DE102022128710A1

DE102022128710A1 - Lichtemittierende vorrichtung und dieselbe aufweisende lichtemittierende anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102022128710A1
Application number: DE102022128710.6A
Authority: DE
Inventors: Hong Seok Choi; Hyun Jin CHO; Sun Hee Lee
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-07-06
Also published as: US20230217672A1; KR20230103638A; CN116437685A; GB2614402A; GB202215987D0

Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode (300) und eine zweite Elektrode (400), die einander gegenüberliegen, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320), die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode (300) und der zweiten Elektrode (400), eine erste gemeinsame Schicht (CML1) zwischen der ersten Elektrode (300) und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht (320), und eine zweite gemeinsame Schicht (CML2) zwischen der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht (330) und der zweiten Elektrode (400) aufweist. Die nicht-blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (320) weist einen ersten Wirt (h1) und einen ersten Dotierstoff (d1) auf, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) weist einen zweiten Dotierstoff (d2), der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst), die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst), und ein zweites Triplett-Anregungsniveau (T1), das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau (T1), und einen zweiten Wirt (h2) auf.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil und die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194662 , eingereicht am 31. Dezember 2021.
HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung, die in der Lage sein kann, die Effizienz von aneinander angrenzenden lichtemittierenden Schichten zu verbessern, indem sie das Verhältnis von Exzitonen, die in den lichtemittierenden Schichten in einer Struktur, in der eine blaue lichtemittierende Schicht mit lichtemittierenden Schichten anderer Farben in Kontakt kommt, abgefangen werden, verringert oder verhindert. Die vorliegende Offenbarung betrifft ebenso eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung, die die lichtemittierende Vorrichtung aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEZOGENEN TECHNIK
In letzter Zeit sind, mit der Ankunft des Informationszeitalters, Anzeigegeräte für die visuelle Wiedergabe von Signalen auf der Grundlage von elektrischen Informationen schnell entwickelt worden. In Antwort darauf sind eine Mehrzahl von Anzeigevorrichtungen, die hervorragende Eigenschaften, wie beispielsweise eine geringe Dicke, ein geringes Gewicht und ein niedriger Stromverbrauch, entwickelt worden und ersetzen schnell die bestehenden Kathodenstrahlröhren (CRTs).
Unter diesen ist eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung, die keine separate Lichtquelle benötigt und eine lichtemittierende Vorrichtung in einem Anzeigepanel ohne eine separate Lichtquelle aufweist, um die Anzeigevorrichtung kompakt zu machen und klare Farben zu realisieren, als eine konkurrenzfähige Anwendung betrachtet worden.
ÜBERBLICK
Dementsprechend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf eine lichtemittierende Vorrichtung und eine dieselbe aufweisende lichtemittierende Anzeigevorrichtung gerichtet, die ein oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen und Nachteile der bezogenen Technik im Wesentlichen beseitigen.
In einer Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung des Prinzips der Eigenlumineszenz einer lichtemittierenden Vorrichtung einen Anzeigebetrieb durchführt, kann die lichtemittierende Vorrichtung, die in jedem Subpixel bereitgestellt ist, eine Mehrzahl von lichtemittierenden Schichten zwischen zwei Elektroden aufweisen, die Licht verschiedener Farben emittieren, wodurch weißes Licht emittiert wird. Die blaue lichtemittierende Schicht kann eine Einschränkung dahingehend aufweisen, dass sie im Vergleich zu den lichtemittierenden Schichten anderer Farben einen geringeren Wirkungsgrad aufweist. Die blaue lichtemittierende Schicht kann die von der/den lichtemittierenden Schicht(en) anderer Farben zugeführte Energie nicht zur Lichtemission verwenden. In einer lichtemittierenden Vorrichtung, die eine blaue lichtemittierende Schicht aufweist, die an lichtemittierende Schichten anderer Farben angrenzt, kann die Lichtausbeute in der blauen lichtemittierenden Schicht nicht steigen. Interne Exzitonen, die nicht zur Lichtemission verwendet werden, können abgefangen werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine lichtemittierende Vorrichtung und eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die dieselbe verwendet, um die oben genannten Probleme zu lösen. Die lichtemittierende Vorrichtung weist eine Struktur auf, in der eine Mehrzahl von lichtemittierenden Schichten aneinandergrenzen. Abgefangene Exzitonen können reduziert sein. Der Wirkungsgrad von sowohl der blauen lichtemittierenden Schicht als auch der daran angrenzenden lichtemittierenden Schicht kann durch Verändern der Differenz in dem Triplett-Anregungsniveau zwischen Materialien von lichtemittierenden Schichten, die an eine blaue lichtemittierende Schicht angrenzen, verbessert sein. Alternativ dazu können die physikalischen Eigenschaften des blauen Wirts, die einen Dexter-Energietransfer auf den blauen Wirt verhindern oder reduzieren können, verändert sein.
Die Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben genannten beschränkt. Zusätzliche Merkmale und Aspekte werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil für den Fachmann aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die Anwendung der hierin enthaltenen erfinderischen Konzepte erlernt werden. Weitere Merkmale und Aspekte der erfindungsgemäßen Konzepte können durch die in der schriftlichen Beschreibung, den Ansprüchen hiervon und den beigefügten Zeichnungen besonders hervorgehobenen oder daraus ableitbaren Struktur realisiert und erreicht werden.
Die lichtemittierende Vorrichtung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und eine diese aufweisende lichtemittierende Anzeige weisen eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine daran angrenzende nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht in mindestens einem von einer Mehrzahl von Stapeln auf. Die physikalischen Eigenschaften der lichtemittierenden Schicht sind verändert, wodurch der Nicht-Lichtemissionsverlust von Exzitonen, die in jeder lichtemittierenden Schicht verteilt sind, verhindert oder minimiert oder reduziert ist. Eine Lebensdauer kann verbessert sein, ohne dass der Wirkungsgrad der beiden lichtemittierenden Schichten abnimmt.
Zum Erreichen dieser Ziele und anderer Vorteile und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Offenbarung, wie hierin verkörpert und allgemein beschrieben, werden eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 13, eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 15 und eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 20 bereitgestellt. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine lichtemittierende Vorrichtung aufweisen: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode berühren, eine erste gemeinsame Schicht zwischen der ersten Elektrode und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht, und eine zweite gemeinsame Schicht zwischen der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der zweiten Elektrode. Die nicht-blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher liegt als das erste Triplett-Anregungsniveau, und ein zweites Singulett-Anregungsniveau (S1), und einen zweiten Wirt zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau und zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine lichtemittierende Vorrichtung aufweisen: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln. Einer von der Mehrzahl von Stapeln kann eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweisen, die einander berühren. Mindestens einer von den übrigen Stapeln kann eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweisen. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau; und einen zweiten Wirt, der ein drittes Triplett-Anregungsniveau zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau aufweist.
In wiederum einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine lichtemittierende Vorrichtung aufweisen: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln. Die Mehrzahl von Stapeln können einen ersten Stapel aufweisen, der eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die einander berühren. Mindestens einer von den übrigen Stapeln kann eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweisen. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist, aufweisen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und einen zweiten Wirt, der eine Kernverbindung und einen Abstandshalter aufweist, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer äußeren Oberfläche der Kernverbindung angeordnet ist.
In wiederum einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung ein Substrat, das eine Mehrzahl von Subpixeln, einen Ansteuerungsschaltkreis, der mindestens einen Dünnschichttransistor an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln und eine lichtemittierende Vorrichtung, die mit dem Ansteuerungsschaltkreis an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln verbunden ist, aufweisen. Die lichtemittierende Vorrichtung kann aufweisen: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und ein zweites Singulett-Anregungsniveau (S1), und einen zweiten Wirt zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau und zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff.
Es ist zu bemerken, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Offenbarung nur beispielhaft sind und dazu dienen, eine weitere Erläuterung der erfinderischen Konzepte wie beansprucht bereitzustellen.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die eingefügt sind, um ein weiteres Verständnis der Offenbarung bereitzustellen, und einen Teil dieser Anmeldung darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der Offenbarung.

