CN112898305A - 有机化合物、包含它的有机发光二极管和有机发光装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及具有以下化学式1的结构的有机化合物，以及包含所述有机化合物的有机发光二极管(OLED)和有机发光装置。所述有机化合物是具有p型部分和n型部分的双极有机化合物。该有机化合物具有高激发三重态能级、宽能带间隙和优异的热稳定性。将该有机化合物引入OLED的发射材料层(EML)时，空穴和电子在EML的整个区域内复合，因此该OLED能够改进其发光效率和发光寿命。化学式1
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月3日在大韩民国提交的第10-2019-0158925号韩国专利申请和2020年10月30日在大韩民国提交的第10-2020-0142736号韩国专利申请的优先权，其全部内容以引用的方式完整并入本申请中。
技术领域
本公开涉及一种有机化合物，更具体而言，涉及具有优异发光性质的有机化合物、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，需要对空间要求更低的平板显示装置。在目前广泛使用的平板显示装置中，有机发光二极管(OLED)正迅速取代液晶显示装置(LCD)。
OLED可形成为厚度小于
的薄膜，并且能够随电极配置实现单向或双向图像。另外，OLED能够形成在诸如塑料基板等柔性透明基板上，使得OLED可以容易地实施在柔性或可折叠的显示器中。此外，OLED可以在10伏以下的较低电压下驱动。此外，OLED的驱动功耗与等离子显示面板和无机电致发光装置相比相对较低，并且OLED的色纯度非常高。特别是，OLED可以实现红色、绿色和蓝色，因此作为发光装置受到了大量关注。
在OLED中，当电荷被注入电子注入电极(即阴极)和空穴注入电极(即阳极)之间的发射材料层时，电荷复合形成激子，然后随着复合激子移动至稳定的基态而发光。传统荧光材料的发光效率较低，因为只有单重态激子参与发光过程。另一方面，与荧光材料相比，其中三重态激子和单重态激子均可以参与发光过程的传统磷光材料具有更高的发光效率。
然而，作为代表性的磷光材料的金属络合物的发光寿命过短，不能应用于商用装置。特别是，为了防止磷光掺杂剂的三重态能量转移至主体，磷光主体应具有比磷光掺杂剂更高的三重态能量。然而，由于有机芳香族化合物具有增大的共轭结构或具有大量的稠合环，其三重态能级迅速降低，因此可用作磷光主体的有机化合物非常有限。
发明内容
因此，本公开的实施方式涉及一种有机化合物和包含该有机化合物的OLED以及有机发光装置，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题。
本公开的一个目的是提供一种具有高激发三重态能级和双极性的有机化合物、应用了该有机化合物的OLED和有机发光装置。
本公开的另一个目的是提供一种具有优异热稳定性并且能够防止非辐射复合的有机化合物、应用了该有机化合物的OLED和有机发光装置。
其他特征和方面将在下面的描述中阐述，并且部分将从说明书中显而易见，或者可以通过本文提供的发明构思的实践来领会。本发明构思的其他特征和方面可以通过书面说明书中具体指出的或可由其派生的结构和其权利要求以及附图来实现和完成。
为实现所体现和广泛描述的发明构思的这些和其他方面，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
其中，R1至R15各自独立地选自由氢、不具有取代基的或具有取代基的甲硅烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基氨基、不具有取代基的或具有取代基的C6-C30芳族基团以及不具有取代基的或具有取代基的C3-C30杂芳族基团组成的组，或者R1至R15中的两个相邻基团形成不具有取代基的或具有取代基的C6-C20芳环，或不具有取代基的或具有取代基的C3-C20杂芳环；X、Y和Z各自独立地为氧(O)或硫(S)。
在另一个方面中，本公开提供一种OLED，其包括：第一电极；面向第一电极的第二电极；和设置在第一电极和第二电极之间的发射材料层，其中，第一发射材料层包含所述有机化合物。
在又一个方面中，本公开提供包括基板和设置在基板上的如上所述的OLED的有机发光装置。
应当理解，上述一般性描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，旨在提供对要求保护的本发明构思的进一步解释。
附图说明
附图为提供对本公开的进一步理解而包括在内，其并入本申请中并构成本申请的一部分，说明了本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
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示例性方面的OLED的示意性截面图。
图3是示出根据本公开可包含在EML中的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示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
图5是示出根据本公开的另一示例性方面的OLED的示意性截面图。
图6是通过根据本公开的另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
图7是示出根据本公开的另一示例性方面的OLED的示意性截面图。
图8是通过根据本公开的另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
图9是示出根据本公开的另一示例性方面的OLED的示意性截面图。
图10是通过根据本公开的另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
图11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12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。
图14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15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16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。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的各方面，其示例在附图中示出。
[有机化合物]
应用于有机发光二极管(OLED)的有机化合物应具有优异的电荷亲合性，并在驱动OLED时保持稳定的性质。特别是，发光材料是决定OLED发光效率的最重要因素。发光材料应具有高发光效率和高电荷迁移率，并且相对于应用于同一发射层和相邻设置的发射层的其他材料具有适当的能级。本公开的有机化合物包含咔唑部分和二苯并呋喃或二苯并噻吩部分，这些部分各自连接到中心五元稠合杂芳香族连接体部分，使得其具有优异的热学性质和发光性质。本公开的有机化合物可具有以下化学式1的结构：
[化学式1]
在化学式1中，R1至R15各自独立地选自由氢、不具有取代基的或具有取代基的甲硅烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基氨基、不具有取代基的或具有取代基的C6-C30芳族基团以及不具有取代基的或具有取代基的C3-C30杂芳族基团组成的组，或者R1至R15中的两个相邻基团形成不具有取代基的或具有取代基的C6-C20芳环，或不具有取代基的或具有取代基的C3-C20杂芳环；X、Y和Z各自独立地为氧(O)或硫(S)。
如本文中所用，术语“不具有取代基的”意指连接有氢，在这种情况下，氢包括氕、氘和氚。
如本文中所用，术语“具有取代基的”，取代基包括但不限于不具有取代基的或卤素取代的C1-C20烷基、不具有取代基的或卤素取代的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、肼基、磺酸基、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。
如本文中所用，在诸如“杂芳环”、“杂亚环烷基”、“杂亚芳基”、“杂芳基亚烷基”、“杂亚芳氧基”、“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”意指构成芳环或脂环的至少一个碳原子(例如1至5个碳原子)被至少一个选自由N、O、S、P及其组合组成的组中的杂原子取代。
如化学式1所示，有机化合物包含咔唑部分和二苯并呋喃或二苯并噻吩部分(包括Z)，这些部分各自连接到中心的稠合二苯并呋喃或二苯并噻吩部分(包括X和Y)。咔唑部分对空穴具有高亲和力，因此具有p型性质。另一方面，二苯并呋喃/二苯并噻吩部分和中心的稠合二苯并呋喃/二苯并噻吩部分均对电子具有高亲和力，使得它们具有n型性质。二苯并呋喃/二苯并噻吩部分允许调整分子的LUMO(最低未占分子轨道)能级，因此具有化学式1的结构的有机化合物具有双极性。中心的稠合杂芳族部分使分子的HOMO(最高占据分子轨道)态与LUMO态分离，因此有机化合物具有高激发三重态能级，从而提高其激子限域效率。
在一个示例性方面中，R1至R15各自中的C6-C30芳族基团可包括C6-C30芳基、C7-C30芳基烷基、C6-C30芳氧基和C6-C30芳基氨基。在另一个示例性方面中，R1至R15各自中的C3-C30杂芳族基团可包括C3-C30杂芳基、C4-C30杂芳基烷基、C3-C30杂芳氧基和C3-C30杂芳基氨基。
作为一个实例，R1至R15各自中的C6-C30芳基可独立地包括但不限于非稠合或稠合的芳基，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、联苯烯基、引达省基、非那烯基、菲基、苯并菲基、二苯并菲基、薁基、芘基、荧蒽基、三亚苯基、
基、四亚苯基、并四苯基、七曜烯基、苉基、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，R1至R15各自中的C3-C30杂芳基可独立地包括但不限于非稠合或稠合的杂芳基，如吡咯基、吡啶基(pyridyl)、吡啶基(pyridinyl)、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、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、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、吩噁嗪基、吩噻嗪基、菲咯啉基、
啶基、菲啶基、蝶啶基、萘啶基、呋喃基、吡喃基、噁嗪基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、二噁英基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻喃基、氧杂蒽基、苯并吡喃基、异苯并吡喃基、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、氧杂蒽连接的螺吖啶基、取代有至少一个C1-C10烷基的二氢吖啶基和N-取代的螺芴基。
在一个示例性方面中，当R1至R15各自为芳族基团或杂芳族基团时，该芳族基团或杂芳族基团可以由1至3个芳环或杂芳环构成。当芳环或杂芳环数目增加时，整个有机化合物的共轭结构过长，使得其带隙可能过度减小。作为一个实例，当R1至R15各自为芳族基团或杂芳族基团时，R1至R15各自可独立地为但不限于苯基、联苯基、吡咯基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、吡啶基(pyridyl)、吡啶基(pyridinyl)、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基或咔唑基。
在另一个另选方面中，R1至R15中的两个相邻基团可以形成C6-C20芳环或C3-C20杂芳环。作为一个实例，当R1至R15中的两个相邻基团各自独立地形成稠合芳环或稠合杂芳环时，新形成的稠合芳环或杂芳环可包括但不限于芳基环(例如苯环和/或萘环)或杂芳基环(例如吡啶环、嘧啶环和/或咔唑环)。
作为一个实例，当R1至R8中的两个相邻基团形成芳环或杂芳环时，化学式1的咔唑部分可形成但不限于苯并咔唑部分、二苯并咔唑部分、苯并呋喃并咔唑部分、苯并噻吩并咔唑部分、茚并咔唑部分(例如，二氢二甲基茚并咔唑部分)和吲哚并咔唑部分。
此外，当R9至R15中的两个相邻基团形成芳环或杂芳环时，化学式1中的二苯并呋喃/二苯并噻吩部分可形成但不限于吡啶并二苯并呋喃部分、吡啶并二苯并噻吩部分、茚并二苯并呋喃部分、茚并二苯并噻吩部分、吲哚并二苯并呋喃部分和吲哚并二苯并噻吩部分。
具有化学式1和2的结构的有机化合物包含具有p型性质的咔唑部分和具有n型性质的至少一个二苯并呋喃和/或二苯并噻吩部分，因此该有机化合物具有双极性，即具有对空穴和电子的高亲和力。当该有机化合物应用于OLED的发射层时，空穴和电子之间的复合区形成于EML的中心区域，而不是EML与ETL或HBL之间的界面。
此外，咔唑部分和二苯并呋喃/二苯并噻吩部分各自包含在两侧与六元环稠合的中心五元环。咔唑部分和二苯并呋喃/二苯并噻吩部分都具有刚性的化学构象，因此具有化学式1结构的有机化合物具有优异的耐热性。特别是，p型基团和n型基团不对称地键合在有机化合物中的中心核上，使非晶性最大化，因此该有机化合物具有非常优异的耐热性。该有机化合物很少因驱动OLED时产生的焦耳热而劣化。因此，包含该有机化合物的OLED可以实现优异的发光效率，并且由于防止其破坏而延长其发光寿命。
该有机化合物包含多个二苯并呋喃/二苯并噻吩部分(包含在两侧与六元环稠合的中心五元环)。特别是，分子的中心连接体被设计成具有至少五个芳环或杂芳环，从而使有机化合物具有高激发三重态能级，可以提高其激子限域效率。
作为一个实例，具有化学式1的结构的有机化合物的激发三重态能级高于荧光或磷光材料(如延迟荧光材料)的激发三重态能级，其HOMIO能级与LUMO能级之间的能级间隙宽于荧光材料或磷光材料(如延迟荧光材料)的能级。当该有机化合物作为主体应用于EML时，由于有效的激子限域，主体的激子能量可以有效地传递到作为掺杂剂的荧光或磷光材料中，并且能够使由于主体或掺杂剂的单重态和/或三重态激子与空穴(或电子)极化子之间的相互作用而引起的激子猝灭最小化。作为一个实例，当有机化合物和延迟荧光材料均包含在EML中时，OLED可降低其驱动电压和功耗。在这种情况下，由于施加至OLED的驱动电压升高所产生的应力减小，因此OLED能够提高其发光寿命。
结果，由于可以防止OLED的寿命因电氧化和光氧化而降低，因此OLED可以实现较长的寿命。由于该有机化合物在发光过程中可以有效地将激子能量传递给其他发光材料而不损失激子能量，因此可以实现高发光效率。必要时，通过使用具有窄FWHM(半高宽)的荧光或磷光材料可提高发射波长的色纯度。
在一个示例性方面中，有机化合物可具有但不限于约2.9eV以上的激发单重态能级S1 H，和约2.8eV以上的激发三重态能级T1 H。此外，有机化合物可具有但不限于约-5.0eV至约-6.5eV、优选约-5.5eV至约-6.2eV的HOMO能级。有机化合物可具有但不限于约-1.8eV至约-3.0eV、优选约-2.0eV至约-2.8eV的LUMO能级。在这种情况下，有机化合物的HOMO能级和LUMO能级之间的能级间隙Eg可为约3.0eV至约4.0eV，优选约3.0eV至3.7eV。
在一个示例性方面中，中心的稠合杂芳环中的包含X的五元环和包含Y的五元环可对称地连接到其间的苯环上。例如，这样的有机化合物可具有以下化学式2的结构：
