DE102019132806B4 - Organische Leuchtdiode und damit versehene organische Lichtemissionsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Organische Leuchtdiode, die umfasst:eine erste Elektrode;eine zweite Elektrode, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander zugewandt sind; undmindestens eine Emissionseinheit,wobei die mindestens eine Emissionseinheit zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist und eine Emissionsmaterialschicht umfasst,wobei die Emissionsmaterialschicht eine erste Emissionsmaterialschicht mit einem ersten Wirt und einem ersten Dotierungsmaterial und eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht umfasst,wobei die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht zwischen der ersten Elektrode und der ersten Emissionsmaterialschicht angeordnet ist oder zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist,wobei die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht eine erste organische Verbindung umfasst,wobei jeweils ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts, undwobei das erste Dotierungsmaterial die erste organische Verbindung umfasst.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine organische Leuchtdiode und insbesondere auf eine organische Leuchtdiode mit einer verbesserten Leuchteffizienz und Lebensdauer und eine organische Lichtemissionsvorrichtung mit derselben.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Unter den flachen Anzeigevorrichtungen, die derzeit in großem Umfang verwendet werden, ersetzen organische Leuchtdioden (OLEDs) schnell Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LCDs). Wenn in der OLED elektrische Ladungen in eine Emissionsschicht zwischen einer Elektroneninjektionselektrode (d. h. Kathode) und einer Lochinjektionselektrode (d. h. Anode) injiziert werden, werden elektrische Ladungen kombiniert, so dass sie gepaart werden, und emittieren dann Licht, wenn die kombinierten elektrischen Ladungen verschwinden. US 2008 / 0 284 318 A1 betrifft eine organische Leuchtdiode (OLED)-Elektrolumineszenz(EL)-Vorrichtung, die eine Hybrid-Fluoreszenz/Phosphoreszenz-Struktur umfasst, wobei die blau fluoreszierende Emissionskomponente mit hoher Effizienz erzeugt wird, während gleichzeitig eine energetisch stärker begünstigte Diffusion von Triplett-Exzitonen aus der blauen Singulett-Emission zu den phosphoreszierenden emittierenden Bereichen ermöglicht wird, die wünschenswerte elektrolumineszierende Eigenschaften, wie hohe Leucht- und Leistungseffizienzen, bereitstellen können. KARUNATHILAKA, B. S. B. [et al.]: Supression of external quantum efficiency rolloff in organic light emitting diodes by scavenging triple excitons; In: Nat. Commun., Vol. 11, 2020, S. 4929 (1-9), bezieht sich auf eine Triplett-Scavenging-Strategie zur Überwindung der Auslöschung von strahlenden Singulett-Exzitonen durch langlebige Triplett-Exzitonen (Singulett-Triplett-Annihilation). DEATON, J. C.: The blue aluminum and gallium chelates for OLEDs; In: Inorganica Chimica Acta, Vol. 361, 2008, S. 1020-1035, bezieht sich auf die Optimierung von pentakoordinierten Al- und Ga-Komplexen des Typs ML2OR, wobei L ein 2-Methyl-8-Chinolinolat und OR ein einzähniger, anionischer O-Donor-Ligand ist, für eine robuste Verwendung in aufgedampften OLEDs. ZHAO, Z. [et al.]: Tetraphenylethene: a versatile AIE building block for the construction of efficient luminescent materials for organic light-emitting diodes; In: J. Mater. Chem., 2012, Vol. 22, S. 23726-23740, bezieht sich auf die Herstellung luminogener Materialien aus TPE und deren Anwendung in organischen Leuchtdioden.
  • Die OLED kann als Dünnfilm mit einer Dicke von weniger als 2000 Å ausgebildet sein und kann unidirektionale oder bidirektionale Bilder als Elektrodenkonfigurationen implementieren. Außerdem können OLEDs auf einem flexiblen transparenten Substrat wie z. B. einem Kunststoffsubstrat ausgebildet sein, so dass eine OLED leicht eine flexible oder faltbare Anzeige implementieren kann. Überdies kann die OLED mit einer niedrigeren Spannung von 10 V oder weniger angesteuert werden. Daneben weist die OLED einen relativ niedrigeren Leistungsverbrauch zum Ansteuern im Vergleich zu Plasmaanzeigefeldern und anorganischen Elektrolumineszenzvorrichtungen auf und die Farbreinheit der OLED ist sehr hoch.
  • Da nur Singulett-Exzitonen im üblichen Fluoreszenzmaterial gemäß dem Stand der Technik an dem Leuchtprozess beteiligt sein können, ist die Leuchteffizienz des üblichen Fluoreszenzmaterials gering. Dagegen zeigt das Phosphoreszenzmaterial des Standes der Technik, in dem Triplett-Exzitonen sowie Singulett-Exzitonen am Leuchtprozess teilnehmen, eine hohe Leuchteffizienz im Vergleich zum üblichen Fluoreszenzmaterial. Da jedoch ein Metallkomplex als repräsentatives Phosphoreszenzmaterial eine kurze Leuchtlebensdauer aufweist, waren seine kommerziellen Anwendungen begrenzt.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Folglich ist die vorliegende Offenbarung auf eine organische Leuchtdiode und eine organische Lichtemissionsvorrichtung mit der organischen Leuchtdiode gerichtet, die eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Begrenzungen und Nachteile des Standes der Technik verringern können.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine organische Leuchtdiode, die ihre Leuchteffizienz und ihre Leuchtlebensdauer verbessern kann, und eine organische Lichtemissionsvorrichtung mit der organischen Leuchtdiode zu schaffen.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die Ausführung der Offenbarung gelernt werden. Die Ziele und andere Vorteile der Offenbarung werden durch die Struktur verwirklicht und erreicht, auf die in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen hiervon sowie den beigefügten Zeichnungen speziell hingewiesen wird.
  • Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Offenbarung eine organische Leuchtdiode, die eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt sind; und mindestens eine Emissionseinheit, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist und eine Emissionsmaterialschicht umfasst, umfasst, wobei die Emissionsmaterialschicht eine erste Emissionsmaterialschicht mit einem ersten Wirt und einem ersten Dotierungsmaterial und eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht, die zwischen der ersten Elektrode und der ersten Emissionsmaterialschicht oder zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist, umfasst, wobei die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht eine erste organische Verbindung umfasst und wobei jeweils ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts.
  • Mit anderen Worten, es kann gesagt werden, dass jeweils ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts, wenn das Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als das Singulett-Niveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts und das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts. Mit anderen Worten, es kann gesagt werden, dass es ferner der Fall sein kann, dass sowohl das Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes als auch das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger sind als sowohl das Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes als auch das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts.
  • Gemäß einem anderen Aspekt schafft die vorliegende Offenbarung eine organische Lichtemissionsvorrichtung, die ein Substrat und eine OLED umfasst, die über dem Substrat angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben.
  • Selbstverständlich sind sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung Beispiele und sind erläuternd und sollen eine weitere Erläuterung der Offenbarung, wie beansprucht, schaffen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Offenbarung zu sorgen, sind in diese Patentbeschreibung eingegliedert und bilden einen Teil von dieser, stellen Implementierungen der Offenbarung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien von Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus eines Materials mit verzögerter Fluoreszenz darstellt.
    • 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß dem Stand der Technik darstellt.
    • 5 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 11 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 12 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 14 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 15 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 17 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 19 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nun wird im Einzelnen auf Aspekte der Offenbarung Bezug genommen, von der Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.
  • [Organische Lichtemissionsvorrichtung]
  • Eine organische Leuchtdiode der vorliegenden Offenbarung umfasst mindestens eine Exzitonen-Energiesteuerschicht, die eine organische Verbindung ohne Dotierung umfasst, die benachbart zu mindestens einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, um ihre Leuchteffizienz und Leuchtlebensdauer zu verbessern. Die organische Leuchtdiode der vorliegenden Offenbarung kann auf eine organische Lichtemissionsvorrichtung wie z. B. eine organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung und eine organische Lichtemissionsbeleuchtungsvorrichtung angewendet werden. Eine Anzeigevorrichtung mit der organischen Leuchtdiode wird erläutert. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer organischen Lichtemissionsanzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung. Alle Komponenten der organischen Lichtemissionsanzeigevorrichtung gemäß allen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind wirksam gekoppelt und konfiguriert.
  • Mit anderen Worten, es kann gesagt werden, dass zwei Elektroden einander zugewandt sind, wenn die Oberfläche von einer Elektrode, die am nächsten zur anderen Elektrode liegt, im Wesentlichen zueinander parallel sind und überlappen, so dass eine senkrechte Linie von der Oberfläche von einer der Elektroden durch die Oberfläche der anderen Elektrode verläuft.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 ein Substrat 102, einen Dünnfilmtransistor Tr auf dem Substrat 102 und eine organische Leuchtdiode 200, die mit dem Dünnfilmtransistor Tr verbunden ist.
  • Das Substrat 102 kann Glas, ein dünnes flexibles Material und/oder Polymerkunststoff umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Das flexible Material kann beispielsweise aus der Gruppe von Polyimid (PI), Polyethersulfon (PES), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC) und einer Kombination davon ausgewählt sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Das Substrat 102, über dem der Dünnfilmtransistor Tr und die organische Leuchtdiode 200 angeordnet sind, bildet ein Matrixsubstrat.
  • Eine Pufferschicht 104 kann über dem Substrat 102 angeordnet sein und der Dünnfilmtransistor Tr ist über der Pufferschicht 104 angeordnet. Die Pufferschicht 104 kann weggelassen werden.
  • Eine Halbleiterschicht 110 ist über der Pufferschicht 104 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Halbleiterschicht 110 Oxidhalbleitermaterialien umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In diesem Fall kann ein Lichtabschirmmuster unter der Halbleiterschicht 110 angeordnet sein und das Lichtabschirmmuster kann verhindern, dass Licht in Richtung der Halbleiterschicht 110 einfällt, und dadurch verhindern, dass die Halbleiterschicht 110 durch das Licht verschlechtert wird. Alternativ kann die Halbleiterschicht 110 polykristallines Silizium umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In diesem Fall können entgegengesetzte Kanten der Halbleiterschicht 110 mit Störstellen dotiert sein.
  • Eine Gate-Isolationsschicht 120, die aus einem Isolationsmaterial ausgebildet ist, ist auf der Halbleiterschicht 110 angeordnet. Die Gate-Isolationsschicht 120 kann ein anorganisches Isolationsmaterial wie z. B. Siliziumoxid (SiOx) oder Siliziumnitrid (SiNx) umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Eine Gate-Elektrode 130, die aus einem leitfähigen Material wie z. B. einem Metall besteht, ist über der Gate-Isolationsschicht 120 angeordnet, so dass sie einem Zentrum der Halbleiterschicht 110 entspricht. Obwohl die Gate-Isolationsschicht 120 über einer ganzen Fläche des Substrats 102 in 1 angeordnet ist, kann die Gate-Isolationsschicht 120 identisch wie die Gate-Elektrode 130 strukturiert sein.
  • Eine Zwischenschichtisolationsschicht 140, die aus einem Isolationsmaterial ausgebildet ist, ist auf der Gate-Elektrode 130 angeordnet, wobei sie eine ganze Oberfläche des Substrats 102 überdeckt. Die Zwischenschichtisolationsschicht 140 kann ein anorganisches Isolationsmaterial wie z. B. Siliziumoxid (Siliziumoxidx) oder Siliziumnitrid (SiNx) oder ein organisches Isolationsmaterial wie z. B. Benzocyclobuten oder Photoacryl umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die Zwischenschichtisolationsschicht 140 weist ein erstes und ein zweites Halbleiterschichtkontaktloch 142 und 144 auf, die beide Seiten der Halbleiterschicht 110 freilegen. Das erste. und das zweite Halbleiterschichtkontaktloch 142 und 144 sind über entgegengesetzten Seiten der Gate-Elektrode 130 mit einem Abstand von der Gate-Elektrode 130 angeordnet. Das erste und das zweite Halbleiterschichtkontaktloch 142 und 144 sind innerhalb der Gate-Isolationsschicht 120 in 1 ausgebildet. Alternativ sind das erste und das zweite Halbleiterschichtkontaktloch 142 und 144 nur unterhalb der Zwischenschichtisolationsschicht 140 ausgebildet, wenn die Gate-Isolationsschicht 120 identisch wie die Gate-Elektrode 130 strukturiert ist.
  • Eine Source-Elektrode 152 und eine Drain-Elektrode 154, die aus einem leitfähigen Material wie z. B. einem Metall ausgebildet sind, sind auf der Zwischenschichtisolationsschicht 140 angeordnet. Die Source-Elektrode 152 und die Drain-Elektrode 154 sind in Bezug auf die Gate-Elektrode 130 voneinander beabstandet und kontaktieren beide Seiten der Halbleiterschicht 110 durch das erste bzw. das zweite Halbleiterschichtkontaktloch 142 und 144.
  • Die Halbleiterschicht 110, die Gate-Elektrode 130, die Source-Elektrode 152 und die Drain-Elektrode 154 bilden den Dünnfilmtransistor Tr, der als Ansteuerelement wirkt. Der Dünnfilmtransistor Tr in 1 weist eine koplanare Struktur auf, in der die Gate-Elektrode 130, die Source-Elektrode 152 und die Drain-Elektrode 154 über der Halbleiterschicht 110 angeordnet sind. Alternativ kann der Dünnfilmtransistor Tr eine umgekehrte gestaffelte Struktur aufweisen, in der eine Gate-Elektrode unter einer Halbleiterschicht angeordnet ist und eine Source- und eine Drain-Elektrode über der Halbleiterschicht angeordnet sind. In diesem Fall kann die Halbleiterschicht amorphes Silizium umfassen.
  • In 1 können eine Gate-Leitung und eine Datenleitung, die einander kreuzen, um eine Pixelregion zu definieren, und ein Schaltelement, das mit der Gate-Leitung und der Datenleitung verbunden ist, ferner in der Pixelregion ausgebildet sein. Das Schaltelement ist mit dem Dünnfilmtransistor Tr verbunden, der ein Ansteuerelement ist. Daneben ist eine Leistungsleitung parallel von der Gate-Leitung oder der Datenleitung beabstandet und der Dünnfilmtransistor Tr kann ferner einen Speicherkondensator umfassen, der dazu konfiguriert ist, eine Spannung der Gate-Elektrode für einen Rahmen konstant aufrechtzuerhalten.
  • Außerdem kann die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 ein Farbfilter zum Absorbieren eines Teils des Lichts, das von der organischen Leuchtdiode 200 emittiert wird, umfassen. Das Farbfilter kann beispielsweise Licht mit einer spezifischen Wellenlänge wie z. B. Rot (R), Grün (G) oder Blau (B) absorbieren. in diesem Fall kann die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 Vollfarbe durch das Farbfilter implementieren.
  • Wenn beispielsweise die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 ein Unterseitenemissionstyp ist, kann das Farbfilter auf der Zwischenschichtisolationsschicht 140 entsprechend der organischen Leuchtdiode 200 angeordnet sein. Wenn die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 alternativ ein Oberseitenemissionstyp ist, kann das Farbfilter über der organischen Leuchtdiode 200, das heißt einer zweiten Elektrode 220, angeordnet sein.
  • Eine Passivierungsschicht 160 ist auf der Source- und der Drain-Elektrode 152 und 154 über dem ganzen Substrat 102 angeordnet. Die Passivierungsschicht 160 weist eine flache obere Oberfläche und ein Drain-Kontaktloch 162 auf, das die Drain-Elektrode 154 des Dünnfilmtransistors Tr freilegt. Obwohl das Drain-Kontaktloch 162 auf dem zweiten Halbleiterschichtkontaktloch 144 angeordnet ist, kann es vom zweiten Halbleiterschichtkontaktloch 144 beabstandet sein.
  • Die organische Leuchtdiode 200 umfasst eine erste Elektrode 210, die auf der Passivierungsschicht 160 angeordnet ist und mit der Drain-Elektrode 154 des Dünnfilmtransistors Tr verbunden ist. Die organische Leuchtdiode 200 umfasst ferner eine Emissionseinheit 230 als Emissionsschicht und eine zweite Elektrode 220, von denen jede sequentiell auf der ersten Elektrode 210 angeordnet ist.
  • Die erste Elektrode 210 ist in jeder Pixelregion angeordnet. Die erste Elektrode 210 kann eine Anode sein und ein leitfähiges Material mit einem relativ hohen Arbeitsfunktionswert umfassen. Die erste Elektrode 210 kann beispielsweise ein transparentes leitfähiges Material, wie z. B. Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Indiumzinnzinkoxid (ITZO), Zinnoxid (SnO), Zinkoxid (ZnO), Indiumceroxid (ICO), mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) und dergleichen, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung 100 ein Oberseitenemissionstyp ist, eine Reflexionselektrode oder eine Reflexionsschicht unter der ersten Elektrode 210 angeordnet sein. Die Reflexionselektrode oder die Reflexionsschicht kann beispielsweise eine Aluminium-Palladium-Kupfer-Legierung (APC-Legierung) umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Außerdem ist eine Bankschicht 170 auf der Passivierungsschicht 160 angeordnet, um Kanten der ersten Elektrode 210 zu bedecken. Die Bankschicht 170 legt ein Zentrum der ersten Elektrode 210 frei.
  • Eine Emissionseinheit 230 ist auf der ersten Elektrode 210 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Emissionseinheit 230 eine einschichtige Struktur einer Emissionsmaterialschicht aufweisen. Als Beispiel kann die Emissionsmaterialschicht mindestens eine Emissionsmaterialschicht mit einem Wirt und einem Dotierungsmaterial und mindestens eine Exzitonen-Energiesteuerschicht, die benachbart zu der mindestens einen Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, umfassen.
  • Alternativ kann die Emissionseinheit 230 eine mehrschichtige Struktur einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronensperrschicht, einer Emissionsmaterialschicht, einer Lochsperrschicht, einer Elektronentransportschicht und/oder einer Elektroneninjektionsschicht umfassen (siehe 2, 6, 8, 11, 13, 15, 17 und 19). In einer Ausführungsform kann die organische Leuchtdiode 200 eine Emissionseinheit 230 aufweisen. Alternativ kann die organische Leuchtdiode 200 mehrere Emissionseinheiten 230 aufweisen, um eine Tandemstruktur zu bilden.