1 stellt eine Schichtstruktur einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
2 stellt den Energietransfer und den Lichtemissionsmechanismus einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
3A bis 3C stellen die interne Quantenausbeute jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung basierend auf dem in 2 dargestellten Lichtemissionsmechanismus dar.
4 stellt den Energietransfer und den Lichtemissionsmechanismus einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Vergleichsausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
5 stellt die interne Quantenausbeute jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einem Beispiel der lichtemittierenden Vorrichtung basierend auf dem in 4 dargestellten Lichtemissionsmechanismus dar.
6 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
7 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
8 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
9 stellt den Energietransfer und den Lichtemissionsmechanismus der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht der in 8 dargestellten beispielhaften Ausführungsform in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
10 stellt einen Mechanismus zur Unterdrückung eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff zu dem in 9 dargestellten zweiten Wirt dar.
11 A bis 11C stellen die interne Quantenausbeute jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung basierend auf dem in 9 dargestellten Lichtemissionsmechanismus dar.
12 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
13 stellt eine Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem in 12 dargestellten beispielhaften Ausführungsform dar.
14 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Anzeigevorrichtung dar, die die in 13 dargestellte beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung verwendet.
15 ist ein Diagramm, das weiße Spektren von lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß der ersten experimentellen Ausführungsform bis vierten experimentellen Ausführungsform darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug wird nun im Detail genommen auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden über die Zeichnungen hinweg die gleichen Bezugszeichen verwendet, um sich auf gleiche oder ähnliche Teile zu beziehen.
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sowie ein Verfahren zum Erzielen der Vorteile und Merkmale werden durch Bezugnahme auf die hier im Detail beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen deutlich werden. Die vorliegende Offenbarung sollte nicht derart ausgelegt werden, als dass sie auf die nachstehend offengelegten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sei, und kann in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden. Diese beispielhaften Ausführungsformen dienen lediglich dazu, die vorliegende Offenbarung hinreichend vollständig zu machen und den Fachmann zu unterstützen, den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung vollständig zu verstehen. Der geschützte Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung wird durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.
Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Bezeichnungen der Elemente wurden gewählt, um das Verständnis der Offenbarung zu erleichtern, und können von den Bezeichnungen der Elemente in den tatsächlichen Produkten abweichen.
Die Formen, Größen, Verhältnisse, Winkel, Anzahlen und Ähnliches, die in den Zeichnungen abgebildet sind, um verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben, sind nur beispielhaft angegeben. Daher ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Darstellungen in den Zeichnungen beschränkt. Gleiche oder ähnliche Elemente werden über die gesamte Anmeldung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, sofern nicht anders angegeben. Des Weiteren kann, wenn die detaillierte Beschreibung der relevanten bekannten Schritte und Elemente einen wichtigen Punkt der vorliegenden Offenbarung unnötig verschleiern kann, eine detaillierte Beschreibung dieser bekannten Schritte und Elemente weggelassen werden. Darüber hinaus werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein hinreichend tiefes Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Jedoch versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Offenbarung auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen sind bekannte Methoden, Verfahren, Komponenten und Schaltkreisen nicht im Detail beschrieben worden, um Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern.
Die hier verwendete Terminologie dient der Beschreibung bestimmter Aspekte und soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Es ist beabsichtigt, dass die hier verwendeten Begriffe „ein“ und „einer/s“, die zur Beschreibung eines Elements in der Einzahl verwendet werden, eine Mehrzahl von Elementen umfassen können. Es ist beabsichtig, dass ein Element, das in der Einzahl beschrieben ist, eine Mehrzahl von Elementen umfasst und umgekehrt, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor.
In der vorliegenden Beschreibung können, wenn die Begriffe „aufweisen“, „haben“, „einschließen“ und Ähnliches verwendet werden, ein oder mehrere weitere Elemente hinzugefügt werden, es sei denn, der Begriff, wie beispielsweise „nur“, wird verwendet.
Beim Auslegen eines Elements oder Zahlenwerts ist das Element oder der Zahlenwert so zu verstehen, dass er einen Fehlerbereich oder Toleranzbereich einschließt, selbst wenn keine ausdrückliche Beschreibung eines solchen Fehlerbereichs oder Toleranzbereichs vorliegt.
Außerdem ist ebenso zu bemerken, dass, wenn ein erstes Element oder eine erste Schicht als „auf“ einem zweiten Element oder einer zweiten Schicht liegend bezeichnet ist, das erste Element direkt auf dem zweiten Element angeordnet sein kann oder indirekt auf dem zweiten Element angeordnet sein kann, wobei ein drittes Element oder eine dritte Schicht zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element oder der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist. Es ist zu bemerken, dass, wenn ein Element oder eine Schicht als „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet ist, es/sie direkt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht verbunden oder gekoppelt sein kann, oder es können ein oder mehrere dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Außerdem kann, wenn ein Element oder eine Schicht als „zwischen“ zwei Elementen oder Schichten bezeichnet wird, es sich um das einzige Element oder die einzige Schicht zwischen den beiden Elementen oder Schichten handeln, oder es können auch ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. In der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können, wenn räumliche Beziehungen beschrieben werden, beispielsweise wenn die räumliche Beziehung zwischen zwei Teilen mit „auf“, „über“, „unter“, „oberhalb“, „unterhalb“, „daneben“, „neben“ oder Ähnlichem beschrieben wird, ein oder mehrere andere Teile zwischen den beiden Teilen positioniert sein, sofern nicht ein weiter einschränkender Begriff wie „unmittelbar(er)“, „direkt(er)“ oder „nahe(r)“ verwendet wird.
In Beschreibungen von zeitlichen Beziehungen, beispielsweise zeitlich vorangehenden Beziehungen zwischen zwei Ereignissen, wie beispielsweise „nach“, „nachfolgend“, „vor“, „als nächstes“ usw., kann ein anderes Ereignis dazwischen auftreten, es sei denn, es wird ein weiter einschränkender Begriff wie „gerade“, „unmittelbar(e)“ oder „direkt(e)“ („direkt nach“, „direkt nachfolgend“, „direkt vor“) angegeben.
Es versteht sich, dass, obwohl die Begriffe „erste/r/s“, „zweite/r/s“, „dritte/r/s“ und so weiter hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein sollten. Diese Begriffe werden verwendet, um ein Element, ein Bauteil, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einem Bauteil, einem Bereich, einer Schicht oder einem Abschnitt zu unterscheiden. So könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, der im Folgenden beschrieben ist, als zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne dass dies von dem Geist und Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können teilweise oder insgesamt miteinander kombiniert werden, und sie können auf verschiedene Weise miteinander zusammenwirken und technisch angesteuert werden, wie dem Fachmann hinreichend verständlich ist. Die Ausführungsformen können unabhängig voneinander implementiert werden und können zusammen in einer ko-abhängigen Beziehung implementiert werden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „dotierte“ Schicht auf eine Schicht, die ein Material, das den größten Teil des Gewichts einer Schicht ausmacht, und ein Dotiermaterial (beispielsweise n-Typ-Materialien und p-Typ-Materialien oder organische und anorganische Substanzen), das andere physikalische Eigenschaften aufweist als das Material, das den größten Teil des Gewichtsverhältnisses der Schicht ausmacht, aufweist. Abgesehen von den unterschiedlichen Eigenschaften können sich das Material und das Dotiermaterial auch in Bezug auf ihre Mengen in der dotierten Schicht unterscheiden. Zum Beispiel kann das Material, das den größten Teil des Gewichts einer Schicht ausmacht, ein Wirtsmaterial sein, das eine Hauptkomponente darstellt, während das Dotiermaterial eine Nebenkomponente sein kann. Das Wirtsmaterial macht den größten Teil des Gewichts der dotierten Schicht aus. Das Dotiermaterial wird in einer Menge von weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Wirtsmaterials in der dotierten Schicht, hinzugefügt. Eine „dotierte“ Schicht kann eine Schicht sein, die zur Unterscheidung zwischen einem Wirtsmaterial und einem Dotiermaterial einer bestimmten Schicht unter Berücksichtigung des Gewichtsverhältnisses verwendet wird. Zum Beispiel wird, wenn alle Materialien, aus denen eine bestimmte Schicht besteht, organische Materialien sind, mindestens eines der Materialien, aus denen die Schicht besteht, vom n-Typ ist und das andere vom p-Typ ist, wenn das n-Typ-Material in einer Menge von weniger als 30 Gew.-% vorhanden ist oder wenn das p-Typ-Material in einer Menge von weniger als 30 Gew.-% vorhanden ist, die Schicht als „dotierte“ Schicht betrachtet.
Ebenso bezieht sich der Begriff „undotiert“ auf Schichten, die nicht „dotiert“ sind. Zum Beispiel kann eine Schicht eine „undotierte“ Schicht sein, wenn die Schicht ein einziges Material oder eine Mischung aus Materialien mit denselben Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel wird, wenn mindestens eines der Materialien, aus denen eine bestimmte Schicht eingerichtet ist, vom p-Typ ist und keines der Materialien, aus denen die Schicht eingerichtet ist, vom n-Typ ist, die Schicht als „undotiert“ angesehen. Zum Beispiel wird, wenn mindestens eines der Materialien, aus denen eine Schicht eingerichtet ist, ein organisches Material ist und keines der Materialien, aus denen die Schicht eingerichtet ist, ein anorganisches Material ist, die Schicht als „undotierte“ Schicht angesehen.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen einer lichtemittierenden Vorrichtung und einer dieselbe aufweisenden lichtemittierenden Anzeigevorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 stellt eine Schichtstruktur einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 2 stellt den Energietransfer- und Lichtemissionsmechanismus einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Wie in 1 dargestellt, weist eine beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, eine erste Elektrode (beispielsweise Anode) 300 und eine zweite Elektrode (beispielsweise Kathode) 400, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320, die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400, eine erste gemeinsame Schicht zwischen der ersten Elektrode 300 und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und eine zweite gemeinsame Schicht zwischen der zweiten Elektrode 400 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330. Eine von der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 kann in dem unteren Bereich positioniert sein und das Substrat berühren. Die andere von der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 kann in dem oberen Bereich angeordnet sein.
Die erste gemeinsame Schicht kann eine Lochinjektionsschicht 305 und eine Lochtransportschicht 310 aufweisen. Die erste gemeinsame Schicht kann dazu dienen, Löcher von der ersten Elektrode 300 zu injizieren und die Löcher zu der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu transportieren. Zusätzlich zu der Lochinjektionsschicht 305 und der Lochtransportschicht 310 kann die erste gemeinsame Schicht ferner eine Elektronensperrschicht aufweisen, um zu verhindern, dass Elektronen von der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu der Lochtransportschicht 310 gelangen, oder die Menge dieser Elektronen zu reduzieren, oder eine Lochkontrollschicht zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit von Löchern.
Die zweite gemeinsame Schicht kann eine Elektronentransportschicht 340 und eine Elektroneninjektionsschicht 350 aufweisen. Die zweite gemeinsame Schicht kann dazu dienen, Elektronen von der zweiten Elektrode 400 zu injizieren und die Elektronen zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 zu transportieren. Außerdem kann die zweite gemeinsame Schicht des Weiteren eine Lochsperrschicht aufweisen, um zu verhindern, dass Löcher aus der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 austreten, oder die Menge dieser Löcher zu reduzieren, oder eine Elektronenkontrollschicht zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektronen von der zweiten Elektrode 400.
Wenn nur die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 zwischen den Elektroden bereitgestellt sind, besteht eine große Energiebarriere zwischen den lichtemittierenden Schichten 320 und 330 und jeder Elektrode. Dieses Phänomen kann die Ansteuerspannung erhöhen und die Zufuhr von Löchern und Elektronen zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 erschweren. Aus diesem Grund sind die erste gemeinsame Schicht und zweite gemeinsame Schicht zum Weiterleiten von Löchern und Elektronen bereitgestellt, um Eigenschaften des Lochtransports und Elektronentransports zu verbessern. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schichten können die erste gemeinsame Schicht und zweite gemeinsame Schicht unter Berücksichtigung von Lochtransporteigenschaften und Elektronentransporteigenschaften oder einer Ladungsträgerverteilung für lichtemittierende Vorrichtungen des Weiteren eine zusätzliche Schicht aufweisen.
Die in 1 dargestellte beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung weist eine Struktur auf, in der eine Mehrzahl von lichtemittierenden Schichten zwischen der ersten Elektrode 300 und zweiten Elektrode 400, die einander gegenüberliegen, einander berühren. In einigen Ausführungsformen kann die erste Elektrode 300 in dem unteren Bereich positioniert sein, und die zweite Elektrode 400 kann in dem oberen Bereich positioniert sein. Alternativ dazu kann die erste Elektrode 300 in dem oberen Bereich positioniert sein, und die zweite Elektrode 400 kann in dem unteren Bereich positioniert sein.
Ebenso ist das in 1 mit „S“ bezeichnete Element ein interner Stapel, der ein organisches Material zwischen der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 aufweist. Der interne Stapel S kann durch eine ladungserzeugende Schicht oder Ähnliches mit einem anderen Stapel verbunden sein.
Hierbei emittieren die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330, die einander berühren, phosphoreszierendes Licht bzw. fluoreszierendes Licht. Außerdem werden in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, verschiedene Materialien für den Wirt und den Dotierstoff verwendet, die die lichtemittierenden Schichten 320 und 330 einrichten, so dass Licht verschiedener Farben mit einer einzelnen lichtemittierenden Vorrichtung möglich sein kann.
Eine Tandemvorrichtung, die eine hohe Farbreinheit und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen kann, kann einen hohen blauen Wirkungsgrad erfordern. Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart werden, zielen darauf ab, eine Quantenausbeute in jeder lichtemittierenden Schicht zu maximieren oder zu erhöhen. Nicht-Emissionsverluste können ohne Verschlechterung der blauen Lichtemissionseffizienz aufgrund der Energieübertragung von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 auf die daran angrenzende nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 verhindert oder reduziert sein. Eine hohe Phosphoreszenz-Effizienz in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 kann mittels Kombinierens der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 mit der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 aufrechterhalten werden.
Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 kann beispielsweise eine rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, eine gelb-grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht oder eine grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 eine rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 eine grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 510 nm bis 575 nm aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 eine gelb-grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 540 nm bis 610 nm aufweisen.
Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 weist einen ersten Wirt h1 und einen ersten Dotierstoff d1 auf, der phosphoreszierendes Licht mit einer längeren Wellenlänge als blaues Licht emittieren kann. Der erste Wirt h1 kann aus der Gruppe der Materialien ausgewählt sein, die in der Lage sind, Energie auf den ersten Dotierstoff d1 zu übertragen, so dass Exzitonen, die durch Rekombination von Löchern und Elektronen gebildet werden, die der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zugeführt werden, auf dem Triplett-Anregungsniveau T1 des ersten Dotierstoffs d1 wirken und zur Lichtemission verwendet werden können. Der erste Dotierstoff d1 kann ein Metallkomplex sein, der ein Metall, wie beispielsweise Iridium (Ir), Platin (Pt) oder Beryllium (Be) als einen Kern aufweist.
Der Begriff „Triplett-Anregungsniveau (T1)“, wie er hierin verwendet wird, entspricht dem Energieniveau für ein Triplett in einem angeregten Zustand. Der hierin verwendete Begriff „Singulett-Anregungsniveau (S1)“ entspricht dem Energieniveau für ein Singulett in einem angeregten Zustand. Ein phosphoreszierender Dotierstoff emittiert phosphoreszierendes Licht, wenn Energie freigesetzt wird, während der phosphoreszierende Dotierstoff von einem Triplett-Anregungsniveau in einen Grundzustand relaxiert. Ein fluoreszierender Dotierstoff emittiert fluoreszierendes Licht, wenn Energie freigesetzt wird, wenn der fluoreszierende Dotierstoff von einem Singulett-Anregungsniveau zu einem Grundzustand relaxiert.
Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 weist einen zweiten Wirt h2 und einen zweiten Dotierstoff d2 auf, der blaues Fluoreszenzlicht emittieren kann. Das von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 emittierte blaue Licht kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweisen. Um zu verhindern oder die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die durch Dexter-Energietransfer von der angrenzenden, nicht-blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zugeführte Energie verloren geht, ohne für die Lichtemission in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 verwendet zu werden, kann der zweite Wirt h2 ein Material aufweisen, das ein Triplett-Anregungsniveau zwischen dem Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 und dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 der nicht-blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 aufweist, wie in 2 dargestellt. Der zweite Dotierstoff d2 weist ein höheres Triplett-Anregungsniveau auf als der zweite Wirt h2. Der zweite Dotierstoff d2 weist eine kleine Differenz (ΔEst) zwischen dem Singulett-Anregungsniveau und dem Triplett-Anregungsniveau auf. Für die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung kann das zweite Dotierstoff d2 ein Dotierstoff auf Bor-Basis aufweisen. Beispiele für Dotierstoffe auf Bor-Basis sind die in den Formeln 1 bis 9 wiedergegebenen Materialien. Die Beispiele sind zur Veranschaulichung bereitgestellt. Jedes Material kann verwendet werden, solange es eine Verbindung auf Bor-Basis ist, blaues Licht emittiert und ein höheres Triplett-Anregungsniveau aufweist als das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2.
Wie in 2 dargestellt, liegt das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 zwischen dem ersten Dotierstoff d1 und dem zweiten Dotierstoff d2. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 2,1 eV bis 2,4 eV betragen. Dadurch soll der Anteil von Exzitonen verringert werden, die verloren gehen statt für die Lichtemission in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 verwendet zu werden, wenn der Dexter-Energietransfer auf dem Triplett-Anregungsniveau zwischen der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 stattfindet. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 kann unter Berücksichtigung der Phosphoreszenz und der Emission von phosphoreszierendem Licht ausgestaltet sein, wenn eine Energie der Triplett-Exzitonen auf dem Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 freigesetzt wird, wenn der erste Dotierstoff d1 in den Grundzustand relaxiert.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 höher als das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 oder des zweiten Dotierstoffs d2 der daran angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330. Ein Dexter-Energietransfer auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 findet statt, und Exzitonen werden von der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht übertragen, können aber aufgrund des niedrigen Triplett-Anregungsniveaus des Materials, das die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht einrichtet, nicht für die Emission von Fluoreszenzlicht verwendet werden und werden als Wärmeenergie emittiert, statt für die Lichtemission auf dem Triplett-Anregungsniveau des jeweiligen Materials verwendet zu werden.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist derart ausgestaltet, dass das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 oder des zweiten Dotierstoffs d2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 höher ist als das des ersten Dotierstoffs der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320, wodurch ein Dexter-Energietransfer von einem hohen Triplett-Energieniveau zu einem niedrigen Triplett-Energieniveau zwischen der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 aufgrund des Energieunterschieds verhindert oder reduziert ist. Auf dieser Grundlage können bei der Aufnahme von Dexter-Energie, die auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht übertragen wird, Exzitonen, die verloren gehen, statt zur Lichtemission auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts verwendet zu werden, verhindert oder reduziert werden. Außerdem emittiert die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 Fluoreszenzlicht, wenn Singulett-Exzitonen in einem Verhältnis von Triplett zu Singulett von 3: 1 von dem Singulett-Anregungsniveau in den Grundzustand fallen, und der zweite Wirt h2 emittiert ebenfalls Fluoreszenzlicht, wenn die Energie der Singulett-Exzitonen auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 des zweiten Dotierstoffs d2 durch Wechselwirkung zwischen zwei Tripletts auf der Grundlage von TTF (Triplett-Triplett-Fusion) in den Grundzustand fällt, wodurch die Lichtausbeute der fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 verbessert ist.
Die Exzitonen können durch einen ersten Dexter-Energietransfer (DET1) von dem Triplett-Energieniveau des zweiten Dotierstoffs d2 zu dem Triplett-Energieniveau des zweiten Wirts h2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 und durch einen zweiten Dexter-Energietransfer (DET2) von dem Triplett-Energieniveau des zweiten Wirts h2 zu dem Triplett-Energieniveau der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 bewegt werden. In diesem Fall können alle oder die meisten der Exzitonen, die auf die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 übertragen werden, für die Emission von phosphoreszierendem Licht auf dem Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 verwendet werden, wodurch eine interne Quantenausbeute maximiert ist.
Der zweite Wirt, der für die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, ist beispielsweise eine Verbindung, die ein Triplett-Anregungsniveau T1 zwischen dem Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 und dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 aufweist, und die Verbindung kann beispielsweise eine durch Formel 10 wiedergegebene Einheit als eine Endgruppe davon aufweisen. Außerdem kann der zweite Wirt h2 zusätzlich zu der durch die Formel 10 wiedergegebene Endgruppe mindestens eines von Carbazol, Fluoren, Triazin und Chinazolin aufweisen.
X steht für irgendeines von Kohlenstoff, Stickstoff und Bor.
R¹ und R² sind jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer substituierten oder nicht-substituierten Arylgruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Heteroarylgruppe, einer substituierten oder nicht-substituierten kondensierten Arylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Heteroarylgruppe mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Heteroalkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Cycloalkylgruppe mit 3 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkoxygruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Aryloxygruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Alkylsilylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder nicht-substituierten Arylsilylgruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, einer Cyanogruppe, einer Halogengruppe, Deuterium und Wasserstoff, und R¹ und R² können jeweils unabhängig voneinander einen kondensierten Ring mit einem benachbarten Substituenten bilden.
Außerdem können Beispiele für den zweiten Wirt Verbindungen aufweisen, die durch die folgende Formel 11 und Formel 12 wiedergegeben werden.
In der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die oben beschriebenen Beispiele, die durch die Formel 11 und Formel 12 als der zweite Wirt (h2) wiedergegeben sind, lediglich zur Veranschaulichung bereitgestellt, und jedes Material kann verwendet werden, solange es ein Triplett-Anregungsniveau zwischen dem ersten Dotierstoff d1 und dem zweiten Dotierstoff d2 aufweist und dazu dient, die Fluoreszenzemission durch Anregung in dem zweiten Dotierstoff d2 zu unterstützen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart wird, kommen die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 miteinander in Kontakt. In einigen Ausführungsformen erzeugt eine an die erste Elektrode 300 und zweite Elektrode 400 auf beiden Seiten der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 angelegte Spannung einen Strom, und Exzitonen, die durch Rekombination von Löchern und Elektronen gebildet werden, die zu der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 gewandert sind, werden sowohl auf die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 als auch auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 verteilt. Dadurch kann eine Lichtemission beobachtet werden. Somit erfolgt im Vergleich zu einer Struktur, in der eine einzelne lichtemittierende Schicht als lichtemittierende Schicht in einem Stapel oder in zwei einander gegenüberliegenden Elektroden verwendet wird, die Lichtemission mit Exzitonen, die auf die beiden lichtemittierenden Schichten 320 und 330 verteilt sind. Daher ist es wichtig, die Effizienz jeder lichtemittierenden Schicht zu erhöhen.
In einer beispielhaften Ausführungsform kommen zwei lichtemittierende Schichten, die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330, in Kontakt. Die Dicke von jeder der lichtemittierenden Schichten oder der Gehalt an dem ersten Dotierstoffen d1 und zweiten Dotierstoffen d2 in jeder der lichtemittierenden Schichten 320 und 330 kann so gesteuert werden, dass die Verteilung von Exzitonen, die auf jede der lichtemittierenden Schichten 320 und 330 wirken, unterschiedlich sein kann.
Im Folgenden wird die interne Quantenausbeute beschrieben werden, die sich auf die Menge von Exzitonen bezieht, die für die Lichtemission verwendet werden, im Verhältnis zu dem Gehalt an Exzitonen, die auf die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 verteilt sind.
3A bis 3C stellen die interne Quantenausbeute von jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, die auf dem in 2 dargestellten Lichtemissionsmechanismus basiert.
Wie in 3A dargestellt, ist das Exzitonen-Verteilungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 auf 50%:50% eingestellt. Das Exzitonen-Verteilungsverhältnis kann durch Steuern des Dickenverhältnisses der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 eingestellt werden. Das Exzitonen-Verteilungsverhältnis kann durch den Gehalt an dem ersten Dotierstoff d1 und zweiten Dotierstoff d2 eingestellt werden. Singuletts auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 tragen zu blauer Fluoreszenz in einem Verhältnis von Tripletts zu Singuletts von 3:1 bei. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 weist eine interne Quantenausbeute von 12,5%, berechnet aus 50% *1/4, auf.
In der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 können alle oder die meisten der zugeführten Exzitonen zur phosphoreszierenden Lichtemission beitragen. Gleichzeitig können die Tripletts in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 durch den ersten Dexter-Energietransfer (DET1) von dem zweiten Dotierstoff d2 auf den zweiten Wirt h2 übertragen werden und können dann durch den zweiten Dexter-Energietransfer (DET2) von dem zweiten Wirt h2 auf das Triplett-Anregungsniveau der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 übertragen werden. 50 % der Exzitonen, die der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zugeführt werden, und 37,5 % (berechnet aus 50 %*3/4) der Tripletts, die durch Dexter-Energietransfer von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 zugeführt werden, können zur Phosphoreszenz beitragen. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 kann Tripletts, die eine lange Relaxationszeit aufweisen, durch Dexter-Energietransfer von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 erhalten. Somit kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 eine interne Quantenausbeute von 87,5% (50% + 37,5%) aufweisen und kann eine phosphoreszierende Emission der Lichtfarbe realisieren, die von dem ersten Dotierstoff d1 emittiert wird.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Konfiguration aufweisen, in der die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 zur Lichtemission mit einem Wirkungsgrad von 87,5% beiträgt und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 zur Lichtemission mit einem Wirkungsgrad von 12,5% beiträgt, wobei Exzitonen, die nicht zur Lichtemission verwendet werden, ausgeschlossen sind, um die interne Quantenausbeute auf 100% zu setzen.
3B bezieht sich auf eine beispielhafte Ausführungsform, bei der die Dicke der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 im Vergleich zu der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 erhöht ist, anders als bei der in 3A dargestellten beispielhaften Ausführungsform. Alternativ dazu ist der Gehalt des zweiten Dotierstoffs d2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 im Vergleich zu der in 3A dargestellten beispielhaften Ausführungsform erhöht. Wie in 3B dargestellt, werden Exzitonen in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 weiter konzentriert, indem ein Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 auf 20%:80% eingestellt wird. Singuletts auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 können zu blauer Fluoreszenz in einem Verhältnis von Tripletts zu Singuletts von 3:1 beitragen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 kann eine interne Quantenausbeute von 20 % aufweisen, die sich aus 80 %*1/4 berechnet. Mittels Erhöhens der internen Quantenausbeute der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 kann die Ausbeute von Blau in der beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung weiter verbessert sein.
Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 ist in der Lage, phosphoreszierendes Licht zu emittieren, basierend auf 20% der zugeführten Exzitonen und Tripletts, die durch Dexter-Energietransfer DET1 und DET2 von dem zweiten Dotierstoff d2 und dem zweiten Wirt h2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 übertragen werden. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 kann eine interne Quantenausbeute von 80% aufweisen, berechnet aus 20%+80%*3/4.
3C bezieht sich auf eine beispielhafte Ausführungsform, bei der die Dicke der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 im Vergleich zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 erhöht ist, anders als bei der in 3B dargestellten beispielhaften Ausführungsform. Alternativ dazu ist der Gehalt des ersten Dotierstoffs d1 der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 im Vergleich zu der in 3A dargestellten beispielhaften Ausführungsform erhöht. Wie in 3B dargestellt, werden Exzitonen in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 weiter konzentriert, indem ein Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 auf 80 %:20 % eingestellt wird. Singuletts auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 können zur blauen Fluoreszenz in einem Verhältnis von Tripletts zu Singuletts von 3:1 beitragen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 kann eine interne Quantenausbeute von 5 % aufweisen, die sich aus 20 %*1/4 berechnet. In diesem Fall ist die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 in der Lage, phosphoreszierendes Licht zu emittieren, basierend auf 80% der gelieferten Exzitonen und Tripletts, die durch Dexter-Energietransfer DET1 und DET2 von dem zweiten Dotierstoff d2 und dem zweiten Wirt h2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 übertragen werden. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 kann eine interne Quantenausbeute von 95% aufweisen, berechnet aus 80%+20%*3/4.

