CN112713248B - 有机发光二极管和包括其的有机发光装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及有机发光二极管和包括其的有机发光装置。有机发光二极管(OLED)包括与第一电极相邻设置的第一发光材料层和与第二电极相邻设置的第二发光材料层。第一发光材料层包含对空穴具有高亲和力的第一化合物和为热激活延迟荧光材料的第二化合物，第二发光材料层包含对电子具有高亲和力并实现三线态‑三线态湮灭的第四化合物。具有调节的能级的两个发光材料层允许OLED降低其驱动电压并改善其发光效率和发光寿命。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月24日在大韩民国提交的韩国专利申请第10-2019-0133040号和于2020年9月7日在大韩民国提交的韩国专利申请第10-2020-0113939号的权益，其全部内容在此通过引入整体并入本申请中。
技术领域
本公开涉及有机发光二极管，并且更具体地，涉及具有优异的发光特性的有机发光二极管和具有所述有机发光二极管的有机发光装置。
背景技术
有机发光二极管(OLED)随着发光二极管迅速替代液晶显示装置(LCD)而受到关注。OLED可以形成为厚度小于的薄膜，并且可以根据电极配置实现单向或双向图像。此外，OLED可以形成在柔性透明基板如塑料基板上，使得OLED可以容易地实现柔性或可折叠显示器。此外，与LCD相比，OLED可以在较低的电压下驱动，具有优异的颜色纯度。
在OLED中，当电荷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，电荷复合以形成激子，然后当复合的激子移动至稳定的基态时发光。
常规的荧光材料因为仅单线态激子参与其发光过程而显示出低的发光效率。与荧光材料相比，其中三线态激子和单线态激子均参与发光过程的磷光材料具有相对高的发光效率。然而，作为代表性的磷光材料的金属配合物的发光寿命太短而不能应用于商业装置。特别地，蓝色磷光材料显示出低的发光效率和颜色纯度。
发明内容
因此，本公开的实施方案涉及OLED和包括OLED的有机发光装置，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的问题中的一者或更多者。
本公开的目的是提供可以降低其驱动电压并提高其发光效率和寿命的OLED以及包括该二极管的有机发光装置。
附加的特征和方面将在随后的描述中阐述，并且部分地将根据描述而明显，或者可以通过实践本文中提供的发明构思而得知。本发明构思的其他特征和方面可以通过撰写的说明书中特别指出的或由此可推导出的结构、其权利要求和附图来实现和获得。
为了实现本发明构思的这些和其他方面，如具体体现和概括性描述的，有机发光二极管包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的发光材料层，其中发光材料层包括设置在第一电极与第二电极之间的第一发光材料层和设置在第一发光材料层与第二电极之间的第二发光材料层，其中第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，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，第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物，以及第四化合物包括具有以下化学式9的结构的有机化合物：
化学式1
其中R1为选自咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基、吩嗪基和苯并-苯并-咪唑并-咪唑基的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团；R2选自未经取代或经取代的苯基、未经取代或经取代的萘基、未经取代或经取代的蒽基、未经取代或经取代的咔唑基、未经取代或经取代的羰基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基以及未经取代或经取代的C4-C20杂芳基氨基；R3至R5各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者氰基；以及p、q和r各自为零或1；
化学式3
其中R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环与硼原子或与苯环连接，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环；以及
化学式9
其中R31和R32各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基；以及R33和R34各自独立地为氕、氘、氚或者未经取代或经取代的C1-C10烷基。
在另一个方面，有机发光二极管包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的发光材料层，其中发光材料层包括设置在第一电极与第二电极之间的第一发光材料层和设置在第一发光材料层与第二电极之间的第二发光材料层，其中第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，其中第一化合物包括具有化学式1的结构的有机化合物，第四化合物包括具有化学式9的结构的有机化合物，其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(△EST TD)为约0.3eV或更小。
在又一个方面，如上所述，有机发光装置包括基板和设置在基板上方的OLED。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述两者均为示例性和说明性的，并且旨在提供对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并且构成本申请的一部分，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是示出根据本公开的一个示例性方面的有机发光显示装置的示意性截面图。
图2是示出根据本公开的一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图3是示出根据本公开的一个方面的各自被设计成具有适当的能级并且以适当的顺序设置使得电荷有效地注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
图4是示出发光材料层和电子阻挡层的能级未被调节，并因此在实现热激活延迟荧光的EML1中形成激基复合物的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
图5是示出了其中发光材料层被错误地设计，并因此电子无法注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
图6是示出了发光材料层和电子阻挡层的能级未被调节并且其中发光材料层被错误地设计，并因此在实现热激活延迟荧光的EML2中形成激基复合物并且电子无法注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
图7是示出根据本公开的一个方面的通过两个EML中发光材料之间的单线态和三线态能级的发光机理的示意图。
图8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9是示出根据本公开的另一个示例性方面的有机发光显示装置的示意性截面图。
图10是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图11是示出根据本公开的又一个示例性方面的有机发光显示装置的示意性截面图。
图12是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
图13是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的截面图。
图14是示出实施例和比较例中制造的OLED的电流密度-EQE的测量结果的图。
具体实施方式
现在将在下面详细地参照本公开的各方面、实施方案和实例并讨论，其一些实例在附图中示出。
[有机发光装置和OLED]
本公开涉及包括复数个发光材料层的有机发光二极管(OLED)，每个发光材料层应用不同类型的延迟荧光并且包含具有调节的能级的发光材料。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。作为实例，将描述应用OLED的显示装置。图1是根据本公开的一个方面的有机发光显示装置100的示意性截面图。根据本公开的所有方面的有机发光装置的所有部件被可操作地耦合和配置。
如图1中所示，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和连接至薄膜晶体管Tr的有机发光二极管(OLED)D。
基板110可以包含但不限于玻璃、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。其上方布置有薄膜晶体管Tr和OLED D的基板110形成阵列基板。
可以在基板110上方设置缓冲层122，并且薄膜晶体管Tr设置在缓冲层122上方。缓冲层122可以被省略。
在缓冲层122上方设置有半导体层120。在一个示例性方面，半导体层120可以包含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。或者，半导体层120可以包含但不限于多晶硅。在这种情况下，半导体层120的相反边缘可以掺杂有杂质。
在半导体层120上设置有由绝缘材料形成的栅极绝缘层124。栅极绝缘层124可以包含但不限于无机绝缘材料，例如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)。
在栅极绝缘层124上方以对应于半导体层120的中心设置有由导电材料(例如金属)制成的栅电极130。虽然在图1中栅极绝缘层124设置在基板110的整个区域的上方，但栅极绝缘层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设置在栅电极130上，覆盖在基板110的整个表面上方。层间绝缘层132可以包含但不限于无机绝缘材料例如硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)、或者有机绝缘材料例如苯并环丁烯或光压克力。
层间绝缘层132具有使半导体层120的两侧暴露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设置在栅电极130的相对侧上方并且与栅电极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。或者，当栅极绝缘层124与栅电极130相同地被图案化时，第一半导体层接触孔134和第二半导体层接触孔136仅形成在层间绝缘层132内。
由导电材料(例如金属)形成的源电极144和漏电极146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具有其中栅电极130、源电极144和漏电极146设置在半导体层120上方的共面结构。或者，薄膜晶体管Tr可以具有其中栅电极设置在半导体层下方而源电极和漏电极设置在半导体层上方的反向交错结构。在这种情况下，半导体层可以包含非晶硅。
可以在图1的像素区域中进一步形成彼此交叉以限定像素区域的栅极线和数据线、以及与栅极线和数据线连接的开关元件。开关元件与作为驱动元件的薄膜晶体管Tr连接。此外，电源线与栅极线或数据线平行地间隔开，并且薄膜晶体管Tr还可以包括被配置成使栅电极的电压恒定地保持一帧的存储电容器。
此外，有机发光显示装置100可以包括用于使从OLED D发射的光中的特定波长光透射的包含染料或颜料的滤色器。例如，滤色器可以使诸如红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和/或白色(W)的特定波长的光透射。可以在每个像素区域中分别形成红色、绿色和蓝色滤色器中的每一者。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为底部发光型时，可以将滤色器对应于OLED D设置在层间绝缘层132上。或者，当有机发光显示装置100为顶部发光型时，可以将滤色器设置在OLED D上方，即第二电极230上方。
在整个基板110上方在源电极144和漏电极146上设置有钝化层150。钝化层150具有平坦的顶表面和使薄膜晶体管Tr的漏电极146暴露的漏极接触孔152。虽然漏极接触孔152设置在第二半导体层接触孔136上，但是其可以与第二半导体层接触孔136间隔开。
OLED D包括设置在钝化层150上并与薄膜晶体管Tr的漏电极146连接的第一电极210。OLED D还包括各自顺序地设置在第一电极210上的发光层220和第二电极230。
第一电极210设置在各像素区域中。第一电极210可以为阳极并且包含具有相对高的功函数值的导电材料。例如，第一电极210可以包含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)、铝掺杂的锌氧化物(AZO)等。
在一个示例性方面，当有机发光显示装置100为底部发光型时，第一电极210可以具有透明导电氧化物的单层结构。或者，当有机发光显示装置100为顶部发光型时，可以在第一电极210下方设置反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可以包含但不限于银(Ag)或铝-钯-铜(APC)合金。在顶部发光型的OLED D中，第一电极210可以具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO的三层结构。此外，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使第一电极210的中心暴露。
在第一电极210上设置有发光层220。在一个示例性方面，发光层220可以具有发光材料层(EML)的单层结构。或者，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和图8)。在一个方面，发光层220可以具有一个发光部。或者，发光层220可以具有多个发光部以形成串联结构。
在其上方设置有发光层220的基板110上方设置有第二电极230。第二电极230可以设置在整个显示区域上方，并且可以包含与第一电极210相比具有相对低的功函数值的导电材料。第二电极230可以为阴极。例如，第二电极230可以包含但不限于铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、银(Ag)、其合金或其组合，例如铝-镁合金(Al-Mg)。当有机发光显示装置100为顶部发光型时，第二电极230为薄的以便具有光透射(半透射)特性。
此外，可以在第二电极230上方设置封装膜170以防止外部水分渗入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的层合结构。
此外，有机发光显示装置100可以具有偏振器以减少外部光反射。例如，偏振器可以为圆偏振器。当有机发光显示装置100为底部发光型时，可以将偏振器设置在基板110下方。或者，当有机发光显示装置100为顶部发光型时，可以将偏振器设置在封装膜170上方。此外，可以将覆盖窗附接至封装膜170或偏振器。在这种情况下，基板110和覆盖窗可以具有柔性特性，因此，有机发光显示装置100可以为柔性显示装置。
