性方面中，发光层320包括EML 340。此外，发光层320包括各自顺序地设置在第一电极310与EML 340之间的HIL 350和HTL360以及各自顺序地设置在EML 340与第二电极330之间的ETL 370和EIL 380。可替选地，发光层320还可以包括设置在HTL 360与EML 340之间的EBL 365和设置在EML 340与ETL 370之间的HBL 375。
如上所述，第一电极310可以为阳极，并且可以包含但不限于具有相对大的功函数值的导电材料，例如ITO、IZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。第二电极330可以为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。
HIL 350设置在第一电极310与HTL 360之间。HIL 350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。可以按照OLED D3的结构省去HIL350。
HTL 360在第一电极310与EML 340之间与EML 340相邻地设置。HTL 360可以包含但不限于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。
EML 340包括第一EML(EML1)342和第二EML(EML2)344。EML1 342设置在EBL 365与HBL 375之间，并且EML2 344设置在EML1342与HBL 375之间。EML1 342和EML2 344中的一者包含为延迟荧光材料的第二化合物(第一掺杂剂)，而EML1 342和EML2 344中的另一者包含为荧光或磷光材料的第五化合物(第二掺杂剂)。此外，EML1 342和EML2 344各自分别包含第一化合物(第一主体)和第四化合物(第二主体)。EML 340中的发光材料之间的构造和能级将在下面更详细地说明。
ETL 370设置在EML 340与EIL 380之间。在一个示例性方面中，ETL370可以包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000351
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 BDA0002664685270000352
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，ETL 370可以包含但不限于Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、TPBi、BAlq、Bphen、NBphen、BCP、TAZ、NTAZ、TpPyPB、TmPPPyTz、PFNBr和/或TPQ。可替选地，ETL370可以包含具有化学式1至4的结构的任一者。在这种情况下，ETL370可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者包含混合有或掺杂有有机化合物的上述电子传输材料。
EIL380设置在第二电极330与ETL370之间。在一个示例性方面中，EIL380可以包含但不限于碱金属卤化物，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。
EBL 365设置在HTL360与EML340之间，以控制并防止HTL 360与EML 340之间的电子传输。作为实例，EBL 365可以包含但不限于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、TDAPB、DCDPA和/或2,8-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯并[b,d]噻吩。
HBL 375设置在EML 340与ETL 370之间，以防止EML 340与ETL370之间的空穴传输。在一个示例性方面中，HBL 375可以包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000361
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 BDA0002664685270000362
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，与EML 340中的发光材料相比，HBL 375可以包含具有相对低的HOMO能级的化合物。HBL 375可以包含但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、B3PYMPM、DPEPO、9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-3-基)-9H-3,9’-联咔唑、TSPO1及其组合。
可替选地，HBL 375可以包含具有化学式1至4的结构的任一者。在这种情况下，HBL375可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者包含混合有或掺杂有所述有机化合物的上述空穴阻挡材料。
在示例性第三方面中，EML1 342包含可以为第一主体的第一化合物和可以为延迟荧光材料的第二化合物。EML2 344包含可以为第二主体的第四化合物和可以为荧光或磷光材料的第五化合物。
更特别地，EML1 342包含为具有化学式1至4的结构的任何有机化合物的第一化合物和为延迟荧光材料的第二化合物。EML1 342中的第二化合物的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙(ΔEST TD)等于或小于约0.3eV(参见图3)，使得第二化合物的三线态激子能量可以经由RISC机制转移至其自身的单线态激子能量。虽然第二化合物具有高的内量子效率，但是其由于其宽的FWHM(半高全宽)而具有差的颜色纯度。
相反，EML2 344可以包含可以为第二主体的第四化合物和为荧光或磷光材料的第五化合物。虽然作为荧光材料的第五化合物由于其窄的FWHM而在颜色纯度方面具有优势，但是其内量子效率低，因为其三线态激子不能参与到发光过程中。
然而，在该示例性方面中，EML1 342中的具有延迟荧光特性的第二化合物的单线态激子能量和三线态激子能量可以通过FRET机制(其通过由偶极-偶极相互作用产生的电场非辐射地转移能量)转移至与EML1 342相邻设置的EML2 344中的可以为荧光或磷光材料的第五化合物。因此，最终发光在EML2 344内的第五化合物中发生。
换言之，EML1 342中的第二化合物的三线态激子能量通过RISC机制向上转换为其自身的单线态激子能量。然后，第二化合物的转换的单线态激子能量转移至EML2 344中的第五化合物的单线态激子能量，因为第二化合物的激发单线态能级S1 TD高于第五化合物的激发单线态能级S1 FD(参见图8)。EML2 344中的第五化合物可以利用三线态激子能量以及单线态激子能量发光。
由于在EML1 342中的具有延迟荧光特性的第二化合物处产生的激子能量从第二化合物有效地转移至EML2 344中的为荧光或磷光材料的第五化合物，因此可以实现超荧光。在这种情况下，虽然第二化合物仅用作将激子能量转移至第五化合物，但是在包含为荧光或磷光材料并且具有窄的FWHM的第五化合物的EML2 344中发生实质发光。因此，由于窄的FWHM，OLED D3可以提高其量子效率并且改善其颜色纯度。
EML1 342和EML2 344分别包含作为第一主体的第一化合物和作为第二主体的第四化合物。在第一化合物和第四化合物处产生的激子能量应转移至作为延迟荧光材料的第二化合物以发光。
如图8所示，第一化合物和第四化合物的激发单线态能级S1 H1和S1 H2以及激发三线态能级T1 H1和T1 H2中的每一者应分别高于作为延迟荧光材料的第二化合物的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD中的每一者。
