CN103915470B - 有机发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有机发光显示装置。公开了一种通过用空穴传输层掺杂P型电荷生成层来具有减小的驱动电压和增加的寿命的有机发光显示装置。有机发光显示装置包括彼此相对地布置在基板上的第一电极和第二电极、包括顺序地堆叠在第一电极上的空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层和第一电子传输层的第一堆叠、包括顺序地堆叠在第一堆叠和第二电极之间的第二空穴传输层、第二发光层和第二电子传输层的第二堆叠以及布置在第一堆叠与第二堆叠之间并且包括N型电荷生成层和P型电荷生成层以控制第一堆叠与第二堆叠之间的电荷平衡的电荷生成层。P型电荷生成层掺杂有空穴传输材料，其量为P型电荷生成层的体积的1%至20%。

Description

有机发光显示装置
技术领域
本发明涉及一种有机发光显示装置，并且更具体地涉及一种有机发光显示装置，其通过利用空穴传输材料掺杂P型电荷生成层来减少驱动电压并且增加寿命。
背景技术
对于作为先进的信息和通信中的核心技术的在屏幕上显示各种信息的图像显示装置来说，持续地开发了具有改进的性能的轻薄的便携装置。目前，通过调整从有机发光显示层发射的光的量来显示图像的有机发光显示装置近来作为重量更轻并且体积更小(阴极射线管(CRT)具有的缺点)的平板显示装置而受到关注。有机发光显示装置被视为最有竞争力的产品，这是因为它们不需要单独的光源并且实现了紧凑的装置设计和生动的颜色再现。
在该方面，作为通过将薄的发光层置于电极之间而制造的自发光装置的有机发光装置(OLED)可以具有纸状薄的分层结构。特别地，有机发光装置包括阳极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和阴极。
如上所述，在有机发光显示装置中使用的有机发光装置通常具有单堆叠结构。然而，多堆叠结构的应用持续地增加。
具有多堆叠结构的有机发光装置包括阳极、阴极和顺序地堆叠在阳极与阴极之间的第一堆叠、电荷生成层和第二堆叠。
这里，第一堆叠包括布置在阳极上的空穴传输层、发光层和电子传输层，并且第二堆叠包括空穴传输层、发光层和电子传输层。
电荷生成层布置在第一堆叠与第二堆叠之间以控制其间的电荷平衡并且包括N型电荷生成层和P型电荷生成层。
这里，P型电荷生成层生成空穴和电子，将电子注入到N型电荷生成层，并且将空穴注入到第二堆叠的空穴传输层。当前，P型电荷生成层由HAT(CN)6单独形成。然而，由于HAT(CN)6具有低效的空穴生成和空穴注入，因此包括其的有机发光显示装置会具有增加的驱动电压和减少的寿命。
本申请要求2012年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2012-0158195和2013年5月31日提交的韩国专利申请No.10-2013-0062631的优先权，通过引用将其并入这里，如在此完全阐述一样。
发明内容
因此，本发明涉及一种有机发光显示装置，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种有机发光显示装置，其通过将空穴传输材料掺杂在P型电荷生成层中而具有减小的驱动电压和增加的寿命。
在随后的描述中将会部分地阐述本发明的额外的优点、目的和特征，并且部分优点、目的和特征对于已经研究过下面所述的本领域技术人员来说将是显而易见的，或者部分优点、目的和特征将通过本发明的实践来知晓。通过在给出的描述及其权利要求以及附图中特别地指出的结构可以实现并且获得本发明的目的和其它的优点。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如在此具体化并且广泛描述的，一种有机发光显示装置包括彼此相对地布置在基板上的第一电极和第二电极、包括顺序地堆叠在第一电极上的空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层和第一电子传输层的第一堆叠、包括顺序地堆叠在第一堆叠与第二电极之间的第二空穴传输层、第二发光层和第二电子传输层的第二堆叠以及布置在第一堆叠与第二堆叠之间并且包括N型电荷生成层和P型电荷生成层以控制第一堆叠与第二堆叠之间的电荷平衡的电荷生成层。P型电荷生成层掺杂有空穴传输材料，其量为P型电荷生成层的体积的1％至20％。
这里，掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有5.0×10-5Vs/cm2至1.0×10-2Vs/cm2的迁移率。
掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有5.0eV至6.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级。
掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有2.0eV至3.5eV的最低未占据分子轨道(LUMO)能级。
掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有9.0×10-3Vs/cm2的迁移率、2.1eV的LUMO能级和5.2eV的HOMO能级。
掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有1.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.2eV的LUMO能级和5.5eV的HOMO能级。
掺杂在P型电荷生成层中的空穴传输材料可以具有6.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.3eV的LUMO能级和5.6eV的HOMO能级。
