DE102019134031B4 - Organische Leuchtdiode und organische Leuchtvorrichtung, die sie enthält - Google Patents

Abstract

Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600), die Folgendes umfasst:eine erste Elektrode (210, 310, 410, 510, 610);eine zweite Elektrode (220, 320, 420, 520, 620), wobei die erste und zweite Elektrode einander zugewandt sind; undmindestens eine Emissionseinheit (230, 330, 430, 530, 630), die zwischen der ersten (210, 310, 410, 510, 610) und der zweiten Elektrode (220, 320, 420, 520, 620) angeordnet ist,wobei die mindestens eine Emissionseinheit (230, 330, 430, 530, 630) eine Emissionsmaterialschicht (260, 360, 460, 560, 660) aufweist,wobei die Emissionsmaterialschicht (260, 360, 460, 560, 660) einen ersten Wirt (H, H1), einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umfasst,wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1TD1) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1TD2) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2),wobei das Energieniveau des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO-Energieniveau) des ersten Wirts (HOMOH), das HOMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMOTD1) und das HOMO-Energieniveau des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMOTD2) die folgenden Beziehungen in Gleichungen (1) und (3) erfüllen, undwobei das Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO-Energieniveau) des ersten Wirts (LUMOH), das LUMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (LUMOTD1) und das LUMO-Energieniveau (LUMOTD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (5) und (7) erfüllen:HOMOH≤HOMOTD1HOMOTD2−HOMOTD1>0,2 eVLUMOH>LUMOTD1LUMOTD1≥LUMOTD1

Description

• Hintergrund
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine organische Leuchtdiode und insbesondere auf eine organische Leuchtdiode mit verbesserter Lichtausbeute und Lebensdauer und eine organische Leuchtvorrichtung, die diese enthält.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Da Anzeigevorrichtungen größer geworden sind, besteht ein Bedarf an einer flachen Anzeigevorrichtung mit einem geringeren Platzbedarf. Unter den flachen Anzeigevorrichtungen ist eine Anzeigevorrichtung, die eine organische Leuchtdiode (OLED) verwendet, ins Rampenlicht gerückt.
• Wenn in der OLED elektrische Ladungen in eine Emissionsschicht zwischen einer Elektroneninjektionselektrode (d. h. einer Kathode) und einer Lochinjektionselektrode (d. h. einer Anode) injiziert werden, werden elektrische Ladungen so kombiniert, dass sie gepaart werden, und emittieren dann Licht, wenn die kombinierten elektrischen Ladungen verschwinden.
• Die OLED kann sogar auf einem flexiblen transparenten Substrat wie einem Kunststoffsubstrat ausgebildet werden. Zudem kann die OLED mit einer niedrigen Spannung von 10 V oder weniger betrieben werden. Außerdem hat die OLED im Vergleich zu Plasmaanzeigetafeln und anorganischen Elektrolumineszenzvorrichtungen eine relativ geringe Leistungsaufnahme für die Ansteuerung und ihre Farbreinheit ist sehr hoch. Da die OLED verschiedene Farben wie Grün, Blau, Rot und dergleichen anzeigen kann, hat die OLED-Anzeigevorrichtung als Anzeigevorrichtung der nächsten Generation, die eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) ersetzen kann, viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
• Da das blaue Leuchtmaterial im Vergleich zu grünem oder rotem Leuchtmaterial eine sehr große Energiebandlücke aufweisen sollte, war es schwierig, ein blaues Leuchtmaterial zu entwickeln.
• Zusätzlich zeigte eine organische Leuchtdiode mit einem blauen Leuchtmaterial eine geringe Lichtausbeute und eine unbefriedigende Lebensdauer und Farbreinheit.
• Kurzzusammenfassung
• Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung auf eine organische Leuchtdiode und eine organische Leuchtvorrichtung mit der organischen Leuchtdiode gerichtet, die eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Einschränkungen und Nachteile des Standes der Technik reduzieren können.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine organische Leuchtdiode mit einer verbesserten Lichtausbeute und Farbreinheit und eine organische Leuchtvorrichtung mit der Diode zu schaffen.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine organische Leuchtdiode mit einer verbesserten Lebensdauer und eine organische Leuchtvorrichtung mit der Diode zu schaffen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die Praxis der Offenbarung erlernt werden. Die Ziele und anderen Vorteile der Offenbarung werden durch die Struktur, die in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen hiervon sowie in den beigefügten Zeichnungen besonders hervorgehoben wird, verwirklicht und erreicht.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform schafft die vorliegende Offenbarung eine organische Leuchtdiode, die eine erste 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 aufweist, umfasst, wobei die Emissionsmaterialschicht einen Wirt, einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfasst, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden, wobei das Energieniveau des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO-Energieniveau) des ersten Wirts (HOMO^H), das HOMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD1) und das HOMO-Energieniveau des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD2) die folgenden Beziehungen in Gleichungen (1) und (3) erfüllen, und wobei ein Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO-Energieniveau) des ersten Wirts (LUMO^H) das LUMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (LUMO^TD1) und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (5) und (7) erfüllen. $${\text{HOMO}}^{\text{H}}\le {\text{HOMO}}^{\text{TD1}}$$

  

  $${\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}>\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  

  $${\text{LUMO}}^{\text{H}}>{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}$$

  

  $${\text{LUMO}}^{\text{TD1}}\ge {\text{LUMO}}^{\text{TD2}}$$

  
• Vorzugsweise erfüllen das HOMO-Energieniveau (HOMO^H) des ersten Wirts, das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (2) und (4). $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

  

  $$\mathrm{0,2}\text{ eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfüllen das LUMO-Energieniveau (LUMO^H) des ersten Wirts, das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (6) und (8). $$\mathrm{0,3}\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  

  $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  
• Vorzugsweise umfasst der erste verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 1:

  

  wobei R₁ und R₂ jeweils voneinander unabhängig eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄-C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃ ein Halogen, ein C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist; m eine Anzahl von Substituenten ist und eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist; Ar₁ eine kondensierte C₁₀∼C₃₀-Heteroarylgruppe ist; und L eine C₅∼C₃₀-Arylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist.
• Alternativ umfasst der erste verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2:

  

  wobei R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig eine C₅∼C₂₀-Arylgruppe sind; und R₁₃ bis R₂₀ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine Cyanogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe oder eine C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe sind.
• In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste verzögert fluoreszierende Dotand eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 3 auf.

  
• Vorzugsweise umfasst der zweite verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 4

  

  wobei R₃₁ und R₃₂ unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, einer C₄~C₃₀-Heteroarylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder benachbarte zwei Gruppen aus R₃₁ und R₃₂ jeweils einen kondensierten aromatischen C₅~C₂₀-Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen C₄~C₂₀-Ring bilden, wobei der kondensierte aromatische C₅∼C₂₀-Ring und der kondensierte heteroaromatische C₄~C₂₀-Ring jeweils unabhängig voneinander unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe oder einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe sind; p eine Anzahl von Substituenten und eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; R₃₃ und R₃₄ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃₅ Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-A1-koxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform kann der zweite verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 5 umfassen:

  

  wobei R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind; wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder benachbarte zwei Gruppen aus R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils einen kondensierten C₄~C₂₀-Heteroarylring unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe bilden; R₄₃ und R₄₄ jeweils unabhängig voneinander Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist. R₄₅ ist Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist.
• Vorzugsweise weist der zweite verzögert fluoreszierende Dotand eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 6 auf:

  

  
• Das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden kann niedriger sein als das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^H) des ersten Wirts.
• Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Emissionseinheit eine erste Emissionseinheit, die zwischen der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist und eine untere Emissionsmaterialschicht umfasst, und eine zweite Emissionseinheit, die zwischen der ersten Emissionseinheit und der zweiten Elektrode angeordnet ist und eine obere Emissionsmaterialschicht umfasst, wobei die untere Emissionsmaterialschicht und/oder die obere Emissionsmaterialschicht den ersten Wirt, den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfassen und wobei die organische Leuchtdiode ferner eine Ladungserzeugungsschicht umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Emissionseinheit angeordnet ist.
• In dem Fall, in dem die mindestens eine Emissionseinheit eine erste Emissionseinheit und eine zweite Emissionseinheit umfasst, können zudem das HOMO-Energieniveau (HOMO^H) des ersten Wirts, das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD1) der ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (2) und (4) erfüllen. $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD}1}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

  

  $$\mathrm{0,2}\text{ eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• Es ist ferner bevorzugt, dass das LUMO-Energieniveau (LUMO^H) des ersten Wirts, das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der oben beschriebenen organischen Leuchtdiode, die eine erste Emissionseinheit und eine zweite Emissionseinheit umfasst, die folgenden Beziehungen in Gleichungen (6) und (8) erfüllen. $$\mathrm{0,3}\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  

  $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  
• Das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden kann niedriger sein als das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H) des ersten Wirts in der oben beschriebenen organischen Leuchtdiode, die eine erste Emissionseinheit und eine zweite Emissionseinheit umfasst.
• Gemäß einer zweiten Ausführungsform schafft die vorliegende Offenbarung eine organische Leuchtdiode, die eine erste und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt sind; und mindestens eine Emissionseinheit, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist, umfasst, wobei die mindestens eine Emissionseinheit eine Emissionsmaterialschicht umfasst, wobei die Emissionsmaterialschicht umfasst: eine erste Emissionsmaterialschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die erste Emissionsmaterialschicht einen ersten Wirt und einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfasst, und eine zweite Emissionsmaterialschicht, die zwischen der ersten Elektrode und der ersten Emissionsmaterialschicht oder zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die zweite Emissionsmaterialschicht einen zweiten Wirt und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfasst, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden, wobei das Energieniveau des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO-Energieniveau) des ersten Wirts (HOMO^H), das HOMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD1) und das HOMO-Energieniveau des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD2) die Beziehungen in Gleichungen (1) und (3) erfüllen, und wobei das Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO-Energieniveau) des ersten Wirts (LUMO^H), das LUMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (LUMO^TD1) und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die Beziehungen in Gleichungen (5) und (7) erfüllen.
• Vorzugsweise erfüllen das HOMO-Energieniveau (HOMO^H) des ersten Wirts, das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (2) und (4). $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

  

  $$\mathrm{0,2}\text{ eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• Das LUMO-Energieniveau (LUMO^H) des ersten Wirts, das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform können zusätzlich oder alternativ die folgenden Beziehungen in Gleichungen (6) und (8) erfüllen. $$0.3\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  

  $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  
• Das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden kann ferner niedriger sein als ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H) des ersten Wirts in der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform.
• Vorzugsweise ist die zweite Emissionsmaterialschicht in der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet und die organische Leuchtdiode umfasst ferner eine Lochblockierschicht, die zwischen der zweiten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
• In diesem Fall besteht der zweite Wirt vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Lochblockierschicht.
• Das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H1) und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H1) des ersten Wirts in der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform können jeweils höher sein als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H2) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H2) des zweiten Wirts können jeweils höher sein als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden.
• Vorzugsweise umfasst die organische Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform ferner eine dritte Emissionsmaterialschicht, die der ersten Emissionsmaterialschicht in Bezug auf die zweite Emissionsmaterialschicht gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die dritte Emissionsmaterialschicht einen dritten Wirt und einen dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfasst.
• Vorzugsweise ist die erste Emissionsmaterialschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Emissionsmaterialschicht angeordnet und die dritte Emissionsmaterialschicht zwischen der zweiten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet und die organische Leuchtdiode umfasst ferner eine Elektronenblockierschicht, die zwischen der ersten Elektrode und der ersten Emissionsmaterialschicht angeordnet ist.
• Im letzteren Fall besteht der erste Wirt vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Elektronenblockierschicht.
• Es ist ferner bevorzugt, wenn die organische Leuchtdiode ferner eine Lochblockierschicht umfasst, die zwischen der dritten Emissionsmaterialschicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
• In diesem Fall besteht der dritte Wirt vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Lochblockierschicht.
• Vorzugsweise sind ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD3) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD3) des dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden jeweils höher als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H1) und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H1) des ersten Wirts jeweils höher als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H2) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H2) des zweiten Wirts jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H3) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H3) des dritten Wirts jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD3) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD3) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden.
• Der erste verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst vorzugsweise eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 1:

  

  wobei R₁ und R₂ jeweils unabhängig eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃ ein Halogen, ein C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅-C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist; m eine Anzahl von Substituenten ist und eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist; Ar₁ eine kondensierte C₁₀∼C₃₀-Heteroarylgruppe ist; und L eine C₅∼C₃₀-Arylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist.
• Der erste verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform kann zudem eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2 umfassen:

  

  wobei R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig eine C₅~C₂₀-Arylgruppe sind; und R₁₃ bis R₂₀ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine Cyanogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe oder eine C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe sind.
• Der erste verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform weist vorzugsweise eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 3 auf.

  

  
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst vorzugsweise eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 4

  

  wobei R₃₁ und R₃₂ unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, einer C₄~C₃₀-Heteroarylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder benachbarte zwei Gruppen aus R₃₁ und R₃₂ jeweils einen kondensierten aromatischen C₅~C₂₀-Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen C₄~C₂₀-Ring bilden, wobei der kondensierte aromatische C₅∼C₂₀-Ring und der kondensierte heteroaromatische C₄~C₂₀-Ring jeweils unabhängig voneinander unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe oder einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe sind; o und p jeweils eine Anzahl von Substituenten und eine ganze Zahl von 0 bis 3 sind; R₃₃ und R₃₄ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃₅ Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon substituiert ist.
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 5:

  

  wobei R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind; wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder benachbarte zwei Gruppen aus R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils einen kondensierten C₄~C₂₀-Heteroarylring unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe bilden; R₄₃ und R₄₄ jeweils unabhängig voneinander Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₁₀-Alkylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist. R₄₅ ist Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist.
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst vorzugsweise eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 6:

  

  
• Die mindestens eine Emissionseinheit der organischen Leuchtdiode gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst vorzugsweise eine erste Emissionseinheit, die zwischen der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist und eine unterer Emissionsmaterialschicht aufweist, und eine zweite Emissionseinheit, die zwischen der ersten Emissionseinheit und der zweiten Elektrode angeordnet ist und eine obere Emissionsmaterialschicht aufweist, wobei die untere Emissionsmaterialschicht und/oder die obere Emissionsmaterialschicht die erste Emissionsmaterialschicht und die zweite Emissionsmaterialschicht umfasst und wobei die organische Leuchtdiode ferner eine Ladungserzeugungsschicht umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Emissionseinheit angeordnet ist.
• Vorzugsweise erfüllen das HOMO-Energieniveau (HOMO^H) des ersten Wirts, das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der organischen Leuchtdiode, die einen Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist und eine Ladungserzeugungsschicht umfasst, die folgenden Beziehungen in Gleichungen (2) und (4): $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

  

  $$\mathrm{0,2}\text{ eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfüllen das LUMO-Energieniveau (LUMO^H) des ersten Wirts, das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der organischen Leuchtdiode, die einen Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist und eine Ladungserzeugungsschicht umfasst, die folgenden Beziehungen in Gleichungen (6) und (8): $$\mathrm{0,3}\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  

