CN112820834A - 有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置，其中发光层包括主体和多种掺杂剂。在发光层中，能量通过能量转移系统从主体和除了一种掺杂剂之外的其他掺杂剂转移到该一种掺杂剂，因此可以增加单色的发光效率并延长发射寿命。

Description

有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置

本申请要求于2019年11月15日提交的韩国专利申请No.10-2019-0147065的权益，其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种发光装置，更具体地，涉及一种有机发光装置和一种使用该发光装置的显示装置，该有机发光装置在至少一个发光层中包括不同种类的掺杂剂，并通过将能量转移到不同种类的掺杂剂中的一种来确保一种颜色的发光特性以及实现寿命改善。

背景技术

随着社会近来已经进入信息时代，用于可视地显示电信息信号的显示器领域已经迅速发展，并且为了满足这种发展，具有优异性能(例如，纤薄、重量轻和功耗低)的各种平板显示装置已被研制出，并已迅速取代了常规的阴极射线管(CRT)。

作为这种平板显示装置的示例，有液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置、有机发光二极管(OLED)显示装置、量子点显示装置等

其中，有机发光二极管(OLED)显示装置被认为是竞争性的应用，该有机发光二极管(OLED)显示装置不需要单独的光源并且实现了紧凑性和清晰的色彩显示。

在有机发光二极管(OLED)显示装置中，设置多个子像素，并且在每个子像素中布置有包括位于彼此相对的电极之间的发光层的有机发光二极管。此外，子像素中的有机发光二极管由于在电极之间形成电场而发光，从而表现出显示功能。

这样的发光层包括作为主要成分的主体，并且还包括可以确定所发射的光的颜色的掺杂剂。此外，根据发光方法将掺杂剂分为荧光掺杂剂和磷光掺杂剂。荧光掺杂剂的特性和磷光掺杂剂的特性根据所发射的光的颜色而不同，并且尤其是，在蓝色发光层的情况下，公知的荧光掺杂剂和磷光掺杂剂均不能在寿命和效率方面表现出优异的性能。

发明内容

本公开的发明人已经认识到，与其他颜色的发光层相比，在构成用于蓝色发光层的同时满足改善的寿命和色效率的材料方面存在困难。因此，由于在不同颜色的发光层之间，蓝色发光层具有相对较低的效率和降低的寿命，并且这些变化随时间而变得明显，因此发明人已经研制了可以满足效率和寿命两者的用于蓝色发光层的材料。本公开的一个或多个实施例提供了一种有机发光显示装置，其可以在整个可见范围内实现全彩色显示，还可以在所有颜色中满足效率和寿命两者。

另外，本发明针对一种有机发光装置和一种使用该有机发光装置的显示装置，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的一个或多个实施例提供了一种有机发光装置和种使用该有机发光装置的显示装置，该有机发光装置在一个发光层中包括不同种类的掺杂剂，并且通过将能量转移到不同种类的掺杂剂中的一种来确保单个颜色的发光特性并实现寿命改善。

本发明的另外的实施例提供一种有机发光装置和一种使用该有机发光装置的显示装置，该有机发光装置在一个发光层中包括不同种类的掺杂剂，并且通过将能量转移到不同种类的掺杂剂中的一种来确保单个颜色的发光特性并实现寿命改善。在此，能量转移到的掺杂剂是能够实现热激活延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence)的掺杂剂。

本发明的其他优点、目的和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域普通技术人员来说在审视以下内容之后是明显的，或者可以从本发明的实践中了解。本发明的目的和其他优点可以通过书面的说明书和权利要求书以及附图中具体地给出的结构来实现和达到。

为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如本文所体现和宽泛地描述的，根据本发明的一个实施例的有机发光装置可包括被设置在彼此相对布置的第一电极和第二电极之间的发光层。发光层可包括至少一种主体、从主体向其转移能量的第一掺杂剂以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂。可以通过在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移(reverse intersystem crossing transfer)来产生热激活延迟荧光(TADF)。

此外，为了实现类似的技术益处，根据本发明的一种显示装置可包括：基板，其包括多个子像素；在每个子像素中的薄膜晶体管；以及在每个子像素中被连接到薄膜晶体管的有机发光装置。有机发光装置可包括彼此相对布置的第一电极和第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的至少一个发光层。该至少一个发光层可包括至少一种主体、从主体向其转移能量的第一掺杂剂以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂，其中通过在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移产生热激活延迟荧光。

有机发光装置可包括被其间的电荷生成层分开的多个堆叠体，并且每个堆叠体包括至少一个公共层。该至少一个发光层可以处于该多个堆叠体中的至少一个堆叠体中。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解以及被并入本申请中而构成本申请的一部分的附图，例示出本发明的实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明的有机发光装置的横截面图。

图2是示出图1的发光层中的能量转移关系的视图。

图3是示出图1的发光层中的第一掺杂剂的PL(光致发光)光谱以及第二掺杂剂的PL光谱和吸收光谱的曲线图。

图4A是示出根据第一实验示例的发光层中的能量转移关系的视图。

图4B是示出根据第一实验示例的不同掺杂剂的PL光谱的曲线图。

图5是示出根据本发明的第一实施例的有机发光装置的横截面图。

图6是示出根据本发明的第二实施例的有机发光装置的横截面图。

图7是示出根据本发明的第三实施例的有机发光装置的横截面图。

图8是示出根据本发明的第四实施例的有机发光装置的横截面图。

图9A是示出根据本发明的第五实施例的有机发光装置的横截面图。

图9B是示出根据本发明的第六实施例的有机发光装置的横截面图。

图10是示出在本发明的经修改的实施例中的PL光谱的曲线图，其中经修改的实施例具有不同的第二掺杂剂的斯托克斯位移(Stokes shift)特性。

图11A和11B是示出在图10的经修改的实施例中的能量转移关系的视图。

图12A和图12B是示出根据本发明的第七实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图13A和图13B是示出根据本发明的第八实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图14A和图14B是示出根据本发明的第九实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图15A和图15B是示出根据本发明的第十实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图16A和图16B是示出根据本发明的第十一实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图17A和图17B是示出根据本发明的第十二实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

图18是示出根据本发明的显示装置的横截面图。

图19A至图19D是根据第四实验示例至第七实验示例的横截面图。

图20是示出根据第四实验示例至第六实验示例的外量子效率的曲线图。

图21是示出第四实验示例至第六实验示例的EL(电致发光)特性的曲线图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。在实施例和附图的以下描述中，在整个说明书中相同或相似的元件由相同的附图标记表示。在本发明的实施例的以下描述中，当并入本文的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题不清楚时，将省略该详细描述。此外，在本发明的实施例的以下描述中使用的元件的名称是考虑到说明书准备的容易性而选择的，因此可能与实际产品的部件的名称不同。

在附图中给出的用于描述本发明的实施例的元件的形状、尺寸、比率、角度和数量仅是示例性的，因此，本发明不限于所示出的细节。在实施例的以下描述中，术语“包括”、“包含”和“具有”将被解释为表示存在说明书中陈述的一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、元件或部件或其组合，并不排除存在其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合，或添加上述各项的可能性，除非使用术语“仅”。应理解的是，除非上下文另外明确指出，否则元件的单数表达涵盖复数表达。

在解释包括在本发明的各种实施例中的元件时，除非另有说明，否则应解释为元件包括误差范围。

在本发明的实施例的以下描述中，应理解的是，当表达位置关系时，例如，当一个元件被称为“在另一元件上”、“在另一元件上方”、“在另一元件下方”或“在另一元件旁边”时，这两个元件可以彼此直接接触，或者可以在这两个元件之间插入一个或多个其他元件，除非使用术语“仅”或“直接”。

在本发明的实施例的以下描述中，应理解的是，当表达时间关系时，例如，当使用表达事件顺序的术语，诸如“在…之后”、“在…随后”、“接…之后”和“在…之前”时，除非使用术语“正好”或“直接”，否则该术语既包括事件之间的连续关系又包括事件之间的不连续关系。

在本发明的实施例的以下描述中，应理解的是，当术语“第一”、“第二”等被用于描述各个元件时，这些术语仅用于区分相同或类似的元件。因此，在不脱离本发明的技术范围的情况下，以下描述的第一元件可以被称为第二元件。

本发明的各个实施例的各个特征可以部分或整体地彼此联接或组合，并且可以以各种技术方式互锁或驱动，并且各个实施例可以彼此独立地实现或通过它们之间的连接一起实现。

在实施例的以下描述中，层的术语“最低未占据分子轨道(LUMO)能级”和“最高被占据分子轨道(HOMO)能级”是指占据相应层的大部分重量的材料的LUMO能级和HOMO能级，例如，主体材料，除非它们指的是掺杂对应层的掺杂剂材料的LUMO能级和HOMO能级。

在实施例的以下描述中，应理解的是，术语“HOMO能级”是指通过循环伏安法(CV)测量的能级，其中，能级是从相对于具有已知电极电位值的参考电极的电位值确定的。例如，可以使用具有已知氧化电位值和还原电位值的二茂铁作为参考电极来测量任何材料的HOMO能级。

在实施例的以下描述中，术语“被掺杂”是指具有与占据相应层的大部分重量的材料不同的特性的含量少于50wt％的材料(具有不同特性的材料是，例如，N型和P型材料，或有机材料和无机材料)添加到占据相应层的大部分重量的材料中。换句话说，“被掺杂”层是指其中主体材料和掺杂剂材料可以基于它们的重量百分比的比率而彼此区分的层。另外，术语“未被掺杂”是指除了与术语“被掺杂”相对应的情况以外的所有情况。例如，如果层由单一材料形成或由具有相同或相似特性的材料的混合物形成，则该层可以是“未被掺杂”层。例如，如果形成一个层的一些材料是P型(或N型)，而形成该层的其它材料都不是P型(或N型)，则该层可以被视为“掺杂有”P型材料的层。例如，如果形成一个层的一些材料是少量的无机材料，而形成该层的其余材料(即主要材料)是有机材料，则该层可以被视为“掺杂有”无机材料的层。

在实施例的以下描述中，通过倍增(1)光致发光(PL)光谱来计算电致发光(EL)光谱，其中发光材料(例如，在有机发光层中包括的掺杂剂材料或主体材料)的固有特性通过(2)外耦合发射光谱曲线来反映，该外耦合发射光谱曲线由有机发光元件的结构和光学特性(包括有机层的厚度，诸如空穴传输层和电子传输层的厚度)确定。