[化学式2]
在化学式2中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
作为一个实例，具有化学式2的结构的有机化合物可包括但不限于具有以下化学式3的结构的任何有机化合物：
[化学式3]
在另一个示例性方面中，中心的稠合杂芳环中的包含X的五元环和包含Y的五元环可不对称地连接到其间的苯环上。例如，这样的有机化合物可具有以下化学式4的结构：
[化学式4]
在化学式4中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
作为一个实例，具有化学式4的结构的有机化合物可包括但不限于具有以下化学式5的结构的任何有机化合物：
[化学式5]
中心的稠合杂芳环中的包含X的五元环和包含Y的五元环不对称地连接到其间的苯环上的其他有机化合物可具有以下化学式6的结构：
[化学式6]
在化学式6中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
作为一个实例，具有化学式6的结构的有机化合物可包括但不限于具有以下化学式7的结构的任何有机化合物：
[化学式7]
在另一个示例性方面中，中心的稠合杂芳环中X和Y的位置可以在相反的方向与其间的苯环相连。例如，这样的有机化合物可具有以下化学式8的结构：
[化学式8]
在化学式8中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
作为一个实例，具有化学式8的结构的有机化合物可包括但不限于具有以下化学式9的结构的任何有机化合物：
[化学式9]
[有机发光装置和OLED]
具有化学式1至9的结构的有机化合物具有优异的热性能和发光性能。该有机化合物可被应用于OLED的发射层，因此能够降低OLED的驱动电压，提高发光效率并延长发光寿命。本公开的OLED可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。根据本公开所有实施方式的有机发光显示装置的所有部件可工作地连接并配置。
如图1所示，有机发光显示装置100包括基板110、基板110上的薄膜晶体管Tr和与薄膜晶体管Tr连接的有机发光二极管(OLED)D。例如，有机发光显示装置100优选可包括多个像素，每个像素具有图1所示的配置。
基板110可包括但不限于玻璃、薄柔性材料和/或聚合物塑料。例如，柔性材料可选自但不限于聚酰亚胺(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可布置在基板110上，薄膜晶体管Tr布置在缓冲层120上。可以省略缓冲层122。
半导体层120可布置在缓冲层122上。在一个示例性方面中，半导体层120可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下设置遮光图案，该遮光图案可以防止光入射至半导体层120，从而防止半导体层120因光而劣化。作为另选，半导体层120可包括但不限于多晶硅。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上设置由绝缘材料形成的栅极绝缘层124。栅极绝缘层124可包括但不限于无机绝缘材料，例如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)。
由诸如金属等导电材料制成的栅极130布置在栅极绝缘层124上，对应于半导体层120的中心。尽管图1中栅极绝缘层124布置在基板110的整个区域上，但是栅极绝缘层124可以与栅极130同样图案化。
由绝缘材料形成的层间绝缘层132设置在栅极130上，覆盖基板110的整个表面。层间绝缘层132可包括但不限于诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)等无机绝缘材料，或诸如苯并环丁烯或光丙烯酸(photo-acryl)等有机绝缘材料。
层间绝缘层132具有露出半导体层120两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布置在栅极130的相反侧上，与栅极130间隔开。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。作为另选，当栅极绝缘层124与栅极130同样图案化时，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。
由诸如金属等导电材料形成的源极144和漏极146设置在层间绝缘层132上。源极144和漏极146相对于栅极130彼此隔开，并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、栅极130、源极144和漏极146构成用作驱动元件的薄膜晶体管Tr。图1中的薄膜晶体管具有栅极130、源极144和漏极146布置在半导体层120上的共面结构。作为另选，薄膜晶体管Tr可具有其中栅极布置在半导体层下，源极和漏极布置在半导体层上的反转堆叠结构。在这种情况下，半导体层可包含非晶硅。
在图1的像素区域中可进一步形成相互交叉以界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隔开，薄膜晶体管Tr还可包括存储电容器，其被配置成使栅极的电压恒定地保持一帧。
另外，有机发光显示装置100可包括滤色片，该滤色片包含用于透射由OLED D发射的光中的特定波长的光的染料或颜料。例如，滤色片可透射特定波长的光，如红色(R)、绿色(G)和/或蓝色(B)。红色、绿色和蓝色滤色片各自可在各个像素区域中分别形成。在这种情况下，有机发光显示装置100可以通过滤色片实现全色。
例如，当有机发光显示装置100为底部发射型时，滤色片可设置在层间绝缘层132上，与OLED D相对应。作为另选，当有机发光显示装置100为顶部发射型时，可在OLED D(即，第二电极230)上布置滤色片。
另外，有机发光装置可包括颜色转换层(未示出)，将由OLED D发射的光中的特定波长的光转换为长波长范围的光。颜色转换层可包含无机发光颗粒，例如量子点或量子棒。例如，颜色转换层可以布置在OLED D的上方或下方。
钝化层150布置在整个基板110上的源极144和漏极146上。钝化层150具有平坦顶面和露出薄膜晶体管Tr的漏极146的漏极接触孔152。尽管漏极接触孔152设置在第二半导体层接触孔136上，但是它可以与第二半导体层接触孔136间隔开。
OLED包括布置在钝化层150上并与薄膜晶体管Tr的漏极146连接的第一电极210。OLED D还包括发射层220和第二电极230，它们各自依次布置在第一电极210上。
第一电极210布置在每个像素区域中。第一电极210可以是阳极并包含具有相对较高功函数值的导电材料。例如，第一电极210可包括但不限于透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟铈(ICO)、铝掺杂氧化锌(AZO)等。
在一个示例性方面中，当有机发光显示装置100是底部发射型时，第一电极可具有透明导电氧化物的单层结构。作为另选，当有机发光显示装置100是顶部发射型时，反射电极或反射层可以布置在第一电极210下。例如，反射电极或反射层可包括但不限于银(Ag)或铝-钯-铜(APC)合金。另外，为了覆盖第一电极210的边缘，在钝化层150上设置堤层160。堤层160露出第一电极210的中心。在顶部发射型的OLED D中，第一电极210可具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO的三层结构。
发射层220布置在第一电极210上。在一个示例性方面中，发射层220可具有单层结构的发射材料层(EML)。作为另选，发射层220还可包括多个电荷传输层。作为一个实例，发射层220可具有空穴注入层(HIL)、空穴输送层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、EML、空穴阻挡层(HBL)、电子输送层(ETL)和/或电子注入层(EIL)的多层结构(见图2、5、7、9和11)。在一个方面中，发射层220可具有一个发射部。作为另选，发射层220可具有多个发射部以形成串联结构。
发射层220包含具有化学式1至9的结构的任一种。作为一个实例，具有化学式1至9的结构的有机化合物可应用于EML、ETL、HBL和/或N型电荷产生层中的主体。在这种情况下，EML还可包含至少一种掺杂剂作为其他发光材料。
第二电极230布置在其上布置有发射层220的基板110上。第二电极230可以布置在整个显示区域上，并且可包含与第一电极210相比具有相对较低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)。当有机发光显示装置100是顶部发射型时，第二电极230是这样的以便具有透光(半透光)性质。
另外，封装膜170可布置在第二电极230上，以防止外部湿气渗透到OLED D中。封装膜170可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的层积结构。
此外，为减少外部光反射，有机发光显示装置100还可包括偏光片。例如，偏光片可以是圆偏光片。当有机发光显示装置100是底部发射型时，偏光片可以布置在基板110之下。作为另选，当有机发光显示装置是顶部发射型时，偏光片可以布置在封装膜170上。另外，在顶部发射型的有机发光显示装置100中，盖窗可以连接至封装膜170或偏光片。在这种情况下，基板110和盖窗可具有柔性，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的发射层220包含具有化学式1至9的结构的任何有机化合物。该有机化合物具有优异的热性能和发光性能，因此通过应用该有机化合物，OLED可提高其发光效率，降低其驱动电压和功耗，实现长发光寿命。
现在，将更详细地描述OLED。图2是示出根据本公开的示例性方面的OLED的示意性截面图。如图2所示，OLED D1包括彼此相对的第一电极210和第二电极230以及布置在第一电极210和第二电极230之间的具有单个发射部的发射层220。有机发光显示装置100(图1)可包括红素像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，且OLED D1可位于红素像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的任一个中。
在一个示例性方面中，发射层220包括布置在第一电极210和第二电极230之间的EML 240。此外，发射层220可包括布置在第一电极210和EML 240之间的HTL260与布置在第二电极230和EML 240之间的ETL 270中的至少一个。此外，发射层220还可包括布置在第一电极210和HTL 260之间的HIL 250与布置在第二电极230和ETL 270之间的EIL 280中的至少一个。作为另选，发射层220还可包括布置在HTL 260和EML 240之间的第一激子阻挡层(即EBL 265)，和/或布置在EML 240和ETL 270之间的第二激子阻挡层(即HBL 275)。
第一电极210可以是向EML 240提供空穴的阳极，第一电极210可包括但不限于具有相对较高功函数值的导电材料，例如透明导电氧化物(TCO)。在示例性方面中，第一电极210可包括但不限于ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO、AZO等。
第二电极230可以是向EML 240提供电子的阴极。第二电极230可包括但不限于具有相对较低功函数值的导电材料，即高反射材料，例如Al、Mg、Ca、Ag、它们的合金、它们的组合等。
EML 240可包含第一化合物H和第二化合物TD。第一化合物H可以是主体，第二化合物TD可以是掺杂剂。作为一个实例，第二化合物TD可以是荧光材料、磷光材料或延迟荧光材料。下面将详细描述作为延迟荧光材料的第二化合物TD。例如，具有化学式1至8的结构的有机化合物可用于EML 240中的第一化合物H。作为一个实例，EML 240可发射红(R)、绿(G)或蓝(B)光。将在后面描述第一化合物以及第一和第二化合物之间的能级关系。
HIL 250和HTL 260可依次布置在第一电极210和EML 240之间。HIL 250布置在第一电极210和HTL 260之间，并改进了无机第一电极210和有机HTL 260之间的界面性能。在一个示例性方面中，HIL 250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-9-基-苯基)胺(TCTA)、N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,1’-二苯基-4,4”-二胺(NPB；NPD)、1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲六碳腈(二吡嗪并[2,3-f:2’3’-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六碳腈；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-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺。根据OLED D1的结构，可以省略HIL 250。
HTL 260布置在第一电极210和EML 240之间与EML 240相邻。在一个示例性方面中，HTL 260可包括但不限于N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-二苯基-4,4’-二胺(TPD)、NPB、4,4’-二(N-咔唑基)-1,1’-联苯(CBP)、聚[N,N’-二(4-丁基苯基)-N,N’-二(苯基)-联苯胺](Poly-TPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(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)、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可依次布置在EML 240和第二电极230之间。ETL 270包含具有高电子迁移率的材料，以便通过快速电子传输将电子稳定地提供给EML 240。在一个示例性方面中，ETL 270可包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物、三嗪类化合物等。
作为一个实例，ETL 270可包括但不限于三-(8-羟基喹啉铝(Alq3)、2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、螺-PBD、喹啉锂(Liq)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、二(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1’-联苯-4-羟基)铝(BAlq)、4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(Bphen)、2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(NBphen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(BCP)、3-(4-联苯)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑(TAZ)、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑(NTAZ)、1,3,5-三(对吡啶-3-基-苯基)苯(TpPyPB)、2,4,6-三(3’-(吡啶-3-基)联苯-3-基)1,3,5-三嗪(TmPPPyTz)、聚[9,9-二(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基铵)-丙基)-2,7-芴]-alt-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可包含具有化学式1至9的结构的任何有机化合物。该有机化合物对电子有很高的亲和力。在这种情况下，ETL 270可仅包含该有机化合物或可包含混合或掺杂有上述电子传输材料的该有机化合物。