Die in 3A bis 3C dargestellten beispielhaften Ausführungsformen sind in Bezug auf das kontrollierte Anfangsladungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 verschieden voneinander. In allen oder den meisten der in 3A bis 3C dargestellten beispielhaften Ausführungsformen können, wie in Tabelle 1 dargestellt, in einem Nicht-Emissionsmodus in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 die Tripletts, die nicht zu der Lichtemission in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 beitragen, von den Exzitonen, die basierend auf dem Ladungsverhältnis in einem Anfangszustand verteilt sind, nicht verloren gehen. Die Tripletts in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 können auf die angrenzende nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 übertragen werden und zur phosphoreszierenden Lichtemission beitragen, so dass eine maximale Effizienz der Exzitonen, wie in Tabelle 1 dargestellt, in einer Struktur erreicht werden kann, in der die lichtemittierenden Schichten aneinander angrenzen. In beispielhaften Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung, die außer dem Stapel S, der die erste gemeinsame Schicht CML1, die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320, die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 und die zweite gemeinsame Schicht CML2 zwischen der ersten Elektrode 300 und der zweiten Elektrode 400 aufweist, einen zusätzlichen Stapel aufweist, kann das anfängliche Exzitonen-Verhältnis der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 erhöht sein, wie in 3B dargestellt. Alternativ dazu kann in einigen beispielhaften Ausführungsformen das anfängliche Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 erhöht sein, wie in 3C dargestellt. [Tabelle 1]

Element	3A	3B	3B
Anfängliches Exzitonen-Verhältnis (320:330)	50%:50%	20%:80%	80%:20%
Interne Quantenausbeute	IQE	IQE	IQE
Nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320)	87.5%	80%	95%
Blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330)	12.5%	20%	5%
Gesamteffizienz der lichtemittierenden Schichten	100%	100%	100%

In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beträgt das Triplett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs 2,4 eV oder mehr.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet einen blauen fluoreszierenden Dotierstoff und einen blauen fluoreszierenden Wirt, der im Vergleich zu dem phosphoreszierenden Dotierstoff ein hohes Triplett-Energieniveau aufweist. In diesem Fall können die Triplett-Exzitonen auf dem Triplett-Energieniveau des fluoreszierenden Dotierstoffs durch Dexter-Energietransfer auf das Triplett-Energieniveau des fluoreszierenden Wirts übertragen werden. Solche Triplett-Exzitonen können durch Dexter-Energietransfer auf das Triplett-Energieniveau des phosphoreszierenden Dotierstoffs der angrenzenden nicht-blauen (beispielsweise roten) phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht übertragen werden und zur Emission von rotem Licht beitragen.
Nachfolgend wird eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform beschrieben, in der ein Dexter-Energietransfer von der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht stattfindet.
4 stellt die Energieübertragungs- und Lichtemissionsmechanismus einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 5 stellt die interne Quantenausbeute von jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, basierend auf dem in 4 dargestellten Lichtemissionsmechanismus, dar.
Wie in 4 dargestellt, weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform eine Schichtstruktur ähnlich der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform auf. Die lichtemittierende Schicht in dem Vergleichsbeispiel weist eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 32, die einen phosphoreszierenden Wirt ph und einen phosphoreszierenden Dotierstoff pd aufweist, und eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 33, die einen blauen Wirt bh und einen blauen Dotierstoff bd aufweist, auf. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 32 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 33 kommen miteinander in Kontakt. Der blaue Wirt bh und der blaue Dotierstoff bd der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 weisen ein Triplett-Anregungsniveau auf, das niedriger ist als das des phosphoreszierenden Dotierstoffs pd der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32.
Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 32 der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform verwendet den ersten Wirt und den ersten Dotierstoff der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht, die im Zusammenhang mit den in 1 und 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurden.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform verwendet als die Materialien der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 einen Anthracen-basierten Wirt und einen Pyren-basierten Dotierstoff, die in der blauen lichtemittierenden Schicht einer einzelnen blauen lichtemittierenden Vorrichtung verwendet werden.
Wie in 4 dargestellt, weisen sowohl der Anthracen-basierte Wirt (beispielsweise bh) als auch der Pyren-basierte Dotierstoff (beispielsweise bd) der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform ein Triplett-Anregungsniveau auf, das niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht. Dementsprechend kann in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform ein Dexter-Energietransfer von dem phosphoreszierenden Dotierstoff pd der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht auf den blauen Wirt bh stattfinden. Die durch den Dexter-Energietransfer von dem blauen Dotierstoff auf den Triplett-Zustand des blauen Wirts zugeführte Energie kann freigesetzt werden, wenn der blaue Wirt in den Grundzustand relaxiert. Zu diesem Zeitpunkt kann die Energie eher zur Wärmeabgabe statt zur Lichtemission genutzt werden. Von den Exzitonen, die den lichtemittierenden Schichten 32 und 33 zugeführt werden, tragen die Exzitonen, die zu dem Triplett-Zustand des blauen Wirts übertragen werden, nicht zur Lichtemission bei. Daher kann die interne Quantenausbeute reduziert sein.
Wie in 5 dargestellt, kann, wenn das anfängliche Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform 50 %:50 % beträgt und der Dexter-Energietransfer in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 bei 1/2 der zugeführten Exzitonen auftreten kann, Phosphoreszenz durch 1/2 der verbleibenden Exzitonen erzeugt werden. Der interne Quantenausbeute für Phosphoreszenz beträgt 25%, berechnet aus 50%*1/2.
Außerdem kann durch Dexter-Energietransfer von den verbleibenden 25% Exzitonen in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 Energie auf das Triplett-Niveau des blauen Wirts der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 übertragen werden. Daher kann die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 33 aufgrund des 1:3-Erzeugungsverhältnisses des internen Singuletts zu dem Triplett in dem blauen Dotierstoff 12,5 % der Fluoreszenz durch die Singulettkomponente erzeugen, entsprechend 1/4 der 50 % der zugeführten Exzitonen. Ein Teil der 62,5 %, berechnet aus 50*3/4+25 %, der Tripletts, die dem Triplett-Anregungsniveau des blauen Wirts durch Dexter-Energietransfer von dem blauen Dotierstoff und dem nicht-blauen phosphoreszierenden Dotierstoff zugeführt werden, wird durch Triplett-Triplett-Fusion (TTF) in Singuletts umgewandelt. Die Energie kann auf das Singulett-Anregungsniveau des blauen Dotierstoffs übertragen werden, das für Fluoreszenz genutzt werden kann. Hierbei tritt TTF bei ungefähr 1/5 des Triplett-Anregungsniveaus des Wirts auf. Daher kann die Effizienz der zusätzlichen Fluoreszenzemission durch TTF 12,5 % betragen, wie aus 62,5 %*1/5 berechnet.

