CN105514289A - 有机发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了有机发光显示装置。一个实施方式中的所述有机发光显示装置包括在阳极和阴极之间的至少一个发光层和电子输送层，所述电子输送层处在所述至少一个发光层和所述阴极之间。所述电子输送层可以包含阻挡空穴从发光层到电子输送层的第一电子输送材料和协助将电子转移至发光层的第二电子输送材料，其中第一电子输送材料和第二电子输送材料具有不同的三重态激子能级和不同的电子迁移率。

Description

有机发光显示装置
技术领域
本发明涉及有机发光显示装置，更具体而言，涉及能够降低工作电压并提高发射效率的有机发光显示装置。
背景技术
用于在屏幕上显示各种信息的图像显示器是信息与通信时代的核心技术之一。此类图像显示器已发展得更薄、更轻并更便携，而且具有高性能。随着信息化社会的发展，对于显示装置的各种要求在增加。为了满足这些要求，对于诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、场发射显示器(FED)、有机发光二极管(OLED)等平板显示器的研究正在积极地进行中。
在这些类型的平板显示器中，OLED装置是一类如下的装置：当将电荷注入在阳极和阴极之间形成的有机发光层中时，作为电子-空穴对的发射光产生并消散。OLED装置的优点在于，其可形成在诸如塑料等柔性透明衬底上，并且其和等离子体显示面板或无机EL显示器相比可以相对低的电压、较少的能耗和优异的感色灵敏度驱动。特别地，白色OLED装置在照明设备、薄光源、液晶显示器用背光或采用滤色片的全彩显示器中出于各种目的使用。
可通过相继地堆叠阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极形成有机发光显示装置。因此，通过由阳极提供的空穴和从阴极接收的电子复合形成的空穴-电子对形成激子，并且通过激子返回基态时生成的能量发生光发射。
然而，如果常规有机发光显示装置的电子输送层具有高三重态激子能级，则工作电压由于低电子注入能力和低电子迁移率而升高。另外，如果电子输送层具有高电子注入能力和电子亲和性，则电荷平衡由于高电子迁移率而被打破，从而降低寿命和效率。
发明内容
本发明的一个方面是提供能够降低工作电压并提高发射效率的有机发光显示装置。
本发明的额外特征和优点将在随后的描述中部分阐述并且通过描述将在某种程度上变得显而易见或者可通过本发明的实践而得知。可通过书面描述及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本发明的实施方式的目的和其它优点。
为了实现这些及其他优点并依照所体现出和宽泛描述的本发明的目的，本发明的示例性实施方式提供了一种有机发光显示装置，其包括：在阳极和阴极之间的至少一个发光层，和在所述至少一个发光层和所述阴极之间的电子输送层，所述电子输送层包含阻挡空穴从所述发光层到所述电子输送层的第一电子输送材料；以及协助将电子转移至所述发光层的第二电子输送材料，其中第一电子输送材料和第二电子输送材料具有不同的三重态激子能级和不同的电子迁移率。
第一电子输送材料的三重态激子能级可以高于第二电子输送材料的三重态激子能级。
第一电子输送材料的电子迁移率可以低于第二电子输送材料的电子迁移率。
所述电子输送层可以是单层。
所述电子输送层可以包含第一层、混合层和第二层。
在一个实例中，所述第一层包含所述第一电子输送材料，所述混合层包含所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料，并且所述第二层包含所述第二电子输送材料。
第一电子输送材料的三重态激子能级可以在2.6eV～2.8eV的范围内，并且第二电子输送材料的三重态激子能级可以在1.6eV～2.0eV的范围内。
第二电子输送材料的电子迁移率可以在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。
在一个实例中，第一电子输送材料占第一电子输送材料和第二电子输送材料的总和的30％～50％。
第一电子输送材料的比例可以等于或小于第二电子输送材料的比例。
所述电子输送层的厚度可以在5nm～45nm的范围内。
所述第一层和所述第二层的厚度可以为所述混合层厚度的25％～100％，并且所述混合层的厚度可以在15nm～20nm的范围内。
第一电子输送材料与发光层相邻，并且经配置用于阻挡空穴从发光层到电子输送层。
第二电子输送材料与阴极相邻，并且配置用于协助将电子转移至发光层。
使用第一电子输送材料和第二电子输送材料调节发光层中的电荷平衡。
本发明的示例性实施方式提供了一种有机发光显示装置，其包括：在阳极和阴极之间的至少一个发光部件，和在所述至少一个发光部件和所述阴极之间的电子输送层，其中所述电子输送层由具有第一电子输送材料和第二电子输送材料的单层组成。
所述电子输送层可以包括：包括第一电子输送材料的第一层，包括第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合层，以及包括第二电子输送材料的第二层。
第一电子输送材料和所述第二电子输送材料具有不同的三重态激子能级或不同的电子迁移率。
第一电子输送材料的三重态激子能级高于第二电子输送材料的三重态激子能级。
第一电子输送材料的三重态激子能级可以在2.6eV～2.8eV的范围内，并且第二电子输送材料的三重态激子能级可以在1.6eV～2.0eV的范围内。
第一电子输送材料的电子迁移率可以低于第二电子输送材料的电子迁移率。
第二电子输送材料的电子迁移率可以在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。
第一电子输送材料可以占第一电子输送材料和第二电子输送材料的总和的30％～50％。
第一电子输送材料的比例可以等于或小于第二电子输送材料的比例。
所述电子输送层的厚度可以在5nm～45nm的范围内。
所述第一层和所述第二层的厚度为所述混合层厚度的25％～100％，并且所述混合层的厚度可以在15nm～20nm的范围内。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是显示根据本发明第一示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图2是显示根据本发明第二示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图3是显示根据本发明第三示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图4是根据本发明一个示例性实施方式的有机发光显示装置的能带图；
图5是显示根据本发明第四示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图6是显示根据本发明第五示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图7是显示根据本发明第六示例性实施方式的有机发光显示装置的图；
图8是根据本发明第四示例性实施方式的有机发光显示装置的能带图；
图9是用于生产根据本发明的有机发光显示装置的电子输送层的共沉积方法的模式图；
图10是根据本发明实施方式2的装置的电流密度与工作电压的图表；
图11是根据本发明实施方式2的装置的效率与亮度的图表；
图12是显示根据本发明实施方式2的装置的发光强度与波长的图表，所述装置利用在电子输送层中混合比为7:3和3:7的材料；
图13是显示根据本发明实施方式2的装置的发光强度与波长的图表，所述装置利用在电子输送层中混合比为1:1和3:7的材料；
图14是显示根据本发明实施方式3的有机发光显示装置的电流密度与工作电压的图表；
图15是显示根据本发明实施方式3的有机发光显示装置的效率与亮度的图表；
图16是显示根据本发明实施方式3的有机发光显示装置的发光强度与波长的图表；
图17是显示根据本发明实施方式4和5的有机发光显示装置的电流密度与工作电压的图表；
图18是显示根据本发明实施方式4和5的有机发光显示装置的效率与亮度的图表；和
图19是显示根据本发明实施方式4和5的有机发光显示装置的发光强度与波长的图表。
具体实施方式
通过参考实施方式和附图的以下详述可更容易理解本发明和实行本发明的方法的优点和特征。然而，本发明可以不同形式实施并且不应被理解为限于本文中提及的实施方式。相较而言，提供这些实施方式使得本公开彻底和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员，而本发明由所述权利要求限定。