EIL 280布置在第二电极230和ETL 270之间，并且可以改善第二电极230的物理性能，因此可以提高OLED D1的寿命。在一个示例性方面中，EIL 280可包括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。
当空穴经由EML 240传输到第二电极230和/或电子经由EML 240传输到第一电极210时，OLED D1可具有短寿命和低发光效率。为防止这些现象，根据本公开的这一方面的OLED D1可具有至少一个与EML 240相邻的激子阻挡层。
例如，示例性方面的OLED D1包括HTL 260和EML 240之间的EBL 265以便控制和防止电子传输。在一个示例性方面中，EBL 265可包括但不限于TCTA、三[4-(二乙基氨基)苯基]胺、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺、TAPC、MTDATA、1,3-二(咔唑基-9-基)苯(mCP)、3,3’-二(N-咔唑基)-1,1-联苯(mCBP)、CuPc、N,N’-二[4-(二(3-甲基苯基)氨基)苯基]-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(DNTPD)、TDAPB、DCDPA和/或2,8-二(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯并[b,d]噻吩。
另外，OLED D1还可包含EML 240和ETL 270之间的HBL 275作为第二激子阻挡层，使得空穴不能从EML 240传输至ETL 270。在一个示例性方面中，HBL 275可包括但不限于噁二唑类化合物、三唑类化合物、菲咯啉类化合物、苯并噁唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物和三嗪类化合物中的任何一种，每种都可用于ETL 270。
例如，与EML 240中的发光材料相比，HBL 275可包含具有相对较低HOMO能级的化合物。HBL 275可包括但不限于BCP、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD、Liq、二-4,5-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)、二[2-(二苯基膦基)苯基]醚氧化物(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可包含具有化学式1至9的结构的任何有机化合物。该有机化合物具有相对较低的HOMO能级，以具有空穴阻挡性能。在这种情况下，HBL 275可仅包含该有机化合物或可包含混合或掺杂有上述空穴阻挡材料的该有机化合物。
如上所述，EML 240包含具有化学式1至3的结构的有机化合物的第一化合物H和可以为延迟荧光材料的第二化合物TD。在现有技术中，EML 240已使用对空穴有优异亲和力的p型主体。当p型主体应用于EML 240时，由于p型主体更偏向空穴而非电子，所以在EML 240和HBL 275之间的界面处形成空穴与电子的复合区。在这种情况下，注入EML 240中的一些电荷不能与相反电荷复合而猝灭，发光效率劣化。
相反，具有化学式1至9的结构的有机化合物是双极化合物，其包含具有n型性质的吡啶部分和具有p型性质的稠合芳族或杂芳族部分。当该有机化合物应用于EML 240中的主体时，空穴与电子的复合区在EML 240的整个区域(包括EML 240和EBL 265之间的界面)中均匀分布。另外，当具有化学式1至9的结构的有机化合物被引入EML 240中时，激子限域效率提高。因此，注入EML 240的电荷很少在没有与相反电荷复合的情况下猝灭，因此OLED D1可以最大化其发光效率。
当由阳极注入的空穴和由阴极注入的电子复合形成作为激发态的激子时，然后当不稳定激子转变为稳定基态时OLED发光。EML中发光材料的外量子效率(EQE)可由四个因素决定：单重态与三重态之比、电荷平衡因子、辐射效率和外耦合效率。
当空穴和电子相遇形成激子时，理论上以1:3的比率产生成对自旋态的单重态激子和不成对自旋态的三重态激子。荧光材料中只有单重态激子参与发光，其余75％的三重态激子不参与发光。当考虑所有限定的四个因素时，使用传统荧光材料的OLED的最大发光效率仅为约5％。
另一方面，磷光材料具有将单重态激子和三重态激子均转化为光的发光机制。磷光材料通过系间窜越(ISC)将单重态激子转换为三重态激子。因此，当使用同时使用单重态激子和三重态激子的磷光材料时，可以改进荧光材料的低发光效率。但是，特别是蓝色磷光材料显示出过差的色纯度和过短的发光寿命，无法用于商业装置。
已经开发出可以解决传统荧光和/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是热激活延迟荧光(TADF)材料。将参考图3解释延迟荧光材料的发光机制，图3是示出可包含在EML 240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中单重态能级S1 TD的激子和三重态能级T1 TD的激子可以转移至中间能级状态，即ICT(分子内电荷转移)态，然后中间态激子可以转变为基态(S0 TD；S1 TD→ICT←T1 TD)。
由于可以作为ICT态的化合物在HOMO态和LUMO态之间几乎没有轨道重叠，因此HOMO态和LUMO态之间几乎没有相互作用。结果，电子自旋态的变化对其它电子没有影响，在延迟荧光材料中形成了不遵循选择定则的新的电荷转移带(CT带)。在驱动包含延迟荧光材料TD的OLED的情况下，25％的单重态激子和75％的三重态激子都通过热或电场转换为ICT态，然后转换的激子掉至基态S0 TD并发光。因此，延迟荧光材料TD理论上可具有100％的内量子效率。
延迟荧光材料TD的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD之间的能级间隙ΔEST TD必须等于或小于约0.3eV，例如，为约0.05至约0.3eV。单重态能级S1 TD和三重态能级T1 TD之间的能级间隙ΔEST TD很小的材料可以表现出利用单重态能级S1 TD的激子可以转变至基态的系间窜越(ISC)的普通荧光，以及利用三重态能级T1 TD的激子可以向上转移至单重态能级S1 TD的激子、然后由三重态能级T1 TD转移的单重态能级S1 TD的激子可以转变至基态S0 TD的反向系间窜越(RISC)的延迟荧光。实现延迟荧光的主体必须诱导延迟荧光材料上的三重态激子参与发光过程，而不是作为非辐射复合而猝灭。为此，应调整主体和作为掺杂剂的延迟荧光材料之间的能级。图4是通过根据本公开的示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
如上所述，具有化学式1至9的结构的有机化合物具有优异的热性能以及非常高的激发三重态能级T1 H。如图4所示，EML 240中的主体的第一化合物H的激发单重态能级S1 H和激发三重态能级T1 H各自应分别高于延迟荧光材料的第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD。作为一个实例，第一化合物的激发三重态能级T1 H可比第三化合物TD的激发三重态能级T1 TD高至少约0.5eV，例如，至少约0.2eV。在这种情况下，可以提高第一化合物H和第二化合物TD之间的能量限域效率，并且能够抑制反向电荷转移，即，从第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD到第一化合物H的激发三重态能级T1 H的激子能量转移。
当第一化合物H的激发单重态能级S1 H和激发三重态能级T1 H中的至少一个不高于第二化合物TD的单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD各自时，第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD处的激子可以反向转移到第一化合物H的激发三重态能级T1 H。在这种情况下，反向转移到第一化合物H(其中不能发射三重态激子)的三重态激子作为非发射而猝灭，使得具有延迟荧光性质的第二化合物TD的三重态激子能量不能贡献发光。第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级之间的能级间隙ΔEST TD可等于或小于约0.3eV，例如，为约0.05eV至约0.3eV，从而实现延迟荧光(见图3)。
另外，有必要调整第一化合物H和第二化合物TD的LUMO能级和HOMO能级，使空穴和电子迅速注入EML 240，从而有效地复合激子。例如，优选的是第一化合物的HOMO能级(HOMOH)和第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级间隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物H的LUMO能级(LUMOH)和第二化合物TD的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级间隙(|LUMOH-LUMOTD|)可以等于或小于约0.5eV，例如，为约0.1eV至约0.5eV。
当EML 240同时包含具有化学式1至9的结构的有机化合物的第一化合物H和第二化合物TD时，在发光过程中激子能量可以转移到第二化合物TD而不损失能量。在这种情况下，由于主体激子和外围极化子之间的相互作用而导致的激子猝灭可以最小化。另外，由于具有化学式1至9的结构的有机化合物具有优异的热性能，因此可抑制其在驱动OLED D1过程中产生的焦耳热所引起的诸如结晶等劣化或损害，因此，OLED D1可实现长发光寿命。
在一个示例性方面中，第二化合物可以是发红(R)、绿(G)或蓝(B)光的延迟荧光材料。作为一个实例，第二化合物TD可具有但不限于约2.7eV至约2.75eV的激发单重态能级S1 TD，和约2.4eV至约2.5eV的激发三重态能级T1 TD。此外，第二化合物TD可具有约-5.0eV至约-6.0eV，优选-5.0eV至约-5.5eV的HOMO能级，和约-2.5eV至约-3.5eV，优选约-2.5eV至约-3.0eV的LUMO能级。在这种情况下，第二化合物TD的HOMO能级和LUMO能级之间的能级间隙Eg可以为约2.2eV至约3.0eV，优选约2.4eV至2.8eV。
在一个示例性方面中，EML 240中的蓝色发光延迟荧光材料的第二化合物TD可包括但不限于10-(4-(二苯基磷酰基)苯基)-10H-吩噁嗪(SPXZPO)、4,4′-(苯基磷酰基)二(4,1-亚苯基))二(10H-吩噁嗪(DPXZPO)、10,10′,10″-(4,4′,4″-磷酰基三(苯-4,1-二基))三(10H-吩噁嗪(TPXZPO)、9,9’-(5-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,3-亚苯基)二(9H-咔唑)(DcZTrz)、9,9’,9”,9”’-((6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二基)二(苯-5,3,1-三基))四(9H-咔唑)(DDczTrz)、2,7-二(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’-磺酰二(4,1-亚苯基))二(3,6-二甲氧基-9H-咔唑)(DMOC-DPS)、10,10′-(4,4′-磺酰二(4,1-亚苯基))二(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-4,5-二(1-甲基-9-苯基-9H-咔唑)-2-乙炔基苯甲腈(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-吩噁嗪-10-基)-[1,1’:3’,1”-三联苯]-5’-甲腈(mPTC)、二(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-吩噁嗪(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](SpiroAC-TRZ)、4,6-二(9H-咔唑-9-基)间苯二腈(DczIPN)、3CzFCN和2,3,4,6-四(9H-咔唑-9-基)-5-氟苯甲腈(4CzFCN)。
在另一个示例性方面中，EML 240中的绿色发光延迟荧光材料的第二化合物TD可包括但不限于5'-(吩噁嗪-10-基)-[1,1':3',1”-三联苯]-2'-甲腈(oPTC)、2-联苯-4,6-二(12-苯基吲哚并[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)、2,5-二(4-(10H-吩噁嗪-10-基)苯基)-1,3,4-噁二唑(2PXZ-OXD)、二(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)-10,10-二氧代-9H-噻吨-9-酮(TXO-PhCz)、2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二腈(4CzIPN)、3,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二腈(4CzPN)、9H-咔唑-9-基)-5-氟苯甲腈(4CzFCN)、6,6-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)二(4-(9H-咔唑-9-基)间苯二腈(33TczPN)、4,5-二(5H-苯并呋喃[3,2-c]咔唑-5-基)酞腈(BFCz-2CN)、4,5-二(5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑-5-基)酞腈(BTCz-2CN)、4,4”-二(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-[1,1’:2’,1”-四苯基]-4’,5’-二腈(Ac-VPN)、4,4”-二(10H-吩噁嗪-10-基)-[1,1’:2’,1”-四苯基]-4’,5’-二腈(Px-VPN)、5,5’-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)二异酞腈(35IPNDcz)、2,2’-(9H,9’H-[3,3’-联咔唑]-9,9’-二基)二异酞腈(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，EML 240中的红色发光延迟荧光材料的第二化合物TD包括但不限于1,3-二[4-(10H-吩噁嗪-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’-(磺酰基二(4,1-亚苯基))二(5-苯基-5,10-二氢吩嗪)(PPZ-DPS)、5,10-二(4-(苯并[d]噻唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(DHPZ-2BTZ)、5,10-二(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(DHPZ-2TRZ)和7,10-二(4-(二苯基氨基)苯基)-2,3-二氰基吡嗪并菲(TPA-DCPP)。