有机发光显示装置可以进一步包括位于掺杂有空穴传输材料的P型电荷生成层与N型电荷生成层之间的缓冲层。
可以通过共沉积第二堆叠的第二空穴传输层和掺杂有空穴传输材料的P型电荷生成层来形成第二堆叠的第二空穴传输层。
有机发光显示装置可以进一步包括另一空穴传输层，其包括与第一空穴传输层不同的空穴传输材料并且位于第一堆叠的第一空穴传输层与第一发光层之间。
有机发光显示装置可以进一步包括另一空穴传输层，其包括与第二空穴传输层不同的空穴传输材料并且位于第二堆叠的第二空穴传输层与第二发光层之间。
附图说明
附图被包括进来以提供本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1A至图1D是示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的R、G、B和W子像素的等效电路图；
图2是示出图1A至图1D中所示的有机发光显示装置的R、G、B和W子像素的截面图；
图3是示出图2的白光有机发光显示装置的透视图；
图4是图2的白光有机发光显示装置的能带图；
图5A至图5B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况A的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图6A至图6B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况B的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图7A至图7B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和均包括掺杂有根据本发明的情况C的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图8A至图8B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况D的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图9A至图9D是示出根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的均包括掺杂有作为空穴传输材料的NPB或TPD的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图10A至图10C是示出根据本发明的第二实施方式的白光有机发光装置的截面图；
图11A至图11B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的第一和第二实施方式的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图12A至图12B是示出根据第一和第二P型电荷生成层的厚度的根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的第二实施方式的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图；
图13是用于描述制造根据图10B中所示的本发明的P型电荷生成层的设备的第一示例的图；
图14是用于描述制造根据图10B中所示的本发明的P型电荷生成层的设备的第二示例的图；
图15是用于描述制造根据图10C中所示的本发明的第二实施方式的P型电荷生成层的设备的示例的图；
图16A至图16D是示出根据本发明的第三实施方式的白光有机发光装置的截面图；以及
图17是示出根据本发明的第四实施方式的白光有机发光装置的截面图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施方式，在附图中示出了其示例。在可能的情况下，将在附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。
下面，将参考图1A至图8B详细描述本发明的实施方式。
图1A至图1D是示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的R、G、B和W子像素的等效电路图。图2是示出图1A至图1D中所示的有机发光显示装置的R、G、B和W子像素的截面图。图3是示出图2的白光有机发光显示装置的透视图。图4是图2的白光有机发光显示装置的能带图。
根据示出的实施方式的有机发光显示装置包括其中利用布置为矩阵形式的多个子像素区域限定显示区域的基板和用于针对湿气或氧气保护形成在基板上的子像素的密封基板或薄膜包封基板。
多个子像素区域包括R子像素区域、G子像素区域、B子像素区域和W子像素区域，并且R、G、B和W子像素区域被排列为矩阵形式以显示图像。R、G、B和W子像素区域可以以一行四列沿着与选通线同一行的形式(如图1A中所示)排列为矩阵或者可以以四行一列沿着与数据线同一行的形式(如图1B中所示)布置为矩阵形式。这里，子像素区域被按照R、G、B和W子像素区域的顺序来布置，但是也可以按照R、B、G和W子像素区域的顺序以及W、R、G和B子像素区域的顺序来布置。布置的顺序可以由用户改变而没有任何限制。
R、B、G和W子像素区域也可以以二行二列的形式(如图1B和图1C中所示)排列为矩阵。例如，如图1B中所示，R子像素区域可以形成在第(2i-1)数据线DL2i-1与第(2i-1)选通线GL2i-1之间的交叉处，其中i是1以上的自然数。G子像素区域可以形成在第2i数据线DL2i和第(2i-1)选通线GL2i-1之间的交叉处。B子像素区域可以形成在第(2i-1)数据线DL2i-1与第2i选通线GL2i之间的交叉处。W子像素区域可以形成在第2i数据线DL2i与第2i选通线GL2i之间的交叉处。