  • Die zweite Elektrode 220 ist über dem Substrat 102 angeordnet, über dem die Emissionseinheit 230 angeordnet ist. Die zweite Elektrode 220 kann über einer ganzen Anzeigefläche angeordnet sein und kann ein leitfähiges Material mit einem relativ niedrigen Arbeitsfunktionswert im Vergleich zur ersten Elektrode 210 umfassen. Die zweite Elektrode 220 kann eine Kathode sein. Die zweite Elektrode 220 kann beispielsweise Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Silber (Ag), eine Legierung davon oder eine Kombination davon wie z. B. eine Aluminium-Magnesium-Legierung (Al-Mg), umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Außerdem kann ein Einkapselungsfilm 180 über der zweiten Elektrode 220 angeordnet sein, um zu verhindern, dass äußere Feuchtigkeit in die organische Leuchtdiode 200 eindringt. Der Einkapselungsfilm 180 kann eine laminierte Struktur eines ersten anorganischen Isolationsfilms 182, eines organischen Isolationsfilms 184 und eines zweiten anorganischen Isolationsfilms 186 aufweisen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • [Organische Leuchtdiode]
  • Eine organische Leuchtdiode der vorliegenden Offenbarung führt mindestens eine Exzitonen-Energiesteuerschicht ein, die eine organische Verbindung umfasst oder daraus besteht, die benachbart zu mindestens einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, so dass die OLED ihre Leuchteffizienz verbessern und ihre Leuchtlebensdauer maximieren kann. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 2 dargestellt, umfasst die organische Leuchtdiode (OLED) 300 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 310 und 320, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 330 als Emissionsschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 310 und 320 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 330 eine Lochinjektionsschicht HIL 340, eine Lochtransportschicht HTL 350, eine Emissionsmaterialschicht EML 360, eine Elektronentransportschicht ETL 370 und eine Elektroneninjektionsschicht EIL 380, von denen jede sequentiell von der ersten Elektrode 310 laminiert ist. Alternativ kann die Emissionseinheit 330 ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine Elektronensperrschicht (EBL) 355, die zwischen der HTL 350 und der EML 360 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine Lochsperrschicht (HBL) 375, die zwischen der EML 360 und der ETL 370 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste Elektrode 310 kann eine Anode sein, die ein Loch in die EML 360 liefert. Die erste Elektrode 310 kann ein leitfähiges Material mit einem relativ hohen Arbeitsfunktionswert, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO), umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Elektrode 310 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die zweite Elektrode 320 kann eine Kathode sein, die ein Elektron in die EML 360 liefert. Die zweite Elektrode 320 kann ein leitfähiges Material mit relativ niedrigen Arbeitsfunktionswerten, d. h. ein stark reflektierendes Material wie z. B. Al, Mg, Ca, Ag, eine Legierung davon, eine Kombination davon und dergleichen, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann jede der ersten und der zweiten Elektrode 310 und 320 mit einer Dicke von etwa 30 bis etwa 300 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die HIL 340 ist zwischen der ersten Elektrode 310 und der HTL 350 angeordnet und verbessert eine Grenzflächeneigenschaft zwischen der anorganischen ersten Elektrode 310 und der organischen HTL 350. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die HIL 340 4,4'4"-Tris(3-methylphenylamino)triphenylamin (MTDATA), 4,4',4"-Tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamin (NATA), 4,4',4"-Tris(N-(naphthalin-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamin (1T-NATA), 4,4',4"-Tris(N-(naphthalin-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamin (2T-NATA), Kupferphthalocyanin (CuPc), Tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amin (TCTA), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamin (NPB; NPD), 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenhexacarbonitril (Dipyrazino[2,3-f:2'3'-h]chinoxalin-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitril; HAT-CN), 1,3,5-Tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzol (TDAPB), Poly(3,4-ethylendioxythiphen)polystyrolsulfonat (PEDOT/PSS) und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die HIL 340 kann gemäß einer Struktur der OLED 300 weggelassen werden. Von diesen Verbindungen ist HAT-CN in der HIL 340 bevorzugt.
  • Die HTL 350 ist benachbart zur EML 360 zwischen der ersten Elektrode 310 und der EML 360 angeordnet. In einer Beispielausführungsform kann die HTL 350 N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TPD), NPB, 4,4'-Bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (CBP), Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin] (Poly-TPD), Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamin))] (TFB), Di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexan (TAPC), 3,5-Di(9H-carbazol-9-yl)-N,N-diphenylanilin (DCDPA), N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Von diesen Verbindungen ist NPB in der HTL 350 bevorzugt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jede der HIL 340 und der HTL 350 mit einer Dicke von etwa 5 bis etwa 200 nm und vorzugsweise etwa 5 bis etwa 100 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die EML 360 umfasst eine erste Emissionsmaterialschicht (EML1) 362 und eine Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) 390, die benachbart zur EML1 362 angeordnet ist. Die EML1 362 umfasst einen Wirt und ein Dotierungsmaterial. Die EEL 390 kann zwischen der EBL 355 und der EML1 362 oder zwischen der EML1 362 und der HBL 375 angeordnet sein. Die EEL 390 umfasst eine organische Verbindung mit einem vorbestimmten Energieniveau. Als Beispiel besteht die EEL 390 aus der organischen Verbindung. Die Konfiguration und die Energieniveaus der EML 360, einschließlich der EEL 390, werden nachstehend genauer erläutert.
  • Die ETL 370 und die EIL 380 sind sequentiell zwischen der EML 360 und der zweiten Elektrode 320 laminiert. Die ETL 370 kann ein Material mit einer hohen Elektronenmobilität umfassen, um Elektronen stabil mit der EML 360 durch schnellen Elektronentransport bereitzustellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die ETL 370 Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis, Verbindungen auf Triazin-Basis und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Als Beispiel kann die ETL 370 Tris-(8-hydroxychinolinaluminium) (Alq3), 2-Biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (PBD), Spiro-PBD, Lithiumchinolat (Liq), 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzol (TPBi), Bis(2-methyl-8-chinolinolato-N1,O8)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminium (BAlq), 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin (Bphen), 2,9-Bis(naphthalin-2-yl)4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (NBphen), 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP), 3-(4-Biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazol (TAZ), 4-(Naphthalin-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol (NTAZ), 1,3,5-Tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzol (TpPyPB), 2,4,6-Tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)1,3,5-triazin (TmPPPyTz), Poly[9,9-bis(3'-(N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-propyl)-2,7-fluoren]-alt-2,7-(9,9-dioctylfluoren)] (PFNBr), Tris(phenylchinoxalin) (TPQ), Diphenyl-4-triphenylsilyl-phenylphosphinoxid (TSPO1) und/oder 2-[4-(9,10-di-2-Naphthalinyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.. Von diesen Verbindungen ist 2-[4-(9,10-Di-2-naphthalinyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol in der ETL 370 bevorzugt.
  • Die EIL 380 ist zwischen der zweiten Elektrode 320 und der ETL 370 angeordnet und kann die physikalischen Eigenschaften der zweiten Elektrode 320 verbessern und kann daher die Lebensdauer der OLED 300 verbessern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 380 ein Alkalihalogenid wie z. B. LiF, CsF, NaF, BaF2 und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie z. B. Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Als Beispiel kann jede der ETL 370 und der EIL 380 mit einer Dicke von etwa 10 bis etwa 200 nm und vorzugsweise etwa 10 bis etwa 100 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn Löcher zur zweiten Elektrode 320 über die EML 360 übertragen werden und/oder Elektronen zur ersten Elektrode 310 über die EML 360 übertragen werden, können die Leuchtlebensdauer und die Leuchteffizienz der OLED 300 verringert werden. Um diese Phänomene zu verhindern, weist die OLED 300 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mindestens eine Exzitonen-Sperrschicht auf, die benachbart zur EML 360 angeordnet ist.
  • Die OLED 300 der beispielhaften Ausführungsform umfasst beispielsweise die EBL 355 zwischen der HTL 350 und der EML 360, um Elektronenübertragungen zu steuern und zu verhindern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EBL 355 TCTA, Tris[4-(diethylamino)phenyl]amin, N-(Biphneyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carba-zol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin, TAPC, MTDATA, 1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzol (mCP), 3,3'-Bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (mCBP), CuPc, N,N'-Bis[4-(bis(3-methylphenyl)amino)phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DNTPD), TDAPB, DCDPA, 2,8-Bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)dibenzo[b,d]thiophen und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-phenyl-carbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Von diesen Verbindungen ist TCTA in der EBL 355 bevorzugt.
  • Außerdem umfasst die OLED 300 ferner die HBL 375 als zweite Exzitonen-Sperrschicht zwischen der EML 360 und der ETL 370, so dass Löcher nicht von der EML 360 zur ETL 370 übertragen werden können. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die HBL 375 Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis und Verbindungen auf Triazin-Basis umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die HBL 375 kann beispielsweise eine Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Energieniveau im Vergleich zum Emissionsmaterial in der EML 360 umfassen. Die HBL 375 kann BCP, BAlq, Alq3, PBD, Spiro-PBD, Liq, Bis-4,5-(3,5-di-3-pyridylphenyl)-2-methylpyrimidin (B3PYMPM), DPEPO, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol, TSPO1 und Kombinationen davon umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wie schematisch vorstehend beschrieben, umfasst die EML 360 in der OLED 300 die EML1 362 mit dem Wirt und dem Dotierungsmaterial und die EEL 390 mit einer organischen Verbindung und ist benachbart zur EML1 362 angeordnet. Wie hier verwendet, wird eine organische Verbindung, die in den EELs ohne Dotierung verwendet wird, als „organische Verbindungen“ oder „Exzitonen-Dotierungsmaterial (ED)“ bezeichnet, um das Dotierungsmaterial zu unterscheiden, das zusammen mit dem Wirt verwendet wird.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des Dotierungsmaterials in der EML1 362 und der organischen Verbindung in der EEL 390 jeweils ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein. Da die EML 360 das Material mit verzögerter Fluoreszenz als Dotierungsmaterial und die organische Verbindung umfasst, kann die OLED 300 ihre Leuchteffizienz verbessern, ihre Ansteuerspannung senken und ihre Leuchtlebensdauer verbessein.
  • Eine organische Leuchtdiode (OLED) emittiert Licht, wenn Löcher, die von der Anode injiziert werden, und Elektronen, die von der Kathode injiziert werden, kombiniert werden, um Exzitonen in der EML zu bilden, und dann kehren instabile Exzitonen im angeregten Zustand auf einen stabilen Grundzustand zurück. Wenn Elektronen auf Löcher treffen, um ein Exziton zu bilden, werden theoretisch ein Singulett-Exziton eines gepaarten Spin und ein Triplett-Exziton eines ungepaarten Spin in einem Verhältnis von 1:3 durch Spin-Anordnungen erzeugt. Nur das Singulett-Exziton unter den Exzitonen kann am Emissionsprozess im Fall von Fluoreszenzmaterialien beteiligt sein. Folglich kann die OLED eine Leuchteffizienz von maximal 5 % im Fall der Verwendung des üblichen Fluoreszenzmaterials aufzeigen.
  • Dagegen verwenden Phosphoreszenzmaterialien einen unterschiedlichen Leuchtmechanismus zum Umwandeln von sowohl Singulett-Exzitonen als auch eines Triplett-Exzitons in Licht. Die Phosphoreszenzmaterialien können Singulett-Exzitonen in Triplett-Exzitonen durch eine Intersystemkreuzung (ISC) umwandeln. Daher ist es möglich, die Leuchteffizienz im Fall der Anwendung der Phosphoreszenzmaterialien, die sowohl die Singulett-Exzitonen als auch die Triplett-Exzitonen während des Leuchtprozesses verwenden, im Vergleich zu den Fluoreszenzmaterialien zu verbessern. Blaue Phosphoreszenzmaterialien zeigen jedoch eine zu geringe Farbreinheit zur Anwendung auf die Anzeigevorrichtung auf und zeigen eine sehr kurze Leuchtlebensdauer auf und daher wurden sie in kommerziellen Anzeigevorrichtungen nicht verwendet.
  • Ein Material mit verzögerter Fluoreszenz, das die von den Fluoreszenzdotierungsmaterialien des Standes der Technik und den Phosphoreszenzdotierungsmaterialien begleitenden Begrenzungen lösen kann, wurde in letzter Zeit entwickelt. Ein repräsentatives Material mit verzögerter Fluoreszenz ist ein Material mit thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz (TADF). Da das Material mit verzögerter Fluoreszenz im Allgemeinen sowohl einen Elektronendonoranteil als auch einen Elektronenakzeptoranteil innerhalb seiner Molekülstruktur aufweist, kann es in einen Zustand mit intramolekularer Ladungsübertragung (ICT) umgewandelt werden. Im Fall der Verwendung des Materials mit verzögerter Fluoreszenz als Dotierungsmaterial ist es möglich, sowohl die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 als auch die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 während des Emissionsprozesses zu verwenden.
  • Der Leuchtmechanismus des Materials mit verzögerter Fluoreszenz wird mit Bezug auf 3 erläutert, die ein schematisches Diagramm ist, das einen Leuchtmechanismus des Materials mit verzögerter Fluoreszenz in einer EML gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 3 dargestellt, emittiert das Exziton des Singulett-Energieniveaus S1 TD Licht als Fluoreszenz. Das Exziton des Triplett-Energieniveaus T1 TD ist ein CT-Zustand, der in einen Zwischenenergieniveauzustand, d. h. ICT-Zustand, umgewandelt werden kann. Da der ICT-Zustand sowohl Singulett- als auch Triplett-Charakteristiken aufweist, kann das Triplett-Exziton im ICT-Zustand in ein Singulett-Exziton durch eine Umkehrintersystemkreuzung (RISC) umgewandelt werden und dann kann das umgewandelte Singulett-Exziton auf einen Grundzustand S0 überführt werden. Da die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 TD sowie die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD im Material mit verzögerter Fluoreszenz am Emissionsprozess beteiligt sind, kann das Material mit verzögerter Fluoreszenz die Leuchteffizienz wie z. B. die interne Quanteneffizienz verbessern.
  • Da sowohl das HOMO als auch das LUMO über das ganze Molekül innerhalb des Fluoreszenzmaterials des Standes der Technik weit verteilt sind, ist es nicht möglich, zwischen dem Singulett-Energieniveau und dem Triplett-Energieniveau in diesem dazwischen umzuwandeln (Auswahlregel). Da im Gegenteil das Material mit verzögerter Fluoreszenz, das in den ICT-Zustand umgewandelt werden kann, wenig Orbitalüberlappungen zwischen HOMO und LUMO aufweist, besteht wenig Wechselwirkung zwischen dem HOMO-Zustands-Molekülorbital und dem LUMO-Zustands-Molekülorbital in dem Zustand, in dem ein Dipolmoment innerhalb des Materials mit verzögerter Fluoreszenz polarisiert ist. Folglich haben die Änderungen der Spin-Zustände von Elektronen keinen Einfluss auf andere Elektronen und ein neues Ladungsübertragungsband (CT-Band), das nicht der Auswahlregel folgt, wird im Material mit verzögerter Fluoreszenz gebildet.
  • Mit anderen Worten, da das Material mit verzögerter Fluoreszenz den Elektronenakzeptoranteil aufweist, der vom Elektronendonoranteil innerhalb des Moleküls beabstandet ist, existiert es als polarisierter Zustand mit einem großen Dipolmoment innerhalb des Moleküls. Da die Wechselwirkung zwischen dem HOMO-Molekülorbital und LUMO-Molekülorbital in dem Zustand gering wird, in dem das Dipolmoment polarisiert ist, können sowohl die Triplett-Energieniveau-Exzitonen als auch die Singulett-Energieniveau-Exzitonen in den ICT-Zustand umgewandelt werden. Folglich können die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 sowie die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 am Emissionsprozess beteiligt sein.
  • Im Fall der Ansteuerung der Diode, die das Material mit verzögerter Fluoreszenz umfasst, werden 25 % Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 TD und 75 % Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD in den ICT-Zustand durch Wärme oder ein elektrisches Feld umgewandelt und die umgewandelten Exzitonen gehen dann in den Grundzustand S0 mit Lumineszenz über. Daher kann das Material mit verzögerter Fluoreszenz in der Theorie eine interne Quanteneffizienz von 100 % aufweisen.
  • Das Material mit verzögerter Fluoreszenz muss eine Energieniveaubandlücke ΔEST TD gleich oder geringer als etwa 0,3 eV, beispielsweise von etwa 0,05 bis etwa 0,3 eV, zwischen dem Singulett-Energieniveau S1 TD und dem Triplett-Energieniveau T1 TD aufweisen, so dass die Exzitonen-Energie sowohl im Singulett-Energieniveau als auch im Triplett-Energieniveau in den ICT-Zustand überführt werden kann. Das Material mit wenig Energieniveaubandlücke zwischen dem Singulett-Energieniveau S1 TD und dem Triplett-Energieniveau T1 TD kann eine übliche Fluoreszenz, bei der die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 TD auf den Grundzustand S0 fallen können, sowie eine verzögerte Fluoreszenz mit Umkehrintersystemkreuzung (RISC), bei der die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD aufwärts zu den Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 TD überführt werden können, aufzeigen, und dann kann das Exziton des Singulett-Energieniveaus S1 TD, das vom Triplett-Energieniveau T1 TD überführt wurde, auf den Grundzustand S0 überführt werden.
  • Das Material mit verzögerter Fluoreszenz kann eine identische Quanteneffizienz wie das Phosphoreszenzmaterial des Standes der Technik mit Schwermetall verwirklichen, da das Material mit verzögerter Fluoreszenz in der Theorie eine Leuchteffizienz bis zu 100 % erhalten kann. Wenn jedoch die EML nur den Wirt und das Material mit verzögerter Fluoreszenz umfasst, können die folgenden Nachteile bestehen. 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß dem Stand der Technik darstellt.
  • Wie in 4 dargestellt, wird jeweils die Exziton-Energie auf einem Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und die Exziton-Energie auf einem Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts auf ein Singulett-Energieniveaus S1 TD des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveaus T1 TD des angeregten Zustandes des Materials mit verzögerter Fluoreszenz in derselben EML durch einen Dexter-Energieübertragungsmechanismus überführt, der die Exziton-Energien in Abhängigkeit von Wellenfunktionsüberlappungen unter benachbarten Molekülen durch Intermolekularelektronenaustauschvorgänge bzw. Exziton-Diffusionen überträgt. Die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials als Material mit verzögerter Fluoreszenz wird in das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt und dann wird die umgewandelte Exzitonen-Energie auf dem Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes auf den Grundzustand als verzögerte Fluoreszenz überführt.
  • Die Rate der Umwandlung der Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 TD auf das Singulett-Energieniveau S1 TD durch RISC ist jedoch relativ langsam im Vergleich zur Rate der Überführung der Exzitonen-Energie vom Singulett- und Triplett-Energieniveau S1 H und T1 H des angeregten Zustandes des Wirts auf das Singulett- und Triplett-Energieniveau S1 TD und T1 TD des angeregten Zustandes des Materials mit verzögerter Fluoreszenz. Folglich wird ein Teil der Exzitonen-Energie auf dem Singulett- und Triplett-Energieniveau S1 H und T1 H des angeregten Zustandes des Wirts nicht zum Material mit verzögerter Fluoreszenz übertragen. In diesem Fall tritt ein Exziton-Löschen aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Wirts-Exzitonen, die am Wirt akkumuliert sind, ohne zu den Materialien mit verzögerter Fluoreszenz übertragen zu werden, und dem peripheren Polaron auf und die Lebensdauer einer OLED wird durch Elektrooxidation und Photooxidation verkürzt.
  • Dagegen führt die OLED 300 die Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) ein, um ihre Leuchteffizienz und ihre Leuchtlebensdauer zu verbessern. 5 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Der Wirt zum Implementieren einer verzögerten Fluoreszenz sollte vorbestimmte Energieniveaus aufweisen, so dass das Triplett-Exziton am Dotierungsmaterial am Leuchtprozess ohne Löschen als Nicht-Emission beteiligt sein kann. Jeweils ein Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts in der EML1 362 sollte höher sein als ein Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials (T-Dotierungsmaterials) als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Als Beispiel kann das Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als das Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials.
  • Als Beispiel können, wenn jeweils das Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts genügend höher ist als das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials, das ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein kann, die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S1 TD des Dotierungsmaterials umgekehrt auf das Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes des Wirts überführt werden oder die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD des Dotierungsmaterials können umgekehrt auf das Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts überführt werden.
