CN106611821A - 有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

有机电致发光装置包括第一电极、在第一电极上的空穴传输区域、在空穴传输区域上的发射层、在发射层上的电子传输区域以及在电子传输区域上的第二电极。电子传输区域包括在发射层上的第一电子传输层和在第一电子传输层上的第二电子传输层。发射层的最高占据分子轨道(HOMO)能级与第一电子传输层的HOMO能级之间的差值的绝对值是大约0.3eV至大约1.5eV。

Description

有机电致发光装置
相关申请的交叉引用
在2015年10月27日提交于韩国知识产权局的名称为“有机电致发光装置以及包括该有机电致发光装置的显示器”的第10-2015-0149603号韩国专利申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
实施方式涉及有机电致发光装置以及包括该有机电致发光装置的有机发光显示器。
背景技术
平面显示器主要分为发光型和非发光型。发光型的示例包括平面阴极射线管显示器、等离子体显示面板显示器和有机电致发光显示器(有机发光显示器，OLED)等。OLED是具有宽视角、良好对比度以及快速响应速度的优点的自发光显示器。
相应地，OLED可应用在用于移动设备(诸如远程相机、视频相机、摄录机、个人数字助手、智能手机、超薄笔记本计算机、平板个人计算机或者柔性显示器)的显示器，或者应用在用于大型电子产品或者大型电器(诸如超薄电视机)的显示器以引起公众注意。
在OLED中，从第一电极和第二电极注入的空穴和电子在发射层中复合以及发光，从而实现颜色。注入的空穴和电子结合以形成激子，激子从激发态跃迁回基态，从而发光。
发明内容
实施方式涉及有机电致发光装置，该有机电致发光装置包括第一电极、在第一电极上的空穴传输区域、在空穴传输区域上的发射层、在发射层上的电子传输区域以及在电子传输区域上的第二电极。电子传输区域包括在发射层上的第一电子传输层和在第一电子传输层上的第二电子传输层。发射层的最高占据分子轨道(HOMO)能级与第一电子传输层的HOMO能级之间的差值的绝对值是大约0.3eV至大约1.5eV。
发射层的最低未占据分子轨道(LUMO)能级与第一电子传输层的LUMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。
第一电子传输层的LUMO能级与第二电子传输层的LUMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。
发射层的HOMO能级与第一电子传输层的HOMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0.5eV至大约1.5eV。
第一电子传输层可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物。第二电子传输层可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。
第一电子传输材料和第二电子传输材料可彼此相同。
第一n型掺杂物与第二n型掺杂物可彼此相同，以及基于第一电子传输层的总重量的第一n型掺杂物的重量百分数(wt％)与基于第二电子传输层的总重量的第二n型掺杂物的重量百分数(wt％)可彼此不同。
第一n型掺杂物与第二n型掺杂物可彼此不同。
第一n型掺杂物和第二n型掺杂物可各自包括从以下群组中选出的至少一种：喹啉锂(Liq)、LiF、Li2O、CsF、BaF、BaO、Al2O3、NaCl、RbCl、RbI、Ca、Cs和Yb。
第一电子传输层的厚度可以是大约至大约
实施方式也涉及包括多个像素的有机电致发光显示器。每个像素均可包括第一电极、在第一电极上的空穴传输区域、在空穴传输区域上的发射层、在发射层上的电子传输区域以及在电子传输区域上的第二电极。电子传输区域包括在发射层上的第一电子传输层和在第一电子传输层上的第二电子传输层。发射层的最高占据分子轨道(HOMO)能级与第一电子传输层的HOMO能级之间的差值的绝对值是大约0.3eV至大约1.5eV。
发射层的最低未占据分子轨道(LUMO)能级与第一电子传输层的LUMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。第一电子传输层的LUMO能级与第二电子传输层的LUMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。
第一电子传输层可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物。第二电子传输层可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。第一电子传输材料与第二电子传输材料可彼此相同。第一n型掺杂物与第二n型掺杂物可彼此相同。基于第二电子传输层的总重量的第二n型掺杂物的重量百分数(wt％)可低于基于第一电子传输层的总重量的第一n型掺杂物的重量百分数(wt％)。
第一电子传输层可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物。第二电子传输层可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。第一电子传输材料与第二电子传输材料可彼此相同，以及第一n型掺杂物与第二n型掺杂物可彼此不同。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施方式，对于本领域技术人员来说特征将变得显而易见，其中：
图1示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置剖视图；
图2示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置剖视图；
图3示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置剖视图；
图4示意性地示出了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制；
图5示意性地示出了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制；
图6示意性地示出了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制；
图7示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光显示器的立体图；
