CN102456840A

CN102456840A - 有机发光二极管器件

Info

Publication number: CN102456840A
Application number: CN201110327665XA
Authority: CN
Inventors: 金昌五; 金禾景; 皮性勋; 宋基旭
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-05-16
Also published as: DE102011054644B4; KR20120041460A; US20120098012A1; DE102011054644A1

Abstract

本发明公开了一种有机发光器件。根据本发明一个实施例的有机发光器件包括阳极；设置在所述阳极上并且包括第一发光层的第一叠层，所述第一发光层包括用于一种基质的蓝色掺质；设置在所述第一叠层上的电荷产生层；设置在所述电荷产生层上的第二叠层，所述第二叠层包括用于一种基质的蓝色和黄色掺质，或者是用于一种基质的蓝色、红色和绿色掺质；以及设置在所述第二叠层上的阴极。

Description

有机发光二极管器件

本申请要求享有2010年10月21日提交的韩国专利申请No.10-2010-0102923的权益，在此引用该申请引入本文。

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管器件。更具体地说，本发明涉及一种能够改善发光效率的有机发光二极管器件。

背景技术

近来，随着多媒体数据的广泛应用，平板显示器(FPD)日益重要。为了满足这种需求，包括液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、场致发射显示器(FED)、有机发光器件等等的各种类型的平板显示器得以商业化。

特别是，有机发光器件响应速度高(1毫秒或者低于1毫秒)、消耗功率很低并且包括自发光材料。有机发光器件在视野方面没有限制；因此，无论所要实现的器件尺寸如何，有机发光器件作为视频显示媒体都具有吸引力。而且，由于可以在低温下生产有机发光器件，并且有机发光器件的相关制造工艺采用了传统半导体制造工艺，非常简单，因此有机发光器件作为下一代平板显示设备受到关注。

有机发光器件包括在阳极和阴极之间的发光层。来自阳极的空穴和来自阴极的电子在发光层组合，由此形成激子，激子是电子空穴对。有机发光器件由于激子返回到基态时产生的能量而发光。

正在开发各种结构的有机发光器件。尤其是，白色有机发光器件具有这样的结构：由红色、绿色和蓝色发光层构成叠层结构。

由于蓝色发光层的预期寿命很短并由此造成颜色稳定度低；并且驱动电压相对较高，因此具有所述叠层结构的白色有机发光器件存在问题。为了解决上述问题，增加了更多的层，使得原始结构更加复杂，并且不适合批量生产。

发明内容

本发明提供一种有机发光器件，其改善颜色稳定度和发光效率并且降低功耗。

根据本发明一个实施例的有机发光器件包括阳极；设置在所述阳极上并且包括第一发光层的第一叠层，所述第一发光层包括用于一种基质的蓝色掺质；设置在所述第一叠层上的电荷产生层；设置在所述电荷产生层上的第二叠层，所述第二叠层包括用于一种基质的蓝色和黄色掺质，或者是用于一种基质的蓝色、红色和绿色掺质；以及设置在所述第二叠层上的阴极。

附图说明

附图提供对于本发明的进一步的理解，附图结合到说明书中并构成本说明书的一部分；这些附图示出本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示出根据本发明一个实施例的有机发光器件；

图2是根据本发明一个实施例的有机发光器件的简化视图；

图3a和3b示出按照根据本发明一个实施例的有机发光器件的发光层位置的光增强/消除程度；

图4示出根据本发明的比较例2所制造的有机发光器件的发光光谱；以及

图5示出根据本发明的实验例和比较例1所制造的有机发光器件的发光光谱。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，附图中图示出了这些实施例的范例。

图1示出根据本发明一个实施例的有机发光器件；图2是根据本发明一个实施例的有机发光器件的简化视图；而图3a和3b示出按照根据本发明一个实施例的有机发光器件的发光层位置的光增强/消除程度。

参考图1，根据本发明第一实施例的有机发光器件100可以对应于包括黄色波长光和蓝色波长光的白色有机发光器件。

根据本发明一个实施例的有机发光器件100包括在基板110上的阳极120、位于所述阳极120上的包括第一发光层134的第一叠层130、位于所述第一叠层130上的电荷产生层140、位于所述电荷产生层140上的包括第二发光层153的第二叠层150以及位于所述第二叠层上的阴极160。

所述基板110可以由透明玻璃、塑料或者导电材料制成。

所述阳极120可以是透明电极或者反射电极。如果所述阳极120是透明电极，则所述阳极120可以由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或者ZnO(氧化锌)构成。类似地，如果所述阳极120是反射电极，则所述阳极120可以进一步包括由Al、Ag或者Ni构成的反射层，所述反射层位于由ITO、IZO或者ZnO构成的层的下方。此外，所述阳极120还可以包括在由ITO、IZO或者ZnO构成的两个层之间的反射层。