现在，我们将更详细地描述OLED。图2是示出根据本公开的一个方面的OLED的示意性截面图。如图2所示，OLED D包括彼此面对的第一电极210和第二电极230、设置在第一电极210与第二电极230之间的具有单个发光部的发光层220。有机发光显示装置100(图1)可以包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，并且OLED D1可以设置在蓝色像素区域中。发光层220包括设置在第一电极210与第二电极230之间的EML 240。此外，发光层220可以包括设置在第一电极210与EML 240之间的HTL260和设置在第二电极230与EML 240之间的ETL 270中的至少一者。此外，发光层220还可以包括设置在第一电极210与HTL 260之间的HIL 250和设置在第二电极230与ETL 270之间的EIL 280中的至少一者。或者，发光层220还可以包括设置在HTL260与EML 240之间的第一激子阻挡层(即EBL 265)和/或设置在EML240与ETL 270之间的第二激子阻挡层(即HBL 275)。
第一电极210可以是向EML 240中提供空穴的阳极。第一电极210可以包含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(Transparent ConductiveOxide，TCO)。在一个示例性方面，第一电极210可以包含但不限于ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。
第二电极230可以是向EML 240中提供电子的阴极。第二电极230可以包含但不限于具有相对低的功函数值的导电材料，即，高反射性材料，例如Al、Mg、Ca、Ag、其合金、其组合等。
EML 240包括设置在EBL 265与HBL 275之间的第一EML(EML1)242和设置在EML1242与HBL 275之间的第二EML(EML2)244。EML1 242和EML2 244各自可以实现延迟荧光。EML1 242实现热激活延迟荧光而EML2 244实现三线态-三线态湮灭。
当空穴和电子相遇以形成激子时，理论上以1:3的比例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。由于常规的荧光材料只可以利用单线态激子，因此其发光效率低。虽然磷光材料可以利用三线态激子和单线态激子，但其发光寿命太短而无法应用于商业装置。
已开发了用于解决常规荧光或磷光材料的缺点的延迟荧光。目前开发的延迟荧光可以分为热激活延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)和三线态-三线态湮灭(Triplet-Triplet-Annihilation，TTA)。
作为实例，EML1 242包含第一化合物(化合物1，主体1)H1、第二化合物(化合物2)TD和第三化合物(化合物3)FD1。第一化合物H1可以为第一主体，第二化合物TD可以为热激活延迟荧光材料，第三化合物FD1可以为(第一)荧光材料。实现TADF的EML1 242中的第一化合物可以为具有相对高的空穴结合或空穴注入特性(即空穴亲和力)的h型(p型)主体。作为实例，第一化合物H1包括具有以下化学式1的结构的有机化合物：
化学式1
在化学式1中，R1为选自咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基、吩嗪基和苯并-苯并-咪唑并-咪唑基的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团；R2选自未经取代或经取代的苯基、未经取代或经取代的萘基、未经取代或经取代的蒽基、未经取代或经取代的咔唑基、未经取代或经取代的羰基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基以及未经取代或经取代的C4-C20杂芳基氨基；R3至R5各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者氰基；以及p、q和r各自为零或1。
如本文中所使用，术语“未经取代的”意指连接有氢，并且在这种情况下，氢包括氕、氘和氚。
如本文中所使用，术语“经取代的”中的取代基包括但不限于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杂芳基氨基、C6-C30芳基、C3-C30杂芳基、硝基、偕腙肼基、磺酸盐/酯基、C1-C20烷基甲硅烷基、C6-C30芳基甲硅烷基和C3-C30杂芳基甲硅烷基。
如本文中所使用，在例如“杂芳族环”、“亚杂环烷基”、“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)经选自N、O、S、P及其组合的至少一个杂原子取代。
例如，构成R1的稠合杂芳族基团可以未经取代或者经选自C1-C10烷基和咔唑基中的至少一个基团取代，构成R2的芳族或杂芳族环可以未经取代或者经选自C1-C10烷基、C6-C20芳基和C3-C20杂芳基中的至少一个基团取代。
作为实例，化学式1中的R1可以为经至少一个其他咔唑基取代的咔唑基或苯并-苯并-咪唑并-咪唑基，化学式1中的R2可以为未取代的或经其他咔唑基取代的咔唑基、未经取代的或者经吡啶基或咔唑基取代的羰基、经苯基取代的吖啶基、经烷基取代的苯基或其中每个苯基经咔唑基取代的二苯基氨基。
在一个示例性实施方案中，EML1 242中的第一化合物H1可以包括但不限于具有以下化学式2的结构的任何有机化合物：
化学式2
在化学式2中，化合物1-1至1-14各自分别为2,6-二(9H-咔唑-9-基)吡啶(2,6-CzPy)、2,6-二(9H-3,9'-联咔唑-9-基)吡啶、9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-2-基)-9H-3,9'-联咔唑、1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、9-(4-(9H-吡啶并[2,3-b]吲哚-9-基)苯基)-9H-3,9'-联咔唑(pBCb2Cz)、9-(4-(10-苯基蒽-9-基)苯基)-9H-咔唑(PhPC)、2,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(26DCzppy)、5-(5-(2,4,6-三异丙基苯基)吡啶-2-基)-5H-苯并[d]苯并[4,5]咪唑并[1,2-a]咪唑(PPBI)、三(4-咔唑基-9-基苯基)胺(TCTA)、3',5-二(9H-咔唑-9-基)-[1,1'-联苯基]-3-腈(mCBP-CN)、3,3'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(mCBP)、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯(CDBP)、8-(9H-咔唑-9-基)-5-(吡啶-2-基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚(CzCbPy)、5-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-2-基)-8-(9H-咔唑-9-基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚(2CzCbPy)。
EML1 242中的第二化合物TD为热激活延迟荧光材料。热激活延迟荧光材料的激发单线态能级(S1 TD)与激发三线态能级(T1 TD)之间的能带隙(△EST TD)非常窄(参见图7)。因此，热激活延迟荧光材料中的单线态能级S1 TD的激子和三线态能级T1 TD的激子两者均可以转移至中间能级状态，即ICT状态(S1 TD→ICT←T1 TD)，然后中间状态的激子可以转变到基态(S0 TD)。
热激活延迟荧光材料的HOMO(最高占据分子轨道)状态与LUMO(最低未占分子轨道)状态之间的相互作用小，因此三线态和单线态两者均可以转化成ICT状态。热激活延迟荧光材料的激发单线态能级S1 TD与激发三线态能级T1 TD之间的能级带隙ΔEST TD必须等于或小于约0.3eV(例如，约0.05eV至约0.3eV)，使得激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD两者中的激子能量均可以转移至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表现出常见荧光(单线态能级S1 TD的激子可以直接转变到基态S0 TD)；和利用反向系间窜越(Reverser Inter System Crossing，RISC)的延迟荧光(其中三线态能级T1 TD的激子可以向上转移为单线态能级S1 TD的激子，然后由三线态能级T1 TD转移的单线态能级S1 TD的激子可以转变到基态S0 TD)。
换言之，在热激活延迟荧光材料中25％单线态激子和75％三线态激子两者均通过热转化成ICT状态，然后转化的激子落至基态S0 TD伴随发光。由于热激活延迟荧光材料在理论上具有100％内量子效率，因此其可以像常见磷光材料一样实现发光效率。作为实例，为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD可以包括但不限于具有以下化学式3的结构的基于硼的有机化合物：
化学式3
在化学式3中，R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环与硼原子或与苯环连接，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环。
作为实例，构成化学式3中的R11和/或R12的稠合杂芳族基团可以未经取代或经选自C1-C10烷基、C6-C20芳基、C3-C20杂芳基及其组合的基团取代，或者可以形成螺环结构。此外，构成化学式3中的R13或R14的C6-C20芳基或C3-C20杂芳基可以未经取代或经选自C1-C10烷基、C6-C20芳基、C3-C20杂芳基及其组合的基团取代。此外，由R13和R14形成的稠合杂芳族环可以未经取代或者经选自C1-C10烷基、C6-C20芳基和C3-C20杂芳基中的至少一个基团取代。
例如，构成R11和/或R12的咔唑基部分、吖啶基部分，二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分可以包含稠合杂芳族基团，例如咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基和吩嗪基，并且其中芳族环和/或杂芳族环(例如苯环、萘环、茚环、吡啶环、吲哚环、呋喃环、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环和/或二苯并噻吩环)稠合至所述稠合杂芳族基团或其他稠合芳族环(例如呫吨或芴)的任何基团与稠合杂芳族基团连接以形成螺环结构。
作为示例，化学式3中的R11可以为但不限于氕、氘、氚或C1-C10烷基，化学式3中的R12可以为但不限于咔唑基、二吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基和吩嗪基，其各自独立地未经取代或经C1-C10烷基和/或苯基取代，或者与呫吨或芴连接以形成螺环结构。化学式3中的R13可以选自但不限于苯基、咔唑基、吖啶基或二氢吖啶基，其各自独立地未经取代或经一至四个C1-C10烷基取代，并且直接地或经由亚芳基环(例如亚苯基环)与硼原子连接。或者，由R13和R14形成的稠合杂芳族环可以为但不限于未经取代的或经C1-C10烷基取代的氧杂-硼萘并环。作为实例，第二化合物可以包括具有以下化学式4的结构的任何有机化合物：
化学式4
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在化学式4中，化合物2-1和化合物2-2各自分别为5-(2,12-二叔丁基-5,9-二氧杂-13b-硼萘并[3,2,1-de]蒽-7-基)-10,15-二苯基-10,15-二氢-5H-二吲哚并[3,2-a:3',2'-c]咔唑(TDBA-DI)和10-(2,12-二叔丁基-5,9-二氧杂-13b-硼萘并[3,2,1-de]蒽-7-基)-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶(TDBA-Ac)。
由于为热激活延迟荧光材料的第二化合物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非常窄，并且第二化合物TD的三线态激子能量向上转化为其单线态激子，因此第二化合物TD具有优异的发光效率。然而，具有化学式3或4的结构的第二化合物TD在发光中利用三线态激子，这引起额外的电荷转移跃迁(CT跃迁)。由于由CT发光机理引起的发光特性，具有化学式3或4的结构的第二化合物在发光过程中显示出具有非常宽的FWHM(full-width at half maximum，半高全宽)的发光光谱，这导致差的颜色纯度。
EML1 242还包含为荧光材料的第三化合物FD1以解决由热激活延迟荧光材料引起的缺点并且以实现超荧光。
如上所述，为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD可以利用单线态激子能量和三线态激子能量两者。因此，当EML1 242包含具有与为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的能级相比合适能级的为荧光材料的第三化合物FD1时，为荧光材料的第三化合物FD1可以吸收由第二化合物TD释放的激子能量，并且由第三化合物FD1吸收的激子能量产生100％单线态激子而使其发光效率最大化。
包括由EML1 242中的为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的激发三线态激子能量转换的单线态激子能量的第二化合物TD的激发单线态激子能量通过福斯特共振能量转移(Forster resonance energy transfer，FRET)机理转移至同一EML中的为荧光材料的第三化合物FD1，并且在EML1 242中的第三化合物FD1中发生最终发光。作为实例，其吸收波长与第二化合物TD的光致发光波长大致交叠的材料可以用作第三化合物FD1。由于最终发光的第三化合物FD1利用从激发态向基态跃迁不非通过CT发光机理发光，其FWHM窄，因此其可以改善所发射光的颜色纯度。
作为实例，EML1 242中的为荧光材料的第三化合物FD1包括具有以下化学式5的结构的基于硼的有机化合物和/或具有以下化学式7的结构的基于芘的有机化合物：
化学式5
在化学式5中，R21至R24各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C6-C20芳基、未经取代或经取代的C3-C20杂芳基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基；
化学式7
在化学式7中，R26和R27各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基。