例如，当第一化合物和第四化合物的激发三线态能级T1 H1和T1 H2中的每一者不足够高于第二化合物的激发三线态能级T1 TD时，第二化合物的三线态激子可以反向转移至第一化合物和第四化合物的激发态三线态能级T1 H1和T1 H2，各自均不能利用三线态激子能量。因此，第二化合物的三线态能级T1 TD的激子可以通过非辐射复合而猝灭，并且第二化合物的三线态激子不能参与发光。作为实例，第一化合物和第四化合物的激发三线态能级T1 H1和T1 H2各自可以比第二化合物的激发三线态能级T1 TD高至少约0.2eV，例如至少约0.3eV，优选至少约0.5eV。
第四化合物的激发单线态能级S1 H2高于第五化合物的激发单线态能级S1 FD。在这种情况下，在第四化合物处产生的单线态激子能量可以转移至第五化合物的激发单线态能级S1 FD。任选地，第四化合物的激发三线态能级T1 H2可以高于第五化合物的激发三线态能级T1 FD。
此外，EML 340必须实现高的发光效率和颜色纯度，以及将激子能量从EML1 342中的第二化合物(其通过RISC机制转换为ICT复合态)有效地转移至EML2 344中的为荧光或磷光材料的第五化合物。为了实现这样的OLED D3，第二化合物的激发三线态能级T1 TD高于第五化合物的激发三线态能级T1 FD。任选地，第二化合物的激发单线态能级S1 TD可以高于第五化合物的激发单线态能级S1 FD。
此外，第一化合物和/或第四化合物的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物和/或第四化合物的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。当发光材料不满足如上所述的所需能级时，激子能量在第二化合物和第五化合物处猝灭，或者激子能量不能从第一化合物和第四化合物有效地转移至第二化合物和第五化合物，使得OLED D3可能具有降低的量子效率。
作为主体的第一化合物和第四化合物可以彼此相同或不同。例如，第一化合物和第四化合物各自可以独立地包含具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。具有延迟荧光特性的第二化合物可以包含具有化学式5的结构的任一者。
例如，作为发蓝光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括SPXZPO、DPXZPO、TPXZPO、DcZTrz、DDczTrz、DMTDAc、DMOC-DPS、DMAC-DPS、DMAC-TRZ、ACRSA、Cz-VPN、TcZTrz、mPTC、CC2BP、BDPCC-TPTA、BCC-TPTA、DPCC-TPTA、Phen-TRZ、Cab-Ph-TRZ、螺AC-TRZ、3CzFCN和4CzFCN。作为发绿光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括oPTC、PIC-TRZ、TmCzTrz、2PXZ-OXD、DMAC-BP、TXO-PhCz、4CzIPN、4CzPN、4CzFCN、33TczPN、BFCz-2CN、BTCz-2CN、Ac-VPN、Px-VPN、35IPNDcz、26IPNDcz、TcZTrZ和32alCTRZ。作为发红光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括mPx2BBP、4CzTPN-Ph、PPZ-DPS、DHPZ-2BZT、DHPZ-2TRZ和TPA-DCPP。
第五化合物可以具有窄的FWHM并且具有与第二化合物的发光光谱具有大的交叠区域的吸收光谱。第五化合物可以为发射蓝色、绿色或红色光的荧光或磷光材料。例如，第五化合物可以包括为具有化学式6的结构的任一者的发蓝光的荧光材料。可替选地，第五化合物可以包括具有BODIPY核和/或喹啉-吖啶核的发绿光的荧光材料，或发射蓝色、绿色或红色光的金属配合物。
在一个示例性实施方案中，EML1 342和EML2 344中的第一化合物和第四化合物的含量可以大于或等于同一层中的第二化合物和第五化合物的含量。此外，EML1 342中的第二化合物的含量可以大于EML2 344中的第五化合物的含量。在这种情况下，激子能量可以经由FRET机制从第二化合物有效地转移至第五化合物。作为实例，EML1 342中的第二化合物的含量可以为但不限于约1重量％至约70重量％，优选约10重量％至约50重量％，并且更优选约20重量％至约50重量％。此外，EML2 344中的第四化合物的含量可以为约90重量％至约99重量％，优选95重量％至约99重量％，EML2 344中的第五化合物的含量可以为约1重量％至约10重量％，优选约1重量％至约5重量％。EML1 342和EML2 344各自的厚度可以为但不限于约5nm至约100nm，优选约10nm至约30nm，并且更优选约10nm至约20nm。
在一个示例性方面中，当EML2 344与HBL 375相邻地设置时，与第五化合物一起包含在EML2 344中的第四化合物可以为与HBL 375相同的材料。在这种情况下，EML2 344可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换言之，EML2 344可以充当用于阻挡空穴的缓冲层。在一个方面中，在EML2 344可以为空穴阻挡层以及发光材料层的情况下，可以省去HBL375。
在另一个示例性方面中，当EML2 344与EBL 365相邻地设置时，第四化合物可以为与EBL 365相同的材料。在这种情况下，EML2 344可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换言之，EML2 344可以充当用于阻挡电子的缓冲层。在一个方面中，在EML2 344可以为电子阻挡层以及发光材料层的情况下，可以省去EBL 365。
当将具有化学式1至4的结构的双极性有机化合物引入EML340中时，空穴和电子被平衡地注入到EML 340中，在EML 340的整个区域上形成复合区。OLED D3可以在较低的电压下驱动，使得可以降低其功耗并且改善其发光效率和颜色纯度。
将说明具有三层EML的OLED。图9是示出根据本公开另一个示例性方面的具有三层EML的OLED的示意性截面图。图10是通过根据本公开的另一个示例性方面的发光材料之间的能级带隙示出发光机制的示意图。
如图9所示，根据本公开的第四方面的OLED D4包括彼此面向的第一电极410和第二电极430以及设置在第一电极410与第二电极430之间的发光层420。
在一个示例性方面中，具有单个发光单元的发光层420包括三层EML440。发光层420包括各自顺序地设置在第一电极410与EML440之间的HIL 450和HTL 460以及各自顺序地设置在EML 440与第二电极430之间的ETL 470和EIL 480。可替选地，发光层420还可以包括设置在HTL 460与EML 440之间的EBL 465和/或设置在EML 440与ETL 470之间的HBL475。第一电极410和第二电极430以及发光层420中除EML 440之外的其他层的构造与OLED D1、OLED D2和OLED D3中的相应电极和层基本上相同。
EML 440包括第一EML(EML1)442、第二EML(EML2)444和第三EML(EML3)446。EML1442设置在EBL 465与HBL 475之间，EML2 444设置在EBL 465与EML1 442之间，EML3 446设置在EML1 442与HBL 475之间。
EML1 442包含可以为延迟荧光材料的第二化合物(第一掺杂剂)。EML2 444和EML3446各自分别包含第五化合物(第二掺杂剂)和第七化合物(第三掺杂剂)(其各自可以为荧光或磷光材料)。此外，EML1 442、EML2 444和EML3 446还分别包含第一化合物、第四化合物和第六化合物(其各自可以为第一主体至第三主体)。
