CN101452996A - 有机发光二极管及具有其的有机电致发光显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机发光二极管及具有其的有机电致发光显示器件，本发明的有机发光二极管，其提高了发光效率和寿命，该有机发光二极管包括通过以预定比例混合Liq和预定化学分子式的有机物质而形成的电子传输层。由此，降低了有机发光二极管的驱动电压。结果，可提高有机发光二极管的发光效率和寿命。

Description

有机发光二极管及具有其的有机电致发光显示器件
本申请要求2007年12月7日提交的韩国专利申请No.10-2007-00126901的优先权，其全部内容在此结合作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管，尤其涉及一种具有改善特征的有机发光二极管及包括该有机发光二极管的有机电致发光显示器件。
背景技术
随着信息社会的发展，已广泛发展了能显示信息的平板显示器件。这些平板显示器件包括液晶显示(LCD)器件、有机电致发光显示器件、等离子体显示器件和场发射显示器件。在上面的平板显示器件中，有机电致发光显示器件是自身发光而不需要LCD器件所需的背光单元的有源器件。结果，有机电致发光显示器件可制造的较轻且较小，能使用较少的功率消耗，并可提供全色方案。此外，由于不需要LCD器件中包含的背光单元、滤色层和偏振板，所以有机电致发光显示器件具有简单的结构。
这些优点加速了有机电致发光显示器件的发展。结果，紧凑型的有机电致发光显示器件已经投放市场。
图1是普通有机电致发光显示器件的横截面图。参照图1，有机电致发光显示器件包括第一和第二基板10和70。第一和第二基板10和70使用密封剂80沿着第一和第二基板10和70的内边缘紧密地结合在一起，从而防止外部湿气侵入。
第一基板10设置有驱动元件20和有机发光二极管60。驱动元件20包括布置成限定每个像素的多条栅极线和多条数据线以及分别与栅极线和数据线电连接的多个薄膜晶体管(TFT)。
有机发光二极管60包括：布置在每个像素处并与每个TFT电连接的多个第一电极30、公共布置于每个像素的第二电极50、和形成在第一和第二电极30和50之间的多个有机发光单元40。每个第一电极30都与每个TFT电连接。
每个有机发光单元40都包括连续沉积的空穴注入层41、空穴传输层43、发光层45、电子传输层47、和电子注入层49，如图2中所示。空穴注入层41与第一电极30接触布置，而电子注入层49与第二电极50接触布置。
空穴注入层41和空穴传输层43帮助空穴易于注入到发光层45中。电子注入层49和电子传输层45帮助电子易于注入到发光层45中。各个层由有机物质形成。
然而，因为这些层并没有被最佳化，所以空穴和电子不容易注入到发光层45中。因而，发光层45的发光效率并没有提高，且有机发光二极管的原始寿命降低。此外，因为对于相同的发光效率来说需要施加较高的电压，所以增加了驱动电压。
发明内容
因此，本发明涉及一种有机发光二极管及具有其的有机电致发光显示器件，其基本克服了由于现有技术的限制和缺点而造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种有机发光二极管及具有其的有机发光器件，其具有通过在预定的有机物质中混合羟基喹啉锂(lithium quinolate)(此后将称作“Liq”)而形成的电子传输层，从而提高了发光效率，降低了驱动电压，并提高了原始寿命。
将在下面的描述中列出本发明其他的特征和优点，且其中一部分从下面的描述变得显而易见，或者通过本发明的实践可以理解到。通过在所写说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的优点。
根据本发明的一个方面，有机发光二极管包括：第一电极、第二电极、和形成在第一和第二电极之间且包含有电子传输层的有机发光单元，其中所述电子传输层由有机物质和Liq的混合物形成。
根据本发明的另一个方面，有机电致发光显示器件包括：包含驱动元件的第一基板、结合到第一基板的第二基板、和在第一和第二基板的任意一个基板上形成的有机发光二极管。每个有机发光二极管都包括第一电极、和形成在第一和第二电极之间且包含有电子传输层的有机发光单元。所述电子传输层由有机物质和Liq的混合物形成。
根据下面附图的解释和详细的描述，其他系统、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将是或者变得显而易见。应注意，所有这些系统、方法、特征和优点应包含在该说明书内，包含在本发明的范围内，并由随后的权利要求保护。该部分不应解释为对权利要求的限制。在下面结合实施方式进一步描述方面和优点。应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是典型性的和解释性的，意在提供如权利要求所述的本发明进一步的解释。
附图说明
用于提供对本发明实施方式的进一步理解且结合在本申请中构成本申请一部分的所附的附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并且其与本申请的说明书一起用来解释本发明的公开。。在附图中：
图1是普通有机电致发光显示器件的横截面图；
图2是图1的有机发光二极管的概念示图；
图3是根据本发明一个实施方式的有机发光二极管的概念示图；和
图4是显示图3的有机发光二极管的发光寿命(light span)特性的曲线。
具体实施方式
现在将参照本发明的优选实施方式详细描述，附图中图解了其实施例。在任何时候，在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