作为实例，构成化学式5中的构成R21至R24的芳基、杂芳基、芳基氨基和杂芳基氨基的芳族环和/或杂芳族环可以独立地未经取代或经C1-C10烷基、C6-C20芳基、C3-C20杂芳基及其组合取代。例如，化学式5中的R21和R22各自可以为但不限于芳基例如苯基、联苯基和/或萘基，化学式5中的R23可以为但不限于氕、氘或氚，化学式5中的R24可以选自但不限于各自未经取代或经至少一个C1-C10烷基取代的联苯基氨基和咔唑基。在一个示例性实施方案中，具有化学式5的结构的基于硼的有机化合物可以包括具有以下化学式6的结构的任何有机化合物：
化学式6
在化学式6中，化合物3-1和化合物3-2各自分别为9-[1,1'-联苯]-3-基-N,N,5,11-四苯基-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼萘并[3,2,1-de]蒽-3-胺(DABNA-2)和5,9-二苯基-5H,9H-[1,4]苯并氮杂烃基硼并[2,3,4-kl]苯基氮杂烃基硼(5,9-diphenyl-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborine，DABNA-1)。
或者，构成化学式7中的R26和/或R27的芳基氨基和杂芳基氨基可以独立地未经取代或经氰基、C1-C10烷基、C6-C20芳基、C3-C20杂芳基及其组合取代。在一个示例性实施方案中，具有化学式7的结构的基于芘的有机化合物可以包括具有以下化学式8的结构的任何有机化合物：
化学式8
由于为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD可以利用单线态激子能量和三线态激子能量两者，因此OLED D1可以改善其发光效率。当为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD和为荧光材料的第三化合物FD1存在于单层EML中时，热激活延迟荧光材料通过RISC会实现100％内量子效率。
然而，激子能量从为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD转移至为荧光材料的第三化合物FD1的速率比激子能量在第二化合物TD中通过RISC从三线态转化成单线态的速率快。特别地，在高电流密度范围内，在激发三线态激子能量在第二化合物TD中通过RISC转化为单线态激子之前，为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的三线态激子能量转移至为荧光材料的第三化合物FD1。由于荧光材料的三线态激子能量因非辐射复合而猝灭，仅为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的单线态激子转移至为荧光材料的第三化合物FD1的单线态，并因此其发光效率可能降低。
为了解决热激活延迟荧光(TADF)的在高电流密度下发光效率迅速降低的缺点，EML 240包括与EML1 242相邻的实现TTA的EML2 244。在TTA中，通过激发成三线态的分子之间的相互作用或碰撞而形成单线态，这在三线态激子的密度高时发生。
在使用荧光材料的OLED中，当三线态激子被额外利用时，75％三线态激子中的15％再生为单线态中间体，并因此当包含25％的初始产生的单线态激子时，可以形成总计40％单线态激子。因此，根据输出-耦合效率(out-coupling efficiency)，TTA机理允许OLED实现8％至12％的外量子效率。特别地，在两个三线态激子能量的总和满足大于单线态激子能量的条件(2T1>S1)的分子中，两个三线态激子在统计学上可以彼此碰撞从而产生一个单线态激子。因此，由于三线态激子的37.5％(为初始产生的三线态激子的一半)可以通过上转化而再生为单线态激子，因此可以产生高达62.5％单线态激子，并可以实现高达12.5％至18.8％的外量子效率。
在TTA过程中，由于两个三线态激子碰撞从而再生至多一个单线态激子，因此其发光效率不像热激活延迟荧光(TADF)那样得以改善。然而，当将TTA过程应用于OLED时，存在无论电流密度如何都可以实现恒定的发光效率的优点。
在一个示例性实施方案中，EML2 244包含为第二主体的第四化合物H2和为荧光材料的第五化合物FD2。作为实例，第四化合物H2起具有可以实现TTA的分子结构的电子受体的作用，以及第五化合物FD2起光敏剂的作用。
在EML2 244中，第四化合物H2可以为具有相对优异的电子结合和注入特性(电子亲和力)的e-型(n型)化合物。例如，第四化合物H2包括具有以下化学式9的结构的基于蒽的有机化合物：
化学式9
在化学式9中，R31和R32各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基；以及R33和R34各自独立地为氕、氘、氚或者未经取代或经取代的C1-C10烷基。
作为实例，构成化学式9中的R31和/或R32的芳基和/或杂芳基可以独立地未经取代或经选自C6-C20芳基、C3-C20杂芳基及其组合的基团取代。由于具有化学式9的结构的基于蒽的有机化合物具有优异的发光效率、稳定的电化学特性和适当的激发三线态能级，因此其适合用于蓝色发光。作为实例，实现TTA特性的为第二主体的第四化合物H2可以包括具有以下化学式10的结构的任何有机化合物：
化学式10
在化学式10中，化合物5-1至5-4各自分别为2-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、9,10-二(萘-2-基)-2-苯基蒽(PADN)和2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)。
在一个示例性实施方案中，作为第二荧光材料的第五化合物FD2可以与作为第一荧光材料的第三化合物FD1相同。或者，第五化合物FD2可以为与第三化合物FD1不同的其他有机化合物。在这种情况下，第五化合物FD2可以具有各自分别与第三化合物FD1的那些相似的发光波长、激发单线态能级和三线态能级、以及能级HOMO和LUMO能级。
HIL250设置在第一电极210与HTL 260之间并且改善无机第一电极210与有机HTL260之间的界面特性。在一个示例性方面，HIL 250可以包括但不限于4,4’,4”-三(3-甲基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基-氨基)三苯胺(NATA)、4,4’,4”-三(N-(萘-1-基)-N-苯基-氨基)三苯胺(1T-NATA)、4,4’,4”-三(N-(萘-2-基)-N-苯基-氨基)三苯胺(2T-NATA)、铜酞菁(CuPc)、三(4-咔唑基-9-基-苯基)胺(TCTA)、N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-1,1’-联苯基-4,4”-二胺(NPB；NPD)、1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲六腈(二吡嗪并[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-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐/酯(PEDOT/PSS)和/或N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺。可以按照OLEDD1的结构省略HIL 250。
HTL 260设置在第一电极210与EML 240之间与HIL 250相邻。在一个示例性方面，HTL 260可以包括但不限于N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(TPD)、NPB(NPD)、4,4’-双(N-咔唑基)-1,1’-联苯(CBP)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺](聚-TPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))](TFB)、二-[4-(N,N-二-对甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、3,5-二(9H-咔唑-9-基)-N,N’-二苯基苯胺(DCDPA)、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。
ETL 270和EIL 280可以顺序地设置在EML 240与第二电极230之间。ETL 270包含具有高电子迁移率以便通过快速电子传输向EML 240稳定地提供电子的材料。在一个示例性方面，ETL 270可以包括但不限于基于二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并/>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 270可以包含但不限于三-(8-羟基喹啉铝)(Alq3)、2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑(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-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)。
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，因此可以提高OLED D1的寿命。在一个示例性方面，EIL 280可以包含但不限于碱金属卤化物和/或碱土金属卤化物例如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。例如，ETL 270和EIL 280中的每一者的厚度可以为但不限于约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm。
另外，当空穴经由EML 240传输至第二电极230和/或电子经由EML 240传输至第一电极210时，OLED D1可以具有短的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在HTL 260与EML 240之间包括EBL 265以便控制和防止电子传输。在一个示例性方面，EBL 265可以包含但不限于9,10-二氢-9,9-二甲基-10-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-吖啶(PCzAc)、9-苯基-3,9-联咔唑(CCP)、mCP、mCBP、9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑(CzSi)、TCTA、DCDPA、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、N,N’-双[4-(双(3-甲基苯基)氨基)苯基]-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(DNTPD)、TDAPB和/或3,6-双(N-咔唑基)-N-苯基-咔唑。
此外，OLED D1可以进一步在EML 240与ETL 270之间包括作为第二激子阻挡层的HBL 275，使得空穴不能从EML 240传输至ETL 270。在一个示例性方面，HBL 275可以包含但不限于基于二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并/>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，其各自可以用于ETL270中。
例如，HBL 275可以包含与EML240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)、DPEPO、9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-3-基)-9H-3,9’-联咔唑、TSPO1及其组合。
实现TADF特性的EML1 242和实现TTA特性的EML2 244包含其能级被适当调节成使得OLED D1可以改善其发光效率和发光寿命的发光材料。图3是示出根据本公开的一个方面的各自被设计成具有适当的能级并且以适当的顺序设置使得电荷有效地注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
如图3中所示，EBL 265中的材料的LUMO能级(LUMOEBL)比EML1 242中为第一主体的第一化合物H1的LUMO能级(LUMOH1)、为热激活荧光材料的第二化合物TD的LUMO能级(LUMOTD)和为第一荧光材料的第三化合物的LUMO能级(LUMOFD1)以及为第二主体的第四化合物H2的LUMO能级(LUMOH2)和为第二荧光材料的第五化合物FD2的LUMO能级(LUMOFD2)浅。因此，在EBL 265中电子可以被有效地阻挡。
此外，应当适当地调节EML1 242中为第一主体的第一化合物H1、为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD和为第一荧光材料的第三化合物FD1之间的HOMO能级和LUMO能级。
作为实例，优选地，为第一主体的第一化合物H1的HOMO能级(HOMOH1)与为热激活荧光材料的第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级带隙(|HOMOH1-HOMOTD|)、或者第一化合物H1的LUMO能级(LUMOH1)与第二化合物TD的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级带隙(|LUMOH1-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。在这种情况下，电荷可以从作为第一主体的第一化合物H1有效地传输至作为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD，从而提高EML1 242中的最终发光效率。
在一个示例性实施方案中，在EML1 242中，第二化合物TD的LUMO能级(LUMOTD)可以比第三化合物FD1的LUMO能级(LUMOFD1)浅，并且第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)可以比第三化合物FD1的HOMO能级(HOMOFD1)深。此外，在EML2 244中，作为第二主体的第四化合物H2的LUMO能级(LUMOH2)可以比作为第二荧光材料的第五化合物FD2的LUMO能级(LUMOFD2)浅，并且第四化合物H2的HOMO能级(HOMOH2)可以比第五化合物FD2的HOMO能级(HOMOFD2)深。在这种情况下，注入到EML1 242和EML2 244中的空穴和电子可以从主体H1和H2迅速地转移至最终发光的荧光材料FD1和FD2从而形成激子。
此外，EML1 242中为第一主体的第一化合物H1的LUMO能级(LUMOH1)和为热激活延迟荧光化合物的第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)满足以下式(1)中限定的关系。在这种情况下，在第一化合物H1与第二化合物TD之间不会形成激基复合物，使得EML 240可以改善其发光效率和颜色纯度。
|LUMOH1–HOMOTD|>2.4eV (1)。
在一个示例性实施方案中，第一化合物H1可以被设计成使其LUMO能级(LUMOH1)比第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)浅至少约2.8eV。