用于描述本发明的示例性实施方式的于附图中示出的形状、大小、百分比、角度和数量仅是示例，且不限于附图中所示的那些。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的要素。在本发明的描述中，将省略相关公知技术的详细描述以避免不必要地混淆本发明。当使用术语“包括”、“具有”和“由…组成”等时，只要未使用术语“仅”，便可添加其它部分。除非明确声明，单数形式可被解读为复数形式。
即使没有明确声明，要素也可以被理解为包括误差区域。
当使用“上”、“之上”、“之下”和“邻近”等术语描述两个部分之间的位置关系时，一个或多个部分可安置于所述两个部分之间，只要未使用术语“紧接”或“直接”。
当使用“之后”、“然后”、“接下来”和“之前”等术语描述两个事件之间的时间关系时，所述两个事件可以不相继地发生，只要未使用术语“立即”或“直接”。
将理解，尽管可在本文中使用“第一”、“第二”等术语来描述各种要素，这些要素不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个要素与其他要素区分。因此，下文讨论的第一要素可被称作第二要素，而不偏离本发明的技术主旨。
本发明各示例性实施方式的特征可彼此部分地或全部组合，并且可以技术上不同的方式共同作用或运作。示例性实施方式可单独或彼此组合执行。
下文中，将参照附图详细描述本发明的各实施方式。
图1是显示根据本发明第一示例性实施方式的有机发光显示装置的图。
参照图1，根据本发明第一示例性实施方式的有机发光显示装置10包括阳极20、空穴注入层30、空穴输送层40、发光层50、电子输送层60、电子注入层70和阴极80。
阳极20是空穴注入电极，并且可由具有高逸出功的ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或ZnO(氧化锌)形成。另外，如果阳极20是反射电极，则阳极20可进一步包含处在由ITO、IZO或ZnO形成的层之下的由铝(Al)、银(Ag)或镍(Ni)形成的反射层。
空穴注入层30可起到促进从阳极20到发光层50的空穴注入的作用，并且可由以下物质中之一形成但不限于此：CuPc(铜酞菁)、PEDOT(聚(3,4)-亚乙基二氧噻吩)、PANI(聚苯胺)和NPD(N,N-二(萘-1-基)-N,N'-二(苯基)-2,2’-联甲苯胺)。空穴注入层30的厚度可以为1nm～150nm。如果空穴注入层30的厚度为1nm以上，则可改善空穴注入性质。如果空穴注入层30的厚度为150nm以下，则可防止空穴注入层30的厚度增加，并且可由此防止工作电压升高。根据装置的结构或特点，有机发光显示装置的组成中可不包含空穴注入层30或电子注入层70。
空穴输送层40可起到促进空穴输送的作用，并且可由以下物质之一形成但不限于此：NPD(N,N-二(萘-1-基)-N,N'-二(苯基)-2,2’-联甲苯胺)、TPD(N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、螺-TAD(2,2,7,7’-四(N,N-二苯基氨基)-9,9’-螺芴)和MTDATA(4,4',4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺)。空穴输送层40的厚度可以为1nm～150nm。如果空穴输送层40的厚度为1nm以上，则可以改善空穴输送性质。如果空穴输送层40的厚度为150nm以下，则可防止空穴输送层40的厚度增加，并且可由此防止工作电压升高。
发光层50可发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光，并且可由磷光材料或荧光材料形成。
如果发光层50是红光发射层，则其可由以下磷光材料或荧光材料形成但不限于此：所述磷光材料包含诸如CBP(4,4'-二(咔唑-9-基)联苯)等主体材料以及具有Ir(PIQ)2(acac)(双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮酸铱(III))、Ir(PQ)3(acac)(双(1-苯基喹啉)乙酰丙酮酸铱(III))和PtOEP(八乙基卟啉铂)中之一的掺杂物，所述荧光材料包含PBD:EU(DBM)3(Phen)或二萘嵌苯。
如果发光层50是绿光发射层，则其可由以下磷光材料或荧光材料形成但不限于此：所述磷光材料包含CBP(4,4'-二(咔唑-9-基)联苯)等主体材料以及包含铱类材料的掺杂物材料，所述荧光材料包含Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)。
如果发光层50是蓝光发射层，则其可由以下磷光材料或荧光材料形成但不限于此：所述磷光材料包含CBP(4,4'-二(咔唑-9-基)联苯)等主体材料以及包含铱类材料的掺杂物材料，所述荧光材料包含螺-BDAVBi(2,7-双(4-二苯基氨基)苯乙烯基)-9,9-螺芴、螺-CBP(2,2’,7,7’-四(咔唑-9-基)-9,9-螺芴)、二苯乙烯基苯(DBS)、二苯乙烯基芳烃(DSA)、PFO聚合物和PPV聚合物中的任意一种。
电子输送层60起到促进电子输送的作用，并且影响有机发光显示装置的寿命或效率。鉴于此，本发明人进行了各种试验以改善电子输送层的特性，从而提高有机发光显示装置的寿命或效率。本发明人发现，如果电子输送层由具有高三重态激子能级的单层组成以降低工作电压，则电子注入由于低电子迁移率而并未平稳地进行，从而使工作电压增加。本发明人还发现，如果电子输送层由具有高电子迁移率的单层形成，则电子注入平稳进行，但电子和空穴之间的平衡被破坏，从而使寿命降低。鉴于此，本发明人形成了具有两层的电子输送层：然而，具有两层的电子输送层增加了装置的厚度，使得工作电压增加。因此，本发明人形成了由单层组成的电子输送层，所述单层具有处在电子输送层中的两种材料的混合物，并且本发明人发明了具有能够实现更高效率和更低工作电压的新结构的有机发光显示装置，这取决于电子输送层中两种材料的特性和两种材料的厚度或混合比。
电子输送层60包含第一电子输送材料和第二电子输送材料。第一电子输送材料相比第二电子输送材料具有更高的三重态激子能级(TI能级)和更低的电子迁移率。第二电子输送材料相比第一电子输送材料具有更低的三重态激子能级(T1能级)和更高的电子迁移率。第一电子输送材料和第二电子输送材料可通过共沉积形成。
更具体地，第一电子输送材料具有高三重态激子能级(T1能级)，并因此可起到阻挡空穴穿过发光层并保持发光层中电子和空穴间的电荷平衡的作用。因此，第一电子输送材料与发光层50相邻，从而防止空穴从发光层50转移至电子输送层60。所述三重态激子能级(T1能级)在2.6eV～2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。具有以上三重态激子能级、HOMO能级和LUMO能级的第一电子输送材料可以是咔唑化合物、噁二唑化合物、三唑化合物等；例如，由以下化学式1表示的化合物：
[化学式1]
其中A1～A13独立地为6～50个碳原子的取代或未取代的芳环，或者A1～A13中至少一个是具有S、N和O中至少一个的5～49个碳原子的取代或未取代的杂环。
由于第二电子输送材料具有高电子迁移率，其可起到提高电子注入并降低装置的工作电压的作用。所述电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。第二电子输送材料可以是喹啉化合物、蒽化合物等；例如，由以下化学式2表示的化合物：
[化学式2]
其中A1～A10独立地为6～50个碳原子的取代或未取代的芳环，或者A1～A13中至少一个是具有S、N和O中至少一个的5～49个碳原子的取代或未取代的杂环。
本发明提供了包含不同特性的材料的电子输送层，并且因此可由于在电子输送层内形成的各种能级而减少对于电荷从相邻层移走的障碍。由此，促进了电荷向发光层的转移，保持了发光层中的电荷平衡，并降低了工作电压。而且，本发明可通过包含具有高三重态激子能级(T1能级)的第一电子输送材料而提高装置效率。本发明还可通过包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料促进电子转移，从而降低工作电压。
为了降低有机发光显示装置的工作电压并提高其效率，本发明的电子输送层60包含第一电子输送材料和第二电子输送材料。在电子输送层60中，第一电子输送材料占第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的30％～50％。如果第一电子输送材料小于第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的30％，则装置的电荷平衡被打破，使效率降低。如果第一电子输送材料超过第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的50％，则电子转移不能平稳进行，使装置的工作电压增加并使效率降低。