在下文中，将参考附图描述根据本发明的有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置。

图1是示出根据本发明的有机发光装置的横截面图。图2是示出图1的发光层中的能量转移关系的视图，图3是示出图1的发光层中的第一掺杂剂的PL光谱以及第二掺杂剂的PL光谱和吸收光谱的曲线图。

如图1所示，根据本发明的有机发光装置包括被设置在彼此相对布置的第一电极110和第二电极120之间的发光层130。

可以在第一电极110和发光层130之间设置与空穴传输相关的至少一个第一公共层CML1，和/或可以在发光层130和第二电极120之间设置与电子传输相关的至少一个第二公共层CML2。

在此，第一公共层CML1和第二公共层CML2分别与发光层130接触。构成第一公共层CML1或第二公共层CLM2的主要材料具有三线态激发态，其能级高于或等于发光层130中的主体的三线态激发态。因此，从电极110或120穿过第一公共层CML1或第二公共层或CML2进入发光层130的激子(单线态或三线态)可以被限制在发光层130中并且可以用于发光。

如图1和图2所示，发光层130包括主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂D1以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂D2。在此，通过在第二掺杂剂D2中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越(RISC)转移生成热激活延迟荧光(TADF)。

在有机发光装置的发光层130中，通过电荷复合形成激子可能分别在主体Host、第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2中发生。通过

能量转移(

energy transfer)FET1和FET3将在主体Host处生成的单线态激子转移入第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的单线态激发态。通过Dexter能量转移(Dexter energy transfer)DET1和DET3将在主体Host处生成的三线态激子转移入第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的三线态激发态。在第一掺杂剂D1处生成的三线态激子通过

能量转移FET4被转移到作为荧光掺杂剂的第二掺杂剂D2的单线态激发态，因此从第二掺杂剂D2发出荧光。而且，在第二掺杂剂D2处生成的三线态激子通过反系间窜越(RISC)转移被转移到第二掺杂剂D2的单线态激发态，因此在第二掺杂剂D2处生成热激活延迟荧光(TADF)。因此，第二掺杂剂D2理论上具有100％的内量子效率。

发光层130包括以50wt％或更多的量作为主要材料的主体Host。主体Host控制诸如从相邻的第一电极110和第二电极120注入的空穴和电子之类的载流子，并将能量从激子(其是通过空穴和电子的复合而生成的)的单线态激发态和三线态激发态转移入第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2中。

在主体Host中，自身内生成的激子并不直接用于发射。相反，主体Host的光致发光(PL)光谱与第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的吸收光谱重叠，使得来自主体Host的能量被转移到第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2。第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的到三线态激发态T1的能量转移被称为“Dexter能量转移(DET)”，第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的到单线态激发态S1的能量转移被称为“

能量转移(FET)”。从主体Host的单线态激发态到第一掺杂剂D1的单线态激发态产生第一

能量转移FET1，从主体Host的三线态激发态到第一掺杂剂D1的三线态激发态产生第一Dexter能量转移DET1。为了促进这些能量转移，主体Host的单线态激发态S1高于或等于第一掺杂剂D1的单线态激发态S1，且主体Host的三线态激发态T1高于或等于第一掺杂剂D1的三线态激发态T1。

在此，单线态激发态S1和三线态激发态T1的能级与基态S0进行比较。因此，高能级意味着该激发态远离基态S0。相反，低能级意味着该激发态接近基态S0。

如图2所示，主体Host以及第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的单线态激发态S1中的每一个高于主体Host以及第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的三线态激发态T1中的每一个。

而且，图2示出了第一掺杂剂D1的单线态激发态S1和三线态激发态T1。从第一掺杂剂D1的单线态激发态到第二掺杂剂D2的单线态激发态产生第二

能量转移FET2，从第一掺杂剂D1的三线态激发态到第二掺杂剂D2的三线态激发态产生第二Dexter能量转移DET2。

产生从主体Host到第一掺杂剂D1的能量转移FET1和DET1，以及从主体Host到第二掺杂剂D2的直接能量转移。即，从主体Host的单线态激发态到第二掺杂剂D2的单线态激发态产生第三

能量转移FET3，并且从主体Host的三线态激发态到第二掺杂剂D2的三线态激发态产生第三Dexter能量转移DET3。即，第二掺杂剂D2从主体Host和第一掺杂剂D1接收能量。

而且，由于给予侧处于比接收侧更高的能级状态，所以利于第一至第三

能量转移FET1至FET3以及第一至第三Dexter能量转移DET1至DET3。

在有机发光装置的发光层130中，如图3所示，第一掺杂剂D1是磷光掺杂剂，第二掺杂剂D2是荧光掺杂剂。在第一掺杂剂D1的PL光谱221和第二掺杂剂D2的吸收光谱212之间的光谱重叠处，产生从第一掺杂剂D1到第二掺杂剂D2的能量转移。当第一掺杂剂D1的PL光谱221与第二掺杂剂D2的吸收光谱212之间的光谱重叠较大时，有效地进行能量转移。在能量转移过程中，由于第一掺杂剂D1的PL光谱221与第二掺杂剂D2的吸收光谱212之间的光谱重叠较大，尤其是，第二

能量转移FET2和

能量转移FET4有效地产生。由于

能量转移是在偶极子-偶极子交换相互作用下通过长距离(＜10nm)的能量转移过程进行的，因此，当能量转移长度由于第一掺杂剂D1的PL光谱221和第二掺杂剂D2的吸收光谱212之间的光谱重叠而变长时，有效地产生

能量转移。相反，由于当异质掺杂剂D1和D2的轨道在物理上重叠时，Dexter能量转移DET是可能的，因此Dexter能量转移DET的能量转移长度非常短，在1nm或更小的层级。

在本发明的有机发光装置的发光层130中，为了改善第二掺杂剂D2中的荧光发射效果，调节第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的掺杂浓度，以使

能量转移FET大于Dexter能量转移DET。即，第一掺杂剂D1的浓度大于第二掺杂剂D2的浓度。第一掺杂剂D1的掺杂浓度为1wt％至40wt％，第二掺杂剂D2的掺杂浓度为0.01wt％至10wt％，然后可以调节第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2之间的距离，使得

能量转移FET容易地可行，而Dexter能量转移DET可容易地发生。另外，由于在发光层130中将第二掺杂剂D2的掺杂浓度设定为较小，因此在第二掺杂剂D2中在三线态激发态T1下的复合很难进行，因此可以限制在第二掺杂剂D2处直接产生的三线态，并且在单线态激发态S1中形成单线态的效率被尽可能地提高。

同时，可以从第一掺杂剂D1的三线态激发态T1到第二掺杂剂D2的单线态激发态S1产生第四

能量转移FET4。当第一掺杂剂D1的PL光谱221和第二掺杂剂D2的吸收光谱212之间的光谱重叠更大时，在发光层130中更多地产生第四

能量转移FET4，并且第二掺杂剂D2的发光效率因为荧光发射量更大而增加。

而且，在第二掺杂剂D2中，由于单线态激发态S1和三线态激发态T1之间的微小能级差ΔEst，可以产生反系间窜越RISC转移。因此，在第二掺杂剂D2中，通过第二Dexter能量转移DET2和第三Dexter能量转移DET3转移到三线态激发态T1的能量通过RISC转移被再次转移到单线态激发态S1。此时，通过RISC转移产生的能量可用于热激活延迟荧光TADF。与TADF相比，通过第二

能量转移和第三

能量转移从主体Host和第一掺杂剂D1转移到第二掺杂剂D2的单线态激发态S1的能量可以用于荧光发射FL。在此，第二掺杂剂D2中的三线态能级T1与单线态能级S1之间的差值优选为0.4eV或以下。在第二掺杂剂D2中，单线态激发态S1和三线态激发态T1之间必须存在能级差，并且可以为约0.01eV或更大。

即，在本发明的有机发光装置的发光层130中，在第二掺杂剂D2处荧光发射FL和热激活延迟荧光TADF一起产生，因此，同一第二掺杂剂D2发射具有荧光特性的光，由此可以具有增强的单色颜色发射特性。

通过

能量转移FET的荧光FL在数纳秒内立即发射，热激活延迟荧光TADF在数微秒内延迟以发光。但是，在荧光FL和TADF之间人眼的感知没有差异。

参考图2，在第一掺杂剂D1处，从单线态激发态S1到三线态激发态T1的能量转移部分地通过系间窜越ISC转移产生。然而，通过ISC转移和第一DET1转移而被转移到第一掺杂剂D1的三线态激发态T1的能量被再次部分转移到第二掺杂剂D2的三线态激发态T1，然后通过RISC转移被转移到第二掺杂剂D2的单线态激发态S1，且被转移到第二掺杂剂D2的单线态激发态S1的能量最终被用于热激活延迟荧光TADF中。在本发明的发光层130中，由于第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2之间存在掺杂浓度的差异，因此第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2之间的Dexter能量转移DET被最小化，

能量转移FET被最大化。并且，在第二掺杂剂D2处的重组率被最小化，因此抑制了三线态的产生并且在第二掺杂剂D2中诱发了单线态的产生，使得三线态的持续时间缩短。因此，可以防止诸如三线态-三线态湮灭(TTA)和三线态-极化子湮灭(TPA)的现象，并且可以改善发光层130的发射寿命。即，本发明实现了有机发光装置的长寿命和稳定性。

而且，通过Dexter能量转移DET2和DET3转移到第二掺杂剂D2的三线态激发态T1的能量可以在TADF中完全使用，因此理论上100％的内量子效率是可能的。

在本发明的发光层130中，第二掺杂剂D2可以是能够实现TADF的荧光掺杂剂，并且第一掺杂剂D1可以是磷光掺杂剂。在某些情况下，第一掺杂剂D1可以不是磷光掺杂剂。如果第一掺杂剂D1可以平稳地将能量转移到第二掺杂剂D2，则可以将其选择为非磷光掺杂剂。

第一掺杂剂D1使用例如金属络合物，其包括铱(Ir)、铂(Pt)、锇(Os)、金(Au)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铕(Eu)、铽(Tb)、钯(Pd)或铥(Tm)。

第二掺杂剂D2可以是例如以下化学式1至9中所示的硼基化合物或其修改示例。

[化学式1]

[化学式2]

[化学式3]