另外，如图1C中所示，R子像素区域可以形成在第(2i-1)数据线DL2i-1与第(2i-1)选通线GL2i-1之间的交叉处。B子像素区域可以形成在第2i数据线DL2i与第(2i-1)选通线GL2i-1之间的交叉处。G子像素区域可以形成在第(2i-1)数据线DL2i-1与第2i选通线GL2i之间的交叉处。W子像素区域可以形成在第2i数据线DL2i与第2i选通线GL2i之间的交叉处。
R、G、B和W子像素区域中的每一个包括盒驱动单元200和连接到盒驱动单元200的白光有机发光装置。
盒驱动单元200包括连接到选通线GL和数据线DL的开关薄膜晶体管TS、连接到开关薄膜晶体管TS并且位于电源线PL与白光有机发光装置的第一电极242之间的驱动薄膜晶体管TD以及连接在电源线PL与开关薄膜晶体管TS的漏电极110之间的存储电容器C。子像素区域可以具有包括开关晶体管、驱动晶体管、电容器和有机发光装置的结构，或者进一步包括晶体管和电容器的结构。另外，驱动薄膜晶体管可以直接连接到白光有机发光装置的第一电极，或者另一薄膜晶体管可以进一步形成在驱动薄膜晶体管与白光有机发光装置之间。
开关薄膜晶体管TS的栅电极连接到选通线G，源电极连接到数据线DL，并且漏电极连接到驱动薄膜晶体管TD的栅电极和存储电容器C。驱动薄膜晶体管液晶TD的源电极连接到电源线PL，并且漏电极110连接到第一电极242。存储电容器C连接在电源线PL与驱动薄膜晶体管TD的栅电极之间。
开关薄膜晶体管TS在扫描脉冲被提供给选通线GL时接通以将提供给数据线DL的数据信号提供给存储电容器C和驱动薄膜晶体管TD的栅电极。驱动薄膜晶体管TD响应于提供给栅电极的数据信号控制从电源线PL提供到有机发光装置的电流I，从而控制有机发光装置发射的光的量。另外，即使在开关薄膜晶体管TS关断时，驱动薄膜晶体管TD也通过在存储电容器C中充入的电压来提供恒定电流I直到被提供有下一帧的数据信号，从而保持了有机发光装置的发光。
如图2中所示，驱动薄膜晶体管TD包括形成在基板100上并且连接到选通线GL的栅电极102、形成在栅电极102上的栅极绝缘层112、形成为与栅电极102叠加使得栅极绝缘层112插入其间的氧化物半导体层114、形成在氧化物半导体层114上以防止氧化物半导体层114被氧气损坏的蚀刻停止层106、连接到数据线DL的源电极108和形成为面对源电极108的漏电极110。第一钝化层118进一步形成在驱动薄膜晶体管TD上。
氧化物半导体层114由包括选自由Zn、Cd、Ga、In、Sn、Hf和Zr构成的组的至少一种金属的氧化物形成。包括氧化物半导体层114的薄膜晶体管具有比包括硅半导体层的薄膜晶体管更高的电荷迁移率和更低的泄漏电流。此外，由于通过使得硅半导体层结晶而经由高温处理来制造包含硅半导体层的薄膜晶体管，因此随着硅半导体层的面积的增大，均一性在结晶处理期间降低。另一方面，包含氧化物半导体层114的薄膜晶体管可以在低温下处理以适合于大的面积。
R滤色器124R、G滤色器124G和B滤色器124B形成在第一钝化层118上。R滤色器124R形成在第一钝化层118上并且位于R子像素区域处，当从白光有机发光装置发射的白光穿过R滤色器124R时发射红光R。G滤色器324G形成在第一钝化层318上并且位于G子像素区域处，并且当从白光有机发光装置发射的白光穿过G滤色器324G时发射绿光G。B滤色器324B形成在第一钝化层318上并且位于B子像素区域处，并且当从白光有机发光装置发射的白光穿过B滤色器324B时发射蓝光B。在第一钝化层118上的W子像素区域处没有形成滤色器，并且从其发射白光W。另外，第二钝化层126形成在各R、G和B滤色器124R、124G和124B上。
参考图2至图4，白光有机发光装置具有多堆叠结构，其包括连接到驱动薄膜晶体管TD的漏电极110的第一电极242、与第一电极242相对的第二电极、具有暴露第一电极242的环岸孔的环岸绝缘层130以及布置在第一电极242和第二电极244之间的第一堆叠210、电荷生成层220和第二堆叠230。具有多堆叠结构的这样的白光有机发光装置包括分别包括发射不同颜色的光的发光层的至少两个堆叠。当从发光层发射的不同颜色的光被混合时，生成了白光。另外，在图3中示出了从第一发光层218和第二发光层234发射的光朝向底侧发射的底发射类型。然而，根据第一实施方式的白光有机发光装置也可以被制造为顶发射类型或侧发射类型并且不存在任何限制。
作为阳极的第一电极242是透明导电电极，其由诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的透明导电氧化物(TCO)形成。
作为阴极的第二电极244由诸如铝(Al)的反射金属材料形成。第二电极244可以由金(Au)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)、LiF或铝与LiF的合金形成。
第一堆叠210被布置在第一电极242与电荷生成层220之间，并且包括顺序地堆叠的空穴注入层(HIL)214、第一空穴传输层(HTL1)216、第一发光层(EML1)218和第一电子传输层(ETL1)212。在该方面，第一发光层218是包括蓝色荧光掺杂物和主体并且发射蓝光的发光层。另外，由不同于第一空穴传输层216的材料形成的空穴传输层可以进一步布置在第一空穴传输层216与第一发光层218之间，并且由不同于第一电子传输层212的材料形成的电子传输层可以进一步布置在第一电子传输层212和N型电荷生成层220a之间。
第二堆叠230布置在第二电极244与电荷生成层220之间并且包括顺序堆叠的第二空穴传输层(HTL2)232、第二发光层(EML2)234和第二电子传输层(ETL2)236。在该方面，第二发光层234是包括一种或两种主体和黄绿磷光掺杂物的发光层并且发射黄绿光。或者，第二发光层234可以包括一种或两种主体和红绿磷光掺杂物。由不同于第二空穴传输层232的材料形成的空穴传输层可以进一步布置在第二空穴传输层232与第二发光层234之间，并且由不同于第二电子传输层236的材料形成的电子传输层可以进一步布置在第二电子传输层236与第二电极244之间。