电子输送层60由具有第一电子输送材料和第二电子输送材料的单层形成，并且其厚度在5nm～45nm的范围内。如果电子输送层60的厚度小于5nm，其不能起到电子输送层的作用，而如果电子输送层60的厚度超过45nm，则电子输送层变得过厚，由此工作电压升高，并且不能将装置的腔室效应最大化。
电子注入层70起着促进电子注入的作用，并且可由以下物质形成但不限于此：Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、PBD(2-4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑)、TAZ(3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑)和BAlq(双(2-甲基-8-羟基喹啉酸)-4-(苯基苯酚)铝)形成。而且，电子注入层70可由金属化合物形成，并且金属化合物可以是例如但不限于LiQ、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、FrF、BeF2、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2和RaF2中之一。电子注入层70的厚度可以是1nm～50nm。如果电子注入层70的厚度为1nm以上，则可防止电子注入特性退化，或者如果电子注入层70的厚度为50nm以下，则可防止由于过厚的电子注入层70造成的工作电压升高。根据装置的结构和特点，有机发光显示装置的组成中可不包括电子注入层70。
阴极80是电子注入电极，并且可由具有低逸出功的镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、银(Ag)或其合金形成。如果有机发光显示装置是顶部发射型或双重发射型，则阴极80可以足够薄地形成，以便使光穿过。如果有机发光显示装置是底部发射型，则阴极80可以足够厚地形成，以便反射光。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置提供了减少对于电荷从相邻层移走的障碍并降低工作电压的优点。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含高三重态激子能级的第一电子输送材料而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含高电子迁移率的第二电子输送材料而促进电子转移并降低工作电压。
图2是显示根据本发明第二示例性实施方式的有机发光显示装置的图。下文中，与第一示例性实施方式相同的要素将简略描述。
参照图2，根据本发明第二示例性实施方式的有机发光显示装置100包括在阳极110和阴极220之间的发光部件ST1和ST2，以及在发光部件ST1和ST2之间的电荷生成层160。
更具体地，第一发光部件ST1是单个发光二极管单元，并且包含第一发光层140。第一发光层140可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。第一发光部件ST1进一步包含在阳极110之上的第一空穴注入层120和第一空穴输送层130。另外，第一发光部件ST1进一步包含在第一发光层140之上的第一电子输送层150。另外，第一发光部件ST1可进一步包含在第一电子输送层150之上的电子注入层。因此，包含第一空穴注入层120、第一空穴输送层130、第一发光层140和第一电子输送层150的第一发光部件ST1形成在阳极110之上。根据装置的结构或特点，第一发光部件ST1的组成中可不包含第一空穴注入层120和电子注入层。
包含第二发光层190的第二发光部件ST2在第一发光部件ST1之上。第二发光层190可发射红色、绿色或蓝色的光，并且在此示例性实施方式中，其可为例如黄绿光发射层或绿光发射层。黄绿光发射层可包含黄光发射层或黄绿光发射层和绿光发射层的多层结构。第二发光部件ST2进一步包含第二空穴注入层170和第二空穴输送层180，并且进一步包含在第二发光层190之上的第二电子输送层200和电子注入层210。因此，包含第二空穴注入层170、第二空穴输送层180、第二发光层190、第二电子输送层200和电子注入层210的第二发光部件ST2形成在第一发光部件ST1之上。根据装置的结构或特点，第二发光部件ST2的组成中可不包含第二空穴注入层170和电子注入层210。
电荷生成层160在第一发光部件ST1和第二发光部件ST2之间。电荷生成层160是通过连接N型电荷生成层160N和P型电荷生成层160P而形成的PN结电荷生成层。PN结电荷生成层160生成电荷，或将电荷(即，电子和空穴)分别注入发光层中。即，N型电荷生成层160N将电子供应至与阳极相邻的第一发光层140，而P型电荷生成层160P将空穴供应至第二发光层190。由此，具有多个发光层的有机发光显示装置可进一步提高其发射效率并降低其工作电压。
N型电荷生成层160N可由金属或N掺杂的有机材料形成。金属可以是Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy和Yb中的一种材料。例如，N型掺杂物可以是碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物。N型掺杂物可以是Li、Be、Cs、K、Rb、Mg、Na、Ca、Sr、Eu、Fr、Ba、Ra和Yb中之一。主体材料可以是例如Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、三嗪衍生物、苯并唑(benzazole)衍生物和噻咯衍生物中的一种材料。
P型电荷生成层160P可由金属或P掺杂的有机材料形成。金属可以是Al、Cu、Fe、Pb、Zn、Au、Pt、W、In、Mo、Ni和Ti中的一种或多种合金。P掺杂的有机材料的P型掺杂物和主体可以是常用材料。例如，P型掺杂物可以是F4-TCNQ(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8,-四氰基[对苯醌二甲烷]、碘、FeCl3、FeF3和SbCl5。主体可以是NPB(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)、TPD(N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺)和TNB(N,N,N’N’-四萘基联苯胺)中的一种材料。
阴极220在第二发光部件ST2之上。阴极220是电子注入电极，并且可由具有低逸出功的镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、银(Ag)或其合金形成。如果有机发光显示装置是顶部发射型或双重发射型，则阴极220可以足够薄地形成，以便使光透过。如果有机发光显示装置是底部发射型，则阴极220可以足够厚地形成，以便反射光。
根据本发明第二示例性实施方式的有机发光显示装置100的第一发光部件ST1中的第一电子输送层150起着促进电子输送的作用。第一电子输送层150包含第一电子输送材料和第二电子输送材料。第一电子输送材料起到阻挡空穴移动并调节电荷平衡的作用，并且其三重态激子能级(T1能级)在-2.6eV～-2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。第二电子输送材料起到提高电子注入并降低装置的工作电压的作用，其电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置可降低对于电荷从相邻层移走的障碍并降低工作电压。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含高三重态激子能级的第一电子输送材料而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含高电子迁移率的第二电子输送材料而促进电子转移并降低工作电压。
图3是显示根据本发明第三示例性实施方式的有机发光显示装置的图。与第二示例性实施方式相同的要素由相同的附图标记表示，因而下面将省略这些要素的描述。
参照图3，根据本发明的第三示例性实施方式的有机发光显示装置100包括在阳极110和阴极220之间的多个发光部件ST1、ST2和ST3，以及在发光部件ST1、ST2和ST3之间的第一电荷生成层160和第二电荷生成层230。虽然此示例性实施方式通过阳极110和阴极220之间具有三个发光部件的实例来阐明和描述，但本发明并不限于此实例，在阳极110和阴极220之间可有四个以上发光部件。
第一发光部件ST1是单个发光二极管单元，并且包含第一发光层140。第一发光层140可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。