Daher können in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform und wie in 5 und Tabelle 2 dargestellt, 25% (12,5%+12,5%) der Exzitonen, die der lichtemittierenden Vorrichtung zugeführt werden, für Lichtemission in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 verwendet werden und 25% der Exzitonen, die der lichtemittierenden Vorrichtung zugeführt werden, können für Lichtemission in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 verwendet werden. [Tabelle 2]

Element	5
Anfängliches Exzitonen-Verhältnis (32:33)	Nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (50%) : Blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (50%)
Interne Quantenausbeute	IQE
Nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (32)	25%
Blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (33)	25%
Gesamteffizienz der lichtemittierenden Schichten	50%

Es kann davon ausgegangen werden, dass die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vergleichenden Ausführungsform eine höhere interne Quantenausbeute der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht im Vergleich zu der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist, da in der vergleichenden Ausführungsform ein Dexter-Energietransfer von der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 auf die angrenzende blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 33 stattfinden kann. In der vergleichenden Ausführungsform nehmen die Tripletts auf dem Triplett-Anregungsniveau des blauen Wirts während des anfänglichen Betriebs an der TTF des 1/5-Niveaus teil. Jedoch können im Laufe der Zeit die Tripletts miteinander reagieren und aufgrund von TTA (Triplett-Triplett-Annihilation) oder Ähnlichem vernichtet werden. Alternativ hierzu können die Tripletts in der lichtemittierenden Schicht 33 in einem Nicht-Lichtemissionszustand verbleiben und derart wirken, dass Fluoreszenzemission gehemmt ist, was die Lebensdauer verkürzen kann. Zum Beispiel emittieren 4/5 der Tripletts in dem Triplett-Energieniveau des blauen Wirts aufgrund des strukturellen Triplett-Energieniveau-Unterschieds zwischen dem Material der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 32 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 33 kein Licht. In Anbetracht der Tatsache, dass die interne Quantenausbeute niedrig sein kann und die interne Quantenausbeute der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 1/5 beträgt, kann es in einer Struktur, in der die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht angrenzend aneinander liegen, schwierig sein, einen einheitlichen Wirkungsgrad der beiden lichtemittierenden Schichten zu erzielen. Exzitonen, die in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht für Lichtemission ungenutzt bleiben, können Lichtemission hemmen.
In der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können der zweite Wirt und der zweite Dotierstoff der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 derart ausgestaltet sein, dass sie ein höheres Anregungsniveau aufweisen als das des ersten Dotierstoffs der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320, anders als in der lichtemittierenden Vorrichtung der Vergleichsausführungsform. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Dexter-Energietransfer von der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 320 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 verhindert oder reduziert sein. Eine Abnahme der internen Quantenausbeute aufgrund der Tripletts, die verloren gehen, ohne für Lichtemission auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts verwendet zu werden, wie im Zusammenhang mit der lichtemittierenden Vorrichtung der vergleichenden Ausführungsform beschrieben, kann verhindert oder reduziert sein. Außerdem können alle oder die meisten der von der lichtemittierenden Vorrichtung zugeführten Exzitonen für die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330, die einander berühren, verwendet werden, um die Effizienz von jeder lichtemittierenden Vorrichtung zu maximieren. Exzitonen, die für Lichtemission in den lichtemittierenden Schichten 320 und 330 ungenutzt bleiben, können reduziert oder verhindert sein. Die Lebensdauer der lichtemittierenden Vorrichtung kann dadurch verlängert sein.
6 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Wie in 6 dargestellt, weist die lichtemittierende Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine ähnliche Struktur auf wie die in 1 dargestellte beispielhafte Ausführungsform. Die lichtemittierende Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 420 auf, die einen ersten Wirt h1, der die Anregungswirkung des phosphoreszierenden Dotierstoffs unterstützen kann, und einen zweiten Wirt h2, der ein hohes Triplett-Energieniveau aufweist, aufweist. Die lichtemittierende Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Dexter-Energietransfer von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 auf die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 420 erleichtern.
Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 weist den zweiten Wirt h2 und den zweiten Dotierstoff d2 auf, wie oben und im Zusammenhang mit den in 1 bis 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben.
Die erste Elektrode 300, die zweite Elektrode 400, die erste gemeinsame Schicht CML1 und die zweite gemeinsame Schicht CML2 in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sind die gleichen oder ähnlich wie die oben beschriebene erste Ausführungsform.
7 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Wie in 7 dargestellt, ist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gegenüber der zweiten Ausführungsform modifiziert. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist eine ähnliche Struktur auf wie die in 1 dargestellte beispielhafte Ausführungsform. Die lichtemittierenden Schichten in der beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung weisen eine erste nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 440, eine zweite nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 445 und eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 auf. Die erste nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 440 kann die gleiche Konfiguration aufweisen wie die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die den ersten Wirt h1 und den ersten Dotierstoff d1 der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform aufweist. Die zweite nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 445 weist den ersten Wirt h1 und den zweiten Wirt h2 auf, und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 weist den zweiten Wirt h2 und den zweiten Dotierstoff d2 der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform auf. Um die auf dem Dexter-Energietransfer zwischen der ersten nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 440 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 330 basierende Energie in die auf der ersten nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 440 basierende Energie umzuwandeln, weist die zweite nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 445 ferner den zweiten Wirt h2 auf, der ein hohes Triplett-Anregungsniveau aufweist.
Sowohl die erste nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 440 als auch die zweite nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 445 weisen den ersten Dotierstoff als lichtemittierenden Dotierstoff auf und emittieren Licht mit der gleichen Farbe.
Sowohl in den lichtemittierenden Vorrichtungen der zweiten Ausführungsform als auch der dritten Ausführungsform können die Tripletts, die durch Dexter-Energietransfer zugeführt werden, reibungslos von der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht bewegt werden. Ein Phänomen, bei dem die Tripletts auf dem Triplett-Anregungsniveau der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht verbleiben und verloren gehen, ohne für die Lichtemission verwendet zu werden, kann verhindert sein, oder die Menge solcher Tripletts kann reduziert sein. Die Effizienz der Nutzung von Exzitonen für die Lichtemission in der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht kann erhöht oder maximiert sein.
In der ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Dexter-Energietransfer zwischen dem ersten Dotierstoff und dem ersten Wirt der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht möglich sein, wenn sich die Orbitale physikalisch überlappen, und der Gehalt an Dotierstoffen in dem Wirt ist höher als der der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht. In der fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht ist, da eine Energieübertragung durch Überlappung des Absorptionsenergiespektrums des zweiten Wirts und des Emissionsspektrums des zweiten Dotierstoffs möglich ist, der Gehalt an Dotierstoff in der fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht geringer als in der phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht. In jeder von den nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schichten beträgt der Gehalt des ersten Dotierstoffs im Verhältnis zu dem ersten Wirt 20 Gew.-% oder weniger, beispielsweise 10 Gew.-% oder weniger, oder 2 Gew.-% bis 5 Gew.-%.
Außerdem beträgt in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht das Gehaltsverhältnis des zweiten Dotierstoffs zu dem zweiten Wirt 10 Gew.-% oder weniger, beispielsweise 5 Gew.-% oder weniger, oder 0,1 Gew.-% bis 4 Gew.-%. In jedem Fall ist der Gehalt an Dotierstoff in der angrenzenden nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht gering im Vergleich zu dem in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht.
Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, können eine hocheffiziente lichtemittierende Vorrichtung sein, die in der Lage sein kann, Exzitonen, die der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht zugeführt werden, in einem Verhältnis von 100% in Licht umzuwandeln. Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung können mehrere Lichtfarben mit hohem Wirkungsgrad emittieren und gleichzeitig die Ansteuerungsspannung senken, wenn sie als einzelner Stapel in einer weißen lichtemittierenden Vorrichtung eingesetzt werden. Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, können durch Verbindung zwischen einem Stapel von der ersten gemeinsamen Schicht CML1 zu der zweiten gemeinsamen Schicht CML2 und anderen Stapeln zwischen der ersten Elektrode 300 und zweiten Elektrode 400 als weiße lichtemittierende Vorrichtung dienen.
Außerdem kann in beispielhaften Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, die Ausbeute der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht oder die Ausbeute der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht durch Einstellen des Exzitonen-Verhältnisses des Anfangszustands in den lichtemittierenden Schichten, die aneinander angrenzen, erhöht sein. Außerdem können die Tripletts in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht nicht verbleiben. Solche Tripletts können durch Dexter-Energietransfer auf die phosphoreszierende lichtemittierende Schicht übertragen werden. Ein Auslöschen in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht kann verringert sein. Die Lebensdauer des Stapels, der blaues Licht emittieren kann, kann verbessert sein.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden ein Wirt, der ein hohes Triplett-Anregungsniveau aufweist, und ein fluoreszierender Dotierstoff in einer lichtemittierenden Vorrichtung, die eine doppelte lichtemittierende Schichtstruktur verwendet, in der eine langwellige phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und eine kurzwellige fluoreszierende lichtemittierende Schicht aneinander angrenzen. Ein Energieniveau der Singulett-Exzitonen des fluoreszierenden Dotierstoffs der fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht entspannt sich zu einem Grundzustand. Dadurch wird Licht emittiert. Die Triplett-Exzitonenenergie kann durch Dexter-Energietransfer auf den phosphoreszierenden Dotierstoff in der phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht übertragen werden und zur phosphoreszierenden Emission beitragen. Dementsprechend kann eine mehrfarbige Lichtemission möglich sein, ohne den Wirkungsgrad in Bezug auf die Gesamtquantenausbeute zu verringern.
Im Folgenden wird die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben, die in der Lage ist, basierend auf einem Mechanismus, der verschieden ist von der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform, den Dexter-Energietransfer von einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu unterdrücken.
8 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 9 stellt den Energietransfer und einen Lichtemissionsmechanismus einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht der in 8 dargestellten beispielhaften Ausführungsform in der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 10 stellt einen Mechanismus zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff zu dem in 9 dargestellten zweiten Wirt dar.
Wie in 8 dargestellt, weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste Elektrode (beispielsweise Anode) 500 und eine zweite Elektrode (beispielsweise Kathode) 600, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, auf. Die beispielhafte Ausführungsform weist einen Stapel S zwischen der ersten Elektrode 500 und der zweiten Elektrode 600 auf. Der Stapel weist eine Lochinjektionsschicht 505, eine Lochtransportschicht 510, eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530, eine Elektronentransportschicht 540 und eine Elektroneninjektionsschicht 550 auf. Zusätzlich zu dem Stapel S kann die beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung noch einen weiteren Stapel zwischen der Elektronentransportschicht 540 und der Elektroneninjektionsschicht 550 oder zwischen der Lochinjektionsschicht 505 und der Lochtransportschicht 510 aufweisen. Außerdem kann der weitere Stapel eine lichtemittierende Schichtstruktur aufweisen, die sich von der des in 8 dargestellten Stapels S unterscheidet. Außerdem kann der weitere Stapel eine Mehrzahl von Stapeln aufweisen. Mindestens einer der Mehrzahl von Stapeln kann ein Stapel sein, der eine blaue lichtemittierende Schicht als eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweist. Die beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Stapeln und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen den Stapeln aufweisen.
In der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 einen ersten Dotierstoff d1, der phosphoreszierendes Licht mit einer nicht-blauen Wellenlänge emittiert, und einen ersten Wirt h1, der die Anregungswirkung des ersten Dotierstoffs d1 unterstützt, auf. Die Konfiguration der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die gleiche oder eine ähnliche sein wie die der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht, die in der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform verwendet ist, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
Der zweite Wirt h2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 weist eine Kernverbindung 531a und einen Abstandshalter 531 b auf, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr außerhalb der Kernverbindung 531a angeordnet ist.
Obwohl die Kernverbindung 531a in dem zweiten Wirt h2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 ein Triplett-Anregungsniveau aufweist, das niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1, wie in 9 dargestellt, weist der zweite Wirt h2 ferner den Abstandshalter 531b außerhalb der Kernverbindung 531a als eine Struktur auf, die in der Lage ist, den Dexter-Energietransfer zu verhindern oder zu reduzieren. Der Dexter-Energietransfer von der angrenzenden nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 auf den Wirt in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 kann verhindert oder reduziert sein.
Dexter-Energietransfer, der durch den Unterschied zwischen den Triplett-Anregungsniveaus für die Tripletts verursacht wird, kann durch Orbitale möglich sein, die aneinander angrenzen oder sich überlappen. Dexter-Energietransfer kann möglich sein, wenn der Abstand zwischen einem Element, das Dexter-Energie liefert, und einem Element, das die Dexter-Energie empfängt, weniger als 1 nm beträgt. Der Dexter-Energietransfer kann mittels Einstellens des Abstands des Abstandshalters 531 b von der Außenseite (Außenfläche) des zweiten Wirts h2 der vorliegenden Offenbarung auf 1 nm oder mehr eingestellt ist, physikalisch unterdrückt sein.
Die Kernverbindung des zweiten Wirts h2 kann eine Verbindung sein, die in dem Zentrum Anthracen aufweist. Der Abstandshalter 531b kann eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe, eine Phenylgruppe oder Ähnliches sein. Der Abstandshalter 531b kann mit einer Endgruppe der Kernverbindung 531a substituiert sein.
Zum Beispiel ist die Kernverbindung des zweiten Wirts h2 durch die Formel 13 wiedergegeben. Der zweite Wirt h2 kann irgendeine Verbindung aufweisen ausgewählt aus Verbindungen, die durch Formel 14 bis Formel 16 wiedergegeben sind.
Der zweite Dotierstoff der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 ist ein Dotierstoff auf Bor-Basis. Der zweite Dotierstoff weist eine geringere Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) und ein höheres Triplett-Anregungsniveau T1 auf als der erste Dotierstoff d1 der nicht-blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520, ähnlich wie der zweite Dotierstoff, der in der ersten bis dritten Ausführungsform offenbart ist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist ferner einen Abstandshalter 531 b als räumliche Barriere auf. Ein Dexter-Energietransfer von dem nicht-blauen phosphoreszierenden Dotierstoff auf den zweiten Wirt in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht aufgrund der Triplett-Niveau-Differenz kann unterdrückt sein. Die Tripletts, die auf die Anregung in der nicht-blauen phosphoreszierenden, lichtemittierenden Schicht wirken, können zugelassen sein. Es kann möglich sein, den Nicht-Emissionsverlust durch die verbleibenden Tripletts auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts zu verringern und ein Quenchen durch die Tripletts in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 zu verhindern oder zu verringern. Dementsprechend kann die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ausbeute des Verwendens von Exzitonen für Lichtemission in der aneinander angrenzenden nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht maximieren oder erhöhen und die Lebensdauer verbessern.
11 A bis 11C stellen die interne Quantenausbeute jeder lichtemittierenden Schicht in Abhängigkeit von dem Exzitonen-Verhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in einer beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung, die auf dem in 9 dargestellten Lichtemissionsmechanismus basiert, dar.
Wie in 11A dargestellt, ist das anfängliche Exzitonen-Verteilungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 auf 50%:50% eingestellt. Durch Steuern der Stromansteuerung, des Dickenverhältnisses der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 und des Gehalts an dem ersten Dotierstoff d1 und zweiten Dotierstoff d2 können alle oder die meisten Exzitonen innerhalb der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zur Phosphoreszenzemission beitragen, da ein Dexter-Energietransfer auf den zweiten Wirt h2 der angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 räumlich unmöglich sein kann. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 kann alle oder die meisten der zugeführten 50 % Exzitonen zur Lichtemission verwenden. Somit kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 eine interne Quantenausbeute von 50% aufweisen.
Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 weist ein Verhältnis von Triplett zu Singulett von 3:1 auf. Singulette auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 tragen zur blauen Fluoreszenz bei. Es kann ein Dexter-Energietransfer von dem zweiten Dotierstoff d2, der ein hohes zweites Triplett-Anregungsniveau aufweist, zu dem zweiten Wirt h2, der ein niedriges zweiten Triplett-Anregungsniveau aufweist, auftreten. Triplets auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 können durch TTF zwischen den Tripletts auf das Singulett-Anregungsniveau übertragen werden, was auf das Singulett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 übertragen wird. Dadurch kann eine zusätzliche Fluoreszenzemission auftreten. Grob gesagt ist eine zusätzliche Fluoreszenzemission unter Verwendung einer TTF-Wirkung bei einem Exzitonen-Verhältnis von 1/5 möglich. Dementsprechend kann die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 aufgrund eines Singulett-Verhältnisses von 1/4 eine internen Quantenausbeute von 12,5 % aufweisen, berechnet aus 50%*1/4. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 kann basierend auf einem Dexter-Energietransfer von dem internen zweiten Dotierstoff d2 zu dem zweiten Wirt h2 und zusätzlicher Fluoreszenzemission durch TTF-Wirkung eine interne Quantenausbeute von 20% (50%*1/4+37,5%*1/5) aufweisen, was die Summe von 50%*1/4 und 37,5%*1/5 ist.
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, stellt 11A dar, dass die Summe der internen Quantenausbeuten der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 70% beträgt, was im Vergleich zu einer vergleichbaren Ausführungsform, bei der eine Unterdrückung eines Dexter-Energietransfers unmöglich sein kann, eine Verbesserung darstellt.
11B stellt dar, dass das anfängliche Exzitonen-Verteilungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 auf 75 %:25 % eingestellt ist, wobei alle oder die meisten Exzitonen innerhalb der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zur Phosphoreszenzemission beitragen können, da ein Dexter-Energietransfer auf den zweiten Wirt h2 der angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 räumlich unmöglich ist. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 kann alle oder den größten Teil von 75 % der zugeführten Exzitonen für die Lichtemission verwenden und weist somit eine interne Quantenausbeute von 75 % auf.
In diesem Fall weist die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 ein Triplett-Singulett-Verhältnis von 3: 1 auf, Singuletts auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 tragen zur blauen Fluoreszenz bei, Dexter-Energietransfer von dem zweiten Dotierstoff d2, der ein hohes zweites Triplett-Anregungsniveau aufweist, auf den zweiten Wirt h2, der ein niedriges zweites Triplett-Anregungsniveau aufweist, findet statt, und Tripletts auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 werden durch TTF zwischen den Tripletts auf das Singulett-Anregungsniveau übertragen, was auf das Singulett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 übertragen wird, was somit zusätzliche Fluoreszenzemission verursacht. Grob gesagt ist bei einem Exzitonen-Verhältnis von 1/5 ist eine zusätzliche Fluoreszenzemission durch TTF-Wirkung möglich. Dementsprechend weist die blaue fluoreszierende, lichtemittierende Schicht 530 eine interne Quantenausbeute von 6,25 % auf, die aufgrund eines Singulett-Verhältnisses von 1/4 25 %*1/4 entspricht, und weist basierend auf dem Dexter-Energietransfer von dem zweiten Dotierstoff d2 zu dem zweiten Wirt h2 und zusätzlicher Fluoreszenzemission durch TTF-Wirkung eine interne Quantenausbeute von 10 % (25 %*1/4+18,75 %*1/5) auf, was der Summe von 25 %*1/4 und 18,75 %*1/5 entspricht.
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich, stellt 11B dar, dass die Summe der internen Quantenausbeuten der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 85% beträgt, was im Vergleich zu der Vergleichsausführungsform, bei der eine Unterdrückung eines Dexter-Energietransfers unmöglich sein kann, verbessert ist.
11C stellt dar, dass das anfängliche Exzitonen-Verteilungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 auf 80%:20% eingestellt ist. Alle oder die meisten Exzitonen innerhalb der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 können zur Phosphoreszenzemission beitragen, da ein Dexter-Energietransfer auf den zweiten Wirt h2 der angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 räumlich unmöglich sein kann. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 kann alle oder die meisten der 80 % der zugeführten Exzitonen für die Lichtemission verwenden. Somit kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 eine interne Quantenausbeute von 80% aufweisen.
Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 weist ein Verhältnis von Triplett zu Singulett von 3:1 auf. Singulette auf dem Singulett-Anregungsniveau S1 tragen zur blauen Fluoreszenz bei. Ein Dexter-Energietransfer von dem zweiten Dotierstoff d2, der ein hohes zweites Triplett-Anregungsniveau aufweist, zu dem zweiten Wirt h2, der ein niedriges zweites Triplett-Anregungsniveau aufweist, kann auftreten. Triplets auf dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Wirts h2 können durch TTF zwischen den Tripletts auf das Singulett-Anregungsniveau übertragen werden, was auf das Singulett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 übertragen wird. Dies kann zu zusätzlicher Fluoreszenzemission führen. Grob gesagt kann eine zusätzliche Fluoreszenzemission durch TTF-Wirkung bei einem Exzitonen-Verhältnis von 1/5 möglich sein. Dementsprechend kann die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 aufgrund eines Singulett-Verhältnisses von 1/4 eine interne Quantenausbeute von 5 % aufweisen, berechnet aus 20 %*1/4. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 530 kann basierend auf Dexter-Energietransfer von dem internen zweiten Dotierstoff d2 zu dem zweiten Wirt h2 und zusätzlicher Fluoreszenzemission durch TTF-Wirkung eine interne Quantenausbeute von 8% (20%*1/4+15%*1/5) aufweisen, was die Summe von 20%*1/4 und 15%*1/5 ist.
Wie in Tabelle 3 zusammengefasst, stellt 11C dar, dass die Summe der internen Quantenausbeuten der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 530 88% beträgt, was im Vergleich zu der Vergleichs-Ausführungsform, bei der eine Unterdrückung eines Dexter-Energietransfers unmöglich sein kann, verbessert ist.