如上所述，第一堆叠210的第一发光层218可以包括蓝色荧光掺杂物和主体，并且第二堆叠230的第二发光层234可以包括一种或两种主体以及黄绿磷光掺杂物。或者，第一堆叠210的第一发光层218可以包括蓝色荧光掺杂物和主体，并且第二堆叠230的第二发光层234可以包括一种或两种主体、红色磷光掺杂物以及绿色磷光掺杂物。
电荷生成层(CGL)220被布置在堆叠之间以控制其间的电荷平衡。电荷生成层220包括布置为与第二堆叠230相邻并且执行电子和空穴的生成和注入的P型电荷生成层(P-CGL)220b以及将电子注入到第一堆叠210的第一电子传输层212的N型电荷生成层(N-CGL)220a。
换言之，P型电荷生成层220b生成空穴和电子，将生成的空穴注入到相邻的第二堆叠230的第二空穴传输层232，并且将生成的电子注入到N型电荷生成层220a。P型电荷生成层220b可以掺杂有1％至20％的空穴传输材料以有利于空穴的生成和空穴到第二堆叠230的第二空穴传输层232的注入。
掺杂在P型电荷生成层220b中的空穴传输材料可以具有5.0×10-5Vs/cm2至1.0×10-2Vs/cm2的迁移率。P型电荷生成层220b中掺杂的空穴传输材料可以具有5.0eV至6.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级和2.0eV至3.5eV的最低未占据分子轨道(LUMO)能级。例如，P型电荷生成层220b中掺杂的空穴传输材料可以包括从下述组中选择的至少一种，所述组由N,N-二萘基-N,N'-二苯基联苯胺(NPD)、N,N'-二-3-甲基苯基)-N,N'-二-(苯基)-联苯胺)(TPD)、s-TAD和4,4',4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(MTDATA)构成。同时，P型电荷生成层220b可以掺杂有一种空穴传输材料或两种或更多种空穴传输材料以获得相同的效果。
HAT(CN)6通常用于形成P型电荷生成层220b。由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层220b会由于低效率的空穴生成和空穴注入而具有高驱动电压或缩短的寿命。
然而，与包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光显示装置相比，包括由掺杂有空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层220b的白光有机发光显示装置具有0.7V至0.9V的更低的驱动电压并且寿命增加了6％至23％。
如上所述，当P型电荷生成层220b掺杂有空穴传输材料时，空穴被高效地注入到第二空穴传输层232，从而降低了驱动电压。
同时，第二堆叠230的第二空穴传输层232可以通过共沉积掺杂有空穴传输材料的P型电荷生成层220b和第二堆叠230的第二空穴传输层232来形成。
另外，缓冲层可以进一步布置在掺杂有空穴传输材料的P型电荷生成层220b与N型电荷生成层220a之间。
图5A至图5B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况A的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
图5A的第一曲线10表示根据比较示例的白光有机发光装置的驱动电压。根据比较示例的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层仅由HAT(CN)6形成。
图5A的第二曲线12表示包括掺杂有根据本发明的情况A的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。包括掺杂有根据情况A的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层包括掺杂有情况A的空穴传输材料的HAT(CN)6。根据情况A的空穴传输材料具有9.0×10-3Vs/cm2的迁移率、2.1eV的LUMO能级和5.2eV的HOMO能级。在该方面，根据情况A的空穴传输材料的掺杂量为P型电荷生成层的体积的3％。
如图5A的第一曲线10和第二曲线12中所示，包括由掺杂有根据情况A的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压低于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。
图5B的第一曲线14表示根据比较示例的白光有机发光装置的寿命，并且图5B的第二曲线16表示包括掺杂有根据本发明的情况A的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
如图5B的第一曲线14和第二曲线16中所示，包括由掺杂有根据本发明的情况A的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命长于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
表1
基于表1中所示的结果，虽然根据比较示例的白光有机发光装置具有69个小时的寿命，但是包括根据本发明的情况A的掺杂的空穴传输材料的白光有机发光装置具有81个小时的寿命。在该情况下，寿命的T90值是指装置到达寿命的90％所需要的时间。例如，包括根据本发明的情况A的掺杂的空穴传输材料的白光有机发光装置需要81个小时来到达寿命的90％。