第一发光部件ST1进一步包含在阳极110之上的第一空穴注入层120和第一空穴输送层130。另外，第一发光部件ST1进一步包含在第一发光层140之上的第一电子输送层150。因此，包含第一空穴注入层120、第一空穴输送层130、第一发光层140和第一电子输送层150的第一发光部件ST1形成在阳极110之上。另外，第一发光部件ST1可进一步包含在第一电子输送层150之上的电子注入层。
根据装置的结构或特点，第一发光部件ST1的组成中可不包含第一空穴注入层120和电子注入层。
第二发光部件ST2在第一发光部件ST1之上。第二发光部件ST2包含第二发光层190。第二发光层190可发射红色、绿色或蓝色的光，并且在此示例性实施方式中，其可为例如黄绿光发射层或绿光发射层。黄绿光发射层可包含黄光发射层或黄绿光发射层和绿光发射层的多层结构。第二发光部件ST2进一步包含在第一电荷生成层160和第二发光层190之间的第二空穴注入层170和第二空穴输送层180，并且进一步包含在第二发光层190之上的第二电子输送层200。另外，第二发光部件ST2可进一步包含在第二电子输送层200之上的电子注入层。因此，包含第二空穴注入层170、第二空穴输送层180、第二发光层190和第二电子输送层200的第二发光部件ST2形成在第一电荷生成层160之上。根据装置的结构或特点，第二发光部件ST2的组成中可不包含第二空穴注入层170和电子注入层。
电荷生成层160在第一发光部件ST1和第二发光部件ST2之间。电荷生成层160是通过连接N型电荷生成层160N和P型电荷生成层160P而形成的PN结电荷生成层。PN结电荷生成层160生成电荷，或将电荷(即，电子和空穴)分别注入发光层中。
包含第三发光层250的第三发光部件ST3在第二发光部件ST2之上。第三发光层250可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。第三发光部件ST3进一步包含在第二电荷生成层230和第三发光层250之间的第三空穴输送层240，并且进一步包括在第三发光层250之上的第三电子输送层260和电子注入层210。因此，包含第三空穴输送层240、第三发光层250、第三电子输送层260和电子注入层210的第三发光部件ST3形成在第二电荷生成层230之上。在第三发光部件ST3之上设置阳极220，从而构成根据本发明第二示例性实施方式的有机发光显示装置。根据装置的结构或特点，第三发光部件ST3的组成中可不包含第三空穴注入层240和电子注入层210。
第二电荷生成层230在第二发光部件ST2和第三发光部件ST3之间。第二电荷生成层230是通过连接N型电荷生成层230N和P型电荷生成层230P而形成的PN结电荷生成层。PN结电荷生成层230生成电荷，或将电荷(即，电子和空穴)分别注入发光层中。
根据本发明第三示例性实施方式的有机发光显示装置100的第三发光部件ST3中的第三电子输送层260起着促进电子输送的作用。第三电子输送层260包含第一电子输送材料和第二电子输送材料。第一电子输送材料起着阻挡空穴移动并调节电荷平衡的作用，并且其三重态激子能级(T1能级)在2.6eV～2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。第二电子输送材料起着提高电子注入并降低装置的工作电压的作用，其电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。
在根据本发明第三示例性实施方式的有机发光显示装置100中，第一发光部件ST1的第一电子输送层150可具有与第三发光部件ST3的第三电子输送层260相同的组成。即，第一发光部件ST1的第一电子输送层150可包含上述第一电子输送材料和第二电子输送材料。包含本发明第一电子输送材料和第二电子输送材料的电子输送层可适用于发射蓝色光的任何发光部件。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置可降低对于电荷从相邻层移动的障碍并降低工作电压。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含高三重态激子能级的第一电子输送材料而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含高电子迁移率的第二电子输送材料而促进电子转移并降低工作电压。
图4是根据本发明一个示例性实施方式的有机发光显示装置的能带图。
参照图4，根据本发明的有机发光显示装置包括空穴输送层HTL、具有主体和掺杂物的发光层EML、电子输送层混合ETL和电子注入层EIL。电子输送层混合ETL是由第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物形成的电子输送层。在电子输送层混合ETL中，具有高三重态激子能级的第一电子输送材料具有一个带隙，并且具有高电子迁移率的第二电子输送材料具有另一个带隙。因此，将不同带隙的两种材料混合在一起可降低对于从相邻电子输入层EIL或阴极移动的载流子转移的障碍，促进载流子转移至发光层EML。而且，具有三重态激子能级的第一电子输送材料可阻止空穴从发光层EML移动至电子输送层混合ETL，从而提高发光层EML的效率。另外，具有高电子迁移率的第二电子输送材料可提高向发光层EML中的电子注入能力，从而降低装置的工作电压。
本发明的有机发光显示装置的电子输送层可具有第一层、混合层和第二层的三层结构。下面公开了电子输送层具有上述三层结构的示例性实施方式。特别之处在于，为了更好的理解和便于描述，与前述第一至第三示例性实施方式的那些组件相同的组件以相同的附图标记给出。
图5是显示根据本发明第四示例性实施方式的有机发光显示装置的图。
参照图5，根据本发明第四示例性实施方式的有机发光显示装置10包括阳极20、空穴注入层30、空穴输送层40、发光层50、电子输送层60、电子注入层70和阴极80。
阳极20是将空穴注入发光层50的电极，并且空穴注入层30和空穴输送层40起到促进空穴从阳极20注入发光层50的作用。根据装置的结构或特点，有机发光显示装置的组成中可不包括空穴注入层30或空穴输送层40。发光层50可发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光，并且可由磷光材料或荧光材料形成。电子输送层60在发光层50之上，并且电子注入层70在电子输送层60之上以促进电子注入。阴极80是电子注入电极，并且处在电子注入层70之上。
电子输送层60的作用在于促进电子输送，并且影响有机发光显示装置的寿命或效率。鉴于此，本发明人进行了各种试验以改善电子输送层的特性，由此提高有机发光显示装置的寿命或效率。本发明人发现，如果电子输送层由具有高三重态激子能级的单层组成以降低工作电压，则电子注入由于低电子迁移率而并未平稳地进行，从而使工作电压增加。本发明人还发现，如果电子输送层由具有高电子迁移率的单层形成，则电子注入平稳进行，但电子和空穴之间的平衡被破坏，从而使寿命降低。鉴于此，本发明人形成了具有两层的电子输送层：然而，具有两层的电子输送层增加了装置的厚度，使得工作电压增加。因此，本发明人在不增加电子输送层厚度的情况下形成了具有三层的电子输送层，其包含第一电子输送材料的第一层、第二电子输送材料的第二层、以及由第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物形成并且在第一层和第二层之间的第三层。本发明人还发明了具有能够实现更高效率和更低工作电压的新结构的有机发光显示装置，这取决于电子输送层中包含的第一电子输送材料和第二电子输送材料的特性和厚度以及混合层的厚度和混合比。
电子输送层60包括与发光层50相邻的第一层61、在第一层61之上的混合层62以及在混合层62之上的第二层63。第一层61包含第一电子输送材料，并且在发光层50和混合层62之间起缓冲的作用。第一层中61的第一电子输送材料相比第二电子输送材料具有更高的三重态激子能级(T1能级)和更低的电子迁移率。第二层63包含第二电子输送材料，并且在电子输送层70或阴极80和混合层62之间起缓冲的作用。第二层63中的第二电子输送材料相比第一电子输送材料具有更低的三重态激子能级(T1能级)和更高的电子迁移率。混合层62在第一层61和第二层63之间，并且包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物。混合层62起着促进向发光层50的电荷转移的作用。
电子输送层60的第一层61与发光层60相邻。第一层61包括具有高三重态激子能级(T1水平)的第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从空穴输送层40移走并保持发光层50中电子和空穴间的电荷平衡的作用。因此，电子输送层60的第一层61与发光层50相邻，从而防止空穴从发光层50转移至电子输送层60。第一电子输送材料的三重态激子能级(T1能级)在2.6eV～2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。具有以上三重态激子能级、HOMO能级和LUMO能级的第一电子输送材料可以是咔唑化合物、噁二唑化合物、三唑化合物等；例如，由上述化学式1表示的化合物。