例如，在EML 240中可用作第二化合物TD的延迟荧光材料可以是具有以下化学式10的结构的任何化合物：
[化学式10]
当EML 240包含主体的第一化合物H和延迟荧光材料的第二化合物TD时，EML 240中第二化合物TD的含量可以为但不限于约10重量％至约70重量％，优选约10重量％至约50重量％，更优选约20重量％至约40重量％。
图5是示出根据本公开另一示例性方面的OLED的示意性截面图。如图5所示，OLEDD2包括第一电极210、面向第一电极210的第二电极230和布置在第一电极210与第二电极230之间的发射层220A。有机发光显示装置100(图1)可包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，且OLED D2可位于红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的任一个中。
具有单发射部的发射层220A包括EML 240A。此外，发射层220A可包括布置在第一电极210和EML 240A之间的HTL 260与布置在第二电极230和EML 240A之间的ETL 270中的至少一个。此外，发射层220还可包括布置在第一电极210和HTL 260之间的HIL 250与布置在第二电极230和ETL 270之间的EIL 280中的至少一个。。作为另选，发射层220A还包括布置在HTL 260和EML 240A之间的EBL 265和/或布置在EML 240A和ETL 270之间的HBL 275。第一电极210和第二电极230以及发射层220A中除EML 240A之外的其他层的配置可与OLEDD1中的相应电极和层基本上相同。
在该方面，EML 240A包含第一化合物H、第二化合物TD和第三化合物FD。第一化合物H可以是主体，第二化合物TD可以是延迟荧光材料(第一掺杂剂)，第三化合物FD可以是荧光或磷光材料(第二掺杂剂)。第一化合物H可以是具有化学式1至9的结构的有机化合物。当EML 240A还包含荧光或磷光材料FD以及延迟荧光材料TD时，可以通过调节主体和掺杂剂之间的能级来实现发光效率大大提高的OLED D2。
EML 240(见图3)仅包含主体的第一化合物H和具有延迟荧光性能的第二化合物TD，第二化合物TD在理论上表现出最大100％的内量子效率，这与金属络合物等常规磷光材料相当。然而，由于电子受体和电子供体之间的键形成和延迟荧光材料中的构象扭曲，因此在延迟荧光材料中产生额外的电荷转移跃迁(CT跃迁)，延迟荧光材料具有各种几何形状。结果，延迟荧光材料在发光过程中显示出具有非常宽的FWHM(半高宽)的发光光谱，这导致较差的色纯度。另外，延迟荧光材料在发光过程中利用三重态激子能量和单重态激子能量，在其分子结构内旋转每个部分，导致扭曲的内部电荷转移(TICT)。结果，由于延迟荧光材料之间的分子键合力减弱，只包含延迟荧光材料的OLED的发光寿命可能降低。
本方面的EML 240A还包含荧光或磷光材料的第三化合物FD，以便防止当EML仅包含延迟荧光材料作为掺杂剂时的OLED D1的色纯度和发光寿命劣化。参见图6，具有延迟荧光性能的第二化合物TD的三重态激子能量向上转换为它自身的单重态激子能量，然后可以通过FRET(Forster共振能量转移)机制将第二化合物TD的转换的单重态激子能量转移至同一EML 240A中的第三化合物FD中，实现超荧光。
当EML 240A包含主体的第一化合物H、具有延迟荧光性能的第二化合物TD和荧光或磷光材料的第三化合物FD时，有必要适当地调整这些发光材料之间的能级。图6是通过根据本公开另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
如图6所示，第二化合物TD具有的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD之间的能级间隙ΔEST TD可以等于或小于约0.3eV，以实现延迟荧光(见图3)。EML240A中的主体的第一化合物H的激发单重态能级S1 H和激发三重态能级T1 H各自分别高于第二化合物的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD。作为一个实例，第一化合物H的激发三重态能级T1 H可比第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD高至少约0.2eV，例如至少约0.3eV，优选至少约0.5eV。
另外，EML 240A需要实现高发光效率和色纯度，以及将激子能量从第二化合物TD(其在EML 240A中通过RISC机制转换为ICT复合态)有效地转移至EML 240A中的荧光或磷光材料的第三化合物FD。为此，第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD高于第三化合物TD的激发三重态能级T1 FD。可选的是，第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD可高于第三化合物FD的激发单重态能级S1 FD。第一化合物H和第二化合物TD各自都可以是上述方面中描述的化合物。
另外，激子能量应有效地从延迟荧光材料的第二化合物TD转移至荧光或磷光材料的第三化合物FD以实现超荧光。作为一个实例，吸收(Abs.)光谱与带延迟荧光性能的第二化合物TD的光致发光(PL)光谱具有较大重叠区域的荧光或磷光材料可用作第三化合物FD。
第三化合物FD可发射蓝色(B)、绿色(G)或红色(R)光。作为一个实例，可用作第三化合物FD的荧光材料可发射蓝光。在这种情况下，第三化合物可包括但不限于芘类化合物、蒽类化合物、荧蒽类化合物和硼类化合物。例如，蓝色发光荧光材料的第三化合物FD可包括具有以下化学式11的结构的任何有机化合物：
[化学式11]
在另一个替代性方面中，绿色发光荧光材料的第三化合物FD可包括但不限于硼-二吡咯亚甲基(4,4-二氟-硼-3a,4a-二氮杂-引达省，BODIPY)核和/或喹啉并吖啶核。作为一个实例，第三化合物FD可包括但不限于5,12-二甲基喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二乙基喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二氟喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-3,10-二(三氟甲基)喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14(5H,12H)-二酮、5,12-二丁基-2,3,9,10-四氟喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14(5H,12H)-二酮和1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[i,j]喹啉-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(DCJTB)。作为另选，第三化合物FD可包括发射红光、绿光和蓝光的任何金属络合物作为磷光材料。
在一个示例性方面中，EML 240A中的第一化合物H的含量可大于第二化合物TD的各个含量，第二化合物TD的含量可大于第三化合物FD的含量。在这种情况下，激子能量可由第二化合物TD充分地转移至第三化合物FD。例如，EML 240A可包含但不限于约60重量％至约75重量％的第一化合物H，约20重量％至约40重量％的第二化合物TD，和约0.1重量％至约5重量％的第三化合物FD。
根据上述方面的OLED具有单层EML。作为另选，根据本公开的OLED可包括多层EML。图7是示出根据本公开另一示例性方面的具有双层EML的OLED的示意性截面图。图8是通过根据本公开另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
如图7所示，根据该方面的OLED D3包括相互面对的第一电极310和第二电极330，以及布置在第一电极310和第二电极330之间的具有单个发射部的发射层320。有机发光显示装置100(图1)可包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，且OLED D3可位于红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的任一个中。
在一个示例性方面中，发射层320包括EML 340。发射层320可包括布置在第一电极310和EML 340之间的HTL 360与布置在第二电极330和EML 340之间的ETL 370中的至少一个。此外，发射层320还可包括布置在第一电极310和HTL 360之间的HIL 350与布置在第二电极330和ETL 370之间的EIL 380中的至少一个。作为另选，发射层320还包括布置在HTL360和EML 340之间的EBL 365和/或布置在EML 340和ETL 370之间的HBL 375。第一电极310和第二电极330以及发射层320中除EML 340之外的其他层的配置与OLED D1和D2中的相应电极和层基本上相同。
EML 340包括第一EML(EML1，下部EML，第一层)342和第二EML(EML2，上部EML，第二层)344。EML1 342布置在EBL 365和HBL 375之间，EML2 344布置在EML1 342和HBL 375之间。EML1 342和EML2 344中的一个包含延迟荧光材料的第二化合物TD(第一掺杂剂)，EML1342和EML2 344中的另一个包含荧光或磷光材料的第五化合物FD(第二掺杂剂)。以下将说明EML1 342包含第二化合物TD以及EML2 344包含第五化合物FD时的EML 340。
EML1 342包含具有化学式1至9的结构的有机化合物的第一化合物H1作为第一主体，并包含延迟荧光化合物的第二化合物TD作为第一掺杂剂。EML1 342中第二化合物TD的三重态激子能量可经由RISC机制向上转换为它自身的单重态激子能量(见图3)。尽管第二化合物TD具有较高的内量子效率，但由于其FWHM较宽导致色纯度较差。相反，EML2 344包含第四化合物H2作为第二主体并包含荧光或磷光材料的第五化合物FD作为第二掺杂剂。EML2344中的荧光或磷光材料的第五化合物FD由于其较窄的FWHM而在色纯度方面具有优势，但由于其三重态激子不能参与发光过程导致其内量子效率较低。
然而，在该示例性方面中，EML1 342中具有延迟荧光性能的第二化合物TD的单重态激子能量和三重态激子能量可经由FRET机制转移至与EML1 342相邻布置的EML2 344中的第五化合物FD，在EML2 344内的第五化合物FD最终发光。换言之，第二化合物TD的三重态激子能量在EML1 342中经由RISC机制向上转换为它自身的单重态激子能量。然后，在EML2344中第二化合物TD的转换的单重态激子能量转移至第五化合物FD的单重态激子能量。
EML2 344中的第五化合物FD可使用单重态激子能量以及三重态激子能量发光。随着EML1 342中延迟荧光材料的第二化合物TD处产生的激子能量有效转移至EML1 344中的荧光或磷光材料的第五化合物FD，OLED D3可实现超荧光。在这种情况下，尽管具有延迟荧光性能的第二化合物TD仅用于将激子能量转移至第五化合物FD，但是在包含荧光或磷光材料的第五化合物FD的EML2 344中发生了大量的光发射。因此，OLED D3能够改进其量子效率和色纯度，并具有较窄的FWHM。
EML1 342和EML2 344各自分别包含第一主体的第一化合物H1和第二主体的第四化合物H2。第一化合物H1和第四化合物H2处产生的激子能量应主要转移至第二化合物TD。为此，第一化合物H1和第四化合物H2的激发单重态能级S1 H1和S1 H2以及激发三重态能级T1 H1和T1 H2各自分别高于具有延迟荧光性能的第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD。作为一个实例，第一化合物H1和第四化合物H2的激发三重态能级T1 H1和T1 H2各自可以比第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD高至少约0.2eV，例如至少约0.3eV，优选至少约0.5eV。
另外，EML2 344中的第四化合物H2的激发单重态能级S1 H2高于第五化合物FD的激发单重态能级S1 FD。作为另选，第四化合物H2的激发三重态能级T1 H2高于第五化合物FD的激发三重态能级T1 FD。在这种情况下，第四化合物H2产生的单重态激子能量可转移至第五化合物FD的单重态能量。
此外，激子能量应从EML1 342中通过RISC机制转换为ICT复合态的第二化合物TD有效地转移至EML2 344中的荧光或磷光材料的第五化合物FD。为此，EML1342中第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD高于EML2 344中第五化合物TD的激发单重态能级S1 FD。作为另选，EML1 342中第二化合物的激发三重态能级T1 TD高于EML2 344中和第五化合物FD的激发三重态能级T1 FD。
此外，第一化合物H1和/或第四化合物H2的HOMO能级(HOMOH)与第二化合物TD的HOMO能级(HOMOTD)之间的能级间隙(|HOMOH-HOMOTD|)，或第一化合物H1和/或第四化合物H2的LUMO能级(LUMOH)与第二化合物TD的LUMO能级(LUMOTD)之间的能级间隙(|LUMOH-LUMOTD|)可等于或小于约0.5eV。当发光材料不满足上述要求时，激子在第二化合物TD各自处可以作为非辐射猝灭，或者激子不能从主体转移至掺杂剂，从而导致OLED D3的发光效率降低。
第一化合物H1和第四化合物H2可以彼此相同或不同。在一个示例性方面中，第一化合物H1和第四化合物H2各自可独立地包括具有化学式1至9的结构的有机化合物。延迟荧光材料的第二化合物TD可以与上述第一和第二方面中的第二化合物相同。第五化合物FD可具有窄FWHM，并具有与第二化合物TD的PL光谱有很宽的重叠区的Abs.光谱。作为一个实例，第五化合物FD可以是发射蓝光、绿光或红光的荧光或磷光材料。例如，第五化合物FD可以与第二方面中描述的第三化合物相同。
在一个示例性方面中，EML1 342和EML2 344中的第一化合物H1和第四化合物H2的含量各自可大于或等于同一层中第二化合物TD和第五化合物FD的含量。此外，EML1 342中第二化合物TD的含量可大于EML2 344中第五化合物FD的含量。在这种情况下，激子能量可经由FRET机制从第二化合物TD充分转移至第五化合物FD。作为一个实例，EML1 342中第二化合物TD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％，更优选约20重量％至50重量％。相反，EML2 344可包含约90重量％至约99重量％、优选约95重量％至约99重量％的第四化合物H2，以及约1重量％至约10重量％、优选约1重量％至约5重量％的第五化合物FD。
在另一个示例性方面中，当EML2 344与HBL 375相邻布置时，与第五化合物FD一起包含在EML2 344中的第四化合物H2可以是与HBL 375相同的材料。在这种情况下，EML2 344可具有空穴阻挡功能以及发射功能。换言之，EML2 344可作为阻挡空穴的缓冲层。在一个方面中，可以省略HBL 375，此时EML2 344可以是空穴阻挡层以及发射材料层。
