CN104425736A - 白色有机发光装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种包括各种发光层的白色有机发光装置，其具有提高的发光效率、增大的色视角和较低的功耗。白色有机发光装置包括：在第一电极与第二电极之间的至少两个电荷产生层和至少三个叠层。第一叠层包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

Description

白色有机发光装置

本申请要求享有于2013年8月29日提交的韩国专利申请No.10-2013-0103154的权益，通过援引将该专利申请并入本文，如同该专利申请在此被全部公开。

技术领域

本发明涉及一种有机发光装置，更特别地，涉及一种包括各种发光层的白色有机发光装置，具有提高的发光效率、增大的色视角和较低的功耗。

背景技术

作为信息通信时代的核心技术，在屏幕上呈现各种信息的图像显示装置得到了发展，使得图像显示装置薄、轻、便携并且具有高性能。有机发光装置(OLED)控制有机发光层的发光量以显示图像，其作为重量和体积比阴极射线管(CRT)更小的平板显示装置而备受关注。

有机发光装置是具有设置在两个电极之间的薄发光层的自发光装置，可构造为薄如纸。具体而言，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、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和阴极。

近年来，对具有多层结构(两个或更多叠层)的白色有机发光装置进行了积极研究，以试图进一步提高发光效率。

也就是说，提供两个或三个叠层，并且每一叠层提供一个发光层，以实现白色发光装置。白色发光装置可发出具有白色波长的光。然而，当白色发光装置应用于面板时，由于由每一发光层提供的发光效率的临界值(critical value)的缘故，亮度低并且功耗高。

替代地，提供两个或三个叠层，并且每一叠层提供三个发光层，以实现白色光谱。然而，当该白色发光装置应用于面板时，亮度低并且功耗高。

下面将描述常规的有机发光装置。

图1是示出常规的双叠层白色有机发光装置的结构的视图，图2是示出另一个常规的双叠层白色有机发光装置的结构的视图，图3是示出常规的三叠层白色有机发光装置的结构的视图。

如图1所示，常规的白色有机发光装置具有这样的结构，其中第一叠层3、电荷产生层5、第二叠层4层叠在阳极1与阴极2之间。

第一叠层3包括空穴传输层3a和第一发光层3b。第二叠层4包括第二发光层4a和电子传输层4b。第一发光层3b是蓝色(B)发光层，并且第二发光层4a是黄绿色(YG)发光层。

如图2所示，常规的白色有机发光装置具有这样的结构，其中第一叠层3、电荷产生层5和第二叠层4层叠在阳极1与阴极2之间。第一叠层3包括空穴传输层3a和三个发光层3c。第二叠层4包括三个发光层4c和电子传输层4b。三个发光层3c和4c包括蓝色(B)、绿色(G)和红色(R)发光层。

如图3所示，常规的白色有机发光装置具有这样的结构，其中第一叠层3、第一电荷产生层5、第二叠层4、第二电荷产生层6和第三叠层7层叠在阳极1与阴极2之间。第一叠层3包括空穴传输层3a和第一发光层3b。第二叠层4包括第二发光层。第三叠层7包括第三发光层7b和电子传输层7a。第一发光层3b是蓝色发光层，第二发光层是绿色发光层，并且第三发光层7b是红色发光层。

在常规的白色有机发光装置中，每个电荷产生层形成在各个叠层之间，以调整各个叠层之间的电荷平衡。

然而，常规的白色有机发光装置具有以下问题。

图1和图3所示的常规的白色有机发光装置具有类似的特性。然而，与图3所示的常规的白色有机发光装置相比，图1所示的常规的白色有机发光装置具有数量更少的层和更小的总厚度。因此，图1所示的常规的白色有机发光装置可具有更低的驱动电压并且发出具有白色波长的光。然而，在图1所示的常规的白色有机发光装置中，因为需要使用两个峰值覆盖三个峰值，所以当白色有机发光装置应用于面板时，由于每一发光层所提供的发光效率的临界值的缘故，亮度低并且功耗高。

在图2所示的常规的白色有机发光装置中，每个叠层具有较低的发光效率和较短的寿命。尽管叠层被层叠，色视角(color viewing angle)被严重限制并且有许多色移(color shifts)。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上消除由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题的白色有机发光装置。