这表示情况A的空穴传输材料在P型电荷生成层中的掺杂有利于空穴注入，从而降低了驱动电压并且增加了寿命。
图6A至图6B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况B的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
图6A的第一曲线20表示根据比较示例的白光有机发光装置的驱动电压。根据比较示例的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层仅由HAT(CN)6形成。
图6A的第二曲线22表示包括掺杂有根据本发明的情况B的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。包括掺杂有根据情况B的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层包括掺杂有情况B的空穴传输材料的HAT(CN)6。根据情况B的空穴传输材料具有1.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.2eV的LUMO能级和5.5eV的HOMO能级。在该方面，根据情况B的空穴传输材料的掺杂量为P型电荷生成层的体积的3％。
如图6A的第一曲线20和第二曲线22中所示，包括由掺杂有根据情况B的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压低于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。
图6B的第一曲线24表示根据比较示例的白光有机发光装置的寿命，并且图6B的第二曲线26表示包括掺杂有根据本发明的情况B的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
如图6B的第一曲线24和第二曲线26中所示，包括由掺杂有根据本发明的情况B的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命长于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
表2
基于表2中所示的结果，虽然根据比较示例的白光有机发光装置的寿命的T80值是133个小时，但是包括根据情况B的掺杂的空穴传输材料的白光有机发光装置的寿命的T80值是164个小时。
这表示情况B的空穴传输材料在P型电荷生成层中的掺杂有利于空穴注入，从而降低了驱动电压并且增加了寿命。
图7A至图7B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况C的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
在根据图7A的比较示例的白光有机发光装置中，P型电荷生成层仅由HAT(CN)6形成。图7A示出了包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。
图7A还示出了均包括以不同量掺杂根据情况C的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。P型电荷生成层由掺杂有根据情况C的空穴传输材料的HAT(CN)6形成。根据情况C的空穴传输材料具有7.0×10-3Vs/cm2的迁移率、2.5eV的LUMO能级和5.4eV的HOMO能级。在该方面，根据情况C的空穴传输材料的掺杂量分别为P型电荷生成层的体积的1％、3％、5％、10％和21％。
如图7A中所示，包括由掺杂有根据情况C的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压低于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。
如图7B中所示，均包括掺杂有根据本发明的情况C的空穴传输材料的P型电荷生成层的大多数白光有机发光装置的寿命长于根据比较示例的白光有机发光装置的寿命。
表3
基于表3中所示的结果，虽然根据比较示例的白光有机发光装置的寿命的T95值是20个小时，但是包括根据情况C的掺杂的空穴传输材料的白光有机发光装置的寿命的T95值处于23至29个小时的范围内。
这表示情况C的空穴传输材料在P型电荷生成层中的掺杂有利于空穴注入，从而降低了驱动电压并且增加了寿命。
同时，当P型电荷生成层掺杂有21％的根据情况C的空穴传输材料时，如表3中所示，白光有机发光装置具有比比较示例更高的驱动电压和更短的寿命。因此，P型电荷生成层220b可以掺杂有1％至20％的根据本发明的空穴传输材料。
图8A至图8B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和包括掺杂有根据本发明的情况D的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
图8A的第一曲线30表示根据比较示例的白光有机发光装置的驱动电压。根据比较示例的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层仅由HAT(CN)6形成。
图8A的第二曲线32表示包括掺杂有根据本发明的情况D的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。包括掺杂有根据情况D的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层和第二堆叠，该第一堆叠包括第一发光层并且第二堆叠包括第二发光层。这里，P型电荷生成层包括掺杂有情况D的空穴传输材料的HAT(CN)6。根据情况D的空穴传输材料具有6.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.3eV的LUMO能级和5.6eV的HOMO能级。在该方面，根据情况D的空穴传输材料的掺杂量为P型电荷生成层的体积的3％。