在另一个方面中，当EML2 344与EBL 365相邻布置时，EML2 344中的第四化合物H2可以与EBL 365相同。在这种情况下，EML2 344可具有电子阻挡功能以及发射功能。换言之，EML2 344可作为阻挡电子的缓冲层。在一个方面中，可以省略EBL 365，此时EML2 344可以是电子阻挡层以及发射材料层。
将解释具有三层EML的OLED。图9是示出根据本公开另一示例性方面的具有三层EML的OLED的示意性截面图。图10是通过根据本公开另一示例性方面的发光材料之间的能级间隙示出发光机制的示意图。
如图9所示，该方面中的OLED D4包括彼此相对的第一电极410和第二电极430，以及布置在第一电极410和第二电极430之间的具有单个发射部的发射层420。有机发光显示装置100(图1)可包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，且OLED D4可位于红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的任一个中。
在一个示例性方面中，具有单个发射部的发射层420可包括布置在第一电极410和EML 440之间的HIL 460以及布置在第二电极430和EML 440之间的ETL 470中的至少一个。此外，发射层420还可包括布置在第一电极410和HTL 460之间的HIL450以及布置在第二电极430和ETL 470之间的EIL 480中的至少一个。作为另选，发射层420还可包括布置在HTL460和EML 440之间的EBL 465和/或布置在EML440和ETL 470之间的HBL 475。第一电极410和第二电极430以及发射层420中除EML 440之外的其他层的配置可与OLED D1、D2和D3中的相应电极和层基本上相同。
EML 440包括第一EML(EML1，中间EML，第一层)442、第二EML(EML2，下部EML，第二层)444和第三EML(EML3，上部EML，第三层)446。EML1 442布置在EBL 465和HBL 475之间，EML2 444布置在EBL 465和EML1 442之间，EML3446布置在EML1 442和HBL 475之间。
EML1 442包含延迟荧光材料的第二化合物TD(第一掺杂剂)，EML2 444和EML3 446各自分别包含第五化合物FD1(第二掺杂剂)和第七化合物FD2(第三掺杂剂)，它们各自可以为荧光或磷光材料。另外，EML1 442、EML2 444和EML3 446各自还分别包含第一化合物H1、第四化合物H2和第六化合物H3(各自可以是第一至第三主体)。
根据该方面，EML1 442中的第二化合物TD(即，延迟荧光材料)的单重态能量以及三重态能量可经由FRET机制转移至各自包含在与EML1 442相邻布置的EML2 444和EML3446中的第五化合物FD1和第七化合物FD2(即，荧光或磷光材料)。因此，在EML2 444和EML3446中第五化合物FD1和第七化合物FD2中发生最终发射。
换言之，EML1 442中具有延迟荧光性能的第二化合物TD的三重态激子能量通过RISC机制向上转换为它自身的单重态激子能量，然后第二化合物TD的单重态激子能量转移至EML2 444和EML3 446中第五化合物FD1和第七化合物FD2的单重态激子能量，这是因为第二化合物TD具有的激发单重态能级S1 TD高于第五化合物FD1和第七化合物FD2的激发单重态能级S1 FD1和S1 FD2(见图10)。
由于EML2 444和EML3 446中第五化合物FD1和第七化合物FD2可利用来自第二化合物TD的单重态激子能量和三重态激子能量发光，所以OLED D4可以提高其发光效率。另外，由于第五化合物FD1和第七化合物FD2与第二化合物TD相比具有相对较窄的FWHM，因此OLED D4可以提高其色纯度。特别是，在使用具有与第二化合物TD的PL光谱有很宽的重叠区的Abs.光谱的第五化合物FD1和第七化合物FD2的情况中，激子能量可从第二化合物TD有效地转移至第五化合物FD1和第七化合物FD2。在这种情况下，尽管第二化合物TD仅用于将激子能量转移至第五化合物FD1和第七化合物FD2，但是在包含第五化合物FD1和第七化合物FD2的EML2444和EML3 446中发生了大量的光发射。
另外，有必要调整引入到EML1 442、EML2 444和EML3 446中的发光材料，以实现高效发光。参见图10，第一化合物H1、第四化合物H2和第六化合物H3(分别是第一至第三主体)的激发单重态能级S1 H1、S1 H2和S1 H3和激发三重态能级T1 H1、T1 H2和T1 H3各自分别高于第二化合物TD的激发单重态能级S1 TD和激发三重态能级T1 TD。
此外，激子能量应当从EML1 442中通过RISC转换为ICT复合态的第二化合物TD有效地转移至EML2 444中和EML3 446中各自为荧光或磷光材料的第五化合物FD1和第七化合物FD2。为此，EML1 442中第二化合物TD的激发单重态等级S1 TD高于EML2 444和EML3 446中第五化合物FD1和第七化合物FD2的激发单重态能级S1 FD1和S1 FD2。作为另选，EML1 442中第二化合物TD的激发三重态能级T1 TD高于EML2 444和EML3 446中第五化合物FD1和第七化合物FD2的激发三重态能级T1 FD1和T1 FD2。
另外，为实现有效发光，由延迟荧光材料的第二化合物TD转移至荧光或磷光材料的第五化合物FD1和第七化合物FD2的激子能量不应转移至第四化合物H2和第六化合物H3。为此，第四化合物H2和第六化合物H3(分别为第二和第三主体)的激发单重态能级S1 H2和S1 H3各自高于第五化合物FD1和第七化合物FD2(各自是荧光或磷光材料)的激发单重态能级S1 FD1和S1 FD2。作为另选，第四化合物H2和第六化合物H3的激发三重态能级T1 H2和T1 H3各自可高于第五化合物FD1和第七化合物FD2的激发三重态能级T1 FD1和T1 FD2。
如上所述，EML1 442、EML2 444和EML3 446各自包含第一化合物H1、第四化合物H2和第六化合物H3(分别为第一至第三主体)。第一化合物H1、第四化合物H2和第六化合物H3可以彼此相同或不同。在一个示例性方面中，第一化合物H1、第四化合物H2和第六化合物H3各自可独立地包括具有化学式1至9的结构的有机化合物。延迟荧光材料的第二化合物TD可以与以上方面中的第二化合物相同。第五化合物FD1和第七化合物FD2各自可独立地与第二方面中的第三化合物相同。
在一个示例性方面中，EML1 442中第二化合物TD的含量可大于EML2 444中和EML3446中第五化合物FD1和第七化合物FD2各自的含量。在这种情况下，激子能量可经由FRET机制由第二化合物TD有效地转移至第五化合物FD1和第七化合物FD2。作为一个实例，EML1442中第二化合物TD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％，更优选约20重量％至约50重量％。相反，EML2 444和EML3 446各自可包含约90重量％至约99重量％、优选约95重量％至约99重量％的第四化合物H2或第六化合物H3，以及约1重量％至约10重量％、优选约1重量％至约5重量％的第五化合物FD1或第七化合物FD2。
在一个示例性方面中，当EML2 444与EBL 465相邻布置时，EML2 444中的第四化合物H2可以是与EBL 465相同的材料。在这种情况下，EML2 444可具有电子阻挡功能以及发射功能。换言之，EML2 444可用作阻挡电子的缓冲层。在一个方面中，可以省略EBL 465，此时EML2 444可以为电子阻挡层以及发射材料层。
当EML3 446与HBL 475相邻布置时，EML3 446中的第六化合物可以是与HBL475相同的材料。在这情况下，EML3 446可具有空穴阻挡功能以及发射功能。换言之，EML3 446可用作阻挡空穴的缓冲层。在一个方面中，可以省略HBL 475，此时EML3 446可以为空穴阻挡层以及发射材料层。
在又一个示例性方面中，EML2 444中的第四化合物H2可以是与EBL 465相同的材料，并且EML3 446中的第六化合物H3可以是与HBL 475相同的材料。在该方面中，EML2 444可具有电子阻挡功能以及发射功能，EML3 446可具有空穴阻挡功能以及发射功能。换言之，EML2 444和EML3 446各自可分别充当阻挡电子或空穴的缓冲层。在一个方面中，可以省略EBL 465和HBL 475，此时EML2 444可以为电子阻挡层以及发射材料层，并且EML3 446可以为空穴阻挡层以及发射材料层。
在一个另选方面中，OLED可包括多个发射部。图11是示出根据本发明的又一个示例性方面的OLED的示意性截面图。
如图10所示，OLED D5包括彼此相对的第一电极510和第二电极530以及布置在第一电极510和第二电极530之间的具有两个发射部的发射层520。有机发光显示装置100(图1)可包括红素像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域，且OLED D5可布置在红素像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的任一个中。第一电极510可以是阳极，第二电极530可以是阴极。
发射层520包括第一发射部620(其包括第一EML(EML1)640)和第二发射部720(包括第二EML(EML2)740)。此外，发射层520还可包括布置在第一发射部620和第二发射部720之间的电荷产生层(CGL)680。
CGL 680布置在第一发射部620和第二发射部720之间，因此第一发射部620、CGL680和第二发射部720依次布置在第一电极510上。换言之，第一发射部620布置在第一电极510和CGL 680之间，第二发射部720布置在第二电极530和CGL 680之间。
第一发射部620包括EML1 640。第一发射部620还可包括布置在第一电极510和EML1 640之间的第一HTL(HTL1)660、布置在第一电极510和HTL1 660之间的HIL 650以及布置在EML1 640和CGL 680之间的第一ETL(ETL1)670中的至少一个。作为另选，第一发射部620还可包括布置在HTL1 660和EML1 640之间的第一EBL(EBL1)665和/或布置在EML1 640和ETL1 670之间的第一HBL(HBL1)675。
第二发射部720包括EML2 740。第二发射部720还可包括布置在CGL 680和EML2740之间的第二HTL(HTL2)760、布置在EML2 740和第二电极530之间的第二ETL(ETL2)770以及布置在ETL2 770和第二电极530之间的EIL 780中的至少一个。作为另选，第二发射部720还可包括布置在HTL2 760和EML2 740之间的第二EBL(EBL2)765和/或布置在EML2 740和ETL2 770之间的第二HBL(HBL2)775。
CGL 680布置在第一发射部620和第二发射部720之间。第一发射部620和第二发射部720通过CGL 680连接。CGL 680可以是PN结CGL，其连接N型CGL(N-CGL)682和P型CGL(P-CGL)684。
N-CGL 682布置在ETL1 670和HTL2 760之间，P-CGL 684布置在N-CGL 682和HTL2760之间。N-CGL 682将电子传送至第一发射部620的EML1 640，而P-CGL684将空穴传送传送至第二发射部720的EML2 740。在一个示例性方面中，N-CGL682可包含具有化学式1至9的结构的有机化合物。
在该方面中，EML1 640和EML2 740各自可以是红色发射材料层、绿色发射材料层或蓝色发射材料层。例如，EML1 640和EML2 740中的至少一个包含主体的第一化合物、延迟荧光材料的第二化合物和/或荧光或磷光材料的第三化合物。例如，EML1 640可包含第一化合物、第二化合物和第三化合物。
当EML1 640包含具有化学式1至9的结构的第一化合物、第二化合物和第三化合物时，第一化合物的含量可大于第二化合物的含量，且第二化合物的含量大于第三化合物的含量。在这种情况下，激子能量可以从第二化合物有效地转移至第三化合物。作为一个实例，EML1 640中第一至第三化合物各自的含量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％以及约0.1重量％至约5重量％。
在一个示例性方面中，与EML1 640类似，EML2 740可包含具有化学式1至9的结构的主体的第一化合物、延迟荧光材料的第二化合物和/或荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，EML2 740可包含与EML1 640中的第二化合物和第三化合物中的至少一种不同的其他化合物，因此EML2 740可发射与EML1640发射的光不同的光，或者可以具有与EML1 640的发光效率不同的发光效率。
在图11中，EML1 640和EML2 740各自具有单层结构。作为另选，EML1 640和EML2740(各自均可包含第一至第三化合物)各自可分别具有双层结构(图7)或三层结构(图9)。
在OLED D5中，延迟荧光材料的第二化合物的单重态激子能量转移至荧光或磷光材料的第三化合物，最终发射发生于第三化合物。因此，OLED D5可以具有优异的发光效率和色纯度。另外，OLED D4具有红色、绿色或蓝色发光材料层的双堆叠结构，OLED D5可改进其色感或优化其发光效率。
图12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12所示，有机发光显示装置800包括界定第一像素区域P1、第二像素区域P2和第三像素区域P3的基板810、布置在基板810上的薄膜晶体管Tr以及布置在薄膜晶体管Tr上并与薄膜晶体管Tr连接的OLED D。作为一个实例，第一像素区域P1可以是蓝色像素区域，第二像素区域P2可以是绿色像素区域，第三像素区域P3可以是红色像素区域。
基板810可以是玻璃基板或柔性基板。例如，柔性基板可以是PI基板、PES基板、PEN基板、PET基板和PC基板中的任一种。
在基板810上布置缓冲层812，并在缓冲层812上布置薄膜晶体管Tr。可以省略缓冲层812。如图1所示，薄膜晶体管Tr包括半导体层、栅极、源极和漏极，并用作驱动元件。
在薄膜晶体管Tr上布置钝化层850。钝化层850具有平坦的顶面，和露出薄膜晶体管Tr的漏极的漏极接触孔852。
OLED D5布置在钝化层850上，并包括与薄膜晶体管Tr的漏极连接的第一电极910和依次布置在第一电极910上的发射层920以及第二电极930。OLED D布置在第一至第三像素区域P1、P2和P3的每一个中并在每个像素区域中发出不同的光。例如，第一像素区域P1中的OLED D可发射蓝光，第二像素区域P2中的OLED D可发射绿光，第三像素P3中的OLED D可发射红光。
对于第一至第三像素区域P1、P2和P3的每一个单独形成第一电极910，第二电极930对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3并一体化形成。
第一电极910可以是阳极和阴极中的一个，第二电极930是阳极和阴极中的另一个。另外，第一电极910和第二电极930中的一个可以是透射电极(或半透射电极)，并且第一电极910和第二电极930中的另一个可以是反射电极。