  $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  
• Vorzugsweise ist das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der organischen Leuchtdiode, die einen Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist und eine Ladungserzeugungsschicht umfasst, niedriger als ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau des ersten Wirts.
• Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Offenbarung eine organische Leuchtvorrichtung, die ein Substrat und die OLED gemäß der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform, die über dem Substrat angeordnet sind, umfasst.
• Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende genaue Beschreibung aus Beispielen und Erläuterungen besteht und eine weitere Erläuterung der offenbarten Offenbarung liefern soll.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein besseres Verständnis der Offenbarung zu ermöglichen, in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Implementierungen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien von Ausführungsformen der Offenbarung zu erläutern.
• 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtanzeigevorrichtung 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 verzögert fluoreszierenden Materials darstellt.
• 4 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus im Fall der Verwendung mehrerer verzögert fluoreszierender Materialien mit unterschiedlichen Anregungszustands-Triplettenergieniveaus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 5 ist ein schematisches Diagramm, das Beziehungen von HOMO- und LUMO-Energieniveaus zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 6 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch Energieniveau-Bandlücke zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 8 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch Energieniveau-Bandlücke zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 10 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch Energieniveau-Bandlücke zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 11 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 12 bis 14 sind Diagramme, die jeweils eine externe Quantenausbeute (EQE) als Funktion von Stromdichteänderungen in einer organischen Leuchtdiode, die durch Aufbringen mehrerer verzögert fluoreszierender Materialien hergestellt wurde, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
• Genaue Beschreibung
• Es wird nun im Einzelnen auf Aspekte der Offenbarung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
• [Organische Leuchtvorrichtung]
• Eine organische Leuchtdiode der vorliegenden Offenbarung umfasst mehrere verzögert fluoreszierende Materialien in einer Emissionsmaterialschicht, um ihre Lichtausbeute, ihre Lebensdauer und ihre Farbreinheit zu verbessern. Die organische Leuchtdiode der vorliegenden Offenbarung kann auf eine organische Leuchtvorrichtung wie etwa eine organische Leuchtanzeigevorrichtung und eine organische lichtemittierende Beleuchtungsvorrichtung angewendet werden. Eine Anzeigevorrichtung mit der organischen Leuchtdiode wird erläutert. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer organischen Leuchtanzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung.
• Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 ein Substrat 102, einen Dünnschichttransistor Tr auf dem Substrat 102 und eine organische Leuchtdiode 200, die mit dem Dünnschichttransistor Tr verbunden ist.
• Das Substrat 102 kann Glas, dünnes flexibles Material und/oder Polymerkunststoffe umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das flexible Material ohne Einschränkung darauf aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden: Polyimid (PI), Polyethersulfon (PES), Polyethylenaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC) und Kombinationen davon. Das Substrat 102, über dem der Dünnschichttransistor Tr und die organische Leuchtdiode 200 angeordnet sind, bildet ein Arraysubstrat.
• Eine Pufferschicht 104 kann über dem Substrat 102 angeordnet sein und der Dünnfilmtransistor Tr kann über der Pufferschicht 104 angeordnet sein. Die Pufferschicht 104 kann auch entfallen.
• Eine Halbleiterschicht 110 ist über der Pufferschicht 104 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Halbleiterschicht 110 Oxidhalbleitermaterialien enthalten, ist jedoch darauf beschränkt. In diesem Fall kann ein Lichtabschirmungsmuster unter der Halbleiterschicht 110 angeordnet sein und das Lichtabschirmungsmuster kann verhindern, dass Licht auf die Halbleiterschicht 110 einfällt, und dadurch verhindern, dass die Halbleiterschicht 110 durch das Licht verschlechtert wird. Alternativ kann die Halbleiterschicht 110 polykristallines Siliciumdioxid enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. In diesem Fall können gegenüberliegende Kanten der Halbleiterschicht 110 mit Fremdstoffen dotiert sein.
• Eine Gate-Isolierschicht 120, die aus einem Isoliermaterial gebildet ist, ist auf der Halbleiterschicht 110 angeordnet. Die Gate-Isolierschicht 120 kann ein anorganisches Isoliermaterial wie Siliciumoxid (SiO_x) oder Siliciumnitrid (SiN_x) enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Eine Gate-Elektrode 130, die aus einem leitfähigen Material wie einem Metall besteht, ist so über der Gate-Isolierschicht 120 angeordnet, dass sie einer Mitte der Halbleiterschicht 110 entspricht. Obwohl die Gate-Isolierschicht 120 in 1 über einer ganzen Fläche des Substrats 102 angeordnet ist, kann die Gate-Isolierschicht 120 auf die gleiche Weise wie die Gate-Elektrode 130 strukturiert sein.
• Eine aus einem Isoliermaterial gebildete Zwischenschicht-Isolierschicht 140 ist auf der Gate-Elektrode 130 so angeordnet, dass sie die gesamte Oberfläche des Substrats 102 bedeckt. Die Zwischenschicht-Isolierschicht 140 kann ein anorganisches Isoliermaterial wie Siliziumoxid (SiO_x) oder Siliziumnitrid (SiN_x) oder ein organisches Isoliermaterial wie Benzocyclobuten oder Photoacryl enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die Zwischenschicht-Isolierschicht 140 weist erste und zweite Halbleiterschicht-Kontaktlöcher 142 und 144 auf, die beide Seiten der Halbleiterschicht 110 freilegen. Die ersten und zweiten Halbleiterschicht-Kontaktlöcher 142 und 144 sind über gegenüberliegenden Seiten der Gate-Elektrode 130 angeordnet und von der Gate-Elektrode 130 beabstandet sind. Die ersten und zweiten Halbleiterschicht-Kontaktlöcher 142 und 144 sind innerhalb der Gate-Isolierschicht 120 in 1 ausgebildet. Alternativ sind die ersten und zweiten Halbleiterschicht-Kontaktlöcher 142 und 144 nur innerhalb der Zwischenschicht-Isolierschicht 140 ausgebildet, nämlich dann, wenn die Gate-Isolierschicht 120 auf die gleiche Weise wie die Gate-Elektrode 130 strukturiert ist.
• Eine Source-Elektrode 152 und eine Drain-Elektrode 154, die aus einem leitfähigen Material wie einem Metall gebildet sind, sind auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 140 angeordnet. Die Source-Elektrode 152 und die Drain-Elektrode 154 sind voneinander in Bezug auf die Gate-Elektrode 130 beabstandet und kontaktieren beide Seiten der Halbleiterschicht 110 durch die ersten und zweiten Halbleiterschicht-Kontaktlöcher 142 und 144.
• Die Halbleiterschicht 110, die Gate-Elektrode 130, die Source-Elektrode 152 und die Drain-Elektrode 154 bilden den Dünnschichttransistor Tr, der als Ansteuerelement fungiert. Der Dünnschichttransistor Tr in 1 hat eine koplanare Struktur, bei 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 invertierte versetzte Struktur aufweisen, bei der eine Gate-Elektrode unter einer Halbleiterschicht angeordnet ist und eine Source- und eine Drain-Elektrode unter der Halbleiterschicht angeordnet sind. In diesem Fall kann die Halbleiterschicht amorphes Silicium enthalten.
• Eine Gate-Leitung und eine Datenleitung, die sich schneiden, um einen Pixelbereich zu definieren, und ein Schaltelement, das mit der Gate-Leitung und der Datenleitung verbunden ist, können ferner in dem Pixelbereich in 1 ausgebildet sein. Das Schaltelement ist mit dem Dünnschichttransistor Tr verbunden, der ein Ansteuerelement ist. Außerdem ist eine Leistungsleitung parallel von der Gate-Leitung oder der Datenleitung beabstandet und der Dünnschichttransistor Tr kann ferner einen Speicherkondensator aufweisen, der dazu ausgelegt ist, eine Spannung der Gate-Elektrode für ein Einzelbild konstant zu halten.
• Zudem kann die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 ein Farbfilter zum Absorbieren eines Teils des von der organischen Leuchtdiode 200 emittierten Lichts aufweisen. Beispielsweise kann das Farbfilter ein Licht einer bestimmten Wellenlänge wie Rot (R), Grün (G) oder Blau (B) absorbieren. In diesem Fall kann die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 durch das Farbfilter Vollfarbe implementieren.
• Wenn die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 beispielsweise ein Typ mit Emission nach unten ist, kann das Farbfilter auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 140 unter der organischen Leuchtdiode 200 angeordnet sein. Alternativ kann das Farbfilter dann, wenn die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 ist ein Typ mit Emission nach oben ist, über der organischen Leuchtdiode 200, d. h. einer zweiten Elektrode 220, angeordnet sein.
• Eine Passivierungsschicht 160 ist auf der Source- und Drain-Elektrode 152 und 154 über dem gesamten Substrat 102 angeordnet. Die Passivierungsschicht 160 hat eine flache Oberseite und ein Drain-Kontaktloch 162, das die Drain-Elektrode 154 des Dünnschichttransistors Tr freilegt. Obwohl das Drain-Kontaktloch 162 auf dem zweiten Halbleiterschicht-Kontaktloch 154 angeordnet ist, kann es von dem zweiten Halbleiterschicht-Kontaktloch 154 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 Dünnschichttransistors Tr verbunden ist. Die organische Leuchtdiode 200 umfasst ferner eine Emissionseinheit 230 als Emissionsschicht und eine zweite Elektrode 220, die jeweils nacheinander auf der ersten Elektrode 210 angeordnet sind.
• Die erste Elektrode 210 ist in jedem Pixelbereich angeordnet. Die erste Elektrode 210 kann eine Anode sein und ein leitfähiges Material mit einem relativ hohen Austrittsarbeitswert enthalten. Beispielsweise kann die erste Elektrode 210 ein transparentes leitfähiges Material wie Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Indiumzinnzinkoxid (ITZO), Zinnoxid (SnO), Zinkoxid (ZnO), Indiumceroxid (ICO), mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann dann, wenn die organische Leuchtanzeigevorrichtung 100 ein Typ mit Emission nach oben ist, eine reflektierende Elektrode oder eine reflektierende Schicht unter der ersten Elektrode 210 angeordnet sein. Beispielsweise kann die reflektierende Elektrode oder die reflektierende Schicht eine Aluminium-Palladium-Kupfer-Legierung (APC-Legierung) enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Zudem ist eine Bankschicht 170 auf der Passivierungsschicht 160 angeordnet, um Kanten der ersten Elektrode 210 abzudecken. Die Bankschicht 170 legt eine Mitte 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. Alternativ kann die Emissionseinheit 230 zusätzlich zu einer Emissionsmaterialschicht mehrere Ladungstransferschichten aufweisen. Beispielsweise kann die Emissionseinheit 230 eine mehrschichtige Struktur aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronenblockierschicht, einer Emissionsmaterialschicht, einer Lochblockierschicht, einer Elektronentransportschicht und/oder einer Elektroneninjektionsschicht aufweisen (siehe 2, 7, 9 und 11). In einer Ausführungsform kann die organische Leuchtdiode 200 eine emittierende Einheit 230 aufweisen. Alternativ kann die organische Leuchtdiode 200 mehrere Emissionseinheiten 230 aufweisen, um eine Tandemstruktur zu bilden. Die Emissionsmaterialschicht kann einen Wirt, einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfassen.
• Die zweite Elektrode 220 ist über dem Substrat 102 angeordnet, über dem die Emissionseinheit 230 angeordnet ist. Die zweite Elektrode 220 kann über einem gesamten Anzeigebereich angeordnet sein und kann ein leitfähiges Material mit einem im Vergleich zu der ersten Elektrode 210 relativ niedrigen Austrittsarbeitswert enthalten. Die zweite Elektrode 220 kann eine Kathode sein. Beispielsweise kann die zweite Elektrode 220 Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Silber (Ag), Legierungen davon oder Kombinationen davon wie eine Aluminium-Magnesium-Legierung (Al-Mg-Legierung) enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Zudem 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 aus einem ersten anorganischen Isolierfilm 182, einem organischen Isolierfilm 184 und einem zweiten anorganischen Isolierfilm 186 aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt.
• [Organische Leuchtdiode]
• 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die organische Leuchtdiode (OLED) 300 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste und die zweite Elektrode 310 und 320, die einander zugewandt sind, eine Emissionseinheit 330 als Emissionsschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 310 und 310 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, die jeweils von der ersten Elektrode 310 ab nacheinander laminiert sind. Alternativ kann die Emissionseinheit 330 ferner eine erste Exzitonenblockierschicht, d. h. eine Elektronenblockierschicht (EBL) 355, die zwischen der HTL 350 und der EML 360 angeordnet ist, und/oder eine zweite Exzitonenblockierschicht, d. h. eine Lochblockierschicht (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 Austrittsarbeitswert, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO), enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Elektrode 310 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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 Austrittsarbeitswerten, d. h. ein stark reflektierendes Material wie Al, Mg, Ca, Ag, Legierungen davon, Kombinationen davon und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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-Diphenylamino)triphenylamin (NATA), 4,4',4''-Tris(N-(naphthalin-1-yl)-N-phenylamino)triphenylamin (1T-NATA), 4,4',4''-Tris(N-(naphthalin-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamin (2T-NATA), Kupferphthalocyanin (CuPc), Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)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 enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die HIL 340 kann gemäß einer erfinderischen Ausführungsform der OLED 300 auch entfallen.
• Die HTL 350 ist benachbart zu der EML 360 zwischen der ersten Elektrode 310 und der EML 360 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform 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-tolylamino)phenyl]cyclohexan (TAPC), 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 enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die EML 360 kann einen Wirt umfassen, der mit mehreren verzögert fluoreszierenden Materialien dotiert ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EML 360 blaues Licht emittieren, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die EML 360 einen Wirt (ersten Wirt; H), einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umfassen. Wenn die EML 360 die verzögert fluoreszierenden Materialien enthält, ist es möglich, die OLED 300 mit einer verbesserten Lichtausbeute herzustellen.
• Die organische Leuchtdiode (OLED) emittiert Licht, wenn von der Anode injizierte Löcher und von der Kathode injizierte Elektronen in der EML zu Exzitonen kombiniert werden und dann instabile Exzitonen im angeregten Zustand in einen stabilen Grundzustand zurückkehren. Wenn Elektronen mit Löchern rekombinieren, um Exzitonen zu bilden, werden Singulett-Exzitonen eines gepaarten Spins und Triplett-Exzitonen eines ungepaarten Spins durch Spinanordnungen theoretisch im Verhältnis 1:3 erzeugt. Innerhalb gewöhnlicher fluoreszierender Materialien kann nur das Singulett-Exziton unter den Exzitonen am Emissionsprozess beteiligt sein. Dementsprechend kann die OLED eine Lichtausbeute von bis zu 5 % aufweisen, wenn das gewöhnliche fluoreszierende Material als Leuchtmaterial verwendet wird.
• Im Gegensatz dazu verwenden phosphoreszierende Materialien andere Leuchtmechanismen, um Singulett-Exzitonen sowie Triplett-Exzitonen in Licht umzuwandeln. Phosphoreszierende Materialien können Singulett-Exzitonen durch Interkombination (ISC) in Triplett-Exzitonen umwandeln. Da phosphoreszierende Materialien während des Leuchtprozesses sowohl Singulett- als auch Triplett-Exzitonen verwenden, ist es möglich, die Lichtausbeute im Vergleich zu fluoreszierenden Materialien zu verbessern, wenn die OLED phosphoreszierende Materialien als Leuchtmaterialien verwendet. Blaue phosphoreszierende Materialien des Standes der Technik weisen jedoch eine zu geringe Farbreinheit auf, um mit der Anzeigevorrichtung angewendet zu werden, und weisen eine sehr kurze Leuchtlebensdauer auf, und daher wurden sie nicht in kommerziellen Anzeigevorrichtungen verwendet.
• Kürzlich wurde ein verzögert fluoreszierendes Material entwickelt, das die Probleme lösen kann, die mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Materialien des Standes der Technik einhergehen. Ein repräsentatives verzögert fluoreszierendes Material ist ein thermisch aktiviertes verzögert fluoreszierendes Material (TADF-Material). Da das verzögert fluoreszierende Material im Allgemeinen sowohl einen Elektronendonorteil als auch einen Elektronenakzeptorteil innerhalb seiner Molekülstruktur aufweist, kann es in einen Zustand des intramolekularen Ladungstransfers (ICT) umgewandelt werden. Bei Verwendung des verzögert fluoreszierenden Materials als Dotand können während des Emissionsprozesses sowohl die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S₁ als auch die Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ verwendet werden.
• Der Leuchtmechanismus des verzögert fluoreszierenden Materials wird unter Bezugnahme auf 3 erklärt, die ein schematisches Diagramm ist, das einen Leuchtmechanismus eines verzögert fluoreszierenden Materials darstellt und einen Zustand des Exzitonen-Energieverlusts durch Umwandlung eines Triplett-Exzitons im angeregten Zustand in ein heißes Triplett-Exziton darstellt.
• Wie es in 3 gezeigt ist, werden die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S₁ ^TD als Fluoreszenz emittiert. Im Gegensatz dazu sind die Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ ^TD in dem Ladungstransferzustand (CT-Zustand), da das Triplett-Exziton in den ICT-Zustand übertragen werden kann. Da das Exziton in dem CT-Zustand sowohl Singulett- als auch Triplett-Eigenschaften aufweisen kann, kann sich das Exziton in dem CT-Zustand in dem verzögert fluoreszierenden Material durch den umgekehrten Interkombinationsmechanismus (RISC-Mechanismus) zu einem Exziton des Singulett-Energieniveaus verschieben und dann wird das umgewandelte Exziton des Singulett-Energieniveaus in einen Grundzustand übertragen (S₀ ^TD; S₁ ^TD → ICT ← T₁ ^TD). Da die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S₁ ^TD sowie die Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ ^TD in dem verzögert fluoreszierenden Material an dem Emissionsprozess beteiligt sind, kann das verzögert fluoreszierende Material seine interne Quantenausbeute und seine Lichtausbeute verbessern.
• Da sowohl das am höchsten besetzte Molekülorbital (HOMO) als auch das niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO) innerhalb des gewöhnlichen fluoreszierenden Materials weit über das gesamte Molekül verteilt sind, ist es nicht möglich, Exzitonenenergien zwischen dem Singulett-Energieniveau und dem Triplett-Energieniveau innerhalb des gewöhnlichen fluoreszierenden Materials umzuwandeln (Auswahlregel). Da das verzögert fluoreszierende Material, das in den ICT-Zustand umgewandelt werden kann, hingegen nur geringe Orbitalüberlappungen zwischen HOMO und LUMO aufweist, gibt es eine geringe Wechselwirkung zwischen dem HOMO-Zustands-Molekülorbital und dem LUMO-Zustands-Molekülorbital. Infolgedessen haben die Änderungen der Spinzustände von Elektronen keinen Einfluss auf andere Elektronen und innerhalb des verzögert fluoreszierenden Materials wird ein neues Ladungstransferband (CT-Band) gebildet, das nicht der Auswahlregel folgt.
• Mit anderen Worten, da das verzögerte fluoreszierende Material einen Elektronenakzeptorteil-Abstand von dem Elektronendonorteil innerhalb des Moleküls aufweist, liegt es als polarisierter Zustand mit einem großen Dipolmoment innerhalb des Moleküls vor. Da die Wechselwirkung zwischen dem HOMO-Molekülorbital und dem LUMO-Molekülorbital in dem Zustand, in dem das Dipolmoment polarisiert ist, gering wird, können die Exzitonen auf Triplettenergieniveau in einen ICT-Zustand umgewandelt werden, in dem das Exziton in einen CT-Zustand übergeht, in dem die Exzitonen sowohl Tripletteigenschaften als auch Singuletteigenschaften aufweisen. Wenn das Triplett-Exziton in dem CT-Zustand durch RISC in ein Singulett-Exziton umgewandelt wird, tritt eine verzögerte Fluoreszenz auf. Dementsprechend können sowohl die Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ ^TD als auch die Exzitonen des Singulett-Energieniveaus S₁ ^TD an dem Emissionsprozess beteiligt sein.
• Beim Ansteuern einer organischen Leuchtdiode, die das verzögert fluoreszierende Material enthält, werden 25 % Exzitonen des Singulettenergieniveaus S₁ ^TD und 75 % Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ ^TD durch Wärme oder ein elektrisches Feld in den ICT-Zustand umgewandelt und dann gehen die umgewandelten Exzitonen mit Lumineszenz in den Grundzustand S₀ über. Daher kann das verzögert fluoreszierende Material theoretisch eine interne Quantenausbeute von 100 % haben.
• Das verzögert fluoreszierende Material muss eine Energieniveau-Bandlücke ΔE_ST ^TD haben, die kleiner oder gleich ungefähr 0,3 eV ist, beispielsweise von ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,3 eV, zwischen dem Singulett-Energieniveau S₁ ^TD und dem Triplettenergieniveau T₁ ^TD, so dass die Exzitonenenergie sowohl in dem Singulettenergieniveau S₁ ^TD als auch in dem Triplettenergieniveau T₁ ^TD in den ICT-Zustand übertragen werden kann. Das Material mit einer geringen Bandlücke zwischen dem Singulettenergieniveau S₁ ^TD und dem Triplettenergieniveau T₁ ^TD kann eine gewöhnliche Fluoreszenz durch Exzitonen des Singulettenergieniveaus S₁ ^TD sowie eine verzögerte Fluoreszenz mit umgekehrter Interkombination (RISC), bei der die Exzitonen des Triplettenergieniveaus T₁ ^TD nach oben zu den Exzitonen des Singulettenergieniveaus S₁ ^TD übertragen werden können, aufweisen und dann kann das aus dem Triplettenergieniveau T₁ ^TD umgewandelte Exziton des Singulettenergieniveaus S₁ ^TD in den Grundzustand S₀ ^TD übertragen werden.
• Es wird jedoch ein zusätzlicher Ladungstransferübergang (CT-Übergang) in dem verzögert fluoreszierenden Material, das aus einem Elektronendonorteil und einem Elektronenakzeptorteil besteht, aufgrund chemischer Konformationen und struktureller Verdrehungen zwischen diesen Teilen verursacht. Infolgedessen zeigt das verzögert fluoreszierende Material, das einen Elektronendonorteil und einen Elektronenakzeptorteil umfasst, eine Emissionswellenlänge mit sehr großer FWHM (Halbwertsbreite) aufgrund der Lumineszenzeigenschaft, die dem CT-Lumineszenzmechanismus zugeschrieben wird. Folglich hat es nur begrenztes Potenzial, in einer Anzeigevorrichtung angewendet zu werden, die eine hohe Farbreinheit erfordert.
• Um die Einschränkung des verzögert fluoreszierenden Materials mit einer großen FWHM aufzuheben, kann in Betracht gezogen werden, ein fluoreszierendes Material mit einer relativ kleinen FWHM anzuwenden. In diesem Fall wird die Triplett-Exzitonenenergie des verzögert fluoreszierenden Materials auf ein Triplett-Exziton des fluoreszierenden Materials mit einer Hochwandlung in das Singulett-Exziton des verzögert fluoreszierenden Materials übertragen.
• Aufgrund der Bindungskonformation zwischen dem Elektronenakzeptor und dem Elektronendonor und sterischen Verdrillungen innerhalb des verzögert fluoreszierenden Materials, wie sie oben beschrieben sind, werden zusätzliche Ladungstransferübergänge (CT-Übergänge) innerhalb des verzögert fluoreszierenden Materials verursacht. Da das verzögert fluoreszierende Material ein Emissionsspektrum mit einer sehr großen FWHM zeigt, die durch den CT-Ubergangsmechanismus im Verlauf der Emission verursacht wird, wird eine schlechte Farbreinheit erhalten. Das heißt, da das verzögert fluoreszierende Material Licht durch einen CT-Lumineszenzmechanismus unter Verwendung von Triplett-Exzitonenenergie emittiert, hat es eine sehr kurze Leuchtlebensdauer und eine Grenze in Bezug auf die Farbreinheit, die durch die große FWHM verursacht wird.
• Eine Hyperfluoreszenz zusammen mit einem verzögert fluoreszierenden Material beseitigt die Einschränkungen. Das verzögert fluoreszierende Material wird so verwendet, dass ein Erzeugungsanteil des Singulett-Exzitons in einem fluoreszierenden Material erhöht wird, das nur Singulett-Exzitonenenergie verwenden kann. Da das verzögert fluoreszierende Material sowohl die Triplett-Exzitonenenergie als auch die Singulett-Exzitonenenergie nutzen kann, kann das fluoreszierende Material die von dem verzögert fluoreszierenden Material freigesetzte Exzitonenenergie absorbieren und dann kann die von dem fluoreszierenden Material absorbierte Exzitonenenergie bei dem Emissionsprozess mit Erzeugung von 100 % Singulett-Exzitonen verwendet werden.
• Da jedoch das Triplett-Exziton des fluoreszierenden Materials nicht an dem Lumineszenzmechanismus beteiligt ist, wird die Triplett-Exzitonenenergie des verzögert fluoreszierenden Materials verschwendet. Dementsprechend ist die Lichtausbeute von OLEDs, die das fluoreszierende Material enthalten, tatsächlich um etwa 2 bis 3 % verglichen mit der Lichtausbeute von OLEDs, auf die nur das verzögert fluoreszierende Material angewendet wird, verringert.
• Die EML 360 in der OLED 300 gemäß der ersten Ausführungsform enthält mehrere verzögert fluoreszierende Materialien, deren Energieniveaus sich voneinander unterscheiden, so dass die OLED 300 ihre Lichtausbeute und Farbreinheit verbessern kann. 4 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus im Fall der Verwendung mehrerer verzögert fluoreszierender Materialien mit unterschiedlichen Triplettenergieniveaus im angeregten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
• Wie in 2 und 4 dargestellt ist, enthält die EML 360 einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) als verzögert fluoreszierendes Material. Das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) ist jeweils höher als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2).
• Dementsprechend wird ein Teil einer Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) durch den RISC-Mechanismus (Hochwandlung) in eine Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 umgewandelt und der Rest einer Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden wird auf ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) übertragen. Die Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1, die aus dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) umgewandelt wird, wird auf Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) übertragen. Die Exzitonenenergie auf dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2), die aus dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) übertragen wird, wird durch einen weiteren RISC-Mechanismus in Exzitonenenergie in dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umgewandelt.
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand (TD2) kann Licht emittieren, indem i) die aus dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden S₁ ^TD1 übertragene Exzitonenenergie sowie ii) die aus dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) übertragene Exzitonenenergie durch das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) in dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 verwendet wird. Die aus dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragene Exzitonenenergie wird nicht verschwendet, sondern von dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden geerntet, um sie an der endgültigen Lumineszenz zu beteiligen, indem mehrere verzögert fluoreszierende Materialien, deren Energieniveaus in vorbestimmten Bereichen gesteuert werden, gemäß dem erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet werden. Die OLED 300 kann ihre Lichtausbeute maximieren, um eine Hyperfluoreszenz zu realisieren. Da die endgültige Lumineszenz bei dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotand auftritt, der eine kleine FWHM aufweisen kann, ist es möglich, eine OLED mit einer verbesserten Farbreinheit herzustellen.
• Um eine verzögerte Fluoreszenz zu realisieren, haben der erste und der zweite verzögert fluoreszierende Dotand (TD1 und TD2) eine kleinere Energieniveau-Bandlücke zwischen den Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1 und S₁ ^TD2 und den Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 und T₁ ^TD2 als ein gewöhnliches fluoreszierendes Material. Beispielsweise kann eine Energieniveau-Bandlücke ΔE_ST ^TD1 zwischen dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 und dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) kleiner oder gleich etwa 0,3 eV sein, beispielsweise etwa 0,05 bis etwa 0,3 eV. Zudem kann eine Energieniveau-Bandlücke ΔE_ST ^TD2 zwischen dem Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 und dem Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) kleiner oder gleich etwa 0,2 eV sein, beispielsweise etwa 0,05 bis etwa 0,2 eV.
• Wenn die EML 360 die Leuchtmaterialien wie den ersten Wirt, den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält, werden die Energieniveaus des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO-Energieniveaus) und/oder die Energieniveaus des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO-Energieniveaus) unter diesen Leuchtmaterialien als ein weiterer wichtiger Faktor oder Parameter angesehen, um eine effiziente Lumineszenz in der EML 360 zu realisieren. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die HOMO- und LUMO-Energieniveau-Beziehungen zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• Wie es schematisch in 5 gezeigt ist, ist das HOMO-Energieniveau HOMO^H des Wirts in der EML 360 (siehe 2) gleich oder tiefer (niedriger) als das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Mit anderen Worten sollen das HOMO-Energieniveau HOMO^H des Wirts und das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (1) erfüllen: $${\text{HOMO}}^{\text{H}}\le {\text{HOMO}}^{\text{TD1}}$$