  • Wenn die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD des Dotierungsmaterials umgekehrt auf das Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts überführt werden können, der keine Triplett-Exzitonen-Energie verwenden kann, können die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD des Dotierungsmaterials als Nicht-Emission gelöscht werden und die Triplett-Zustands-Exzitonen des Dotierungsmaterials können nicht an der Emission beteiligt sein. Als Beispiel kann der Wirt ein Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes gleich oder mehr als etwa 2,9 eV und ein Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes gleich oder mehr als etwa 2,8 eV aufweisen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Das Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz kann dagegen ein Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes zwischen etwa 2,4 und etwa 2,7 eV und ein Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes zwischen etwa 1,8 und etwa 2,2 eV aufweisen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Eine Energieniveaubandlücke ΔEST TD zwischen dem Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes und dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials, das die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, kann gleich oder geringer als etwa 0,3 eV, beispielsweise zwischen etwa 0,05 und etwa 0,3 eV sein (siehe 3).
  • Außerdem ist es erforderlich, HOMO-Energieniveaus und LUMO-Energieniveaus des Wirts und des Dotierungsmaterials geeignet einzustellen, das das Fluoreszenzmaterial sein kann. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOTD|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV beispielsweise, zwischen etwa 0,1 eV und etwa 0,5 eV, sein kann. In diesem Fall können die Ladungen effizient vom Wirt zum Dotierungsmaterial transportiert werden, und dadurch wird eine letztliche Leuchteffizienz verbessert.
  • Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (EgH) zwischen dem HOMO-Energieniveau (HOMOH) und dem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts größer sein als eine Energieniveaubandlücke (EgTD) zwischen dem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) und dem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des Dotierungsmaterials. Als Beispiel ist das HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts tiefer oder niedriger als das HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des Dotierungsmaterials und das LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts ist flacher oder höher als das LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des Dotierungsmaterials.
  • Da die Rate der Umwandlung eines Triplett-Exzitons in ein Singulett-Exziton im Dotierungsmaterial durch den RISC-Mechanismus im Vergleich zur Rate der Überführung der Exzitonen-Energie vom Wirt zum Dotierungsmaterial langsam ist, kann ein Teil der Exzitonen-Energie des Wirts am Wirt ohne Übertragung auf das Dotierungsmaterial akkumuliert werden, wie vorstehend beschrieben. Die EEL 390 mit der organischen Verbindung ist jedoch benachbart zur EML1 362 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet, um zu verhindern, dass die Exzitonen-Energie gelöscht wird.
  • Ein Teil der Exzitonen-Energie, die auf dem Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und dem Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts akkumuliert ist, ohne zum Dotierungsmaterial in der EML 362 übertragen zu werden, kann auf ein Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung in der EEL 390, die benachbart zur EML1 362 angeordnet ist, durch einen FRET-Mechanismus (Forster-Resonanzenergieübertragungsmechanismus) überführt werden, der Energie nicht radial durch elektrische Felder durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen überträgt. Da ein Teil der Exzitonen-Energie des Wirts, die nicht zum Dotierungsmaterial übertragen wird, zur organischen Verbindung übertragen wird, wird Exzitonen-Energie des Wirts, ohne zum Dotierungsmaterial übertragen zu werden, nicht am Wirt akkumuliert. Folglich kann das Exzitonen-Löschen, das durch eine Wechselwirkung zwischen den akkumulierten Wirts-Exzitonen und dem peripheren Polaron verursacht wird, minimiert werden und die Lebensdauerverringerung der OLED 300 infolge der Elektrooxidation und der Photooxidation im Verlauf des Exzitonen-Löschens kann verhindert werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die organische Verbindung in der EEL 390 ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein, um Exzitonen-Energien vom Wirt zu empfangen. In diesem Fall kann die organische Verbindung die Triplett-Exzitonen-Energie sowie die Singulett-Exzitonen-Energie, die vom Wirt übertragen wird, verwenden, so dass die EML 360 ihre Leuchteffizienz verbessern kann. In einer beispielhaften Ausführungsform ist jedes des Singulett-Energieniveaus S1 ED des angeregten Zustandes und des Triplett-Energieniveaus T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung niedriger als jedes des Singulett-Energieniveaus S1 H des angeregten Zustandes bzw. des Triplett-Energieniveaus T1 H des angeregten Zustandes des Wirts.
  • Wenn jedes des Singulett-Energieniveaus S1 H des angeregten Zustandes und des Triplett-Energieniveaus T1 H des angeregten Zustandes des Wirts nicht genügend höher ist als jedes des Singulett-Energieniveaus S1 ED des angeregten Zustandes und des Triplett-Energieniveaus T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung (erstes Exziton-Dotierungsmaterial), die ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein kann, können die Exzitonen, des Singulett- und des Triplett-Energieniveaus S1 ED und T1 ED der organischen Verbindung umgekehrt auf das Singulett- und das Triplett-Energieniveau S1 H und T1 H des Wirts überführt werden.
  • Überdies kann es erforderlich sein, die HOMO- und LUMO-Energieniveaus des Wirts und der organischen Verbindung einzustellen, um zu verhindern, dass Löcher und/oder Elektronen in der EML1 362 und der EEL 390 eingefangen werden. Als Beispiel ist es bevorzugt, dass eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOED) der organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOED) der organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV, beispielsweise zwischen etwa 0,01 eV und etwa 0,2 eV, sein kann.
  • Die Exzitonen-Energie des Wirts in der EML1 362 sollte effizient auf die organische Verbindung in der EEL 390 übertragen werden, die benachbart zur EML1 362 angeordnet ist. Als Beispiel kann die EEL 390 mit einer Dicke von etwa 1 bis etwa 10 nm und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 nm, laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die organische Verbindung eine organische Verbindung sein, die Licht ohne Dotierungsbehandlung emittieren kann. Als Beispiel einer Selbstlumineszenz ohne Dotierung kann ein Material, das eine durch Aggregation induzierte Emission (AIE) implementieren kann, als organische Verbindung verwendet werden. Als Beispiel kann die organische Verbindung eine organische Verbindung mit der folgenden Vinylen-Arylen-Struktur der chemischen Formel 1 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt:
    Figure DE102019132806B4_0001
  • In der chemischen Formel 1 ist jedes von R1 bis R3 unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine C5~C30-Aryl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, einer Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1~C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, oder eine C4~C30-Heteroaryl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1~C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist. R4 ist Protium, Deuterium, Tritium oder eine Phenyl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1~C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist.
  • Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „unsubstituiert“, dass das Wasserstoffatom gebunden ist und in diesem Fall das Wasserstoffatom ein Protium, Deuterium und Tritium umfasst.
  • Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „Hetero“, der in „aromatischer Heteroring“, „aromatische Hetero-Gruppe“, „alicyclischer Heteroring“, „cyclische Hetero-Alkyl-Gruppe“, Heteroaryl-Gruppe", Heteroaralkyl-Gruppe", „Heteroaryloxy-Gruppe“, „Heteroarylamino-Gruppe“, „Heteroarylen-Gruppe“, „Heteroaralkylen-Gruppe“, „Heteroaryloxylen-Gruppe“ und dergleichen beschrieben ist, dass mindestens ein Kohlenstoffatom, beispielsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome, die solche aromatische oder alicyclische Ringe bilden, mit mindestens einem Heteroatom substituiert sind, das aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus N, O, S und einer Kombination davon besteht.
  • Als Beispiel kann die C5~C30-Alkyl-Gruppe, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bildet oder mit der R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, eine unfusionierte oder fusionierte Aryl-Gruppe sein, wie z. B. Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Pentalenyl, Indenyl, Indeno-indenyl, Heptaleneyl, Biphenylenyl, Indacenyl, Phenalenyl, Phenanthrenyl, Benzo-phenanthrenyl, Dibenzo-phenanthrenyl, Azulenyl, Pyreneyl, Fluoranthenyl, Triphenylenyl, Chrysenyl, Tetraphenyl, Tetracenyl, Pleiadenyl, Picenyl, Pentaphenyl, Pentacenyl, Fluorenyl, Indeno-fluorenyl oder Spiro-fluorenyl, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die C4~C30-Heteroaryl-Gruppe, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bildet oder mit der R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, eine unfusionierte oder eine fusionierte Heteroaryl-Gruppe, wie z. B. Pyrrolyl, Pyridinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Pyridazinyl, Triazinyl, Tetrazinyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Indolyl, Isoindolyl, Indazolyl, Indolizinyl, Pyrrolizinyl, Carbazolyl, Benzo-carbazolyl, Dibenzocarbazolyl, Indolo-carbazolyl, Indeno-carbazolyl, Benzofuro-carbazolyl, Benzothienocarbazolyl, Chinolinyl, Iso-chinolinyl, Phthalazinyl, Chinoxalinyl, Cinnolinyl, Chinazolinyl, Chinozolinyl, Chinolizinyl, Benzo-chinazolinyl, Benzo-chinoxalinyl, Acridinyl, Phenanthrolinyl, Perimidinyl, Phenanthridinyl, Pteridinyl, Naphthyridinyl, Furanyl, Pyranyl, Oxazinyl, Oxazolyl, Oxadiazolyl, Triazolyl, Dioxinyl, Benzo-furnanyl, Dibenzo-furanyl, Thiopyranyl, Xanthenyl, Chromenyl, Iso-chromenyl, Thiazinyl, Thiophenyl, Benzo-thiophenyl, Dibenzo-thiophenyl, Difuro-pyrazinyl, Benzofuro-dibenzo-furanyl, Benzothieno-benzo-thiophenyl, Benzothieno-dibenzo-furanyl, Benzothieno-benzo-furanyl, Benzothieno-dibenzo-furanyl oder N-substituiertes Spiro-fluorenyl sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Aryl- oder die Heteroaryl--Gruppe, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bildet oder mit der R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, aus 1 bis 3 aromatischen oder heteroaromatischen Ringen bestehen. Wenn die Anzahl von aromatischen oder heteroaromatischen Ringen, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bilden oder mit denen R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, zu groß wird, ist die konjugierte Struktur in der ganzen organischen Verbindung zu lang und folglich kann die Energieniveaubandlücke der organischen Verbindung übermäßig verringert werden. Als Beispiel kann die aromatische oder heteroaromatische Gruppe, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bildet oder mit der R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, Phenyl, Biphenyl, Pyrrolyl, Triazinyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyridinyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Pyridazinyl, Furanyl, Benzofuranyl, Dibenzofuranyl, Thiophenyl, Benzothiophenyl, Dibenzothiophenyl und Carbazolyl sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, von denen jedes unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1~C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe, die unabhängig jedes von R1 bis R3 bildet oder mit der R1 bis R4 unabhängig substituiert sind, direkt an den Phenylen- oder Phenyl-Anteil gebunden sein oder an den Phenylen- oder Phenyl-Anteil durch C5~C30-Arylen oder C4~C30-Heteroarylen gebunden sein. Wenn die Anzahl von aromatischen oder heteroaromatischen Ringen des C5~C30-Arylen oder C4~C30-Heteroarylen zwischen dem Phenylen- oder Phenyl-Anteil und der Aryl- oder der Heteroaryl-Gruppe zu groß wird, ist die konjugierte Struktur in der ganzen organischen Verbindung zu lang und folglich kann die Energieniveaubandlücke der organischen Verbindung übermäßig verringert werden. Folglich ist die Anzahl von aromatischen oder heteroaromatischen Ringen des C5~C30-Arylen oder C4~C30-Heteroarylen zwischen dem Phenylen- oder Phenyl-Anteil und der Aryl- oder der Heteroaryl-Gruppe 1 oder 2, vorzugsweise 1.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist R4 eine unsubstituierte oder substituierte Phenyl-Gruppe.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform sind R1 bis R3 Aryl-Gruppen.
  • Im Hinblick auf die Ladungsinjektions- und Ladungstransporteigenschaften kann der aromatische oder heteroaromatische Ring von C5~C30-Arylen oder C4~C30-Heteroarylen zwischen dem Phenylen- oder Phenyl-Anteil und der Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe ein 5-gliedriger Ring bis 7-gliedriger Ring, vorzugsweise ein 6-gliedriger Ring, sein. Als Beispiel kann C5~C30-Arylen oder C4~C30-Heteroarylen zwischen dem Phenylen- oder Phenyl-Anteil und der Aryl- oder der Heteroaryl-Gruppe unabhängig Phenylen, Biphenylen, Pyrrolylen, Imidazolylen, Pyrazolylen, Pyridinylen, Pyrazinylen, Pyrimidinylen, Pyridazinylen, Furanylen oder Thiophenylen sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Als Beispiel kann die organische Verbindung in der EEL 390, die benachbart zur EML1 362 angeordnet ist, ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein, um eine effiziente Lumineszenz zu implementierten. Die organische Verbindung kann beispielsweise einen Elektronendonoranteil und einen Elektronenakzeptoranteil aufweisen. Der Elektronendonoranteil kann einen Phenyl-Anteil, einen Carbazolyl-Anteil, einen Acridinyl-Anteil, einen Phenazinyl-Anteil, einen Phenoxazinyl-Anteil, einen Dibenzofuranyl-Anteil und/oder einen Dibenozothiophenyl-Anteil umfassen, von denen jeder unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, einer Nitro-Gruppe, Halogen, einer, C1~C10-Alkyl-Gruppe, einem C1~C10-Alkylhalogenid, einer C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Der Elektronenakzeptoranteil kann einen Azin-Anteil oder einen Pyridyl-Anteil umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt, von denen jeder unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, einer Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-A1-kyl-Gruppe, einem C1~C10-Alkylhalogenid, einer C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist. Als Beispiel kann die organische Verbindung mit der Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2 umfassen:
    Figure DE102019132806B4_0002
  • In der chemischen Formel 2 ist jedes von R11 bis R14 unabhängig Protium, Deuterium, Tritium oder eine Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenyl, Pyridyl, Carbazolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Phenoxazinyl, Dibenzofuranyl, Dibenzothiophenyl, Diazinyl und Triazinyl besteht, von denen jedes unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1~C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5~C30-Aryl-Gruppe oder C4~C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist. Mindestens zwei von R11 bis R14 sind die Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe. Mindestens eines von R11 bis R14 ist Pyridyl, Diazinyl oder Triazinyl und das andere von R11 bis R14 ist Phenyl, Carbazolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Phenoxazinyl, Dibenzofuranyl oder Dibenzothiophenyl. Jedes von R11 bis R14 ist unabhängig mit dem Phenylen-Ring direkt oder über eine C5~C30-Arylen-Gruppe oder C4~C30-Heteroarylen-Gruppe verknüpft.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes von R11 bis R14 unabhängig irgendeiner der folgenden aromatischen Substituenten sein:
    Figure DE102019132806B4_0003
    Figure DE102019132806B4_0004
  • Insbesondere kann die organische Verbindung irgendeine mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 3 sein.
    Figure DE102019132806B4_0005
    Figure DE102019132806B4_0006
    Figure DE102019132806B4_0007
  • Der Wirt ist nicht nur auf ein spezielles Material begrenzt, wenn jedes des Singulett-Energieniveaus S1 H des angeregten Zustandes und des Triplett-Energieniveaus T1 H des angeregten Zustandes des Wirts höher ist als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes bzw. der Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials der organischen Verbindung.
  • Als Beispiel kann der Wirt in der EML1 362 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-carba-zol-3-carbonitril (mCP-CN), CBP, mCBP, mCP, DPEPO, 2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzothiophen (PPT), 1,3,5-Tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzol (TmPyPB), 2,6-Di(9H-carbazol-9-yl)pyridin (PYD-2Cz), 2,8-Di(9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophen (DCzDBT), 3',5'-Di(carbazol-9-yl)-[1,1'-bipheyl]-3,5-dicarbonitril (DCzTPA), 4'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitril (pCzB-2CN), 3 ‚-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitril (mCzB-2CN), TSPO1, 9-(9-Phenyl-9H-carbazol-6-yl)-9H-carbazol (CCP), 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9‘-bicarbazol, 9-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Außerdem ist das Dotierungsmaterial nicht nur auf ein spezielles Material begrenzt, wenn das Dotierungsmaterial Singulett- und Triplett-Exzitonen-Energien vom Wirt empfangen kann und eine Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist. Als Beispiel kann das erste Dotierungsmaterial dasselbe wie die organische Verbindung sein. In diesem Fall können sowohl die EML1 362 als auch die EEL 390 Licht mit derselben Lumineszenzwellenlänge emittieren.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Dotierungsmaterial ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein, das von der organischen Verbindung verschieden ist. In diesem Fall kann das Dotierungsmaterial Licht mit im Wesentlichen derselben Lumineszenzwellenlänge wie die erste organische Verbindung emittieren oder Licht mit einer von der organischen Verbindung verschiedenen Lumineszenzwellenlänge emittieren. Als Beispiel kann das Dotierungsmaterial ein Material mit verzögerter Fluoreszenz mit einem Elektronendonoranteil und einem Elektronenakzeptoranteil sein.
  • Als Beispiel kann ein Material mit verzögerter Fluoreszenz, das als Dotierungsmaterial in der EML1 362 verwendet werden kann, irgendeines mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 4 umfassen.
    Figure DE102019132806B4_0008
    Figure DE102019132806B4_0009
    Figure DE102019132806B4_0010
    Figure DE102019132806B4_0011
    Figure DE102019132806B4_0012
    Figure DE102019132806B4_0013
    Figure DE102019132806B4_0014
    Figure DE102019132806B4_0015
    Figure DE102019132806B4_0016
    Figure DE102019132806B4_0017
    Figure DE102019132806B4_0018
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    Figure DE102019132806B4_0020
    Figure DE102019132806B4_0021
    Figure DE102019132806B4_0022
    Figure DE102019132806B4_0023
    Figure DE102019132806B4_0024
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Dotierungsmaterial in der EML1 362 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9,9-dimethyl-9,10-dihydro-acridin (DMAC-TRZ), 10,10'-(4,4'-Sulfonylbis(4,1-phenylen))bis(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin) (DMAC-DPS), 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (ACRSA), 3,6-Dibenzoyl-4,5-di(1-methyl-9-phenyl-9H-carbazoyl)-2-ethynylbenzoni-tril (Cz-VPN), 9,9',9"-(5-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)benzol-1,2,3-triyl) Tris(9H-carbazol) (TcZTrz), 9,9'-(5-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-1,3-phenylen)bis(9H-carba-zol) (DczTrz), 9,9',9'',9'''-((6-Phenyl-1,3,5-triazin-2,4-diyl)bis(benzol-5,3,1-triyl))tetrakis(9H-carbazol) (DDczTrz), Bis(4-(9H-3,9'-bicarbazol-9-yl)phenyl)methanon (CC2BP), 9'-[4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-3,3",6,6"-tetraphenyl-9,3':6',9"-ter-9H-carbazol (BDPCC-TPTA), 9'-[4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9,3':,6',9"-ter-9H-carbazol (BCC-TPTA), 9,9'-(4,4'-Sulfonylbis(4,1-phenylen))bis(3,6-dimethoxy-9H-carbazol) (DMOC-DPS), 9-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-3',6'-diphenyl-9H-3,9'-bicarbazol (DPCC-TPTA), 10-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-10H-phenoxazin (Phen-TRZ), 9-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-9H-carbazol (Cab-Ph-TRZ), 1,2,3,5-Tetrakis(3,6-carbazol-9-yl)-4,6-dicyanobenzol (4CzIPN), 2,3,4,6-Tetra(9H-carba-zol-9-yl)-5-fluorobenzonitril (4CZFCN), 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-fluor] (SpiroAC-TRZ) umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn die EML1 362 den Wirt und das Dotierungsmaterial umfasst, kann die EML1 362 das Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-%, und vorzugsweise etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen. Als Beispiel kann die EML1 362 mit einer Dicke von etwa 20 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 20 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In der obigen ersten Ausführungsform umfasst die EML1 362 nur ein Dotierungsmaterial mit der Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz und die EEL 390 umfasst die organische Verbindung. Im Gegensatz zu dieser Ausführungsform kann die EML1 mehrere Dotierungsmaterialien mit unterschiedlichen Leuchteigenschaften umfassen. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 6 dargestellt, umfasst die organische Leuchtdiode (OLED) 300A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 310 und 320, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 330a, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 310 und 320 angeordnet ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 330a als Emissionsschicht eine HIL 340, eine HTL 350, eine EML 360a, eine ETL 370 und eine EIL 380, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 310 laminiert ist. Die Emissionseinheit 330a kann ferner eine EBL 355, die zwischen der HTL 350 und der EML 360a angeordnet ist, und/oder eine HBL 375, die zwischen der EML 360a und der ETL 370 angeordnet ist, umfassen. Die Emissionseinheit 330a in der OLED 300A kann im Wesentlichen dieselbe Struktur und dasselbe Material wie die Emissionseinheit 330 in der ersten Ausführungsform aufweisen.