例如，第一电极910可以是阳极，并且可以包含具有相对较高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930可以是阴极，并且可以包含具有相对较低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910可包括ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO和AZO中的任一种，第二电极930可包括Al、Mg、Ca、Ag、它们的合金或它们的组合。
当有机发光显示装置800是底部发射型时，第一电极910可具有透明导电氧化物层的单层结构。
作为另选，当有机发光显示装置800是顶部发射型时，在第一电极910下可布置反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可包括但不限于Ag或APC合金。在顶部发射型的OLED D中，第一电极910可具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO的三层结构。此外，第二电极930较薄以具有透光(半透光)性质。
在钝化层850上布置堤层860以覆盖第一电极910的边缘。堤层860对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3的每一个并露出第一电极910的中心。
发射层920布置在第一电极910上。在一个示例性方面中，发射层920可具有EML的单层结构。作为另选，发射层920可包括依次布置在第一电极910和EML之间的HIL、HTL和EBL和/或依次布置在EML和第二电极930之间的HBL、ETL和EIL中的至少一个。
在一个示例性方面中，在蓝色像素区域的第一像素区域P1中的发射层930的EML可包含主体的第一化合物、蓝色延迟荧光材料的第二化合物和/或蓝色荧光或磷光材料的第三化合物。在绿色像素区域的第一像素区域P2中的发射层930的EML可包含主体的第一化合物、绿色延迟荧光材料的第二化合物和/或绿色荧光或磷光材料的第三化合物。在红色像素区域的第一像素区域P3中的发射层930的EML可包含主体的第一化合物、红色延迟荧光材料的第二化合物和/或红色荧光或磷光材料的第三化合物。在这种情况下，第一至第三像素区域P1、P2和P3各自中的EML可具有单层结构、双层结构或三层结构。
作为另选，位于第一至第三像素区域P1、P2和P3的任一个中的EML 930的EML可包含除第一至第三化合物之外的其他有机化合物。
在第二电极930上布置封装膜870以防止外部湿气渗入OLED D。封装膜870可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800可具有偏光片以减少外部光反射。例如，偏光片可以是圆偏光片。当有机发光显示装置800是底部发射型时，偏光片可布置在基板810下方。作为另选，当有机发光显示装置800是顶部发射型时，偏光片可布置在封装膜870上方。
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 D6包括第一电极910、面向第一电极910的第二电极930和布置在第一电极910和第二电极930之间的发射层920。
第一电极910可以是阳极，第二电极930可以是阴极。作为一个实例，第一电极910可以是反射电极，而第二电极930可以是透射(或半透射)电极。
发射层920包括EML 940。发射层930可包括布置在第一电极910和EML 940之间的HTL 960与布置在第二电极930和EML 940之间的ETL 970中的至少一个。此外，发射层920还可包括布置在第一电极910和HTL 960之间的HIL 950与布置在第二电极930和ETL 970之间的EIL 980中的至少一个。作为另选，发射层920还可包括布置在HTL 960和EML 940之间的EBL 965和/或布置在EML 940和ETL 970之间的HBL 975。
另外，发射层920还可包括布置在HTL 960和EBL 965之间的辅助空穴输送层(辅助HTL)962。辅助HTL 962可包括位于第一像素区域P1中的第一辅助HTL 962a、位于第二像素区域P2中的第二辅助HTL 962b和位于第三像素区域P3中的第三辅助HTL 962c。
第一辅助HTL 962a具有第一厚度，第二辅助HTL 962b具有第二厚度，第三辅助HTL962c具有第三厚度。第一厚度小于第二厚度，且第二厚度小于第三厚度。因此，OLED D6具有微腔结构。
由于第一辅助HTL 962a、第二辅助HTL 962b和第三辅助HTL 962c彼此具有不同的厚度，因此在第一波长范围内发光(蓝光)的第一像素区域P1中第一电极910和第二电极930之间的距离小于在第二波长范围内发光(绿光)的第二像素区域P2中第一电极910和第二电极930之间的距离。此外，在第二波长范围内发光的第二像素区域P2中第一电极910和第二电极930之间的距离小于在第三波长范围内发光(红光)的第三像素区域P3中第一电极910和第二电极930之间的距离。因此，OLED D6具有改进的发光效率。
在图13中，第一辅助HTL 962a位于第一像素区域P1中。作为另选，OLED D6可以在没有第一辅助HTL 962a的情况下实现微腔结构。另外，在第二电极上可布置覆盖层以改进OLED D6发射的光的光提取。
EML 940包括位于第一像素区域P1中的第一EML(EML1)942、位于第二像素区域P2中的第二EML(EML2)944和位于第三像素区域P3中的第三EML(EML3)946。EML1 942、EML2944和EML3 946各自可分别为蓝色EML、绿色EML和红色EML。
在一个示例性方面中，位于第一像素区域P1中的EML1 942可包含主体的第一化合物、蓝色延迟荧光材料的第二化合物和/或蓝色荧光或磷光材料的第三化合物。第一化合物可以是具有化学式1至9的结构的有机化合物。位于第二像素区域P2中的EML2 944可包含主体的第一化合物、绿色延迟荧光材料的第二化合物和/或绿色荧光或磷光材料的第三化合物。位于第三像素区域P3中的EML3 946可包含主体的第一化合物、红色延迟荧光材料的第二化合物和/或红色荧光或磷光材料的第三化合物。在这种情况下，EML1 942、EML2 944和EML3各自可具有单层结构、双层结构(图7)或三层结构(图9)。
当EML1 942、EML2 944和EML3各自包含第一化合物、第二化合物和第三化合物时，第一化合物的含量可以大于第二化合物的含量，且第二化合物的含量大于第三化合物的含量。在这种情况下，激子能量可以从第二化合物有效地转移至第三化合物。作为一个实例，EML1 942、EML2 944和EML3 946各自中的第一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％。
在另一个示例性方面中，EML1 942、EML1 942和EML3 946中的至少一个可包含第一至第三化合物，EML1 942、EML1 942和EML3 946的其余可包含除第一至第三化合物之外的其他化合物。包含第一至第三化合物的EML1 942、EML2 944和EML3 946可具有单层结构、双层结构或三层结构。
例如，第一像素区域P1中的EML1 942可包含主体的第一化合物、蓝色延迟荧光材料的第二化合物和/或蓝色荧光或磷光材料的第三化合物。第二像素区域P2中的EML2 944可包含主体和绿色掺杂剂，第三像素区域P3中的EML3 946可包含主体和红色掺杂剂。在这种情况下，EML2 944和/或EML3 944的主体可包含第一化合物。绿色掺杂剂和红色掺杂剂各自可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种。
OLED D6在第一至第三像素区域P1、P2和P3各自中发射蓝光、绿光和红光，使得有机发光显示装置800(图12)可实现全色图像。
有机发光显示装置800还可包括与第一至第三像素区域P1、P2和P3相对应的滤色层，以提高OLED D发射的光的色纯度。作为一个实例，滤色层可包括与第一像素区域P1相对应的第一滤色层(蓝色绿色层)，与第二像素区域P2相对应的第二滤色层(绿色滤色层)，以及与第三像素区域P3相对应的第三滤色层(红色滤色层)。
当有机发光显示装置800是底部发射型时，滤色层可布置在OLED D和基板810之间。作为另选，当有机发光显示装置800是顶部发射型时，滤色层可布置在OLED D上方。
图14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14所示，有机发光显示装置1000包括界定第一像素区域P1、第二像素区域P2和第三像素区域P3的基板1010、布置在基板1010上方的薄膜晶体管Tr、布置在薄膜晶体管Tr上方并与薄膜晶体管Tr连接的OLED D以及对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3的滤色层1020。作为一个实例，第一像素区域P1可以是蓝色像素区域、第二像素区域P2可以是绿色像素区域、第三像素区域P3可以是红色像素区域。
基板1010可以是玻璃基板或柔性基板。例如，柔性基板可以是PI基板、PES基板、PEN基板、PET基板和PC基板中的任一种。薄膜晶体管Tr布置在基板1010上方。作为另选，缓冲层可以布置在基板1010上方，而薄膜晶体管Tr可以布置在缓冲层上方。如图1所示，薄膜晶体管Tr包括半导体层、栅极、源极和漏极，并用作驱动元件。
滤色层1020位于基板1010上方。作为一个实例，滤色层1020可包括与第一像素区域P1相对应的第一滤色层1022、与第二像素区域P2相对应的第二滤色层1024和与第三像素区域P3相对应的第三滤色层1026。第一滤色层1022可以是蓝色滤色层，第二滤色层1024可以是绿色滤色层，第三滤色层1026可以是红色滤色层。例如，第一滤色层1022可包含蓝色染料或绿色颜料中的至少一种，第二滤色层1024可包含绿色染料或红色颜料中的至少一种，第三滤色层1026可包含红色染料或蓝色颜料中的至少一种。
钝化层1050布置在薄膜晶体管Tr和滤色层1020上方。钝化层1050具有平坦的顶面，并具有露出薄膜晶体管Tr的漏极的漏极接触孔1052。
OLED D布置在钝化层1050上并对应于滤色层1020。OLED D包括与薄膜晶体管Tr的漏极连接的第一电极1110和依次布置在第一电极1110上的发射层1120以及第二电极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中的每一个单独形成第一电极1110，第二电极1130对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3并一体化形成。
第一电极1110是阳极和阴极中的一个，第二电极1130是阳极和阴极中的另一个。另外，第一电极1110可以是透射电极(或半透射电极)，第二电极1130可以是反射电极。
例如，第一电极1110可以是阳极，并且可以包含具有相对较高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可以是阴极，并且可以包含具有相对较低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包括ITO、IZO、ITZO、SnO、ZnO、ICO和AZO中的任一种，第二电极1130可包括Al、Mg、Ca、Ag、它们的合金(例如Mg-Ag)或它们的组合。
发射层1120布置在第一电极1110上。发射层1120包括发射不同颜色的至少两个发射部。发射部各自可具有EML的单层结构。作为另选，发射部各自可包括HIL、HTL和EBL、HBL、ETL以及EIL中的至少一个。另外，发射层1120还可包括布置在发射部之间的CGL。
所述至少两个发射部中的至少一个可包含具有化学式1至9的结构的主体的第一化合物、延迟荧光材料的第二化合物和/或荧光或磷光材料的第三化合物。
堤层1060布置在钝化层1050上以覆盖第一电极1110的边缘。堤层1060对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3中的每一个并露出第一电极1110的中心。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，因此发射层1120可以形成为公用层，而不用在第一至第三像素区域P1至P3中分离。可以形成堤层1060以防止第一电极1110的边缘处的电流泄漏，也可以省略堤层1060。
此外，有机发光显示装置1000还可包括布置在第二电极1130上的封装膜以防止外部湿气渗入OLED D。另外，有机发光显示装置1000还可包括布置在基板1010下方的偏光片以减少外部光反射。
在图14的有机发光显示装置1000中，第一电极1110是透射电极，第二电极1130是反射电极，滤色层1020布置在基板1010和OLED D之间。即，有机发光显示装置1000是底部发射型。作为另选，在有机发光显示装置1000中，第一电极1110可以是反射电极，第二电极1120可以是透射电极(或半透射电极)，滤色层1020可以布置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的每一个，使得蓝光、绿光和红光各自分别在第一至第三像素区域P1、P2和P3中显示。
色彩转换膜可以布置在OLED D和滤色层1020之间。色彩转换膜对应于第一至第三像素区域P1、P2和P3，并包括蓝色转换膜、绿色转换膜和红色转换膜，各自可以将OLED D发射的白光分别转换为蓝光、绿光和红光。例如，色彩转换膜可包括量子点。因此，有机发光显示装置1000还可进一步增强其色纯度。作为另选，色彩转换膜可以代替滤色层1020。
图15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15所示，OLED D7包括彼此相对的第一电极1110和第二电极1120，以及布置在第一电极1110和第二电极1120之间的发射层1120。第一电极1110可以是阳极，第二电极1120可以是阴极。例如，第一电极1100可以是透射电极，第二电极1120可以是反射电极。
发射层1120包括第一发射部1220(其包括第一EML(EML1)1240)、第二发射部1320(其包括第二EML(EML2)1340)和第三发射部1420(其包括第三EML(EML3)1440)。另外，发射层1120还可包括布置在第一发射部1220和第二发射部1320之间的第一电荷产生层(CGL1)1280，和布置在第二发射部1320和第三发射部1420之间的第二电荷产生层(CGL2)1380。因此，第一发射部1220、CGL1 1280、第二发射部1320、CGL2 1380和第三发射部1420依次布置在第一电极1110上。
第一发射部1220还可包括布置在第一电极1110和EML1 1240之间的第一HTL(HTL1)1260、布置在第一电极1110和HTL1 1260之间的HIL 1250以及布置在EML11240和CGL1 1280之间的第一ETL(ETL1)1270中的至少一个。作为另选，第一发射部1220还可包括布置在HTL1 1260和EML1 1240之间的第一EBL(EBL1)1265和/或布置在EML1 1240和ETL11270之间的第一HBL(HBL1)1275。
第二发射部1320还可包括布置在CGL1 1280和EML2 1340之间的第二HTL(HTL2)1360、布置在EML2 1340和CGL2 1380之间的第二ETL(ETL2)1370中的至少一个。作为另选，第二发射部1320还可包括布置在HTL2 1360和EML2 1340之间的第二EBL(EBL2)1365和/或布置在EML2 1340和ETL2 1370之间的第二HBL(HBL2)1375。