Die in 11A bis 11C und Tabelle 3 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen zeigen, dass die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 vollständig für die Leuchtstoffemission verwendet werden kann. Die interne Quantenausbeute kann genutzt werden, wenn das anfängliche Exzitonen-Verteilungsverhältnis der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 520 erhöht ist. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 520 kann keine Exzitonenreduktion aufgrund von Dexter-Energietransfer aufweisen. Daher kann die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine interne Quantenausbeute ohne Exzitonenreduktion der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht vorweisen. [Tabelle 3]

Element	11A	11 B	11C
Anfängliches Exzitonen-Verhältnis (520:530)	50%:50%	75%:25%	80%:20%
Interne Quantenausbeute	IQE	IQE	IQE
Nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (520)	50%	75%	80%
Blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (530)	20%	10%	8%
Gesamteffizienz der lichtemittierenden Schichten	70%	85%	88%

Nachfolgend wird ein Beispiel einer lichtemittierenden Vorrichtung, die eine Multi-Stapel-Struktur aufweist, beschrieben.
12 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar, 13 stellt eine Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der in 12 dargestellten beispielhaften Ausführungsform dar.
Wie in 12 dargestellt, weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen ersten Stapel bis vierten Stapel S1, S2, S3 und S4 auf. Der erste Stapel bis vierte Stapel S1, S2, S3 und S4 sind durch die Ladungserzeugungsschichten CGL1, CGL2, CGL3 und CGL4 getrennt, die zwischen der ersten und zweiten Elektrode 110 und 200, die einander gegenüberliegen, angeordnet sind.
Ein Stapel S1 des ersten Stapels S1 bis vierten Stapels S4 kann ein Stapel sein, der eine Lochtransportschicht 310, eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 und eine Elektronentransportschicht 340 aufweist, wie unter Bezugnahme auf beispielhaften Ausführungsformen, die in 1 und 8 dargestellt sind, beschrieben. In einer beispielhaften Ausführungsform weist der erste Stapel S1 eine Struktur auf, in der die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 miteinander in Kontakt kommen. Die Konfiguration des Stapels, in der die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 miteinander in Kontakt kommen, ist nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Die hierin offenbarte Konfiguration kann in einem von dem zweiten Stapel bis vierten Stapel angeordnet sein, der nicht der erste Stapel S1 ist.
Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 kann eine rote lichtemittierende Schicht sein. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweisen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweisen.
Außerdem weisen die übrigen Stapel S2 bis S4 eine andere Konfiguration als der erste Stapel S1 auf. Die übrigen Stapel S2 bis S4 weisen eine oder eine mehrere lichtemittierende Schichten auf. Einer von den verbleibenden Stapeln kann ein grüner Stapel sein, der eine grüne lichtemittierende Schicht aufweist. Die übrigen Stapel von S2 bis S4 können ein blauer Stapel sein, der eine blaue lichtemittierende Schicht aufweist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der dritte Stapel S3 ein grüner Stapel, und der zweite Stapel S2 und vierte Stapel S4 sind blaue Stapel. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Der lichtemittierende Stapel, der eine Struktur aufweist, in der die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 mit der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht in Kontakt kommt, oder der grüne Stapel, der die grüne lichtemittierende Schicht als lichtemittierende Schicht aufweist, kann in eine andere Position gebracht werden.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in 12 dargestellt ist, ist eine weiße lichtemittierende Vorrichtung, die durch Stapeln einer Mehrzahl von Schichten realisiert ist. Die beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung weist eine Konfiguration auf, die den grünen Stapel S3 aufweist, der als eine lichtemittierende Schicht eine einzelne grünes lichtemittierende Schicht aufweist, die grünes Licht mit dem höchsten Anteil an Weiß emittiert. Die übrigen Stapel weisen eine blaue lichtemittierende Schicht auf, um eine unzureichende Ausbeute von Blau zu kompensieren.
12 stellt eine beispielhafte Ausführungsform dar, bei der zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 200 vier Stapel angeordnet sind. Als die lichtemittierende Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, kann jede lichtemittierende Vorrichtung angewendet werden, solange sie zwei oder mehr Stapel aufweist, wobei ein Stapel eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 und eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 als lichtemittierende Schichten aufweist und der andere Stapel einen lichtemittierenden Stapel aufweist, der grünes Licht emittieren kann. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann als Basiskonfiguration einen Stapel, der eine Mehrzahl von lichtemittierenden Schichten aufweist, die eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die miteinander in Kontakt kommen, und einen grünen Stapel, der eine grüne lichtemittierende Schicht aufweist, aufweisen. Die beispielhafte Ausführungsform kann ferner einen oder mehrere blaue lichtemittierende Stapel aufweisen, um die unzureichende Ausbeute von Blau zu kompensieren.
Eine in 12 nicht dargestellte Schicht ist eine gemeinsame Schicht der Lochtransportschicht oder der Elektronentransportschicht.
Wie in 13 dargestellt, weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste Elektrode 110 und eine zweite Elektrode 200, die einander gegenüberliegen, und einen ersten Stapel bis vierten Stapel S1, S2, S3 und S4, die durch ladungserzeugende Schichten 171, 172 und 173 getrennt sind, zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 200, auf.
Die Ladungserzeugungsschichten 171, 172 und 173 weisen die n-Typ-Ladungserzeugungsschichten 171 n, 172n und 173n auf, die Elektronen erzeugen und diese zu der Elektronentransportschicht eines angrenzenden Stapels transportieren. Die Ladungserzeugungsschichten 171, 172 und 173 weisen die p-Typ-Ladungserzeugungsschichten 171 p, 172p und 173p auf, die Löcher erzeugen und die Löcher zu der Lochtransportschicht des angrenzenden Stapels transportieren.
Der erste Stapel S1 weist eine Lochinjektionsschicht 131, eine erste Lochtransportschicht 132, eine rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 133, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 und eine erste Elektronentransportschicht 135 auf. Der erste Stapel S1 emittiert neben rotem Licht auch blaues Licht. Ähnlich wie bei den lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform befinden sich die rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 133 und die angrenzende blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 in dem gleichen Stapel. Exzitonen werden zum Emittieren von Licht darauf verteilt. Das anfängliche Verteilungsverhältnis der Exzitonen wird derart eingestellt, dass die Lichtausbeute von Rot oder die Lichtausbeute von Blau erhöht sind. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 weist den zweiten Wirt h2, der ein Triplett-Anregungsniveau zwischen dem Triplett-Anregungsniveau des zweiten Dotierstoffs d2 in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134 und dem Triplett-Anregungsniveau des ersten Dotierstoffs d1 in der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 aufweist, auf. Alternativ dazu weist die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 den zweiten Wirt h2 auf, der ferner einen Abstandshalter aufweist, der in der Lage ist, einen Dexter-Energietransfer von dem roten Dotierstoff außerhalb der Kernverbindung zu verhindern oder zu verringern, einen Dexter-Energietransfer von der rote phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 zu unterdrücken. Dementsprechend kann die rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 133 alle oder die meisten der ursprünglich verteilten Exzitonen für die Lichtemission nutzen. In einigen Ausführungsformen kann basierend auf den Tripletts, die durch Dexter-Energietransfer in der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134 hinzugefügt werden, die Ausbeute der Phosphoreszenzlichtemission verbessert sein. Außerdem kann die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 aufgrund des Unterdrückens eines Dexter-Energietransfers von der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 keine zusätzlichen Tripletts erhalten. Auf diese Weise kann ein Quenchen aufgrund der verbleibenden Tripletts verhindert oder reduziert und die Lebensdauer verbessert sein.
Die in dem ersten Stapel S1 bereitgestellte rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 133 kann die gleichen oder ähnliche Eigenschaften und Materialzusammensetzung aufweisen wie die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht 320 oder 520 der lichtemittierenden Vorrichtung, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform beschrieben ist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 kann die gleichen oder ähnliche Eigenschaften und Materialzusammensetzung aufweisen wie die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 330 oder 530 der lichtemittierenden Vorrichtung, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform beschrieben ist.
Der erste Wirt h1 der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 kann beispielsweise irgendeine von BeBq2, BeMq2 und BAlq sein. Der erste Dotierstoff d1 kann beispielsweise eine Iridiumkomplexverbindung sein.
Der zweite Stapel S2 weist eine zweite Lochtransportschicht 141, eine erste blaue lichtemittierende Schicht 142 und eine zweite Elektronentransportschicht 143 auf. Der zweite Stapel S2 emittiert blaues Licht.
Der dritte Stapel S3 weist eine dritte Lochtransportschicht 151, eine grüne lichtemittierende Schicht 152 und eine dritte Elektronentransportschicht 153 auf. Der dritte Stapel S3 emittiert grünes Licht.
Der vierte Stapel S4 weist eine vierte Lochtransportschicht 161, eine zweite blaue lichtemittierende Schicht 162, eine vierte Elektronentransportschicht 163 und eine Elektroneninjektionsschicht 164 auf. Der vierte Stapel S4 emittiert blaues Licht.
Der zweite Stapel S2 und der vierte Stapel S4, die blaues Licht emittieren, können dazu dienen, die unzureichende Ausbeute von Blau zu ergänzen, das im Vergleich zu anderen Farben in der weißen lichtemittierenden Vorrichtung weniger sichtbar ist. Die erste blaue lichtemittierende Schicht 142 und zweite blaue lichtemittierende Schicht 162, die in dem zweiten Stapel S2 und vierten Stapel S4 bereitgestellt sind, können zum Verbessern der Farbreinheitseigenschaften eine Halbemaximum-Breite von 40 nm oder weniger aufweisen, wenn die lichtemittierende Vorrichtung in einer Anzeigevorrichtung verwendet wird. Jede von oder ein Teil von der ersten blauen lichtemittierenden Schicht 142 und zweiten blauen lichtemittierenden Schicht kann aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material bestehen wie die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht 134 in dem ersten Stapel S1. In einigen Ausführungsformen kann das Material für die erste blaue lichtemittierende Schicht 142 und zweite blaue lichtemittierende Schicht 162 das gleiche oder ein ähnliches Material wie das des zweiten Dotierstoffs d2 der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134 sein. Das Material des zweiten Wirts h2 kann zum Verbessern der Anregungseigenschaften des zweiten Dotierstoffs d2 verschieden sein von dem des zweiten Wirts der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134. In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine von der ersten blauen lichtemittierenden Schicht 142 und zweiten blauen lichtemittierenden Schicht 162 einen blauen phosphoreszierenden Dotierstoff anstelle eines blauen fluoreszierenden Dotierstoffs aufweisen. Alternativ hierzu kann mindestens eine von der ersten blauen lichtemittierenden Schicht 142 und zweiten blauen lichtemittierenden Schicht 162 eine Kombination aus einem fluoreszierenden Dotierstoff mit einem phosphoreszierenden Dotierstoff aufweisen.
Außerdem kann in dem dritten Stapel S3 die grüne lichtemittierende Schicht 152 eine grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht sein. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die im Zusammenhang mit 13 beschrieben ist, weist eine grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die ein einzelnes grünes Licht emittiert, als eine lichtemittierende Schicht auf. Die Ausbeute kann im Vergleich zu einer Struktur, in der Exzitonen in einer Konfiguration verteilt sind, in der eine Mehrzahl von phosphoreszierenden lichtemittierenden Schichten miteinander in Kontakt kommen, mehr als verdoppelt sein. Außerdem kann, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ein Dexter-Energietransfer von der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134 unterdrückt werden, so dass der Anteil der gequenchten Exzitonen gesenkt sein kann. Die Ausbeute in der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 kann erhöht sein. Die Ausbeute kann ebenso verbessert sein im Vergleich zu einem Stapel, der eine Struktur aufweist, in der die rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht in Kontakt mit einer nichtroten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht kommt.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Anzeigevorrichtung beschrieben, die beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwenden.
Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung können zum Emittieren von weißem Licht zu einer lichtemittierenden Elektrode herkömmlicherweise auf eine Mehrzahl von Subpixeln angewendet werden.
14 stellt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Anzeigevorrichtung unter Verwendung der in 13 dargestellten beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung dar.
Wie in 14 dargestellt, weist eine beispielhafte Ausführungsform der lichtemittierenden Anzeigevorrichtung, wie sie in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, ein Substrat 100 auf, das eine Mehrzahl von Subpixeln R_SP, G_SP, B_SP und W_SP, eine lichtemittierende Vorrichtung (auch als „OLED, organische lichtemittierende Diode“ bezeichnet), die im Allgemeinen auf dem Substrat 100 bereitgestellt ist, einen Dünnschichttransistor (TFT), der in jedem von den Subpixeln bereitgestellt und mit der ersten Elektrode 110 der lichtemittierenden Vorrichtung (OLED) verbunden ist, und Farbfilter 109R, 109G oder 109B, die unter der ersten Elektrode 110 von mindestens einem der Subpixel bereitgestellt sind, auf. Die OLED weist einen internen Stapel OS auf.
Die in 14 dargestellte beispielhafte Ausführungsform betrifft eine Konfiguration, die das weiße Subpixel W_SP aufweist. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Eine Konfiguration, in der das weiße Subpixel W_SP weggelassen ist und nur das rote Subpixel R_SP, grüne Subpixel G_SP und blaue Subpixel B_SP bereitgestellt sind, kann ebenfalls möglich sein. In einigen Ausführungsformen kann eine Kombination aus einem cyanfarbenen Subpixel, einem magentafarbenen Subpixel und einem gelben Subpixel möglich sein, die durch Ersetzen des roten Subpixels, grünen Subpixels und blauen Subpixels Weiß erzeugen können.
Der Dünnschichttransistor TFT weist beispielsweise eine Gate-Elektrode 102, eine Halbleiterschicht 104 sowie eine Source-Elektrode 106a und eine Drain-Elektrode 106b, die in zugeordneter Weise mit Seiten der Halbleiterschicht 104 verbunden sind, auf. Außerdem kann eine Kanalpassivierungsschicht 105 auf dem Abschnitt bereitgestellt sein, in dem der Kanal der Halbleiterschicht 104 derart angeordnet ist, dass eine direkte Verbindung zwischen den Source-/Drain-Elektroden 106a und 106b und der Halbleiterschicht 104 verhindert ist.
Eine Gate-isolierende Schicht 103 ist zwischen der Gate-Elektrode 102 und der Halbleiterschicht 104 bereitgestellt.
Die Halbleiterschicht 104 kann beispielsweise aus einem Oxid-Halbleiter, amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder einer Kombination davon gebildet sein. Zum Beispiel ist in einigen Ausführungsformen die Halbleiterschicht 104 ein Oxid-Halbleiter, und die Heiztemperatur zum Bilden des Dünnschichttransistors kann gesenkt sein. Das Substrat 100 kann aus einer größeren Vielfalt von verfügbaren Substraten ausgewählt werden, so dass die Halbleiterschicht 104 vorteilhaft auf eine flexible Anzeigevorrichtung aufgebracht werden kann.
Außerdem kann die Drain-Elektrode 106b des Dünnschichttransistors TFT in einem Kontaktloch CT, das in der ersten Passivierungsschicht 107 und zweiten Passivierungsschicht 108 ausgebildet ist, mit der ersten Elektrode 110 verbunden sein.
Die erste Passivierungsschicht 107 ist zum Schützen des Dünnschichttransistors TFT bereitgestellt. Farbfilter 109R, 109G und 109B können auf der ersten Passivierungsschicht 107 bereitgestellt sein.
Eine lichtemittierende Vorrichtung zum Realisieren von Weiß kann erforderlich sein. Jedes von den Subpixeln überträgt zum Realisieren verschiedener Farben Licht einer entsprechenden Wellenlänge, basierend auf der Durchlässigkeit einer Wellenlänge, die durch die Farbfilter 109R, 109G und 109B ausgewählt wird.
In einigen Ausführungsformen weist die Mehrzahl von Subpixeln ein rotes Subpixel, ein grünes Subpixel, ein blaues Subpixel und ein weißes Subpixel auf. Das Farbfilter kann in den verbleibenden Subpixeln R_SP, G_SP bzw. B_SP mit Ausnahme des weißen Subpixels W_SP ein erstes Farbfilter bis drittes Farbfilter 109R, 109G und 109B aufweisen. Das weiße Subpixel W_SP lässt das emittierte weiße Licht für jede Wellenlänge durch die erste Elektrode 110 hindurch. Eine zweite Passivierungsschicht 108 ist derart unter der ersten Elektrode 110 gebildet, dass das erste Farbfilter bis dritte Farbfilter 109R, 109G und 109B überdeckt sind. Die erste Elektrode 110 ist, abgesehen von dem Kontaktloch CT, auf der Oberfläche der zweiten Passivierungsschicht 108 ausgebildet.
In der in 14 dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist das Farbfilter in dem weißen Subpixel W_SP weggelassen. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Zum Reduzieren der Stufe zu dem angrenzenden Subpixel auch in dem weißen Subpixel W_SP kann in einem lichtemittierenden Bereich eine lichtdurchlässige organische Schicht bereitgestellt sein.
Die lichtemittierende Vorrichtung OLED gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist beispielsweise eine lichtdurchlässige erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 200, die der ersten Elektrode 110 gegenüberliegt, und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht, die miteinander in Kontakt kommen, zwischen der Lochtransportschicht und der Elektronentransportschicht in irgendeinem der Stapel S1, S2, S3 und S4, die durch die Ladungserzeugungsschichten CGL1, CGL2, CGL3 und CGL4 getrennt sind, zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 200 auf, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 13 dargestellt.
Die erste Elektrode 110 ist für jedes Subpixel unterteilt. Die übrigen Schichten der weißen lichtemittierenden Vorrichtung OLED sind in dem gesamten Anzeigebereich eher einstückig bereitgestellt statt in einzelne Subpixel unterteilt zu sein.
Ein durch die Referenznummer „119“ wiedergegebenes Element, wie in der beispielhaften Ausführungsform der 14 dargestellt, gibt einen Damm wieder. Ein durch „BH“ wiedergegebenes Element zwischen zwei Dämmen bezieht sich auf ein Dammloch. Eine Lichtemission erfolgt in einem offenen Bereich, der durch das Dammloch gebildet ist. Das Dammloch kann einen Emissionsbereich jedes Subpixels definieren.
Eine Konfiguration unterhalb der ersten Elektrode 110, die sich von dem Substrat 100 zu dem Dünnschichttransistor TFT erstreckt, den Farbfiltern 109R, 109G und 109B und den isolierenden Schichten, in denen diese Elemente angeordnet sind, wird als „Dünnschichttransistor-Matrixsubstrat“ 1000 bezeichnet.