电子输送层60的第二层63与电子注入层70或阴极80相邻。由于其包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料，所以第二层63可起到提高从电子注入层70或阴极80的电子注入并且降低装置的工作电压的作用。因此，与电子注入层70或阴极80相邻的电子输送层60的第二层63可协助将电子转移至发光层50。第二电子输送材料的电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。第二电子输送材料可以是喹啉化合物、蒽化合物等；例如，由上述化学式2表示的化合物。
电子输送层60的混合层62在第一层61和第二层63之间，并且包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物。混合层62包含第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从空穴输送层40移走并保持发光层50中电子和空穴间的电荷平衡的作用。另外，混合层62包含第二电子输送材料，并且可提高电子注入并降低装置的工作电压。
通过包含具有第一电子输送材料的第一层61、具有第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物的混合层62、以及具有第二电子输送材料的第二层63，在电子输送层60中形成各种能级，从而降低对于电荷从相邻层移走的障碍。因此，可促进对发光层50的电子转移，并可降低工作电压。
而且，由于电子输送层60包含具有三重态激子能级的第一电子输送材料的第一层61，所以本发明的电子输送层60可提高从混合层62输送至发光层50的装置效率。
本发明的电子输送层60的混合层62包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物。在电子输送层60中，第一电子输送材料占第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的30％～50％。如果第一电子输送材料小于第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的30％，则装置的电荷平衡被打破，使效率降低。如果第一电子输送材料超过第一电子输送材料和第二电子输送材料总和的50％，则电子转移不能平稳进行，使装置的工作电压增加并使效率降低。
除了第三示例性实施方式的电子输送层60的混合层62之外，根据本发明第四示例性实施方式的电子输送层60进一步包括第一层61和第二层63，但电子输送层60的总厚度未增加。
因此，电子输送层60具有三层，并且三层的总厚度在5nm～45nm的范围内。如果电子输送层60的厚度小于5nm，其不能起到电子输送层的作用，而如果电子输送层60的厚度超过45nm，则电子输送层变得过厚，由此工作电压升高，并且不能将装置的腔室效应最大化。
电子输送层60的第一层61的厚度为混合层62厚度的25％～100％。如果第一层61的厚度为混合层62厚度的25％以上，则其阻挡空穴从空穴输送层移动并保持发光层的电荷平衡，从而提高装置效率。如果第一层61的厚度为混合层62厚度的100％以下，则其防止混合层62变得相对薄，从而防止装置效率退化。
电子输送层60的第二层63的厚度为混合层62厚度的25％～100％。如果第二层63的厚度为混合层62厚度的25％以上，则其降低对于电子从空穴注入层70或阴极80移动的电荷屏障，从而提高装置效率。如果第二层63的厚度为混合层62厚度的100％以下，则其防止混合层62变得相对薄，从而防止装置效率退化。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置提供了减少对于电荷从相邻层移动的障碍并降低工作电压的优点。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含具有高三重态激子能级的第一电子输送材料的第一层而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料的第二层而促进电子转移并降低工作电压。
图6是显示根据本发明第五示例性实施方式的有机发光显示装置的图。下文中，与第二示例性实施方式相同的组件将简略描述。
参照图6，根据本发明第五示例性实施方式的有机发光显示装置100包括在阳极110和阴极220之间的发光部件ST1和ST2，以及在发光部件ST1和ST2之间的电荷生成层160。
第一发光部件ST1是单个发光二极管单元，并且包含第一发光层140。第一发光层140可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。第一发光部件ST1进一步包含第一空穴注入层120以及在阳极110和第一发光层140之间的第一空穴输送层130。另外，第一发光部件ST1进一步包含在第一发光层140之上的第一电子输送层150。另外，第一发光部件ST1可进一步包含在第一电子输送层150之上的电子注入层。因此，包含第一空穴注入层120、第一空穴输送层130、第一发光层140和第一电子输送层150的第一发光部件ST1形成在阳极110之上。根据装置的结构或特点，第一发光部件ST1的组成中可不包含第一空穴注入层120和电子注入层。
包含第二发光层190的第二发光部件ST2在第一发光部件ST1之上。第二发光层190可发射红色、绿色或蓝色的光，并且在此示例性实施方式中，其可为例如黄绿光发射层或绿光发射层。黄绿光发射层可包含黄光发射层或黄绿光发射层和绿光发射层的多层结构。第二发光部件ST2进一步包含第二空穴注入层170和第二空穴输送层180，并且进一步包含在第二发光层190之上的第二电子输送层200和电子注入层210。因此，包含第二空穴注入层170、第二空穴输送层180、第二发光层190、第二电子输送层200和电子注入层210的第二发光部件ST2形成在第一发光部件ST1之上。根据装置的结构或特点，第二发光部件ST2的组成中可不包含第二空穴注入层170和电子注入层210。
电荷生成层160在第一发光部件ST1和第二发光部件ST2之间。电荷生成层160是通过连接N型电荷生成层160N和P型电荷生成层160P而形成的PN结电荷生成层。PN结电荷生成层160生成电荷，或将电荷(即，电子和空穴)分别注入发光层中。即，N型电荷生成层160N将电子供应至与阳极相邻的第一发光层140，而P型电荷生成层160P将空穴供应至第二发光部件ST2的第二发光层190。由此，具有多个发光层的有机发光显示装置可进一步提高其发射效率并降低其工作电压。阳极220在第二发光部件ST2之上。
根据本发明第五示例性实施方式的有机发光显示装置100的第一发光部件ST1中的第一电子输送层150起着促进电子输送的作用。第一电子输送层150包含与第一发光层140相邻的第一层151、在第一层151之上的混合层152以及在混合层152之上的第二层153。第一层151包含具有高三重态激子能级(T1能级)的第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从第一空穴输送层130移走并保持第一发光层140中电子和空穴间的电荷平衡的作用。第一电子输送材料的三重态激子能级(T1能级)在2.6eV～2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。由于其包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料，所以第二层153可起到提高从阴极80的电子注入并且降低装置的工作电压的作用。第二电子输送材料的电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。混合层152在第一层151和第二层153之间，并且包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物。混合层152包含第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从第一发光层140移动并保持第一发光层140中电子和空穴间的电荷平衡的作用。另外，混合层152包含第二电子输送材料，并且可提高电子注入并降低装置的工作电压。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置提供了减少对于电荷从相邻层移动的障碍并降低工作电压的优点。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含具有高三重态激子能级的第一电子输送材料的第一层而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料的第二层而促进电子转移并降低工作电压。