图3是根据本发明一个实施方式的有机发光二极管的概念示图。参见图3，根据本实施方式的有机发光二极管包括：第一电极30、第二电极50、和形成在第一和第二电极50之间的有机发光单元100。在有机发光单元100中，依次沉积有空穴注入层41、空穴传输层43、发光层45、电子传输层110和电子注入层49。空穴注入层41与第一电极30接触布置，而电子注入层49与第二电极50接触布置。
第一电极30由透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。第二电极50由诸如铝(Al)、铬(Cr)或金(Au)这样的不透明导电材料形成。
空穴注入层41需要在空穴注入层41中注入更多的空穴。空穴传输层43需要将更多注入到空穴注入层41中的空穴传输到发光层45。电子注入层49需要在电子注入层49中注入更多的电子。电子传输层110需要将更多注入到电子注入层49中的电子传输到发光层45。
发光层45通过电子和空穴的复合而发射红色光、绿色光或蓝色光。空穴注入层41、空穴传输层43、发光层45、电子传输层110和电子注入层49每个都由有机物质形成。如果需要的话，给发光层45添加掺杂物。
在本实施方式中，通过将Liq和具有由分子式1表示的化合物的有机物质混合形成电子传输层110。该化合物是咪唑衍生物。
[化学分子式1]
在化学分子式1中，R1—R6可独立地或同时地选自如下的基团：氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环基、取代或未取代的硅基、取代或未取代的硼基、氨基、腈基、硝基、卤素基、酰胺基和酯基。R7选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环状基、和取代或未取代的硅基。R8选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂环基。
现在将详细描述本本发明实施方式的化合物。化学分子式1的化合物是新的化合物，也将详细描述其取代基。
化学分子式1的R1—R8的烷基具有1—30个碳原子。化学分子式1的R1—R6的烷氧基和链烯基具有1—30个碳原子。尽管化学分子式1的R1—R8的芳基可为苯基、萘基、蒽(antracenyl)基、联苯基、芘基或
Figure A200810172629D0007181521QIETU
基，但本实施方式并不限于此。尽管化学分子式1的R1—R6的芳胺基可为二苯基胺基、苯基萘胺基、二甲苯胺基、苯基甲苯胺基、咔唑基、或三苯胺基，但本实施方式并不限于此。尽管化学分子式1的R1—R8的杂环基可为吡啶基、联吡啶基、吖啶基、噻吩基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、或喹啉基，但本实施方式并不限于此。尽管化学分子式1的R1—R6的卤素基可为氟、氯、溴或碘，但本实施方式并不限于此。
在本实施方式中，R7可以选自取代或为取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂芳基。烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯乙基、己基和庚基。环烷基包括环苯乙基(cyclophenethyl)和环己基。烷基或环烷基优选不产生1—30个碳原子的位阻，但本实施方式并不限于此。芳基可为苯基、联苯基或萘基。此外，芳基可以是诸如吡啶基、联吡啶基、喹啉基或异喹啉基这样的杂芳基。
在本实施方式中，当化学分子式1的R1—R8被其它取代基取代时，其可以具有一个或多个选自如下的取代基：-CN、硝基、羰基、胺基、烷基、链烯基、芳基、芳胺基、杂环基、脂族环基、-BRR’和-SiRR’R”。R，R’和R”彼此相同或不同并独立地选自C1—C20的烷基、C6—C20的芳基、或被C1—C20的烷基取代的C6—C20的芳基。烷基可以是C1—C20，链烯基可以是C2—C20。芳基可以是C6—C20，芳胺基可以是被C6—C20的芳基取代的胺基。在具有上述取代基的化学分子式1的化合物中，基于取代基的类型，根据上述核心主体结构的化合物的特性不会发生变化。当化学分子式1的R1—R8被其它取代基取代时，本实施方式并不意指其中该取代基为OH的情形。
在化学分子式1中，R1和R2不同时是氢，并可选自氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的芳胺基、和取代或未取代的杂环基。R3—R6选自氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺基、和取代或未取代的杂环基。R7选自烷基、苯基、联苯基、和萘基。R8选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂环基。
在化学分子式1中，R1，R2和R8选自芳基和杂环基，R3—R6为氢，R7选自烷基和芳基。Liq具有5.58eV的导带和3.153eV的价带。Liq具有降低势垒的效果。
如图3中所示，包括Liq的电子传输层110的价带112设为3.153eV，导带114设为5.58eV。与常规的电子传输层相比，降低了价带112的势垒，从而更多的电子注入层49的电子易于传输到发光层45。
因而，在本实施方式中，通过将Liq和包括由化学分子式1表示的咪唑衍生物的有机物质混合而形成电子传输层110的方法，可降低势垒，从而更多的电子易于注入进发光层45中。因此，提高了发光层45的发光效率。此外，由于降低了势垒，所以可以以低电压驱动有机发光二极管。此外，本实施方式的电子传输层110提高了与电子注入层49的界面特性，从而提高了电子注入特性和有机发光二极管的原始发光寿命。
在本实施方式中，如表1中所示，对其中仅使用包括由化学分子式1表示的咪唑衍生物的有机物质，和以不同混合比例使用Liq和包括由化学分子式1表示的咪唑衍生物的有机物质的混合物的每个情形进行了试验。测量每个都具有电子传输层并由每个样品形成的有机发光二极管的特性。
[表1]
 