  • Die EML 360a umfasst eine erste EML (EML1) 362a und eine Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) 390, die benachbart zur EML1 362a angeordnet ist. Die EML1 362a umfasst einen Wirt, ein erstes Dotierungsmaterial und ein zweites Dotierungsmaterial. Als Beispiel kann ein Material mit verzögerter Fluoreszenz als erstes Dotierungsmaterial (T-Dotierungsmaterial) verwendet werden und ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial kann als zweites Dotierungsmaterial (F-Dotierungsmaterial) verwendet werden. Die EEL 390 kann eine organische Verbindung mit der Struktur von irgendeiner in den chemischen Formeln 1 bis 3 umfassen. Alternativ kann das erste Dotierungsmaterial dasselbe wie die organische Verbindung sein.
  • Wenn eine EML nur das Dotierungsmaterial umfasst, das die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, kann die EML eine hohe interne Quanteneffizienz wie die Phosphoreszenzmaterialien des Stand der Technik mit Schwermetallen implementieren, da das Dotierungsmaterial in der Theorie eine interne Quanteneffizienz von 100 % aufzeigen kann. Aufgrund der Bindungsbildung zwischen dem Elektronenakzeptor und dem Elektronendonor und sterischen Verwindungen innerhalb des Materials mit verzögerter Fluoreszenz wird jedoch ein zusätzlicher Ladungsübertragungsübergang (CT-Übergang) innerhalb des Materials mit verzögerter Fluoreszenz dadurch verursacht und das Material mit verzögerter Fluoreszenz kann eine verschiedene Geometrie aufweisen. Folglich zeigen die Materialien mit verzögerter Fluoreszenz Emissionsspektren mit sehr breiter FWHM (volle Breite bei halbem Maximum) im Verlauf der Emission, was zu einer schlechten Farbreinheit führt. Außerdem verwendet das Material mit verzögerter Fluoreszenz die Triplett-Exzitonen-Energie sowie die Singulett-Exzitonen-Energie im Leuchtprozess mit Drehung jedes Anteils innerhalb seiner Molekülstruktur, was zu einer verdrehten internen Ladungsübertragung (TICT) führt. Folglich kann die Leuchtlebensdauer einer OLED mit nur den Materialien mit verzögerter Fluoreszenz infolge der Schwächung von Molekülbindungskräften unter den Materialien mit verzögerter Fluoreszenz verringert werden.
  • In der zweiten Ausführungsform umfasst die EML1 362a ferner das zweite Dotierungsmaterial, das ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial sein kann, um zu verhindern, dass die Farbreinheit und Leuchtlebensdauer im Fall der Verwendung nur der Materialien mit verzögerter Fluoreszenz verringert werden. Die Triplett-Exzitonen-Energien des ersten Dotierungsmaterials (T-Dotierungsmaterial) und der organischen Verbindung, von denen jede das Material mit verzögerter Fluoreszenz sein kann, wird in die eigene Singulett-Exzitonen-Energie durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt, dann kann jede der umgewandelten Singulett-Exzitonen-Energie des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung zum zweiten Dotierungsmaterial (F-Dotierungsmaterial), das das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial in der EML1 362a sein kann, durch einen Dexter-Energieübertragungsmechanismus und durch einen FRET-Energieübertragungsmechanismus übertragen werden.
  • Wenn die EML1 362a den Wirt, das erste Dotierungsmaterial (T-Dotierungsmaterial) mit der Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz und das zweite Dotierungsmaterial (F-Dotierungsmaterial), das ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial ist, umfasst, ist es erforderlich, Energieniveaus unter diesen Leuchtmaterialien mit der organischen Verbindung korrekt einzustellen. 7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Jede Energieniveaubandlücke zwischen Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes und einem Triplett-Energieniveau T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials (T-Dotierungsmaterial) und der organischen Verbindung kann gleich oder geringer als etwa 0,3 eV sein, um die verzögerte Fluoreszenz zu verwirklichen.
  • Jeweils ein Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveaus T1 H des angeregten Zustandes des Wirts sollte höher sein als ein Singulett-Energieniveau S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung. Als Beispiel kann das Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung. Außerdem ist jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung höher als ein Triplett-Energieniveau T1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials. In einer alternativen Ausführungsform kann jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung höher sein als ein Singulett-Energieniveau S1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials als Fluoreszenzmaterial.
  • Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des ersten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOTD|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des ersten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV sein. Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOED) der organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOED) der organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Die Exzitonen-Energie sollte vom ersten Dotierungsmaterial und von der organischen Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz zum zweiten Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial übertragen werden, um Hyperfluoreszenz zu verwirklichen. Im Hinblick auf die Energieübertragungseffizienz vom Material mit verzögerter Fluoreszenz auf das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial kann eine Überlappung zwischen einem Emissionsspektrum des Materials mit verzögerter Fluoreszenz und einem Absorptionsspektrum des Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterials in Betracht gezogen werden. Als Beispiel kann ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial mit einem Absorptionsspektrum in einem breiten Überlappungsbereich in Bezug auf ein Emissionsspektrum des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz als zweites Dotierungsmaterial verwendet werden.
  • Die organische Verbindung in der EEL 390 kann irgendeine Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3, wie vorstehend beschrieben, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Der Wirt in der EML1 362a kann mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial dasselbe wie die organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Fluoreszenzmaterial als zweites Dotierungsmaterial einen Chinolino-Acridin-Kern aufweisen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann das zweite Dotierungsmaterial mit dem Chinolino-Acridin-Kern 5,12-Dimethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion (S1: 2,3 eV; T1: 2,0 eV; LUMO: -3,0 eV; HOMO: -5,4 eV), 5,12-Diethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion (S1: 2,3 eV; T1: 2,2 eV; LUMO: -3,0 eV; HOMO: -5,4 eV), 5,12-Dibutyl-3,10-difluorochino-lino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion (S1: 2,2 eV; T1: 2,0 eV; LUMO: -3,1 eV; HOMO: -5,5 eV), 5,12-Dibutyl-3,10-bis(trifluoromethyl)chinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion (S1: 2,2 eV; T1: 2,0 eV; LUMO: -3,1 eV; HOMO: -5,5 eV), 5,12-Dibutyl-2,3,9,10-tetrafluorochinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion (S1: 2,0 eV; T1: 1,8 eV; LUMO: - 3,3 eV; HOMO: -5,5 eV) umfassen.
  • Außerdem kann das Fluoreszenzmaterial als zweites Dotierungsmaterial 1,1,7,7-Tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}pro-panedinitril (DCJTB; S1: 2,3 eV; T1: 1,9 eV; LUMO: -3,1 eV; HOMO: -5,3 eV) umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Überdies können Metallkomplexe, die Licht mit roter, grüner oder blauer Farbe emittieren können, als zweites Dotierungsmaterial verwendet werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Gewichtsverhältnis des Wirts größer sein als das Gewichtsverhältnis des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials in der EML1 362a und das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials kann größer sein als das Gewichtsverhältnis des zweiten Dotierungsmaterials. In einer alternativen Ausführungsform ist das Gewichtsverhältnis des Wirts größer als das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials und das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials ist größer als das Gewichtsverhältnis des zweiten Dotierungsmaterials. Wenn das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials größer ist als das Gewichtsverhältnis des zweiten Dotierungsmaterials, kann die Exzitonen-Energie genügend vom ersten Dotierungsmaterial auf das zweite Dotierungsmaterial durch einen Dexter-Energieübertragungsmechanismus übertragen werden. Als Beispiel umfasst die EML1 362a den Wirt mit etwa 60 bis 75 Gewichts-%, das erste Dotierungsmaterial mit etwa 20 bis etwa 40 Gewichts-% und das zweite Dotierungsmaterial mit etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichts-%.
  • In den obigen Ausführungsformen umfasst eine OLED eine Exzitonen-Energiesteuerschicht, die benachbart zu einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen kann eine Exzitonen-Energiesteuerschicht zwischen zwei Emissionsmaterialschichten angeordnet sein. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 8 dargestellt, umfasst die OLED 400 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 410 und 420, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 430, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 410 und 420 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 430 eine HIL 440, eine HTL 450, eine EML 460, ein ETL 470 und eine EIL 480, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 410 laminiert ist. Die Emissionseinheit 430 kann ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine EBL 455, die zwischen der HTL 450 und der EML 460 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine HBL 475, die zwischen der EML 460 und der ETL 470 angeordnet ist, umfassen.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann die erste Elektrode 410 eine Anode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ großen Arbeitsfunktionswerten, wie z. B. ITO, IZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die zweite Elektrode 420 kann eine Kathode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ kleinen Arbeitsfunktionswerten, wie z. B. Al, Mg, Ca, Ag, eine Legierung davon oder eine Kombination davon, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die HIL 440 ist zwischen der ersten Elektrode 410 und der HTL 450 angeordnet. Die HIL 440 kann MTDATA, NATA, 1T-NATA, 2T-NATA, CuPc, TCTA, NPB(NPD), HAT-CN, TDAPB, PEDOT/PSS und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die HIL 440 kann gemäß der Struktur der OLED 400 weggelassen werden.
  • Die HTL 450 ist benachbart zur EML 460 zwischen der ersten Elektrode 410 und der EML 460 angeordnet. Die HTL 450 kann aromatische Aminverbindungen, wie z. B. TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, DCDPA, N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die EML 460 umfasst eine erste EML (EML1) 462, eine Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) 490 und eine zweite EML (EML2) 464. Die EML1 462 ist benachbart zur EBL 455 angeordnet und umfasst einen ersten Wirt und ein erstes Dotierungsmaterial. Die EEL 490 ist zwischen der EML1 462 und der HBL 475 angeordnet, d. h. benachbart zur EML1 462 angeordnet, und umfasst eine organische Verbindung (Exzitonen-Dotierungsmaterial). Die EML2 464 ist zwischen der EEL 490 und der HBL 475 angeordnet und umfasst einen zweiten Wirt und ein zweites Dotierungsmaterial. In einer beispielhaften Ausführungsform tritt eine beträchtliche Lichtemission im ersten Dotierungsmaterial, in der organischen Verbindung und im zweiten Dotierungsmaterial auf. In einer alternativen Ausführungsform tritt eine beträchtliche Lichtemission im zweiten Dotierungsmaterial auf. Die Konfigurationen und Energieniveaus unter der EML 460 werden nachstehend genauer erläutert.
  • Die ETL 470 ist zwischen der EML 460 und der EIL 480 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die ETL 470 Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis, Verbindungen auf Triazin-Basis und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann die ETL 470 Alq3, PBD, Spiro-PBD, Liq, TPBi, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr, TPQ, TSPO1 und/oder 2-[4-(9,10-Di-2-naphthalinyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die EIL 480 ist zwischen der zweiten Elektrode 420 und der ETL 470 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 480 ein Alkalihalogenid wie z. B. LiF, CsF, NaF, BaF2 und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie z. B. Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die EBL 455 kann TCTA, Tris[4-(diethylamino)phenyl]amin, N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin, TAPC, MTDATA, mCP, mCBP, CuPc, DNTPD, TDAPB, DCDPA, 2,8-Bis(9-phneyl-9H-carbazol-3-yl)dibenzo[b,d]thiophen und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-phenyl-carbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die HBL 475 kann Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis und Verbindungen auf Triazin-Basis umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann die HBL 475 eine Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Energieniveau im Vergleich zum Emissionsmaterial in der EML 460 umfassen. Die HBL 475 kann BCP, BAlq, Alq3, PBD, Spiro-PBD, Liq, B3PYMPM, DPEPO, TSPO1, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol und eine Kombination davon umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die EML 460 die EML1 462 mit dem ersten Wirt und dem ersten Dotierungsmaterial, die EML2 464 mit dem zweiten Wirt und dem zweiten Dotierungsmaterial und die EEL 490, die zwischen der EML1 462 und der EML2 464 angeordnet ist und die organische Verbindung umfasst. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein. Mit anderen Worten, das erste Dotierungsmaterial kann ein erstes Dotierungsmaterial mit verzögerter Fluoreszenz (T-Dotierungsmaterial 1) sein und das zweite Dotierungsmaterial kann ein zweites Dotierungsmaterial mit verzögerter Fluoreszenz (T-Dotierungsmaterial 2) sein. Um eine hohe Leuchteffizienz und lange Leuchtlebensdauer zu verwirklichen, ist es erforderlich, die Energieniveaus unter Leuchtmaterialien mit der organischen Verbindung (Exzitonen-Dotierungsmaterial) korrekt einzustellen.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. In dieser Ausführungsform sollte jedes von angeregten Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 und Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts, von denen jeder in der EML1 462 bzw. der EML 464 enthalten ist, höher sein als jedes von Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1 TD2 des angeregten Zustandes und von Triplett-Energieniveaus T1 TD1 und T1TD2 des angeregten Zustandes des ersten bzw. des zweiten Dotierungsmaterials, von denen jedes die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist.
  • Außerdem sollte jedes der angeregten Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts höher sein als jedes von einem Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes bzw. einem Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung (Exzitonen-Dotierungsmaterial), die auch die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, in der EEL 490 sein. Wenn die Singulett- und Triplett-Energieniveaus unter den Wirten, den Dotierungsmaterialien und der organischen Verbindung die obigen Anforderungen nicht erfüllen, können die Exzitonen der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2 und S1 ED des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung umgekehrt auf die Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts überführt werden, oder die Exzitonen der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1TD2 und T1 ED des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung können umgekehrt auf die Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts überführt werden. Folglich können die Triplett-Exzitonen des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung nicht zur Lichtemission beitragen.
  • Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1 und HOMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOTD1 und HOMOTD2) des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOTD|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1 und LUMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOTD1 und LUMOTD2) des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV sein. Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1 und HOMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOED) der organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1 und LUMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOED) der organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jede der Exzitonen-Energien auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 des angeregten Zustandes und der Exzitonen-Energien auf den angeregten Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des ersten und des zweiten Wirts, von denen jeder in der EML1 462 und der EML2 464 enthalten ist, wird auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1 TD2 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD1 und T1 TD2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials in denselben EMLs 462 und 464 überführt. Jede der Exzitonen-Energien auf den Triplett-Energieniveaus T1 TD1 und T1TD2 des angeregten Zustandes wird auf jedes der eigenen Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1 TD2 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus überführt und dann fällt jede der Exzitonen-Energien der Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1 TD2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials auf den Grundzustand mit Lichtemission.
  • Ein Teil der Exzitonen-Energie, die auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 des angeregten Zustandes oder auf den Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts existiert, ohne auf das erste und das zweite Dotierungsmaterial übertragen zu werden, kann. auf jedes des Singulett-Energieniveaus S1 ED des angeregten Zustandes oder des Triplett-Energieniveaus T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung in der EEL 390, die benachbart zur EML1 462 und zur EML2 464 angeordnet ist, überführt werden. Folglich kann das Exzitonen-Löschen, das durch eine Wechselwirkung zwischen den akkumulierten Wirts-Exzitonen und dem peripheren Polaron verursacht wird, minimiert werden und die Lebensdauerverringerung der OLED infolge der Elektrooxidation und der Photooxidation im Verlauf des Exzitonen-Löschens kann verhindert werden.
  • Die organische Verbindung, die in der EEL 490 enthalten ist, umfasst irgendeine Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3. Als Beispiel kann die organische Verbindung ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein. Als Beispiel kann die EEL 490 mit einer Dicke von etwa 1 bis 10 nm, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 nm, laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jeder des ersten und des zweiten Wirts, von denen jeder in der EML1 462 und der EML2 464 enthalten ist, kann unabhängig pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials dasselbe wie die organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials unabhängig irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials unabhängig DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 462 und der EML2 464 jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials jeweils mit etwa 1 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann die EML1 462 im Wesentlichen dieselbe Dicke wie die EML2 464 aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 462 und der EML2 464 mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 bis etwa 30 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die EML1 462 eine von der EML2 464 verschiedene Dicke aufweisen. Als Beispiel kann die EML1 462 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML2 464 aufweisen. In diesem Fall kann die EML1 462 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML2 464 kann mit einer Dicke von etwa 5 bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann die EML2 464 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML1 462 aufweisen. In diesem Fall kann die EML2 464 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML1 462 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In 9 umfasst jede der EML1 462 und der EML2 464 das erste Dotierungsmaterial und das zweite Dotierungsmaterial, von denen jedes ein Material mit verzögerter Fluoreszenz ist. Obwohl das Material mit verzögerter Fluoreszenz eine ausgezeichnete Leuchteffizienz aufweist, sind seine Farbreinheit und Leuchtlebensdauer aufgrund seiner breiten FWHM und seiner zusätzlichen CT-Eigenschaft schlecht.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst eine der EML1 462 und der EML2 464 ein erstes Dotierungsmaterial (T-Dotierungsmaterial) als Material mit verzögerter Fluoreszenz und die andere der EML1 462 und der EML2 464 umfasst ein zweites Dotierungsmaterial (F-Dotierungsmaterial) als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzdotierungsmaterial. Die EML 460, wobei die EML1 462 den ersten Wirt und das erste Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz umfasst und die EML2 464 den zweiten Wirt und das zweite Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial umfasst, wird nachstehend genauer erläutert.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie vorstehend beschrieben, umfasst die EML1 462 das erste Dotierungsmaterial (T-Dotierungsmaterial), das das Material mit verzögerter Fluoreszenz ist. Als Beispiel kann das erste Dotierungsmaterial dasselbe Material wie die organische Verbindung (Exzitonen-Dotierungsmaterial) in der EEL 490 sein. Alternativ kann das erste Dotierungsmaterial irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.. Da die Energieniveaubandlücke Δ EST TD zwischen dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes und dem Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials in das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt.
  • Da die Energieniveaubandlücke ΔEST ED zwischen dem Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes und dem Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung in der EEL 490 in das Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt. Obwohl das erste Dotierungsmaterial und die organische Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz eine hohe Quanteneffizienz zeigen, ist ihre Farbreinheit infolge ihrer breiten FWHM schlecht.