  
• Wenn eine Energieniveau-Bandlücke zwischen dem HOMO-Energieniveau HOMO^H des Wirts und dem HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden zu groß ist, kann die Loch-Exzitonenenergie möglicherweise nicht auf den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform erfüllt die HOMO-Energieniveau-Bandlücke |HOMO^H - HOMO^TD1| zwischen dem HOMO-Energieniveau HOMO^H des Wirts und dem HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (2): $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

  
• Außerdem sollte der erste verzögert fluoreszierende Dotand den Lumineszenzmechanismus des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden nicht beeinträchtigen. Daher ist das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden tiefer als das HOMO-Energieniveau HOMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Beispielsweise erfüllen das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau HOMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (3): $${\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}>\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

  
• Wenn die HOMO-Energieniveaus des Wirts, des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die Beziehungen in Gleichungen (1) und (3) erfüllen, können die in den Wirt injizierten Löcher über den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden injiziert werden. Dementsprechend werden die Löcher an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden unabhängig von dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit Elektronen rekombiniert, so dass an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden eine Lichtemission auftreten kann.
• Wenn als Beispiel das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden gleich oder weniger tief ist als das HOMO-Energieniveau HOMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden, werden die über den Wirt injizierten Löcher an dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden eingefangen. Dementsprechend wird ein angeregter Komplex, d. h. ein Exciplex, zwischen den Einfanglöchern des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und den absorbierenden Elektronen-Exzitonen des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden gebildet, die endgültige Lichtemissionsspitze wird in Richtung längerer Wellenlängenbereiche verschoben und die Leuchtlebensdauer der verzögert fluoreszierenden Dotanden wird reduziert.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können das HOMO-Energieniveau HOMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das HOMO-Energieniveau HOMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (4) erfüllen: $$\mathrm{0,2}\text{ eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• Wenn die HOMO-Energieniveaus HOMO^TD1 und HOMO^TD2 des ersten und zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die Beziehung in Gleichung (4) erfüllen, können aus dem Wirt injizierte Löcher schnell auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden, ohne beim ersten verzögert fluoreszierender Dotanden eingefangen zu werden.
• Darüber hinaus ist das LUMO-Energieniveau LUMO^H des Wirts in der EML 360 in Bezug auf einen Nullpunkt auf der Energieskala weniger tief als das LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Mit anderen Worten erfüllen das LUMO-Energieniveau LUMO^H des Wirts und das LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (5): $${\text{LUMO}}^{\text{H}}>{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}$$

  
• Außerdem sollte der erste verzögert fluoreszierende Dotand den Lumineszenzmechanismus des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden nicht beeinträchtigen. Daher ist d LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden gleich oder weniger tief als das LUMO-Energieniveau LUMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in Bezug auf einen Nullpunkt auf der Energieskala. Als Beispiel erfüllen das LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau LUMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (7): $${\text{LUMO}}^{\text{TD1}}\ge {\text{LUMO}}^{\text{TD2}}$$

  
• Wenn die LUMO-Energieniveaus des Wirts, des ersten und des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die Beziehungen in Gleichungen (5) und (7) erfüllen, können in den Wirt injizierte Elektronen über den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden injiziert werden. Dementsprechend werden die Elektronen unabhängig von dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit Löchern an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden rekombiniert, so dass an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden Lichtemission auftreten kann.
• Wenn eine Energieniveau-Bandlücke zwischen dem LUMO-Energieniveau LUMO^H des Wirts und dem LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden zu groß ist, kann die Elektronen-Exzitonenenergie möglicherweise nicht auf den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfüllt die LUMO-Energieniveau-Bandlücke |LUMO^H - LUMO^TD1| zwischen dem LUMO-Energieniveau LUMO^H des Wirts und dem LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden somit die folgende Beziehung in Gleichung (6): $$\mathrm{0,3}\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LuMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

  
• [1] Wenn die LUMO-Energieniveaus LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden tiefer sind als das LUMO-Energieniveau LUMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden, werden die über den Wirt injizierten Elektronen bei dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden eingefangen. Dementsprechend wird dann, wenn ein Exciplex zwischen den Einfangelektronen des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und den absorbierenden Loch-Exzitonen des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden gebildet wird, die endgültige Lichtemissionsspitze in Richtung längerer Wellenlängenbereiche verschoben und die Leuchtlebensdauer der verzögert fluoreszierenden Dotanden verringert.
• In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können das LUMO-Energieniveau LUMO^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und das LUMO-Energieniveau LUMO^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgende Beziehung in Gleichung (8) erfüllen: $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<0.2\text{ eV}$$