本发明的一个目的是提供一种包括各种发光层的白色有机发光装置，其能够提供具有提高的发光效率、增大的色视角和低功耗的面板。

本发明的其它优点、目的和特点的一部分将在下面的描述中列出，另一部分是本领域普通技术人员在阅读以下说明的基础上能够明了的或可以通过实施本发明而获悉的。本发明的目的和其它优点可以通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，如这里具体和概括地描述的那样，一种白色有机发光装置，包括：在第一电极与第二电极之间的至少两个电荷产生层和至少三个叠层，其中第一叠层包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

所述至少三个叠层可包括4至14个发光层，所述4至14个发光层的至少两个发光层可具有不同的光谱，并且所述4至14个发光层可包括红色、绿色、蓝色、黄绿色(YG)、绿黄色、橙色和紫色磷光/荧光发光层。

最邻近第一电极的叠层可包括蓝色发光层。

所述白色有机发光装置可具有5500K至13000K的色温。

在本发明的另一方面，一种白色有机发光装置包括：在第一电极与第二电极之间的第一叠层、第一电荷产生层、第二叠层、第二电荷产生层和第三叠层，其中所述第一叠层包括蓝色区发光层，所述第二叠层包括黄绿色区发光层，并且所述第三叠层包括红色区发光层和蓝色区发光层。

所述第二叠层可进一步包括绿色区发光层。

所述蓝色(B)区与所述绿色(G)区之间的距离a可等于或大于所述绿色(G)区与所述红色(R)区之间的距离b(b≤a)。

所述黄绿色区发光层可具有75nm或更大的半高宽(full width at halfmaximum)。

应该理解的是，对本发明进行的前面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，意在提供对要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

被包括来提供对本发明的进一步理解且结合以构成本申请文件的一部分的附图图解了本发明的实施例，并连同说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出常规的双叠层白色有机发光装置的结构的视图；

图2是示出另一个常规的双叠层白色有机发光装置的结构的视图；

图3是示出常规的三叠层白色有机发光装置的结构的视图；

图4是示意性地示出根据本发明的白色有机发光装置的结构的视图；

图5是示出根据本发明第一实施例的白色有机发光装置的结构的视图；

图6是示出根据本发明第二实施例的白色有机发光装置的结构的视图；

图7是示出在第一、第二实施例与比较例之间的白色有机发光装置的特性比较的曲线图；

图8是示出在第一、第二实施例与比较例之间的白色有机发光装置的特性比较的表；

图9是示出当发光层的光致发光(PL)中心峰值移动-10nm、-20nm、+10nm和+20nm时，根据本发明的第二叠层的磷光黄绿色发光层的光谱的曲线图和表；

图10是示出基于根据图9的试验结果的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)区的面板效率的曲线图和表；

图11是示出当发光层的半高宽(FWHM)被调整-10nm、-20nm、+10nm和+20nm时，根据本发明的第二叠层的磷光黄绿色发光层的光谱的曲线图和表；

图12是示出基于根据图11的试验结果的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)区的面板效率的曲线图和表；和

图13是示出根据本发明的基于高效率光谱的波长之间的距离的曲线图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的优选实施方式，这些优选实施方式的例子在附图中示出。尽可能地，在所有附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。

图4是示意性地示出根据本发明的白色有机发光装置的结构的视图。

如图4所示，本发明的白色有机发光装置包括在阳极10与阴极20之间的至少两个电荷产生层30和至少三个叠层40。

第一叠层包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

提供4至14个发光层。4至14个发光层的至少两个发光层具有不同的光谱。4至14个发光层包括红色、绿色、蓝色、黄绿色(YG)、绿黄色、橙色和紫色磷光/荧光发光层。

最邻近阳极的叠层的发光层是蓝色发光层。本发明的白色有机发光装置具有5500K至13000K的色温。

下面将描述具有上述结构的白色有机发光装置的第一实施例。

图5是示出根据本发明第一实施例的白色有机发光装置的结构的视图。

如图5所示，根据本发明第一实施例的白色有机发光装置包括在阳极10与阴极20之间的第一叠层40、第一电荷产生层30、第二叠层41、第二电荷产生层31和第三叠层42。

阳极10由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。阴极20由反射性金属材料形成，所述反射性金属材料诸如是铝(Al)、金(Au)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)、LiF、或铝和LiF的合金。