  • Dagegen umfasst die EML2 464 den zweiten Wirt und das zweite Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial. Obwohl das zweite Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial einen Vorteil hinsichtlich der Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM aufweist, ist seine Quanteneffizienz begrenzt, da sein Triplett-Exziton nicht am Lumineszenzprozess teilnehmen kann.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform können jedoch die Singulett-Exzitonen-Energien und die Triplett-Exzitonen-Energien jeweils in Bezug auf das erste Dotierungsmaterial in der EML1 462 und die organische Verbindung in der EEL 490, von denen jede die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, auf das zweite. Dotierungsmaterial, das das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial sein kann, in der EML2 464, die benachbart zur EML1 462 oder EEL 490 angeordnet ist, durch einen FRET-Mechanismus übertragen werden. Folglich tritt die letztliche Emission im zweiten Dotierungsmaterial innerhalb der EML2 464 auf.
  • Mit anderen Worten, jede der Triplett-Exzitonen-Energien T1 TD und T1 ED des ersten Dotierungsmaterials in der EML1 462 und der organischen Verbindung in der EEL 490 wird aufwärts in jede der eigenen Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD und S1 ED durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt. Da jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung höher ist als das Singulett-Energieniveau S1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials in der EML2 464, werden die umgewandelten Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD und S1 ED des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung auf das Singulett-Energieniveau S1 FD des zweiten Dotierungsmaterials überführt. Das zweite Dotierungsmaterial in der EML2 464 kann Licht unter Verwendung der Triplett-Exzitonen-Energie sowie der Singulett-Exzitonen-Energie emittieren.
  • Da die Exzitonen-Energie, die am ersten Dotierungsmaterial in der EML1 462 und an der organischen Verbindung in der EEL 490 erzeugt wird, zum zweiten Dotierungsmaterial in der EML2 464 übertragen wird, kann eine Hyperfluoreszenz verwirklicht werden. In diesem Fall wirken das erste Dotierungsmaterial und die organische Verbindung nur als Übertragung der Energie zum zweiten Dotierungsmaterial. Eine beträchtliche Lichtemission tritt in der EML2 464 mit dem zweiten Dotierungsmaterial auf, das das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial ist und eine schmale FWHM aufweist. Folglich kann die OLED 400 ihre Quanteneffizienz verbessern und ihre Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM verbessern.
  • Jede der EML1 462 und der EML2 464 umfasst den ersten Wirt bzw. den zweiten Wirt. Die am ersten und am zweiten Wirt erzeugten Exzitonen-Energien sollten auf das erste Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz im Voraus übertragen werden, um die Lichtemission zu induzieren. Um eine solche Lichtemission durchzuführen, sollte jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1 und S1 H2 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts höher sein als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials bzw. der organischen Verbindung.
  • Wenn beispielsweise jedes der angeregten Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des ersten und des zweiten Wirts jeweils nicht hoch genug ist als das Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials, kann das Triplett-Exziton des ersten Dotierungsmaterials umgekehrt auf die Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts überführt werden, die nicht die Triplett-Exzitonen-Energie verwenden können. Folglich können die Exzitonen des Triplett-Energieniveaus T1 TD des ersten Dotierungsmaterials als Nicht-Emission gelöscht werden und die Triplett-Zustands-Exzitonen des ersten Dotierungsmaterials können nicht an der Emission beteiligt sein. Als Beispiel kann jedes der Triplett-Energieniveaus T1 H1 und T1 H2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als die Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung.
  • Das Singulett-Energieniveau S1 H2 des angeregten Zustandes des zweiten Wirts ist höher als ein Singulett-Energieniveau S1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials. In diesem Fall kann die Singulett-Exzitonen-Energie, die am zweiten Wirt erzeugt wird, auf das angeregte Singulett-Energieniveau S1 FD des zweiten Dotierungsmaterials übertragen werden.
  • Außerdem ist es erforderlich, dass die EML 460 eine hohe Leuchteffizienz und Farbreinheit aufzeigt sowie die Exzitonen-Energie effizient vom ersten Dotierungsmaterial und von der organischen Verbindung, von denen jede in einen komplexen ICT-Zustand durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt wird, in der EML1 462 und der EEL 490 zum zweiten Dotierungsmaterial überträgt, das das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial in der EML2 464 ist. Um eine solche OLED 400 zu verwirklichen, ist jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD und T1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung höher als das Triplett-Energieniveau T1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD und S1 ED des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung höher sein als ein Singulett-Energieniveau S1 FD des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials als Fluoreszenzmaterial.
  • Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH1-HOMOTD|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH1) des ersten Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des ersten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH1-LUMOTD|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH1) des ersten Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des ersten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV sein. Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1 und HOMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOED) der organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1 und LUMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOED) der organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Wenn die Leuchtmaterialien die erforderlichen Energieniveaus, wie vorstehend beschrieben, nicht erfüllen, werden Exzitonen-Energien am ersten und zweiten Dotierungsmaterial gelöscht oder Exzitonen-Energien können nicht effizient vom Wirt auf die Dotierungsmaterialien übertragen werden, so dass die OLED 400 eine verringerte Quanteneffizienz aufweisen kann.
  • Die organische Verbindung in der EEL 490 kann irgendeine Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3, wie vorstehend beschrieben, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die organische Verbindung kann die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweisen.
  • Jeder des ersten Wirts in der EML1 462 und des zweiten Wirts in der EML2 464 kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jeder des ersten und des zweiten Wirts unabhängig mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial in der EML1 462 dasselbe wie die organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Das zweite Dotierungsmaterial in der EML2 464 kann eine schmale FWHM aufweisen und kann ein Leuchtspektrum mit einem großen Überlappungsbereich mit den Absorptionsspektren des ersten Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung aufweisen. Als Beispiel kann das zweite Dotierungsmaterial eine organische Verbindung mit einem Chinolino-Acridin-Kern, wie z. B. 5,12-Dimethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Diethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-diflu-orochinolino [2,3 -b] acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-bis(trifluorome-thyl)chinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-2,3,9,10-tetrafluorochino-lino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, DCJTB, und beliebige Metallkomplexe, die Licht mit roter, grüner oder blauer Farbe emittieren können, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder des ersten und des zweiten Wirts in der EML1 462 oder der EML2 464 ein Gewichtsverhältnis gleich oder mehr als das erste Dotierungsmaterial und das zweite Dotierungsmaterial in denselben EMLs 462 bzw. 464 aufweisen. Außerdem kann das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials in der EML1 462 größer sein als das Gewichtsverhältnis des zweiten Dotierungsmaterials in der EML2 464. In diesem Fall ist es möglich, genügend Energie vom ersten Dotierungsmaterial in der EML1 462 auf das zweite Dotierungsmaterial in der EML2 464 zu übertragen.
  • Die EML1 462 kann das erste Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen. Das Gewichtsverhältnis des zweiten Wirts kann größer sein als das Gewichtsverhältnis des zweiten Dotierungsmaterials in der EML2 464. Als Beispiel kann die EML2 464 den zweiten Wirt mit etwa 90 bis etwa 99 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 95 bis etwa 99 Gewichts-% und das zweite Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 10 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann die EML1 462 im Wesentlichen dieselbe Dicke wie die EML2 464 aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 462 und der EML2 464 mit einer Dicke von etwa 5 bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 bis etwa 30 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die EML1 462 eine von der EML2 464 verschiedene Dicke aufweisen. Als Beispiel kann die EML1 462 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML2 464 aufweisen. In diesem Fall kann die EML1 462 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML2 464 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann die EML2 464 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML1 462 aufweisen. In diesem Fall kann die EML2 464 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML1 462 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn die EML2 464 benachbart zur HBL 475 in einer beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der zweite Wirt, der in der EML2 464 zusammen mit dem zweiten Dotierungsmaterial enthalten ist, dasselbe Material wie die HBL 475 sein. In diesem Fall kann die EML2 464 eine Lochsperrunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML2 464 kann als Pufferschicht zum Sperren von Löchern wirken. In einer Ausführungsform kann die HBL 475 weggelassen werden, wenn die EML2 464 eine Lochsperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • Wenn die EML2 464 benachbart zur EBL 455 in einer anderen beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der zweite Wirt dasselbe Material wie die EBL 455 sein. In diesem Fall kann die EML2 464 eine Elektronensperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML2 464 kann als Pufferschicht zum Sperren von Elektronen wirken. In einer Ausführungsform kann die EBL 455 weggelassen werden, wenn die EML2 464 eine Elektronensperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • In der obigen Ausführungsform ist nur eine Exzitonen-Energiesteuerschicht benachbart zu den EMLs angeordnet. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen sind mehrere Exzitonen-Energiesteuerschichten laminiert. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 12 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 11 dargestellt, umfasst die OLED 500 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 510 und 520, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 530, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 510 und 520 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 530 eine HIL 540, eine HTL 550, eine EML 560, eine ETL 570 und eine EIL 580, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 510 laminiert ist. Die Emissionseinheit 530 kann ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine EBL 555, die zwischen der HTL 550 und der EML 560 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine HBL 575, die zwischen der EML 560 und der ETL 570 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste und die zweite Elektrode 510 und 520 und die Emissionseinheit 530 abgesehen von der EML 560 können im Wesentlichen dieselbe Struktur und dasselbe Material wie die erste und die zweite Elektrode 310, 410, 320 und 420 und die Emissionseinheiten 330, 330a und 430 in den obigen Ausführungsformen aufweisen.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die EML 560 eine erste EML (EML1) 562, eine zweite EML (EML2) 564, eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL1) 592 und eine zweite Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL2) 594. Die EML1 562 umfasst einen ersten Wirt und ein erstes Dotierungsmaterial und die EML2 564 umfasst einen zweiten Wirt und ein zweites Dotierungsmaterial. Die EEL1 592 ist zwischen der EML1 562 und der EML2 564 angeordnet und umfasst eine erste organische Verbindung. Die EEL2 594 ist zwischen der EML2 564 und der HBL 575 angeordnet und umfasst eine zweite organische Verbindung. Alternativ kann die EML 560 ferner eine dritte EML (EML3) 566 umfassen, die zwischen der EEL2 594 und der HBL 575 angeordnet ist und einen dritten Wirt und ein drittes Dotierungsmaterial umfasst.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes der ersten bis dritten Dotierungsmaterialien jeweils ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein. Wie in 12 dargestellt, ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts, von denen jeder jeweils in der EML1 562, EML2 564 und EML3 566 enthalten ist, höher als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2 und S1 TD3 des angeregten Zustandes bzw. der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2 und T1 TD3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials.
  • Außerdem ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts höher als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede jeweils in der EEL1 592 bzw. der EEL2 594 enthalten ist. Wenn die Singulett- und Triplett-Energieniveaus unter dem ersten bis dritten Wirt, dem ersten bis dritten Dotierungsmaterial und der ersten und der zweiten organischen Verbindung die obigen Anforderungen nicht erfüllen, können die Exzitonen der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3, S1 ED1 und S1 ED2 des ersten bis dritten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung umgekehrt auf die Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts übertragen werden oder die Exzitonen der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 TD3, T1 ED1 und T1 ED2 des ersten bis dritten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung können umgekehrt auf die Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts übertragen werden. Folglich können die Triplett-Exzitonen des ersten bis dritten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung nicht zur Lichtemission beitragen.
  • Ähnlich zu den obigen Ausführungsformen kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH, HOMOH2 und HOMOH3) des ersten bis dritten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOTD1, HOMOTD2 und HOMOTD3) des ersten bis dritten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOTD|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1, LUMOH2 und LUMOH3) des ersten bis dritten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOTD1, LUMOTD2 und LUMOTD3) des ersten bis dritten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV, beispielsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 0,3 eV, sein. Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1, HOMOH2 und HOMO143) des ersten bis dritten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOEDI und HOMOED2) der ersten und der zweiten organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH1, LUMOH2 und LUMOH3) des ersten bis dritten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOEDI und LUMOED2) der ersten und der zweiten organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jede der Exzitonen-Energien auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes und der Exzitonen-Energien auf den angeregten Triplett-Energieniveaus T1H1, T1 H2 und T1 H3 des ersten bis dritten Wirts, von denen jeder in der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 enthalten ist, wird auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1TD2 und S1 TD3 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2 und T1 TD3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials in denselben EMLs 562, 564 und 566 überführt. Jede der Exzitonen-Energien auf den Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1TD2 und T1 TD3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials wird auf jedes der eigenen Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2 und S1 TD3 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus überführt und dann fällt jede der Exzitonen-Energien der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2 und S1 TD3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials auf den Grundzustand mit Lichtemission.
  • Ein Teil der Exzitonen-Energie, die auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes oder den Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts existiert, ohne auf das erste bis dritte Dotierungsmaterial übertragen zu werden, kann auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes oder der Triplett-Energieniveaus T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes der ersten und der zweiten organischen Verbindung in der EEL1 592 und der EEL2 594 überführt werden, von denen jede benachbart zur EML1 562, zur EML2 564 und zur EML3 566 angeordnet ist. Folglich kann das Exzitonen-Löschen, das durch eine Wechselwirkung zwischen den akkumulierten Wirts-Exzitonen und dem peripheren Polaren verursacht wird, minimiert werden und die Lebensdauerverringerung der OLED 500 infolge der Elektrooxidation und der Photooxidation im Verlauf des Exzitonen-Löschens kann verhindert werden.
  • Jede der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede in der EEL1 592 und der EEL2 594 enthalten ist, umfasst irgendeine Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3. Als Beispiel kann jede der EEL1 592 und der EEL2 594 mit einer Dicke von etwa 1 nm bis 10 nm und vorzugsweise etwa 1 nm bis etwa 5 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jeder des ersten bis dritten Wirts, von denen jeder in der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 enthalten ist, kann gleich sein oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jeder des ersten bis dritten Wirts unabhängig pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jedes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials, von denen jedes in der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 enthalten ist, kann gleich oder voneinander verschieden sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials unabhängig dasselbe wie jede der ersten und der zweiten organischen Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials unabhängig irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials unabhängig DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 jedes des ersten bis dritten Dotierungsmaterials mit etwa 1 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann jede der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 nm bis etwa 30 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 562 und der EML3 566 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML2 564 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML1 562 und der EML3 566 mit einer Dicke von etwa 10 bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML2 564 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann die EML2 564 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML1 562 und die EML3 566 aufweisen. In diesem Fall kann die EML2 564 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML1 562 und der EML3 566 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In 11 und 12 umfasst jede der EML1 562, der EML2 564 und der EML3 566 ein erstes bis drittes Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen können die EMLs verschiedene Typen von Dotierungsmaterialien umfassen. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 14 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 13 dargestellt, umfasst die OLED 600 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 610 und 620, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 630, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 610 und 620 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 630 eine HIL 640, eine HTL 650, eine EML 660, eine ETL 670 und eine EIL 680, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 610 laminiert ist. Die Emissionseinheit 630 kann ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine EBL 655, die zwischen der HTL 650 und der EML 660 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine HBL 675, die zwischen der EML 660 und der ETL 670 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste und die zweite Elektrode 610 und 620 und die Emissionseinheit 630 außer der EML 660 können im Wesentlichen dieselbe Struktur und dasselbe Material wie die erste und die zweite Elektrode 310,410, 510, 320, 420 und 520 und die Emissionseinheiten 330, 330a, 430 und 530 in den obigen Ausführungsformen aufweisen.
  • In der beispielhaften sechsten Ausführungsform umfasst die EML 660 eine erste EML (EML1) 622, eine zweite EML (EML2) 664, eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL1) 692 und eine zweite Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL2) (694). Die EML1 662 umfasst einen ersten Wirt und ein erstes Dotierungsmaterial und die EML2 664 umfasst einen zweiten Wirt und ein zweites Dotierungsmaterial und ist zwischen der EBL 655 und der EML1 662 angeordnet. Die EEL1 692 umfasst eine erste organische Verbindung und ist zwischen der EML1 662 und der EML2 664 angeordnet. Die EEL2 694 umfasst eine zweite organische Verbindung und ist zwischen der EML1 662 und der HBL 675 angeordnet. Alternativ kann die EML 660 ferner eine dritte EML (EML3) 666 umfassen, die einen dritten Wirt und ein drittes Dotierungsmaterial umfasst und zwischen der EEL2 694 und der HBL 675 angeordnet ist. Das erste Dotierungsmaterial (T-Dotierungsmaterial) in der EML1 662 ist ein Material mit verzögerter Fluoreszenz und jedes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials (F-Dotierungsmaterial 1 und F-Dotierungsmaterial 2) in der EML2 664 und EML3 666 ist ein Fluoreszenz- bzw. Phosphoreszenzmaterial.
  • Die EML1 662 umfasst das erste Dotierungsmaterial und das Material mit verzögerter Fluoreszenz. Da die Energieniveaubandlücke ΔEST TD zwischen dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes und dem Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials aufwärts auf das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt.
  • Da die Energieniveaubandlücke ΔEST ED zwischen den Triplett-Energieniveaus T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes und den Singulett-Energieniveaus S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede jeweils in der EEL1 692 und der EEL2 694 enthalten ist, sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird außerdem jede der Exzitonen-Energie auf den Triplett-Energieniveaus T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes der ersten und der zweiten organischen Verbindung in der EEL1 692 und der EEL2 694 auf jedes des Singulett-Energieniveaus S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus überführt. Obwohl das erste Dotierungsmaterial und die erste und die zweite organische Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz eine hohe Quanteneffizienz zeigen, ist ihre Farbreinheit infolge ihrer breiten FWHM schlecht.
  • Dagegen umfasst jede der EML2 664 und der EML3 666 den zweiten oder den dritten Wirt und das zweite oder das dritte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial. Obwohl das zweite und das dritte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial einen Vorteil hinsichtlich der Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM aufweisen, sind ihre Quanteneffizienzen begrenzt, da ihr Triplett-Exziton nicht am Lumineszenzprozess teilnehmen kann.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform können jedoch die Singulett-Exzitonen-Energien und die Triplett-Exzitonen-Energien in Bezug auf jedes des ersten Dotierungsmaterials, das in der EML1 662 enthalten ist und die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, und der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede in der EEL1 692 und der EEL2 694 enthalten ist und die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, auf das zweite und das dritte Dotierungsmaterial, von denen jedes in der EML2 664 und der EML3 666 enthalten ist und ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial ist, durch einen FRET-Mechanismus übertragen werden. Folglich tritt die letztliche Emission im zweiten und dritten Dotierungsmaterial innerhalb der EML2 664 und der EML3 666 auf.
  • Mit anderen Worten, jede der Triplett-Exzitonen-Energien T1 TD, T1 ED1 und T1 ED2 des ersten Dotierungsmaterials in der EML1 662 und der ersten und der zweiten organischen Verbindung in der EEL1 692 und der EEL2 694 wird aufwärts in jede der eigenen Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD, S1 ED1 und S1 ED2 durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt. Da jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD, S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung höher ist als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666, werden die umgewandelten Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD, S1 ED1 und S1 ED2 des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials überführt. Jedes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666 kann Licht unter Verwendung der Triplett-Exzitonen-Energie sowie der Singulett-Exzitonen-Energie emittieren.