根据该方面，EML1 442中的第二化合物即延迟荧光材料的单线态能量以及三线态能量可以通过FRET机制转移至第五化合物和第七化合物，即各自包含在与EML1 442相邻设置的EML2 444和EML3 446中的荧光或磷光材料。因此，最终发光在EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物中发生。
换言之，EML1 442中的具有延迟荧光特性的第二化合物的三线态激子能量通过RISC机制向上转换为其自身的单线态激子能量，然后第二化合物的单线态激子能量转移至EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物的单线态激子能量，因为第二化合物的激发单线态能级S1 TD高于第五化合物和第七化合物的激发单线态能级S1 FD1和S1 FD2的每一者(参见图10)。EML1 442中的第二化合物的单线态激子能量通过FRET机制转移至与EML1 442相邻设置的EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物。
EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物可以利用来源于第二化合物的单线态激子能量和三线态激子能量发光。与第二化合物相比，第五化合物和第七化合物各自可以具有更窄的FWHM。由于在EML1442中的具有延迟荧光特性的第二化合物处产生的激子能量转移至EML2444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物，因此可以实现超荧光。特别地，第五化合物和第七化合物各自可以具有与第二化合物的吸收光谱具有大的交叠区域的发光光谱，使得第二化合物的激子能量可以有效地转移至第五化合物和第七化合物中的每一者。在这种情况下，在EML2 444和EML3 446中发生实质发光。
为了在EML 440中实现有效的发光，有必要适当地调节EML1 442、EML2 444和EML3446中的发光材料之间的能级。如图10所示，第一化合物、第四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)的激发单线态能级S1 H1、S1 H2和S1 H3以及激发三线态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3中的每一者应分别高于第二化合物(可以为延迟荧光材料)的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD中的每一者。
例如，当第一化合物、第四化合物和第六化合物的激发三线态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3中的每一者不足够高于第二化合物的激发三线态能级T1 TD时，第二化合物的三线态激子可以反向转移至第一化合物、第四化合物和第六化合物的激发三线态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3，其各自均无法利用三线态激子能量。因此，第二化合物的三线态能级T1 TD的激子可以由于非辐射复合而猝灭，并且第二化合物的三线态激子无法参与发光。
此外，EML440必须实现高的发光效率和颜色纯度，以及将激子能量从EML1 442中的第二化合物(其通过RISC机制转换为ICT复合态)有效地转移至EML2 444和EML3 446中的各自为荧光或磷光材料的第五化合物和第七化合物。为了实现这样的OLED D4，EML1 442中的第二化合物的激发三线态能级T1 TD高于第五化合物和第七化合物的激发三线态能级T1 FD1和T1 FD2中的每一者。可替选地，第二化合物的激发单线态能级S1 TD可以高于作为荧光材料的第五化合物和第七化合物的激发单线态能级S1 FD1和S1 FD2中的每一者。
此外，为了实现有效的发光，从第二化合物转移至第五化合物和第七化合物的每一者的激子能量不应转移至第四化合物和第六化合物。作为实例，第四化合物和第六化合物的激发单线态能级S1 H2和S1 H3中的每一者可以分别高于第五化合物和第七化合物的激发单线态能级S1 FD1和S1 FD2中的每一者。在一个示例性方面中，第二化合物的激发单线态能级S1 TD与激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙可以等于或小于约0.3eV，以实现延迟荧光。
此外，各自分别可以为第一主体至第三主体的第一化合物、第四化合物和第六化合物的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、第四化合物和第六化合物的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。
EML1 442、EML2 444和EML3 446各自可以包含各自分别可以为第一主体至第三主体的第一化合物、第四化合物和第六化合物。例如，第一化合物、第四化合物和第六化合物中的每一者可以彼此相同或不同。例如，第一化合物、第四化合物和第六化合物各自可以独立地包括具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。具有延迟荧光特性的第二化合物可以包括具有化学式5的结构的任一者。
例如，作为发蓝光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括SPXZPO、DPXZPO、TPXZPO、DcZTrz、DDczTrz、DMTDAc、DMOC-DPS、DMAC-DPS、DMAC-TRZ、ACRSA、Cz-VPN、TcZTrz、mPTC、CC2BP、BDPCC-TPTA、BCC-TPTA、DPCC-TPTA、Phen-TRZ，Cab-Ph-TRZ、螺AC-TRZ、3CzFCN和4CzFCN。作为发绿光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括oPTC、PIC-TRZ、TmCzTrz、2PXZ-OXD、DMAC-BP、TXO-PhCz、4CzIPN、4CzPN、4CzFCN、33TczPN、BFCz-2CN、BTCz-2CN、Ac-VPN、Px-VPN、35IPNDcz、26IPNDcz、TcZTrZ和32alCTRZ。作为发红光的延迟荧光材料的第二化合物可以包括mPx2BBP、4CzTPN-Ph、PPZ-DPS、DHPZ-2BZT、DHPZ-2TRZ和TPA-DCPP。
第五化合物和第七化合物各自可以具有窄的FWHM，并且具有与第二化合物的发光光谱具有大的交叠区域的吸收光谱。第五化合物和第七化合物各自可以为发射蓝色、绿色或红色光的荧光或磷光材料。例如，第五化合物和第七化合物各自可以包括作为具有化学式6结构的任一者的发蓝光的荧光材料。可替选地，第五化合物和第七化合物各自可以包括具有BODIPY核和/或喹啉-吖啶核的发绿光的荧光材料，或者发射蓝色、绿色或红色光的金属配合物。
在一个示例性方面中，EML2 444和EML3 446中的第四化合物和第六化合物的含量中的每一者可以大于或等于同一层中的第五化合物和第七化合物的含量中的每一者。此外，EML1 442中的第二化合物的含量可以大于EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物的含量中的每一者。在这种情况下，激子能量可以经由FRET机制从第二化合物有效地转移至第五化合物和第七化合物。作为实例，EML1 442中的第二化合物的含量可以为但不限于约1重量％至约70重量％，优选约10重量％至约50重量％，并且更优选约20重量％至约50重量％。此外，EML2 444和EML3 446中的第四化合物和第六化合物的含量各自可以为约90重量％至约99重量％，优选95重量％至约99重量％，以及EML2 444和EML3 446中的第五化合物和第七化合物的含量各自可以为约1重量％至约10重量％，优选约1重量％至约5重量％。EML1 442的厚度可以为但不限于约2nm至约100nm，优选约2nm至约30nm，并且更优选约2nm至约20nm。此外，EML2 444和EML3 446各自的厚度可以为但不限于约5nm至约100nm，优选约10nm至约30nm，并且更优选约10nm至约20nm。