如图8A的第一曲线30和第二曲线32中所示，包括由掺杂有根据情况D的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压低于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压。
图8B的第一曲线34表示根据比较示例的白光有机发光装置的寿命，并且图8B的第二曲线36表示包括掺杂有根据本发明的情况D的空穴传输材料的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
如图8B的第一曲线34和第二曲线36中所示，包括由掺杂有根据本发明的情况D的空穴传输材料的HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命长于根据比较示例的包括仅由HAT(CN)6形成的P型电荷生成层的白光有机发光装置的寿命。
表4
基于表4中所示的结果，虽然根据比较示例的白光有机发光装置的寿命的T90值是54个小时，但是包括根据情况D的掺杂的空穴传输材料的白光有机发光装置的寿命的T90值是62个小时。
图9A至图9D是示出根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的均包括掺杂有作为空穴传输材料的NPB或TPD的P型电荷生成层的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
如图9A和图9B中所示，包括以3％和5％掺杂有根据本发明的NPB的P型电荷生成层220b的白光有机发光装置具有比根据比较示例的白光有机发光装置更低的驱动电压和更长的寿命。特别地，参考表5，虽然根据比较示例的白光有机发光装置具有8.8V的驱动电压，并且以3％和5％掺杂有根据本发明的NPB的P型电荷生成层220b的白光有机发光装置具有8.4V的驱动电压。虽然根据比较示例的白光有机发光装置的T90值是82个小时，但是以3％和5％掺杂有根据本发明的NPB的P型电荷生成层220b的T90值分别为100个小时和97个小时。
表5
另外，如图9C和图9D中所示，包括以5％掺杂有TPD的P型电荷生成层220的白光有机发光装置具有比根据比较示例的白光有机发光装置更低的驱动电压和更长的寿命。
表6
特别地，参考表6，虽然根据比较示例的白光有机发光装置具有9.8V的驱动电压，但是以5％掺杂有根据本发明的TPD的P型电荷生成层220b的白光有机发光装置具有9.2V的驱动电压。虽然根据比较示例的白光有机发光装置的T90值是48个小时，但是以5％掺杂有根据本发明的TPD的P型电荷生成层220b的白光有机发光装置的T90值为56个小时。
图10A至图10C是示出根据本发明的第二实施方式的白光有机发光装置的截面图。图10A至图10C中所示的有机发光装置具有与图3和图5中所示的结构相同的结构，不同之处在于P型电荷生成层具有多层结构。因此，将不进行其详细描述。
图10A和图10C的P型电荷生成层220b包括第一P型电荷生成层120a和第二P型电荷生成层120b。
第一P型电荷生成层120a由HAT(CN)6形成，并且第二P型电荷生成层120b通过在作为主体的HAT(CN)6上掺杂20％的空穴传输材料作为掺杂物240来形成。这里，作为空穴传输材料的掺杂物240可以与用于形成第一堆叠210和第二堆叠230的第一空穴传输层216和第二空穴传输层236的材料相同的材料。例如，空穴传输掺杂物240可以包括从下述组中选择的至少一种，所述组由N,N-二萘基-N,N'-二苯基联苯胺(NPD)、N,N'-二-3-甲基苯基)-N,N'-二-(苯基)-联苯胺)(TPD)、s-TAD和4,4',4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(MTDATA)构成。同时，第一P型电荷生成层120b可以掺杂有一种掺杂物240或两种或更多种掺杂物240以获得相同的效果。
第二P型电荷生成层120b也可以布置在P型电荷生成层220b中的任何位置。例如，第二P型电荷生成层120b可以布置在第一P型电荷生成层120a与第二空穴传输层232之间(如图10A中所示)，布置在N型电荷生成层220a与第一P型电荷生成层120a之间(如图10B中所示)或者布置在双层的第一P型电荷生成层120a的两层之间(如图10C中所示)。
图11A至图11B是示出根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的第一和第二实施方式的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
参考图11A和图11B，根据第二实施方式的图9A和图9C中所示的白光有机发光装置具有与图3和图4中所示的其中空穴传输材料掺杂在P型电荷生成层的整个区域上的根据第一实施方式的白光有机发光装置类似的驱动电压和寿命，并且当与根据比较示例的白光有机发光装置相比时具有更低的驱动电压和更长的寿命。特别地，基于表7中所示的结果，根据比较示例的白光有机发光装置具有10.1V的驱动电压，根据本发明的第二实施方式的有机发光装置具有9.1V的驱动电压。虽然根据比较示例的白光有机发光装置的T90值为32个小时，但是根据本发明的第二实施方式的有机发光装置的T90值为43个小时和40个小时。
表7
另外，当第二P型电荷生成层120b具有厚度x并且P型电荷生成层220b具有厚度L时，第二P型电荷生成层120b的厚度为P型电荷生成层220b的总厚度的10％以上并且可以满足下面的表达式1。
[表达式1]