样品 混合比例 驱动电压(V)  发光强度(cd/A) 发光效率(lm/w)  颜色(CIE_x)    颜色(CIE_y)    寿命(hr)
仅具有化学分子式1的化合物          4.6 5.9 4.0 0.137 0.202 0.65
化学分子式1的化合物+Liq            3:1 4.1 6.7 5.2 0.137 0.201 7.5
化学分子式1的化合物+Liq            1:1 3.8 7.7 6.3 0.137 0.203 6.25
化学分子式1的化合物+Liq            1:3 3.9 8.2 6.6 0.137 0.205 10.2
如表1中所示，与由化学分子式1的化合物形成的电子传输层相比，在其中化学分子式1的化合物与Liq的混合比例为3:1，1:1和1:3的，例如重量混合比为3:1，1:1和1:3的所有电子传输层中，驱动电压降低，发光强度和发光效率升高，寿命延长。尤其是当化学分子式1的化合物与Liq的混合比例为1:1时，例如重量混合比为1:1时，驱动电压最低。当化学分子式1的化合物与Liq的混合比例为1:3时，例如重量混合比为1:3时，发光强度、发光效率和寿命都达到最佳。因而，在本实施方式中，当化学分子式1的化合物与Liq的混合比例，如重量混合比在30—300％的范围内时，驱动电压、发光强度、发光效率、和寿命全部为优良。如图4中所示，与由化学分子式1的化合物形成的由表中第1行表示的电子传输层相比，在其中化学分子式1的化合物与Liq的混合比例，如重量混合比例分别为3:1，1:1和1:3的由表中第2，3和4行表示的电子传输层的寿命普遍提高。
在有机发光二极管的制造方法中，首先通过构图形成第一电极30。然后，在沉积工序中使用硬掩模(没有示出)在第一电极30上依次沉积空穴注入层41、空穴传输层43、发光层45、电子传输层110和电子注入层49。
在沉积工序中使用硬掩模，由Liq和化学分子式1的化合物的混合物形成电子传输层110。Liq与化学分子式1的化合物的混合比例，如重量混合比可以在30—300％的范围内。通过构图在电子注入层49上形成第二电极50。形成用于驱动有机发光二极管的驱动元件，从而制造了有机电致发光显示器件。
例如，驱动元件和有机电致发光显示器件可形成在第一基板上。可选择地，驱动元件可形成在第一基板上，而有机发光二极管形成在第二基板上。使用密封剂将第一和第二基板结合，从而形成有机电致发光显示器件。
如上所述，在根据本发明的有机发光二极管和有机电致发光显示器件中，因为通过以预定比例混合Liq和具有预定化学分子式的有机物质形成电子传输层，所以可降低驱动电压并可提高发光效率和寿命。
在本发明中可进行各种修改和变化，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书及其等同物范围内的对本发明所作的修改和变化。

Claims (9)

1.一种有机发光二极管，包括：
第一电极；
第二电极；和
在第一和第二电极之间的有机发光单元，该有机发光单元包括由有机物质和Liq的混合物形成的电子传输层。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机物质是由化学分子式1表示的化合物，
[化学分子式1]
Figure A200810172629C00021
其中，在化学分子式1中，R1—R6可独立地或同时选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环状基、取代或未取代的硅基、取代或未取代的硼基、氨基、腈基、硝基、卤素基、酰胺基和酯基，R7选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环状基、和取代或未取代的硅基，R8选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂环基。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管，其特征在于，R1和R2不同时是氢，并选自氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的芳胺基、和取代或未取代的杂环基，R3—R6选自氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺基、和取代或未取代的杂环基，R7选自由烷基、苯基、联苯基、和萘基，R8选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂环基。
4.根据权利要求2所述的有机发光二极管，其特征在于，所述化合物是咪唑衍生物。
5.根据权利要求2所述的有机发光二极管，其特征在于，Liq与化学分子式1的化合物的重量混合比例在30—300％的范围内。
6.一种有机电致发光显示器件，包括：
包含有驱动元件的第一基板；
结合到第一基板的第二基板；和
在第一和第二基板任意一个上的有机发光二极管，该有机发光二极管包括：
第一电极；
第二电极；和
在第一和第二电极之间的有机发光单元，该有机发光单元包括由有机物质和Liq的混合物形成的电子传输层。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述有机物质是由化学分子式1表示的化合物，
[化学分子式1]
Figure A200810172629C00031
其中，在化学分子式1中，R1—R6可独立地或同时选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环状基、取代或未取代的硅基、取代或未取代的硼基、氨基、腈基、硝基、卤素基、酰胺基和酯基，R7选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的脂族环状基、和取代或未取代的硅基，R8选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、和取代或未取代的杂环基。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述化合物是咪唑衍生物。
9.根据权利要求7所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，Liq与化学分子式1的化合物的重量混合比例在30—300％的范围内。
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