在一个示例性方面中，当EML2 444与EBL 465相邻地设置时，与第五化合物一起包含在EML2 444中的第四化合物可以为与EBL 465相同的材料。在这种情况下，EML2 444可以具有电子阻挡功能以及发光功能。换言之，EML2 444可以充当用于阻挡电子的缓冲层。在一个方面中，在EML2 444可以为电子阻挡层以及发光材料层的情况下，可以省去EBL465。
在另一个示例性方面中，当EML3 446被设置成与HBL 475相邻时，与第七化合物一起包含在EML3 446中的第六化合物可以为与HBL475相同的材料。在这种情况下，EML3 446可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换言之，EML3 446可以充当用于阻挡空穴的缓冲层。在一个方面中，在EML3 446可以为空穴阻挡层以及发光材料层的情况下，可以省去HBL475。
在又一个示例性方面中，EML2 444中的第四化合物可以为与EBL455相同的材料，EML3 446中的第六化合物可以为与HBL 475相同的材料。在该方面中，EML2 444可以具有电子阻挡功能以及发光功能，EML3446可以具有空穴阻挡功能以及发光功能。换言之，EML2444和EML3 446各自可以分别充当用于阻挡电子或空穴的缓冲层。在一个方面中，在EML2444可以为电子阻挡层以及发光材料层，并且EML3 446可以为空穴阻挡层以及发光材料层的情况下，可以省去EBL 465和HBL 475。
当将具有化学式1至4的结构的双极性有机化合物引入EML440中时，空穴和电子被平衡地注入到EML440中，在EML 440的整个区域上形成复合区。OLED D4可以在较低的电压下驱动，使得可以降低其功耗，并且改善其发光效率和颜色纯度。
在上述方面中，描述了仅具有一个发光单元的OLED。与上述方面不同，OLED可以具有多个发光单元以形成串联结构。图11是示出根据本公开的又一个方面的OLED的截面图。
如图11所示，根据本公开的第五方面的OLED D5包括彼此面向的第一电极510和第二电极530、设置在第一电极510与第二电极530之间的第一发光单元520、设置在第一发光单元520与第二电极530之间的第二发光单元620、和设置在第一发光单元520与第二发光单元620之间的电荷生成层(CGL)590。
第一电极510可以为阳极并且包含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510可以包含但不限于ITO、IZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。第二电极530可以为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510和第二电极530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520包括下部EML 540。此外，第一发光单元包括各自顺序地设置在第一电极510与下部EML 540之间的HIL 550和第一HTL(HTL1)560、设置在下部EML 540与CGL 590之间的第一ETL(ETL1)570。可替选地，第一发光单元520还可以包括设置在HTL1560与下部EML 540之间的第一EBL(EBL1)565和/或设置在下部EML 540与ETL1570之间的第一HBL(HBL1)575。
第二发光单元620包括上部EML 640。第二发光单元620包括设置在CGL 590与上部EML 640之间的第二HTL(HTL2)660和各自顺序地设置在上部EML 640与第二电极530之间的第二ETL(ETL2)670和EIL680。可替选地，第二发光单元620还可以包括设置在HTL2 660与上部EML 640之间的第二EBL(EBL2)665和/或设置在上部EML 640与ETL2 670之间的第二HBL(HBL2)675。
下部EML 540和上部EML 640中的至少一者可以包含具有化学式1至4的结构的任何有机化合物，并且发射蓝色(B)、绿色(G)和红色(R)中的任一者，而下部EML 540和上部EML 640中的另一者发射其他颜色。例如，下部EML 540和上部EML 640中的一者可以发射绿色(G)光，而下部EML 540和上部EML 640中的另一者可以发射红色(R)和/或蓝色(B)光。在下文中，将说明其中下部EML 540发射绿色光而上部EML640发射蓝色光和/或红色光的OLEDD5。
HIL 550设置在第一电极510与HTL1 560之间并且改善无机的第一电极510与有机的HTL1 560之间的界面特性。在一个示例性方面中，HIL550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。可以按照OLED D5的结构省去HIL 550。
HTL1 560和HTL2 660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。
ETL1 570和ETL2 670各自分别促进第一发光单元520和第二发光单元620中的电子传输。ETL1 570和ETL2 670各自可以分别独立地包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000451
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 BDA0002664685270000452
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，ETL1 570和ETL2 670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和/或TPQ。
可替选地，ETL1 570和ETL2 670中的至少一者可以包含具有化学式1至4的结构的任一者。在这种情况下，ETL1 570和ETL2 670中的至少一者可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者包含混合有或掺杂有所述有机化合物的上述电子传输材料。
EIL 680设置在第二电极530与第二ETL 670之间，并且可以改善第二电极530的物理特性，因此可以提高OLED D5的寿命。在一个示例性方面中，EIL 580可以包含但不限于碱金属卤化物例如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。
EBL1 565和EBL2 665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、N,N’-双[4-(双(3-甲基苯基)氨基)苯基]-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(DNTPD)、TDAPB和/或3,6-双(N-咔唑基)-N-苯基-咔唑。
HBL1 575和HBL2 675各自可以独立地包含但不限于基于
Figure BDA0002664685270000461
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 BDA0002664685270000462