或者，EML1 242中第一化合物H1的HOMO能级(HOMOH1)和EBL 265中材料的HOMO能级(HOMOEBL)满足以下式(2)中限定的关系，使得空穴可以从EBL 265有效地转移至EML1 242：
0 eV≤|HOMOH1–HOMOEBL|<0.8 eV (2)。
在一个示例性实施方案中，EML1 242中第一化合物H1的HOMO能级(HOMOH1)与EBL中材料的HOMO能级(HOMOEBL)之间的能级带隙(△HOMO1)为0(相同)或为至多约0.5eV，例如为约0.3eV。
如上所述，EML1 242包含为p型主体的第一化合物H1(其为具有化学式1或2的结构的任何有机化合物)和为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD，EML2 244包含为n型主体的第四化合物H2(其为具有化学式9或10的结构的任何有机化合物)。EML1 242和EML2 244被设计成以适当顺序设置，并适当地调节EML1 242和EML2 244中发光材料以及相邻设置的EBL 265中材料之间的能级，使得空穴和电子可以平衡地注入到EML1 242和EML2 244中，因此，OLED D1可以改善其发光效率和发光寿命。
图4是示出发光材料层和电子阻挡层的能级未调节，并因此在实现热激活延迟荧光的EML1中形成激基复合物的发光材料层和电子阻挡层的示意图。在图4中，实现TADF的EML1 242中第一主体的第一化合物H1是e-型(n型)主体。作为实例，为e-型的第一主体可以是以下基于三嗪的主体。
[基于三嗪的e-型主体]
Ref.主体1至3各自分别为2-(9,9’-螺双[芴]-3-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(SF3-TRZ)、2-(9,9’-螺双[芴]-4-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、2-(9,9’-螺双[芴]-2-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
如图4中所示，当将作为第一化合物H1的e-型主体应用于实现TADF的EML1 242中时，第一化合物H1的LUMO能级(LUMOH1)和热激活延迟荧光化合物的第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)不满足式(1)中的关系，因此在第一化合物H1与第二化合物TD之间形成激基复合物。此外，由于EML1 242中为第一主体的第一化合物H1的HOMO能级(HOMOH1)与EBL 265中材料的HOMO能级(HOMOEBL)之间的能级带隙(△HOMO2)变得较大并且不满足式(2)中的关系。在这种情况下，空穴和电子可能无法平衡地注入到EML1 242和EML2 244中。因此，OLED显示出的劣化的颜色纯度以及降低的发光效率和发光寿命。
图5是示出了其中发光材料层被错误地设计，并因此电子无法注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
在图5中，实现TTA的包含e-型主体的EML1 242设置成与EBL 265相邻，而包含h+型主体并实现TADF的EML2 244设置成与EBL 265间隔开。在这种情况下，电子可能无法有效地注入到EML2 244中。因此，空穴和电子可能无法平衡地注入到EML1 242和EML2 244中，使得无法有效地形成激子，因此OLED的发光效率和发光寿命降低。
图6是示出了发光材料层和电子阻挡层的能级未调节并且其中发光材料层被错误地设计，并因此在实现热激活延迟荧光的EML2 244中形成激基复合物并且电子无法注入并转移至发光材料层的发光材料层和电子阻挡层的示意图。
与图5相比，在图6中实现TADF的EML2 244包含e-型主体，例如基于三嗪的主体。与图4中的情况类似，EML2 244中作为e-型主体的第一化合物H1的LUMO能级(LUMOH1)和热激活延迟荧光化合物的第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)不满足式(1)中的关系，因此在第一化合物H1与第二化合物TD之间形成激基复合物。另外，由于EML1 242中第一主体的第一化合物H1的HOMO能级(HOMOH1)与EBL 265中材料的HOMO能级(HOMOEBL)之间的能级带隙(△HOMO2)变得较大并且不满足式(2)中的关系。因此，OLED显示出劣化的颜色纯度以及降低的发光效率和发光寿命。
现在，我们将描述根据本公开的一个方面的两个EML中发光材料之间的能量转移。图7是示出根据本公开的一个方面的通过两个EML中发光材料之间的单线态和三线态能级的发光机理的示意图。作为第一主体的第一化合物H1应当诱导三线态激子在为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD中参与发光过程而不会作为非辐射复合而猝灭，从而在实现TADF的EML1 242中实现超荧光。为此，应调节为第一主体的第一化合物H1、为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD和为第一荧光材料的第三化合物FD1之间的能级。
如图7中示意性示出的，作为第一主体的第一化合物H1的激发单线态能级S1 H1和激发三线态能级T1 H1分别高于为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的激发单线态能级S1 TD和激发三线态能级T1 TD。作为实例，第一化合物H1的激发三线态能级T1 H1可以比第二化合物TD的激发三线态能级T1 TD高至少约0.2eV，优选约0.3eV，并且更优选约0.5eV。
当第一化合物H1的激发三线态能级T1 H1和激发单线态能级S1 H1中的每一者与第二化合物TD的激发三线态能级T1 TD和激发单线态能级S1 TD中的每一者相比不足够高时，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H1的激发三线态能级T1 H1。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H1的三线态激子由于不发光而猝灭，因此具有热激活延迟荧光特性的第二化合物TD的三线态激子能量不能促成发光。具有热激活延迟荧光特性的第二化合物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，例如为约0.05eV至约0.3eV。
此外，在实现TADF的EML1 242中激子能量应当从为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD(其通过RISC转换为ICT复合态)有效地转移至为第一荧光材料的第三化合物FD1，使得OLED D1可以实现高发光效率和颜色纯度。为了实现这样的OLED，为热激活延迟荧光材料的第二化合物TD的激发单线态能级S1 TD高于为第一荧光材料的第三化合物FD1的激发单线态能级S1 FD1。在一个示例性方面，第二化合物TD的激发三线态能级T1 TD可以高于第三化合物FD1的激发三线态能级T1 FD1。
在一个示例性方面，在EML1 242中，第一化合物H1的含量可以大于第二化合物TD的含量，第二化合物TD的含量可以大于第三化合物FD1的含量。在这种情况下，激子能量可以通过FRET机理从第二化合物TD有效地转移至第三化合物FD1。作为实例，EML1 242中第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1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％。
在一个示例性实施方案中，用作电子受体的第四化合物H2的激发单线态能级S1 H2高于用作光子受体的第五化合物FD2的激发单线态能级S1 FD2，同时第四化合物H2的激发三线态能级T1 H2可以低于第五化合物FD2的激发三线态能级T1 FD2。
第五化合物FD2通过激子复合被激发以具有激发单线态能级S1 FD2，然后第五化合物FD2的激发单线态激子能量通过系间窜越(ISC)使得产生激发三线态能级T1 FD2。第四化合物H2通过三线态-三线态能量转移(TTET)接收第五化合物TD2的激发态三线态能级T1 FD2中的激子能量以被激发至三线态能级T1 H2。第四化合物H2的激发三线态激子与激发三线态能级T1 H2下的其他激子复合，从而通过TTA机理产生激发单线态能级S1 H2的激子。最后，第四化合物H2的激发单线态能级S1 H2中的激子能量通过FRET机理转移至第五化合物FD2的激发单线态能级S1 FD2。第五化合物FD2通过利用在第四化合物H2中部分转化的三线态激子能量和初始产生的单线态激子能量而发光。
在一个示例性实施方案中，在EML2 244中，第四化合物H2的含量可以大于第五化合物FD2的含量。例如，第四化合物H2和第五化合物FD2的含量各自可以分别为但不限于约70重量％至约99重量％，优选约90重量％至约99重量％；和约1重量％至约30重量％，优选约1重量％至约10重量％。
根据本公开，EML 240包括在低电流密度下具有优异发光效率的实现TADF的EML1242以及即使在高电流密度下也能够保持良好的发光效率的实现TTA的EML2 244。EML1 242和EML2 244中的每种发光材料均被设计成具有适当的发光能级，使得OLED D1可以降低其驱动电压并提高其发光效率、发光寿命和颜色纯度。
在一个替代方面，OLED可以包括多个发光部。图8是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
如图8所示，OLED D2包括彼此面对的第一电极210和第二电极230以及设置在第一电极210与第二电极230之间的具有两个发光部的发光层220A。有机发光显示装置100(图1)包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，OLED D2可以设置在蓝色像素区域中。第一电极210可以为阳极，第二电极230可以为阴极。
发光层220A包括第一发光部320和第二发光部420，所述第一发光部320包括第一EML(EML1)340，所述第二发光部420包括第二EML(EML2)440。此外，发光层220A还可以包括设置在第一发光部320与第二发光部420之间的电荷生成层(Charge Generation Layer，CGL)380。
CGL 380被设置在第一发光部320与第二发光部420之间使得第一发光部320、CGL380和第二发光部420顺序地设置在第一电极210上。换言之，第一发光部320设置在第一电极210与CGL 380之间，第二发光部420设置在第二电极230与CGL 380之间。
第一发光部320包括EML1 340。第一发光部320还可以包括设置在第一电极210与EML1 340之间的第一HTL(HTL1)360、设置在第一电极210与HTL1 360之间的HIL 350和设置在EML1 340与CGL 380之间的第一ETL(ETL1)370中的至少一者。或者，第一发光部320还可以包括设置在HTL1 360与EML1 340之间的第一EBL(EBL1)365和/或设置在EML1 340与ETL1370之间的第一HBL(HBL1)375。
第二发光部420包括EML2 440。第二发光部420还可以包括设置在CGL 380与EML2440之间的第二HTL(HTL2)460、设置在EML2 440与第二电极230之间的第二ETL(ETL2)470和设置在ETL2 470与第二电极230之间的EIL 480中的至少一者。或者，第二发光部420还可以包括设置在HTL2 460与EML2 440之间的第二EBL(EBL2)465和/或设置在EML2 440与ETL2470之间的第二HBL(HBL2)475。
CGL 380设置在第一发光部320与第二发光部420之间。第一发光部320和第二发光部420经由CGL 380连接。CGL380可以为N型CGL(N-CGL)382与P型CGL(P-CGL)384相接合的PN结CGL。
N-CGL 382设置在ETL1 370与HTL2 360之间，P-CGL 384设置在N-CGL 382与HTL2360之间。N-CGL382将电子传输至第一发光部320的EML1 340，P-CGL 384将空穴传输至第二发光部420的EML2 440。
在这方面，EML1 340和EML2 440各自可以为蓝色发光材料层。例如，EML1 340包括设置在EBL1 365与HBL1 375之间的第一下部EML(第一层)342和设置在第一下部EML342与HBL1 375之间的第一上部EML(第二层)344。EML2 440包括设置在EBL2 465与HBL2 475之间的第二下部EML(第一层)442和设置在第二下部EML 442与HBL2 475之间的第二上部EML(第二层)444。第一下部EML 342和第二下部EML 442各自包含第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1以实现TADF，第一上部EML 342和第二上部EML 444各自包含第四化合物H2和第五化合物FD2以实现TTA。
在实现TADF的第一下部EML 342和第二下部EML 442中的每一者中，第一化合物H1的含量可以大于第二化合物TD的含量，第二化合物TD的含量可以大于第三化合物FD1的含量。在这种情况下，激子能量可以通过FRET机理从第二化合物TD有效地转移至第三化合物FD1。作为实例，第一下部EML1 342和第二下部EML 442中的每一者中的第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1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％。
此外，在实现TTA的第一上部EML 344和第二上部EML 444中的每一者中，第四化合物H2的含量可以大于第五化合物FD2的含量。例如，第一上部EML 344和第二上部EML 444中的每一者中的第四化合物H2和第五化合物FD2的含量各自可以分别为但不限于约70重量％至约99重量％，优选约90重量％至约99重量％；和约1重量％至约30重量％，优选约1重量％至约10重量％。
或者，第一EML1 340和第二EML2 440中的任一者可以包含主体和其他蓝色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，其他蓝色掺杂剂可以包含蓝色磷光材料、蓝色荧光材料和蓝色延迟荧光材料中的至少一者使得第一EML1 340和第二EML2 440中的一者可以发射具有与第一EML340和第二EML 440中的另一者不同的波长和/或不同的发光效率的蓝色光。包含不同蓝色掺杂剂的第一EML1 340和EML2 440的任一发光材料层可以具有单层结构。
在该方面的OLED D2中，EML1 340和EML2 440中的至少一者包括实现TADF的下部EML和实现TTA的上部EML。因此，OLED D2可以改善其颜色纯度和发光效率。此外，OLED D2具有蓝色EML的双堆叠结构使得OLED D2可以提高其色感并优化其发光效率。
图9是示出根据本公开的另一个示例性方面的有机发光显示装置的示意性截面图。如图9所示，有机发光显示装置500包括限定第一至第三像素区域P1、P2和P3的基板510；设置在基板510上方的薄膜晶体管Tr和设置在薄膜晶体管Tr上方并且与薄膜晶体管Tr连接的OLED D。作为实例，第一像素区域P1可以为蓝色像素区域，第二像素区域P2可以为绿色像素区域，以及第三像素区域P3可以为红色像素区域。