L＝0.1≤x≤L
图12A至图12B是示出根据第一和第二P型电荷生成层的厚度的根据比较示例的白光有机发光装置和根据本发明的第二实施方式的白光有机发光装置的驱动电压和寿命的曲线图。
参考图12A和图12B，当第二P型电荷生成层120b的厚度大于P型电荷生成层220b的总厚度(例如，)的10％(例如，20至)时，根据本发明的第二实施方式的白光有机发光装置具有比根据比较示例的白光有机发光装置更低的驱动电压和更长的寿命。特别地，基于表8中所示的结果，虽然根据比较示例的白光有机发光装置具有10.2V的驱动电压，但是根据本发明的第二实施方式的有机发光装置具有范围为9.3V至9.9V的驱动电压。虽然根据比较示例的白光有机发光装置的T90值为80个小时，但是根据本发明的第二实施方式的有机发光装置具有范围为113个小时至121个小时的T90值。
表8
图13是用于描述制造根据图10B中所示的本发明的P型电荷生成层的设备的第一示例的图。
图13中所示的设备包括引导轨321、沿着引导轨321往复的主体320以及布置在主体320中的第一至第三沉积源322、323和324。第一沉积源322将包括空穴传输材料的掺杂物以第一喷出角度C1朝向基板100喷出。第二和第三沉积源323和324将包括HAT(CN)6的主体以与第一喷射角度C1叠加的第二喷射角度C2朝向基板100喷射。第三沉积源324将包括HAT(CN)6的主体以第三喷射角度C3朝向基板100喷射。
沉积源322、323和324在引导轨321上从其一端移动到另一端。因此，由包括从第一沉积源322喷出的空穴传输材料的掺杂物和包括从第三沉积源324喷出的包括HAT(CN)6的主体形成的第二P型电荷生成层120b被布置在基板100的后表面上。然后，从第二沉积源323喷出的包括HAT(CN)6的主体形成在第二P型电荷生成层120b上。结果，形成了第一P型电荷生成层120a。
图14是用于描述制造图10B中所示的根据本发明的P型电荷生成层的设备的第二示例的图。
图14中所示的设备包括引导轨321、沿着引导轨321往复的主体320以及布置在主体320中的第一和第二沉积源322和323。第一沉积源322将包括空穴传输材料的掺杂物以第一喷出角度C1朝向基板100喷出。第二沉积源323将包括HAT(CN)6的主体以与第一喷射角度C1部分叠加的第二喷射角度C2朝向基板100喷射。
由包括从第一沉积源322喷出的空穴传输材料的掺杂物和包括从第二沉积源323喷出的包括HAT(CN)6的主体形成的第二P型电荷生成层120b被布置在基板100的后表面上。从第二沉积源323喷出的包括HAT(CN)6的主体形成在第二P型电荷生成层120b上。结果，形成了第一P型电荷生成层120a。
图15是用于描述制造图10C中所示的根据本发明的第二实施方式的P型电荷生成层的设备的示例的图。
图15中所示的设备包括引导轨321、沿着引导轨321往复的主体320以及布置在主体320中的第一至第三沉积源322、323和324。第一沉积源322将包括空穴传输材料的掺杂物以第一喷出角度C1朝向基板100喷出。第二沉积源323将包括HAT(CN)6的主体以与第一喷射角度C1部分叠加的第二喷射角度C2朝向基板100喷射。第三沉积源324将包括HAT(CN)6的主体以第三喷射角度C3朝向基板100喷射。
沉积源322、323和324在引导轨321上从其一端移动到另一端。因此，在基板100的后表面上顺序地形成第一P型电荷生成层120a和第二P型电荷生成层120b，第一P型电荷生成层120a由从第二沉积源324喷出的包括HAT(CN)6的主体形成，并且，第二P型电荷生成层120b由从第一沉积源322喷出的包括空穴传输材料的掺杂物和从第二和第三沉积源323和324喷出的包括HAT(CN)6的主体形成。然后，在其上沉积从第三沉积源324喷出的包括HAT(CN)6的主体以形成第一P型电荷生成层120a。
同时，已经描述了根据本发明的第二实施方式的包括单层第二P型电荷生成层的白光有机发光装置。然而，如图16A至图16D中所示，P型电荷生成层可以具有多层结构。
参考图16A和图16B，第二P型电荷生成层120b具有双层结构，从而第二P型电荷生成层120b的两层被布置为替代P型电荷生成层220b中的第一P型电荷生成层120a的两层。这里，布置在N型电荷生成层220a与离N型电荷生成层较近的第二P型电荷生成层120b之间的一个第一P型电荷生成层120a的厚度大于布置在P型电荷生成层220b中的其它第一P型电荷生成层120a，如图16A中所示。然后，布置在第二空穴传输层232与布置为离第二空穴传输层232较近的第二P型电荷生成层120b之间的一个第一P型电荷生成层120a的厚度可以大于布置在P型电荷生成层220b中其它第一P型电荷生成层120a的厚度，如图16B中所示。在图16C中，第二P型电荷生成层120b被布置在第一P型电荷生成层120a的两面上。在图16D中，三个第二P型电荷生成层120b被布置为与P型电荷生成层220b中的第一P型电荷生成层120a交替。同时，图16A至图16D中所示的多个第二P型电荷生成层120b中的至少一个第二P型电荷生成层120b可以掺杂有与其它第二P型电荷生成层120b相同的掺杂物或者不同的包括不同的空穴传输材料的掺杂物。另外，图16A至图16D中所示的多个第二P型电荷生成层120b中的至少一个第二P型电荷生成层120b的掺杂浓度可以与其它第二P型电荷生成层120b相同。
同时，如图17中所示，根据本发明的白光有机发光装置可以进一步包括布置在第二空穴传输层232与第二发光层234之间的电子阻挡层246。电子阻挡层246由其电子阻挡能力高于空穴阻挡能力的材料形成。因此，电子阻挡层246阻止在电荷生成层220中生成的电子进入第二发光层234。在不使用电子阻挡层246的情况下，通过用用于形成电子阻挡层246的材料和空穴传输材料掺杂P型电荷生成层120b也可以获得相同的效果。