第一叠层130可以包括第一发光层134，第一发光层134包括用于一种基质的荧光蓝色掺质。第一叠层130仅仅包括蓝色发光层作为第一发光层134，并且第一叠层130仅仅发出蓝色光线，以改善蓝色稳定度。

第一发光层134发出蓝色光线；第一发光层134可以是一种基质与荧光蓝色掺质的混合。

作为一个范例，第一发光层134可以是基质材料与荧光蓝色掺质的混合，所述基质材料例如是AND(9，10-二(2-萘基)蒽)或者DPVBi(4，4′-双(2，2-二苯乙烯-1-基)联苯)，所述荧光蓝色掺质例如是1，6-双(二苯胺)芘或者TBPe(四双叔丁基苝)。

此外，所述荧光蓝色掺质可以是深蓝色或者天蓝色掺质。所述深蓝色掺质的范例包括4′-N，N-二苯氨基苯乙烯基-三苯基(DPA-TP)；2，5，2′，5′-2，5，2′，5′-四苯乙烯基-联苯：TSB；蒽衍生物；p-双(p-N，N-二苯基-氨基苯乙烯基)甲苯；或者苯基环戊二烯。

第一叠层130可以进一步包括在阳极120和第一发光层134之间形成的空穴注入层131；第一空穴传输层132；第二空穴传输层133；以及在所述第一发光层134和所述电荷产生层140之间形成的第一电子传输层135。

空穴注入层131便于将空穴从阳极120注入第一发光层134；并且所述空穴注入层131由选自CuPc(铜酞菁)、PEDOT(聚(3，4-亚乙二氧基噻吩))、PANI(聚苯胺)和NPD(N，N-二苯基-N，N′-二苯基联苯胺)组成组的一种或多种物质构成；但是不局限于上述物质。

第一空穴传输层(HTL)132和第二空穴传输层133便于传输空穴；并且由选自NPD(N，N-二苯基-N，N′-二苯基联苯胺)、TPD(N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺)、s-TAD和MTDATA(4，4′，4′-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)组成组的一种或多种物质构成；但是不局限于上述物质。

第一电子传输层(ETL)135便于传输电子；并且由选自Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、PBD、TAZ、螺环PBD(spiro-PBD)、BAlq和SAlq组成组的一种或多种物质构成；但是不局限于上述物质。

电荷产生层(CGL)140由双层构成。

更具体来讲，电荷产生层140可以是结合N型电荷产生层141和P型电荷产生层142的PN结电荷产生层。此时，PN结电荷产生层140产生电荷，或者将它们分离为空穴和电子；并且将电荷注入单独的发光层。换句话说，N型电荷产生层141为邻近于阳极的第一发光层134提供电子，而P型电荷产生层142为邻近于阴极160的第二发光层153提供空穴，由此，可以进一步改善包括多个发光层的有机发光器件的发光效率，同时可以降低驱动电压。

P型电荷产生层142可以由金属或者具P型掺质的有机材料构成。在此，所述金属可以是由选自Al、Cu、Fe、Pb、Zn、Au、Pt、W、In、Mo、Ni和Ti组成组的一种金属或者由选自上述组的两种或更多种金属构成的合金。此外，P型掺质和用于具P型掺质的有机材料的基质可以采用传统材料。例如，P型掺质可以是选自由四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌(F4-TCNQ)、四氰二甲基对苯醌的衍生物、碘、FeCl₃、FeF₃和SbCl₅组成组的一种物质。此外，所述基质可以是选自由N，N′-二(萘-1-基)-N，N-二苯基-联苯胺(NPB)、N，N′-二苯基-N，N′-双(3-甲苯基)-1，1-二苯基-4，4′-二胺(TPD)和N，N′，N′-四萘基-联苯胺(TNB)组成组的一种物质。

N型电荷产生层141可以由金属或者具N型掺质的有机材料构成。此时，所述金属可以是选自由Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy和Yb组成组的一种金属。此外，N型掺质和用于具N型掺质的有机材料的基质可以采用传统材料。例如，所述N型掺质可以是碱金属、碱金属化合物、碱土金属或者碱土金属化合物。更具体地说，所述N型掺质可以是选自由Cs、K、Rb、Mg、Na、Ca、Sr、Eu和Yb组成组的一种物质。所述基质材料可以是选自由三(8-羟基喹啉)铝、三嗪、羟基喹啉衍生物、吲哚(benzazol)衍生物和噻咯衍生物组成组的一种物质。