  
• Wenn die LUMO-Energieniveaus LUMO^TD1 und LUMO^TD2 des ersten und zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die Beziehung in Gleichung (8) erfüllen, können aus dem Wirt injizierte Elektronen schnell auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden, ohne bei dem ersten verzögert fluoreszierender Dotanden eingefangen zu werden.
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann der erste verzögert fluoreszierende Dotand (TD1) eine Molekülstruktur aufweisen, in der ein Elektronenakzeptorteil und ein Elektronendonorteil über einen geeigneten Verbinder verbunden sind, um eine verzögerte Fluoreszenz zu realisieren. Beispielsweise kann der erste verzögert fluoreszierende Dotand (TD1) ohne Einschränkung darauf eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 1 umfassen:

  
• In der chemischen Formel 1 sind R₁ und R₂ jeweils voneinander unabhängig eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃ ist ein Halogen, ein C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon; m ist eine Anzahl von Substituenten ist und eine ganze Zahl von 1 bis 5; Ar₁ ist eine kondensierte C₁₀∼C₃₀-Heteroarylgruppe, und L ist eine C₅∼C₃₀-Arylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁∼C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon.
• Wie er hierin verwendet ist, bedeutet der Begriff „unsubstituiert“, dass ein Wasserstoffatom gebunden ist, und in diesem Fall umfasst das Wasserstoffatom Protium, Deuterium und Tritium.
• Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff „hetero“, der in „heteroaromatischer Ring“, „heteroaromatische Gruppe“, „heteroalicyclischer Ring“, „heterocyclische Alkylgruppe“, „Heteroarylgruppe“, „Heteroalkalkylgruppe“, „Heteroaryloxylgruppe”, „Heteroarylaminogruppe”, „Heteroarylengruppe”, „Heteroaralkylengruppe”, „Heteroaryloxylengruppe" und dergleichen beschrieben ist, dass mindestens ein Kohlenstoffatom, beispielsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome, die solche aromatischen oder alicyclischen Ringe bilden, mit mindestens einem Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O, S und Kombinationen davon substituiert ist.
• Als Beispiel kann jede der C₅∼C₃₀-Arylgruppen, die jeweils R₁ bis R₃ bilden, unabhängig voneinander eine nichtkondensierte oder kondensierte Arylgruppe wie Phenyl, Biphenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Indenyl Indacenyl, Phenalenyl, Phenanthrenyl, Benzophenanthrenyl, Dibenzophenanthrenyl, Azulenyl, Pyrenyl, Fluoranthenyl, Chrysenyl, Tetraphenyl, Tetracenyl, Pleiadenyl, Pycenyl, Pentaphenyl, Pentacenyl, Fluorenyl, Indenoindenyl, Indenofluourenyl oder Spirofluourenyl sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann jede der C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppen, die jeweils R₁ bis R₃ bilden, unabhängig voneinander eine nichtkondensierte oder kondensierte Heteroarylgruppe wie Furanyl, Thiophenyl, Pyrrolyl, Pyridinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Pyridazinyl, Triazinyl, Tetrazinyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Indolyl, Carbazolyl, Benzocarbazolyl, Dibenzocarbazolyl, Indolocarbazolyl, Indenocarbazolyl, Benzofuranocarbazolyl, Benzothienocarbazolyl, Chinolinyl, Iso-Chinolinyl, Phthalazinyl, Chinoxalinyl, Zinnolinyl, Chinazolinyl, Benzoquinolinyl, Benzoiso-Chinolinyl, Benzoquinazolinyl, Benzoquinoxalinyl, Acridinyl, Phenanthrolinyl, Phenazinlyl, Phenoxazinyl, Phenothiazinyl, Pyranyl, Oxazinyl, Oxazolyl, Isooxazolyl, Oxadiazolyl, Triazolyl, Dioxinyl, Benzofuranyl, Dibenzofuranyl, Thiopyranyl, Thiazinyl, Benzothiophenyl, Dibenzothiophenyl, Spiroacridinyl, gebunden an Xanthen und dergleichen, Dihydroacridnyl substituiert mit mindestens einem C₁~C₁₀-Alkyl, N-substituiertes Spirofluorenyl (falls R₁ und R₂ kombiniert werden) sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• Als Beispiel umfasst Ar₁, das der Elektronendonorteil in der chemischen Formel 1 ist, Carbazolyl, Indolocarbazolyl, Phenazinly, Phenoxazinyl, Phenothiazinyl, Acridinyl, Spirofluoracidinyl, Spiroxanthenoacidinyl und dergleichen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• Zusätzlich kann L, das ein Linker ist, der den Elektronendonorteil Ar₁ und den Elektronenakzeptorteil Triazin verbindet, ohne Einschränkung darauf aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Phenylen, Biphenylen, Terphenylen, Tetraphenylen, Indenylen, Naphthylen , Azulenylen, Indacenylen, Acenaphthylen, Fluorenylen, Spirofluorenylen, Phenalenylen, Phenanthrenylen, Anthracenylen, Fluoranthenylen, Triphenylenylen, Pyrenylen, Chrysenylen, Naphthacenylen, Picenylen, Perylenylen, Pentaphenylen und Hexacenylen.
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann Ar₁ in der chemischen Formel 1 einen Carbazolylteil umfassen. Beispielsweise kann der erste verzögert fluoreszierende Dotand ohne Einschränkung darauf eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2 umfassen:

  
• In der chemischen Formel 2 sind R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig eine C₅∼C₂₀-Arylgruppe, und R₁₃ bis R₂₀ sind jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine Cyanogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅~C₂₀-Arylgruppe, eine C₅-C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe.
• Als Beispiel ist mindestens eines von R₁₃ bis R₂₀ in der chemischen Formel 2 vielleicht kein Wasserstoff.
• Insbesondere kann der erste verzögert fluoreszierende Dotand eine der folgenden Strukturen der chemischen Formel 3 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt.

  
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der zweite verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit mehreren kondensierten heteroaromatischen Teilen und einer schmalen FWHM sein, im Gegensatz zu dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit dem Elektronendonorteil und dem Elektronenakzeptorteil. Beispielsweise kann der zweite verzögert fluoreszierende Dotand ohne Einschränkung darauf eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 4 umfassen:

  
• In der chemischen Formel 4 sind R₃₁ und R₃₂ unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, einer C₄∼C₃₀-Heteroarylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist. Alternativ bilden zwei benachbarte Gruppen jeweils aus R₃₁ bzw. R₃₂ einen kondensierten aromatischen C₅~C₂₀-Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen C₄~C₂₀-Ring. Wobei der kondensierte aromatische C₅~C₂₀-Ring und der kondensierte heteroaromatische C₄~C₂₀-Ring jeweils unabhängig voneinander unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe oder einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe sind. o und p sind jeweils eine Anzahl von Substituenten und eine ganze Zahl von 0 bis 3. R₃₃ und R₃₄ sind jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe. R₃₅ ist Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe. Wobei die Aminogruppe mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon substituiert ist.
• Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die Arylgruppe und die Heteroarylgruppe, die jeweils R₃₁ bis R₃₅ in der chemischen Formel 4 bilden, jeweils die gleiche Gruppe sein wie die Arylgruppe und die Heteroarylgruppe, die jeweils R₁ bis R₃ in der chemischen Formel 1 bilden. Als Beispiel kann der zweite Dotand ohne Einschränkung darauf eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 5 umfassen:

  
• In der chemischen Formel 5 sind R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe; wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist. Alternativ bilden zwei benachbarte Gruppen aus R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils einen kondensierten C₄~C₂₀-Heteroarylring unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe. R₄₃ und R₄₄ sind jeweils unabhängig voneinander Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe. Die Aminogruppe kann mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon substituiert sein. R₄₅ ist Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist.
• Insbesondere kann der zweite verzögert fluoreszierende Dotand eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 6 aufweisen.