[化学式4]

[化学式5]

[化学式6]

[化学式7]

[化学式8]

[化学式9]

在根据本发明的有机发光装置的发光层中，第一掺杂剂D1不直接发光，而是将从主体接收的能量及其自身的激发能转移到第二掺杂剂D2，且为了实现发光层的最大效率，期望第一掺杂剂D1不发光或几乎不发光。

在下面将描述的测试示例中，磷光掺杂剂被用作第一掺杂剂D1，荧光掺杂剂被用作第二掺杂剂D2。铱络合物或铂络合物被用作磷光掺杂剂PD，硼基化合物被用作荧光掺杂剂FD。在这种情况下，已确认磷光掺杂剂PD有效地将从主体接收的能量和其自身的激发能转移至荧光掺杂剂的三线态激发态，并且由硼基化合物形成的荧光掺杂剂FD同时产生单一颜色的荧光和热激活延迟荧光(TADF)，如图2所示，并且，其中主要发生单色的荧光。

在根据本发明的有机发光装置的发光层中，在磷光掺杂剂PD的固有PL光谱和荧光掺杂剂FD的固有PL光谱之间进行比较，如图3所示，荧光掺杂剂FD可具有狭窄的半最大值全宽度(FWHM)。在根据本发明的有机发光装置中，发光集中在荧光掺杂剂FD上，因此，根据荧光掺杂剂FD的特性，基于具有狭窄的半最大值全宽度(FWHM)的荧光特性来实现发光，并且这意味着可以实现光发射中的高色纯度。

同时，在本发明的有机发光装置中，由于第二掺杂剂D2的小斯托克斯位移特性，在发光层130中被用于第四

能量转移FET4的第一掺杂剂D1的三线态激发态T1的能级可以被设置为类似于第二掺杂剂D2的单线态激发态S1的值。另外，例如，当基于相同色坐标的半最大值全宽度(FWHM)较小时，与基于相同色坐标的FWHM较长时相比，激发态的能量降低。换句话说，作为磷光掺杂剂的第一掺杂剂D1所需的三线态激发态T1可以降低到类似于第二掺杂剂D2的单线态激发态S1。由于本发明的第一掺杂剂D1的三线态激发态T1与使用具有较宽FWHM的单一磷光掺杂剂的普通磷光发光装置相比并不更高，因此具有低三线态激发态T1的材料可以被选择为作为磷光掺杂剂的第一掺杂剂D1，因此实现了第一掺杂剂D1的材料稳定性，并且可以扩大用于第一掺杂剂的材料选择范围。结果，可以改善有机发光装置的稳定性。尤其是，即使对于蓝色发光装置，发光层130也使用具有低三线态激发态的第一掺杂剂(磷光掺杂剂)，使得可以稳定地实现单色。

同时，在发光层中第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的总量为50wt％或以下。给出能量的第一掺杂剂D1的浓度为1wt％至40wt％，而接收能量的第二掺杂剂D2的浓度为0.01wt％至10wt％。在发光层130中，第二掺杂剂D2的浓度小于第一掺杂剂D1的浓度。但是，由于通过

能量转移FET和Dexter能量转移DET，能量被转移至第二掺杂剂D2，且第二掺杂剂D2即使在低浓度下也以100％的内量子效率发光，因此包括主体Host以及第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的发光层具有足够的发光效率。

在本发明的发光层中，由于第一掺杂剂D1将能量转移至第二掺杂剂D2，因此与第二掺杂剂D2处的荧光FL和热激活延迟荧光TADF相比，自发磷光几乎不产生或微不足道。

第一掺杂剂D1可以是磷光掺杂剂，第二掺杂剂D2可以是荧光掺杂剂。当在发光层130的第二掺杂剂D2中从单线态激发态S1到基态S0释放能量时，在第二掺杂剂处可以一起产生荧光FL和热激活延迟荧光(TADF)。在这种情况下，由于通过从磷光掺杂剂形成的第一掺杂剂D1转移能量而在第二掺杂剂处产生荧光，因此这也被称为磷光敏化荧光PSF发射。

在从主体Host和第一掺杂剂D1到第二掺杂剂D2的能量转移中，

能量转移(FET2+FET3+FET4)的量可以大于Dexter能量转移(DET2+DET3)的量。

在第二掺杂剂D2中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越(RISC)转移可以与从主体Host和第一掺杂剂D1到第二掺杂剂D2的Dexter能量转移(DET2+DET3)以及在第二掺杂剂D2中产生的三线态激子的能量成比例。

如图3所示，发光层130中的第二掺杂剂D2的吸收光谱212和第一掺杂剂D1的PL光谱221在10nm或更大的波长范围内彼此光谱重叠。第二掺杂剂D2的吸收光谱212的最大波长大于第一掺杂剂D1的PL光谱221的最小波长，因此第二掺杂剂D2的吸收光谱212与第一掺杂剂D1的PL光谱221重叠。通过这种光谱重叠，从第一掺杂剂D1的三线态激发态T1到第二掺杂剂D2的单线态激发态S1的

能量转移FET是可能的。

在本发明的有机发光装置的发光层130中，接收能量的第二掺杂剂D2的吸收光谱212的峰值波长位于比给出能量的第一掺杂剂D1的PL光谱221的峰值波长短的波长处。这意味着第一掺杂剂D1的PL光谱221位于第二掺杂剂D2的吸收光谱212与第二掺杂剂D2的PL光谱211之间，因此可以促进第二掺杂剂D2的吸收光谱212和第一掺杂剂D1的PL光谱221之间的光谱重叠。为此，“光谱重叠”的面积应超过一定水平。为了确定第二掺杂剂D2的吸收光谱212和第一掺杂剂D1的PL光谱221之间的光谱重叠的面积(积分值)，与第二掺杂剂D2的吸收光谱212的较长波长侧上的主斜率相交的第一波长λAb_edge_FD和与第二掺杂剂D1的PL光谱221的较短波长侧的主斜率相交的第二波长λPL_onset_FD之间的距离，以及与第二掺杂剂D2的吸收光谱212的光谱重叠的高度是有意义。

同时，“斯托克斯位移”是指代表第二掺杂剂D2的吸收光谱212的峰值的波长与代表第二掺杂剂D2的PL光谱211的峰值的波长之间的差。斯托克斯位移的值根据第二掺杂剂D2的特性而变化。尤其是，随着斯托克斯位移的值变小，半最大值全宽度FWHM趋于变小。

如图3所示，第一掺杂剂D1的PL光谱221的发射峰值波长可以位于第二掺杂剂D2的吸收光谱212的峰值波长和第二掺杂剂D2的PL光谱211的发射峰值波长之间。并且，第一掺杂剂D1的PL光谱221可以在与第二掺杂剂D2的吸收光谱212的重叠区域处具有光谱重叠。

第一掺杂剂D1的PL光谱221与第二掺杂剂D2的PL光谱211之间的发射峰值波长的差异可以在30nm之内，因此第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2之间的发光均匀性可以被维持，即使在从第一掺杂剂D1到第二掺杂剂D1的能量转移的过程中第一掺杂剂D1有少量发射。

同时，图3示出了第一掺杂剂D1的PL光谱221和第二掺杂剂D2的第二PL光谱211代表蓝色发射。然而，本发明不限于此。在以下实施例中，将描述代表不同颜色发射的第一掺杂剂和第二掺杂剂。

首先，将描述磷光体敏化荧光PSF方法的第一实验示例。在第一实验示例中，发光层包括在发射层内的主体、荧光掺杂剂和磷光掺杂剂。由于荧光掺杂剂发射的颜色与磷光掺杂剂的发射颜色不同(荧光掺杂剂和磷光掺杂剂之间的波长之间存在很大差异)，并且在第一实验示例中荧光掺杂剂不具有TADF(热激活延迟荧光)特性，因此第一实验示例表现出与根据图3的实施例不同的特性。

图4A是示出根据第一实验示例的发光层中的能量转移关系的视图，图4B是示出根据第一实验示例的不同掺杂剂的PL光谱的曲线图。

如图4A所示，在根据第一实验示例的发光层中，能量分别从主体Host转移到磷光掺杂剂PD和荧光掺杂剂FD，和从磷光掺杂剂PD转移到荧光剂掺杂剂FD。

也就是说，在主体Host处产生的单线态激子通过

能量转移FET5和FET7被转移入磷光掺杂剂PD和荧光掺杂剂FD的单线态激发态。而且，在磷光掺杂剂PD处产生的单线态激子通过

能量转移FET6被转移入荧光掺杂剂FD的单线态激发态。

而且，通过Dexter能量转移DET4和DET 6，在主体Host处产生的三线态激子被转移入磷光掺杂剂PD和荧光掺杂剂FD的三线态激发态。此外，在磷光掺杂剂PD处产生的三线态激子通过Dexter能量转移DET5被转移入荧光掺杂剂FD的三线态激发态。在此，在磷光掺杂剂PD中，可以通过系间窜越(ISC)转移部分地产生从单线态激发态S1进入三线态激发态T1的能量转移，然后从三线态激发态T1进入基态S0所转移的能量被释放出，并且还可以从磷光掺杂剂PD发出部分的磷光发光。

此外，磷光掺杂剂PD的三线态激发态T1的能量通过

能量转移FET8被部分地转移入荧光掺杂剂FD的单线态激发态S1，并通过Dexter能量转移DET5被部分转移入荧光掺杂剂PD的三线态激发态T1。在荧光掺杂剂FD中，通过Dexter能量转移

的能量被转移入三线态激发态T1中，并且通过在荧光掺杂剂FD中复合而产生三线态激子。在荧光掺杂剂FD中，当三线态激发态T1下降到基态S0时，由于热损耗而发生非辐射衰减，而不是发光。

也就是说，即使第一实验示例使用不同类型的掺杂剂，但是由于在荧光掺杂剂处不发生反系间窜越(RISC)转移，因此在荧光掺杂剂FD处的荧光发生了非辐射衰减。而且，在第一实验示例中，在磷光掺杂剂PD处产生一些磷光发射，因此光发射的色纯度低，这是因为在发光层中混合了部分磷光和部分荧光，其中荧光呈现出与磷光不同的颜色特性。