第二叠层150可以包括用于一种基质的蓝色和黄色掺质；或者第二发光层153包括用于一种基质的蓝色、红色和绿色掺质。

作为一个范例，如果第二发光层153包括用于一种基质的蓝色和黄色掺质，则可以采用与用于所述基质相同的材料以及第一发光层134的蓝色掺质作为基质和蓝色掺质，同时使用Irpq2acac(乙酰乙酸双(2-苯基喹啉)铱)作为黄色磷光掺质。

另一方面，如果第二发光层153包括蓝色、红色和绿色掺质，则可以采用Ir(piq)2acac(二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III))作为用于所述基质的红色磷光掺质，同时可以使用Irppy3(三(2-苯基吡啶)合铱)作为绿色磷光掺质。

第二叠层150可以进一步包括在电荷产生层140和第二发光层153之间形成的第三空穴传输层151和第四空穴传输层152；以及在第二发光层153和阴极160之间形成的第二电子传输层154和电子注入层155。

由于第三空穴传输层151、第四空穴传输层152和第二电子传输层154与第一空穴传输层132和第一电子传输层135相同，因此将省略相关的说明。

电子注入层(ETL)155便于注入电子；并且由Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、PBD、TAZ、螺环PBD、BAlq或者SAlq构成；但是不局限于上述物质。电子注入层155可以进一步包括碱金属或者包含碱土金属的金属化合物。

阴极160可以由铝(Al)、镁(Mg)、银(Ag)或者上述金属的合金构成。此时，阴极160可以形成为薄到使得在前表面发光的情况下，光线能够穿过阴极160。另一方面，阴极160可以被形成为厚到在后表面发光的情况下反射光线。

在根据本发明一个实施例的如上构成的有机发光器件中，可以如下设置每一发光层。

参考图2，本发明的第一发光层134可被设置为与阳极120的表面分开第一距离X1，并且可被设置在不超过第二距离X2的位置处。此时，第一距离X1的范围可以从50nm至175nm，而第二距离X2的范围可以从75nm至200nm。

换句话说，本发明的第一发光层134可以设置在距离阳极120的表面的50至75nm内或者175至200nm内。

本发明的第二发光层153可以设置为与阳极120的表面分离开第三距离X3，并且可以设置在不超过第四距离X4的位置处。此时，第三距离X3可以是285nm，而第四距离X4可以是310nm。

换句话说，本发明的第二发光层153可以设置在距离阳极120的表面的285至310nm内。

如上所述，参考图3a和3b，图3a和3b示出根据本发明的第一发光层134和第二发光层153的位置的光增强/消除的程度，纵轴表示发光层与阳极表面分离开的距离，而横轴表示光的波长。

光增强最大的区域对应于等高线图的中心区域。离中心区域越远，光增强变得越弱，而具有最深颜色的区域对应于光被消除(cancel out)的区域。

首先，参考图3a，具有450nm波长的蓝色光线的增强的区域表现为大多数对应于与阳极表面分离开大约180nm的区域以及分离开大约310nm的区域。此外，如图3b中所示，具有450nm波长的蓝色光线的增强的区域表现为大多数对应于与阳极表面分离开大约60nm的区域。

因此，通过将第一发光层134设置在距离阳极120的表面的50至75nm或者175至200nm的范围内，并且将第二发光层153设置在距离阳极120的表面285至310nm的范围内，蓝色光线可以表现出最大发光效率。

如上所述，根据本发明一个实施例的有机发光器件在第一发光层发出蓝色光线；并且该有机发光器件在第二发光层处除了包含红色和绿色掺质之外还包括黄色掺质或者蓝色掺质，改善了蓝色光线的发光效率。

此外，本发明提供了以下优点：随着调节第一和第二发光层的位置，蓝色光线可以显示出最大发光效率。

下文，将描述根据本发明一个实施例的实验例。然而，下文所说明的实验例仅仅是本发明的一个实施例，而并不局限于下文所述的例子。

<实验例>

以发光区域的尺寸达2mmx2mm对ITO玻璃进行构图，并清洗构图后的ITO玻璃。将基板装载到真空室中，并向该真空室施加1×10^-6torr的基础压力。以的厚度，将空穴注入层DNTPD涂布在相当于阳极的ITO上。以

的厚度涂布第一空穴传输层NPD，以及以

的厚度涂布第二空穴传输层NPD。

将具有荧光蓝色掺质Ir(pFCNp)3的真空涂层施用到基质AND(9，10-二(2-萘基)蒽)，形成厚度为

的第一发光层。此时，荧光蓝色掺质的掺杂密度是5％。以

的厚度涂布第一电子传输层Alq3；以

的厚度涂布N型电荷产生层Li；以及以

的厚度涂布P型电荷产生层Al。

接下来，分别以

和

的厚度涂布第三和第四空穴传输层NPD。将具有蓝色荧光掺质Ir(pFCNp)3、绿色磷光掺质Ir(ppy)3和红色磷光掺质Ir(mnapy)3的真空涂层施用到基质CBP，形成厚度为的红色发光层。此时，对于每一种掺质，掺质的掺杂密度是2wt％。接下来，以