15 ist ein Diagramm, das weiße Spektren von lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß der ersten experimentellen Ausführungsform bis vierten experimentellen Ausführungsform (Ex1 bis Ex4) darstellt. [Tabelle 4]

Element	EQE(%)			Farbtemperatur (K)	Voll-Weiß [nit]				BT2020 Überlapp (%)
Element	Blau	Grün	Rot		R_SP	G_SP	B_SP	W_SP
Ex1	16.6	22.2	22.6	5632	510.1	388.6	282.2	195.5	85.7
Ex2	18.6	22.2	20.6	6402	465.9	387.9	316.8	240.1	86.1
Ex3	20.6	22.2	18.6	7381	421.9	387.5	351.5	259.5	86.3
Ex4	22.6	22.2	16.6	8669	378.0	387.5	386.4	270.4	86.4

Die in Tabelle 4 aufgeführte externe Quantenausbeute (EQE) ist ein Wert, der vor Anwendung des Farbfilters gemessen wird. In der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1), wie in 15 und Tabelle 1 dargestellt, betrug die externe Quantenausbeute (EQE) von blauem Licht, das durch eine beispielhafte Ausführungsform der in 13 dargestellten lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wurde, 16,6 %, die externe Quantenausbeute von grünem Licht, das durch diese Vorrichtung emittiert wurde, betrug 22,2 %, und die externe Quantenausbeute von rotem Licht, das durch diese Vorrichtung emittiert wurde, betrug 22,6 %. In der in 13 dargestellten beispielhaften Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung weisen zusätzlich zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht 134, die mit der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht 133 des ersten Stapels in Kontakt kommt, zum Ergänzen der externen Quantenausbeute von blauem Licht der zweite blaue lichtemittierende Stapel und der vierte blaue lichtemittierende Stapel auch eine erste blaue lichtemittierende Schicht 142 und eine zweite blaue lichtemittierende Schicht 162 auf, wenn eine einzelne blaue lichtemittierende Schicht verwendet wird.
Im Vergleich zu der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) wurde in jeder von der zweiten experimentellen Ausführungsform (Ex2) bis zur vierten experimentellen Ausführungsform (Ex4) die externe Quantenausbeute von blauem Licht, das durch die lichtemittierende Vorrichtung emittiert wird, um 2 Prozentpunkte, 4 Prozentpunkte bzw. 6 Prozentpunkte erhöht. Die externe Quantenausbeute von rotem Licht, das durch die lichtemittierende Vorrichtung emittiert wird, wurde um 2 Prozentpunkte, 4 Prozentpunkte bzw. 6 Prozentpunkte für die zweite experimentelle Ausführungsform (Ex2) bis vierte experimentelle Ausführungsform (Ex4) verringert. Das Umwandeln der Lichtausbeute zwischen der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht kann durch Steuern des anfänglichen Exzitonen-Verhältnisses der roten phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zu der angrenzenden blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht möglich sein, wie in 3A bis 3C oder 11 A bis 11C dargestellt.
Außerdem bezieht sich die Leuchtdichte, wenn Voll-Weiß in jeder von der ersten experimentellen Ausführungsform bis vierten experimentellen Ausführungsform (Ex1 bis Ex4) angewendet wurde, auf die Leuchtdichte, die in dem roten Subpixel, dem grünen Subpixel, dem blauen Subpixel und dem weißen Subpixel angezeigt wird, wenn ein Beispiel der in 13 dargestellten lichtemittierenden Vorrichtung auf eine beispielhafte Ausführungsform der in 14 dargestellten lichtemittierenden Anzeigevorrichtung angewendet wird.
In der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) betrug die Leuchtdichte von Weiß, wenn Voll-Weiß angewendet wurde, 195,5 nits. In der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) betrug die Farbtemperatur 5632K, und das Überlappungsverhältnis mit dem BT2020-Referenzwert, der den Farbbereich wiedergibt, betrug 85,7%.
Wie in Tabelle 4 und 15 dargestellt, betrug in der zweiten experimentellen Ausführungsform Ex2, wenn die externe Quantenausbeute für Blau um 2 Prozentpunkte erhöht wurde und die externe Quantenausbeute für Rot um 2 Prozentpunkte verringert wurde, im Vergleich zu der ersten experimentellen Ausführungsform Ex1 die Leuchtdichte des weißen Subpixels 240,1 nit, die Farbtemperatur betrug 6402K, und die Ausbeute von Weiß war verbessert. Außerdem betrug das Überlappungsverhältnis mit dem BT2020-Referenzwert der zweiten experimentellen Ausführungsform (Ex2) 86,1 %, was im Vergleich zu der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) verbessert wurde.
Wie in Tabelle 4 und 15 dargestellt, betrug in der dritten experimentellen Ausführungsform (Ex3), wenn die externe Quantenausbeute von Blau um 4 Prozentpunkte erhöht wurde und die externe Quantenausbeute von Rot um 4 Prozentpunkte verringert wurde, im Vergleich zu der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) die Leuchtdichte des weißen Subpixels 259,5 nit, die Farbtemperatur betrug 7381 K, und die Ausbeute von Weiß wurde verbessert. Außerdem betrug das Überlappungsverhältnis mit dem BT2020-Referenzwert der dritten experimentellen Ausführungsform (Ex3) 86,3 %, was im Vergleich zu der zweiten experimentellen Ausführungsform (Ex2) verbessert wurde.
Wie in Tabelle 4 und 15 dargestellt, betrug in der vierten experimentellen Ausführungsform (Ex4), wenn die externe Quantenausbeute von Blau um 6 Prozentpunkte erhöht wurde und die externe Quantenausbeute von Rot um 6 % verringert wurde, im Vergleich zu der ersten experimentellen Ausführungsform (Ex1) die Leuchtdichte des weißen Subpixels 270,4 nit, die Farbtemperatur betrug 8660 K, und die Effizienz von Weiß wurde verbessert. Außerdem betrug das Überlappungsverhältnis mit dem BT2020-Referenzwert der vierten experimentellen Ausführungsform (Ex4) 86,3 %, was im Vergleich zu der dritten experimentellen Ausführungsform (Ex3) verbessert wurde.
Die Ergebnisse des Experiments in Tabelle 4 und 15 zeigen, dass, wenn die externe Quantenausbeute zu der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht umgewandelt wurde, in Abhängigkeit von dem anfänglichen Verhältnis der Exzitonen in der Struktur, in der die rote phosphoreszierende lichtemittierende Schicht und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht miteinander in Kontakt kommen, die Ausbeute von Weiß verbessert ist, die hohe Farbtemperatur erzielt wurde und der hohe Farbbereichstandard bedeutet, dass aufgrund des erhöhten Überlappungsverhältnisses mit BT2020 eine High-Definition-Anzeige möglich sein kann. In der vierten experimentellen Ausführungsform (Ex4) wurde, wenn Voll-Weiß angewendet wurde, das Leuchtdichtegleichgewicht zwischen dem roten Subpixel, dem grünen Subpixel und dem blauen Subpixel verbessert, so dass der Unterschied in der Ansteuerungsspannung für jedes Subpixel reduziert sein kann. Außerdem wurde die Leuchtdichte, unter den gleichen Ansteuerungsspannungsbedingungen wie in der ersten experimentellen Ausführungsform bis dritten experimentellen Ausführungsform (Ex1 bis Ex3) erhöht. Außerdem wies in der Anzeigevorrichtung, die die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vierten experimentellen Ausführungsform (Ex4) verwendet, in der die blaue Ausbeute verbessert wurde, jedes Subpixel während des Ansteuerns eine ähnliche zeitliche Änderung auf, wodurch die Variation in der Verschlechterung für jeden Bereich reduziert ist, eine hohe Farbtemperatur ausgedrückt ist, die Bildqualität verbessert ist und hohe Standards des Farbbereichs erfüllt sind.
Dementsprechend verhindern oder reduzieren beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung und die dieselbe aufweisende lichtemittierende Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Triplett-Konzentration aufgrund eines Dexter-Energietransfers von der mehrlagigen lichtemittierenden Schichtstruktur, in der die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht berührt, auf die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht. Die Exzitonen können mit maximaler oder erhöhter Ausbeute zur Lichtemission genutzt werden, ohne dass sie in der angrenzenden lichtemittierenden Schicht verloren gehen.
Außerdem kann es möglich sein, mittels Verwendens einer Struktur, in der ein blauer lichtemittierender Stapel mit einem grünen lichtemittierenden Stapel kombiniert ist, zusätzlich zu einem Stapel, der eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die Ausbeute von Blau zu verbessern. Durch Steuern des anfänglichen Exzitonen-Verhältnisses zwischen der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht und einer nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht kann die Farbtemperatur bei der Realisierung von Weiß erhöht sein. Das Gleichgewicht jedes Subpixels beim Realisieren von Voll-Weiß kann beibehalten werden. Die Abweichung der Ansteuerungsspannung kann reduziert sein. Eine ähnliche Lebensdauer über die Zeit kann aufrechterhalten sein.
Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung und die dieselbe aufweisende lichtemittierende Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen die folgenden Auswirkungen auf.
Beispielhafte Ausführungsformen der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen eine Abstandshalterstruktur auf, die einen Dexter-Energietransfer von dem Wirt der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht auf die daran angrenzende phosphoreszierende lichtemittierende Schicht in einer Struktur unterdrückt, in der lichtemittierende Schichten, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und mindestens eine phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, miteinander in Kontakt kommen. Alternativ dazu aufweist die Struktur einen Wirt auf, der auf einem Material basiert, das ein hohes Triplett-Anregungsniveau aufweist, beispielsweise ein Material, das ein Triplett-Anregungsniveau aufweist, das höher ist als das Triplett-Anregungsniveau eines Dotierstoffs der angrenzenden phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau eines Dotierstoffs einer blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht. Das Quenchen von Exzitonen kann reduziert sein und Exzitonen, die der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der angrenzenden phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht zugeführt werden, können zur Lichtemission mit maximaler oder erhöhter Ausbeute verwendet werden.
Dementsprechend kann gemäß den beispielhaften Ausführungsformen einer lichtemittierenden Vorrichtung, wie in der vorliegenden Offenbarung offengelegt, die Lichtausbeute des Stapels, der die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und die daran angrenzende phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, verbessert sein. Die anfänglichen Exzitonen können unter Berücksichtigung der verbesserten Lichtausbeute der phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht stärker in der blauen fluoreszierenden Schicht verteilt werden, so dass eine Phosphoreszenzausbeute in eine blaue fluoreszierende Ausbeute umgewandelt werden kann. Die Farbtemperatur von weißem Licht, das emittiert wird, wenn Weiß realisiert wird, kann gesteuert werden, oder die Ausbeute einer gewünschten Farbe, beispielsweise Blau, kann verbessert werden.
Exzitonen, die durch die vorliegende Offenbarung erzeugt werden, können mit einer Rate von nahezu 100% in Licht umgewandelt werden, was dazu beitragen kann, eine hocheffiziente weiße lichtemittierende Vorrichtung zu realisieren. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die überschüssige Phosphoreszenzausbeute in die blaue Fluoreszenzausbeute umgewandelt, so dass die weiße lichtemittierende Vorrichtung Licht mit einer gewünschten Farbtemperatur emittieren kann. Die rote Ausbeute, grüne Ausbeute und blaue Ausbeute können in einem gewünschten Verhältnis gesteuert werden. Außerdem bringt die Verwendung der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht einen Vorteil in Bezug auf die Lebensdauer mit sich.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können auch wie folgt beschrieben werden:
Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, eine erste gemeinsame Schicht zwischen der ersten Elektrode und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht und eine zweite gemeinsame Schicht zwischen der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht und der zweiten Elektrode aufweisen. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweisen. Und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen zweiten Dotierstoff aufweisen, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und ein zweites Singulett-Anregungsniveau (S1), und einen zweiten Wirt, zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau, zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt ein drittes Triplett-Anregungsniveau zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau aufweisen.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt das Triplett-Anregungsniveau 2,1 eV bis 2,4 eV.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt ein drittes Singulett-Anregungsniveau aufweisen, das höher ist als das zweite Singulett-Anregungsniveau. Die lichtemittierende Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass ein Dexter-Energietransfer von dem dritten Triplett-Anregungsniveau zu dem ersten Triplett-Anregungsniveau stattfinden kann.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt eine Kernverbindung und einen Abstandshalter aufweisen, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer Außenfläche der Kernverbindung angeordnet ist.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Abstandshalter eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweisen. Die Kernverbindung weist ein Ende auf, das an den Abstandshalter gebunden ist.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Kernverbindung ein viertes Triplett-Anregungsniveau aufweisen, das niedriger ist als das erste Triplett-Anregungsniveau.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt eine Kernverbindung mit einem Ende aufweisen, das an einen Abstandshalter gebunden ist, der eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweisen kann.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweisen. Und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann eine Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweisen.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die erste gemeinsame Schicht, die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und die zweite gemeinsame Schicht in einem ersten Stapel vorhanden sein. Die lichtemittierende Vorrichtung kann ferner einen zweiten Stapel bis vierten Stapel zwischen der zweiten Elektrode und dem ersten Stapel sowie eine Ladungserzeugungsschicht zwischen benachbarten Stapeln des ersten Stapels bis vierten Stapels aufweisen. Einer von dem zweiten Stapel bis vierten Stapel kann eine einzelne grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht als lichtemittierende Schicht aufweisen und mindestens einer der verbleibenden Stapel von dem zweiten Stapel bis vierten Stapel kann eine einzelne blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht als lichtemittierende Schicht aufweisen.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht ferner den zweiten Wirt aufweisen.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht eine erste Schicht, die eine Oberfläche aufweist, die die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht berührt, wobei die erste Schicht den ersten Wirt, den zweiten Wirt und den ersten Dotierstoff aufweist, und eine zweite Schicht, die die andere Oberfläche der ersten Schicht berührt, die nicht die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht berührt, aufweisen. Die zweite Schicht kann den ersten Wirt und den ersten Dotierstoff aufweisen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die lichtemittierende Vorrichtung ferner eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln auf, wobei einer von der Mehrzahl von Stapeln die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweisen kann und mindestens einer der verbleibenden Stapel eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweisen kann, wobei der zweite Wirt ein drittes Triplett-Anregungsniveau zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau aufweisen kann.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt eine Kernverbindung und einen Abstandshalter aufweisen, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer äußeren Oberfläche der Kernverbindung angeordnet ist.
Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln aufweisen. Einer von der Mehrzahl von Stapeln kann eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweisen, die einander berühren, und mindestens einer der übrigen Stapel weist eine einzelne lichtemittierende Schicht auf. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweisen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen zweiten Dotierstoff aufweisen, der eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, aufweist, und einen zweiten Wirt, der ein drittes Triplett-Anregungsniveau zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau aufweist.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Wirt mindestens eines von einer Carbazolbasierten Verbindung, einer Fluor-basierten Verbindung, einer Dibenzofuran-basierten Verbindung, einer Triazin-basierten Verbindung und einer Chinazolin-basierten Verbindung aufweisen.
Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln aufweisen. Die Mehrzahl von Stapeln können einen ersten Stapel, der eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander berühren, aufweisen, und mindestens einer von verbleibenden Stapeln kann eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweisen. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff aufweisen, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen zweiten Dotierstoff aufweisen, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und einen zweiten Wirt, der eine Kernverbindung und einen Abstandshalter aufweist, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer Außenfläche der Kernverbindung angeordnet ist.
Der Abstandshalter kann eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweisen. Die Kernverbindung kann ein Ende aufweisen, das an den Abstandshalter gebunden ist.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweisen. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweisen.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Mehrzahl von Stapeln vier oder mehr Stapel aufweisen. Der erste Stapel kann mindestens eine von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode berühren.
In einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Mehrzahl von Stapeln vier oder mehr Stapel aufweisen. Mindestens einer von den verbleibenden Stapeln kann mindestens einen blauen Stapel, der eine blaue lichtemittierende Schicht aufweist, und einen phosphoreszierenden Stapel, der eine phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die Licht einer anderen Farbe als die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht emittiert, aufweisen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung ein Substrat, das eine Mehrzahl von Subpixeln aufweist, einen Ansteuerungsschaltkreis, der mindestens einen Dünnschichttransistor an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln aufweist, und die lichtemittierende Vorrichtung, die mit dem Ansteuerungsschaltkreis an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln verbunden ist, aufweisen.
Eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Substrat, das eine Mehrzahl von Subpixeln aufweist, einen Ansteuerungsschaltkreis, der mindestens einen Dünnschichttransistor an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln aufweist, und eine lichtemittierende Vorrichtung, die mit dem Ansteuerungsschaltkreis an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln verbunden ist, aufweisen. Die lichtemittierende Vorrichtung kann aufweisen: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander zugewandt und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen ersten Wirt und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) aufweist. Die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht kann aufweisen: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und ein zweites Singulett-Anregungsniveau (S1), und einen zweiten Wirt, zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau und zum Unterdrücken von Dexter-Energietransfer von dem ersten Dotierstoff.
Eine lichtemittierende Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Farbfilter zwischen dem Substrat und der lichtemittierenden Vorrichtung in mindestens einem von der Mehrzahl von Subpixeln aufweisen.
Dem Fachmann wird ersichtlich sein, dass im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne von dem Anwendungsbereich der Offenbarung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung solche Modifikationen und Variationen abdeckt, sofern sie in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020210194662 [0001]