基板510可以为玻璃基板或柔性基板。例如，柔性基板可以为PI基板、PES基板、PEN基板、PET基板和PC基板中的任一者。
缓冲层512设置在基板510上方，并且薄膜晶体管Tr设置在缓冲层512上方。缓冲层512可以被省略。如图1所示，薄膜晶体管Tr包括半导体层、栅电极、源电极和漏电极并且用作驱动元件。
钝化层550设置在薄膜晶体管Tr上方。钝化层550具有平坦的顶表面和使薄膜晶体管Tr的漏电极暴露的漏极接触孔552。
OLED D设置在钝化层550上方，并且包括与薄膜晶体管Tr的漏电极连接的第一电极610、以及各自顺序地设置在第一电极610上的发光层620和第二电极630。OLED D设置在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者中并且在各个像素区域中发射不同的光。例如，第一像素区域P1中的OLED D可以发射蓝色光，第二像素区域P2中的OLED D可以发射绿色光，以及第三像素区域P3中的OLED D可以发射红色光。
对于第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者分别形成第一电极610，第二电极630对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3并且一体化地形成。
第一电极610可以为阳极和阴极中的一者，第二电极630可以为阳极和阴极中的另一者。此外，第一电极610和第二电极630中的一者为透射(或半透射)电极，第一电极610和第二电极630中的另一者为反射电极。
例如，第一电极610可以为阳极并且可以包含具有相对高的功函数值的导电材料，即透明导电氧化物(TCO)的透明导电氧化物层。第二电极630可以为阴极并且可以包含具有相对低的功函数值的导电材料，即低电阻金属的金属材料层。例如，第一电极610可以包含ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO和AZO中的任一者，第二电极630可以包含Al、Mg、Ca、Ag、其合金或其组合。
当有机发光显示装置500为底部发光型时，第一电极610可以具有透明导电氧化物层的单层结构。
或者，当有机发光显示装置600为顶部发光型时，可以在第一电极610下方设置反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可以包含但不限于Ag或APC合金。在顶部发光型的OLED D中，第一电极610可以具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO的三层结构。此外，第二电极630为薄的以便具有光透射(或半透射)特性。
堤层560设置在钝化层650上以覆盖第一电极610的边缘。堤层560对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者并且使第一电极610的中心暴露。
发光层620设置在第一电极610上。在一个示例性方面，发光层620可以具有EML的单层结构。或者，发光层620可以包括顺序地设置在第一电极610与EML之间的HIL、HTL和EBL和/或顺序地设置在EML与第二电极630之间的HBL、ETL和EIL中的至少一者。
在一个示例性方面，蓝色像素区域的第一像素区域P1中的发光层620的EML可以包括含有第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1的用于实现TADF的第一EML(EML1、下部EML、第一层)以及含有第四化合物H2和第五化合物FD2的用于实现TTA的第二EML(EML2、上部EML、第二层)。
封装膜570设置在第二电极630上方以防止外部水分渗透到OLED D中。封装膜570可以具有但不限于第一无机绝缘膜、有机绝缘膜和第二无机绝缘膜的三层结构。
有机发光显示装置500可以具有偏振器以减少外部光反射。例如，偏振器可以为圆偏振器。当有机发光显示装置500为底部发光型时，可以将偏振器设置在基板810下方。或者，当有机发光显示装置500为顶部发光型时，可以将偏振器设置在封装膜870上方。
图10是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。如图10所示，OLED D3包括第一电极610、面对第一电极610的第二电极630和设置在第一电极610与第二电极630之间的发光层620。
第一电极610可以为阳极，第二电极630可以为阴极。作为实例，第一电极610可以为反射电极，第二电极630可以为透射(或半透射)电极。
发光层620包括EML640。发光层620可以包括设置在第一电极610与EML 640之间的HTL 660和设置在第二电极630与EML 640之间的ETL 670中的至少一者。此外，发光层620还可以包括设置在第一电极610与HTL 660之间的HIL650和设置在第二电极630与ETL 670之间的EIL 680中的至少一者。或者，发光层620还可以包括设置在HTL 660与EML 640之间的EBL 665和/或设置在EML 640与ETL 670之间的HBL 675。
此外，发光层620还可以包括设置在HTL 660与EBL 665之间的辅助空穴传输层(辅助HTL)662。辅助HTL 662可以包括位于第一像素区域P1中的第一辅助HTL 662a、位于第二像素区域P2中的第二辅助HTL 662b和位于第三像素区域P3中的第三辅助HTL 662c。
第一辅助HTL662a具有第一厚度，第二辅助HTL 662b具有第二厚度，以及第三辅助HTL 662c具有第三厚度。第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度。因此，OLED D3具有微腔结构。
由于第一至第三辅助HTL 662a、HTL 662b和HTL 662c彼此具有不同的厚度，因此发射第一波长范围内的光(蓝色光)的第一像素区域P1中的第一电极610与第二电极630之间的距离小于发射比第一波长范围更长的第二波长内的光(绿色光)的第二像素区域P2中的第一电极610与第二电极630之间的距离。此外，第二像素区域P2中的第一电极610与第二电极630之间的距离大于发射比第二波长范围更长的第三波长范围内的光(红色光)的第三像素区域P3中的第一电极910与第二电极930之间的距离。因此，OLED D3具有改善的发光效率。
在图10中，第三辅助HTL 662c位于第一像素区域P1中。或者，OLED D3可以在没有第一辅助HTL662c的情况下实现微腔结构。此外，可以在第二电极上方设置覆盖层以改善从OLED D3发射的光的输出耦合。
EML 640包括位于第一像素区域P1中的第一EML(EML1)642、位于第二像素区域P2中的第二EML(EML2)644和位于第三像素区域P3中的第三EML(EML3)646。EML1 642、EML2644和EML3 646各自可以分别为蓝色EML、绿色EML和红色EML。
在一个示例性方面，位于第一像素区域P1中的EML1 642可以包括含有第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD的用于实现TADF的下部EML(第一层)642a以及含有第四化合物H2和第五化合物FD2的用于实现TTA的上部EML(第二层)642b。
在一个示例性方面，在下部EML 642a中，第一化合物H1的含量可以大于第二化合物TD的含量，第二化合物TD的含量可以大于第三化合物FD1的含量。在这种情况下，激子能量可以通过FRET机理从第二化合物TD有效地转移至第三化合物FD1。作为实例，EML1 242中的第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1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％。此外，在上部EML2 642b中，第四化合物H2的含量可以大于第五化合物FD2的含量。例如，第四化合物H2和第五化合物FD2的含量各自可以分别为但不限于约70重量％至约99重量％，优选约90重量％至约99重量％；和约1重量％至约30重量％，优选约1重量％至约10重量％。
位于第二像素区域P2中的EML2 644可以包含主体和绿色掺杂剂，位于第三像素区域P3中的EML3 646可以包含主体和红色掺杂剂。EML2 644和EML3 646中的每一者中的主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，绿色和红色掺杂剂可以包含绿色或红色磷光材料、绿色或红色荧光材料以及绿色或红色延迟荧光材料中的至少一者。
图10中的OLED D3在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者中发射蓝色光、绿色光和红色光使得有机发光显示装置500(图9)可以实现全色图像。
有机发光显示装置500还可以包括与第一至第三像素区域P1、P2和P3对应的用于改善从OLED D发射的光的颜色纯度的滤色器层。作为实例，滤色器层可以包括与第一像素区域P1对应的第一滤色器层(蓝色滤色器层)、与第二像素区域P2对应的第二滤色器层(绿色滤色器层)和与第三像素区域P3对应的第三滤色器层(红色滤色器层)。
当有机发光显示装置500为底部发光型时，可以将滤色器层设置在OLED D与基板510之间。或者，当有机发光显示装置500为顶部发光型时，可以将滤色器层设置在OLED D上方。
图11是示出根据本公开的又一个示例性方面的有机发光显示装置的示意性截面图。如图11所示，有机发光显示装置1000包括：限定第一像素区域P1、第二像素区域P2和第三像素区域P3的基板1010；设置在基板1010上方的薄膜晶体管Tr；设置在薄膜晶体管Tr上方并且与薄膜晶体管Tr连接的OLED D；以及与第一至第三像素区域P1、P2和P3对应的滤色器层1020。作为实例，第一像素区域P1可以为蓝色像素区域，第二像素区域P2可以为绿色像素区域，第三像素区域P3可以为红色像素区域。
基板1010可以为玻璃基板或柔性基板。例如，柔性基板可以为PI基板、PES基板、PEN基板、PET基板和PC基板中的任一者。薄膜晶体管Tr位于基板1010上方。或者，可以在基板1010上方设置缓冲层，并且可以将薄膜晶体管Tr设置在缓冲层上方。如图1所示，薄膜晶体管Tr包括半导体层、栅电极、源电极和漏电极并且用作驱动元件。
滤色器层1020位于基板1010上方。作为实例，滤色器层1020可以包括与第一像素区域P1对应的第一滤色器层1022、与第二像素区域P2对应的第二滤色器层1024和与第三像素区域P3对应的第三滤色器层1026。第一滤色器层1022可以为蓝色滤色器层，第二滤色器层1024可以为绿色滤色器层，以及第三滤色器层1026可以为红色滤色器层。例如，第一滤色器层1022可以包含蓝色染料或蓝色颜料中的至少一者，第二滤色器层1024可以包含绿色染料或绿色颜料中的至少一者，以及第三滤色器层1026可以包含红色染料或红色颜料中的至少一者。
钝化层1050设置在薄膜晶体管Tr和滤色器层1020上方。钝化层1050具有平坦的顶表面和使薄膜晶体管Tr的漏电极暴露的漏极接触孔1052。
OLED D设置在钝化层1050上方并且与滤色器层1020对应。OLED D包括与薄膜晶体管Tr的漏电极连接的第一电极1110以及各自顺序地设置在第一电极1110上的发光层1120和第二电极1130。OLED D在第一至第三像素区域P1、P2和P3中发射白光。
对于第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者分别形成第一电极1110，第二电极1130与第一至第三像素区域P1、P2和P3对应并且一体化地形成。
第一电极1110可以为阳极和阴极中的一者，第二电极1130可以为阳极和阴极中的另一者。此外，第一电极1110可以为透射(或半透射)电极，第二电极1130可以为反射电极。
例如，第一电极1110可以为阳极并且可以包含具有相对高的功函数值的导电材料，即透明导电氧化物(TCO)的透明导电氧化物层。第二电极1130可以为阴极并且可以包含具有相对低的功函数值的导电材料，即低电阻金属的金属材料层。例如，第一电极1110的透明导电氧化物层可以包含ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO和AZO中的任一者，第二电极1130可以包含Al、Mg、Ca、Ag、其合金(例如Mg-Ag)或其组合。
发光层1120设置在第一电极1110上。发光层1120包括发射不同颜色的至少两个发光部。每个发光部可以具有EML的单层结构。或者，每个发光部可以包括HIL、HTL和EBL、HBL、ETL和EIL中的至少一者。此外，发光层还可以包括设置在发光部之间的CGL。
至少两个发光部中的至少一者可以包括含有第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1的用于实现TADF的第一EML(下部EML)以及含有第四化合物H2和第五化合物FD2的用于实现TTA的第二EML(上部EML)。
堤层1060设置在钝化层1050上以覆盖第一电极1110的边缘。堤层1060与第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者对应并且使第一电极1110的中心暴露。如上所述，由于OLED D在第一至第三像素区域P1、P2和P3中发射白光，因此发光层1120可以形成为公共层而不分开在第一至第三像素区域P1、P2和P3中。形成堤层1060以防止从第一电极1110的边缘的电流泄漏，并且堤层1060可以被省略。
此外，有机发光显示装置1000还可以包括设置在第二电极1130上的封装膜以防止外部水分渗透到OLED D中。此外，有机发光显示装置1000还可以包括设置在基板1010下方的偏振器以减少外部光反射。
在图11中的有机发光显示装置1000中，第一电极1110为透射电极，第二电极1130为反射电极，以及滤色器层1020设置在基板1010与OLED D之间。即，有机发光显示装置1000为底部发光型。或者，第一电极1110可以为反射电极，第二电极1120可以为透射电极(或半透射电极)，以及滤色器层1020可以设置在有机发光显示装置1000中的OLED D上方。
在有机发光显示装置1000中，位于第一至第三像素区域P1、P2和P3中的OLED D发射白光，并且白光穿过第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一者使得分别在第一至第三像素区域P1、P2和P3中显示蓝色、绿色和红色中的每一者。
可以在OLED D与滤色器层1020之间设置颜色转换膜。颜色转换膜与第一至第三像素区域P1、P2和P3相对应并且包括各自可以将从OLED D发射的白光分别转换成蓝色光、绿色光和红色光的蓝色转换膜、绿色转换膜和红色转换膜。例如，颜色转换膜可以包含量子点。因此，有机发光显示装置1000可以进一步提高其颜色纯度。或者，颜色转换膜可以代替滤色器层1020。
图12是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。如图12所示，OLED D4包括彼此面对的第一电极1110和第二电极1120以及设置在第一电极1110与第二电极1120之间的发光层1120。第一电极1110可以为阳极，第二电极1120可以为阴极。例如，第一电极1100可以为透射电极，第二电极1120可以为反射电极。