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，HBL1 575和HBL2 675各自可以分别独立地包含但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、B3PYMPM、DPEPO、9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-3-基)-9H-3,9’-联咔唑及其组合。
可替选地，HBL1 575和HBL2 675中的至少一者可以包含具有化学式1至4的结构的任一者。在这种情况下，HBL1 575和HBL2 675中的至少一者可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者包含混合有或掺杂有所述有机化合物的上述电子传输材料。
在一个示例性方面中，当上部EML 640发射蓝光时，上部EML 640可以发射深蓝色或天蓝色光。在这种情况下，上部EML 640可以包含蓝色主体和蓝色掺杂剂。例如，蓝色主体可以包括但不限于mCP、mCP-CN、mCBP、CBP-CN、9-(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)-3-(二苯基磷酰基)-9H-咔唑(mCPPO1)、3,5-二(9H-咔唑-9-基)联苯(Ph-mCP)、TSPO1、9-(3’-(9H-咔唑-9-基)-[1,1’-联苯]-3-基)-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(CzBPCb)、双(2-甲基苯基)二苯基硅烷(UGH-1)、1,4-双(三苯基甲硅烷基)苯(UGH-2)、1,3-双(三苯基甲硅烷基)苯(UGH-3)、9,9-螺二氟-2-基-二苯基-氧化膦(SPPO1)、9,9’-(5-(三苯基甲硅烷基)-1,3-亚苯基)双(9H-咔唑)(SimCP)等。
蓝色掺杂剂可以包括但不限于苝、4,4’-双[4-(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(DPAVBi)、4-(二-对甲苯基氨基)-4-4’-[(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]苯乙烯(DPAVB)、4,4’-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]联苯(BDAVBi)、2,5,8,11-四-叔丁基苝(TBPe)、双(2-(2-羟基苯基)吡啶并)铍(Bepp2)、9-(9-苯基咔唑-3-基)-10-(萘-1-基)蒽(PCAN)、mer-三(1-苯基-3-甲基咪唑啉-2-亚基-C,C(2)’铱(III)(mer-Ir(pmi)3)、fac-三(1,3-二苯基-苯并咪唑啉-2-亚基-C,C(2)’铱(III)(fac-Ir(dpbic)3)、双(3,4,5-三氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)(Ir(tfpd)2pic)、三(2-(4,6-二氟苯基)吡啶)铱(III)(Ir(Fppy)3)、双[2-(4,6-二氟苯基)吡啶并-C2,N](皮考啉并)铱(III)(FIrpic)等。在这种情况下，上部EML 640可以发射波长为约450nm至约500nm的蓝色。
在一个替代方面中，当上部EML 640为红色EML时，上部EML 640可以包含红色主体和红色掺杂剂。红色主体可以包括但不限于9,9’-联苯-9H,9’H-3,3’-联咔唑(BCzPh)、CBP、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯(TCP)、TCTA、4,4’-双(咔唑-9-基)-2,2’-二甲基联苯(CDBP)、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二甲基芴(DMFL-CBP)、2,2’,7,7’-四(咔唑-9-基)-9,9-螺芴(螺-CBP)、DPEPO、4’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3,5-二腈(PCzB-2CN)、3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3,5-二腈(mCzB-2CN)、3,6-双(咔唑-9-基)-9-(2-乙基-己基)-9H-咔唑(TCz1)、Bepp2、双(10-羟基苯并[h]喹啉并)铍(Bebq2)、1,3,5-三(1-芘基)苯(TPB3)等。
红色掺杂剂可以包括但不限于[双(2-(4,6-二甲基)苯基喹啉)](2,2,6,6-四甲基庚-3,5-二酮酸)铱(III)、双[2-(4-正己基苯基)喹啉](乙酰丙酮)铱(III)(Hex-Ir(phq)2(acac))、三[2-(4-正己基苯基)喹啉]铱(III)(Hex-Ir(phq)3)、三[2-苯基-4-甲基喹啉]铱(III)(Ir(Mphq)3)、双(2-苯基喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮酸)铱(III)(Ir(dpm)PQ2)、双(苯基异喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮酸)铱(III)(Ir(dpm)(piq)2)、双[(4-正己基苯基)异喹啉](乙酰丙酮)铱(III)(Hex-Ir(piq)2(acac))、三[2-(4-正己基苯基)喹啉]铱(III)(Hex-Ir(piq)3)、三(2-(3-甲基苯基)-7-甲基-喹啉基)铱(Ir(dmpq)3)、双[2-(2-甲基苯基)-7-甲基-喹啉](乙酰丙酮)铱(III)(Ir(dmpq)2(acac))、双[2-(3,5-二甲基苯基)-4-甲基-喹啉(乙酰丙酮)铱(III))(Ir(mphmq)2(acac))等。在这种情况下，上部EML 640可以发射波长为约600nm至约650nm的红色光。
可替选地，第二发光单元可以包括两个发光材料层，例如，蓝色发光材料层和红色发光材料层，以便提高OLED D5的红色效率。在这种情况下，第二发光单元620可以发射波长为约451nm至约650nm的光。
CGL 590设置在第一发光单元520与第二发光单元620之间。CGL 590包括与第一发光单元520相邻地设置的N型CGL 610和与第二发光单元620相邻地设置的P型CGL 615。N型CGL 610将电子注入到第一发光单元520中，P型CGL 615将空穴注入到第二发光单元620中。
作为实例，N型CGL 610可以为掺杂有碱金属(例如Li、Na、K和/或Cs)和/或碱土金属(例如Mg、Sr、Ba和/或Ra)的有机层。例如，在N型CGL 610中使用的主体可以包括但不限于诸如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。
可替选地，N型CGL 610可以包含具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。如上所述，具有化学式1至4的结构的任何有机化合物对电子具有高亲和力。在这种情况下，N型CGL 610可以仅包含具有化学式1至4的结构的有机化合物，或者还包含掺杂有所述有机化合物的碱金属或碱土金属。
P型CGL 615可以包含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。
下部EML 540包含可以为主体的第一化合物和可以为掺杂剂例如延迟荧光材料的第二化合物。第一化合物可以包括具有化学式1至4的结构的任何有机化合物。发绿光的第二化合物可以包括oPTC、PIC-TRZ、TmCzTrz、2PXZ-OXD、DMAC-BP、TXO-PhCz、4CzIPN、4CzPN、4CzFCN、33TczPN、BFCz-2CN、BTCz-2CN、Ac-VPN、Px-VPN、35IPNDcz、26IPNDcz、TcZTrZ、32alCTRZ等。