Claims

Eine lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine erste Elektrode (300) und eine zweite Elektrode (400), die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind; eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320), die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode (300) und der zweiten Elektrode (400); eine erste gemeinsame Schicht (CML1) zwischen der ersten Elektrode (300) und der nicht-blauen phosphoreszierenden lichtemittierenden Schicht (320); und eine zweite gemeinsame Schicht (CML2) zwischen der blauen fluoreszierenden lichtemittierenden Schicht (330) und der zweiten Elektrode (400), wobei: die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) aufweist: einen ersten Wirt (h1), und einen ersten Dotierstoff (d1), der ein erstes Triplett-Anregungsniveau (T1), ein erstes Singulett-Anregungsniveau (S1) und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau (T1) und dem ersten Singulett-Anregungsniveau (S1) aufweist, und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) aufweist: einen zweiten Dotierstoff (d2), der aufweist: ein zweites Triplett-Anregungsniveau (T1), das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau (T1); ein zweites Singulett-Anregungsniveau (S1); und eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) zwischen dem zweiten Triplett-Anregungsniveau (T1) und dem zweiten Singulett-Anregungsniveau (S1), wobei die zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst) kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz (ΔEst); und einen zweiten Wirt (h2) zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau (S1) und zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff (d1).
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Wirt (h2) ein drittes Triplett-Anregungsniveau (T1) zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau (T1) und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau (T1) aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das dritte Triplett-Anregungsniveau (T1) 2,1 eV bis 2,4 eV beträgt.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei: der zweite Wirt (h2) ein drittes Singulett-Anregungsniveau (S1) aufweist, das höher ist als das zweite Singulett-Anregungsniveau (S1), und die lichtemittierende Vorrichtung so eingerichtet ist, dass ein Dexter-Energietransfer (DET2) von dem dritten Triplett-Anregungsniveau (T1) zu dem ersten Triplett-Anregungsniveau (T1) stattfinden kann.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Wirt (h2) eine Kernverbindung (531a) und einen Abstandshalter (531b), der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer äußeren Oberfläche der Kernverbindung (531a) angeordnet ist, aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Abstandshalter (531b) eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweist, und die Kernverbindung (531a) ein Ende aufweist, das an den Abstandshalter (531b) gebunden ist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Kernverbindung (531a) ein viertes Triplett-Anregungsniveau (T1) aufweist, das niedriger ist als das erste Triplett-Anregungsniveau (T1).
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Wirt (h2) eine Kernverbindung aufweist, die ein Ende aufweist, das an einen Abstandshalter (531b) gebunden ist, der eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweist, und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die erste gemeinsame Schicht (CML1), die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320), die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) und die zweite gemeinsame Schicht (CML2) in einem ersten Stapel (S1) vorhanden sind, und die lichtemittierende Vorrichtung ferner aufweist: einen zweiten Stapel bis vierten Stapel (S2, S3, S4) zwischen der zweiten Elektrode (400) und dem ersten Stapel (S1); und eine Ladungserzeugungsschicht (CGL1, CGL2, CGL3, CGL4) zwischen benachbarten Stapeln aus dem ersten Stapel bis vierten Stapel (S1, S2, S3, S4), wobei einer von dem zweiten Stapel bis vierten Stapel (S2, S3, S4) eine einzelne grüne phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (G EML) als eine lichtemittierende Schicht aufweist und mindestens einer der verbleibenden Stapel aus dem zweiten Stapel bis vierten Stapel (S2, S3, S4) eine einzelne blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (B EML1, B EML2) als eine lichtemittierende Schicht aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) ferner den zweiten Wirt (h2) aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) aufweist: eine erste Schicht, die eine Oberfläche aufweist, die die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) berührt, wobei die erste Schicht den ersten Wirt (h1), den zweiten Wirt (h2) und den ersten Dotierstoff (d1) aufweist; und eine zweite Schicht, die die andere Oberfläche der ersten Schicht berührt, die die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) nicht berührt, wobei die zweite Schicht den ersten Wirt (h1) und den ersten Dotierstoff (d1) aufweist.
Eine lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind; eine Mehrzahl von Stapeln (S1, S2, S3, S4) zwischen der ersten Elektrode (300) und der zweiten Elektrode (400); und eine Ladungserzeugungsschicht (CGL1, CGL2, CGL3, CGL4) zwischen der Mehrzahl von Stapeln (S1, S2, S3, S4), wobei einer von der Mehrzahl von Stapeln (S1, S2, S3, S4) eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht (330) und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) aufweist, die einander berühren, und mindestens einer von den verbleibenden Stapeln (S1, S2, S3, S4) eine einzelne lichtemittierende Schicht (EML) aufweist, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen ersten Wirt, und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz aufweist, und wobei die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau; und einen zweiten Wirt (h2), der ein drittes Triplett-Anregungsniveau (T1) zwischen dem ersten Triplett-Anregungsniveau (T1) und dem zweiten Triplett-Anregungsniveau (T1) aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der zweite Wirt (h2) mindestens eine von einer auf Carbazol basierenden Verbindung, einer auf Fluoren basierenden Verbindung, einer auf Dibenzofuran basierenden Verbindung, einer auf Triazin basierenden Verbindung und einer auf Chinazolin basierenden Verbindung aufweist.
Eine Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind; eine Mehrzahl von Stapeln zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Mehrzahl von Stapeln, wobei die Mehrzahl von Stapeln einen ersten Stapel aufweisen, der eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die einander berühren, und mindestens einer der übrigen Stapel eine einzelne lichtemittierende Schicht aufweist, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen ersten Wirt, und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz aufweist, und wobei die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, und ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau; und einen zweiten Wirt, der eine Kernverbindung und einen Abstandshalter, der in einem Abstand von 1 nm oder mehr von einer äußeren Oberfläche der Kernverbindung angeordnet ist, aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Abstandshalter eine Methylgruppe, eine tertiäre Butylgruppe oder eine Phenylgruppe aufweist, und die Kernverbindung ein Ende aufweist, das an den Abstandshalter gebunden ist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 600 nm bis 650 nm aufweist, und die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 430 nm bis 480 nm aufweist.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Mehrzahl von Stapeln (S1, S2, S3, S4) vier oder mehr Stapel (S1, S2, S3, S4) aufweist, und der erste Stapel (S1) mindestens eine von der ersten Elektrode (300) und der zweiten Elektrode (400) kontaktiert.
Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Mehrzahl von Stapeln (S1, S2, S3, S4) vier oder mehr Stapel (S1, S2, S3, S4) aufweist, und mindestens einer der verbleibenden Stapel (S1, S2, S3, S4) aufweist: mindestens einen blauen Stapel, der eine blaue lichtemittierende Schicht aufweist; und einen phosphoreszierenden Stapel, der eine phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist, die Licht einer anderen Farbe als die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht (320) emittiert.
Eine Lichtemittierende Anzeigevorrichtung, aufweisend: ein Substrat (100), das eine Mehrzahl von Subpixeln (R_SP, G_SP, B_SP, W_SP) aufweist; einen Ansteuerungsschaltkreis, der mindestens einen Dünnschichttransistor an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln (R_SP, G_SP, B_SP, W_SP) aufweist; und eine lichtemittierende Vorrichtung, die mit dem Ansteuerungsschaltkreis an jedem von der Mehrzahl von Subpixeln (R_SP, G_SP, B_SP, W_SP) verbunden ist, wobei die lichtemittierende Vorrichtung aufweist: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, eine blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht und eine nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht, die einander berühren, zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die nicht-blaue phosphoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen ersten Wirt, und einen ersten Dotierstoff, der ein erstes Triplett-Anregungsniveau und eine erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz aufweist, und wobei die blaue fluoreszierende lichtemittierende Schicht aufweist: einen zweiten Dotierstoff, der aufweist: eine zweite Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, die kleiner ist als die erste Singulett-Triplett-Anregungsniveaudifferenz, ein zweites Triplett-Anregungsniveau, das höher ist als das erste Triplett-Anregungsniveau, und ein zweites Singulett-Anregungsniveau, und einen zweiten Wirt zum Übertragen von Energie auf das zweite Singulett-Anregungsniveau und zum Unterdrücken eines Dexter-Energietransfers von dem ersten Dotierstoff.
Die Lichtemittierende Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 20, ferner aufweisend ein Farbfilter (109R, 109G, 109B) zwischen dem Substrat (100) und der lichtemittierenden Vorrichtung in mindestens einem von der Mehrzahl von Subpixeln (R_SP, G_SP, B_SP, W_SP).