的厚度涂布第二电子传输层Alq3；以

的厚度涂布电子注入层LiF；以及以

的厚度涂布阴极Al，以制造有机发光器件。

<比较例1>

除了第二发光层没有掺杂蓝色荧光掺质之外，以与实验例相同的工艺条件制造有机发光器件。

<比较例2>

除了用黄色磷光掺质Irpq2acac掺入基质CBP而形成第二发光层之外，以与实验例相同的工艺条件制造有机发光器件。

测量根据比较例2制造的有机发光器件的发光光谱，并且在图4中示出测量结果。测量根据实验例和比较例1制造的有机发光器件的发光光谱，并且在图5中示出测量结果。

参考图4和5，根据实验例的有机发光器件沿着范围从450至500nm的带宽的强度图比比较例1和2的强度图宽。因此，可以看出，根据实验例的有机发光器件的蓝色光线的发光效率得到了改善。

并且，在根据实验例和比较例1制造的各有机发光器件处安装了滤色片。对发光效率和颜色坐标进行测量，并在下表中示出了测量结果。

【表1】

参考上面的表1，可以看出，与比较例1的颜色坐标相比，根据实验例的有机发光器件的R、G、B颜色坐标已经得到改善，并且蓝色(B)光线的发光效率也已经得到了改善。

此外，通过在根据比较例1和实验例所制造的各有机发光器件处安装滤色片，制造白色有机发光器件。对发白光所需的功耗、面板亮度以及面板电流进行测量，并在下面的表2和表3中示出。

【表2】

【表3】

参考表2和3，可以看出，与比较例1相比，根据实验例所制造的白色有机发光器件改善了白色光线的功耗和面板亮度。

如上所述，根据本发明一个实施例的有机发光器件通过形成包括第一发光层的第一叠层以及包括第二发光层的第二叠层改善了白色有机发光器件的颜色稳定度和发光效率，并降低了功耗，所述第一发光层由蓝色磷光掺质构成，所述第二发光层由黄色磷光掺质或者绿色和红色磷光掺质还有蓝色掺质的混合物构成。

此外，根据本发明一个实施例的有机发光器件可以提供一种能够通过优化发光层的位置而展示最大发光效率的有机发光器件。

上述实施例以及优点仅仅是示例性的，而不应被视为限制本发明。本教导内容可被容易地应用于其他类型的设备。上述实施例的描述意在进行举例说明，而并不是对权利要求的范围进行限制。许多替代方案、修改和变型对于本领域技术人员都是清楚明白的。在权利要求中，装置加功能的语句意在覆盖此处所述的执行所述功能的结构，不仅仅是功能等效物，也涵盖等效结构。此外，除非在权利要求的限制内容中明确记载了术语“装置”，否则这样的限制内容应当按照35USC112(6)来解释。

Claims

1.一种有机发光器件，包括：

阳极；

设置在所述阳极上并且包括第一发光层的第一叠层，所述第一发光层包括用于一种基质的蓝色掺质；

设置在所述第一叠层上的电荷产生层；

设置在所述电荷产生层上的第二叠层，所述第二叠层包括用于一种基质的蓝色和黄色掺质，或者用于一种基质的蓝色、红色和绿色掺质；以及

设置在所述第二叠层上的阴极。

2.根据权利要求1所述的有机发光器件，还包括所述第一叠层包括在所述阳极和所述第一发光层之间形成的空穴注入层；

第一空穴传输层和第二空穴传输层；以及

在所述第一发光层和所述电荷产生层之间形成的第一电子传输层。

3.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第二叠层进一步包括在所述电荷产生层和第二发光层之间形成的第三空穴传输层和第四空穴传输层；以及

在所述第二发光层和所述阴极之间形成的第二电子传输层和电子注入层。

4.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述电荷产生层是PN结电荷产生层。

5.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第一发光层的蓝色掺质是荧光的。

6.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第二发光层的黄色、绿色和红色掺质的至少一种或多种是磷光的。

7.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第一发光层和所述第二发光层的蓝色掺质是天蓝色掺质或者深蓝色掺质。

8.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第一发光层被设置在距离所述阳极表面的50至75nm范围内或者175至200nm范围内。

9.根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述第二发光层被设置在距离所述第一电极表面的285至310nm范围内。