图7是显示根据本发明第六示例性实施方式的有机发光显示装置的图。与第五示例性实施方式相同的要素由相同的附图标记表示，因而下面将省略这些要素的描述。
参照图7，根据本发明的第六示例性实施方式的有机发光显示装置100包括在阳极110和阴极220之间的多个发光部件ST1、ST2和ST3，以及在发光部件ST1、ST2和ST3之间的第一电荷生成层160和第二电荷生成层230。虽然此示例性实施方式通过阳极110和阴极220之间有三个发光部件的实例阐明和描述，但本发明并不限于此实例，在阳极110和阴极220之间可有四个以上发光部件。
第一发光部件ST1是单个发光二极管单元，并且包含第一发光层140。第一发光层140可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。
第一发光部件ST1进一步包含在阳极110和第一发光层140之间的第一空穴注入层120和第一空穴输送层130。另外，第一发光部件ST1进一步包含在第一发光层140之上的第一电子输送层150。另外，第一发光部件ST1可进一步包含在第一电子输送层150之上的电子注入层。因此，包含第一空穴注入层120、第一空穴输送层130、第一发光层140和第一电子输送层150的第一发光部件ST1形成在阳极110之上。根据装置的结构或特点，第一发光部件ST1的组成中可不包含第一空穴注入层120和电子注入层。
包含第二发光层190的第二发光部件ST2在第一发光部件ST1之上。第二发光层190可发射红色、绿色或蓝色的光，并且在此示例性实施方式中，其可为例如黄绿光发射层或绿光发射层。黄绿光发射层可包含黄光发射层或黄绿光发射层和绿光发射层的多层结构。第二发光部件ST2进一步包含在第一电荷生成层160和第二发光层190之间的第二空穴注入层170和第二空穴输送层180，并且进一步包含在第二发光层190之上的第二电子输送层200。另外，第二发光部件ST2可进一步包含在第二电子输送层200之上的电子注入层。因此，包含第二空穴注入层170、第二空穴输送层180、第二发光层190和第二电子输送层200的第二发光部件ST2形成在第一发光部件ST1之上。根据装置的结构或特点，第二发光部件ST2的组成中可不包含第二空穴注入层170和电子注入层。
电荷生成层160在第一发光部件ST1和第二发光部件ST2之间。电荷生成层160是通过连接N型电荷生成层160N和P型电荷生成层160P而形成的PN结电荷生成层。PN结电荷生成层160生成电荷，或将电荷(即，电子和空穴)分别注入发光层中。
包含第三发光层250的第三发光部件ST3在第二发光部件ST2之上。第三发光层250可以发射红色、绿色或蓝色的光：例如，其在此示例性实施方式中可以是蓝光发射层。所述蓝光发射层可以是蓝光发射层、深蓝光发射层或天蓝光发射层。第三发光部件ST3进一步包含在第二电荷生成层230和第三发光层250之间的第三空穴输送层240，并且进一步包括在第三发光层250之上的第三电子输送层260和电子注入层210。另外，第三发光部件ST3可进一步包含在第三空穴输送层240之下的空穴注入层。因此，包含第三空穴输送层240、第三发光层250、第三电子输送层260和电子注入层210的第三发光部件ST3形成在第二电荷生成层230之上。阳极220设置在第三发光部件ST3之上，从而构成根据本发明第六示例性实施方式的有机发光显示装置。根据装置的结构或特点，第三发光部件ST3的组成中可不包含空穴注入层和电子注入层210。
根据本发明第六示例性实施方式的有机发光显示装置100的第三发光部件ST3中的第三电子输送层260起着促进电子输送的作用。第三电子输送层260包含与第三发光层250相邻的第一层261、在第一层261之上的混合层262以及在混合层262之上的第二层263。第一层261包含具有高三重态激子能级(T1能级)的第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从第三空穴输送层260移动并保持第三发光层250中电子和空穴间的电荷平衡的作用。第一电子输送材料的三重态激子能级(T1能级)在2.6eV～2.8eV的范围内。第一电子输送材料的HOMO能级在-5.9eV～-6.3eV的范围内，并且其LUMO能级在-2.4eV～-2.8eV的范围内。由于其包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料，所以第二层263可起到提高从阴极220的电子注入并且降低装置的工作电压的作用。第二电子输送材料的电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。第二电子输送材料的HOMO能级在-5.8eV～-6.2eV的范围内，其LUMO能级在-2.8eV～-3.2eV的范围内，并且其三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。混合层262在第一层261和第二层263之间，并且包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物。混合层262包含第一电子输送材料，并因此可起到阻挡空穴从第三发光层250移动并保持第三发光层250中电子和空穴间的电荷平衡的作用。另外，混合层262包含第二电子输送材料，并且可提高电子注入并降低装置的工作电压。
在根据本发明第六示例性实施方式的有机发光显示装置100中，第一发光部件ST1的第一电子输送层150可具有与第三发光部件ST3的第三电子输送层260相同的组成。即，第一发光部件ST1的第一电子输送层150可包括包含第一电子输送材料的第一层、包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物的混合层、以及包含第二电子输送材料的第二层。第一电子输送层150可包含第一层、混合层和第二层。具有包含本发明第一电子输送材料和第二电子输送材料的三层结构的电子输送层可适用于发射蓝色光的任何发光部件。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置提供了减少对于电荷从相邻层移动的障碍并降低工作电压的优点。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含具有高三重态激子能级的第一电子输送材料的第一层而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料的第二层而促进电子转移并降低工作电压。
图8是根据本发明第四示例性实施方式的有机发光显示装置的能带图。
参照图8，根据本发明的有机发光显示装置包括具有主体和掺杂物的发光层EML、电子输送层ETL和电子注入层EIL。电子输送层ETL包括包含第一电子输送材料的第一层ETL1、包含第二电子输送材料的第二层ETL2以及包含第一电子输送材料和第二电子输送材料的混合物的混合层混合ETL。
在第一层ETL1中，具有高三重态激子能级的第一电子输送材料具有一个带隙，而在第二层ETL2中，具有高电子迁移率的第二电子输送材料具有另一个带隙。在混合层混合ETL中，第一电子输送材料和第二电子输送材料分别具有带隙。从相邻电子电子注入层EIL或阴极注入的载流子可轻易穿过第二层ETL2的第二电子输送材料带隙而移动至第二层ETL2。到达第二层ETL2的载流子可轻易地沿着在混合层混合ETL中形成的相同第二电子输送材料的带隙移动至混合层混合ETL，或者穿过在混合层混合ETL中形成的第一电子输送材料带隙移动至混合层混合ETL。在已到达混合层混合ETL的载流子中，存在于第二电子输送材料带隙中的载流子可穿过第一层ETL1中第一电子输送材料的带隙而移动至第一层ETL1，而存在于第一电子输送材料带隙中的载流子可轻易地沿着相同第一电子输送材料的带隙移动至第一层ETL1。即，包含第一层ETL1、混合层混合ETL和第二层ETL2的电子输送层可降低对于从相邻电子注入层EIL或阴极移动的载流子转移的障碍，促进载流子转移至发光层EML。而且，具有高三重态激子能级的第一电子输送材料可阻止空穴从发光层EML移动至电子输送层ETL，从而提高效率。另外，具有高电子迁移率的第二电子输送材料可提高电子注入能力，从而降低装置的工作电压。
图9是用于生产根据本发明的有机发光显示装置的电子输送层的共沉积方法的模式图。