第三发射部1420还可包括布置在CGL2 1380和EML3 1440之间的第三HTL(HTL3)1460、布置在EML3 1440和第二电极1130之间的第三ETL(ETL3)1470以及布置在ETL3 1470和第二电极1130之间的EIL 1480中的至少一个。作为另选，第三发射部1420还可包括布置在HTL3 1460和EML3 1440之间的第三EBL(EBL3)1465和/或布置在EML3 1440和ETL3 1470之间的第三HBL(HBL3)1475。
CGL1 1280布置在第一发射部1220和第二发射部1320之间。即，第一发射部1220和第二发射部1320通过CGL1 1280连接。CGL1 1280可以是PN结CGL，其连接第一N型CGL(N-CGL1)1282和第一P型CGL(P-CGL1)1284。
N-CGL1 1282布置在ETL1 1270和HTL2 1360之间，P-CGL1 1284布置在N-CGL11282和HTL2 1360之间。N-CGL1 1282将电子传输至第一发射部1220的EML1 1240，P-CGL11284将空穴传输至第二发射部1320的EML2 1340。
CGL2 1380布置在第二发射部1320和第三发射部1420之间。即，第二发射部1320和第三发射部1340通过CGL2 1380连接。CGL2 1380可以是PN结CGL，其连接第二N型CGL(N-CGL2)1382和第二P型CGL(P-CGL2)1384。
N-CGL2 1382布置在ETL2 1370和HTL3 1460之间，P-CGL2 1384布置在N-CGL21382和HTL3 1460之间。N-CGL2 1382将电子传输至第二发射部1320的EML2 1340，P-CGL21384将空穴传输至第三发射部1420的EML3 1440。在一个示例性方面中，N-CGL1 1282和N-CGL2 1382中的至少一个可包含具有化学式1至9的结构的有机化合物。
在该方面中，第一至第三EML 1240、1340和1440中的一个可以是蓝色EML，第一至第三EML 1240、1340和1440中的另一个可以是绿色EML，第一至第三EML1240、1340和1440中的第三个可以是红色EML。
作为一个实例，EML1 1240可以是蓝色EML，EML2 1340可以是绿色EML，EML3 1440可以是红色EML。作为另选，EML1 1240可以是红色EML，EML2 1340可以是绿色EML，EML31440可以是蓝色EML。下面将描述OLED D7，其中EML11240是蓝色EML，EML2 1340是绿色EML，EML3 1440是红色EML。
如下所述，EML1 1240、EML2 1340和EML3 1440中的至少一个可包含第一化合物、第二化合物和/或第三化合物。包含第一化合物、第二化合物和/或第三化合物的EML 1240、1340和1440可具有单层结构、双层结构或三层结构。
EML1 1240可包含具有化学式1至9的结构的主体的第一化合物、蓝色延迟荧光材料的第二化合物和/或蓝色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，EML1 1240可包含主体和其他蓝色掺杂剂。主体可包括第一化合物，其他蓝色掺杂剂可包括蓝色磷光材料、蓝色荧光材料和蓝色延迟荧光材料中的至少一种。
EML2 1340可包含具有化学式1至9的结构的主体的第一化合物、绿色延迟荧光材料的第二化合物和/或绿色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，EML2 1340可包含主体和其他绿色掺杂剂。主体可包括第一化合物，其他绿色掺杂剂可包括绿色磷光材料、绿色荧光材料和绿色延迟荧光材料中的至少一种。
EML3 1440可包含具有化学式1至9的结构的主体的第一化合物、红色延迟荧光材料的第二化合物和/或红色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，EML3 1440可包含主体和其他红色掺杂剂。主体可包括第一化合物，其他红色掺杂剂可包括红色磷光材料、红色荧光材料和红色色延迟荧光材料中的至少一种。
例如，EML1 1240、EML2 1340和EML3 1440各自包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，第一化合物的含量可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，激子能量可以从第二化合物有效地转移至第三化合物。作为一个实例，EML1 1240、EML2 1340和EML3 1440各自中的第一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。
OLED D7在第一至第三像素区域P1、P2和P3各自中发射白光，并且白光穿过相应地布置在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的滤色层1020(图14)。因此，OLED D7可以实现全色图像。
图16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16所示，OLED D8包括彼此相对的第一电极1110和第二电极1120，以及布置在第一电极1110和第二电极1120之间的发射层1120A。第一电极1110可以是阳极，第二电极1120可以是阴极。例如，第一电极1110可以是透射电极，第二电极1120可以是反射电极。
发射层1120A包括第一发射部1520(其包括EML1 1540)、第二发射部1620(其包括EML2 1640)和第三发射部1720(其包括EML3 1740)。另外，发射层1120A还包括布置在第一发射部1520和第二发射部1620之间的CGL1 1580，和布置在第二发射部1620和第三发射部1720之间的CGL2 1680。因此，第一发射部1520、CGL11580、第二发射部1620、CGL2 1680和第三发射部1720依次布置在第一电极1110上。
第一发射部1520还可包括布置在第一电极1110和EML1 1540之间的HTL11560、布置在第一电极1110和HTL1 1560之间的HIL 1550以及布置在EML1 1540和CGL1 1580之间的ETL1 1570中的至少一个。作为另选，第一发射部1520还可包括布置在HTL1 1560和EML11540之间的EBL1 1565和/或布置在EML1 1540和ETL1 1570之间的HBL1 1575。
第二发射部1620的EML2 1640包括下部EML 1642和上部EML 1644。下部EML 1642位于与第一电极1160相邻的位置，上部EML 1644位于与第二电极1130相邻的位置。另外，第二发射部1620还包括布置在CGL1 1580和EML2 1640之间的HTL2 1660、布置在EML2 1640和CGL2 1680之间的ETL2 1670中的至少一个。作为另选，第二发射部1620还可包括布置在HTL2 1660和EML2 1640之间的EBL2 1665和/或布置在EML2 1640和ETL2 1670之间的HBL21675。
第三发射部1720还可包括布置在CGL2 1680和EML3 1740之间的HTL3 1760、布置在EML3 1740和第二电极1130之间的ETL3 1770以及布置在ETL3 1770和第二电极1130之间的EIL 1780中的至少一个。作为另选，第三发射部1720还可包括布置在HTL3 1760和EML31740之间的EBL3 1765和/或布置在EML3 1740和ETL31770之间的HBL3 1775。
CGL1 1380布置在第一发射部1520和第二发射部1620之间。即，第一发射部1520和第二发射部1620通过CGL1 1580连接。CGL1 1580可以是PN结CGL，其连接N-CGL1 1582和P-CGL1 1584。N-CGL1 1582布置在ETL1 1570和HTL2 1660之间，P-CGL1 1584布置在N-CGL11582和HTL2 1560之间。
CGL2 1680布置在第二发射部1620和第三发射部1720之间。即，第二发射部1620和第三发射部1720通过CGL2 1680连接。CGL2 1680可以是PN结CGL，其连接N-CGL2 1682和P-CGL2 1684。N-CGL2 1682布置在ETL2 1570和HTL3 1760之间，P-CGL2 1684布置在N-CGL21682和HTL3 1760之间。在一个示例性方面中，N-CGL1 1582和N-CGL2 1682中的至少一个可包含具有化学式1至9的结构的有机化合物。
如下所述，EML1 1540、EML2 1640和EML3 1740中的至少一个可包含第一化合物、第二化合物和/或第三化合物。包含第一化合物、第二化合物和/或第三化合物的EML 1540、1640和1740可具有单层结构、双层结构或三层结构。
在该方面中，EML1 1540和EML3 1740各自可以是蓝色EML。在一个示例性方面中，EML1 1540和EML3 1740各自可包含主体的第一化合物、蓝色延迟荧光材料的第二化合物和/或蓝色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，EML1 1540和EML3 1740中的至少一个可包含主体和其他蓝色掺杂剂。主体可包括第一化合物，其他蓝色掺杂剂可包括蓝色磷光材料、蓝色荧光材料和蓝色延迟荧光材料。
EML1 1540中第一至第三化合物中的每一种可以与EML3 1740中第一至第三化合物中的每一种相同或不同。例如，在发光效率和/或发射波长方面，EML1 1540中的蓝色掺杂剂可以与EML3 1740中的蓝色掺杂剂不同。
在EML2 1640中的下部EML 1642和上部EML 1644中的一个可以是绿色EML，在EML21640中的下部EML 1642和上部EML 1644中的另一个可以是红色EML。依次布置绿色EML和红色EML以形成EML2 1640。
在一个示例性方面中，绿色EML的下部EML 1642可包含主体的第一化合物以及绿色延迟荧光材料的第二化合物和/或绿色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，绿色EML的下部EML 1642可包含主体和其他绿色掺杂剂。主体可包括第一化合物，绿色掺杂剂可包括绿色磷光材料、绿色荧光材料和绿色延迟荧光材料中的至少一种。
红色EML的上部EML 1644可包含主体的第一化合物和红色延迟荧光材料的第二化合物和/或红色荧光或磷光材料的第三化合物。作为另选，红色EML的下部EML1642可包含主体和其他红色掺杂剂。主体可包括第一化合物，红色掺杂剂可包括红色磷光材料、红色荧光材料和红色延迟荧光材料中的至少一种。
例如，EML1 1540、EML2 1640和EML3 1740中的每一个包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，第一化合物的含量可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，激子能量可以从第二化合物有效地转移至第三化合物。作为一个实例，EML1 1240、EML2 1340和EML3 1440各自中的第一至第三化合物的含量各自可分别为但不限于约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％。
OLED D8在第一至第三像素区域P1、P2和P3各自中发射白光，并且白光穿过相应地布置在第一至第三像素区域P1、P2和P3中的滤色层1020(图14)。因此，有机发光显示装置1000(图13)可实现全色图像。
在图16中，OLED D8具有包括第一至第三发射部1520、1620和1720的三堆叠结构，其包括EML1 1540和EML3 1740作为蓝色EML。作为另选，OLED D8可具有双堆叠结构，其中省略第一发射部1520和第三发射部1720(各自包括EML1 1540和EML3 1740作为蓝色EML)中的一个。
合成例1：化合物1-1的合成
(1)中间体A的合成
[反应式1-1]
在氮气气氛下将4-溴苯并[1,2-b:5,4-b’]二苯并呋喃(10g，40.65mmol)、碘(5.1g，20.32mmol)和碘化苯二乙酸酯(6.6g，20.32mmol)溶解在乙酸(150mL)和乙酸酐(150mL)的混合溶剂中，将三滴硫酸添加至溶液中，然后于室温搅拌溶液10小时。反应完成后，将乙酸乙酯添加至混合溶液中，然后用水洗涤混合溶液以分离有机层。将无水硫酸镁添加至有机层中并搅拌有机层，用硅胶垫过滤然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体A(产率：75％)。
(2)中间体B的合成
[反应式1-2]
将中间体A(8.4g，20.43mmol)、咔唑(2.2g，13.18mmol)、铜粉(2g，32.53mmol)和碳酸钾(3.6g，26.35mmol)溶解在二甲基乙酰胺(DMAc，70mL)中，然后在130℃搅拌溶液24小时。反应完成后，将溶液冷却至室温，并用硅胶垫过滤以除去铜粉。所得溶液用水洗涤以分离有机层，将无水硫酸镁添加至有机层中，然后搅拌有机层，用硅胶垫过滤并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体B(产率：64％)。
(3)化合物1-1的合成
[反应式1-3]
将中间体B(8.4g，20.43mmol)、二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(4.76g,22.47mmol)和四(三苯基膦)钯(0)(Pd(PPh3)4，2mol％)溶解在四氢呋喃(THF，50mL)中，将碳酸钾(40.86mmol)溶解在水(25mL)中，然后混合两种溶液。溶液在80℃搅拌12小时，终止反应。将溶液冷却至室温以使水与有机层分离。将无水硫酸镁添加至有机层中，搅拌有机层，用硅胶垫过滤，并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得化合物1-1(产率：54％)。
合成例2：化合物2-1的合成
(1)中间体C的合成
[反应式2-1]
在氮气气氛下将4-溴苯并[2,1-b:3,4-b’]二苯并呋喃(10g，40.65mmol)、碘(5.1g，20.32mmol)和碘化苯二乙酸酯(6.6g，20.32mmol)溶解在乙酸(150mL)和乙酸酐(150mL)的混合溶剂中，将三滴硫酸添加至溶液中，然后于室温搅拌溶液10小时。反应完成后，将乙酸乙酯添加至混合溶液中，然后用水洗涤混合溶液以分离有机层。将无水硫酸镁添加至有机层中并搅拌有机层，用硅胶垫过滤然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体C(产率：70％)。
(2)中间体D的合成
[反应式2-2]
将中间体C(9.8g，26.35mmol)、咔唑(2.2g，13.18mmol)、铜粉(2g，32.53mmol)和碳酸钾(3.6g，26.35mmol)溶解在DMAc(70mL)中，然后在130℃搅拌溶液24小时。反应完成后，将溶液冷却至室温，并用硅胶垫过滤以除去铜粉。所得溶液用水洗涤以分离有机层，将无水硫酸镁添加至有机层中，然后搅拌有机层，用硅胶垫过滤并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体D(产率：60％)。
(3)化合物2-1的合成
[反应式2-3]