发光层1120包括第一发光部1220、第二发光部1320和第三发光部1420，所述第一发光部1220包括第一EML(EML1)1240，所述第二发光部1320包括第二EML(EML2)1340，所述第三发光部1420包括第三EML(EML3)1440。此外，发光层1120还可以包括设置在第一发光部1220与第二发光部1320之间的第一电荷生成层(CGL1)1280和设置在第二发光部1320与第三发光部1420之间的第二电荷生成层(CGL2)1380。因此，第一发光部1220、CGL1 1280、第二发光部1320、CGL2 1380和第三发光部1420顺序地设置在第一电极1110上。
第一发光部1220还可以包括设置在第一电极1110与EML1 1240之间的第一HTL(HTL1)1260、设置在第一电极1110与HTL1 1260之间的HIL 1250和设置在EML1 1240与CGL11280之间的第一ETL(ETL1)1270中的至少一者。或者，第一发光部1220还可以包括设置在HTL1 1260与EML1 1240之间的第一EBL(EBL1)1265和/或设置在EML1 1240与ETL1 1270之间的第一HBL(HBL1)1275。
第二发光部1320还可以包括设置在CGL1 1280与EML2 1340之间的第二HTL(HTL2)1360、设置在EML2 1340与CGL2 1380之间的第二ETL(ETL2)1370中的至少一者。或者，第二发光部1320还可以包括设置在HTL2 1360与EML2 1340之间的第二EBL(EBL2)1365和/或设置在EML2 1340与ETL2 1370之间的第二HBL(HBL2)1375。
第三发光部1420还可以包括设置在CGL2 1380与EML3 1440之间的第三HTL(HTL3)1460、设置在EML3 1440与第二电极1130之间的第三ETL(ETL3)1470和设置在ETL3 1470与第二电极1130之间的EIL 1480中的至少一者。或者，第三发光部1420还可以包括设置在HTL3 1460与EML3 1440之间的第三EBL(EBL3)1465和/或设置在EML3 1440与ETL3 1470之间的第三HBL(HBL3)1475。
CGL1 1280设置在第一发光部1220与第二发光部1320之间。即，第一发光部1220和第二发光部1320经由CGL1 1280连接。CGL1 1280可以为第一N型CGL(N-CGL1)1282与第一P型CGL(P-CGL1)1284相接合的PN-结CGL。
N-CGL1 1282设置在ETL1 1270与HTL2 1360之间，P-CGL1 1284设置在N-CGL11282与HTL2 1360之间。N-CGL1 1282将电子传输至第一发光部1220的EML1 1240，P-CGL11284将空穴传输至第二发光部1320的EML2 1340。
CGL2 1380设置在第二发光部1320与第三发光部1420之间。即，第二发光部1320和第三发光部1420经由CGL2 1380连接。CGL2 1380可以为第二N型CGL(N-CGL2)1382与第二P型CGL(P-CGL2)1384相接合的PN结CGL。
N-CGL2 1382设置在ETL2 1370与HTL3 1460之间，P-CGL2 1384设置在N-CGL21382与HTL3 1460之间。N-CGL2 1382将电子传输至第二发光部1320的EML2 1340，P-CGL21384将空穴传输至第三发光部1420的EML3 1440。
在这方面，第一至第三EML 1240、1340和1440中的一者可以为蓝色EML，第一至第三EML 1240、1340和1440中的另一者可以为绿色EML，第一至第三EML 1240、1340和1440中的第三者可以为红色EML。
作为实例，EML1 1240可以为蓝色EML，EML2 1340可以为绿色EML，EML3 1440可以为红色EML。或者，EML1 1240可以为红色EML，EML2 1340可以为绿色EML，EML3 1440可以为蓝色EML1。
当EML1 1240为蓝色EML时，EML1 1240可以包括设置在EBL1 1265与HBL1 1275之间的第一下部EML(第一层)1242和设置在第一下部EML 1242与HBL1 1275之间的第一上部EML(第二层)1244。第一下部EML 1242包含第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1用于实现TADF，第一上部EML 1244包含第四化合物H2和第五化合物FD2用于实现TTA。
或者，当EML1 1240为红色EML时，EML1 1240可以具有单层结构。作为红色EML的EML1 1240可以包含主体和红色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，红色掺杂剂可以包含红色磷光材料、红色荧光材料和红色延迟荧光材料中的至少一者。
EML2 1340可以包含主体和绿色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，绿色掺杂剂可以包含绿色磷光材料、绿色荧光材料和绿色延迟荧光材料中的至少一者。
当EML3 1440为蓝色EML时，EML1 1440可以包括设置在EBL2 1465与HBL1 1475之间的第二下部EML(第一层)1442和设置在第二下部EML 1442与HBL2 1475之间的第二上部EML(第二层)1444。第二下部EML 1442包含第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1用于实现TADF，第二上部EML 1444包含第四化合物H2和第五化合物FD2用于实现TTA。
或者，当EML3 1440为红色EML时，EML3 1440可以具有单层结构。作为红色EML的EML3 1440可以包含主体和红色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，红色掺杂剂可以包含红色磷光材料、红色荧光材料和红色延迟荧光材料中的至少一者。
在实现TADF的第一下部EML 1242和第二下部EML 1442中的每一者中，第一化合物H1的含量可以大于第二化合物TD的含量，第二化合物TD的含量可以大于第三化合物FD1的含量。在这种情况下，激子能量可以通过FRET机理从第二化合物TD有效地转移至第三化合物FD1。作为实例，第一下部EML1 1242和第二下部EML 1342中的每一者中的第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1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％。
此外，在实现TTA的第一上部EML 1244和第二上部EML 1444中的每一者中，第四化合物H2的含量可以大于第五化合物FD2的含量。例如，第一上部EML 1244和第二上部EML1444中的每一者中的第四化合物H2和第五化合物FD2的含量各自可以分别为但不限于约70重量％至约99重量％，优选约90重量％至约99重量％；和约1重量％至约30重量％，优选约1重量％至约10重量％。
OLED D4在第一至第三像素区域P1、P2和P3的每一者中发射白光，并且白光穿过相应地设置在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的滤色器层1020(图11)。因此，OLED D4可以实现全色图像。
图13是示出根据本公开的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。如图13所示，OLED D5包括彼此面对的第一电极1110和第二电极1120以及设置在第一电极1110与第二电极1120之间的发光层1120A。第一电极1110可以为阳极，第二电极1120可以为阴极。例如，第一电极1100可以为透射电极，第二电极1120可以为反射电极。
发光层1120A包括第一发光部1520、第二发光部1620和第三发光部1720，所述第一发光部1520包括EML1 1540，所述第二发光部1620包括EML2 1640，所述第三发光部1720包括EML3 1740。此外，发光层1120A还可以包括设置在第一发光部1520与第二发光部1620之间的CGL1 1580、和设置在第二发光部1620与第三发光部1720之间的CGL2 1680。因此，第一发光部1520、CGL1 1580、第二发光部1620、CGL2 1680和第三发光部1720顺序地设置在第一电极1110上。
第一发光部1520中的EML1 1540包括第一下部EML(第一层)1542和第一上部EML(第二层)1544。第一下部EML 1542位于邻近第一电极1110，第一上部EML 1544位于邻近第二电极1130。第一发光部1520还可以包括设置在第一电极1110与EML1 1540之间的HTL11560、设置在第一电极1110与HTL1 1560之间的HIL 1550和设置在EML1 1540与CGL1 1580之间的ETL1 1570中的至少一者。或者，第一发光部1520还可以包括设置在HTL1 1560与EML1 1540之间的EBL1 1565和/或设置在EML1 1540与ETL1 1570之间的HBL1 1575。
第二发光部1620中的EML2 1640包括第二下部EML 1642和第二上部EML1644。第二下部EML 1642位于邻近第一电极1110，第二上部EML 1644位于邻近第二电极1130。此外，第二发光部1620还可以包括设置在CGL1 1580与EML2 1640之间的HTL2 1660、设置在EML21640与CGL2 1680之间的ETL2 1670中的至少一者。或者，第二发光部1620还可以包括设置在HTL2 1660与EML2 1640之间的EBL2 1665和/或设置在EML2 1640与ETL2 1670之间的HBL2 1675。
第三发光部1720中的EML3 1740包括第三下部EML(第一层)1742和第三上部EML(第二层)1744。第一下部EML 1742位于邻近第一电极1110，第三上部EML 1744位于邻近第二电极1130。第三发光部1720还可以包括设置在CGL2 1680与EML3 1740之间的HTL3 1760、设置在EML3 1740与第二电极1130之间的ETL3 1770和设置在ETL3 1770与第二电极1130之间的EIL 1780中的至少一者。或者，第三发光部1720还可以包括设置在HTL3 1760与EML31740之间ETL3 1765和/或设置在EML3 1740与ETL3 1770之间的HBL3 1775。
CGL1 1380设置在第一发光部1520与第二发光部1620之间。即，第一发光部1520和第二发光部1620经由CGL1 1580连接。CGL1 1580可以为N-CGL1 1582与P-CGL1 1584相接合的PN-结CGL。N-CGL1 1582设置在ETL1 1570与HTL2 1660之间，P-CGL1 1584设置在N-CGL11582与HTL2 1560之间。
CGL2 1680设置在第二发光部1620与第三发光部1720之间。即，第二发光部1620和第三发光部1720经由CGL2 1680连接。CGL2 1680可以为N-CGL2 1682与P-CGL2 1684相接合的PN结CGL。N-CGL2 1682设置在ETL2 1570与HTL3 1760之间，P-CGL2 1684设置在N-CGL21682与HTL3 1760之间。在一个示例性方面，N-CGL1 1582和N-CGL2 1682中的至少一者可以包含具有化学式1至3的结构的任何有机化合物。
在这方面，EML1 1540和EML3 1740中的每一者可以为蓝色EML。在一个示例性方面，EML1 1540和EML3 1740中的每一者包括含有第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1的用于实现TADF的下部EML 1542或1742以及含有第四化合物H2和第五化合物FD2的用于实现TTA的上部EML 1544或1744。
在实现TADF的第一下部EML 1542和第三下部EML 1742中的每一者中，第一化合物H1的含量可以大于第二化合物TD的含量，第二化合物TD的含量可以大于第三化合物FD1的含量。在这种情况下，激子能量可以通过FRET机理从第二化合物TD有效地转移至第三化合物FD1。作为实例，第一下部EML1 1542和第三下部EML 1742中的每一者中的第一化合物H1、第二化合物TD和第三化合物FD1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％。
此外，在实现TTA的第一上部EML 1544和第三上部EML 1744中的每一者中，第四化合物H2的含量可以大于第五化合物FD2的含量。例如，第一上部EML 1544和第三上部EML1744中的每一者中的第四化合物H2和第五化合物FD2的含量各自可以分别为但不限于约70重量％至约99重量％，优选约90重量％至约99重量％；和约1重量％至约30重量％，优选约1重量％至约10重量％。
EML2 1640中的第二下部EML 1642和第二上部EML 1644中的一者可以为绿色EML，以及EML2 1640中的第二下部EML 1642和第二上部EML 1644中的另一者可以为红色EML。即，绿色EML和红色EML顺序设置从而形成EML2 1640。
例如，作为绿色EML的第二下部EML 1642可以包含主体和绿色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，绿色掺杂剂可以包含绿色磷光材料、绿色荧光材料和绿色延迟荧光材料中的至少一者。
作为红色EML的第二上部EML 1644可以包含主体和红色掺杂剂。主体可以包含第一化合物H1和/或第四化合物H2，红色掺杂剂可以包含红色磷光材料、红色荧光材料和红色延迟荧光材料中的至少一者。
OLED D5在第一至第三像素区域P1、P2和P3的每一者中发射白光，并且白光穿过相应地设置在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的滤色器层1020(图11)。因此，有机发光显示装置1000(图11)可以实现全色图像。
在图13中，OLED D5具有包括第一至第三发光部1520、1620和1720的三堆叠结构，其包括EML1 1540和EML3 1740作为蓝色EML。或者，OLED D5可以具有其中各自包括EML11540和EML3 1740作为蓝色EML的第一发光部1520和第三发光部1720中的一者被省略的双堆叠结构。
实施例1(Ex.1)：OLED的制造
制造其中第一EML(EML1)实现TADF以及第二EML(EML2)实现TTA的OLED。第一EML包含作为第一主体(H1)的化学式2中的化合物1-1(2,6-二(9H-咔唑-9-基)吡啶，2,6-CzPy，LUMO：-2.6eV；HOMO：-5.7eV)和作为热激活延迟荧光材料(TD)的化学式4中的化合物2-1(TDBA-DI，LUMO：-2.6eV，HOMO：-5.5eV)。第二EML包含作为第二主体(H2)的化学式10中的化合物5-1(TBADN，LUMO：-2.6eV，HOMO：-5.5eV)。第一EML和第二EML各自分别包含作为荧光材料的化学式6中的化合物3-1(DNBAN-2，LUMO：-2.8eV，HOMO：-5.4eV)。此外，EBL包含TAPC(LUMO：-2.0eV，HOMO：-5.5eV)。