参照图9，通过共沉积方法形成根据本发明的有机发光显示装置的电子输送层。具有第一电子输送材料ETL1的第一沉积源S_ETL1和具有第二电子输送材料ETL2的第二沉积源S_ETL2提供在腔室的底部上，衬底以发光层表面面向沉积源的方式安装并设置在腔室顶部上。当衬底在腔室的一个方向上移动时，第一沉积源S_ETL1和第二沉积源S_ETL2开始第一电子输送材料和第二电子输送材料的沉积。随着衬底移动，从第一沉积源S_ETL1蒸发的第一电子输送材料ETL1沉积在衬底上以形成第一层，然后第一电子输送材料ETL1和第二电子输送材料ETL2同时沉积以形成混合层，最后从第二沉积源S_ETL2蒸发的第二电子输送材料ETL2沉积以形成第二层。由此制造根据本发明第四至第六示例性实施方式的电子输送层。
另一方面，通过减小第一沉积源S_ETL1和第二沉积源S_ETL2之间的距离，可将第一电子输送材料和第二电子输送材料同时沉积在衬底上。由此可制造根据第一至第三示例性实施方式的电子输送层。因此，通过调节沉积源之间的距离，电子输送层可具有各种结构。
下文中，将公开用于制造本发明所述有机发光显示装置的实施方式。然而，下列电子输送层的材料并不限制本发明的范围。
试验1：具有由与单一材料相对比的混合材料形成的电子输送层的装置的特性
<比较例1>
包含空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极的装置形成在衬底上。发光层是蓝光发射层，并且将噁二唑化合物用作电子输送层。试验中所用的装置是单装置(monodevice)。
<比较例2>
通过使用喹啉化合物作为电子输送层制造与比较例1组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式1>
通过使用噁二唑化合物和喹啉化合物的混合物作为电子输送层制造与比较例1组成相同的有机发光显示装置。
比较例1和2以及实施方式1中所用的电子输送层的材料并不限制本发明的范围。
测量根据比较例1和实施方式1制造的装置的工作电压和发射效率并显示在下表1中。测量根据比较例2和实施方式1制造的装置的工作电压和发射效率并显示在下表2中。在下表1中，从实施方式1中采集的测量值被表述为相对于从比较例1中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。在下表2中，从实施方式1中采集的测量值被表述为相对于从比较例2中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。
表1
比较例1 实施方式1
工作电压 100％ 58％
发射效率 100％ 172％
表2
比较例2 实施方式1
工作电压 100％ 110％
发射效率 100％ 121％
参照表1，相比于包含仅由高三重态激子能级材料形成的电子输送层的比较例1的装置，包含由高三重态激子能级材料和高电荷迁移率材料的混合物形成的电子输送层的实施方式1的装置显示出工作电压降低，而发射效率提高72％。另外，参照表2，相比于包含仅由高电荷迁移率材料形成的电子输送层的比较例2的装置，尽管工作电压有些增加，但包含由高三重态激子能级材料和高电荷迁移率材料的混合物形成的电子输送层的实施方式1的装置显示出发射效率提高21％。
试验2：根据电子输送层材料比例的装置特性
<实施方式2>
在与实施方式1相同的工艺条件下，通过将电子输送层的噁二唑化合物和喹啉化合物以7:3、1:1和3:7的不同比例混合而制造装置。此处，比例是指在电子输送层内占据的体积的份额。
实施方式2的电子输送层的材料并不限制本发明的范围。
测量根据实施方式2制造的装置的工作电压和发射效率并显示在下表3中。测量电流密度与工作电压并显示在图10中，而测量效率与亮度并显示在图11中。另外，测量根据实施方式2在电子输送层利用1:1和3:7混合比的材料制造的装置的发光强度和波长并显示在图12中，并且测量根据实施方式2在电子输送层利用1:1和7:3混合比的材料制造的装置的发射强度和波长并显示在图13中。在下表3中，从利用7:3和3:7混合比制造的装置中采集的测量值被表述为相对于从利用1:1混合比的装置中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。
表3
参照图10和11以及表3，1:1和3:7的混合比都产生了相同水平的发射效率，而3:7的混合比产生了最低水平的工作电压。7:3的混合比产生了高工作电压和低发射效率。通过这些结果，可发现，为了制造具有低电压和高效率的装置，具有高电子迁移率的材料和具有高三重态激子能级的材料的混合比应为1:1以上。
如图12和13所示，可以看出，相比于7:3的混合比，3:7的混合比在蓝光发射的440nm～480nm波长处产生了发光强度的增加。因此，能发现当电子输送层中具有高电子迁移率的材料和具有高三重态激子能级的材料之比更高时，能实现发光强度增加。
试验3：根据电子输送层厚度的装置特性
<实施方式3>
通过在衬底上形成包含蓝光发射层的第一发光部件、电荷生成层、包含黄光发射层的第二发光部件、另一个电荷生成层、具有蓝光发射层的第三发光部件和阴极而制造有机发光显示装置。通过将噁二唑化合物与喹啉化合物以3:2的比例混合，在第三发光部件中形成厚度为25nm的电子输送层。
实施方式3的电子输送层的材料并不限制本发明的范围。
用25nm～30nm的不同厚度的电子输送层制造根据实施方式3的有机发光显示装置，并且测量其工作电压和发射效率并显示在下表4中。测量电流密度与工作电压并显示在图14中，测量效率与亮度并显示在图15中，并且测量发光强度和波长并显示在图16中。在下表4中，从利用厚度为25nm的电子输送层制造的装置中采集的测量值被表述为相对于从厚度为30nm的电子输送层制造的装置中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。
表4
参照图14和15以及表4，当电子输送层的厚度从30nm减小到25nm时，工作电压降低，而发射效率也略微下降。从这些结果中可发现，就工作电压而言，减小电子输送层厚度更好。
如图16所示，可以看出，相比于的厚度，30nm的厚度在蓝光发射的440nm～480nm波长处和黄绿色光发射的510nm～590nm波长处产生了发光强度的增加。
试验3：根据电子输送层的混合材料的有机发光显示装置特性
<实施方式4>
使用噁二唑化合物和喹啉化合物比例为1:1的混合物作为电子输送层制造与实施方式3组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式5>
使用咔唑化合物和喹啉化合物比例为1:1的混合物作为电子输送层制造与实施方式4组成相同的有机发光显示装置。
实施方式4和5中所用的电子输送层的材料并不限制本发明的范围。
测量根据实施方式4和5制造的装置的工作电压、RGBW色彩寿命、发射效率和量子效率并显示在下表5中。另外，测量电流密度和工作电压并显示在图17中，测量效率和亮度并显示在图18中，并且测量发光强度和波长并显示在图19中。在下表5中，从实施方式5中采集的测量值被表述为相对于从实施方式4中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。
表5
参照图17和18以及表5，使用具有相似性质的材料的根据实施方式4和5的装置显示了相同水平的寿命和效率。
如图19中所示，可以看出装置在蓝光发射的440nm～480nm波长处和黄绿色光发射的510nm～590nm波长处显示了相同水平的发光强度。
试验5：根据电子输送层每层的厚度的有机发光显示装置特性
<实施方式6>
使用噁二唑化合物和喹啉化合物1:1比例的混合物作为电子输送层制造与实施方式2组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式7>
通过使用厚度为5nm的噁二唑化合物作为电子输送层的第一层、使用噁二唑化合物和喹啉化合物的1:1比例且厚度为20nm的混合物作为电子输送层的混合层、并且使用厚度为5nm的喹啉化合物作为电子输送层的第二层来制造与实施方式6组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式8>
通过使用厚度为10nm的噁二唑化合物作为电子输送层的第一层、使用噁二唑化合物和喹啉化合物的比例为1:1且厚度为10nm的混合物作为电子输送层的混合层、并且使用厚度为10nm的喹啉化合物作为电子输送层的第二层来制造与实施方式7组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式9>
通过使用厚度为5nm的噁二唑化合物作为电子输送层的第一层、使用噁二唑化合物和喹啉化合物的比例为1:1且厚度为15nm的混合物作为电子输送层的混合层、并且使用厚度为10nm的喹啉化合物作为电子输送层的第二层来制造与实施方式7组成相同的有机发光显示装置。
<实施方式10>
通过使用厚度为10nm的噁二唑化合物作为电子输送层的第一层、使用噁二唑化合物和喹啉化合物的比例为1:1且厚度为15nm的混合物作为电子输送层的混合层、并且使用厚度为5nm的喹啉化合物作为电子输送层的第二层来制造与实施方式7组成相同的有机发光显示装置。