将中间体D(8.4g,20.43mmol)、二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(4.76g，22.47mmol)和Pd(PPh3)4(2mol％)溶解在THF(50mL)中，将碳酸钾(40.86mmol)溶解在水(25mL)中，然后混合两种溶液。在80℃搅拌溶液12小时，终止反应。将溶液冷却至室温以使水与有机层分离。将无水硫酸镁添加至有机层中，搅拌有机层，用硅胶垫过滤并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得化合物2-1(产率：48％)。
合成例3：化合物3-1的合成
(1)中间体E的合成
[反应式3-1]
在氮气气氛下将4-溴苯并[1,2-b:4,3-b’]二苯并呋喃(10g，40.65mmol)、碘(5.1g，20.32mmol)和碘化苯二乙酸酯(6.6g，20.32mmol)溶解在乙酸(150mL)和乙酸酐(150mL)的混合溶剂中，将三滴硫酸添加至溶液中，然后搅拌溶液10小时。反应完成后，将乙酸乙酯添加至混合溶液中，然后用水洗涤混合溶液以分离有机层。将无水硫酸镁添加至有机层中并搅拌有机层，用硅胶垫过滤然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体E(产率：68％)。
(2)中间体F的合成
[反应式3-2]
将中间体E(9.8g，26.35mmol)、咔唑(2.2g，13.18mmol)、铜粉(2g，32.53mmol)和碳酸钾(3.6g，26.35mmol)溶解在DMAc(70mL)中，然后在130℃搅拌溶液24小时。反应完成后，将溶液冷却至室温，并用硅胶垫过滤以除去铜粉。所得溶液用水洗涤以分离有机层，将无水硫酸镁添加至有机层中，然后搅拌有机层，用硅胶垫过滤并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体F(产率：58％)。
(3)化合物3-1的合成
[反应式3-3]
将中间体F(8.4g，20.43mmol)、二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(4.76g，22.47mmol)和Pd(PPh3)4(2mol％)溶解在THF(50mL)中，将碳酸钾(40.86mmol)溶解在水(25mL)中，然后混合两种溶液。溶液在80℃搅拌12小时以终止反应。将溶液冷却至室温以使水与有机层分离。将无水硫酸镁添加至有机层中，搅拌有机层，用硅胶垫过滤，并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得化合物3-1(产率：41％)。
合成例4：化合物4-1的合成
(1)中间体G的合成
[反应式4-1]
在氮气气氛下将4-溴苯并[2,3-b:2’,3-3’]二苯并呋喃(10g，40.65mmol)、碘(5.1g，20.32mmol)和碘化苯二乙酸酯(6.6g，20.32mmol)溶解在乙酸(150mL)和乙酸酐(150mL)的混合溶剂中，将三滴硫酸添加至溶液中，然后搅拌溶液10小时。反应完成后，将乙酸乙酯添加至混合溶液中，然后用水洗涤混合溶液以分离有机层。将无水硫酸镁添加至有机层中并搅拌有机层，用硅胶垫过滤然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体G(产率：80％)。
(2)中间体H的合成
[反应式4-2]
将中间体G(9.8g,26.35mmol)、咔唑(2.2g，13.18mmol)、铜粉(2g，32.53mmol)和碳酸钾(3.6g，26.35mmol)溶解在DMAc(70mL)中，然后在130℃搅拌溶液24小时。反应完成后，将溶液冷却至室温，并用硅胶垫过滤以除去铜粉。所得溶液用水洗涤以分离有机层，将无水硫酸镁添加至有机层中，然后搅拌有机层，用硅胶垫过滤并在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得中间体H(产率：65％)。
(3)化合物4-1的合成
[反应式4-3]
将中间体H(8.4g，20.43mmol)、二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(4.76g，22.47mmol)和Pd(PPh3)4(2mol％)溶解在THF(50mL)中，将碳酸钾(40.86mmol)溶解在水(25mL)中，然后混合两种溶液。溶液在80℃搅拌12小时，终止反应。将溶液冷却至室温以使水与有机层分离。将无水硫酸镁添加至有机层中，搅拌有机层，用硅胶垫过滤，然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得化合物4-1(产率：50％)。
合成例：化合物1-17的合成
[反应式5]
将中间体B(8.4g，20.43mmol)、二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(5.12g，22.47mmol)和Pd(PPh3)4(2mol％)溶解在THF(50mL)中，将碳酸钾(40.86mmol)溶解在水(25mL)中，然后混合两种溶液。溶液在80℃搅拌12小时，终止反应。将溶液冷却至室温以使水与有机层分离。将无水硫酸镁添加至有机层中，搅拌有机层，用硅胶垫过滤，然后在减压下浓缩。所得粗产物用柱色谱进行纯化以获得化合物1-17(产率：54％)。
实验例1：能级的测量
模拟计算了化合物1-1、2-1、3-1和4-1各自的激发三重态能级(T1)、HOMO能级、LUMO能级和HOMO-LUMO能级间隙(Eg)。作为比较，提供了在下面的比较例中用作EML中的主体的mCBP的HOMO能级、LUMO能级和HOMO-LUMO能级间隙(Eg)。对于模拟测量，使用薛定谔程序(Optoelectronic Calculation)，结果通过近似计算进行评估，并在Fcuntion_B3LYP<Base set_MIDIX条件下执行。下表1显示了测量结果。
表1：有机化合物的能级模拟
| 化合物 | T<sub>1</sub>(eV) | HOMO(eV) | LUMO(eV) | E<sub>g</sub>(eV) |
| mCBP | 2.81 | -5.84 | -2.33 | 3.51 |
| 1-1 | 2.81 | -5.82 | -2.67 | 3.15 |
| 2-1 | 2.89 | -5.83 | -2.66 | 3.17 |
| 3-1 | 2.91 | -5.82 | -2.43 | 3.39 |
| 4-1 | 2.79 | -5.83 | -2.44 | 3.39 |
如表1所示，化合物1-1、2-1、3-1和4-1各自都显示出适用于发射层的T1、HOMO和LUMO能级。特别是，合成例1至4中合成的所有化合物均显示出很高的T1和较浅的LUMO能级，因此它们适合于EML中的主体、ETL和/或HBL。
实施例1(Ex.1)：OLED的制造
制备了化合物1-1应用于EML作为主体的OLED。用臭氧清洗ITO附着的玻璃基板，并将其装入蒸气系统，然后转移至真空沉积室，以便在基板上沉积其他层。在10-7托下按以下顺序将沉积速率设置为
通过加热舟蒸发来沉积有机层。
ITO(50nm)；HIL(HAT-CN；10nm)；HTL(NPBC，75nm)；EBL(mCBP，15nm)；EML(化合物1-1(主体):以下的延迟荧光材料(掺杂剂)＝60:40，以重量计；35nm)；HBL(B3PYMPM，10nm)；ETL(TPBi；20nm)；EIL(LiF；0.8nm)；和阴极(Al；100nm)。
然后在阴极上沉积封盖层(CPL)，用玻璃封装该装置。在沉积发射层和阴极后，将OLED从沉积室转移至干燥箱中以用于成膜，然后用UV固化环氧树脂和吸湿剂进行封装。
[延迟荧光材料]
实施例2-4(Ex.2-4)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于以化合物2-1(实施例2)、化合物3-1(实施例3)或化合物4-1(实施例4)代替化合物1-1作为主体应用于EML。
比较例(Ref.)：OLED的制造
使用与实施例1相同的材料制造OLED，不同之处在于以mCBP代替化合物1-1作为主体应用于EML。
实验例2：OLED的发光性能的测定
将发光面积为9mm2且由实施例1至4和比较例制造的每个OLED连接至外部电源，然后使用恒流源(KEITHLEY)和光度计PR650于室温评估所有二极管的发光性能。具体而言，在电流密度为10mA/cm2时，测量驱动电压(V)、电流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)、外量子效率(EQE，％)、CIE色坐标、最大电致发光波长(EL λmax，nm)和T95(从初始亮度到95％亮度的时间，小时)。其结果显示在下表2中。
表2：OLED的发光性能
| 样品 | V | cd/A | lm/W | EQE | CIE(x,y) | λ<sub>max</sub> | T<sub>95</sub> |
| 比较例 | 4.4 | 50.6 | 36.2 | 15.8 | (0.367,0.567) | 538 | 125 |
| 实施例1 | 3.8 | 50.7 | 46.5 | 17.2 | (0.377,0.582) | 540 | 290 |
| 实施例2 | 4.0 | 53.4 | 44.5 | 18.6 | (0.358,0.612) | 536 | 235 |
| 实施例3 | 4.0 | 54.6 | 45.0 | 18.9 | (0.381,0.571) | 538 | 245 |
| 实施例4 | 3.8 | 51.1 | 47.5 | 17.6 | (0.376,0.584) | 540 | 271 |
如表2所示，与比较例中的OLED(其中传统主体mCBP应用于EML)相比，实施例1至3中的OLED将其驱动电压降低了至多13.6％，电流效率、功率效率、EQE和发光寿命分别提高了至多7.9％、31.2％、19.6％和132.0％。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变化，前提是它们在所附权利要求的范围内。
Claims (23)
1.一种有机化合物，所述有机化合物具有以下化学式1的结构：
[化学式1]
其中，R1至R15各自独立地选自由氢、不具有取代基的或具有取代基的甲硅烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基氨基、不具有取代基的或具有取代基的C6-C30芳族基团以及不具有取代基的或具有取代基的C3-C30杂芳族基团组成的组，或者R1至R15中的两个相邻基团形成不具有取代基的或具有取代基的C6-C20芳环，或不具有取代基的或具有取代基的C3-C20杂芳环；X、Y和Z各自独立地为氧(O)或硫(S)。
2.如权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物具有以下化学式2的结构：
[化学式2]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
3.如权利要求2所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自：
4.如权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物具有以下化学式4的结构：
[化学式4]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
5.如权利要求4所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自：
6.如权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物具有以下化学式6的结构：
[化学式6]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
7.如权利要求6所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自：
8.如权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物具有以下化学式8的结构：
[化学式8]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
9.如权利要求8所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自：
10.一种有机发光二极管，所述有机发光二极管包括：
第一电极；
面向第一电极的第二电极；和
设置在第一电极和第二电极之间的发射材料层，
其中，所述发射材料层包含具有以下化学式1的结构的有机化合物：
[化学式1]
其中，R1至R15各自独立地选自由氢、不具有取代基的或具有取代基的甲硅烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基的或具有取代基的C1-C20烷基氨基、不具有取代基的或具有取代基的C6-C30芳族基团以及不具有取代基的或具有取代基的C3-C30杂芳族基团组成的组，或者R1至R15中的两个相邻基团形成不具有取代基的或具有取代基的C6-C20芳环，或不具有取代基的或具有取代基的C3-C20杂芳环；X、Y和Z各自独立地为氧(O)或硫(S)。
11.如权利要求10所述的有机发光二极管，其中，所述有机化合物具有以下化学式2的结构：
[化学式2]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
12.如权利要求10所述的有机发光二极管，其中，所述有机化合物具有以下化学式4的结构：
[化学式4]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
13.如权利要求10所述的有机发光二极管，其中，所述有机化合物具有以下化学式6的结构：
[化学式6]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
14.如权利要求10所述的有机发光二极管，其中，所述有机化合物具有以下化学式8的结构：
[化学式8]
其中，R1至R15、X、Y和Z各自与化学式1中定义的相同。
15.如权利要求10所述的有机发光二极管，其中，所述发射材料层包含第一化合物和第二化合物，并且第二化合物包括所述有机化合物。
16.如权利要求15所述的有机发光二极管，其中，第一化合物的激发三重态能级高于第二化合物的激发三重态能级。
17.如权利要求15所述的有机发光二极管，其中，所述发射材料层还包含第三化合物。
18.如权利要求17所述的有机发光二极管，其中，第三化合物的激发单重态能级低于第二化合物的激发单重态能级。
19.如权利要求15所述的有机发光二极管，其中，所述发射材料层包括：
设置在第一电极和第二电极之间的第一发射材料层，和
设置在第一电极和第一发射材料层之间或在第一发射材料层和第二电极之间的第二发射材料层，
其中，第一发射材料层包含第一化合物和第二化合物，并且
其中，第二发射材料层包含第四化合物和第五化合物。
20.如权利要求19所述的有机发光二极管，其中，第四化合物的激发三重态能级高于第二化合物的激发三重态能级，并且第五化合物的激发单重态能级低于第二化合物的激发单重态能级。
21.如权利要求19所述的有机发光二极管，其中，所述发射材料层还包括相对于第一发射材料层与第二发射材料层相反地设置的第三发射材料层，并且第三发射材料层包含第六化合物和第七化合物。
22.如权利要求21所述的有机发光二极管，其中，第六化合物的激发三重态能级高于第二化合物的激发三重态能级，并且第七化合物的激发单重态能级低于第二化合物的激发单重态能级。
23.一种有机发光装置，所述有机发光装置包括：
基板；和
在所述基板上的权利要求10所述的有机发光二极管。
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