而且，如图4B所示，第一实验示例中的发光层应被设置成用于从磷光掺杂剂PD到荧光掺杂剂FD的能量转移，使得磷光掺杂剂PD的PL光谱321几乎与荧光掺杂剂的吸收光谱312重叠。在这种情况下，荧光掺杂剂的吸收光谱312和PL光谱311之间的斯托克斯位移之差较大，因此磷光掺杂剂PD和荧光掺杂剂FD之间的发射峰特性不同。尤其是，如图4A所示，当来自磷光掺杂剂的磷光和来自荧光掺杂剂的荧光同时发生时，不同颜色的光发射被混合，因此难以实现单色发射。

如上所述，在其中发光层包含磷光掺杂剂和具有不同发射颜色的荧光掺杂剂的第一实验示例中，通过利用

能量转移将磷光掺杂剂的一些三线态激子转换成荧光掺杂剂的单线态激子来部分地产生荧光，并且在磷光掺杂剂中从三线态激发态到基态的激发中同时产生磷光，从而在发光层中诱发混合颜色的光发射。在第一实验示例中，可以降低发光层中三线态激子的浓度，使得与仅具有单一磷光掺杂剂的磷光发光装置相比，可以增加寿命，并且与具有单一荧光掺杂剂的荧光发光装置相比，可以实现高效率。

在第一实验示例中，通过Dexter能量转移形成的三线态激子(从磷光掺杂剂和主体的三线态激发态进入荧光掺杂剂的三线态激发态)或通过电荷复合形成的三线态激子可能会由于非辐射衰变而猝灭，因此与磷光装置相比，第一实验示例的效率趋于降低。

对于从磷光掺杂剂的三线态激发态到荧光掺杂剂的单线态激发态的

能量转移，磷光掺杂剂的PL光谱和荧光掺杂剂的吸收光谱之间的重叠是有益的。由于通常已知的荧光掺杂剂具有大的斯托克斯位移，因此对于磷光掺杂剂的PL光谱与荧光掺杂剂的吸收光谱之间的重叠，磷光掺杂剂的PL光谱的发射波长应该在比荧光掺杂剂的发射波长更短的波长处。因此，如图4B所示，第一实验示例表示磷光掺杂剂具有蓝色发射，而荧光掺杂剂具有绿色发射，其与蓝色发射具有一定的间隙。在这种情况下，对于蓝色发射，磷光掺杂剂的三线态激发态应高于蓝色荧光掺杂剂的单线态激发态。即，具有更高的三线态的磷光掺杂剂是有益的。然而，必须通过调节至少一个取代基来形成具有更高三线态的磷光掺杂剂，并且具有经调节的取代基的磷光掺杂剂具有不稳定的性质，因此大大降低了装置的稳定性。

相反，在图1至图3中描述的有机发光装置的发光层同时利用磷光的较高效率和荧光的较高色纯度及较长寿命。在图1至图3的发光层中，作为荧光掺杂剂的第二掺杂剂实现了热激活延迟荧光(TADF)，并且具有较小的斯托克斯位移，使得磷光掺杂剂(第一掺杂剂)的三线态激发态不会更高，并且足够提供第一掺杂剂的PL光谱和第二掺杂剂的吸收光谱之间光谱重叠的产生。最终，通过

能量转移将能量提供给第二掺杂剂是容易的。而且，通过具有小的斯托克斯位移的第二掺杂剂，第一掺杂剂的PL光谱与第二掺杂剂吸收光谱之间的光谱重叠被最大化，使得第一掺杂剂几乎没有自发光地将能量转移到第二掺杂剂。另外，第二掺杂剂产生荧光发射和通过反系间窜越转移产生热激活延迟荧光(TADF)，从而可以减少发光层中激子的损失并提高效率。

本发明的有机发光装置在单个发光层中包括作为主要基质材料的主体Host。主体Host可以包括单一类型的有机材料或不同的有机材料。在发光层中，主体Host用于通过至少一个公共层传输的空穴和电子载流子的内部移动。第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的总量在主体Host的40wt％以内。第一掺杂剂D1可以以主体Host的1wt％至30wt％的量被包括在内，第二掺杂剂D2可以以0.01wt％至10wt％的量被包括在内。

第一掺杂剂D1可以是磷光掺杂剂。在这种情况下，例如，第一掺杂剂D1可以是包括铱(Ir)、铂(Pt)或锇(Os)作为核的金属络合物。然而，第一掺杂剂D1的核金属不限于所列举的示例，并且如果其相对于第二掺杂剂D2(荧光掺杂剂)具有图2的关系，则可以改变为另一种金属。

第二掺杂剂D2可以是在单线态激发态和三线态激发态之间具有小的差异(ΔEst)并且能够实现TADF的材料。例如，第二掺杂剂D2可以是硼基化合物。

本发明的有机发光装置中的主体Host可以包括控制内部载流子(电子和空穴)的传输和平衡，并且将能量转移至第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的至少一种材料。如果主体Host作为单一材料起作用以控制内部载流子的传输和平衡，则主体Host可以由单一材料形成。或者主体Host可以由多种材料形成，以控制内部载流子的传输和平衡。存在具有高空穴传输迁移率的p型主体和具有高电子传输迁移率的n型主体两种类型。本发明的发光层可以使用p型主体和n型主体这两种类型，或者可以使用具有相同主体类型但具有不同迁移率的两种或更多种主体。在发光层中，可以考虑第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2的成分以及发光层上方和下方的公共层的布置来选择主体Host。

同时，本发明的有机发光装置可以将磷光掺杂剂用作第一掺杂剂，并将荧光掺杂剂用作第二掺杂剂，并且第一掺杂剂D1和第二掺杂剂D2具有如图2所示的单线态和三线态之间的关系。因此，特征在于通过能量转移而将光发射集中在第二掺杂剂D2处，因此在本发明的有机发光装置中实现了单色发射。

在下文中，将描述本发明的有机发光装置的各种实施例。可以与图1的装置及其修改示例相比较来描述解释。

图5是示出根据本发明的第一实施例的有机发光装置的横截面图。

如图5所示，根据本发明的第一实施例的有机发光装置A包括被设置在彼此相对布置的第一电极110和第二电极120之间的发光层130a。第一公共层位于第一电极110和发光层130a之间，并且第一公共层可以包括空穴注入层(HIL)111、空穴传输层(HTL)112和电子阻挡层(EBL)113。第二公共层位于发光层130a与第二电极120之间，并且第二公共层可以包括空穴阻挡层(HBL)114、电子传输层(ETL)115和电子注入层(EIL)116。因为电子阻挡层113和空穴阻挡层114的三线态能级和单线态能级高于或等于发光层130a中的主体的三线态能级和单线态能级，因此电子阻挡层113和空穴阻挡层114用于阻挡电子和空穴并将激子限制在发光层130a中。

发光层130a使用两种主体Host1和Host2以及用于第一掺杂剂的磷光掺杂剂PD和用于第二掺杂剂的荧光掺杂剂FD。如上所述，两种主体Host1和Host2可以分别是p型主体和n型主体。第一主体Host1和第二主体Host2具有用于将能量转移到第一掺杂剂PD和第二掺杂剂FD的PL光谱。

第一电极110和第二电极120之间的构造可以是在其中主要具有有机材料的有机堆叠体OS。在一些情况下，空穴注入层111和电子注入层116可以包括无机材料或无机化合物，并且在空穴注入层111和电子注入层116中，所包含的无机材料或所包含的无机化合物的量可以大于有机材料的量，或者可以仅由无机材料或无机化合物组成。

此外，有机堆叠体OS中的每个功能层可以是单层或多层。

图6是示出根据本发明的第二实施例的有机发光装置的横截面图。

如图6所示，除了发光层130b之外，根据本发明的第二实施例的有机发光装置B具有相同的结构。根据本发明的第二实施例的有机发光装置在发光层130b中具有单种主体。在这种情况下，单种主体Host可以选自能够实现到第一掺杂剂PD和第二掺杂剂FD中的

能量转移和Dexter能量转移的多种材料。

图7是示出根据本发明的第三实施例的有机发光装置的横截面图。

如图7所示，根据本发明第三实施例的有机发光装置C在发光层130c下方不具有电子阻挡层，并且发光层130c与空穴传输层112接触。

图8是示出根据本发明的第四实施例的有机发光装置的横截面图。

如图8所示，根据本发明第四实施例的有机发光装置D的不同之处仅在于，其在发光层130d上不具有空穴阻挡层，并且与第二实施例相同。本发明的第四实施例的发光层130d与电子传输层115接触。

在根据上述第三实施例和第四实施例的有机发光装置中，设置在发光层中的主体可以包括具有不同特性的多种主体。

根据第一实施例至第四实施例的有机发光装置具有共同的特征，即使用不同特性的第一掺杂剂和第二掺杂剂，并选择能够利用TADF进行荧光发射的第二掺杂剂，因此，根据第一实施例至第四实施例的有机发光装置具有发射单色光的共同效果。

本发明的有机发光装置可以应用于包括多个堆叠体的串联装置以及具有作为上述发光层的单个发光层的单个堆叠体构造。

在串联装置的情况下，从所提供的发光层发射的颜色混合的光可能最终出现在发射侧。并且，串联装置可以通过提供不同颜色的发光层而用作白色发光装置。

在下文中，介绍了作为白色发光装置的本发明的第五实施例和第六实施例。

图9A是示出根据本发明的第五实施例的有机发光装置的横截面图，图9B是示出根据本发明的第六实施例的有机发光装置的横截面图。

如图9A所示，根据本发明的第五实施例的有机发光装置包括彼此相对布置的第一电极110和第二电极120、第一堆叠体S1和第二堆叠体S2以及在第一堆叠体S1和第二堆叠体S2之间的电荷产生层(CGL)170。

第一堆叠体S1包括堆叠在第一电极110上的第一空穴传输相关公共层161、红色发光层140、绿色或黄绿色发光层150以及第一电子传输相关公共层162。

第二堆叠体S2包括堆叠在电荷产生层170上的第二空穴传输相关公共层163、蓝色发光层130和第二电子传输相关公共层164。

电荷产生层170可以是掺杂有p型掺杂剂和n型掺杂剂的单层，或者可以由堆叠的n型电荷产生层和p型电荷产生层形成。

例如，第一空穴传输相关公共层161和第二空穴传输相关公共层163可以是在第一示例中描述的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层中的至少一个。

例如，第一电子传输相关公共层162和第二电子传输相关公共层164可以是在第一示例中描述的空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。