测量根据实施方式6至10制造的装置的工作电压、发射效率和寿命并显示在下表6中。在下表6中，从实施方式7至10中采集的测量值被表述为相对于从实施方式6中采集的那些测量值(对应于100％)的百分比。
表6
实施方式6 实施方式7 实施方式8 实施方式9 实施方式10
工作电压 100％ 95％ 100％ 91％ 98％
效率 100％ 103％ 95％ 105％ 104％
寿命 100％ 102％ 90％ 118％ 105％
参照表6，相比于利用30nm单层形成的电子输送层的实施方式6，利用包含5nm第一层、20nm混合层和5nm第二层的电子输送层的实施方式7显示出工作电压降低5％，效率提高3％，并且寿命增加2％。利用包含10nm第一层、10nm混合层和10nm第二层的电子输送层的实施方式8显示出相同水平的工作电压，效率降低5％，并且寿命降低10％。利用包含5nm第一层、15nm混合层和10nm第二层的电子输送层的实施方式9显示出工作电压降低9％，效率提高5％，并且寿命增加18％。利用包含10nm第一层、15nm混合层和5nm第二层的电子输送层的实施方式10显示出工作电压降低2％，效率提高4％，并且寿命增加5％。
相比于实施方式6，除实施方式8以外，所有这些实施方式均显示出工作电压降低，并且相比于实施方式6，实施方式7、8和10显示出效率和寿命增加。从这些结果中可发现，如果电子输送层的混合层的厚度为10nm以下，可实现装置的效率和寿命降低，并且电子输送层的混合层的理想厚度是15nm以上。而且，可以推论实施方式9是最佳的结果，因此包含5nm第一层、15nm混合层和10nm第二层的电子输送层是最优选的。
如上所述，通过具有包含高三重态激子能级的第一电子输送材料和高电子迁移率的第二电子输送材料的电子输送层，本发明的有机发光显示装置提供了减少对于电荷从相邻层移动的障碍并降低工作电压的优点。而且，本发明的有机发光显示装置可由于电子输送层包含具有高三重态激子能级的第一电子输送材料的第一层而提高装置效率，并且可由于电子输送层包含具有高电子迁移率的第二电子输送材料的第二层而促进电子转移并降低工作电压。
另外，通过使用1:1或更高比例的具有高电子迁移率的第二电子输送材料和具有高三重态激子能级的第一电子输送材料，可降低工作电压。
尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式，应理解的是本领域技术人员可设计落入本公开的原理的范围内的许多其它改良形式和实施方式。更具体地，在本公开、附图以及所附的权利要求的范围内，在主题组合布置的组成部分和/或布置方面可以做出各种变化和修改。除了组成部分和/或布置中的变化和修改之外，作为其它选择的应用对于本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (26)

1.一种有机发光显示装置，其包括：
在阳极和阴极之间的至少一个发光层，和
在所述至少一个发光层和所述阴极之间的电子输送层，所述电子输送层包含：
阻挡空穴从所述至少一个发光层到所述电子输送层的第一电子输送材料；和
协助将电子转移至所述至少一个发光层的第二电子输送材料，
其中所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料具有不同的三重态激子能级和不同的电子迁移率。
2.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的三重态激子能级高于所述第二电子输送材料的三重态激子能级。
3.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的电子迁移率低于所述第二电子输送材料的电子迁移率。
4.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子输送层是单层。
5.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子输送层包含第一层、混合层和第二层。
6.如权利要求5所述的有机发光显示装置，其中所述第一层包含所述第一电子输送材料，所述混合层包含所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料，并且所述第二层包含所述第二电子输送材料。
7.如权利要求2所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的三重态激子能级在2.6eV～2.8eV的范围内，并且所述第二电子输送材料的三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。
8.如权利要求2所述的有机发光显示装置，其中所述第二电子输送材料的电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。
9.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料占所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料的总和的30％～50％。
10.如权利要求1所述的有机发光显示装置，所述第一电子输送材料的比例等于或小于所述第二电子输送材料的比例。
11.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子输送层的厚度在5nm～45nm的范围内。
12.如权利要求5所述的有机发光显示装置，其中所述第一层和所述第二层的厚度为所述混合层厚度的25％～100％，并且所述混合层的厚度在15nm～20nm的范围内。
13.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料与所述至少一个发光层相邻，并且配置用于阻挡空穴从所述至少一个发光层传至所述电子输送层。
14.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述第二电子输送材料与所述阴极相邻，并且配置用于协助将电子转移至所述至少一个发光层。
15.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中利用所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料调节所述发光层中的电荷平衡。
16.一种有机发光显示装置，其包括：
在阳极和阴极之间的至少一个发光部件；和
在所述至少一个发光部件和所述阴极之间的电子输送层，
其中所述电子输送层由具有第一电子输送材料和第二电子输送材料的至少一个层组成。
17.如权利要求16所述的有机发光显示装置，其中所述电子输送层包括：包括所述第一电子输送材料的第一层，包括所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料的混合层，以及包括所述第二电子输送材料的第二层。
18.如权利要求17所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料具有不同的三重态激子能级或不同的电子迁移率。
19.如权利要求18所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的三重态激子能级高于所述第二电子输送材料的三重态激子能级。
20.如权利要求19所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的三重态激子能级在2.6eV～2.8eV的范围内，并且所述第二电子输送材料的三重态激子能级在1.6eV～2.0eV的范围内。
21.如权利要求18所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料的电子迁移率低于所述第二电子输送材料的电子迁移率。
22.如权利要求21所述的有机发光显示装置，其中所述第二电子输送材料的电子迁移率在1×10-3cm2/Vs～1×10-5cm2/Vs的范围内。
23.如权利要求17所述的有机发光显示装置，其中所述第一电子输送材料占所述第一电子输送材料和所述第二电子输送材料的总和的30％～50％。
24.如权利要求17所述的有机发光显示装置，所述第一电子输送材料的比例等于或小于所述第二电子输送材料的比例。
25.如权利要求17所述的有机发光显示装置，其中所述电子输送层的厚度在5nm～45nm的范围内。
26.如权利要求25所述的有机发光显示装置，其中所述第一层和所述第二层的厚度为所述混合层厚度的25％～100％，并且所述混合层的厚度在15nm～20nm的范围内。
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