  
• Wenn die EML 360 der OLED 300 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung den Wirt, den ersten und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden umfasst, werden die Beziehungen der Singulett- und Triplettenergieniveaus zwischen diesen Leuchtmaterialien unter Bezugnahme auf 6 erklärt.
• 6 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch eine Energieniveau-Bandlücke zwischen Leuchtmaterialien gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie es in 6 dargestellt ist, sollte die am Wirt erzeugte Exzitonenenergie über den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden, um Licht an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden zu emittieren. Daher sind das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^H und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H des Wirts jeweils höher als die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1 und S₁ ^TD2 bzw. die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 und T₁ ^TD2 des ersten und zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden.
• Wenn als Beispiel das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H des Wirts nicht höher ist als das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden, kann die Triplett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden umgekehrt auf das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H des Wirts übertragen werden. In diesem Fall wird das Triplett-Exziton nichtstrahlend an dem Wirt verbraucht, wo das Triplett-Exziton nicht emittiert werden kann, so dass die Triplett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden nicht zur Lichtemission beitragen kann. Beispielsweise kann das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H des Wirts um mindestens etwa 0,2 eV höher sein als das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden.
• Der Wirt ist nicht auf bestimmte Materialien beschränkt. Es ist nur wichtig, dass das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H höher ist als die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 und T₁ ^TD2 der verzögert fluoreszierenden Dotanden und seine HOMO- und LUMO-Energieniveaus HOMO^H und LUMO^H die Beziehungen in Gleichungen (1), (2), (5) und (6) im Vergleich zu den HOMO- und LUMO-Energieniveaus HOMO^TD1, HOMO^TD1, LUMO^TD1 und LUMO^TD2 der verzögert fluoreszierenden Dotanden erfüllen. Beispielsweise kann der erste Wirt 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-9H-carbazol-3-carbonitril (mCP-CN), CBP, 3,3'-Bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (mCBP), 1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzol (mCP), Oxybis(2,1-phenylen))bis(diphenylphosphinoxid) (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'-biphenyl]-3,5-dicarbonitril (DCzTPA), 4'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitril(4'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitril (pCzB-2CN), 3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitril (mCzB-2CN), Diphenyl-4-triphenylsilylphenylphosphinoxid (TPSO1), 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 enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Wenn die EML 360 den ersten und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält, ist der Gehalt des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden kleiner als der Gehalt des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Wenn der Gehalt des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden größer ist als der Gehalt des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden, können die Exzitonenenergien möglicherweise nicht effizient von dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen werden. Beispielsweise kann die EML 360 den Wirt in etwa 50 bis etwa 75 Gew.-% und vorzugsweise in etwa 60 bis etwa 75 Gew.-%, den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% und vorzugsweise in etwa 1 bis etwa 5 Gew.-% enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Unter Bezugnahme auf 2 können die ETL 370 und die EIL 380 nacheinander zwischen der EML 360 und der zweiten Elektrode 320 laminiert sein. Die ETL 370 enthält ein Material mit einer hohen Elektronenbeweglichkeit, um durch schnellen Elektronentransport stabil Elektronen für die EML 360 bereitzustellen.
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann die ETL 370 Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis und Verbindungen auf Benzimidazolbasis, Verbindungen auf Triazinbasis und dergleichen enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• 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) und/oder Tris(phenylchinoxalin) (TPQ) enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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 daher die Lebensdauer der OLED 300 verlängern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 380 ein Alkalihalogenid wie LiF, CsF, NaF, BaF₂ und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie Lithiumchinolat, Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Wenn Löcher über die EML 360 auf die zweite Elektrode 320 übertragen werden und/oder Elektronen über die EML 360 auf die erste Elektrode 310 übertragen werden, kann die OLED 300 eine kurze Lebensdauer und eine verringerte Lichtausbeute aufweisen. Um diese Phänomene zu verhindern, weist die OLED 300 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mindestens eine Exzitonenblockierschicht auf, die der EML 360 benachbart ist.
• Beispielsweise umfasst die OLED 300 der beispielhaften Ausführungsform 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-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin, TAPC, MTDATA, mCP, mCBP, CuPc, N,N'-Bis[4-(bis(3-methylphenyl)amino)phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DNTPD), TDAPB und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-phenyl-carbazol enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Zusätzlich umfasst die OLED 300 ferner die HBL 375 als zweite Exzitonenblockierschicht zwischen der EML 360 und der ETL 370, so dass Löcher nicht von der EML 360 auf die ETL 370 übertragen werden können. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die HBL 375 Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis und Verbindungen auf Triazinbasis enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• Beispielsweise kann die HBL 375 eine Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Energieniveau im Vergleich zu dem Emissionsmaterial in der EML 360 enthalten. 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 und Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die EML 360 einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit schmaler FWHM, um zu verhindern, dass die Farbreinheit verschlechtert wird, wenn nur der erste verzögert fluoreszierende Dotand verwendet wird. Die Triplett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden wird durch RISC-Mechanismus in eine eigene Singulett-Exzitonenenergie umgewandelt und dann kann die umgewandelte Singulett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden innerhalb derselben EML auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotierstoff übertragen werden 360 durch einen Dexter-Energietransfermechanismus, der Exzitonenenergien in Abhängigkeit von Wellenfunktionsüberlappungen zwischen benachbarten Molekülen durch intermolekularen Elektronenaustausch und Exzitondiffusionen überträgt. Wenn die Exzitonenenergie von dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen wird, tritt die endgültige Lichtemission auf, wenn die übertragene Exzitonenenergie an dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit schmaler FWHM in den Grundzustand verschoben wird. Dementsprechend können die Lichtausbeute und die Lebensdauer der OLED gesteigert und ihre Farbreinheit verbessert werden.
• In der obigen ersten Ausführungsform umfasst die OLED 300 eine einschichtige EML 360. Alternativ kann eine OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung eine mehrschichtige EML umfassen.
• 7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• Wie es in 7 gezeigt ist, umfasst die OLED 400 gemäß einer beispielhaften dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Elektrode 410 und 420, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 430 als Emissionsschicht, 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 und eine EML 460, eine ETL 470 und eine EIL 480, die jeweils nacheinander über der ersten Elektrode 410 laminiert sind. Außerdem kann die Emissionseinheit 430 ferner eine EBL 455 als erste Exzitonenblockierschicht, die zwischen der HTL 450 und der EML 460 angeordnet ist, und/oder eine HBL 475 als zweite Exzitonenblockierschicht, die zwischen der EML 460 und der ETL 470 angeordnet ist, umfassen.
• Wie oben beschrieben kann die erste Elektrode 410 eine Anode sein und kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein leitfähiges Material mit relativ großen Austrittsarbeitswerten wie ITO, IZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen enthalten. Die zweite Elektrode 420 kann eine Kathode sein und kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein leitfähiges Material mit relativ kleinen Austrittsarbeitswerten wie Al, Mg, Ca, Ag, Legierungen davon oder Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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, PE-DOT/PSS und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)- 9H-fluoren-2-amin enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die HIL 440 kann gemäß der Struktur der OLED 400 entfallen.
• Die HTL 450 ist benachbart zu der EML 460 zwischen der ersten Elektrode 410 und der EML 460 angeordnet. Die HTL 450 kann aromatische Aminverbindungen wie TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, 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 enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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 und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-Phenylcarbazol enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die EML 460 umfasst eine erste EML (EMI,1) 462 und eine zweite EML (EMI,2) 464. Die EMI,1 462 ist zwischen der EBL 455 und der HBL 475 angeordnet und die EMI,2 464 ist zwischen der EMI,1 462 und der HBL 475 angeordnet. Die Konfiguration und die Energieniveaus der Leuchtmaterialien in der EML 460 werden nachstehend ausführlicher erläutert.
• Die HBL 475 kann Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis und Verbindungen auf Triazinbasis enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Als Beispiel kann die HBL 475 eine Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Energieniveau im Vergleich zu dem Emissionsmaterial in der EML 460 enthalten. Die HBL 475 kann BCP, BAlq, Alq₃, PBD, Spiro-PBD Liq, B3PYMPM, DPEPO, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl) -9H-3,9'-bicarbazol und Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die ETL 470 ist zwischen der EML 460 und der EIL 480 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die ETL 470 Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis, Verbindungen auf Triazinbasis und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die ETL 470 Alq₃, PBD, Spiro-PBD, Liq, TPBi, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr und/oder TPQ enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• 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 LiF, CsF, NaF, BaF₂ und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Wie oben beschrieben umfasst die EML 460 die EML1 462 und die EMI,2 464. Eine aus der EMI,1 462 und der EML2 464 umfasst einen ersten Wirt und den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und die andere aus der EML1 462 und der EMI,2 464 umfasst einen zweiten Wirt und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Im Folgenden wird die EML 460 erläutert, bei der die EMI,1 462 den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und die EML2 464 den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält.
• Gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform umfasst die EMI,1 462 den ersten Wirt und den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und die EMI,2 464 umfasst den zweiten Wirt und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Wie es in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, können zwei verzögert fluoreszierende Materialien mit unterschiedlichen Triplettenergieniveaus, HOMO-Energieniveaus und LUMO-Energieniveaus, auf eine EML angewendet werden, um ihre Lichtausbeute und ihre Lumineszenzlebensdauer zu verbessern. Insbesondere ist es möglich, die Farbreinheit zu verbessern, indem der zweite verzögert fluoreszierende Dotand mit schmaler FWHM auf die EML 460 angewendet wird.
• In dieser beispielhaften zweiten Ausführungsform können die Singulett-Exzitonenenergie und die Triplett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462 durch FRET-Mechanismus (Foerster Resonanzenergietransfer-Mechanismus), der Energie durch elektrische Felder mittels Dipol-Dipol-Wechselwirkungen nichtstrahlend überträgt, auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 464 übertragen werden, die benachbart zu der EMI,1 462 angeordnet ist. Dementsprechend tritt die endgültige Emission in dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden innerhalb der EMI,2 464 auf.
• Mit anderen Worten wird die Triplett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden durch den RISC-Mechanismus (T₁ ^TD1 → S₁ ^TD1) in die eigene Singulett-Exzitonenenergie in der EMI,1 462 umgewandelt, dann wird die umgewandelte Singulett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf die Singulett-Exzitonenenergie des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 464 übertragen, da das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462 höher ist als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 464 (siehe 8).
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand in der EMI,2 464 kann Licht unter Verwendung sowohl der Triplett-Exzitonenenergie als auch der Singulett-Exzitonenenergie des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden emittieren. Zudem hat der zweite verzögert fluoreszierende Dotand im Vergleich zu dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden eine relativ schmale FWHM. Infolgedessen kann die OLED 400 ihre Lichtausbeute und Farbreinheit verbessern. Da die an dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462 erzeugte Exzitonenenergie effizient auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 464 übertragen wird, kann die OLED 400 Hyperfluoreszenz implementieren.
• Der erste verzögert fluoreszierende Dotand überträgt nur die Exzitonenenergie auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Dementsprechend ist die EMI,1 462, die den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält, nicht an dem endgültigen Lichtemissionsprozess beteiligt, sondern die endgültige Lichtemission tritt in der EML2 464, die den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält, auf.
• Die EML1 462 und die EMI,2 464 umfassen jeweils einen ersten Host bzw. einen zweiten Host. Beispielsweise können der erste Wirt und der zweite Wirt jeweils mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2CZ, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TPSO1, 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 enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt..
• Der erste und der zweite verzögert fluoreszierende Dotand, die in der EMI,1 462 oder der EMI,2 464 enthalten sein können, sind jeweils nicht besonders beschränkt, solange sie die oben genannten Beziehungen in Gleichungen (1) bis (8) erfüllen. Als Beispiel kann der erste verzögert fluoreszierende Dotand eine beliebige Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und der zweite verzögert fluoreszierende Dotand kann eine beliebige Verbindung mit der Struktur der chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten.
• In einer beispielhaften Ausführungsform können der erste und der zweite Wirt jeweils einen höheren Gewichtsanteil aufweisen als der erste bzw. der zweite verzögert fluoreszierende Dotand in der EMI,1 462 bzw. der EMI,2 464. Zudem kann der Gewichtsanteil des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 462 höher sein als der Gewichtsanteil des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 464. In diesem Fall ist es möglich, durch den FRET-Transfermechanismus genügend Energie von dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462 auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 464 zu übertragen.
• Beispielsweise können die EMI,1 462 und die EMI,2 464 jeweils den ersten Wirt und den zweiten Wirt mit etwa 50 bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise mit etwa 60 bis etwa 90 Gew.-% enthalten. Ferner können die EML1 462 und die EML2 464 jeweils den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise mit etwa 20 bis etwa 40 Gew. -% enthalten.
• Die Energieniveaubeziehungen zwischen den Leuchtmaterialien in der zweischichtigen EML 460 werden erläutert. 8 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch Energieniveau-Bandlücke zwischen Leuchtmaterialien in einer zweischichtigen EML gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie es in 8 gezeigt ist, sind ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^H1 und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H1 des ersten Wirts jeweils höher als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462. Zudem sind ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^H2 und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H2 des zweiten Wirts jeweils höher als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML4 464. Alternativ können das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^H2 und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^H2 des zweiten Wirts in der EMI,2 464 jeweils höher sein als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 und die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462.
• Zudem sind das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD1 und die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 462 jeweils höher als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 464.
• Wenn die Leuchtmaterialien die oben beschriebenen Energieniveaubeziehungen nicht erfüllen, tritt beim ersten und/oder zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden ein Exzitonenlöschung als nichtemittierende Exzitonenauslöschung auf oder die Exzitonenenergie kann nicht effizient von dem Wirt auf die Dotanden übertragen werden, so dass die Lichtausbeute der OLED 400 verschlechtert werden kann.
• In einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann der zweite Wirt, der in der EML2 464 zusammen mit dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten ist, aus dem gleichen Material wie die HBL 475 sein. In diesem Fall kann die EMI,2 464 eine Lochblockierfunktion sowie eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EMI,2 464 als Pufferschicht zum Blockieren von Löchern dienen. In einer Ausführungsform kann die HBL 475 auch weggelassen werden, und zwar insbesondere dann, wenn die EML2 464 sowohl eine Lochblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die EMI,1 462 den zweiten Wirt und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten und die EML2 464 kann den ersten Wirt und den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten. In dieser Ausführungsform kann der zweite Wirt in der EML1 462 aus dem gleichen Material wie die EBL 455 sein. In diesem Fall kann die EML1 462 sowohl eine Elektronenblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EML1 462 als Pufferschicht zum Blockieren von Elektronen dienen. In einer Ausführungsform kann die EBL 455 weggelassen werden, wenn die EML1 462 sowohl eine Elektronenblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht sein kann.
• Eine OLED mit einer dreischichtigen EML wird erläutert. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode mit einer dreischichtigen EML gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie es in 10 gezeigt ist, umfasst eine OLED 500 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste und zweite Elektrode 510 und 520, die einander zugewandt sind, und eine Emissionseinheit 530 als eine emittierende Einheit, 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, die jeweils nacheinander über der ersten Elektrode 510 laminiert sind. Außerdem kann die Emissionseinheit 530 ferner eine EBL 555, die als erste Exzitonenblockierschicht zwischen der HTL 550 und der EML 560 angeordnet ist, und/oder eine HBL 575, die als eine zweite Exzitonenblockierschicht zwischen der EML 560 und der ETL 570 angeordnet ist, umfassen.
• Die OLED 500 gemäß der dritten Ausführungsform kann die gleiche erste und zweite Elektrode 510 und 520 wie die OLEDs 300 und 400 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform aufweisen. Die Emissionseinheit 530 kann mit Ausnahme der EML 560 ebenfalls die gleiche sein.
• Die erste Elektrode 510 kann eine Anode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ großen Austrittsarbeitswerten wie ITO, IZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die zweite Elektrode 520 kann eine Kathode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ kleinen Austrittsarbeitswerten wie Al, Mg, Ca, Ag, Legierungen davon oder Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die HIL 540 ist zwischen der ersten Elektrode 510 und der HTL 550 angeordnet. Die HIL 540 kann MTDATA, NATA, 1T-NATA, 2T-NATA, CuPc, TCTA, NPB(NPD), HAT-CN, TDAPB, PE-DOT/PSS und/oder N-(Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amin enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die HIL 540 kann gemäß der Struktur der OLED 500 auch entfallen.
• Die HTL 550 ist benachbart zu der EML 560 zwischen der ersten Elektrode 510 und der EML 560 angeordnet. Die HTL 550 kann aromatische Aminverbindungen wie TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, 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 enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die EBL 555 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, N,N'-Bis[4-(bis(3-methylphenyl)amino)phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DNTPD), TDAPB und/oder 3,6-Bis(N-carbazolyl)-N-phenylcarbazol enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die EML 560 umfasst eine erste EML (EML1) 562, eine zweite EML (EML2) 564 und eine dritte EML (EML3) 566. Die Konfiguration und die Energieniveaus unter den Leuchtmaterialien in der EML 560 werden nachstehend ausführlicher erläutert.
• Die HBL 575 kann Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis und Verbindungen auf Triazinbasis enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die HBL 575 eine Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Energieniveau im Vergleich zu dem Emissionsmaterial in der EML 560 enthalten. Die HBL 575 kann BCP, BAlq, Alq₃, PBD, Spiro-PBD, Liq, B3PYMPM, DPEPO, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol und Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die ETL 570 ist zwischen der EML 560 und der EIL 580 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die ETL 570 Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis, Verbindungen auf Triazinbasis und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die ETL 570 Alq₃, PBD, Spiro-PBD, Liq, TPBi, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr und/oder TPQ enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die EIL 580 ist zwischen der zweiten Elektrode 520 und der ETL 570 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 580 ein Alkalihalogenid wie LiF, CsF, NaF, BaF₂ und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Wie es oben beschrieben ist, umfasst die EML 560 die EML1 562, die zwischen der EBL 555 und der HBL 575 angeordnet ist, die EMI,2 564, die zwischen der EMI,1 562 und der HBL 575 angeordnet ist, und die EML3 566, die zwischen der EMI,2 564 und der HBL 575 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform können die EML1 562 und die EML3 566 jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und die EMI,2 564 kann das verzögerte fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können die EMI,1 562 und die EMl3 566 jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten und die EMI,2 564 kann das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit einer Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten. Im Folgenden wird die EML 560, bei der die EMI,1 562 und die EML3 566 jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer Verbindung mit einer Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und die EMI,2 564 das verzögert fluoreszierende Material einer Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthält, erläutert. Beispielsweise können die EML1 bis EML3 562, 564 und 566 jeweils den ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten. In diesem Fall können der erste und dritte verzögert fluoreszierende Dotand eine organische Verbindung mit einem Elektronendonorteil und einem Elektronenakzeptorteil sein. Zusätzlich können die EML1 bis EML3 562, 564 und 566 ferner jeweils einen ersten bis dritten Host enthalten.
• Gemäß dieser Ausführungsform werden die Singulett- und Triplett-Exzitonenenergien des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden, die jeweils in der EMI,1 562 und der EML3 566 enthalten sind, durch den FRET-Energietransfermechanismus auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen, der in der EMI,2 564 enthalten ist, die benachbart zu der EMI,1 562 und der EML3 566 angeordnet ist. Dementsprechend tritt die endgültige Emission in dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 564 auf.
• Mit anderen Worten wird die Triplett-Exzitonenenergie des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden durch den RISC-Mechanismus in die Singulett-Exzitonenenergie in der EML1 562 und der EML3 566 umgewandelt, dann wird die Singulett-Exzitonenenergie des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf die Singulett-Exzitonenenergie des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 564 übertragen, da die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1 und S₁ ^TD3 des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 562 und der EML3 566 höher sind als die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 564 (siehe 10).
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand in der EMI,2 564 kann Licht unter Verwendung der Singulett-Exzitonenenergie und der Triplett-Exzitonenenergie, die aus dem ersten und dem dritten verzögert fluoreszenzdotierenden Dotanden in der EML1 562 und der EM13 566 stammt, emittieren. Daher hat die OLED 500 eine verbesserte Lichtausbeute und Farbreinheit, was auch auf die schmale FWHM des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden zurückzuführen ist.
• In diesem Fall übertragen der erste und der dritte verzögert fluoreszierende Dotand nur Energie auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Die EML1 562 und die EML3 566, die den ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten, sind nicht am endgültigen Emissionsprozess beteiligt, während die EML2 564, die den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthält, Licht emittiert. Da der zweite verzögert fluoreszierende Dotand im Vergleich zu dem ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotand eine relativ schmale FWHM aufweist, weist die OLED 500 eine verbesserte Lichtausbeute und Farbreinheit auf.
• Zudem umfassen die EML1 562, die EMI,2 564 und die EML3 566 jeweils den ersten Host, den zweiten Host bzw. den dritten Host. Der erste bis dritte Host sind gleich oder voneinander verschieden. Beispielsweise können der erste bis dritte Wirt jeweils unabhängig voneinander mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2CZ, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TPSO1, 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 enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
• Der erste und der dritte verzögert fluoreszierende Dotand, die in der EML1 562 und EML3 566 enthalten sein können, sind nicht besonders eingeschränkt, solange sie die oben genannten Beziehungen in Gleichungen (1) bis (8) erfüllen. Beispielsweise können der erste und der dritte verzögert fluoreszierende Dotand eine beliebige Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 umfassen und der zweite verzögert fluoreszierende Dotand kann eine beliebige Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 umfassen.
• In einer beispielhaften Ausführungsform können der erste bis dritte Wirt jeweils einen höheren Gewichtsanteil haben als der erste bis dritte verzögert fluoreszierende Dotand in der EML1 562, der EML2 564 bzw. der EML3 566. Zudem kann der Gewichtsanteil des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 562 und der EML3 566 jeweils höher sein als der Gewichtsanteil des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 564. In diesem Fall ist es möglich, genügend Energie von dem ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,1 562 und der EML 566 auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 564 zu übertragen.