根据本发明的第五实施例的有机发光装置在第二堆叠体S2包括由图1至图3的被配置成的发光层130。发光层130包括主体Host、磷光掺杂剂形成的第一掺杂剂D1和荧光掺杂剂形成的第二掺杂剂D2。从主体Host和第一掺杂剂D1到第二掺杂剂D2中产生

能量转移和Dexter能量转移。尤其是，通过Dexter能量转移而被转移到第二掺杂剂D2的三线态激发态的能量，被通过反系间窜越(RISC)转移而在第二掺杂剂D2中被再次转移入单线态激发态，并用于TADF中。即，使磷光掺杂剂形成的第一掺杂剂D1敏化，然后通过磷光敏化荧光(PSF)方法在发光层中产生荧光。如图3所示，第二掺杂剂D2代表蓝色发射。

设置在第一堆叠体Sl中的红色发光层140和绿色或黄绿色发光层150可以分别是磷光层或荧光层。在一些情况下，红色发光层140和绿色或黄绿色发光层150中的至少一个可以包括不同类型的掺杂剂，以使得能够实现如图2至图3所示的磷光敏化荧光(PSF)。

如图9B所示，根据本发明的第六实施例的有机发光装置包括设置在长波长堆叠体S2上方和下方的第一蓝色堆叠体S1和第二蓝色堆叠体S3。与第五实施例相比，第六实施例需要另外的蓝色堆叠体。

电荷产生层172和173位于相邻的堆叠体S1、S2、S3之间。

第一蓝色堆叠体S1和第二蓝色堆叠体S3包括第一空穴传输相关公共层161和165、蓝色发光层130e和130f以及第二电子传输相关公共层162和166。

长波长堆叠体S2包括如图9A中前述堆叠的第三空穴传输相关公共层163、红色发光层140、绿色或黄绿色发光层150以及第四电子传输相关公共层164。

由于根据第六实施例的有机发光装置与第五实施例相比具有另外的蓝色堆叠体，因此根据第六实施例的有机发光装置可以通过补偿蓝色发光层的发光效率来高效地实现深蓝色发射。

在具有本发明的能够实现PSF的蓝色发光层的情况下，根据能量转移机制，从第一掺杂剂到第二掺杂剂的能量转移被附加地执行，并且在第二掺杂剂中产生自己的TADF，因此，理论上可以实现100％的内量子效率。即，可以将效率提高到具有单一荧光掺杂剂的结构的效率的1.5至2倍。即使蓝色堆叠体被配置为单个单元，根据第五实施例的有机发光装置也可以具有与具有由单一荧光掺杂剂形成的两个蓝色荧光堆叠体的有机发光装置相同或更高的效果。

与在发光层中具有作为掺杂剂的单一荧光掺杂剂的结构相比，本发明可以具有优异的效率，并且与在发光层中具有作为掺杂剂的磷光掺杂剂相比，本发明具有改善的寿命。另外，即使将堆叠结构简化为2个堆叠体，本发明也具有与具有两个蓝色堆叠体的3个堆叠体相似的效率，其中每个蓝色堆叠体使用具有作为掺杂剂的单一荧光掺杂剂的蓝色发光层。因此，根据第五实施例的本发明即使通过小电压驱动也可以具有高效率。

图10是示出在本发明的修改实施例中的PL光谱的曲线图，该修改实施例具有不同的第二掺杂剂的斯托克斯位移特性，图11A和11B是示出图10的修改实施例中的能量转移关系的视图。

图10示出了第二实验示例和第三实验示例中根据使用的掺杂剂的光谱特性。

在图10中，斯托克斯位移在具有主发射的荧光掺杂剂中产生，这意味着在荧光掺杂剂中吸收光谱232的峰值波长与PL光谱231的峰值波长之间的差。

第二实验示例(E)表示具有小斯托克斯位移特性的荧光掺杂剂的发光层的光谱，第三实验示例(F)表示具有大斯托克斯位移特性的荧光掺杂剂的发光层的光谱。如图10所示，第二实验示例(E)和第三实验示例(F)在第一掺杂剂(磷光掺杂剂)的PL光谱241、261和第二掺杂剂(荧光掺杂剂)的吸收光谱232、253之间具有相似的光谱重叠，且由于光谱重叠，因此具有相似的能量转移。

比较图11A的第二实验示例(E)和图11B的第三实验示例(F)，第二实验示例(E)可以相对降低主体431和第一掺杂剂432的三线态激发态的能级。即，第二实验示例(E)中的主体431的三线态激发态与第三实验示例(F)中的主体441的三线态激发态相比被以第一能级差ΔT1降低。类似地，第二实验示例(E)中的第一掺杂剂432的三线态激发态与第三实验示例(F)中的第一掺杂剂442的三线态激发态相比被以第一能级差ΔT2降低。

在图4A至图4B的第一实验示例中，由于在荧光掺杂剂中产生的非辐射衰减而使内量子效率降低，然而，如图2和图3所示，本发明的发光层通过利用能够实现TADF的荧光掺杂剂来应用第二掺杂剂，通过在第二掺杂剂中的RISC转移将产生的三线态激子转换为单线态激子，从而可以抑制内量子效率的损失。

尽管硼基荧光掺杂剂在与磷光掺杂剂的发射波长相似的区域中发射，但是如图10所示的第二实验示例，在荧光掺杂剂的吸收光谱和磷光掺杂剂的PL光谱之间产生光谱重叠，因此引起从荧光掺杂剂的三线态激发态进入单线态激发态的

能量转移。即，通过荧光掺杂剂的小的斯托克斯位移，促进了荧光掺杂剂的吸收光谱与磷光掺杂剂的PL光谱之间的光谱重叠。

如图10的第三实验示例所示，在荧光掺杂剂具有相对较大的斯托克斯位移的情况下，由于磷光掺杂剂的PL光谱应移至较短的波长，以用于荧光掺杂剂的吸收光谱与磷光掺杂剂的PL光谱之间的光谱重叠，因此，要求第三实验示例中的磷光掺杂剂的三线态激发态高于第二实验示例中的磷光掺杂剂的三线态激发态。在第三实验示例中，磷光掺杂剂中的这种更高的三线态激发态还需要主体的更高的三线态激发态，以用于从主体Host到掺杂剂PD和FD的能量转移。这种所需的更高的三线态激发态增加了主体和磷光掺杂剂PD的分子设计的难度。因此，这意味着难以选择在第三实验示例的发光层中使用的主体Host和磷光掺杂剂PD，并且具有大的斯托克斯位移的第三实验示例(F)会降低电学稳定性和光学稳定性。

如第二实验示例所示，本发明的发光层通过使第一掺杂剂(磷光掺杂剂)所需的三线态激发态最小化，可以改善装置的电学稳定性和光学稳定性。

而且，在本发明的发光层中，通过增加荧光掺杂剂的吸收光谱与磷光掺杂剂的PL光谱之间的光谱重叠，磷光掺杂剂的三线态激子迅速转变为荧光掺杂剂的单线态激发态，因此降低了三线态激子的寿命，并改善了装置的稳定性。

与在荧光发射器件中具有宽的FWHM的荧光蓝色掺杂剂相比，在本发明中，可以降低磷光掺杂剂和主体的三线态激发态中的每一个，从而确保了电学稳定性和光学稳定性，且色纯度得到改善。

在下文中，将针对能量转移和光谱特性来描述本发明的各种实施例。

图12A和图12B是示出根据本发明的第七实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图12A所示，根据本发明的第七实施例的有机发光装置包括蓝色发光层130。而且，蓝色发光层130包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(蓝色)以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂FD(蓝色)。

发光层130中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同部分的描述被省略。

如图12B所示，在根据本发明的第七实施例的有机发光装置的蓝色发光层130中，第一掺杂剂PD(蓝色)的PL光谱281的峰值波长与第二掺杂剂FD(蓝色)的PL光谱271的峰值波长相差在30nm以内，且第一掺杂剂PD(蓝色)的PL光谱281和第二掺杂剂FD(蓝色)的吸收光谱272在光谱上以大面积重叠，因为第二掺杂剂FD(蓝色)中的吸收光谱272和PL光谱271之间的斯托克斯位移较小，因此通过大的光谱重叠促进了从第一掺杂剂PD到第二掺杂剂FD的能量转移。

由于来自第一掺杂剂PD的能量被转移到第二掺杂剂FD，并且在第二掺杂剂FD的单线态激发态下共同产生荧光和热激活延迟荧光(TADF)，因此根据本发明的第七实施例的有机发光装置可以发出均匀的蓝色光。第一掺杂剂PD是具有上述金属核的磷光掺杂剂，第二掺杂剂FD是能够实现TADF的荧光掺杂剂。第二掺杂剂FD可以选自化学式1至9。根据第七实施例的有机发光装置的发光层表示约430nm至480nm的发射。

图13A和图13B是示出根据本发明的第八实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图13A所示，根据本发明的第八实施例的有机发光装置包括绿色发光层510。此外，绿色发光层510包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(绿色)以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量第二掺杂剂FD(绿色)。

例如，第二掺杂剂D2可以选自以下化学式10至13中所示的或其修改示例。

[化学式10]

[化学式11]

[化学式12]

[化学式13]

发光层510中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同部分的描述被省略。

如图13B所示，在根据本发明的第八实施例的有机发光装置的绿色发光层510中，第一掺杂剂PD(绿色)的PL光谱521的峰值波长与第二掺杂剂FD(绿色)的PL光谱511的PL峰值波长相差在30nm以内，且由于第二掺杂剂FD(绿色)中的吸收光谱512和PL光谱511之间的斯托克斯位移较小，第一掺杂剂PD(绿色)的PL光谱521与第二掺杂剂FD(绿色)的吸收光谱512在光谱上以大面积重叠，因此通过大的光谱重叠促进了从第一掺杂剂PD到第二掺杂剂FD的能量转移。

由于来自第一掺杂剂PD的能量被转移到第二掺杂剂FD，并且在第二掺杂剂FD的单线态激发态下共同产生荧光与热激活延迟荧光(TADF)，因此根据本发明的第八实施例的有机发光装置可以发出均匀的绿色光。第一掺杂剂PD是具有上述金属核的磷光掺杂剂，第二掺杂剂FD是能够实现TADF的荧光掺杂剂。第二掺杂剂FD可以选自化学式10至13。根据第八实施例的有机发光装置的绿色发光层表示约500nm至560nm的发射。