与第一方面类似，在下部EML 540中在可以为主体的第一化合物处产生的单线态激子能量可以转移至可以为延迟荧光材料的第二化合物的单线态激子。第一化合物的激发单线态能级S1 H1和激发三线态能级T1 H1中的每一者分别高于具有延迟荧光特性的第二化合物的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD中的每一者(参见图4)。作为实例，第一化合物的激发三线态能级T1 H1可以比第二化合物的激发三线态能级T1 TD高至少约0.2eV，例如至少约0.3eV，优选至少约0.5eV。
当从第一化合物转移至第二化合物的单线态激子能量转变为基态时，下部EML540实现荧光发光。此外，当第二化合物的三线态激子能量通过RISC机制转换为其自身的单线态激子能量，然后转换的单线态激子能量转变为基态时，下部EML 540实现延迟荧光发光。由于第二化合物利用激发单线态激子和激发三线态激子二者发光，因此OLED D5可以提高其发光效率。
此外，当将具有化学式1至4的结构并且具有双极性特性的任何有机化合物引入到下部EML 540中时，电子和空穴之间的复合区均匀地分布在下部EML 540的整个区域上，从而改善OLED D5的发光效率。此外，当将所述有机化合物引入到下部EML 540中时，OLED D5可以在较低的电压下驱动，从而降低功耗。
在这种情况下，下部EML 540中的第二化合物的含量可以为约1重量％至约70重量％，优选约10重量％至约50重量％，并且更优选约20重量％至约50重量％。下部EML 540的厚度可以为但不限于约10nm至约200nm，优选约20nm至约100nm，并且更优选约30nm至约50nm。
在一个替代方面中，下部EML 540可以包含可以为主体的第一化合物、可以为延迟荧光材料的第二化合物、和可以为荧光或磷光材料的第三化合物(参见图5)。在另一个示例性方面中，下部EML 540可以具有包括EML1和EML2的双层结构。在这种情况下，EML1可以包含可以为第一主体的第一化合物和可以为延迟荧光材料的第二化合物，而EML2可以包含可以为第二主体的第四化合物和可以为荧光或磷光材料的第五化合物(参见图7)。在又一个方面中，下部EML 540可以具有还包括相对于EML1而与EML2相反设置的EML3的三层结构。在这种情况下，EML3可以包含可以为第三主体的第六化合物和可以为荧光或磷光材料的第七化合物(参见图9)。
在又一个示例性方面中，本公开的OLED可以包括三个或更多个发光单元。例如，OLED还可以包括设置在第二发光单元620与第二电极530之间的第三发光单元和设置在第二发光单元620与第三发光单元之间的第二CGL。
实施例
合成例1：化合物1-20的合成
(1)中间体a的合成
[反应式1-1]
Figure BDA0002664685270000491
在氮气气氛下将3.65g(3当量)溶解在蒸馏水中的碳酸钾添加到反应容器中，并搅拌溶液。将1.64g(1.2当量)3-溴咔唑、1.00g(1当量)金刚烷-1-基-硼酸和THF(按体积计THF:蒸馏水＝3:1)添加到反应容器中，然后搅拌该混合溶液。将0.51g(0.05当量)四(三苯基膦)钯(0)(Pd[P(C6H5)3]4)添加到反应容器中，将溶液的温度升高直至回流并再次搅拌溶液。在反应24小时之后，将反应容器冷却，并将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取。使用MgSO4除去水分和溶剂，将粗产物分离并通过使用己烷:乙酸乙酯(3:1)作为洗脱剂的柱色谱法纯化以得到白色固体中间体a(产率＝73％)。
(2)中间体b的合成
[反应式1-2]
Figure BDA0002664685270000501
在氮气气氛下在搅拌下将1.00g(1当量)3,5-二溴吡啶、0.64g(0.9当量)咔唑、0.19g(0.05当量)三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(Pd2(dba)3)、0.09g(0.1当量)三-叔丁基膦(P(t-Bu)3)和2.03g(5当量)叔丁醇钠(NaOC(CH3)3)以及90mL甲苯添加到反应容器中。在搅拌下将溶液回流超过18小时以进行反应。在终止反应之后，将反应容器冷却至室温，将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，并使用MgSO4除去水分。将粗产物分离并通过使用己烷:二氯甲烷(2:3)作为洗脱剂的柱色谱法纯化，并重结晶以得到白色固体中间体b(产率＝47％)。
(3)化合物1-20的合成
[反应式1-3]
Figure BDA0002664685270000502
在氮气气氛下在搅拌下将1.00g(1当量)的中间体b、1.03g(1.1当量)中间体a、0.14g(0.05当量)Pd2(dba)3、0.06g(0.1当量)(P(t-Bu)3)和1.49g(5当量)NaOC(CH3)3以及50mL甲苯添加到反应容器中。在搅拌下使溶液回流超过18小时以进行反应。在终止反应之后，将反应容器冷却至室温，将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，并使用MgSO4除去水分。将粗产物分离并通过使用己烷:二氯甲烷(2:3)作为洗脱剂的柱色谱法纯化，并重结晶以得到白色固体化合物1-20(产率＝61％)。
合成例2：化合物2-1的合成
[反应式2]
Figure BDA0002664685270000511
在氮气气氛下在搅拌下将1.00g(1当量)2,6-二溴吡啶、1.53g(2.2当量)中间体a、0.38g(0.1当量)Pd2(dba)3、0.18g(0.2当量)(P(t-Bu)3)和4.06g(10当量)NaOC(CH3)3以及150mL甲苯添加到反应容器中。在搅拌下使溶液回流超过18小时以进行反应。在终止反应之后，将反应容器冷却至室温，将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，并使用MgSO4除去水分。将粗产物分离并通过使用己烷:二氯甲烷(2:3)作为洗脱剂的柱色谱法纯化，并重结晶以得到白色固体化合物2-1(产率＝89％)。
合成例3：化合物3-1的合成
(1)中间体c的合成
[反应式3-1]
Figure BDA0002664685270000512
在氮气气氛下在搅拌下将1.00g(1当量)2,6-二溴吡啶、1.26g(0.9当量)9H-3,9’-联咔唑、0.19g(0.05当量)Pd2(dba)3、0.09g(0.1当量)P(t-Bu)3和2.03g(5当量)NaOC(CH3)3以及180mL甲苯添加到向反应容器中。在搅拌下使溶液回流超过18小时以进行反应。在终止反应之后，将反应容器冷却至室温，将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，并使用MgSO4除去水分。将粗产物分离并通过使用己烷:二氯甲烷(1:1)作为洗脱剂的柱色谱法纯化，并重结晶以得到白色固体中间体c(产率＝58％)。
(2)化合物3-1的合成
[反应式3-2]
Figure BDA0002664685270000521
在氮气气氛下在搅拌下将1.00g(1当量)中间体c、0.68g(1.1当量)中间体a、0.09g(0.05当量)Pd2(dba)3、0.04g(0.1当量)(P(t-Bu)3)和0.98g(5当量)NaOC(CH3)3以及100mL甲苯添加到反应容器中。在搅拌下使溶液回流超过18小时以进行反应。在终止反应之后，将反应容器冷却至室温，将粗产物用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，并使用MgSO4除去水分。将粗产物分离并通过使用己烷:二氯甲烷(1:1→2:3)作为洗脱剂的柱色谱法纯化，并重结晶以得到白色固体化合物3-1(产率＝49％)。