  • Da die Exzitonen-Energie, die am ersten Dotierungsmaterial in der EML1 662 und an der ersten und der zweiten organischen Verbindung in der EEL1 692 und der EEL2 694 erzeugt wird, zu jedem des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666 übertragen wird, kann eine Hyperfluoreszenz auftreten. In diesem Fall wirken das erste Dotierungsmaterial und die erste und die zweite organische Verbindung nur als Übertragung von Energie zum zweiten und dritten Dotierungsmaterial. Eine beträchtliche Lichtemission tritt in der EML2 664 und der EML3 666 auf, von denen jede das zweite Dotierungsmaterial oder das dritte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial umfasst und eine schmale FWHM aufweist. Folglich kann die OLED 600 ihre Quanteneffizienz verbessern und ihre Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM verbessern.
  • Jede der EML1 662, der EML2 664 und der EML3 666 umfasst einen ersten Wirt, einen zweiten Wirt bzw. einen dritten Wirt. Jede der Exzitonen-Energien, die am ersten bis dritten Wirt erzeugt werden, sollten auf das erste Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz im Voraus übertragen werden, um eine Lichtemission zu induzieren. Um eine solche Lichtemission durchzuführen, sollte jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2 und S1 H3, des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts höher sein als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD, S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD, T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes jeweils des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Als Beispiel kann jedes der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2 und T1 H3 des angeregten Zustandes des ersten bis dritten Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD, T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung.
  • Überdies ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H2 und S1 H3 des angeregten Zustandes des zweiten und des dritten Wirts höher als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des zweiten bzw. des dritten Dotierungsmaterials. In diesem Fall kann jede der Singulett-Exzitonen-Energien, die am zweiten und dritten Wirt erzeugt werden, auf jedes der angeregten Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials übertragen werden.
  • Überdies ist es erforderlich, dass die EML 660 eine hohe Leuchteffizienz und Farbreinheit implementiert sowie die Exzitonen-Energie effizient vom ersten Dotierungsmaterial und von der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede in den komplexen ICT-Zustand durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt wird, in der EML1 662, der EEL1 692 und der EEL2 694 auf das zweite und das dritte Dotierungsmaterial überträgt, von denen jedes das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial in der EML2 664 und der EML3 666 ist. Um eine solche OLED 600 zu verwirklichen, ist jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD, T1 ED1 und T1 ED2 des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede in der EML1 662, der EEL1 692 und der EEL2 694 enthalten ist, höher als jedes der Triplett-Energieniveaus T1 FD1 und T1 FD2 des angeregten Zustandes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD, S1 ED1 und S1 ED2 des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung höher sein als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials als Fluoreszenzmaterial.
  • Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH1-HOMOTD|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH1) des ersten Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des ersten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH1-LUMOTD|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH1) des ersten Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des ersten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV sein. Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1, HOMOH2 und HOMOH3) des ersten bis dritten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOED1 und HOMOED2) der ersten und der zweiten organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1, LUMOH2 und LUMOH3) des ersten bis dritten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOED1 und LUMOED2) der ersten und der zweiten organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jede der ersten und der zweiten organischen Verbindung, von denen jede in der EEL1 692 oder der EEL2 694 enthalten ist, kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jede der ersten und der zweiten organischen Verbindung unabhängig irgendeine Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3, wie vorstehend beschrieben, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Jede der ersten und der zweiten organischen Verbindung kann die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweisen.
  • Jeder des ersten Wirts in der EML1 662, des zweiten Wirts in der EML2 664 und des dritten Wirts in der EML3 666 kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jeder des ersten bis dritten Wirts unabhängig mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial in der EML1 662 dasselbe wie die erste und die zweite organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Dotierungsmaterial DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-lOH-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jedes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666 kann eine schmale FWHM aufweisen und ein Leuchtspektrum mit einem großen Überlappungsbereich mit den Absorptionsspektren des ersten Dotierungsmaterials und der ersten und der zweiten organischen Verbindung aufweisen. Als Beispiel kann jedes des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials unabhängig eine organische Verbindung mit einem Chinolino-Acridin-Kern wie z. B. 5,12-Dimethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 12-Diethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-diflu-orochinolino[2,3-b ]acridin-7, 14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-bis(trifluorome-thyl)chinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-2,3,9,10-tetrafluorochino-lino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 7277)-dion, DCJTB und beliebige Metallkomplexe, die Licht mit roter, grüner oder blauer Farbe emittieren können, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder des ersten bis dritten Wirts in der EML1 662, der EML2 664 oder der EML3 666 ein Gewichtsverhältnis gleich oder mehr als das erste bis dritte Dotierungsmaterial in denselben EMLs 662, 664 bzw. 666 aufweisen. Außerdem kann das Gewichtsverhältnis des ersten Dotierungsmaterials in der EML1 662 größer sein als jedes des Gewichtsverhältnisses des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666. In diesem Fall ist es möglich, genügend Energie vom ersten Dotierungsmaterial in der EML1 662 auf das zweite und das dritte Dotierungsmaterial in der EML2 664 und der EML3 666 zu übertragen.
  • Die EML1 662 kann das erste Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen. Jedes der Gewichtsverhältnisse des zweiten und des dritten Wirts kann größer sein als jedes der Gewichtsverhältnisse des zweiten und des dritten Dotierungsmaterials in der EML2 664 und der EML3 666. Als Beispiel kann jede der EML2 664 und der EML3 666 den zweiten oder den dritten Wirt mit etwa 90 bis etwa 99 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 95 bis etwa 99 Gewichts-% und das zweite oder das dritte Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 10 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann jede der EML1 662, der EML2 664 und der EML3 666 im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 662, der EML2 664 und der EML3 666 mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 nm bis etwa 30 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 662, der EML2 664 und der EML3 666 eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 662 und der EML3 666 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie die EML2 664 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML1 662 und der EML3 666 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und die EML2 664 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die EML2 664 kann alternativ eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie jede der EML1 662 und der EML3 666 aufweisen. In diesem Fall kann die EML2 664 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML1 662 und der EML3 666 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn die EML2 664 benachbart zur EBL 655 in einer beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der zweite Wirt, der in der EML2 664 zusammen mit dem zweiten Dotierungsmaterial enthalten ist, dasselbe Material wie die EBL 655 sein. In diesem Fall kann die EML2 664 eine Elektronensperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML2 664 kann als Pufferschicht zum Sperren von Elektronen wirken. In einer Ausführungsform kann die EBL 655 weggelassen werden, wenn die EML2 664 eine Elektronensperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • Wenn die EML3 666 benachbart zur HBL 675 in einer anderen beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der dritte Wirt, der in der EML3 666 zusammen mit dem dritten Dotierungsmaterial enthalten ist, dasselbe Material wie die HBL 675 sein. In diesem Fall kann die EML3 666 eine Lochsperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML3 666 kann als Pufferschicht zum Sperren von Löchern wirken. In einer Ausführungsform kann die HBL 675 weggelassen werden, wenn die EML3 666 eine Lochsperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der zweite Wirt in der EML2 664 dasselbe Material wie die EBL 655 sein und der dritte Wirt in der EML3 666 kann dasselbe Material wie die HBL 675 sein. In dieser Ausführungsform kann die EML2 664 eine Elektronensperrfunkton sowie eine Emissionsfunkton aufweisen und die EML3 666 kann eine Lochsperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, jede der EML2 664 und der EML3 666 kann als Pufferschicht zum Sperren von Elektronen bzw. eines Lochs wirken. In einer Ausführungsform können die EBL 655 und die HBL 675 weggelassen werden, wenn die EML2 664 eine Elektronensperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann und die EML3 666 eine Lochsperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • In den obigen Ausführungsformen sind zwei Exzitonen-Energiesteuerschichten benachbart zu EMLs angeordnet. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen sind drei Exzitonen-Energiesteuerschichten benachbart zu EMLs laminiert. 15 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 15 dargestellt, umfasst die OLED 700 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 710 und 720, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 730, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 710 und 720 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 730 eine HIL 740, eine HTL 750, eine EML 760, eine ETL 770 und eine EIL 780, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 710 laminiert ist. Die Emissionseinheit 730 kann ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine EBL 755, die zwischen der HTL 750 und der EML 760 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine HBL 775, die zwischen der EML 760 und der ETL 770 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste und die zweite Elektrode 710 und 720 und die Emissionseinheit 730 außer der EML 760 können im Wesentlichen dieselbe Struktur und dasselbe Material wie die erste und die zweite Elektrode 310, 410, 510, 610, 320, 420, 520 und 620 und die Emissionseinheiten 330, 330a, 430, 530 und 630 in den obigen Ausführungsformen aufweisen.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die EML 760 eine erste EML (EML1) 762, eine zweite EML (EML2) 764, eine dritte EML (EML3) 766, eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL1) 792, eine zweite Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL2) 794 und eine dritte Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL3) 796. Die EML1 762 umfasst einen ersten Wirt und ein erstes Dotierungsmaterial, die EML2 764 umfasst einen zweiten Wirt und ein zweites Dotierungsmaterial und die EML3 766 umfasst einen dritten Wirt und ein drittes Dotierungsmaterial. Die EEL1 792 ist zwischen der EML1 762 und der EML2 764 angeordnet und umfasst eine erste organische. Verbindung. Die EEL2 794 ist zwischen der EML2 764 und der EML3 766 angeordnet und umfasst eine zweite organische Verbindung. Die EEL3 796 ist zwischen der EML3 766 und der HBL 775 angeordnet und umfasst eine dritte organische Verbindung. Alternativ kann die EML 760 ferner eine vierte EML (EML4) 768 umfassen, die zwischen der EEL3 796 und der HBL 775 angeordnet ist und einen vierten Wirt und ein viertes Dotierungsmaterial umfasst.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials jeweils ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein. Wie in 16 dargestellt, ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts, von denen jeder jeweils in der EML1 760, EML2 764, EML3 766 und EML4 768 enthalten ist, höher als jedes von Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3 und S1 TD4 des angeregten Zustandes bzw. Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 TD3 und T1 TD4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials.
  • Außerdem ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts höher als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede jeweils in der EEL1 792, der EEL2 794 bzw. der EEL3 796 enthalten ist. Wenn die Singulett- und Triplett-Energieniveaus unter dem ersten bis vierten Wirt, dem ersten bis vierten Dotierungsmaterial und der ersten bis dritten organischen Verbindung die obigen Anforderungen nicht erfüllen, können die Exzitonen der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3, S1 TD4, S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des ersten bis vierten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung umgekehrt auf die Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts überführt werden oder die Exzitonen der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 TD3 , T1 TD4 , T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des ersten bis vierten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung können umgekehrt auf die Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts überführt werden. Folglich können die Triplett-Exzitonen des ersten bis vierten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung nicht zur Lichtemission beitragen.
  • Ähnlich zu den obigen Ausführungsformen kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH , HOMOH2, HOMOH3 und HOMOH4) des ersten bis vierten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOTD1, HOMOTD2, HOMOTD1 und HOMOTD4) des ersten bis vierten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOTD|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1, LUMOH2, LUMOH3 und LUMOH4) des ersten bis vierten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOTD1, LUMOTD2, LUMOTD3 und LUMOTD4) des ersten bis vierten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV, beispielsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 0,3 eV, sein. Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1, HOMOH2, HOMOH3 und HOMOH4) des ersten bis vierten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOED1, HOMOED2 und HOMOED3) der ersten bis dritten organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH1, LUMOH2, LUMOH3 und LUMOH4) des ersten bis vierten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOED1, LUMOED2 und LUMOED3) der ersten bis dritten organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jede der Exzitonen-Energien auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes und der Exzitonen-Energien auf den angeregten Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des ersten bis vierten Wirts, von denen jeder in der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 enthalten ist, wird auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3 und S1 TD4 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 TD3 und T1 TD4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials denselben EMLs 762, 764, 766 und 768 übertragen. Jede der Exzitonen-Energien auf den Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 TD3 und T1 TD4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials wird auf jedes der eigenen Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3 und S1 TD4 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus übertragen und dann fällt jede der Exzitonen.-Energien der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 TD3 und S1 TD4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials mit Lichtemission auf den Grundzustand.
  • Ein Teil der Exzitonen-Energie, die auf den Singulett-Energieniveaus S1 H1, S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes oder auf den Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts existiert, ohne auf das erste bis vierte Dotierungsmaterial übertragen zu werden, kann auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes oder der Triplett-Energieniveaus T1 ED1 , T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes der ersten bis dritten organischen Verbindung in der EEL1 792, der EEL2 794 und der EEL3 796 übertragen werden, von denen jede benachbart zur EML1 762, zur EML2 764, zur EML3 766 und zur EML4 768 angeordnet ist. Folglich kann das Exzitonen-Löschen, das durch eine Wechselwirkung zwischen den akkumulierten Wirts-Exzitonen und dem peripheren Polaron verursacht wird, minimiert werden und die Lebensdauerverringerung der OLED infolge der Elektrooxidation und der Photooxidation im Verlauf des Exzitonen-Löschens kann verhindert werden.
  • Jede der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede in der EEL1 792, der EEL2 794 und der EEL3 796 enthalten ist, umfasst irgendeine Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3. Als Beispiel kann jede der EEL1 792, der EEL2 794 und der EEL3 796 mit einer Dicke von etwa 1 bis 10 nm und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jeder des ersten bis vierten Wirts, von denen jeder in der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 enthalten ist, kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jeder des ersten bis vierten Wirts unabhängig pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials, von denen jedes in der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 enthalten ist, kann gleich oder voneinander verschieden sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials unabhängig dasselbe wie jede der ersten bis dritten organischen Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials unabhängig irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials unabhängig DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 jedes des ersten bis vierten Dotierungsmaterials mit etwa 1 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann jede der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 nm bis etwa 30 nm, laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 762 und der EML4 768 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie jede der EML2 764 und der EML3 766 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML1 762 und der EML4 768 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML2 764 und der EML3 766 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann jede der EML2 764 und der EML3 766 eine Dicke von etwa 1,5-bis etwa 2,5-mal wie jede der EML1 762 und der EML4 768 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML2 764 und der EML3 766 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML1 762 und der EML4 768 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In 15 und 16 umfasst jede der EML1 762, der EML2 764, der EML3 766 und der EML4 768 das erste bis vierte Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen können die EMLs verschiedene Typen von Dotierungsmaterialien umfassen. 17 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leuchtmechanismus durch eine Energieniveaubandlücke unter Leuchtmaterialien gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 17 dargestellt, umfasst die OLED 800 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 810 und 820, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 830, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 810 und 820 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Emissionseinheit 830 eine HIL 840, eine HTL 850, eine EML 860, eine ETL 870 und eine EIL 880, von denen jede sequentiell über der ersten Elektrode 810 laminiert ist. Die Emissionseinheit 830 kann ferner eine erste Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine EBL 855, die zwischen der HTL 850 und der EML 860 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonen-Sperrschicht, d. h. eine HBL 875, die zwischen der EML 860 und der ETL 870 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste und die zweite Elektrode 810 und 820 und die Emissionseinheit 830 außer der EML 860 können im Wesentlichen dieselbe Struktur und dasselbe Material wie die erste und die zweite Elektrode 310, 410, 510, 610, 710, 320, 420, 520, 620 und 720 und die Emissionseinheiten 330, 330a, 430, 530, 630 und 730 in den obigen Ausführungsformen aufweisen.
  • In der beispielhaften achten Ausführungsform umfasst die EML 860 eine erste EML (EML1) 862, eine zweite EML (EML2) 864, eine dritte EML (EML3) 866, eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL1) 892, eine zweite Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL2) 894 und eine dritte Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL3) 896. Alternativ kann die EML 860 ferner eine vierte EML (EML4) 868 umfassen. Die EML1 862 umfasst einen ersten Wirt und ein erstes Dotierungsmaterial. Die EML2 864 umfasst einen zweiten Wirt und eine zweites Dotierungsmaterial und ist zwischen der EML1 862 und der HBL 875 angeordnet. Die EML3 866 umfasst einen dritten Wirt und ein drittes Dotierungsmaterial und ist zwischen der EML1 862 und der EBL 855 angeordnet. Die EML4 868 umfasst einen vierten Wirt und ein viertes Dotierungsmaterial und ist zwischen der EML2 864 und der HBL 875 angeordnet. Jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials (T-Dotierungsmaterial 1 und T-Dotierungsmaterial 2) ist ein Material mit verzögerter Fluoreszenz und jedes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials (F-Dotierungsmaterial 1 und F-Dotierungsmaterial 2) ist ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial.
  • Die EEL1 892 umfasst eine erste organische Verbindung und ist zwischen der EML1 862 und der EML2 864 angeordnet. Die EEL2 894 umfasst eine zweite organische Verbindung und ist zwischen der EML1 862 und der EML3 866 angeordnet. Die EEL3 896 umfasst eine dritte organische Verbindung und ist zwischen der EML2 864 und der HBL 875 angeordnet. Die EEL3 896 kann zwischen der EML2 864 und der EML4 868 angeordnet sein, wenn die EML 860 die EML4 868 umfasst. Jede der ersten bis dritten organischen Verbindung in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 ist jeweils ein Material mit verzögerter Fluoreszenz.
  • Jede der EML1 862 und der EML2 864 umfasst das erste und das zweite Dotierungsmaterial jeweils als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Da die Energieniveaubandlücke Δ EST TD zwischen jedem der Triplett-Energieniveaus T1 TD1 und T1 TD2 des angeregten Zustandes und jedem der Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1TD2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird jede der Exzitonen-Energien auf den Triplett-Energieniveaus T1 TD1 und T1 TD2 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1 und S1 TD2 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus aufwärts umgewandelt.
  • Da die Energieniveaubandlücke ΔEST ED zwischen den Triplett-Energieniveaus T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes und dem Singulett-Energieniveau S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede jeweils in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 enthalten ist, sehr gering ist, d. h. gleich oder geringer als etwa 0,3 eV (siehe 3), wird außerdem jede der Exzitonen-Energien auf den Triplett-Energieniveaus T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes der ersten bis dritten organischen Verbindung in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt. Obwohl das erste und das zweite Dotierungsmaterial und die erste bis dritte organische Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz eine hohe Quanteneffizienz zeigen, ist ihre Farbreinheit infolge ihrer breiten FWHM schlecht.
  • Dagegen umfasst jede der EML3 866 und der EML4 868 den dritten oder den vierten Wirt und das dritte oder das vierte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial. Obwohl das dritte und das vierte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial einen Vorteil hinsichtlich der Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM aufweisen, sind ihre Quanteneffizienzen begrenzt, da ihr Triplett-Exziton nicht am Lumineszenzprozess teilnehmen kann.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform können jedoch die Singulett-Exzitonen-Energien und die Triplett-Exzitonen-Energien in Bezug auf jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials, von denen jedes in der EML1 862 und der EML2 864 enthalten ist und die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, und die erste bis dritte organische Verbindung, von denen jede in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 enthalten ist und die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweist, auf das dritte und das vierte Dotierungsmaterial, von denen jedes in der EML3 866 und der EML4 868 enthalten ist und ein Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial ist, durch einen FRET-Mechanismus übertragen werden. Folglich tritt die letztliche Emission im dritten und vierten Dotierungsmaterial innerhalb der EML3 866 und der EML4 868 auf.