图14A和图14B是示出根据本发明的第九实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图14A所示，根据本发明的第九实施例的有机发光装置包括绿色发光层530。而且，绿色发光层530包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(蓝色)以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量第二掺杂剂FD(绿色)。

第九实施例与第八实施例的不同之处在于，第一掺杂剂PD(蓝色)具有蓝色发射特性，而不具有绿色发射特性。在这种情况下，如图14B所示，在根据本发明的第九实施例的有机发光装置的绿色发光层530中，第二掺杂剂FD(绿色)的PL光谱531的峰值波长与第一掺杂剂PD(蓝色)的PL光谱541的PL峰值波长相差35nm至60nm，且第一掺杂剂PD(蓝色)和第二掺杂剂FD(绿色)具有不同的发射特性。然而，在根据本发明的第九实施例的有机发光装置中，从第一掺杂剂PD(蓝色)到第二掺杂剂FD(绿色)，通过较大的光谱重叠利用

能量转移促进了能量从第一掺杂剂PD(蓝色)转移到第二掺杂剂FD，因此在第二种掺杂剂处产生荧光。另外，在第二掺杂剂FD(绿色)中，利用根据主体Host与第一掺杂剂PD(蓝色)和第二掺杂剂FD(绿色)之间的三线态激子之间电子交换的Dexter能量转移DET2以及从三线态激发态T1到单线态激发态S1的反系间窜越(RISC)转移而生成TADF。因此，根据第九实施方案的有机发光装置的绿色发光层可以代表约500nm至560nm的发射。

发光层530中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同部分的描述被省略。

图15A和图15B是示出根据本发明的第十实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图15A所示，根据本发明的第十实施例的有机发光装置包括红色发光层550。此外，红色发光层550包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(红色)以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂FD(红色)。

发光层550中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同部分的描述被省略。

如图15B所示，在根据本发明的第十实施例的有机发光装置的红色发光层550中，第一掺杂剂PD(红色)的PL光谱561的峰值波长与第二掺杂剂FD(红色)的PL光谱551的PL峰值波长相差在30nm以内，且由于在第二掺杂剂FD(红色)中的吸收光谱552和PL光谱551之间的斯托克斯位移较小，第一掺杂剂PD(红色)的PL光谱561与第二掺杂剂FD(红色)的吸收光谱552在光谱上以大面积重叠，因此通过大的光谱重叠促进了从第一掺杂剂PD到第二掺杂剂FD的能量转移。

由于来自第一掺杂剂PD的能量被转移到第二掺杂剂FD，并且在第二掺杂剂FD的单线态激发态下共同产生荧光与热激活延迟荧光(TADF)，所以根据本发明的第十实施例的有机发光装置可以发射均匀的红色光。第一掺杂剂PD是具有上述金属核的磷光掺杂剂，第二掺杂剂FD是能够实现TADF的荧光掺杂剂。根据第十实施例的有机发光装置的红色发光层表示约600nm至700nm的发射。

图16A和图16B是示出根据本发明的第十一实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图16A所示，根据本发明的第十一实施例的有机发光装置包括红色发光层570。此外，红色发光层560包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(绿色)以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂FD(红色)。

第十一实施例与第十实施例的不同之处在于，第一掺杂剂PD(绿色)具有绿色发光特性，而不具有红色发光特性。在这种情况下，如图16B所示，在根据本发明的第十一实施例的有机发光装置的红色发光层570中，第二掺杂剂FD(红色)的PL光谱571的峰值波长与第一掺杂剂PD(绿色)的PL光谱581的峰值波长相差30nm至60nm，且第一掺杂剂PD(绿色)和第二掺杂剂FD(红色)具有不同的发射特性。然而，在根据本发明的第十一实施例的有机发光装置中，从第一掺杂剂PD(绿色)到第二掺杂剂FD(红色)，通过较大的光谱重叠利用

能量转移促进了能量从第一掺杂剂PD(绿色)到第二掺杂剂FD(红色)的转移，因此在第二种掺杂剂处产生荧光。另外，在第二掺杂剂FD(红色)中，利用根据主体Host和第一掺杂剂PD(绿色)与第二掺杂剂FD(红色)之间的三线态激子的电子交换的Dexter能量转移DET2以及从三线态激发态T1到单激发态S1反系间窜越(RISC)转移而生成TADF。因此，根据第十一实施例的有机发光装置的红色发光层可以代表约600nm至700nm的发射。

发光层570中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同的部分的描述被省略。

图17A和图17B是示出根据本发明的第十二实施例的发光层中的能量转移关系的视图和示出其中的PL光谱的曲线图。

如图17A所示，根据本发明的第十二实施例的有机发光装置包括红色发光层590。此外，红色发光层590包括至少一种主体Host、从主体向其转移能量的第一掺杂剂PD(蓝色)以及从主体和第一掺杂剂PD(蓝色)向其转移能量的第二掺杂剂FD(红色)。

第十二实施例与第十实施例的不同之处在于，第一掺杂剂PD(蓝色)具有蓝色发射特性，而不具有红色发射特性。在这种情况下，如图17B所示，在根据本发明的第十二实施例的有机发光装置的红色发光层590中，第二掺杂剂FD(红色)的PL光谱591的峰值波长与第一掺杂剂PD(蓝色)的PL光谱601的PL峰值波长相差100nm至160nm，且第一掺杂剂PD(蓝色)和第二掺杂剂FD(红色)具有不同的发射特性。然而，在根据本发明的第十二实施例的有机发光装置中，从第一掺杂剂PD(蓝色)到第二掺杂剂FD(红色)，通过较大的光谱重叠利用

能量转移促进了能量从第一掺杂剂PD(蓝色)到第二掺杂剂FD(红色)的转移，因此在第二种掺杂剂处产生荧光。另外，在第二掺杂剂FD(红色)中，利用根据主体Host和第一掺杂剂PD(蓝色)与第二掺杂剂FD(红色)之间的三线态激子之间的电子交换的Dexter能量转移DET2以及从三线态激发态T1到单线态激发态S1的反系间窜越(RISC)转移而生成TADF。因此，根据第十二实施例的有机发光装置的红色发光层可以表示约600nm至700nm的发射。

发光层590中的每种组分的能量转移和激发机制与图1至图3的那些相同，且相同部分的描述被省略。

在下文中，将描述本发明的包括如图9A和9B所示的第五或第六实施例的串联装置中的白色有机发光装置的显示装置的实施示例。

图18是示出根据本发明的显示装置的横截面图。

如图18所示，根据本发明的显示装置可以包括具有多个子像素R_SP、G_SP、B_SP和W_SP的基板100、共同地设置在基板100上的图9A或图9B的有机发光二极管OLED、分别设置在子像素中并连接到有机发光二极管OLED的第一电极110的薄膜晶体管TFT，以及设置在至少一个子像素的第一电极110下方的滤色器层109R、109G和109B。

尽管示出的示例示出了显示装置包括白色子像素W_SP，但是本公开不限于此，并且显示装置可以具有仅包括红色子像素R_SP、绿色子像素G_SP和蓝色子像素B_SP而没有白色子像素W_SP的结构。根据情况需要，被组合以表示白色的青色子像素、品红色子像素和黄色子像素可以用作红色子像素R_SP、绿色子像素G_SP和蓝色子像素B_SP的替代品。

薄膜晶体管TFT包括例如栅电极102、半导体层104以及连接到半导体层104两侧的源电极106a和漏电极106b。

栅极绝缘膜103被设置在栅电极102和半导体层104之间。

半导体层104可以由例如非晶硅、多晶硅、氧化物半导体或其两种或更多种的组合形成。例如，如果半导体层104由氧化物半导体形成，则可以进一步设置直接接触半导体层104的上表面的边缘止挡件105，以防止损坏半导体层104的沟道区。

此外，薄膜晶体管TFT的漏电极106b可以通过形成在第一保护膜107和第二保护膜108内的接触孔CT连接到第一电极110。

设置第一保护膜107以便主要保护薄膜晶体管TFT，并且可以在第一保护膜107的上表面上设置滤色器109R、109G和109B。

当子像素包括红色子像素R_SP、绿色子像素G_SP、蓝色子像素B_SP和白色子像素W_SP时，除了白色子像素W_SP之外，在其余子像素中R_SP、G_SP和B_SP中设置从滤色器层划分出的第一至第三滤色器109R、109G和109B，并且透射经由第一电极110发射的白色光的相应波长。此外，第二保护膜108被设置在第一电极110的下表面上以覆盖第一至第三滤色器109R、109G和109B。除了接触孔CT之外，第一电极110形成在第二保护膜108的表面上。

在此，白色有机发光二极管OLED可以包括作为透明电极的第一电极110、作为与第一电极110相对布置的反射电极的第二电极120，以及如图9A所示，包括蓝色发光堆叠体和长波长(R/G或YG)发光堆叠体的两堆叠体结构，或者如图9B所示包括第一蓝色发光堆叠体、长波长发光堆叠体和第二蓝色发光堆叠体的三堆叠体结构。

在此，未描述的附图标记119表示堤部，而堤部119之间的BH表示堤孔。光通过堤孔BH中的开口区域发射，并且堤孔BH限定每个子像素的发射区域。

例如，图18所示的显示装置图18可以是底部发射型显示装置。

然而，根据本发明的显示装置不限于此，并且可以通过在图18所示的显示装置的结构中，将滤色器层定位在第二电极120的上表面上、形成由反射金属构成的第一电极110以及形成由透明金属或透反射金属构成第二电极120来实现为顶部发射型显示装置。

替代性地，在图18的显示装置中，可以省略滤色器层。或者在图18的显示装置中，第一电极110和第二电极120都可以是透明电极，以实现透明发光装置。

在下文中，在应用了本发明的第一实施例的第四实验示例中，以及在相比较其中发光层的结构不同的第一至第七实验示例中，论述了内量子效率和发射光谱特性。

图19A至图19D是根据第四实验示例至第七实验示例的横截面图。

如图19A所示，本发明的第四实验示例具有与图5的第一实施例相同的结构。而且，除了发光层以外，图19B至图19D的第五至第七实验示例具有与图15的第一实施例相同的结构。