第一和第二电荷产生层(CGL)30和31形成在叠层之间，以调整各个叠层之间的电荷平衡。尽管未示出，第一和第二电荷产生层30和31中的每一个都包括N型有机层和P型有机层，所述N型有机层形成为邻近下部叠层以将电子注入下部叠层，所述P型有机层形成为邻近上部叠层以将空穴注入上部叠层。

第一叠层40包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层41包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层42包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

目前，荧光蓝色(fluorescent blue)被应用于产品。然而，荧光蓝色具有约为13％的理论发光效率极限值。因此，很难实现高性能的白色有机发光装置。为此，第一叠层40仅包括一个蓝色区发光层。

第二叠层41仅包括一个黄绿色区发光层。

第三叠层42包括一个红色区发光层和一个蓝色区发光层。当用于显示器的白色有机发光装置的色温较高时，消费者吸引力也较高。为此，也可进一步增加一个蓝色区发光层以增加色温。此外，在大多数光学腔中，红色和蓝色区在厚度方面彼此邻近。当红色发光层和蓝色发光层被如上所述的彼此邻近设置时，可容易地构造白色有机发光装置。

图6是示出根据本发明第二实施例的白色有机发光装置的结构的视图。

如图6所示，白色有机发光装置包括在阳极10与阴极20之间的第一叠层40、第一电荷产生层30、第二叠层41、第二电荷产生层31和第三叠层42。

阳极10由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。阴极20由反射性金属材料形成，所述反射性金属材料诸如是铝(Al)、金(Au)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)、LiF、或铝和LiF的合金。

第一和第二电荷产生层(CGL)30和31形成在叠层之间，以调整各个叠层之间的电荷平衡。尽管未示出，第一和第二电荷产生层30和31每一个都包括N型有机层和P型有机层，所述N型有机层形成为邻近下部叠层以将电子注入下部叠层，所述P型有机层形成为邻近上部叠层以将空穴注入上部叠层。

第一叠层40包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层41包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层42包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

目前，荧光蓝色被应用于产品。然而，荧光蓝色具有约为13％的理论发光效率极限值。因此，很难实现高性能白色有机发光装置。为此，第一叠层40仅包括一个蓝色区发光层。

第二叠层41包括两个绿色区发光层。绿色区可划分为绿色和黄绿色。通过增加具有黄绿色波长的发光层，绿色区发光层和黄绿色区发光层用来降低取决于装置厚度而由绿色区产生的绿色发光效率的灵敏性。

第三叠层42包括一个红色区发光层和一个蓝色区发光层。当用于显示器的白色有机发光装置的色温较高时，消费者吸引力也较高。为此，可进一步增加一个蓝色区发光层以提高色温。此外，在大多数光学腔中，红色区和蓝色区在厚度方面彼此邻近。当红色发光层和蓝色发光层如上所述的彼此邻近设置时，可容易地构造白色有机发光装置。

在第三叠层中使用红色区发光层和蓝色区发光层的情况中，红色区发光层的发光效率会低于第三叠层中仅使用红色区发光层的情况。然而，可通过在第二叠层41中一起使用黄绿区发光层与绿色区发光层而增加红色区发光层的发光效率。

尽管未示出，在根据本发明的第一和第二实施例的白色有机发光装置中，第一叠层40可包括邻近阳极10的空穴注入层，第三叠层42可包括邻近阴极20的电子注入层，并且电子传输层和空穴传输层可形成在第一至第三叠层的发光层之上或之下。

图7是示出在第一实施例和第二实施例与比较例之间的白色有机发光装置的特性比较的曲线图，并且图8是示出在第一实施例和第二实施例与比较例之间的白色有机发光装置的特性比较的表。

与本发明的第一和第二实施例一样，根据比较例的白色有机发光装置也包括在阳极10与阴极20之间的第一叠层40、第一电荷产生层30、第二叠层41、第二电荷产生层31和第三叠层42。然而，第一叠层40仅包括一个蓝色区发光层，第二叠层41包括一个黄绿色区发光层，并且第三叠层42包括一个红色区发光层。

如图8所示，当根据本发明的第一和第二实施例的白色有机发光装置应用于面板时，根据本发明的第一和第二实施例的白色有机发光装置的驱动电压Voled(在白色驱动期间施加到面板的电压)低于比较例的驱动电压Voled。