  • Mit anderen Worten, jede der Triplett-Exzitonen-Energien T1 TD1, T1 TD2 , T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials in der EML1 862 und der EML2 864 und der ersten bis dritten organischen Verbindung in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 wird aufwärts in jede der eigenen Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD, S1 TD2, S1 ED1, T1 ED2 und S1 ED3 durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt. Da jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD, S1 TD2, S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung höher ist als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868, werden die umgewandelten Singulett-Exzitonen-Energien S1 TD, S1 TD2, S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des dritten und des vierten Dotierungsmaterials überführt. Jedes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868 kann Licht unter Verwendung der Triplett-Exzitonen-Energie sowie der Singulett-Exzitonen-Energie emittieren.
  • Da die Exzitonen-Energie, die am ersten und zweiten Dotierungsmaterial in der EML 1 862 und der EML2 864 und an der ersten bis dritten organischen Verbindung in der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 erzeugt wird, auf jedes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868 übertragen wird, kann eine Hyperfluoreszenz verwirklicht werden. In diesem Fall wirken das erste und das zweite Dotierungsmaterial und die erste bis dritte organische Verbindung nur als Übertragung von Energie auf das dritte und das vierte Dotierungsmaterial. Eine beträchtliche Lichtemission tritt in der EML3 866 und der EML 868 auf, von denen jede das dritte Dotierungsmaterial oder das vierte Dotierungsmaterial als Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial umfasst und eine schmale FWHM aufweist. Folglich kann die OLED 800 ihre Quanteneffizienz verbessern und ihre Farbreinheit aufgrund der schmalen FWHM verbessern.
  • Jede der EML1 862, der EML2 864, der EML3 866 und der EML4 868 umfasst einen ersten Wirt, einen zweiten Wirt, einen dritten Wirt bzw. einen vierten Wirt. Jede der Exzitonen-Energien, die am ersten bis vierten Wirt erzeugt werden, sollten auf das erste und das zweite Dotierungsmaterial als Material mit verzögerter Fluoreszenz im Voraus übertragen werden, um eine Lichtemission zu indizieren. Um eine solche Lichtemission durchzuführen, sollte jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H1; S1 H2, S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts höher sein als jeweils jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes und der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung als Material mit verzögerter Fluoreszenz. Als Beispiel kann jedes der Triplett-Energieniveaus T1 H1, T1 H2, T1 H3 und T1 H4 des angeregten Zustandes des ersten bis vierten Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD1, T1 TD2, T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung.
  • Überdies ist jedes der Singulett-Energieniveaus S1 H3 und S1 H4 des angeregten Zustandes des dritten und des vierten Wirts höher als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des dritten bzw. des vierten Dotierungsmaterials. In diesem Fall kann jede der Singulett-Exzitonen-Energien, die am dritten und am vierten Wirt erzeugt werden, auf jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials übertragen werden.
  • Überdies ist es erforderlich, dass die EML 860 eine hohe Leuchteffizienz und Farbreinheit implementiert sowie die Exzitonen-Energie effizient vom ersten und vom zweiten Dotierungsmaterial und von der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede in einen komplexen ICT-Zustand durch einen RISC-Mechanismus umgewandelt wird, in der EML1 862, der EML2 864, der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 auf das dritte und das vierte Dotierungsmaterial überträgt, von denen jedes das Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzmaterial in der EML3 866 und der EML4 868 ist. Um eine solche OLED 800 zu verwirklichen, ist jedes der Triplett-Energieniveaus T1 TD1 , T1 TD2, T1 ED1, T1 ED2 und T1 ED3 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede in der EML1 862, der EML2 864, der EEL1 892, der EEL2 894 und der EEL3 896 enthalten ist, höher als jedes der Triplett-Energieniveaus T1 FD1 und T1 FD2 des angeregten Zustandes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes der Singulett-Energieniveaus S1 TD1, S1 TD2, S1 ED1, S1 ED2 und S1 ED3 des angeregten Zustandes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung höher sein als jedes der Singulett-Energieniveaus S1 FD1 und S1 FD2 des angeregten Zustandes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials als Fluoreszenzmaterial.
  • Außerdem kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH1-HOMOTD|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1 und HOMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOTD1 und HOMOTD2) des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH1-LUMOTD|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1 und LUMOH2) des ersten und des zweiten Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD1 und LUMOTD2) des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV sein. Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen HOMO-Energieniveaus (HOMOH1, HOMOH2, HOMOH3 und HOMOH4) des ersten bis vierten Wirts und HOMO-Energieniveaus (HOMOED1, HOMOED2 und HOMOED3) der ersten bis dritten organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH-LUMOED|) zwischen LUMO-Energieniveaus (LUMOH1, LUMOH2, LUMOH3 und LUMOH4) des ersten bis vierten Wirts und LUMO-Energieniveaus (LUMOED1, LUMOED2 und LUMOED3) der ersten bis dritten organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jede der ersten bis dritten organischen Verbindung, von denen jede in der EEL1 892, der EEL2 894 oder der EEL3 896 enthalten ist, kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jede der ersten bis dritten organischen Verbindung unabhängig irgendeine Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3, wie vorstehend beschrieben, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Jede der ersten bis dritten organischen Verbindung kann die Eigenschaft mit verzögerter Fluoreszenz aufweisen.
  • Jeder des ersten Wirts in der EML1 862, des zweiten Wirts in der EML2 864, des dritten Wirts in der EML3 866 und des vierten Wirts in der EML4 868 kann gleich oder voneinander verschieden sein. Als Beispiel kann jeder des ersten bis vierten Wirts unabhängig mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials in der EML1 862 und der EML2 864 dasselbe wie die erste und die zweite organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials unabhängig irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials unabhängig DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-l,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jedes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868 kann eine schmale FWHM aufweisen und ein Leuchtspektrum mit einem großen Überlappungsbereich mit den Absorptionsspektren von jedem des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials und der ersten bis dritten organischen Verbindung aufweisen. Als Beispiel kann jedes des dritten und des vierten Dotierungsmaterials unabhängig eine organische Verbindung mit einem Chinolino-Acridin-Kern wie z. B. 5,12-Dimethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 12-Diethylchinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-difluorochinolino[2,3-b]acridin-7,14(5H, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-3,10-bis(trifluoromethyl)chinolino[2,3-b]acridin-7,l 4(577, 12H)-dion, 5,12-Dibutyl-2,3,9,10-tetrafluorochinolino[2,3-b]acridin-7,14(5/7, 12H)-dion, DCJTB und beliebige Metallkomplexe, die Licht mit roter, grüner oder blauer Farbe emittieren können, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder des ersten bis vierten Wirts in der EML1 862, der EML2 864, der EML3 866 oder der EML4 868 ein Gewichtsverhältnis gleich oder mehr als das erste bis vierte Dotierungsmaterial in denselben EMLs 862, 864, 866 bzw. 868 aufweisen. Außerdem kann das Gewichtsverhältnis von jedem des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials in der EML1 862 und der EML2 864 größer sein als jedes des Gewichtsverhältnisses des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868. In diesem Fall ist es möglich, genügend Energie vom ersten und vom zweiten Dotierungsmaterial in der EML1 862 und der EML2 864 auf das dritte und das vierte Dotierungsmaterial in der EML3 866 und der EML4 868 zu übertragen.
  • Jede der EML1 862 und der EML2 864 kann jedes des ersten und des zweiten Dotierungsmaterials mit etwa 1 bis etwa 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen. Jedes der Gewichtsverhältnisse des dritten und des vierten Wirts kann größer sein als jedes der Gewichtsverhältnisse des dritten und des vierten Dotierungsmaterials in der EML3 866 und der EML4 868. Als Beispiel kann jede der EML3 866 und der EML4 868 den dritten oder den vierten Wirt mit etwa. 90 bis etwa 99 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 95 bis etwa 99 Gewichts-% und das dritte oder das vierte Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis etwa 10 Gewichts-% und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann jede der EML1 862, der EML2 864, der EML3 866 und der EML4 868 im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 862, der EML2 864, der EML3 866 und der EML4 868 mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 100 nm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 50 nm und bevorzugter etwa 10 nm bis etwa 30 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann jede der EML1 862, der EML2 864, der EML3 866 und der EML4 868 eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Als Beispiel kann jede der EML1 862 und der EML2 864 eine Dicke von etwa 1,5- bis etwa 2,5-mal wie jede der EML3 866 und der EML4 868 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML1 862 und der EML2 864 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML3 866 und der EML4 868 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann jede der EML3 866 und der EML4 868 eine Dicke von etwa 1,5-bis etwa 2,5-mal wie jede der EML1 862 und der EML2 864 aufweisen. In diesem Fall kann jede der EML3 866 und der EML4 868 mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 100 nm und vorzugsweise etwa 15 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und jede der EML1 862 und der EML2 864 kann mit einer Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm und vorzugsweise etwa 5 nm bis etwa 20 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn die EML3 866 benachbart zur EBL 855 in einer beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der dritte Wirt, der in der EML3 866 zusammen mit dem dritten Dotierungsmaterial enthalten ist, dasselbe Material wie die EBL 855 sein. In diesem Fall kann die EML3 866 eine Elektronensperrfunkton sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML3 866 kann als Pufferschicht zum Sperren von Elektronen wirken. In einer Ausführungsform kann die EBL 855 weggelassen werden, wenn die EML3 866 eine Elektronensperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • Wenn die EML4 868 benachbart zur HBL 875 in einer anderen beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist, kann der vierte Wirt, der in der EML4 868 zusammen mit dem vierten Dotierungsmaterial enthalten ist, dasselbe Material wie die HBL 875 sein. In diesem Fall kann die EML4 868 eine Lochsperrfunktion. sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, die EML4 868 kann als Pufferschicht zum Sperren von Löchern wirken. In einer Ausführungsform kann die HBL 875 weggelassen werden, wenn die EML4 868 eine Lochsperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der dritte Wirt in der EML3 866 dasselbe Material wie die EBL 855 sein und der vierte Wirt in der EML4 868 kann dasselbe Material wie die HBL 875 sein. In dieser Ausführungsform kann die EML3 866 eine Elektronensperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen und die EML4 868 kann eine Lochsperrfunktion sowie eine Emissionsfunktion aufweisen. Mit anderen Worten, jede der EML3 866 und der EML4 868 kann als Pufferschicht zum Sperren von Elektronen bzw. eines Lochs wirken. In einer Ausführungsform können die EBL 855 und die HBL 875 weggelassen werden, wenn die EML3 866 eine Elektronensperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann und die EML4 868 eine Lochsperrschicht sowie eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die OLED mit nur einer Emissionseinheit beschrieben. Im Gegensatz zur obigen Ausführungsform kann die OLED mehrere Emissionseinheiten aufweisen, um eine Tandemstruktur zu bilden. 19 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 19 dargestellt, umfasst die OLED 900 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 910 und 920, die einander zugewandt sind, eine erste Emissionseinheit 930 als erste Emissionsschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 910 und 920 angeordnet ist, eine zweite Emissionseinheit 1030 als zweite Emissionsschicht, die zwischen der ersten Emissionseinheit 930 und der zweiten Elektrode 920 angeordnet ist, und eine Ladungserzeugungsschicht 1100, die zwischen der ersten und der zweiten Emissionseinheit 930 und 1030 angeordnet ist.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann die erste Elektrode 910 eine Anode sein und ein leitfähiges Material, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Material (TCO) mit relativ großen Arbeitsfunktionswerten, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann die erste Elektrode 910 ITO, IZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die zweite Elektrode 920 kann eine Kathode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ kleinen Arbeitsfunktionswerten wie z. B. Al, Mg, Ca, Ag, eine Legierung davon oder eine Kombination davon umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die erste Emissionseinheit 930 umfasst eine HIL 940, eine erste HTL (eine untere HTL) 950, eine untere EML 960 und eine erste ETL (eine untere ETL) 970. Die erste Emissionseinheit 930 kann ferner eine erste EBL (eine untere EBL) 955, die zwischen der ersten HTL 950 und der unteren EML 960 angeordnet ist, und/oder eine erste HBL (eine untere HBL) 975, die zwischen der unteren EML 960 und der ersten ETL 970 angeordnet ist, umfassen.
  • Die zweite Emissionseinheit 1030 umfasst eine zweite HTL (eine obere HTL) 1050, eine obere EML 1060, eine zweite ETL (eine obere ETL) 1070 und eine EIL 1080. Die zweite Emissionseinheit 1030 kann ferner eine zweite EBL (eine obere EBL) 1055, die zwischen der zweiten HTL 1050 und der oberen EML 1060 angeordnet ist, und/oder eine zweite HBL (eine obere HBL) 1075, die zwischen der oberen EML 1060 und der zweiten ETL 1070 angeordnet ist, umfassen.
  • Die untere EML 960 und/oder die obere EML 1060 können mindestens eine Exzitonen-Energiesteuerschicht umfassen, die benachbart zu mindestens einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, die einen Wirt und ein Dotierungsmaterial umfasst. Nachstehend wird eine OLED 900, bei der die untere EML 960 mindestens eine Exzitonen-Steuerschicht umfasst, erläutert.
  • Die HIL 940 ist zwischen der ersten Elektrode 910 und der ersten HTL 950 angeordnet und verbessert eine Grenzflächeneigenschaft zwischen der anorganischen ersten Elektrode 910 und der organischen ersten HTL 950. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die HIL 940 MTDATA, NATA, 1T-NATA, 2T-NATA, CuPc, TCTA, NPB(NPD), HAT-CN, TDAPB, PEDOT/PSS und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die HIL 940 kann gemäß einer Struktur der OLED 900 weggelassen werden.
  • Jede der ersten und der zweiten HTL 950 und 1050 kann unabhängig TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, DCDPA, N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amin umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Jede der HIL 940 und der ersten und der zweiten HTL 950 und 1050 kann mit einer Dicke von etwa 5 bis etwa 200 nm und vorzugsweise etwa 5 bis etwa 100 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jede der ersten und der zweiten ETL 970 und 1070 erleichtert Elektronentransporte in der ersten Emissionseinheit 930 bzw. der zweiten Emissionseinheit 1030. Jede der ersten und der zweiten ETL 970 und 1070 kann unabhängig Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis, Verbindungen auf Triazin-Basis und dergleichen jeweils umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann jede der ersten und der zweiten ETL 970 und 1070 jeweils unabhängig Alq3, PBD, spiro-PBD, Liq, TPBi, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr, TPQ, TSPO1 und/oder 2-[4-(9,10-Di-2-naphthali-nyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die EIL 1080 ist zwischen der zweiten Elektrode 920 und der zweiten ETL 1070 angeordnet und kann die physikalischen Eigenschaften der zweiten Elektrode 920 verbessern und kann daher die Lebensdauer der OLED 900 verbessern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 1080 ein Alkalihalogenid wie z. B. LiF, CsF, NaF, BaF2 und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie z. B. Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jede der ersten und der zweiten EBL 955 und 1055 kann unabhängig TCTA, Tris[4-(diet-hylamino)phenyl]amin, N-(Bipnehyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin, TAPC, MTDATA, mCP, mCBP, CuPc, DNTPD, TDAPB, DCDPA, 2,8-Bis(9-phneyl-9H-carbazol-3-yl)dibenzo[b,d]thiophen und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-phenyl-carbazol jeweils umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Jede der ersten und der zweiten HBL 975 und 1075 kann unabhängig Verbindungen auf Oxadiazol-Basis, Verbindungen auf Triazol-Basis, Verbindungen auf Phenanthrolin-Basis, Verbindungen auf Benzoxazol-Basis, Verbindungen auf Benzothiazol-Basis, Verbindungen auf Benzimidazol-Basis und Verbindungen auf Triazin-Basis umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann jede der ersten und der zweiten HBL 975 und 1075 unabhängig BCP, BAlq, Alq3, PBD, spiro-PBD, Liq, B3PYMPM, DPEPO, TSPO1, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol bzw. eine Kombination davon umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die obere EML 1060 rotes Licht emittiert, die obere EML 1060 eine Phosphoreszenzmaterialschicht mit einem Wirt wie z. B. CBP und dergleichen und mindestens einem Dotierungsmaterial, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus PIQIr(acac)(bis(1-phenylisochinolin)acetylacetonatiridium), PQIr(acac) (Bis(1- phenylchinolin)acetylacetonatiridium), PQIr (Tris(1-phenylchino-linjiridium) und PtOEP (Octaethylporphyrinplatin) besteht, sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ, kann die obere EML 1060 eine Fluoreszenzmaterialschicht mit PBD:Eu(DMB)3(phen), Perylen und/oder ihren Derivaten sein. In diesem Fall kann die obere EML 1060 rotes Licht mit Emissionswellenlängenbereichen von etwa 600 nm bis etwa 650 nm emittieren, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die obere EML 1060 blaues Licht emittiert, die obere EML 1060 eine Phosphoreszenzmaterialschicht mit einem Wirt wie z. B. CBP und dergleichen und mindestens einem Dotierungsmaterial auf Iridiumbasis sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Alternativ kann die obere EML 1060 eine Fluoreszenzmaterialschicht mit irgendeinem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Spiro-DPVBi, Spiro-CBP, Distrylbenzol (DSB), Distrylarylen (DSA), Polymeren auf PFO-Basis und Polymeren PPV-Basis besteht, sein. Die obere EML 1060 kann Licht mit himmelblauer Farbe oder tiefblauer Farbe sowie blauer Farbe emittieren. In diesem Fall kann die obere EML 1060 blaues Licht mit Emissionswellenlängenbereichen von etwa 440 nm bis etwa 480 nm emittieren, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die zweite Emissionseinheit 1030 eine doppelschichtige EML 1060, beispielsweise eine blaue Emissionsmaterialschicht und eine rote Emissionsmaterialschicht aufweisen, um die Leuchteffizienz des roten Lichts zu verbessein. In diesem Fall kann die obere EML 1060 Licht mit Emissionswellenlängenbereichen von etwa 440 nm bis etwa 650 nm emittieren, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Die Ladungserzeugungsschicht (CGL) 1100 ist zwischen der ersten Emissionseinheit 930 und der zweiten Emissionseinheit 1030 angeordnet. Die CGL 1100 umfasst eine CGL 1110 vom N-Typ, die benachbart zur ersten Emissionseinheit 930 angeordnet ist, und eine CGL 1120 vom P-Typ, die benachbart zur zweiten Emissionseinheit 1030 angeordnet ist. Die CGL 1110 vom N-Typ injiziert Elektronen in die erste Emissionseinheit 930 und die CGL 1120 vom P-Typ injiziert Löcher in die zweite Emissionseinheit 1030.
  • Als Beispiel kann die CGL 1110 vom N-Typ eine Schicht sein, die mit einem Alkalimetall wie z. B. Li, Na, K und/oder Cs und/oder mit einem Erdalkalimetall wie z. B. Mg, Sr, Ba und/oder Ra dotiert ist. Ein Wirt, der in der CGL 1110 vom N-Typ verwendet wird, kann beispielsweise eine organische Verbindung wie z. B. Bphen oder MtDATA umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Das Alkalimetall oder das Erdalkalimetall kann mit etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% dotiert sein.