• Als Beispiel können die EML1 562 bis EML3 566 jeweils den ersten bis dritten Wirt mit etwa 50 bis etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise mit etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% enthalten. Ferner können die EML1 562 bis EML3 566 jeweils den ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden mit etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise mit etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% enthalten.
• Die Energieniveaubeziehungen zwischen den Leuchtmaterialien in der EML 560 werden ausführlicher erläutert: 10 ist ein schematisches Diagramm, das den Leuchtmechanismus durch Energieniveau-Bandlücke zwischen dem Leuchtmaterial in einer dreischichtigen EML gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie es in 10 gezeigt ist, sind die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^H1, S₁ ^H2 und S₁ ^H3 und die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^H1, T₁ ^H2 und T₁ ^H3 des ersten bis dritten Wirts jeweils höher als die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1, S₁ ^TD2 und S₁ ^TD3 und die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1, T₁ ^TD2 und T₁ ^TD3 der ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 562, EML2 564 bzw. EML3 566. Zudem sind die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1 und S1^TD3 und die Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD1 und T₁ ^TD3 des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 562 und EML3 566 jeweils höher als die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD2 und Anregungszustands-Triplettenergieniveaus T₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 564.
• Wenn die Leuchtmaterialien die oben beschriebenen Energieniveaubeziehungen nicht erfüllen, tritt beim ersten und/oder zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden eine Exzitonenlöschung als nichtemittierende Exzitonenauslöschung auf oder die Exzitonenenergie kann nicht effizient von dem Wirt auf die Dotanden übertragen werden, so dass die Lichtausbeute der OLED 500 verschlechtert werden kann.
• In einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann der erste Wirt, der zusammen mit dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 562 enthalten ist, aus dem gleichen Material wie die EBL 555 bestehen. In diesem Fall kann die EML1 562 sowohl eine Elektronenblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EML2 562 als Pufferschicht zum Blockieren von Elektronen dienen. In einer Ausführungsform kann die EBL 555 auch entfallen, und zwar insbesondere dann, wenn die EML1 562 sowohl eine Elektronenblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der dritte Wirt, der in der EML3 566 zusammen mit dem dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten ist, aus dem gleichen Material wie die HBL 575 bestehen. In diesem Fall kann die EML3 566 sowohl eine Lochblockierungsfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EML3 566 als Pufferschicht zum Blockieren von Löchern dienen. In einer Ausführungsform kann die HBL 575 auch weggelassen werden, und zwar insbesondere dann, wenn die EML3 566 sowohl eine Lochblockierungsschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der erste Wirt in der EML1 562 aus dem gleichen Material wie die EBL 555 bestehen und der dritte Wirt in der EML3 566 aus dem gleichen Material wie die HBL 575 bestehen. In dieser Ausführungsform kann die EML1 562 sowohl eine Elektronenblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben und die EML3 566 kann sowohl eine Lochblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten können die EML1 562 und die EML3 566 jeweils als Pufferschicht zum Blockieren von Elektronen bzw. Löchern fungieren. In einer Ausführungsform können die EBL 555 und die HBL 575 entfallen, und zwar insbesondere dann, wenn die EML1 562 sowohl eine Elektronenblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist und die EML3 566 sowohl eine Lochblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In den obigen Ausführungsformen wird die OLED mit nur einer Emissionseinheit beschrieben. Im Gegensatz zu der obigen Ausführungsform kann die OLED mehrere Emissionseinheiten aufweisen, um eine Tandemstruktur zu bilden. 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine organische Leuchtdiode gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• Wie es in 11 dargestellt ist, umfasst die OLED 600 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste und die zweite Elektrode 610 und 620, die einander zugewandt sind, eine erste Emissionseinheit 630 als erste Emissionsschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 610 und 620 angeordnet ist, eine zweite Emissionseinheit 730 als zweite Emissionsschicht, die zwischen der ersten Emissionseinheit 630 und der zweiten Elektrode 620 angeordnet ist, und eine Ladungserzeugungsschicht 800, die zwischen der ersten und der zweiten Emissionseinheit 630 und 730 angeordnet ist.
• Wie oben erwähnt kann die erste Elektrode 610 eine Anode sein und kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein leitfähiges Material, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Material (TCO), mit einem relativ großen Austrittsarbeitswert enthalten. Beispielsweise kann die erste Elektrode 610 ITO, IZO, SnO, ZnO, ICO, AZO und dergleichen enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die zweite Elektrode 620 kann eine Kathode sein und kann ein leitfähiges Material mit relativ kleinen Austrittsarbeitswerten wie Al, Mg, Ca, Ag, Legierungen davon oder Kombinationen davon enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Die erste Emissionseinheit 630 umfasst eine HIL 640, eine erste HTL (eine untere HTL) 650, eine untere EML 660 und eine erste ETL (eine untere ETL) 670. Die erste Emissionseinheit 630 kann ferner eine erste EBL (eine untere EBL) 655, die zwischen der ersten HTL 650 und der unteren EML 660 angeordnet ist, und/oder eine erste HBL (eine untere HBL) 675, die zwischen der unteren EML 660 und der ersten ETL 670 angeordnet ist, umfassen.
• Die zweite Emissionseinheit 730 umfasst eine zweite HTL (eine obere HTL) 750, eine obere EML 760, eine zweite ETL (eine obere ETL) 770 und eine EIL 780. Die zweite Emissionseinheit 730 kann ferner eine zweite EBL (eine obere EBL) 755, die zwischen der zweiten HTL 750 und der oberen EML 760 angeordnet ist, und/oder eine zweite HBL (eine obere HBL) 775, die zwischen der oberen EML 760 und der zweiten ETL 770 angeordnet ist, umfassen.
• [Die untere EML 660 und/oder die obere EML 760 kann blaues (B) Licht emittieren. Beispielsweise können sowohl die untere als auch die obere EML 660 und 760 blaues Licht emittieren. Alternativ kann eine der unteren und der oberen EML 660 und 760 blaues Licht emittieren und die andere der unteren und oberen EML 660 und 760 kann ein beliebiges anderes Licht emittieren, dass Emissionswellenlängenbereiche aufweist, die länger als das blaue Licht sind, beispielsweise Grün (G), Gelbgrün (YG), Gelb (Y) und/oder Orange. Im Folgenden wird die OLED 600 erläutert, bei der die untere EML 660 blaues Licht und die obere EML 760 grünes, gelbgrünes, gelbes und/oder oranges Licht aussendet.
• Die HIL 640 ist zwischen der ersten Elektrode 610 und der ersten HTL 650 angeordnet und verbessert eine Grenzflächeneigenschaft zwischen der anorganischen ersten Elektrode 610 und der organischen ersten HTL 650. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die HIL 640 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 enthalten, ist aber nicht beschränkt darauf. Die HIL 640 kann gemäß einer erfinderischen Struktur der OLED 600 auch weggelassen werden.
• Die erste und die zweite HTL 650 und 750 können jeweils unabhängig voneinander TPD, NPD(NPB), CBP, Poly-TPD, TFB, TAPC, 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 enthalten, sind aber nicht beschränkt darauf.
• Die erste und die zweite ETL 670 und 770 ermöglichen jeweils den Elektronentransport in der ersten Emissionseinheit 630 bzw. der zweiten Emissionseinheit 730. Die erste und die zweite ETL 670 und 770 können jeweils unabhängig voneinander Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis, Verbindungen auf Triazinbasis und dergleichen enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die erste und die zweite ETL 670 und 770 unabhängig voneinander Alq₃, PBD, Spiro-PBD, Liq, TPBi, BAlq, Bphen, NBphen, BCP, TAZ, NTAZ, TpPyPB, TmPPPyTz, PFNBr und/ oder TPQ enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
• Die EIL 780 ist zwischen der zweiten Elektrode 620 und der zweiten ETL 770 angeordnet und kann die physikalischen Eigenschaften der zweiten Elektrode 620 verbessern und daher die Lebensdauer der OLED 600 verbessern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die EIL 680 ein Alkalihalogenid wie LiF, CsF, NaF, BaF₂ und dergleichen und/oder eine organische Metallverbindung wie Lithiumbenzoat, Natriumstearat und dergleichen enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Die erste und die zweite EBL 655 und 755 können jeweils unabhängig voneinander 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, N,N'-Bis[4-(bis(3-methylphenyl) amino)phenyl]-N, N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DNTPD), TDAPB und/oder 3,6-Bis(N-Carbazolyl)-N-phenylcarbazol enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Die erste und die zweite HBL 675 und 775 können jeweils unabhängig voneinander Verbindungen auf Oxadiazolbasis, Verbindungen auf Triazolbasis, Verbindungen auf Phenanthrolinbasis, Verbindungen auf Benzoxazolbasis, Verbindungen auf Benzothiazolbasis, Verbindungen auf Benzimidazolbasis und Verbindungen auf Triazinbasis enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Beispielsweise können die erste und die zweite HBL 675 und 775 unabhängig voneinander BCP, BAlq, Alq₃, PBD, Spiro-PBD, Liq, B3PYMPM, DPEPO, 9-(6-(9H-Carbazol-9-yl)pyridin-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazol und Kombinationen davon enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die obere EML 760 grünes Licht emittiert, die obere EML 760 eine phosphoreszierende Emissionsmaterialschicht sein, die einen Wirt (z. B. CBP und dergleichen) und einen Dotanden auf Iridiumbasis (z. B. Iridium(III)bis(2,4-diphenyloxazolato-1,3-N, C2')(acetylacetonat) (dpo₂Ir(acac)), Iridium (III)bis(2-phenyloxazolinato-N, C2')(scetylacetonat) (op₂Ir (acac)) und dergleichen) enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann die obere EML 760 ein fluoreszierendes Material sein, das Alq als Dotand enthält. In diesem Fall kann die obere EML 760 grünes Licht mit Emissionswellenlängenbereichen von etwa 510 nm bis etwa 570 nm emittieren, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die obere EML 760 gelbes Licht emittiert, die obere EML 760 eine einschichtige Struktur aus einer gelbgrünen EML oder eine zweischichtige Struktur aus einer gelbgrünen EML und einer grünen EML aufweisen. Wenn beispielsweise die obere EML 760 eine gelbgrüne EML ist, kann die obere EML 760 einen Wirt, der aus CBP und/oder BAlq ausgewählt ist, und einen phosphoreszierenden Dotanden, der gelbgrünes Licht emittiert, enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In diesem Fall kann die obere EML 760 gelbgrünes Licht mit Emissionswellenlängenbereichen von etwa 510 nm bis etwa 590 nm emittieren, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die obere EML 760 zwei EMLs aufweisen, beispielsweise eine gelbgrüne EML und eine rote EML. Wenn als Beispiel die obere EML 760 eine gelbgrüne EML ist, kann die obere EML 760 eine einschichtige Struktur aus einer gelbgrünen EML oder eine zweischichtige Struktur aus einer gelbgrünen EML und einer grünen EML aufweisen. Wenn die obere EML 760 eine einschichtige Struktur aus der gelbgrünen EML aufweist, kann die obere EML 760 einen Wirt, der aus CBP und/oder BAlq ausgewählt ist, und einen phosphoreszierenden Dotanden, der gelbgrünes Licht emittiert, enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
• Die Ladungserzeugungsschicht (CGL) 800 ist zwischen der ersten Emissionseinheit 630 und der zweiten Emissionseinheit 730 angeordnet. Die CGL 800 umfasst eine N-Typ-CGL 810, die benachbart zu der ersten Emissionseinheit 630 angeordnet ist, und eine P-Typ-CGL 820, der benachbart zu der zweiten Emissionseinheit 730 angeordnet ist. Die N-Typ-CGL 810 injiziert Elektronen in die erste Emissionseinheit 630 und die P-Typ-CGL 820 injiziert Löcher in die zweite Emissionseinheit 730.
• Beispielsweise kann die N-Typ-CGL 810 eine Schicht sein, die mit einem Alkalimetall wie Li, Na, K und/oder Cs und/oder einem Erdalkalimetall wie Mg, Sr, Ba und/oder Ra dotiert ist. Beispielsweise kann ein Wirt, der in der N-Typ-CGL 810 verwendet wird, eine organische Verbindung wie Bphen oder MTDATA umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Alkalimetall oder das Erdalkalimetall kann mit etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% dotiert sein.
• Die P-Typ-CGL 820 kann ein anorganisches Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolframoxid (WO_x), Molybdänoxid (MoO_x), Berylliumoxid (Be₂O₃), Vanadiumoxid (V₂O₅) und Kombinationen davon und/oder ein organisches Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NPD, HAT-CN, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan (F4TCNQ), TPD, N,N.N',N'-Tetranaphthalinylbenzidin (TNB), TCTA, N,N'-Dioctyl-3,4,9,10-perylendicarboximid (PTCDI-C8) und Kombinationen davon enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Die untere EML 660 umfasst eine erste EML (EML1) 662, eine zweite EML (EML2) 664 und eine dritte EML3 (EML3) 666. Die EML1 662 ist zwischen der ersten EBL 655 und der ersten HBL 675 angeordnet, die EML2 664 ist zwischen der ersten EML 662 und der ersten HBL 675 angeordnet und die EML3 666 ist zwischen der EML2 664 und der ersten HBL 675 angeordnet. EML1 662 bis EML3 666 enthalten jeweils den ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden. Die EML1 662, EML2 664 und EML3 666 enthalten ferner einen ersten Host, einen zweiten Host bzw. einen dritten Host.
• In einer beispielhaften Ausführungsform können die EML1 662 und die EML3 666 jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und die EML2 664 kann das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können die EML1 662 und die EM13 666jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten und die EML2 664 kann das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten. Nachfolgend wird die untere EML 660 erläutert, bei der die EML1 662 und die EML3 666 jeweils das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und die EML2 664 das verzögert fluoreszierende Material einer beliebigen Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthält. Beispielsweise können EML1 bis EML3 662, 664 und 666 jeweils den ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten. In diesem Fall können der erste und dritte verzögert fluoreszierenden Dotand eine organische Verbindung mit einem Elektronendonorteil und einem Elektronenakzeptorteil sein. Zudem können die EML1 bis EML3 662, 664 und 666 ferner jeweils einen ersten bis dritten Host enthalten.
• Die Singulett- und Triplett-Exzitonenenergien des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden, die in der EML1 662 und der EML3 666 enthalten sind, werden durch den FRET-Energietransfermechanismus auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen, der in der zu der EML1 662 benachbarten EML2 664 enthalten ist. Dementsprechend tritt die endgültige Emission in dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 664 auf.
• Mit anderen Worten wird die Triplett-Exzitonenenergie des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden durch den RISC-Mechanismus in die Singulett-Exzitonenenergie in der EML1 662 und der EML3 666 umgewandelt, dann wird die Singulett-Exzitonenenergie des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden auf die Singulett-Exzitonenenergie des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden übertragen, da die Anregungszustands-Singulettenergieniveaus S₁ ^TD1 und S₁ ^TD3 des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 662 und EML3 666 höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau S₁ ^TD2 des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 664 (siehe 10).
• Der zweite verzögert fluoreszierende Dotand in der EML2 664 kann unter Verwendung der Singulett-Exzitonenenergie und der Triplett-Exzitonenenergie, die aus dem ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 662 und der EML3 666 stammt, Licht emittieren. Daher hat die OLED 600 auch aufgrund der schmalen FWHM des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden eine verbesserte Lichtausbeute und Farbreinheit.
• Zudem umfassen die EML1 662, die EML2 664 und die EML3 666 jeweils den ersten Host, den zweiten Host bzw. den dritten Host. Der erste bis dritte Host sind gleich oder verschieden voneinander. Beispielsweise können der erste bis dritte Wirt unabhängig voneinander mCP-CN, CBP, mCBP, mCP, DPEPO, PPT, TmPyPB, PYD-2CZ, DCzDBT, DCzTPA, pCzB-2CN, mCzB-2CN, TPSO1, 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'-bicabazol enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Der erste und der dritte verzögert fluoreszierende Dotand, die in EML1 562 und EML3 566 enthalten sein können, sind nicht besonders beschränkt, solange sie die oben genannten Beziehungen in Gleichungen (1) bis (8) erfüllen. Beispielsweise können der erste und dritte verzögert fluoreszierende Dotand jeweils eine beliebige Verbindung mit der Struktur in den chemischen Formeln 1 bis 3 enthalten und der zweite verzögerte fluoreszierende Dotand kann eine beliebige Verbindung mit einer Struktur in den chemischen Formeln 4 bis 6 enthalten.
• In diesem Fall können die Energieniveaubeziehungen zwischen den Leuchtmaterialien, d. h. dem ersten bis dritten Wirt und dem ersten bis dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML 660, wie in 10 dargestellt sein.
• In einer beispielhaften Ausführungsform sind der erste bis dritte Wirt jeweils in einem höheren Gewichtsanteil enthalten als der erste bis dritte verzögert fluoreszierende Dotand in der EMI,1 662, der EML2 664 bzw. der EML3 666. Zudem kann der Gewichtsanteil des ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 662 und EML3 666 höher sein als der Gewichtsanteil des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EMI,2 664. In diesem Fall ist es möglich, genügend Energie von dem ersten und dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML1 662 und der EML 666 auf den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden in der EML2 664 zu übertragen.
• In einer alternativen beispielhaften Ausführungsform kann der erste Wirt, der in der EMI,1 662 zusammen mit dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten ist, aus dem gleichen Material wie die erste EBL 655 sein. In diesem Fall kann die EMI,1 662 sowohl eine Elektronenblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EMI,1 664 als Pufferschicht zum Blockieren von Elektronen dienen. In einer Ausführungsform kann die erste EBL 655 auch weggelassen werden, und zwar insbesondere dann, wenn die EMI,1 662 sowohl eine Elektronenblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der dritte Wirt, der in der EML3 666 zusammen mit dem dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten ist, das gleiche Material wie die erste HBL 675 sein. In diesem Fall kann die EML3 666 sowohl eine Lochblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten kann die EML3 666 als Pufferschicht zum Blockieren von Löchern dienen. In einer Ausführungsform kann die erste HBL 675 auch weggelassen werden, und zwar insbesondere dann, wenn die EML3 666 sowohl eine Lochblockierungsschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der erste Wirt in der EMI,1 662 aus dem gleichen Material wie die erste EBL 655 und der dritte Wirt in der EML3 666 aus dem gleichen Material wie die erste HBL 675 sein. In dieser Ausführungsform kann die EMI,1 662 sowohl eine Elektronenblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben und die EML3 666 kann sowohl eine Lochblockierfunktion als auch eine Emissionsfunktion haben. Mit anderen Worten können die EMI,1 662 und die EML3 666 jeweils als Pufferschicht zum Blockieren von Elektronen bzw. Löchern fungieren. In einer Ausführungsform können die erste EBL 655 und die erste HBL 675 auch weggelassen werden, und zwar insbesondere dann, wenn die EMI,1 662 sowohl eine Elektronenblockierschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist und die EML3 666 sowohl eine Lochblockierungsschicht als auch eine Emissionsmaterialschicht ist.
• In einer alternativen Ausführungsform kann die untere EML 660 eine einschichtige Struktur aufweisen, wie es in 2 dargestellt ist. In diesem Fall kann die untere EML 660 einen Wirt und einen ersten und zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die untere EML 660 eine zweischichtige Struktur aufweisen, wie sie in 7 dargestellt ist. In diesem Fall kann die untere EML 660 eine erste EML und eine zweite EML umfassen. Die erste EML kann einen ersten Wirt und einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten und die zweite EML kann einen zweiten Wirt und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden enthalten.
• In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann eine OLED der vorliegenden Offenbarung ferner eine dritte Emissionseinheit (nicht gezeigt), die zwischen der zweiten Emissionseinheit 730 und der zweiten Elektrode 620 angeordnet ist, und eine zweite CGL (nicht gezeigt), die zwischen der zweiten Emissionseinheit 730 und der dritten Emissionseinheit (nicht gezeigt) angeordnet ist, umfassen. In diesem Fall können die erste Emissionseinheit 630, die zweite Emissionseinheit 730 und/oder die dritte Emissionseinheit (nicht gezeigt) eine Emissionsmaterialschicht umfassen, die mindestens einen Wirt und einen ersten und zweiten fluoreszierenden Dotanden enthält, wie es oben beschrieben ist.
• Synthesebeispiel 1: Synthese von Verbindung A-1
• (1) Synthese von Zwischenprodukt 1A
• 
• 20 g (119,6 mmol) Carbazol, 67,4 g (239,2 mmol) 2-Bromiodbenzol, 11,4 g (59,8 mmol) Kupferiodid und 33,1 g (239,2 mmol) Kaliumcarbonat wurden in Toluol suspendiert und dann wurde die Lösung unter Rühren 12 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 32,6 g (Ausbeute: 85 %) des Zwischenprodukts 1A zu ergeben.
• (2) Synthese von Zwischenprodukt 1B
• 
• Nachdem 6,4 g (20,0 mmol) Zwischenprodukt 1A in 70 ml THF gelöst worden waren, wurde die Lösung auf -78 °C abgekühlt. 8,8 ml (22 mmol) n-BuLi (2,5 M in Hexan) wurden langsam in die Lösung injiziert. Die gemischte Lösung wurde 2 Stunden gerührt, erneut auf -78 °C abgekühlt und dann wurden 5,6 g (30 mmol) Triisopropylborat in die gemischte Lösung injiziert. Nach Rühren für 5 Stunden bei Raumtemperatur wurde die Lösung mit 1N HCl gequencht. Die Lösung wurde mit Ethylacetat und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 3,8 g (Ausbeute: 68 %) des Zwischenprodukts 1B zu ergeben.
• (3) Synthese von Verbindung A-1
• 
• 5,7 g (20 mmol) Zwischenprodukt 1B, 5,3 g (20 mmol) 2-Chlor-4,6-diphenyl-1,3,6-triazin, 0,7 g (0,6 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) (Pd(PPh₃)₄) und 8,3 g (60 mmol) Kaliumcarbonat wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus 75 ml THF und 15 ml Wasser suspendiert und dann wurde die Lösung unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 5,6 g (Ausbeute: 60 %) der Verbindung A-1 zu ergeben.
• Synthesebeispiel 2: Synthese von Verbindung A-2
• (1) Synthese von Zwischenprodukt 2A
• 
• 10 g (41 mmol) 3-Bromcarbazol und 1,8 g (45 mmol) Natriumhydroxid wurden zu 100 ml Dimethylsulfoxid (DMF) gegeben und dann wurden 7,4 g (43 mmol) Benzylbromid unter Rühren unter Stickstoffatmosphäre tropfenweise in die Lösung injiziert. Nach Rühren für 20 Stunden bei Raumtemperatur wurde die Lösung mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 11 g (Ausbeute: 80 %) des Zwischenprodukts 2A zu ergeben.
• (2) Synthese von Zwischenprodukt 2B
• 
• 4,47 g (13,3 mmol) Zwischenprodukt 2A, 0,69 g (0,67 mmol) Tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0)chloroform-Komplex (Pd₂(dba)₃·CH₃Cl), 0,82 g (2,7 mmol) Tri-tert-butylphosphoniumtetrafluorborat (P(t-Bu)₃·HFB₄), 1,9 g (20 mmol) Natrium-t-butoxid (tert-BuONa) und 2,5 g (14,6 mmol) Diphenylamin wurden in trockenem Toluol gelöst und dann wurde die Lösung unter Rühren für 18 Stunden bei 100°C unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 4,3 g (Ausbeute: 76 %) des Zwischenprodukts 2B zu ergeben.
• (3) Synthese von Zwischenprodukt 2C
• 
• Nachdem 6,3 g (15,0 mmol) des Zwischenprodukts 2B in 45 ml Anisol dispergiert worden waren, wurden 12,0 g (90,0 mmol) AlCl₃ langsam in die Anisolsuspension injiziert. Nach 24-stündigem Rühren bei 65 °C wurde die Lösung mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 2,3 g (Ausbeute: 46 %) des Zwischenprodukts 2C zu ergeben.
• (4) Synthese von Zwischenprodukt 2D
• 
• 5,3 g (20 mmol) 2-Chlor-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin, 4,4 g (22 mmol) 2-Bromphenylboronsäure, 8,3 g (60 mmol) Kaliumcarbonat und 0,7 g (0,6 mmol) Pd(PPh₃)₄ wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus 75 ml THF und 15 ml Wasser suspendiert und dann wurde die Suspension unter Rühren 12 Stunden unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 5,0 g (Ausbeute: 65 %) des Zwischenprodukts 2D zu ergeben.
• (5) Synthese von Verbindung A-2
• 
• 5,0 g (15,0 mmol) Zwischenprodukt 2C, 6,4 g (16,5 mmol) Zwischenprodukt 2D, 0,78 g (0,75 mmol) Pd₂(dba)₃·CHCl₃, 0,91 g (3,0 mmol) P(t-Bu)₃·HBF₄, 2,2 g (22,5 mmol) tert-BuONa wurden in 100 ml trockenem Toluol gelöst und dann wurde die Lösung unter Rühren 18 Stunden bei 100 °C unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan und Wasser extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit Kieselgel filtriert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde unter vermindertem Druck destilliert und durch Säulenchromatographie gereinigt, um 5,8 g (Ausbeute: 60 %) der Verbindung A-2 zu ergeben.
• Synthesebeispiel 3: Synthese von Verbindung B-1
• (2) Synthese von Zwischenprodukt 3A
• 
• 50 g (0,29 Mol) Diphenylamin, 32,3 g (0,34 Mol) Natrium-tert-butoxid (t-BuONa), 1,0 g (1,4 mmol) Dichlorobis[di-tert-butyl(p-dimethylaminophenyl)phosphin]palladium(II) (PdCl₂(Amphos)₂), 30 g (0,13 Mol) 1-Brom-2,3-dichlorbenzol wurden in 330 ml o-Xylol unter Stickstoffatmosphäre gelöst und dann wurde die Lösung 2 Stunden bei 80 °C gerührt und zusätzlich 3 Stunden bei 120 °C gerührt. Dann wurde die Lösung mit Ethylacetat und Wasser behandelt, um einen Niederschlag zu erzeugen. Nachdem die Flüssigkeit durch Filtration abgetrennt worden war, wurde die Flüssigkeit in Toluol gelöst, durch eine Kieselgelsäule geleitet und dann unter vermindertem Druck destilliert, um 29 g (Ausbeute: 50 %) des Zwischenprodukts 3A zu ergeben.
• (2) Synthese von Verbindung B-1
• 
• Nachdem 20 g (44,7 mmol) des Zwischenprodukts 3A in 150 ml tert-Butylbenzol gelöst worden waren, wurden 31,6 ml (53,7 mmol) 1,7M-tert-BuLi (in Pentan) bei -30 °C tropfenweise injiziert. Nach 2-stündigem Rühren bei 60 °C wurde Pentan verdampft, die Lösung auf -30 °C abgekühlt, 5,1 ml (53,9 mmol) Tribromid in die Lösung injiziert und dann die Lösung erneut 30 Minuten gerührt. 15,6 ml (90 mmol) N,N-Diisopropylamin wurden bei 0 °C in die Lösung injiziert, die Temperatur wurde erhöht und die Lösung 3 Stunden bei 120 °C gerührt. In das Reaktionsgefäß wurden 100 ml Wasser (das 13 g Natriumacetat löst) und 50 ml Ethylacetat gegeben. Die Lösung wurde mit Ethylacetat extrahiert, die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann die Lösung filtriert. Nachdem die Lösung unter vermindertem Druck destilliert worden war, wurde die Lösung mit Toluol und Pentan behandelt, um 4 g Feststoff (Ausbeute: 21 %) der Verbindung B-1 auszufällen.
• Versuchsbeispiel 1: Auswertung des Energieniveaus der Verbindung
• Energieniveaus wie etwa das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁), das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁), die HOMO-Energieniveaus und die LUMO-Energieniveaus wurden für die Verbindungen A-1, A-2 und B-1, die gemäß den Synthesebeispielen 1 bis 3 synthetisiert wurden, ausgewertet. Um das S₁ der Verbindungen zu messen, wurde jede der Verbindungen auf einem Glassubstrat mit einer Dicke von 50 nm abgeschieden und ein Absorptionsspektrum für die Verbindung bei 298 K gemessen. Ein Tangentenlinie wurde in Bezug auf die abfallende Kurve auf den langwelligen Seiten des gemessenen Absorptionsspektrums gezeichnet, um einen Wellenlängenwert (λ_edge; nm) an dem Schnittpunkt der Tangentenlinie und der horizontalen Achse zu erhalten. Unter Verwendung des Wellenlängenwerts wurde S₁ aus der folgenden Umrechnungsgleichung 1 berechnet: $${\text{S}}_1\left(\text{eV}\right)=1242/{\mathrm{\lambda }}_{\text{edge}}$$