ITO基板在使用之前通过UV-臭氧处理进行洗涤并装入蒸镀系统中。将ITO基板转移至真空室用于沉积发光层。随后，在10-7托真空条件下在/秒的设定沉积速率的情况下以以下顺序由加热舟皿通过蒸镀沉积阳极、发光层和阴极：
阳极；HIL(HAT-CN，7nm)；HTL(NPB，78nm)；EBL(TAPC，15nm)；EML1(按重量比计，2,6-CzPy:TDBAN-DI:DABNA-2＝69:39:1，15nm)；EML2(按重量比计，TBADN:DABNA-2＝97:3，15nm)；HBL(B3PYMPM，10nm)；ETL(TPBi，25nm)，EIL(LiF)；和阴极(Al)。
然后，在阴极上沉积覆盖层(capping layer，CPL)，并通过玻璃封装装置。在沉积发光层和阴极之后，将OLED从沉积室转移至干燥箱用于成膜，然后通过使用可UV固化环氧化合物和吸湿剂封装。EML和EBL中的发光材料之间的能级关系如下：LUMOH1–HOMOTD＝2.9eV；HOMOH1–HOMOEBL＝-0.2eV。
实施例2(Ex.2)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-2(ADN，LUMO：-2.6eV，HOMO：-5.8eV)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例3(Ex.3)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-3(PADN)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例4(Ex.4)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式2中的化合物1-2(2,6-二(9H-3,9’-联咔唑-9-基)吡啶，LUMO：-2.3eV，HOMO：-5.5eV)代替2,6-CzPy作为EML1中的第一主体。LUMOH1–HOMOTD＝2.9eV；HOMOH1–HOMOEBL＝-0.2eV。
实施例5(Ex.5)：OLED的制造
使用与实施例4相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-2(ADN)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例6(Ex.6)：OLED的制造
使用与实施例4相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-3(PADN)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例7(Ex.7)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式2中的化合物1-3(9-(6-(9H-咔唑-9-基)吡啶-2-基)-9H-3,9’-联咔唑，LUMO：-2.3eV，HOMO：-5.4eV)代替2,6-CzPy作为EML1中的第一主体。LUMOH1–HOMOTD＝3.2eV；HOMOH1–HOMOEBL＝0.1eV。
实施例8(Ex.8)：OLED的制造
使用与实施例7相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-2(ADN)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例9(Ex.9)：OLED的制造
使用与实施例7相同的材料制造OLED，不同之处在于使用化学式10中的化合物5-3(PADN)代替TBADN作为EML2中的第二主体。
实施例10(Ex.10)：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EML1的厚度改变成具有20nm并且将EML2的厚度改变成具有10nm。
实施例11(Ex.11)：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EML1的厚度改变成具有10nm并且将EML2的厚度改变成具有20nm。
实施例12(Ex.12)：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EML1的厚度改变成具有7.5nm并且将EML2的厚度改变成具有22.5nm。
实施例13(Ex.13)：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EML1的厚度改变成具有5nm并且将EML2的厚度改变成具有25nm。
实施例14(Ex.14)：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EML1的厚度改变成具有2.5nm并且将EML2的厚度改变成具有27.5nm。
比较例1(Com.1)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于使用基于三嗪的Ref.主体1(SF3-TRZ，LUMO：-3.1eV，HOMO：-6.5eV)代替2,6-CzPy作为EML1中的第一主体。LUMOH1–HOMOTD＝2.4eV；HOMOH1–HOMOEBL＝-1.0eV。
比较例2(Com.2)：OLED的制造
制造其中EML1实现TTA以及EML2实现TADF的OLED。使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于改变EML1(按重量比计，TABDN:DNBNA-2＝97:3，15nm)和EML2(按重量比计，2,6-CzPy:TDBA-DI:DABNA-2＝69:30:1，15nm)。
比较例3(Com.3)：OLED的制造
制造其中EML1实现TTA以及EML2实现TADF的OLED。使用与Com.2相同的材料制造OLED。不同之处在于使用基于三嗪的SF3-TRZ代替2,6-CzPy作为EML2中的第二主体。
比较例4(Com.4)：OLED的制造
制造具有实现TADF的单一EML的OLED。使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于层合单个EML(按重量比计，2,6-CzPy:TDBA-DI:DABNA-2＝69:30:1，30nm)代替两个EML。
比较例5(Com.5)：OLED的制造
制造具有实现TTA的单一EML的OLED。使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于层合单个EML(按重量比计，TBADN:DABNA-2＝97:3，30nm)代替两个EML。
实验例1：OLED的发光特性的测量
将由Ex.1至14和Com.1至5制造的各OLED连接至外部电源，然后在室温下使用恒流源(KEITHLEY)和光度计PR650评估全部二极管的发光特性。特别地，测量在8.6mA/m2电流密度下的驱动电压(V)、电流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)和外量子效率(EQE，％)，以及直到亮度降至300尼特的初始水平的90％时的时长(T90)。其结果示于下表1和图14中。
表1：OLED的发光特性
| 样品 | V | cd/A | lm/W | EQE(％) | T90(小时) |
| Com.1 | 3.49 | 9.9 | 7.4 | 6.2 | ～120 |
| Com.2 | 4.54 | 16.6 | 11.4 | 8.9 | ～600 |
| Com.3 | 3.72 | 16.0 | 13.5 | 9.0 | ～100 |
| Com.4 | 4.12 | 39.0 | 29.8 | 19.9 | ～300 |
| Com.5 | 4.08 | 7.1 | 5.5 | 8.5 | ～2300 |
| Ex.1 | 4.11 | 30.1 | 24.0 | 18.2 | ～600 |
| Ex.2 | 4.02 | 18.7 | 14.6 | 14.3 | ～490 |
| Ex.3 | 4.05 | 20.3 | 15.8 | 12.1 | ～530 |
| Ex.4 | 4.30 | 31.6 | 23.1 | 14.8 | ～450 |
| Ex.5 | 4.22 | 22.6 | 16.8 | 15.0 | ～440 |
| Ex.6 | 4.20 | 25.7 | 19.2 | 16.0 | ～410 |
| Ex.7 | 4.18 | 27.8 | 20.9 | 17.0 | ～400 |
| Ex.8 | 4.14 | 28.5 | 21.7 | 17.4 | ～390 |
| Ex.9 | 4.10 | 23.6 | 17.9 | 15.6 | ～440 |
| Ex.10 | 4.12 | 34.6 | 26.2 | 19.0 | ～460 |
| Ex.11 | 4.11 | 27.1 | 21.7 | 17.3 | ～820 |
| Ex.12 | 4.11 | 23.4 | 16.7 | 15.8 | ～1200 |
| Ex.13 | 4.10 | 16.8 | 14.5 | 15.1 | ～1500 |
| Ex.14 | 4.09 | 9.3 | 9.2 | 12.6 | ～1800 |
如表1中所示，与Com.1中的其中将具有相对强的电子亲和力的基于三嗪的主体应用于EML1的OLED相比，Ex.1至14中制造的OLED将其电流效率、功率效率、EQE和发光寿命分别改善了多达249.5％、254.1％、206.5％和1400.0％。与Com.2中的其中EML1实现TTA以及EML2实现TADF的OLED相比，Ex.1至14中制造的OLED将其驱动电压降低了多达11.5％，并且将其电流效率、功率效率、EQE和发光寿命分别改善了多达108.4％、129.8％、113.5％和757.1％。与Com.3中的其中EML1实现TTA以及EML2通过引入基于三嗪的主体SF3-TRZ实现TADF的OLED相比，Ex.1至14中制造的OLED将其电流效率、功率效率、EQE和发光寿命分别改善了多达116.3％、94.1％、111.1％和1700.0％。
此外，与Com.4中的其中EML仅实现TADF的OLED相比，Ex.1至14中制造的OLED将其发光寿命改善高至六倍。此外，与Com.5中的其中EML仅实现TTA的OLED相比，Ex.1至14中制造的OLED将其电流效率、功率效率和EQE分别改善了多达387.3％、376.4％和123.5％。
此外，如图8中所示，Com.4中的其中EML仅实现TADF的OLED的EQE随着电流密度增加而迅速降低。另一方面，Ex.1中的OLED的EQE随着电流密度增加而变化较小，并且其EQE在高电流的范围内与Com.4中的EQE相比相对高。Com.5中的其中EML仅实现TTA的OLED的EQE随着电流密度增加而变化很少。
本申请还涉及以下方面：
1.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的发光材料层，
其中所述发光材料层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和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，
其中所述第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及所述第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，以及
其中所述第一化合物包括具有以下化学式1的结构的有机化合物，所述第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物，以及所述第四化合物包括具有以下化学式9的结构的有机化合物：
化学式1
其中R1为选自咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基、吩嗪基和苯并-苯并-咪唑并-咪唑基的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团；R2选自未经取代或经取代的苯基、未经取代或经取代的萘基、未经取代或经取代的蒽基、未经取代或经取代的咔唑基、未经取代或经取代的羰基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基以及未经取代或经取代的C4-C20杂芳基氨基；R3至R5各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者氰基；以及p、q和r各自为零或1；
化学式3
其中R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中所述稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为所述稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环连接至硼原子或苯环，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环；以及
化学式9
其中R31和R32各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基；以及R33和R34各自独立地为氕、氘、氚或者未经取代或经取代的C1-C10烷基。
2.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的LUMO(最低未占分子轨道)能级(LUMOH1)和所述第二化合物的HOMO(最高占据分子轨道)能级(HOMOTD)满足以下式(1)中的关系：
|LUMOH1–HOMOTD|>2.4eV (1)。
3.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物包括具有以下化学式5的结构的有机化合物，以及所述第五化合物包括具有以下化学式7的结构的有机化合物：
化学式5
其中R21至R24各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C6-C20芳基、未经取代或经取代的C3-C20杂芳基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基；以及
化学式7
其中R26和R27各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基。
4.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物包括选自以下的任何有机化合物：
/>
5.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括选自以下的任意有机化合物：
/>
6.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物包括选自以下的任何有机化合物：
7.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物包括选自以下的任意有机化合物：
以及其中所述第五化合物包括选自以下的任意有机化合物：
8.根据项1所述的有机发光二极管，还包括设置在所述第一电极与所述第一发光材料层之间的电子阻挡层，其中所述第一化合物的HOMO能级(HOMOH1)和所述电子阻挡层的材料的HOMO能级(HOMOEBL)满足以下式(2)中的关系：