此外，根据本发明的第一和第二实施例的白色有机发光装置的色视角(表示以相对于面板前面成60度角测量的色坐标变化的值)小于比较例的色视角。

此外，根据本发明的第一和第二实施例的白色有机发光装置的面板效率(在驱动各种视频期间获得的平均亮度的效率)高于比较例的面板效率。

当根据本发明的每个实施例的白色有机发光装置应用于面板时，每一单元像素可包括四个子像素R、G、B和W或三个子像素R、G和B。

同时，在如根据本发明的第一实施例的白色有机发光装置的三叠层、三峰值结构中，第二叠层的磷光黄绿色发光层的光致发光(PL)波长的中心峰值是556nm，并且发光层的半高宽(FWHM)是88nm。磷光黄绿发光层的波长的中心峰值可被移动，或者该发光层的FWHM可被调整，以最大化面板效率。

图9是示出当发光层的PL中心峰值移动-10nm、-20nm、+10nm和+20nm时，根据本发明的第二叠层的磷光黄绿色发光层的光谱的曲线图和表，并且图10是示出基于根据图9的试验结果的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)区的面板效率的曲线图和表。

当如图9所示磷光黄绿色发光层的PL中心峰值被移动至短波长侧(-10nm和-20nm)时，红色(R)区不足(insufficient)，如图10所示。另一方面，当如图9所示磷光黄绿色发光层的PL中心峰值被移动至长波长侧(+10nm和+20nm)时，绿色(G)区不足，如图10所示。因此，磷光黄绿色发光层的PL中心峰值被设定为540nm至570nm。

图11是示出当发光层的半高宽(FWHM)被调整-10nm、-20nm、+10nm和+20nm时，根据本发明的第二叠层的磷光黄绿色发光层的光谱的曲线图和表，并且图12是示出基于根据图11的试验结果的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)区的面板效率的曲线图和表。

当如图11所示黄绿色发光层的FWHM增加时，可获得如图12所示的满意的结果。也就是说，在具有低于参考值的FWHM的PL中，效率被降低。因此，黄绿色发光层的FWHM被设定为75nm或更大。

图13是示出根据本发明的基于高效率光谱的波长之间的距离的曲线图。

如图13所示，当蓝色(B)区与绿色(G)区之间的距离等于或大于在绿色(G)区与红色(R)区之间的距离(b≤a)时，总效率被优化。

从以上描述明显地看出，根据本发明的白色有机发光装置包括各种发光层。因此，驱动电压降低，色视角(表示以相对于面板前面成60度角测量的色坐标变化的值)得到改善，并且在各种视频驱动期间获得的平均亮度(面板效率)得到改善。

在不脱离本发明精神或范围的情况下，对本发明可进行各种修改和变型对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的范围内的对本发明的各种修改和变型及其等同物。

Claims (8)

1.一种白色有机发光装置，包括：

在第一电极与第二电极之间的至少两个电荷产生层和至少三个叠层，其中

第一叠层包括具有440nm至470nm的波长范围的发光层，第二叠层包括具有530nm至570nm的波长范围的发光层，并且第三叠层包括具有590nm至620nm的波长范围的发光层和具有440nm至470nm的波长范围的发光层。

2.根据权利要求1所述的白色有机发光装置，其中所述至少三个叠层包括4至14个发光层，所述4至14个发光层中的至少两个发光层具有不同的光谱，并且所述4至14个发光层包括红色、绿色、蓝色、黄绿色(YG)、绿黄色、橙色和紫色磷光/荧光发光层。

3.根据权利要求1所述的白色有机发光装置，其中最邻近所述第一电极的叠层是蓝色发光层。

4.根据权利要求1所述的白色有机发光装置，其中所述白色有机发光装置具有5500K至13000K的色温。

5.一种白色有机发光装置，包括：

在第一电极与第二电极之间的第一叠层、第一电荷产生层、第二叠层、第二电荷产生层和第三叠层，其中

所述第一叠层包括蓝色区发光层，所述第二叠层包括黄绿色区发光层，并且所述第三叠层包括红色区发光层和蓝色区发光层。

6.根据权利要求5所述的白色有机发光装置，其中所述第二叠层进一步包括绿色区发光层。

7.根据权利要求5所述的白色有机发光装置，其中所述蓝色(B)区与所述绿色(G)区之间的距离a等于或大于所述绿色(G)区与所述红色(R)区之间的距离b。

8.根据权利要求5所述的白色有机发光装置，其中所述黄绿色区发光层具有75nm或更大的半高宽。