  
• Um T₁ der Verbindungen zu messen, wurde ein mit jeweiligen der Verbindungen dotierter Film aus mCBP (Dotierungskonzentration: 20 %) auf einem Glassubstrat mit einer Dicke von 50 nm abgeschieden und die maximale Photolumineszenz (λ_max) der Phosphoreszenzspitze unter Verwendung eines 355nm-Strahls bei 77 K gemessen. Unter Verwendung von λmax wurde T₁ aus der folgenden Umrechnungsgleichung 2 berechnet: $${\text{T}}_1\left(\text{eV}\right)=1242/{\mathrm{\lambda }}_{\text{max}}$$

  
• Um das HOMO-Energieniveau zu messen, wurde jede der Verbindungen auf einem Glassubstrat mit einer Dicke von 50 nm abgeschieden und dann wurde jede Probe einer Photoelektronenspektroskopie (Riken Keiki, AC-2) unterzogen. Das LUMO-Energieniveau wurde aus der Umrechnungsgleichung 3 berechnet: $$\text{LUMO}-\text{Energieniveau}\left(\text{eV}\right)=\left|\text{HOMO}-{\text{S}}_1\right|$$

  
• Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Energieniveaus von mCBP, das als Wirt in einer Emissionsmaterialschicht verwendet wurde, wurden aus Basis von Literaturwerten in Tabelle 1 aufgenommen. Tabelle 1: Energieniveau der Verbindung

  Verbindung	S1(eV)	T1(eV)	HOMO (eV)	LUMO (eV)	Eg (eV)
  mCBP	3,60	2,90	-6,00	-2,40	3,60
  A-1	2,91	2,69	-5,77	-2,86	2,91
  A-2	2,80	2,65	-5,50	-2,70	2,80
  B-1	2,64	2,50	-5,50	-2,86	2,64
  Eg: LUMO - HOMO

• Beispiel 1: Herstellung einer organischen Leuchtdiode (OLED)
• Eine organische Leuchtdiode wurde hergestellt, wobei CBP als Wirt, Verbindung A-1 als erster verzögert fluoreszierender Dotand und Verbindung B-1 als zweiter verzögert fluoreszierender Dotand auf eine Emissionsmaterialschicht aufgebracht wurden. Das ITO-Substrat wurde vor seiner Verwendung durch UV-Ozon-Behandlung gewaschen und zur Abscheidung der Emissionsschicht in eine Unterdruckkammer überführt. Anschließend wurden eine Anode, eine Emissionsschicht und eine Kathode durch Verdampfen von einem Heizboot unter Unterdruckbedingungen bei 10^-7 Torr in der folgenden Reihenfolge abgeschieden:
• Eine Anode (ITO, 500 Å); eine Lochinjektionsschicht (HIL) (HAT-CN; 70 Å); eine Lochtransportschicht (HTL) (NPB, 500 Å); eine Elektronenblockierschicht (EBL) (3Cz; 100 Å); eine Emissionsmaterialschicht (EML) (mCBP:A-1:B-1 = 79:20:1, nach Gewichtsverhältnis; 250 Å); eine Lochblockierschicht (HBL) (TSPO1; 150 Å); eine Elektronentransportschicht (ETL) (TPBi; 350 Å); eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) (LiF; 10 Å); und eine Kathode (A1; 1000 Å).
• Dann wurde eine Deckschicht (CPL) über der Kathode abgeschieden und die Vorrichtung mit Glas eingekapselt. Nach der Abscheidung der Emissionsschicht und der Kathode wurde die OLED zur Filmbildung von der Abscheidungskammer in eine Trockenbox überführt, gefolgt von der Einkapselung unter Verwendung von UV-härtbarem Epoxidharz und einem Feuchtigkeits-Fangstoff. Die hergestellte organische Leuchtdiode hatte eine Emissionsfläche von 9 mm². Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H), dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) sind wie folgt: $$\begin{array}{l}{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}=-\mathrm{0,23}{\text{ eV; HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}=\mathrm{0,27}{\text{ eV; LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}=\mathrm{0,46}\text{ eV;}\\ {\text{LUMO}}^{\text{TD1}}={\text{LUMO}}^{\text{TD2}}.\end{array}$$

  
• Beispiel 2: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine EML mit einer Doppelschichtstruktur, d. h. einer zweiten Emissionsmaterialschicht aus Wirt und zweitem verzögert fluoreszierenden Dotanden (mCBP:B-1 = 80:20 nach Gewichtsverhältnis; 100 Å) auf der EBL und einer ersten Emissionsmaterialschicht aus Wirt und erstem verzögert fluoreszierenden Dotanden (mCBP:A-1 = 80:20 nach Gewichtsverhältnis, 150 Å), anstelle der einschichtigen EML laminiert wurde. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H), dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) sind die gleichen wie in Beispiel 1.
• Vergleichsbeispiel 1: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Leuchtmaterialien mCBP(Wirt): A-1 (verzögert fluoreszierender Dotand) (Gewichtsverhältnis 80:20; Ref. 1) in der EML anstelle von mCBP:A-1:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H) und dem verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD) sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD = -0,23 eV; LUMO^H - LUMO^TD = 0,46 eV.
• Vergleichsbeispiel 2: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Leuchtmaterialien mCBP(Wirt):B-1 (verzögert fluoreszierender Dotand) (Gewichtsverhältnis 80:20; Ref. 2) in der EML anstelle von mCBP:A-1:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H) und dem verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD) sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD = -0,50 eV; LUMO^H - LUMO^TD = 0,46 eV.
• Vergleichsbeispiel 3: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Leuchtmaterialien wie mCBP(Wirt):A-2 (verzögert fluoreszierender Dotand) (Gewichtsverhältnis 80:20; Ref. 3) in der EML anstelle von mCBP:A-1:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H) und dem verzögert fluoreszierenden Dotierstoff (TD) sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD = -0,50 eV; LUMO^H - LUMO^TD = 0,30 eV.
• Vergleichsbeispiel 4: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Leuchtmaterialien mCBP(Wirt):A-2 (erster verzögert fluoreszierender Dotand) :B-1 (zweiter verzögert fluoreszierender Dotand) (79:20:1 nach Gewichtsverhältnis, Ref. 4) in der EML anstelle von mCBP:A-1:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H), dem ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und dem zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD1 = -0,50 eV; HOMO^TD2 = HOMO^TD1, LUMO^H - LUMO^TD1 = 0,30 eV; LUMO^TD1 - LUMO^TD2 = 0,16 eV.
• Vergleichsbeispiel 5: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Leuchtmaterialien mCBP(Wirt) : A-2 (verzögert fluoreszierender Dotand) : fluoreszierender Dotand, wie nachstehend angegeben (Gewichtsverhältnis 79:20:1; Ref. 5) in der EMI, anstelle von mCBP:A-1:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H) und dem verzögert fluoreszierenden Dotanden sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD = -0,50 eV; LUMO^H - LUMO^TD = 0,30 eV.