实验例1：化合物的能级的评估
通过模拟评估化合物1-20、2-1和3-1(各自在上述合成例中合成)和化学式2中的化合物1-37以及参照化合物的能级，例如HOMO能级、LUMO能级、激发单线态能级S1和激发三线态能级T1。下表1表示评估结果。
[参照化合物]
Figure BDA0002664685270000522
表1：化合物的能级
Figure BDA0002664685270000523
Figure BDA0002664685270000531
如表1所示，化合物1-20、2-1、3-1和1-37各自具有适合用于发光层的HOMO能级、LUMO能级和激发三线态能级。特别地，在合成例中合成的每种化合物都具有非常高的激发三线态能级，这适合于EML中的主体、或者ETL和/或HBL的材料。此外，我们确定合成的化合物具有高于Ref.1化合物和Ref.2化合物的更高的激发三线态能级。
实施例1(Ex.1)：OLED的制造
制造其中将化合物1-20应用为EML的主体的OLED。将40nm×40nm×0.5nm的附接有ITO(50nm)的玻璃基板用异丙醇、丙酮和蒸馏水超声清洗5分钟，然后在100℃的烤箱中干燥。将经清洗的基板在真空中用O2等离子体处理2分钟，并转移至沉积室中，以便在基板上沉积其他层。通过以以下顺序在10-7托下通过加热的舟皿进行蒸发来沉积有机层。有机层的沉积速率设定为
Figure BDA0002664685270000532
/秒。
HIL(HAT-CN；
Figure BDA0002664685270000533
)；HTL(NPB，
Figure BDA0002664685270000534
)；EBL(mCP；
Figure BDA0002664685270000535
)；EML(按重量计，化合物1(主体):绿色延迟荧光材料4CzIPN＝70:30；
Figure BDA0002664685270000536
)；ETL(TPBi；
Figure BDA0002664685270000537
)；EIL(LiF；
Figure BDA0002664685270000538
)；以及阴极(Al；
Figure BDA0002664685270000539
)。
然后，在阴极上方沉积覆盖层(CPL)，并通过玻璃将装置封装。在沉积发光层和阴极之后，将OLED从沉积室转移至干燥箱以进行成膜，然后使用可UV固化环氧树脂和吸气剂进行封装。所制造的有机发光二极管的发光面积为9mm2。
实施例2至3(Ex.2至3)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于将化合物2-1(Ex.2)或化合物3-1(Ex.3)施加到EML的主体中代替化合物1-20。
比较例1至2(Com.1至2)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于将Ref.化合物1(Com.1)或Ref.化合物2(Com.2)施加到EML的主体中代替化合物1-20。
实验例2：OLED的发光特性的测量
将通过Ex.1至3和Com.1至2制造的每个OLED连接至外部电源，然后在室温下使用恒定电流源(KEITHLEY)和光度计PR650评估所有二极管的发光特性。特别地，对在6.3mA/cm2的电流密度下的驱动电压(V)、最大电致发光波长(EL λ最大，nm)、外量子效率(EQE，％)和在12.7J(6.3mA/cm2)的电流密度下直到亮度降低至初始亮度的95％水平(寿命，T95，相对于Ref.2)的相对时间周期进行测量。其结果示于下表2中。
表2：OLED的发光特性
项目 主体 V ELλ<sub>最大</sub> EQE T<sub>95</sub>
Com.1 Ref.1 4.21 532 16.55 238
Com.2 Ref.2 4.31 536 13.24 100
Ex.1 1-20 4.18 538 16.68 475
Ex.2 2-1 4.10 538 18.79 1063
Ex.3 3-1 4.18 538 16.73 425
如表2所示，与其中将包含吡啶部分和两个咔唑基部分的Ref.化合物1施加到EML的主体中的Com.1中的OLED相比，其中将具有至少一个金刚烷基的有机化合物施加到EML的主体中的Ex.1至3中的OLED稍微降低其驱动电压，并且将其EQE和发光寿命分别提高了高达13.5％和3.47倍。此外，与其中将相对于Ref.化合物1还包含四个苯基环的Ref.化合物2施加到EML的主体中的Com.2中的OLED相比，其中将具有至少一个金刚烷基的有机化合物施加到EML的主体中的Ex.1至3中的OLED将其驱动电压降低了高达4.9％，并且将其EQE和发光寿命分别提高了高达41.9％和10.63倍。因此，我们确定其中应用本公开的有机化合物的OLED可以降低其驱动电压以及改善其发光效率和发光寿命。因此，可以通过使用应用所述有机化合物的OLED来实现具有降低的驱动电压和改善的发光效率的有机发光装置。
对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本公开进行各种修改和改变。因此，意图是本公开覆盖本公开的修改和改变，条件是它们落在所附权利要求的范围内。
本公开中公开了如下方案：
1.一种具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
Figure BDA0002664685270000551
其中R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为所述金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且独立地为0至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
2.根据项1所述的有机化合物，其中R1至R5中的一者或两者为所述金刚烷基，其中R1至R5中除了所述金刚烷基以外的每一者选自氕、氘、氚、C1-C20烷基和C10-C30稠合杂芳基，其中Y1和Y2各自为N，以及其中Ar选自亚苯基、亚萘基和亚蒽基。
3.根据项3所述的有机化合物，其中所述C10-C30稠合杂芳基选自咔唑基、吖啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吩嗪基和吩
Figure BDA0002664685270000552
嗪基。
4.根据项1所述的有机化合物，其中所述有机化合物包括具有以下化学式2的结构的任一者：
[化学式2]
Figure BDA0002664685270000561
Figure BDA0002664685270000571
Figure BDA0002664685270000581
5.根据项1所述的有机化合物，其中所述有机化合物包括具有以下化学式3的结构的任一者：
[化学式3]
Figure BDA0002664685270000582
Figure BDA0002664685270000591
6.根据项1所述的有机化合物，其中所述有机化合物包括具有以下化学式4的结构的任一者：
[化学式4]
Figure BDA0002664685270000592
Figure BDA0002664685270000601
Figure BDA0002664685270000611
7.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面向所述第一电极的第二电极；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，
其中所述至少一个发光单元包含具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
Figure BDA0002664685270000612