参考图19A，描述了根据本发明的第四实验示例的有机发光装置。

如图19A所示，可以按照以下顺序形成本发明的第四实验示例。

在基板(未示出)上，通过沉积氧化铟锡(ITO)形成厚度为50nm的第一电极110。

在第一电极110上，由酞菁化合物或星型胺衍生物(starburst aminederivative)形成厚度为15nm的空穴注入层111，其包括用于促进空穴注入的p型掺杂剂。例如，p型掺杂剂可以是有机化合物，例如HAT-CN，或者可以包括金属或金属氧化物。

在空穴注入层111上，由诸如NPB或NPD的胺衍生物形成厚度为25nm的空穴传输层112。

在空穴传输层112上，由诸如TAPC之类的电子阻挡材料形成厚度为10nm的电子阻挡层113，以阻挡来自发光层的电子或激子。

在电子阻挡层113上，形成厚度为30nm的发光层130a，其包括具有1∶1的相同比例的具有高空穴传输特性的p型主体Host1和具有高电子传输特性的n型主体Host2，以及能够以小ΔEst实现TADF的0.5wt％的荧光掺杂剂和能够将能量转移至荧光掺杂剂的10wt％的磷光掺杂剂。

在发光层130a上，由诸如B3PYMPM或菲咯啉等的材料形成厚度为10nm的空穴阻挡层114。

在空穴阻挡层114上，由蒽化合物形成厚度为25nm的电子传输层115，然后，由蒽化合物和诸如Li、LiF和MgF等或无机化合物的无机材料形成厚度为1nm的电子注入层116。

在电子注入层116上，由Al或Al合金形成第二电极120。

电子阻挡层113和空穴阻挡层114分别具有将激子限制在发光层130a内的材料。即，电子阻挡层113和空穴阻挡层114的材料的每个单线态激发态和每个三线态激发态分别高于或等于p型主体Host1和n型主体Host2的单线态激发态和三线态激发态。

第五至第七实验示例的发光层130g、130h和130i与发光层130a不同。

根据第四实验示例的发光层的磷光掺杂剂PD使用例如金属络合物，该金属络合物包括铱(Ir)、铂(Pt)、锇(Os)、金(Au)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铕(Eu)、铽(Tb)、钯(Pd)或铥(Tm)，作为核。

而且，荧光掺杂剂FD可以是硼基化合物，并且在实验示例中，使用上述化学式6。

根据第五实验示例的具有30nm厚度的发光层130g被形成为包括具有1∶1的相同比例的具有高空穴传输特性的p型主体Host1和具有高电子传输特性的n型主体Host2，以及作为掺杂剂的10wt％的单一磷光掺杂剂。

根据第六实验示例的具有30nm厚度的发光层130h被形成为包括具有1∶1的相同比例的具有高空穴传输特性的p型主体Host1和具有高电子传输特性的n型主体Host2，以及作为掺杂剂的0.5wt％的单一荧光掺杂剂。第六实验示例中的荧光掺杂剂FD具有与第四实验示例中的荧光掺杂剂相同的特性，并且由如上述化学式6的能够实现TADF的硼基化合物形成。

根据第七实验示例的具有30nm厚度的发光层130i被形成为包括具有1∶1的相同比例的具有高空穴传输特性的p型主体Host1和具有高电子传输特性的n型主体Host2，以及作为掺杂剂的10wt％的磷光掺杂剂和无TADF的0.5wt％的荧光掺杂剂。

[表1]

如表1所示，与使用单一磷光掺杂剂的第五实验示例或使用单一荧光掺杂剂的第六实验示例相比，在应用本发明的第一实施例的第四实验示例(A)中，主要发生

能量转移，因此，由于减少三线态的持续时间，可以改善装置的寿命，并且通过在TADF发射中使用由荧光掺杂剂产生的过量三线态来提高效率。即，第四实验示例(A)的CIEy色坐标与第六实验示例(H)的使用荧光掺杂剂的情况几乎相似，并且效率与第五实验示例(G)的使用磷光掺杂剂的情况相似。结果，第四实验示例可以实现荧光掺杂剂的优异的色纯度和磷光掺杂剂的优异的效率。

尤其是，考虑以效率/CIEy表示的蓝色指数值，第四实验示例(A)是最佳的，并且与初始状态相比被确定为90％亮度的寿命是第五实验示例(G)的两倍以上，且几乎是第六实验实例(H)的三倍。这意味着寿命有显著的提高。另一方面，与第四实验示例(A)相比，第七实验示例(I)使用不具有TADF的荧光掺杂剂。在第七实验示例(I)中，因为没有TADF的荧光掺杂剂表示宽的FWHM，由于CIEy值增加，所以蓝色效率降低。此外，从磷光掺杂剂到荧光掺杂剂的

能量转移降低了三线态激子的寿命，从而增加了装置寿命，而荧光掺杂剂的三线态激子是非发光的并且消失，因此与第五实验示例G的纯磷光装置相比，效率降低了。图20是示出根据第四实验示例至第六实验示例的外量子效率的曲线图，图21是示出第四实验示例至第六实验示例的EL特性的曲线图。

如图20所示，当比较第四至第六实验示例(A，G，H)中的外量子效率(EQE)特性时，根据电流密度的变化，外量子效率(EQE)特性的变化在使用荧光掺杂剂的第六实验示例中最大。相对而言，第四和第五实验示例(A和G)表示外量子效率(EQE)特性变化中的平缓变化。即，可以看出，在实验示例中的第四实验示例(A)中，外量子效率最佳，并且色坐标的特性没有反转。

如图21所示，第四至第六实验示例(A，G，H)的EL光谱表示不同的发射特性，即使提供单个蓝色发光层。

在第五实验示例(G)中，仅提供磷光掺杂剂作为掺杂剂。在这种情况下，磷光蓝色掺杂剂具有振动峰特征，并且主峰和副峰同时出现。因此，光谱波长范围宽，并且色纯度差。另外，在绿色波长中出现部分光发射。

另一方面，在第四实验示例(A)和第六实验示例(H)中，通过使用具有这种窄光谱的荧光掺杂剂，可以表现出高色纯度。在此，第四实验示例(A)和第六实验示例(H)具有几乎相同的光谱形状。类似地，这意味着发光层内部的磷光掺杂剂的大部分能量被转移到了荧光掺杂剂上，因此在第四实验示例(A)中发生了荧光发射。

如上所述，应用本发明的第一实施例的第四实验示例(A)在高色纯度、长寿命和高效率方面是优异的。

另外，对于应用本发明的第一实施例的第四实验示例(A)和第五实验示例(G)，比较了激子被用于发光的衰减时间。第四实验示例(A)的衰减时间为0.7μs，第五实验示例(G)的衰减时间为4.2μs。包括能够实现TADF的荧光掺杂剂和磷光掺杂剂作为掺杂剂的第四实验示例(A)比仅包括磷光掺杂剂的第五实验示例(G)具有6倍以上的更快时间。因此，第四实验示例(A)有可能在短时间内将磷光掺杂剂的三线态激发态转移到荧光掺杂剂的单线态激发态。并且，预期第四实验示例(A)解决了磷光掺杂剂的三线态激子保留在发光层中并且保留的三线态激子缩短了发光层的寿命的问题。如上所述，本发明的有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置的特征在于，发光层包括具有相同或不同颜色的磷光掺杂剂和荧光掺杂剂，因此通过磷光掺杂剂形成的激子被完全或几乎转移到荧光掺杂剂中以诱发单色荧光。

根据第一至第四实施例的有机发光装置具有共同的特征，即使用不同特性的第一掺杂剂和第二掺杂剂，并选择能够利用TADF进行荧光发射的第二掺杂剂，因此，根据本发明的第一至第四实施例的有机发光装置具有发射单色光的共同效果。

如上所述，根据本发明的有机发光装置可以包括被设置在彼此相对布置的第一电极和第二电极之间的发光层。发光层可以包括至少一种主体、从主体向其转移能量的第一掺杂剂以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂。通过在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移可以产生热激活延迟荧光(TADF)。

第一掺杂剂可以是磷光掺杂剂，第二掺杂剂可以是荧光掺杂剂。而且，在发光层中，可以从第二掺杂剂产生主发射。

当从第二掺杂剂的单线态激发态进入基态发射能量时，TADF和荧光发射可以一起产生。

第二掺杂剂的吸收光谱和第一掺杂剂的PL(光致发光)光谱可以重叠至少15nm或更大，并且第二掺杂剂的吸收光谱的最大波长可以长于第一掺杂剂的PL光谱的最小波长。

通过使第二掺杂剂的吸收光谱与第一掺杂剂的PL光谱重叠，可以将能量从第一掺杂剂转移到第二掺杂剂。

第一掺杂剂的PL光谱的发射峰值波长可以位于第二掺杂剂的吸收光谱的峰值波长和第二掺杂剂的PL光谱的发射峰值波长之间。

第一掺杂剂的PL光谱的发射峰值波长可以与第二掺杂剂的PL光谱的发射峰值波长具有在30nm以内的差异。

第二掺杂剂可以具有与第二掺杂剂的三线态能级相差0.4eV或更小的单线态能级。

在从第一掺杂剂到第二掺杂剂的能量转移中，

能量转移(FET)可以大于Dexter能量转移(DET)。

在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越(RISC)转移可以与从主体和第一掺杂剂到第二掺杂剂的Dexter能量转移以及在第二掺杂剂中产生的三线态激子的能量成比例。

主体的三线态能量状态可以高于或等于第一掺杂剂的三线态能量状态，并且第一掺杂剂的三线态能量状态可以大于或等于第二掺杂剂的三线态能量状态。

第一掺杂剂的三线态能量态可以高于或等于第二掺杂剂的单线态能量状态。

第二掺杂剂的单线态能量状态与三线态能量状态之间的第一差可以分别小于主体的单线态能量状态与三线态能量状态之间的第二差，以及第一掺杂剂的单线态能量状态与三线态能量状态之间的第三差。

有机发光装置可以进一步包括位于第一电极和发光层之间以及位于第二电极和发光层之间的至少一个公共层。接触发光层的至少一个公共层可以包括其三线态能级高于或等于至少一种主体的三线态能级的材料。