  
• Vergleichsbeispiel 6: Herstellung der OLED
• Eine OLED wurde unter Verwendung der gleichen Materialien wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass die Leuchtmaterialien mCBP(Wirt) : fluoreszierender Dotand (zweiter Dotand) (Gewichtsverhältnis 80:20; 100 Å) in der zweiten EML (Ref. 6) anstelle von mCBP:B-1 verwendet wurden. Die Energieniveaus zwischen dem Wirt (H) und dem verzögert fluoreszierenden Dotanden (A-1; TD) sind wie folgt: HOMO^H - HOMO^TD = -0,23 eV; LUMO^H - LUMO^TD = 0,46 eV.
• Versuchsbeispiel 2: Messung der Leuchteigenschaften der OLED
• Jede der in den Beispielen 1 bis 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 hergestellten organischen Leuchtdioden wurde an eine externe Leistungsquelle angeschlossen und die Leuchteigenschaften für alle Dioden wurden unter Verwendung einer Konstantstromquelle (KEITHLEY) und eines Photometers PR650 bei Raumtemperatur ausgewertet. Insbesondere wurden maximale externe Quantenausbeute (EQE_max;%), externe Quantenausbeute (EQE,%), maximale Elektrolumineszenzwellenlänge (λ_max; nm), FWHM (nm) und CIE-Farbkoordinaten (CIE_x, ClE_y) bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² der Leuchtdioden der Beispiele 1 bis 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 (Ref. 1-6) gemessen. Die Ergebnisse davon sind in der folgenden Tabelle 2 und in 12 bis 14 gezeigt. Tabelle 2: Leuchteigenschaften der OLED

  Probe	EQEmax (%)	EQE (%)	λmax (nm)	FWHM (nm)	CIEX	CIEy
  Ref. 1	8,0	4,9	466	65	0,148	0,192
  Ref. 2	10	4,2	464	33	0,132	0,133
  Ref. 3	9,2	6,4	473	71	0,150	0,241
  Ref. 4	9,6	7,2	464	36	0,141	0,152
  Ref. 5	4,5	4,0	462	51	0,143	0,160
  Ref. 6	4,0	3,8	463	53	0,145	0,165
  Beispiel 1	18,2	11,0	462	35	0,139	0,145
  Beispiel 2	16,2	8,2	464	40	0,142	0,165

• Wie es in Tabelle 2 und 12 bis 14 angegeben ist, hatte jede der organischen Leuchtdioden der Beispiele 1 bis 2, die zwei verzögert fluoreszierende Dotanden enthalten, deren Energieniveaus in der EML gesteuert werden, aufgrund der schmalen FWHM eine verbesserte Lichtausbeute und Farbreinheit.
• Insbesondere im Vergleich zu den OLEDs in Vergleichsbeispiel 2, die nur den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden verwenden, hatte die OLED, die zwei verschiedene verzögert fluoreszierende Dotanden verwendet, deren Energieniveaus gesteuert werden (Beispiel 1), eine maximale EQE, die um 82 % verbessert ist, und eine EQE, die um 162 % verbessert ist (siehe 12). Im Vergleich zu den OLEDs, die nur die ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden „A-1“ und „A-2“ verwenden (Vergleichsbeispiele 1 und 3), hatte die OLED in Beispiel 1 aufgrund ihrer schmalen FWHM eine verbesserte Farbreinheit und kann tiefblaue Farbe implementieren, wie es in den CIE-Farbkoordinaten angegeben ist.
• Zudem hat die OLED in Beispiel 1 im Vergleich zu der OLED, die zwei verschiedene verzögert fluoreszierende Dotanden enthält, deren HOMO-Energieniveaus identisch sind (Vergleichsbeispiel 4), eine maximale EQE, die um 89,6 % erhöht ist, und eine EQE, die um 52,8 % erhöht ist. Verglichen mit der OLED, die nur den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden verwendet (Vergleichsbeispiel 3), zeigte die OLED, die den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden anwendet, dessen Energieniveaus nicht gesteuert werden (Vergleichsbeispiel 4), keine verbesserte Lichtausbeute (siehe 13)..
• Darüber hinaus weist die OLED in Beispiel 1 im Vergleich zu der OLED, die in Vergleichsbeispiel 5 den fluoreszierenden Dotanden anstelle des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden anwendet, eine um 304,4 % verbesserte maximale EQE und eine um 175 % verbesserte EQE auf (siehe 14). Zudem hat die OLED in den Beispielen 1 und 2 aufgrund ihrer schmalen FWHM eine verbesserte Farbreinheit im Vergleich zu den OLEDs, die in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 den fluoreszierenden Dotanden verwenden. Insbesondere hat die OLED, die den verzögert fluoreszierenden Dotanden verwendet, dessen Energieniveaus gesteuert werden, eine verbesserte Farbreinheit sowie eine verbesserte Lichtausbeute im Vergleich zu der OLED, die den fluoreszierenden Dotanden als endgültiges Leuchtmaterial verwendet (Vergleichsbeispiel 5). Verglichen mit der OLED, die in Vergleichsbeispiel 6 den fluoreszierenden Dotanden innerhalb einer EML unter zwei EMLs verwendet, weist die OLED, die zwei verschiedene verzögert fluoreszierende Dotanden anwendet, deren Energieniveaus in Beispiel 2 in jeder von zwei EMLs gesteuert werden, eine maximale EQE auf, die um 305 % verbessert ist, und eine EQE, die um 115,8 % verbessert ist, sowie eine verbesserte Farbreinheit.

Claims (14)

1. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600), die Folgendes umfasst: eine erste Elektrode (210, 310, 410, 510, 610); eine zweite Elektrode (220, 320, 420, 520, 620), wobei die erste und zweite Elektrode einander zugewandt sind; und mindestens eine Emissionseinheit (230, 330, 430, 530, 630), die zwischen der ersten (210, 310, 410, 510, 610) und der zweiten Elektrode (220, 320, 420, 520, 620) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Emissionseinheit (230, 330, 430, 530, 630) eine Emissionsmaterialschicht (260, 360, 460, 560, 660) aufweist, wobei die Emissionsmaterialschicht (260, 360, 460, 560, 660) einen ersten Wirt (H, H1), einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umfasst, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2), wobei das Energieniveau des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO-Energieniveau) des ersten Wirts (HOMO^H), das HOMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD1) und das HOMO-Energieniveau des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (HOMO^TD2) die folgenden Beziehungen in Gleichungen (1) und (3) erfüllen, und wobei das Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO-Energieniveau) des ersten Wirts (LUMO^H), das LUMO-Energieniveau des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (LUMO^TD1) und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden die folgenden Beziehungen in Gleichungen (5) und (7) erfüllen: $${\text{HOMO}}^{\text{H}}\le {\text{HOMO}}^{\text{TD1}}$$

   

   $${\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}>\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

   

   $${\text{LUMO}}^{\text{H}}>{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}$$

   

   $${\text{LUMO}}^{\text{TD1}}\ge {\text{LUMO}}^{\text{TD1}}$$

   
2. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, wobei das HOMO-Energieniveau (HOMO^H) des ersten Wirts (H, H1), das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und das HOMO-Energieniveau (HOMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) die folgenden Beziehungen in Gleichungen (2) und (4) erfüllen: $$\left|{\text{HOMO}}^{\text{H}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}\right|<\mathrm{0,3}\text{ eV}$$

   

   $$\text{0}\text{,2 eV}<{\text{HOMO}}^{\text{TD2}}-{\text{HOMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

   
3. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, wobei das LUMO-Energieniveau (LUMO^H) des ersten Wirts (H, H1), das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und das LUMO-Energieniveau (LUMO^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) die folgenden Beziehungen in Gleichungen (6) und (8) erfüllen: $$0.3\text{ eV}<{\text{LUMO}}^{\text{H}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}<\mathrm{1,0}\text{ eV}$$

   

   $$\left|{\text{LUMO}}^{\text{TD1}}-{\text{LUMO}}^{\text{TD2}}\right|<\mathrm{0,2}\text{ eV}$$

   
4. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, wobei der erste verzögert fluoreszierende Dotand (TD1) eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 1 umfasst:

   

   wobei R₁ und R₂ jeweils voneinander unabhängig eine C₅-C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄-C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃ ein Halogen, ein C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅~C₃o-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist; m eine Anzahl von Substituenten ist und eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist; Ar₁ eine kondensierte C₁₀~C₃₀-Heteroarylgruppe ist; und L eine C₅∼C₃o-Arylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁~C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylengruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁-C₂₀-Alkylhalogenid, Cyanogruppe, Nitrogruppe und Kombinationen davon ist; und/oder wobei der erste verzögert fluoreszierende Dotand (TD1) eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 2 umfasst:

   

   wobei R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig eine C₅∼C₂₀-Arylgruppe sind; und R₁₃ bis R₂₀ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine Cyanogruppe, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer Cyanogruppe sind; und/oder wobei der erste verzögert fluoreszierende Dotand (TD1) eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 3 aufweist.

   
5. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, wobei der zweite verzögert fluoreszierende Dotand (TD2) eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 4 umfasst:

   

   wobei R₃₁ und R₃₂ unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅~C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe,einer C₄~C₃₀₀-Heteroarylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄∼C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder zwei benachbarte Gruppen aus R₃₁ und R₃₂ jeweils einen kondensierten aromatischen C₅~C₂₀-Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen C₄~C₂o-Ring bilden, wobei der kondensierte aromatische C₅∼C₂₀-Ring und der kondensierte heteroaromatische C₄~C₂o-Ring jeweils unabhängig voneinander unsubstituiert oder mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe oder einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe substituiert sind; p eine Anzahl von Substituenten und eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; R₃₃ und R₃₄ jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe oder eine C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe sind; R₃₅ Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁~C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon substituiert ist, und/oder wobei der zweite verzögert fluoreszierende Dotand (TD2) eine organische Verbindung mit der folgenden Struktur der chemischen Formel 5 umfasst:

   

   wobei R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils unabhängig Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁~C₁₀-Alkylgruppe, eine C₅∼C₃₀-Arylgruppe, eine C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind; wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe, C₅~C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅∼C₂₀-Arylgruppe,C₄~C₃o-Heteroarylgruppe, C₅∼C₃₀-Arylaminogruppe unsubstituiert oder substituiert mit einer C₄~C₂₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist oder zwei benachbarte Gruppen aus R_41a, R_41b, R_42a und R_42b jeweils einen kondensierten C₄~C₂₀-Heteroarylring unsubstituiert oder substituiert mit einer C₅~C₂₀-Arylgruppe bilden; R₄₃ und R₄₄ jeweils unabhängig voneinander Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₁₀-Alkylgruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe sind, wobei die Aminogruppe substituiert mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄∼C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon ist, R₄₅ Protium, Deuterium, Tritium, eine lineare oder verzweigte C₁∼C₂₀-Alkylgruppe, eine C₁∼C₂₀-Alkoxygruppe oder eine aromatische oder heteroaromatische Aminogruppe ist, wobei die Aminogruppe mit einer Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer C₅∼C₃₀-Arylgruppe, C₄~C₃₀-Heteroarylgruppe und Kombinationen davon substituiert ist; und/oder wobei der zweite verzögert fluoreszierende Dotand (TD2) eine beliebige der folgenden Strukturen der chemischen Formel 6 aufweist:

   
6. Organische Leuchtdiode (200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, wobei das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) niedriger ist als das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^H) des ersten Wirts (H, H1).
7. Organische Leuchtdiode (600) nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 6, wobei die mindestens eine Emissionseinheit eine erste Emissionseinheit (630), die zwischen der ersten (610) und zweiten Elektrode (620) angeordnet ist und eine untere Emissionsmaterialschicht (660) umfasst, und eine zweite Emissionseinheit (730), die zwischen der ersten Emissionseinheit (630) und der zweiten Elektrode (620) angeordnet ist und eine obere Emissionsmaterialschicht (760) umfasst, umfasst, wobei die untere Emissionsmaterialschicht (660) und/oder die obere Emissionsmaterialschicht (760) den ersten Wirt (H, H1), den ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und den zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umfassen und wobei die organische Leuchtdiode (600) ferner eine Ladungserzeugungsschicht (800) umfasst, die zwischen der ersten (630) und der zweiten Emissionseinheit (730) angeordnet ist.
8. Organische Leuchtdiode (400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Emissionsmaterialschicht (460, 560, 660) umfasst: eine erste Emissionsmaterialschicht (462, 562, 662), die zwischen der ersten (410, 510, 610) und der zweiten Elektrode (420, 520, 620) angeordnet ist, wobei die erste Emissionsmaterialschicht (462, 562, 662) einen ersten Wirt (H, H1) und einen ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) umfasst, und eine zweite Emissionsmaterialschicht (464, 564, 664), die zwischen der ersten Elektrode (410, 510, 610) und der ersten Emissionsmaterialschicht (462, 562, 662) oder zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht (462, 562, 662) und der zweiten Elektrode (420, 520, 620) angeordnet ist, wobei die zweite Emissionsmaterialschicht (464, 564, 664) einen zweiten Wirt (H2) und einen zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2) umfasst.
9. Organische Leuchtdiode (400, 500, 600) nach Anspruch 8, wobei die zweite Emissionsmaterialschicht (464, 564, 664) zwischen der ersten Emissionsmaterialschicht (462, 562, 662) und der zweiten Elektrode (420, 520, 620) angeordnet ist und die organische Leuchtdiode (400, 500, 600) ferner eine Lochblockierschicht (475, 575, 675) umfasst, die zwischen der zweiten Emissionsmaterialschicht (464, 564, 664) und der zweiten Elektrode (420, 520, 620) angeordnet ist, wobei der zweite Wirt (H2) vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Lochblockierschicht (475, 575, 675) besteht.
10. Organische Leuchtdiode (400, 500, 600) nach Anspruch 8, wobei das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H1) und das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H1) des ersten Wirts (H, H1) jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1) und wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (SlH²) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H2) des zweiten Wirts (H2) jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2).
11. Organische Leuchtdiode (500, 600) nach Anspruch 8, die ferner eine dritte Emissionsmaterialschicht (566, 666) umfasst, die der ersten Emissionsmaterialschicht (562, 662) in Bezug auf die zweite Emissionsmaterialschicht (564, 664) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die dritte Emissionsmaterialschicht (566, 666) einen dritten Wirt (H3) und einen dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD3) umfasst.
12. Organische Leuchtdiode (500, 600) nach Anspruch 11, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD3) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD3) des dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD3) jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2).
13. Organische Leuchtdiode (500, 600) nach Anspruch 11, wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H1) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H1) des ersten Wirts (H, H1) jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD1) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD1) des ersten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD1), wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H2) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H2) des zweiten Wirts (H2) jeweils höher sind als das Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD2) bzw. das Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD2) des zweiten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD2), und wobei ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S1^H3) und ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T1^H3) des dritten Wirts (H3) jeweils höher sind als ein Anregungszustands-Singulettenergieniveau (S₁ ^TD3) bzw. ein Anregungszustands-Triplettenergieniveau (T₁ ^TD3) des dritten verzögert fluoreszierenden Dotanden (TD3).
14. Organische Leuchtvorrichtung (100), die Folgendes umfasst: ein Substrat (102); und die organische Leuchtdiode (300, 400, 500, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche über dem Substrat (102).

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