  • Die CGL 1120 vom P-Typ kann ein anorganisches Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wolframoxid (WOx), Molybdänoxid (MoOx), Berylliumoxid (Be2O3), Vanadiumoxid (V2O5) und einer Kombination davon besteht, und/oder ein organisches Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus NPD, HAT-CN, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan (F4TCNQ), TPD, N,N,N',N'-Tetranaphthalinyl-benzidin (TNB), TCTA, N,N'-Dioctyl-3,4,9,10-perylendicarboximid (PTCDI-C8) und einer Kombination davon besteht, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die untere EML 960 eine erste EML (EML1) 962 und eine Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) 990, die benachbart zur EML1 962 angeordnet ist. Die EML1 962 umfasst einen Wirt und ein Dotierungsmaterial und die EEL 990 umfasst eine organische Verbindung. Die EEL 990 kann zwischen der EBL 955 und der EML1 962 oder zwischen der EML1 962 und der ersten HBL 975 angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann jedes des Dotierungsmaterials und der organischen Verbindung jeweils ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein.
  • Jeweils ein Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts in der EMI,1 962 ist höher als ein Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials in derselben EML 962. Außerdem ist jeweils das Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveaus T1 H des angeregten Zustandes des Wirts in der EML1 962 höher als ein Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung in der EEL 990 (siehe 5).
  • Es ist bevorzugt, dass eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOTD|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOTD) des Dotierungsmaterials oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH_LUMOTD|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOTD) des Dotierungsmaterials gleich oder geringer als etwa 0,5 eV, beispielsweise etwa 0,1 und etwa 0,5 eV, sein kann. Überdies kann eine Energieniveaubandlücke (|HOMOH-HOMOED|) zwischen einem HOMO-Energieniveau (HOMOH) des Wirts und einem HOMO-Energieniveau (HOMOED) der organischen Verbindung oder eine Energieniveaubandlücke (|LUMOH_LUMOED|) zwischen einem LUMO-Energieniveau (LUMOH) des Wirts und einem LUMO-Energieniveau (LUMOED) der organischen Verbindung gleich oder geringer als etwa 0,2 eV sein.
  • Jeweils die Exzitonen-Energie auf dem Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts wird auf das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials als Material mit verzögerter Fluoreszenz in derselben EML durch einen Dexter-Energieübertragungsmechanismus übertragen, der Exzitonen-Energien in Abhängigkeit von Wellenfunktionsüberlappungen unter benachbarten Molekülen durch Intermolekülelektronenaustauschvorgänge bzw. Exzitonen-Diffusionen überträgt. Die Exzitonen-Energie auf dem Triplett-Energieniveau T1 TD des angeregten Zustandes des Dotierungsmaterials als Material mit verzögerter Fluoreszenz wird auf das Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes durch einen RISC-Mechanismus aufwärts übertragen und dann wird die umgewandelte Exzitonen-Energie auf dem Singulett-Energieniveau S1 TD des angeregten Zustandes auf den Grundzustand als verzögerte Fluoreszenz übertragen.
  • Ein Teil der Exzitonen-Energie, die auf dem Singulett-Energieniveau S1 H des angeregten Zustandes und dem Triplett-Energieniveau T1 H des angeregten Zustandes des Wirts akkumuliert ist, ohne zum Dotierungsmaterial in der EML1 962 übertragen zu werden, kann auf ein Singulett-Energieniveau S1 ED des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau T1 ED des angeregten Zustandes der organischen Verbindung in der EEL 990, die benachbart zur EML1 962 angeordnet ist, durch einen FRET-Mechanismus (Forster-Resonanzenergieübertragungsmechanismus) übertragen werden, der Energie nicht radial durch elektrische Felder durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen überträgt. Da ein Teil der Exzitonen-Energie des Wirts, die nicht auf das Dotierungsmaterial übertragen wird, auf die organische Verbindung übertragen wird, wird die Exzitonen-Energie des Wirts, ohne auf das Dotierungsmaterial übertragen zu werden, nicht am Wirt akkumuliert. Folglich kann das Exzitonen-Löschen, das durch eine Wechselwirkung zwischen den akkumulierten Wirts-Exzitonen und dem peripheren Polaron verursacht wird, minimiert werden und die Lebensdauerverringerung der OLED 900 infolge der Elektrooxidation und der Photooxidation im Verlauf des Exzitonen-Löschens kann verhindert werden.
  • Als Beispiel kann die EEL 990 mit einer Dicke von etwa 1 bis etwa 10 nm und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Als Beispiel kann die organische Verbindung in der EEL 990, die benachbart zur EML1 962 angeordnet ist, ein Material mit verzögerter Fluoreszenz sein, um eine effiziente Lumineszenz zu implementieren. In diesem Fall kann die organische Verbindung ihre Leuchteffizienz verbessein, da sie die Triplett-Exzitonen-Energie sowie die Singulett-Exzitonen-Energie, die vom Wirt stammen, bei der Emission von Licht verwenden kann.
  • Als Beispiel kann der Wirt mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2Cz, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TSPO1, CCP, 4-(3-(Triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophen, 9-(4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazol, 9-(3 -(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9' -bicarbazol) und/oder 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Dotierungsmaterial in der EML1 962 dasselbe wie die organische Verbindung sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Dotierungsmaterial irgendeines mit der Struktur der chemischen Formel 4 umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Dotierungsmaterial DMAC-TRZ, DMAC-DPS, ACRSA, Cz-VPN, TcZTrz, DczTrz, DDczTrz, CC2BP, BDPCC-TPTA, BCC-TPTA, DMOC-DPS, DPCC-TPTA, Phen-TRZ, Cab-Ph-TRZ, 4CzIPN, 4CZFCN, 10-(4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-10H-spiro[acridin-9,9'-xanthen] und/oder SpiroAC-TRZ umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Wenn die EML1 962 den Wirt und das Dotierungsmaterial umfasst, kann die EML1 962 das Dotierungsmaterial mit etwa 1 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% und bevorzugter etwa 20 bis etwa 50 Gewichts-% umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann die EEL 990 mit einer Dicke von etwa 1 nm bis 10 nm und vorzugsweise etwa 1 nm bis etwa 5 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die EML1 962 kann mit einer Dicke von etwa 10 nm bis etwa 200 nm, vorzugsweise etwa 20 nm bis etwa 100 nm und bevorzugter etwa 20 nm bis etwa 50 nm laminiert sein, ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die untere EML 960 irgendeine Struktur der EMLs 360a, 460, 560, 660, 760 und 860 aufweisen, wie in 5, 7, 11, 13, 15 und 17 dargestellt. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann eine OLED der vorliegenden Offenbarung ferner eine dritte Emissionseinheit, die zwischen der zweiten Emissionseinheit 1030 und der zweiten Elektrode 920 angeordnet ist, und eine zweite CGL, die zwischen der zweiten Emissionseinheit 1030 und der dritten Emissionseinheit angeordnet ist, umfassen. In diesem Fall können die erste Emissionseinheit 930, die zweite Emissionseinheit 1030 und/oder die dritte Emissionseinheit mindestens eine Exzitonen-Energiesteuerschicht umfassen, die benachbart zu mindestens einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben.
  • Beispiel 1: Herstellung einer organischen Leuchtdiode (OLED)
  • Eine organische Leuchtdiode wurde unter Anwendung einer Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) in einer Emissionsmaterialschicht hergestellt. Eine ITO (einschließlich Reflexionsschicht), die am Glassubstrat befestigt war, mit 40 nm X 40 nm X 0,5 nm wurde durch Ultraschall mit Isopropylalkohol, Aceton und destilliertem Wasser für 5 Minuten gereinigt und dann in einem Ofen bei 100 °C getrocknet. Das gereinigte Substrat wurde mit O2-Plasma in einem Vakuum für 2 Minuten behandelt und in eine Abscheidungskammer überführt, um andere Schichten auf dem Substrat abzuscheiden. Eine organische Schicht wurde durch Verdampfung durch ein erhitztes Schiffchen unter 10-7 Torr in der folgenden Reihenfolge abgeschieden. Die Abscheidungsrate der organischen Schicht wurde auf 1 Å/s festgelegt.
  • Eine Lochinjektionsschicht (HIL) (HAT-CN; 50 Å); eine Lochtransportschicht (HTL) (NPB, 500 ~ 1500 Å); eine Elektronensperrschicht (EBL) (TCTA; 50 Å); eine erste Emissionsmaterialschicht (EML1) (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 60 Å); Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL) (Verbindung 1; 10 bis 20 Å); eine zweite Emissionsmaterialschicht (EML2) (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 200 Å); eine Elektronentransportschicht (ETL) (2-[4-(9,10-Di-2-naphthalinyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol; 300 Ä); eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) (LiF; 10 Å); und eine Kathode (Al; 800 ~ 1000 Å).
  • Und dann wurde eine Einkapselungsschicht (CPL) über der Kathode abgeschieden und die Vorrichtung wurde durch Glas eingekapselt. Nach der Abscheidung einer Emissionsschicht und der Kathode wurde die OLED aus der Abscheidungskammer zu einem Trockenkasten für die Filmausbildung überführt, gefolgt von Einkapselung unter Verwendung von UV-härtbarem Epoxidharz und einem Feuchtigkeitsfänger. Die hergestellte organische Leuchtdiode hatte eine Emissionsfläche von 9 mm2.
  • Beispiele 2~3: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 1 hergestellt, abgesehen von dem Laminieren der EML1 und der EML2 jeweils mit einer Dicke von 130 Å (Beispiel 2) oder Laminieren der EML1 mit einer Dicke von 200 Å und der EML2 mit einer Dicke von 60 Å (Beispiel 3).
  • Beispiele 4: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 1 hergestellt, abgesehen von dem sequentiellen Laminieren der EML1 (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 60 Å), einer ersten Exzitonen-Energiesteuerschicht (EEL1) (Verbindung 1; 10 bis 20 Å), der EML2 (MADN(Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 70 Å), einer zweiten EEL (EEL2 (Verbindung 1; 10 bis 20 Å), einer dritten EML (EML3) (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 130 Å) zwischen der EBL und der ETL.
  • Beispiele 5: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 4 hergestellt, abgesehen von dem Laminieren der EML2 mit einer Dicke von 140 Å und der EML3 mit einer Dicke von 60 Å.
  • Beispiele 6: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 4 hergestellt, abgesehen von dem Laminieren der EML2 mit einer Dicke von 130 Å und der EML3 mit einer Dicke von 60 Å.
  • Beispiele 7: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 1 hergestellt, abgesehen von dem Laminieren der EML1 (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 60 Å), der EEL 1 (Verbindung 1; 10 bis 20 Å), der EML2 (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 70 Å), der EEL2 (Verbindung 1; 10 bis 20 Å), der EML3 (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 70 Å), einer dritten EEL (EEL3) (Verbindung 1; 10 bis 20 Ä), einer vierten EML (EML4) (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 60 Å) zwischen der EBL und der ETL.
  • Vergleichsbeispiel: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiel 1 hergestellt, abgesehen von einer einschichtigen EML (MADN (Wirt): Verbindung 1 in der chemischen Formel 3 (Dotierungsmaterial) = 70: 30; 300 Å) ohne irgendwelche EELs (Ref.).
  • Versuchsbeispiel 1: Messung der Leuchteigenschaften der OLED
  • Jede der organischen Leuchtdiode, die durch die Beispiele 1 bis 7 und das Vergleichsbeispiel hergestellt wurde, wurde mit einer externen Leistungsquelle verbunden und dann wurden Leuchteigenschaften für alle Dioden unter Verwendung einer Konstantstromquelle (KEITHLEY) und eines Photometers PR650 bei Raumtemperatur bewertet. Insbesondere wurden die Ansteuerspannung (V), die Leistungseffizienz (lm/W), die externe Quanteneffizienz (EQE, %), CIE-Farbkoordinaten und die Leuchtlebensdauer (T95) bei einer Stromdichte von 10 mA/cm2 der Leuchtdioden von Beispielen 1 bis 7 und des Vergleichsbeispiels gemessen. Die Ergebnisse davon sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: Leuchteigenschaften der OLED
    Probe V Im/W EQE (%) CIEx, CIEy T95 (relativ)
    Ref. 4,5 5,4 6,1 0,156, 0,185 1
    Beispiel 1 4,5 11,7 11,9 0,156, 0,180 2,7
    Beispiel 2 4,5 11,2 11,5 0,159, 0,191 2,5
    Beispiel 3 4,4 11,3 11,2 0,162, 0,198 2,4
    Beispiel 4 4,5 12,4 12,6 0,159, 0,192 2,9
    Beispiel 5 4,4 12,4 12,3 0,161, 0,197 2,7
    Beispiel 6 4,4 12,3 12,2 0,162, 0,198 2,2
    Beispiel 7 4,6 11,9 12,3 0,163, 0,217 2,7
  • Wie in Tabelle 1 angegeben, verbesserte im Vergleich zur OLED ohne Ausbilden irgendeiner Exzitonen-Energiesteuerschicht im Vergleichsbeispiel die OLED mit mindestens einer Exzitonen-Energiesteuerschicht ihre Leistungseffizienz bis zu 129,6 %, ihre EQE bis zu 106,6 % und ihre Leuchtlebensdauer bis zu 2,9 mal.
  • Beispiele 8 ~ 14: Herstellung einer OLED
  • Eine OLED wurde unter Verwendung derselben Materialien wie Beispiele 1 bis 7 hergestellt, außer der Verwendung der Verbindung 2 in der chemischen Formel 3 anstelle der Verbindung 1 als Dotierungsmaterial in den EMLs und das Material der EELs. Jedes der Beispiele 8 bis 14 entspricht jeweils jedem der Beispiele 1 bis 7.
  • Versuchsbeispiel 2: Messung der Leuchteigenschaften der OLED
  • Leuchteigenschaften im Hinblick auf die OLEDs in Beispiel 8 bis 14 und Vergleichsbeispiel wurden als gleicher Prozess im Versuchsbeispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse davon sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2: Leuchteigenschaften der OLED
    Probe V Im/W EQE (%) CIEx, CIEy T95 (relativ)
    Ref. 4,5 5,4 6,1 0,156, 0,185 1
    Beispiel 8 4,7 11,5 12,9 0,158, 0,211 3,2
    Beispiel 9 4,7 11,9 12,5 0,159, 0,213 3,1
    Beispiel 10 4,6 11,2 12,1 0,162, 0,219 2,9
    Beispiel 11 4,6 13,1 13,3 0,158, 0,214 3,1
    Beispiel 12 4,5 13,4 12,9 0,161, 0,218 3,0
    Beispiel 13 4,5 12,9 13,3 0,162, 0,229 2,5
    Beispiel 14 4,8 12,1 13,0 0,163, 0,235 2,9
  • Wie in Tabelle 2 angegeben, verbesserte verglichen mit der OLED ohne Ausbilden irgendeiner Exzitonen-Energiesteuerschicht im Vergleichsbeispiel die OLED mit mindestens einer Exzitonen-Energiesteuerschicht ihre Leistungseffizienz bis zu 148,1 %, ihre EQE bis zu 118,0 % und ihre Leuchtlebensdauer bis zu 3,2 mal. In Anbetracht der Ergebnisse in den Versuchsbeispielen 1 und 2 wurde bestätigt, dass die Leuchteffizienz und die Leuchtlebensdauer der OLED durch Einführen mindestens einer Exzitonen-Energiesteuerschicht, die benachbart zu mindestens einer Emissionsmaterialschicht angeordnet ist, verbessert werden kann. Folglich ist es möglich, eine organische Lichtemissionsvorrichtung wie z. B. eine organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung und/oder eine organische Lichtemissionsbeleuchtungsvorrichtung mit verbesserter Leuchteffizienz und Leuchtlebensdauer unter Verwendung einer OLED mit mindestens einer Exzitonen-Energiesteuerschicht zu implementieren.
  • Die vorstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu schaffen.

Claims (9)

  1. Organische Leuchtdiode, die umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander zugewandt sind; und mindestens eine Emissionseinheit, wobei die mindestens eine Emissionseinheit zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist und eine Emissionsmaterialschicht umfasst, wobei die Emissionsmaterialschicht eine erste Emissionsmaterialschicht mit einem ersten Wirt und einem ersten Dotierungsmaterial und eine erste Exzitonen-Energiesteuerschicht umfasst, wobei die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht zwischen der ersten Elektrode und der ersten Emissionsmaterialschicht angeordnet ist oder zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht eine erste organische Verbindung umfasst, wobei jeweils ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes der ersten organischen Verbindung niedriger ist als ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts, und wobei das erste Dotierungsmaterial die erste organische Verbindung umfasst.
  2. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei jeweils das Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts höher ist als das Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes und das Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials.
  3. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung die folgende Struktur der chemischen Formel 1 aufweist:
    Figure DE102019132806B4_0025
    Figure DE102019132806B4_0026
    wobei jedes von R1 bis R3 unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine C5∼C30-ArylGruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, einer Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1-C10-Alkyl-Gruppe, C1∼C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5∼C30-Aryl-Gruppe oder C4-C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, oder eine C4∼C30-Heteroaryl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1∼C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5∼C30-Aryl-Gruppe oder C4∼C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, ist; und wobei R4 Protium, Deuterium, Tritium oder eine Phenyl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1∼C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5∼C30-Aryl-Gruppe oder C4∼C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, ist.
  4. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2 umfasst:
    Figure DE102019132806B4_0027
    wobei jedes von R11 bis R14 unabhängig Protium, Deuterium, Tritium oder eine Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenyl, Pyridyl, Carbazolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Phenoxazinyl, Dibenzofuranyl, Dibenzothiophenyl, Diazinyl und Triazinyl besteht, von denen jedes unsubstituiert oder mit einer Cyano-Gruppe, Nitro-Gruppe, Halogen, einer C1~C10-Alkyl-Gruppe, C1∼C10-Alkylhalogenid-Gruppe, C5∼C30-Aryl-Gruppe oder C4∼C30-Heteroaryl-Gruppe substituiert ist, ist, wobei mindestens zwei von R11 bis R14 die Aryl- oder Heteroaryl-Gruppe sind, wobei mindestens eines von R11 bis R14 Pyridyl, Diazinyl oder Triazinyl ist und das andere von R11 bis R14 Phenyl, Carbazolyl, Acridinyl, Phenazinyl, Phenoxazinyl, Dibenzofuranyl oder Dibenzothiophenyl ist.
  5. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung irgendeine der folgenden Strukturen der chemischen Formel 3 aufweist:
    Figure DE102019132806B4_0028
    Figure DE102019132806B4_0029
  6. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei die erste Emissionsmaterialschicht ferner ein zweites Dotierungsmaterial umfasst, wobei ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials niedriger ist als ein Triplett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Wirts, und wobei ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes des ersten Dotierungsmaterials höher ist als ein Singulett-Energieniveau des angeregten Zustandes des zweiten Dotierungsmaterials.
  7. Organische Leuchtdiode nach Anspruch 1, wobei die Emissionsmaterialschicht ferner eine zweite Emissionsmaterialschicht umfasst, die entgegengesetzt zur ersten Emissionsmaterialschicht in Bezug auf die erste Exzitonen-Energiesteuerschicht angeordnet ist, wobei die zweite Emissionsmaterialschicht einen zweiten Wirt und ein zweites Dotierungsmaterial umfasst.
  8. Organische Lichtemissionsvorrichtung, die umfasst: ein Substrat; und eine organische Leuchtdiode nach Anspruch 1 über dem Substrat.
  9. Verwendung einer organischen Lichtemissionsvorrichtung nach Anspruch 8 als organische Lichtemissionsanzeigevorrichtung oder organische Lichtemissionsbeleuchtungsvorrichtung.
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