发光层可以包含50wt％或更多的至少一种主体、1wt％至40wt％的第一掺杂剂以及0.01wt％至10wt％的第二掺杂剂。

至少一种主体可以包括具有不同载流子传输特性的多种主体。

此外，为了实现相同目的，根据本发明的显示装置可以包括：基板，其包括多个子像素；在每个子像素中的薄膜晶体管；以及在每个像素中被连接到薄膜晶体管的有机发光装置。有机发光装置可以包括彼此相对布置的第一电极和第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的至少一个发光层。该至少一个发光层可以包括至少一种主体、从主体向其转移能量的第一掺杂剂，以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂。通过在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越(RISC)转移，产生TADF(热激活延迟荧光)。

有机发光装置可以包括被其间的电荷产生层分开的多个堆叠体，并且每个堆叠体包括至少一个公共层。该至少一个发光层可以位于多个堆叠体中的至少一个堆叠体中。

在至少一个堆叠体中的发光层可以包括至少一种主体、从主体向其转移能量的第一掺杂剂，以及从主体和第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂。可以通过在第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移来产生热激活延迟荧光(TADF)。

第一掺杂剂可以是磷光掺杂剂，第二掺杂剂可以是荧光掺杂剂，并且，在发光层中，可以从第二掺杂剂产生主发射。

当从第二掺杂剂的单线态激发态进入基态发射能量时，TADF和荧光发射可以一起产生。

第二掺杂剂的吸收光谱和第一掺杂剂的PL(光致发光)光谱可以重叠至少15nm或更大，并且第二掺杂剂的吸收光谱的最大波长可以长于第一掺杂剂的PL光谱的最小波长。

在显示装置中，多个堆叠体可以包括：蓝色发光堆叠体，该蓝色发光堆叠体包括至少一个蓝色发光层，该蓝色发光层包括主体、第一掺杂剂和第二掺杂剂；以及与该蓝色发光堆叠体相对布置的长波长发光堆叠体，且在蓝色发光堆叠体与长波长发光堆叠体之间插置有电荷产生层，该长波长发光堆叠体发射波长长于蓝色波长的光。

显示装置还可包括在第一电极下方或在第二电极上方的多个滤色器层，以在相应子像素中发射不同颜色的光。

长波长发光堆叠体可以包括红色发光层和绿色发光层，并且红色发光层和绿色发光层中的至少一个可以包括主体和多种掺杂剂。能量可以从主体和除了一种掺杂剂以外的其他掺杂剂转移至该一种掺杂剂。

多个堆叠体可以包括多个蓝色发光堆叠体。

从以上描述可以明显看出，根据本发明的有机发光装置和使用该有机发光装置的显示装置具有以下效果。

首先，使用不同种类的掺杂剂，即磷光掺杂剂和荧光掺杂剂，能量转移被集中在荧光掺杂剂上，并且几乎所有的光发射都是由于荧光掺杂剂的单线态能级中的激发通过荧光掺杂剂自身的荧光和延迟荧光而产生的，从而能够改善单色的发光效率。因此，即使当使用不同种类的掺杂剂时，也可以实现单色光的发射并且可以改善有机发光装置的色纯度。能量可以通过反系间窜越(RISC)转移而从荧光掺杂剂的三线态能级集中在荧光掺杂剂的单线态能级上。

第二，荧光掺杂剂通过Dexter能量转移(DET)和

能量转移(FET)机制从磷光掺杂剂和主体中接收能量，并且在荧光掺杂剂中发生由从单线态能级到基态的激子的跃迁引起的荧光掺杂剂自身的荧光，以及通过由于三线态激发态和单线态激发态之间的小的能级差ΔEst引起的反系间窜越(RISC)转移而导致的热激活延迟荧光(TADF)，从而能够提高激子的内量子效率。

第三，当将磷光掺杂剂用作被配置为传输能量的掺杂剂并且将荧光掺杂剂用作被配置为接收能量的掺杂剂时，通过Dexter能量转移(DET)实现不同种类的掺杂剂之间的能量转移，且因此磷光掺杂剂的三线态能级不需要高于荧光掺杂剂的单线态能级，从而可以将能量从具有较低三线态能级的磷光掺杂剂转移到荧光掺杂剂中，在荧光掺杂剂中可以发生热激活延迟荧光(TADF)。因此，磷光掺杂剂不限于高的三线态能级，因此可以确保在其材料中具有稳定性的磷光掺杂剂结构。

第四，在本发明中，由于在荧光掺杂剂中PL光谱的峰值波长和吸收光谱的峰值波长之间的小的斯托克斯位移，可以增加荧光掺杂剂的吸收光谱与磷光掺杂剂的PL光谱之间的光谱重叠以用于能量转移。因此，在磷光掺杂剂中产生的三线态被快速转移到荧光掺杂剂中，因此，三线态的持续时间可以缩短，这样可以增加装置的寿命。

对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变型，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 (25)

1.一种有机发光装置，包括：

第一电极；

与所述第一电极相对的第二电极；

位于所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，其中

所述发光层包括：

至少一种主体；

从所述主体向其转移能量的第一掺杂剂；和

从所述主体和所述第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂，

其中通过在所述第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移产生热激活延迟荧光。

2.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中：

所述第一掺杂剂包括磷光掺杂剂，所述第二掺杂剂包括荧光掺杂剂，且

在所述发光层中，从所述第二掺杂剂产生主发射。

3.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，当从所述第二掺杂剂的单线态激发态进入基态发射能量时，所述热激活延迟荧光和荧光发射一起产生。

4.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中：

所述第二掺杂剂的吸收光谱和所述第一掺杂剂的光致发光光谱重叠至少15nm或更大；并且

所述第二掺杂剂的吸收光谱的最大波长长于所述第一掺杂剂的光致发光光谱的最小波长。

5.根据权利要求4所述的有机发光装置，其中，通过使所述第二掺杂剂的吸收光谱与所述第一掺杂剂的光致发光光谱重叠，将能量从所述第一掺杂剂转移至所述第二掺杂剂。

6.根据权利要求4所述的有机发光装置，其中，所述第一掺杂剂的光致发光光谱的发射峰值波长位于所述第二掺杂剂的吸收光谱的峰值波长与所述第二掺杂剂的光致发光光谱的发射峰值波长之间。

7.根据权利要求4所述的有机发光装置，其中，所述第一掺杂剂的光致发光光谱的发射峰值波长与所述第二掺杂剂的光致发光光谱的发射峰值波长具有在30nm内的差异。

8.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述第二掺杂剂具有与所述第二掺杂剂的三线态能级相差0.4eV或更小的单线态能级。

9.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，在从所述第一掺杂剂到所述第二掺杂剂的能量转移中，

能量转移大于Dexter能量转移。

10.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，在所述第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移与从所述主体和所述第一掺杂剂到所述第二掺杂剂的Dexter能量转移以及在所述第二掺杂剂中产生的三线态激子的能量成比例。

11.根据权利要求1的有机发光装置，其中：

所述主体的三线态能量状态高于或等于所述第一掺杂剂的三线态能量状态；并且

所述第一掺杂剂的三线态能量状态高于或等于所述第二掺杂剂的三线态能量状态。

12.根据权利要求11所述的有机发光装置，其中，所述第一掺杂剂的三线态能量状态高于或等于所述第二掺杂剂的单线态能量状态。

13.根据权利要求11所述的有机发光装置，其中，所述第二掺杂剂的单线态能量状态和三线态能量状态之间的第一差分别小于所述主体的单线态能量状态和三线态能量状态之间的第二差，以及所述第一掺杂剂的单线态能量状态和三线态能量状态之间的第三差。

14.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述有机发光装置还包括位于所述第一电极和所述发光层之间以及位于所述第二电极和所述发光层之间的至少一个公共层，

其中，与所述发光层接触的所述至少一个公共层包括其三线态能级高于或等于所述至少一种主体的三线态能级的材料。

15.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述发光层包括：

50wt％或更多的所述至少一种主体；

1wt％至40wt％的所述第一掺杂剂；和

0.01wt％至10wt％的所述第二掺杂剂。

16.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述至少一种主体包括具有不同载流子传输特性的多种主体。

17.一种显示装置，包括：

基板，其具有多个子像素；

在每个子像素中的薄膜晶体管；和

在每个子像素中被连接到所述薄膜晶体管的有机发光装置，

其中，所述有机发光装置包括彼此相对布置的第一电极和第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的至少一个发光层，

其中，所述至少一个发光层包括：

至少一种主体；

从所述主体向其转移能量的第一掺杂剂；和

从所述主体和所述第一掺杂剂向其转移能量的第二掺杂剂，

其中通过在所述第二掺杂剂中从三线态激发态到单线态激发态的反系间窜越转移来产生热激活延迟荧光。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其中：

所述有机发光装置包括被其间的电荷产生层分开的多个堆叠体，

每个堆叠体包括至少一个公共层，以及

所述至少一个发光层位于所述多个堆叠体中的至少一个堆叠体中。

19.根据权利要求17所述的显示装置，其中：

所述第一掺杂剂包括磷光掺杂剂，所述第二掺杂剂包括荧光掺杂剂，且

在所述发光层中，从所述第二掺杂剂产生主发射。

20.根据权利要求17所述的显示装置，其中，当从所述第二掺杂剂的单线态激发态进入基态发射能量时，所述热激活延迟荧光和荧光发射一起产生。

21.根据权利要求17所述的显示装置，其中：

所述第二掺杂剂的吸收光谱和所述第一掺杂剂的光致发光光谱重叠至少15nm或更大，并且

所述第二掺杂剂的吸收光谱的最大波长长于所述第一掺杂剂的光致发光光谱的最小波长。

22.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述多个堆叠体包括：

第一蓝色发光堆叠体，其包括至少一个蓝色发光层，所述蓝色发光层包括所述主体、所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂；和

长波长发光堆叠体，其与所述蓝色发光堆叠体相对布置，且在所述第一蓝色发光堆叠体和所述长波长发光堆叠体之间插置有所述电荷产生层，所述长波长发光堆叠体发射波长长于蓝色波长的光。

23.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述显示装置还包括多个滤色器层，所述多个滤色器层位于所述第一电极下方或所述第二电极上，以在相应的子像素中发射不同颜色的光。

24.根据权利要求22所述的显示装置，其中，

所述长波长发光堆叠体包括红色发光层和绿色发光层，

所述红色发光层和所述绿色发光层中的至少一个包括主体，以及多种掺杂剂；并且

能量从所述主体和除了一种掺杂剂以外的其他掺杂剂转移至所述一种掺杂剂。

25.根据权利要求22所述的显示装置，其中，所述多个堆叠体包括多个蓝色发光堆叠体。

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