0eV≤|HOMOH1–HOMOEBL|<0.8eV (2)。
9.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物的激发单线态能级(S1 TD)高于所述第三化合物的激发单线态能级(S1 FD1)。
10.根据项1所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物的激发单线态能级(S1 H2)高于所述第五化合物的激发单线态能级(S1 FD2)，以及其中所述第四化合物的激发三线态能级(T1 H2)低于所述第五化合物的激发三线态能级(T1 FD2)。
11.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的发光材料层，
其中所述发光材料层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和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，
其中所述第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及所述第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，
其中所述第一化合物包括具有以下化学式1的结构的有机化合物，所述第四化合物包括具有以下化学式9的结构的有机化合物，以及
其中所述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(△EST TD)为约0.3eV或更小：
化学式1
其中R1为选自咔唑基、吖啶基、二氢吖啶基、吩嗪基、吩嗪基和苯并-苯并-咪唑并-咪唑基的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团；R2选自未经取代或经取代的苯基、未经取代或经取代的萘基、未经取代或经取代的蒽基、未经取代或经取代的咔唑基、未经取代或经取代的羰基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基以及未经取代或经取代的C4-C20杂芳基氨基；R3至R5各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者氰基；以及p、q和r各自为零或1；以及
化学式9
其中R31和R32各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基；以及R33和R34各自独立地为氕、氘、氚或者未经取代或经取代的C1-C10烷基。
12.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的LUMO(最低未占分子轨道)能级(LUMOH1)和所述第二化合物的HOMO(最高占据分子轨道)能级(HOMOTD)满足以下式(1)中的关系：
|LUMOH1–HOMOTD|>2.4eV (1)。
13.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式3
其中R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中所述稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为所述稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环连接至硼原子或苯环，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环。
14.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物包括具有以下化学式5的结构的有机化合物，以及所述第五化合物包括具有以下化学式7的结构的有机化合物：
化学式5
其中R21至R24各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C6-C20芳基、未经取代或经取代的C3-C20杂芳基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基；以及
化学式7
其中R26和R27各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基。
15.根据项11所述的有机发光二极管，还包括设置在所述第一电极与所述第一发光材料层之间的电子阻挡层。
16.根据项15所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的HOMO能级(HOMOH1)和所述电子阻挡层的材料的HOMO能级(HOMOEBL)满足以下式(2)中的关系：
0eV≤|HOMOH1–HOMOEBL|<0.8eV (2)。
17.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述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)分别高于所述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)。
18.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物的激发单线态能级(S1 TD)高于所述第三化合物的激发单线态能级(S1 FD1)。
19.根据项11所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物的激发单线态能级(S1 H2)高于所述第五化合物的激发单线态能级(S1 FD2)，以及其中所述第四化合物的激发三线态能级(T1 H2)低于所述第五化合物的激发三线态能级(T1 FD2)。
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1所述的有机发光二极管。
21.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据项11所述的有机发光二极管。
尽管已经参照示例性方面和实施例描述了本公开，但这些方面和实施例不旨在限制本公开的范围。相反，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，在本公开中可以做出各种修改和变化。因此，旨在本公开涵盖本公开的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同方案的范围内即可。
Claims (17)
1.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的发光材料层，
其中所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，
其中所述发光材料层包括：设置在所述第一电极与所述第二电极之间的实现热激活延迟荧光的第一发光材料层；和设置在所述第一发光材料层与所述第二电极之间并与所述第一发光材料层相邻的实现三线态-三线态湮灭的第二发光材料层，
其中所述第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及所述第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，
其中所述第一化合物为第一主体，所述第二化合物为热激活延迟荧光材料，所述第三化合物为第一荧光材料，所述第四化合物为第二主体，所述第五化合物为第二荧光材料，以及
其中所述第一化合物包括选自以下的任何有机化合物：
所述第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式3
其中R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中所述稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为所述稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环连接至硼原子或苯环，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环，
或者所述第二化合物选自：
所述第三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至R24各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C6-C20芳基、未经取代或经取代的C3-C20杂芳基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基；
所述第四化合物为选自以下的任何有机化合物：
所述第五化合物包括具有以下化学式7的结构的有机化合物：
化学式7
其中R26和R27各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的LUMO(最低未占分子轨道)能级(LUMOH1)和所述第二化合物的HOMO(最高占据分子轨道)能级(HOMOTD)满足以下式(1)中的关系：
|LUMOH1 – HOMOTD| > 2.4 eV (1)。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括选自以下的任意有机化合物：
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第三化合物包括选自以下的任意有机化合物：
以及其中所述第五化合物包括选自以下的任意有机化合物：
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，还包括设置在所述第一电极与所述第一发光材料层之间的电子阻挡层，其中所述第一化合物的HOMO能级(HOMOH1)和所述电子阻挡层的材料的HOMO能级(HOMOEBL)满足以下式(2)中的关系：
0 eV ≤ |HOMOH1 – HOMOEBL| < 0.8 eV (2)。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物的激发单线态能级(S1 TD)高于所述第三化合物的激发单线态能级(S1 FD1)。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物的激发单线态能级(S1 H2)高于所述第五化合物的激发单线态能级(S1 FD2)，以及其中所述第四化合物的激发三线态能级(T1 H2)低于所述第五化合物的激发三线态能级(T1 FD2)。
8.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的发光材料层，
其中所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，
其中所述发光材料层包括：设置在所述第一电极与所述第二电极之间的实现热激活延迟荧光的第一发光材料层；和设置在所述第一发光材料层与所述第二电极之间并与所述第一发光材料层相邻的实现三线态-三线态湮灭的第二发光材料层，
其中所述第一发光材料层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，以及所述第二发光材料层包含第四化合物和第五化合物，
其中所述第一化合物为第一主体，所述第二化合物为热激活延迟荧光材料，所述第三化合物为第一荧光材料，所述第四化合物为第二主体，所述第五化合物为第二荧光材料，
其中所述第一化合物包括选自以下的任何有机化合物：
所述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(△EST TD)为0.3eV或更小，
所述第三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至R24各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C6-C20芳基、未经取代或经取代的C3-C20杂芳基、未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基；
所述第四化合物为选自以下的任何有机化合物：
所述第五化合物包括具有以下化学式7的结构的有机化合物：
化学式7
其中R26和R27各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基氨基或者未经取代或经取代的C3-C20杂芳基氨基。
9.根据权利要求8所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的LUMO(最低未占分子轨道)能级(LUMOH1)和所述第二化合物的HOMO(最高占据分子轨道)能级(HOMOTD)满足以下式(1)中的关系：
|LUMOH1 – HOMOTD| > 2.4 eV (1)。
10.根据权利要求8所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物包括具有以下化学式3的结构的有机化合物：
化学式3
其中R11和R12各自独立地为氕、氘、氚、未经取代或经取代的C1-C10烷基或者选自咔唑部分、吖啶基部分、二氢吖啶基部分、吩嗪基部分和吩嗪基部分的未经取代或经取代的稠合杂芳族基团，其中所述稠合杂芳族基团可以形成螺环结构，并且R11和R12中的至少一者为所述稠合杂芳族基团；以及R13和R14各自独立地为未经取代或经取代的C6-C20芳基或者未经取代或经取代的C3-C30杂芳基，其中R13和R14各自独立地直接地或经由C6-C20亚芳基环连接至硼原子或苯环，或者R13和R14形成含有至少一个氧原子的稠合杂芳族环，
或者所述第二化合物选自：
11.根据权利要求8所述的有机发光二极管，还包括设置在所述第一电极与所述第一发光材料层之间的电子阻挡层。
12.根据权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述第一化合物的HOMO能级(HOMOH1)和所述电子阻挡层的材料的HOMO能级(HOMOEBL)满足以下式(2)中的关系：
0 eV ≤ |HOMOH1 – HOMOEBL| < 0.8 eV (2)。
13.根据权利要求8所述的有机发光二极管，其中所述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)分别高于所述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)。
14.根据权利要求8所述的有机发光二极管，其中所述第二化合物的激发单线态能级(S1 TD)高于所述第三化合物的激发单线态能级(S1 FD1)。
15.根据权利要求8所述的有机发光二极管，其中所述第四化合物的激发单线态能级(S1 H2)高于所述第五化合物的激发单线态能级(S1 FD2)，以及其中所述第四化合物的激发三线态能级(T1 H2)低于所述第五化合物的激发三线态能级(T1 FD2)。
16.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据权利要求1所述的有机发光二极管。
17.一种有机发光装置，包括：
基板；和
在所述基板上方的根据权利要求8所述的有机发光二极管。
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