在上述描述中显而易见的是，根据本发明的有机发光显示装置具有多堆叠结构，其包括第一堆叠、包括P型电荷生成层和N型电荷生成层的电荷生成层以及第二堆叠，第一堆叠包括第一发光层，并且第二堆叠包括第二发光层。在P型电荷生成层中，P型电荷生成层中掺杂的空穴传输材料的量为P型电荷生成层的体积的1％至20％。因此，有利于空穴生成和空穴注入，并且有机发光显示装置可以具有降低的驱动电压和增大的寿命。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，能够在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明意在涵盖本发明的各种修改和变化，只要其落入所附权利要求及其等价物的范围内。

Claims (16)

1.一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极彼此相对地布置在基板上；
第一堆叠，所述第一堆叠包括顺序地堆叠在所述第一电极上的空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层和第一电子传输层；
第二堆叠，所述第二堆叠包括顺序地堆叠在所述第一堆叠与所述第二电极之间的第二空穴传输层、第二发光层和第二电子传输层；以及
电荷生成层，所述电荷生成层布置在所述第一堆叠与所述第二堆叠之间并且包括N型电荷生成层和P型电荷生成层以控制所述第一堆叠与所述第二堆叠之间的电荷平衡，
其中，所述P型电荷生成层由掺杂有空穴传输材料的HAT(CN)6组成，所述空穴传输材料的量为所述P型电荷生成层的体积的1％至20％。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有5.0×10-5Vs/cm2至1.0×10-2Vs/cm2的迁移率。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有5.0eV至6.0eV的最高占据分子轨道HOMO能级。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有2.0eV至3.5eV的最低未占据分子轨道LUMO能级。
5.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有9.0×10-3Vs/cm2的迁移率、2.1eV的LUMO能级和5.2eV的HOMO能级。
6.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有1.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.2eV的LUMO能级和5.5eV的HOMO能级。
7.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，掺杂在所述P型电荷生成层中的所述空穴传输材料具有6.0×10-4Vs/cm2的迁移率、2.3eV的LUMO能级和5.6eV的HOMO能级。
8.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，其中掺杂有所述空穴传输材料的区域的厚度满足下面的表达式1，并且是所述P型电荷生成层的总厚度的10％以上：
表达式1
L×0.1≤x≤L，其中，L是所述P型电荷生成层的厚度，并且x是其中掺杂有所述空穴传输材料的区域的厚度。
9.根据权利要求8所述的有机发光显示装置，其中，所述P型电荷生成层包括：
第一P型电荷生成层；以及
第二P型电荷生成层，所述第二P型电荷生成层包括与用于形成所述第一P型电荷生成层的材料相同的主体以及包括所述空穴传输材料的掺杂物，并且所述第二P型电荷生成层具有单层结构或多层结构。
10.根据权利要求9所述的有机发光显示装置，其中，在所述多层结构中，至少一个第二P型电荷生成层被掺杂有包括与其它第二P型电荷生成层的空穴传输材料相同或不同的空穴传输材料的掺杂物。
11.根据权利要求9所述的有机发光显示装置，其中，在所述多层结构中，至少一个第二P型电荷生成层的掺杂浓度与其它第二P型电荷生成层相同或不同。
12.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，所述有机发光显示装置进一步包括缓冲层，所述缓冲层位于掺杂有所述空穴传输材料的所述P型电荷生成层与所述N型电荷生成层之间。
13.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，通过共沉积所述第二堆叠的所述第二空穴传输层和掺杂有所述空穴传输材料的所述P型电荷生成层来形成所述第二堆叠的所述第二空穴传输层。
14.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，所述有机发光显示装置进一步包括另一空穴传输层，所述另一空穴传输层包括与所述第一空穴传输层不同的空穴传输材料并且位于所述第一堆叠的所述第一空穴传输层与所述第一发光层之间。
15.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，所述有机发光显示装置进一步包括另一空穴传输层，所述另一空穴传输层包括与所述第二空穴传输层不同的空穴传输材料并且位于所述第二堆叠的所述第二空穴传输层与所述第二发光层之间。
16.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，所述有机发光显示装置进一步包括至少一个第三堆叠，所述第三堆叠包括顺序地堆叠在所述第二堆叠与所述第二电极之间的空穴传输层、发光层和电子传输层。
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