其中R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为所述金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且独立地为0至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
8.根据项7所述的有机发光二极管，其中R1至R5中的一者或两者为所述金刚烷基，其中R1至R5中除了所述金刚烷基以外的每一者选自氕、氘、氚、C1-C20烷基和C10-C30稠合杂芳基，其中Y1和Y2各自为N，以及其中Ar选自亚苯基、亚萘基和亚蒽基。
9.根据项8所述的有机发光二极管，其中所述C10-C30稠合杂芳基选自咔唑基、吖啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吩嗪基和吩
Figure BDA0002664685270000621
嗪基。
10.根据项7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的至少一个电子传输层，以及其中所述至少一个电子传输层包含所述有机化合物。
11.根据项7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的至少一个空穴阻挡层，以及其中所述至少一个空穴阻挡层包含所述有机化合物。
12.根据项7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的第一发光材料层，以及其中所述第一发光材料层包含所述有机化合物。
13.根据项12所述的有机发光二极管，其中所述第一发光材料层包含第一化合物和第二化合物，以及其中所述第一化合物包括所述有机化合物。
14.根据项13所述的有机发光二极管，其中所述第一发光材料层还包含第三化合物。
15.根据项13所述的有机发光二极管，其中所述至少一个发光单元还包括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的第二发光材料层，以及其中所述第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物。
16.根据项15所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物包括所述有机化合物。
17.根据项15所述的有机发光二极管，其中所述至少一个发光单元还包括相对于所述第一发光材料层而与所述第二发光材料层相反设置的第三发光材料层，以及其中所述第三发光材料层包含第六化合物和第七化合物。
18.根据项17所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物和所述第六化合物中的至少一者包括所述有机化合物。
19.根据项12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的第一发光单元和设置在所述第一发光单元与所述第二电极之间的第二发光单元，
其中所述第一发光单元包括下部发光材料层，而所述第二发光单元包括上部发光材料层，
其中所述下部发光材料层和所述上部发光材料层中的至少一者包含所述有机化合物，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。
20.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据项7至19中任一项所述的有机发光二极管。

Claims (10)

1.一种具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
Figure FDA0002664685260000011
其中R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为所述金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且独立地为0至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中R1至R5中的一者或两者为所述金刚烷基，其中R1至R5中除了所述金刚烷基以外的每一者选自氕、氘、氚、C1-C20烷基和C10-C30稠合杂芳基，其中Y1和Y2各自为N，以及其中Ar选自亚苯基、亚萘基和亚蒽基。
3.根据权利要求3所述的有机化合物，其中所述C10-C30稠合杂芳基选自咔唑基、吖啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吩嗪基和吩
Figure FDA0002664685260000012
嗪基。
4.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面向所述第一电极的第二电极；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，
其中所述至少一个发光单元包含具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
Figure FDA0002664685260000021
其中R1至R4各自独立地选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，或者当a至d各自为2或更大的整数时，两个相邻的R1基团、两个相邻的R2基团、两个相邻的R3基团和两个相邻的R4基团各自独立地形成未经取代或经取代的稠合芳族环或者未经取代或经取代的C3-C20稠合杂芳族环；R5选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、C7-C30芳烷基、C3-C30杂芳烷基、C6-C30芳氧基、C3-C30杂芳氧基、C6-C30芳基氨基、C3-C30杂芳基氨基和金刚烷基，其中R1至R5中的至少一者为所述金刚烷基；a、b、c、d各自为取代基的数量，并且独立地为0至4的整数；Ar为C6-C30亚芳基或C3-C30亚杂芳基；m为0或1的整数；Y1和Y2各自独立地选自CR6或N，其中R6选自氕、氘、氚、C1-C20烷基、C6-C30芳基和C3-C30杂芳基。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其中R1至R5中的一者或两者为所述金刚烷基，其中R1至R5中除了所述金刚烷基以外的每一者选自氕、氘、氚、C1-C20烷基和C10-C30稠合杂芳基，其中Y1和Y2各自为N，以及其中Ar选自亚苯基、亚萘基和亚蒽基。
6.根据权利要求5所述的有机发光二极管，其中所述C10-C30稠合杂芳基选自咔唑基、吖啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吩嗪基和吩
Figure FDA0002664685260000031
嗪基。
7.根据权利要求4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的至少一个电子传输层，以及其中所述至少一个电子传输层包含所述有机化合物。
8.根据权利要求4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的至少一个空穴阻挡层，以及其中所述至少一个空穴阻挡层包含所述有机化合物。
9.根据权利要求4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的第一发光材料层，以及其中所述第一发光材料层包含所述有机化合物。
10.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据权利要求4至9中任一项所述的有机发光二极管。
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