图8示出了根据实施方式的有机电致发光显示器中所包括的像素中的一个的电路图；
图9示出了根据实施方式的有机电致发光显示器中所包括的像素中的一个的平面图；以及
图10示出了沿图9的线I-I’作出的示意剖视图。
具体实施方式
现将参照附图在下文中更充分地描述示例性实施方式；然而，这些示例性实施方式可具体表现为不同的形式并且不应当理解为限制于本文所述的实施方式。相反，这些实施方式被提供以使得本公开将是彻底和完整的，以及将向本领域技术人员充分表达示例性实现方式。
在附图中，为了图示清晰起见，层和区域的尺寸可被夸大。还将理解，当层或元件称为在另一层或者衬底“上”时，该层或元件可直接位于该另一层或者衬底上，或者也可存在中间层。此外，也将理解，当层称为在两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一层，或者也可存在一个或多个中间层。全文中相同的附图标记表示相同的元件。
下文中，将描述根据实施方式的有机电致发光装置。
图1示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置的剖视图。图2示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置的剖视图。图3示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光装置的剖视图。
参照图1至图3，根据实施方式的有机电致发光装置OEL可包括第一电极EL1、空穴传输区域HTR、发射层EML、电子传输区域ETR和第二电极EL2。空穴传输区域HTR、发射层EML、电子传输区域ETR和第二电极EL2可在某个方向(例如，DR2)上依次设置在第一电极EL1上。
第一电极EL1与第二电极EL2可彼此相对。第一电极EL1可具有导电性。第一电极EL1可以是阳极。第一电极EL1可以是像素电极。第一电极EL1可以是透射电极(transmissive electrode)、半透射电极(semi-transmissive electrode)或者反射电极(reflective electrode)。当第一电极EL1是透射电极时，第一电极EL1可使用透明金属氧化物形成，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或者铟锡锌氧化物(ITZO)等。当第一电极EL1是半透射电极或者反射电极时，第一电极EL1可包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或者金属混合物。
有机层可布置在第一电极EL1上。有机层可包括空穴传输区域HTR、发射层EML和电子传输区域ETR。
空穴传输区域HTR可设置在第一电极EL1上。空穴传输区域HTR可设置在第一电极EL1与发射层EML之间。空穴传输区域HTR可具有由单一材料制成的单层结构、由多种不同材料制成的单层结构或者具有由多种不同材料制成的多个层的多层结构。
空穴传输区域HTR可包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、具有空穴传输功能和空穴注入功能的单层、缓冲层和电子阻挡层中的至少一种。例如，参照图2，空穴传输区域HTR可包括设置在第一电极EL1上的空穴注入层HIL和设置在空穴注入层HIL上的空穴传输层HTL。
例如，空穴传输区域HTR可具有通过使用多种不同材料形成的单层结构，或者可具有这样的结构，在该结构中，从第一电极EL1起按顺序地依次层叠空穴注入层HIL/空穴传输层HTL、空穴注入层HIL/空穴传输层HTL/缓冲层、空穴注入层HIL/缓冲层、空穴传输层HTL/缓冲层或者空穴注入层HIL/空穴传输层HTL/电子阻挡层。在一些实现方式中，空穴传输区域HTR可包括同时执行空穴注入功能和空穴传输功能的单层。
空穴传输区域HTR可通过使用诸如真空沉积、旋转涂覆、铸型、朗缪尔-布劳杰(Langmuir-Blodgett,LB)方法、喷墨印刷、激光印刷或者激光诱导热成像(laser inducedthermal imaging，LITI)的适当方法形成。
当空穴传输区域HTR包括空穴注入层HIL时，作为示例，空穴传输区域HTR可以包含：酞菁化合物，例如酞菁铜；N,N’-二苯基-N,N’-双-[4-(苯基-间甲苯-氨基)-苯基]-联苯-4,4’-二胺(DNTPD)、4,4’,4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4’4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、4,4’,4”-三{N,-(2-萘基)-N-苯基氨基}-三苯胺(2TNATA)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(PANI/DBSA)、聚苯胺/樟脑磺酸(PANI/CSA)或者(聚苯胺)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PANI/PSS)等。
当空穴传输区域HTR包括空穴传输层HTL时，作为示例，空穴传输区域HTR可以包含：基于咔唑的衍生物，例如N-苯基咔唑或聚乙烯咔唑；基于芴的衍生物；基于三苯胺的衍生物，例如N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1-联苯]-4,4’-二胺(TPD)、和4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基联苯胺(NPB)、4,4’-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)等。
空穴传输层HTL可包括p型掺杂物。
空穴传输区域HTR的厚度可以是大约至大约或者例如，大约至大约当空穴传输区域HTR既包括空穴注入层HIL又包括空穴传输层HTL时，空穴注入层HIL的厚度可以是大约至大约或者例如大约至大约而空穴传输层HTL的厚度可以是大约至大约或者例如大约至当空穴传输区域HTR、空穴注入层HIL和空穴传输层HTL的厚度落入上述范围内时，可在不大幅增加驱动电压的前提下获得理想程度的空穴传输性质。
发射层EML可设置在空穴传输区域HTR上。发射层EML可设置在空穴传输层HTL上。发射层EML可包括通过使用单一材料形成的单层结构、通过使用多种不同材料形成的单层结构或者具有通过使用多种不同材料形成的多个层的多层结构。
当发射层EML是单层时，发射层EML可发出例如红光、绿光或者蓝光。
发射层EML可通过使用诸如真空沉积、旋转涂覆、铸型、朗缪尔-布劳杰(LB)方法、喷墨印刷、激光印刷或者激光诱导热成像(LITI)的适当方法形成。
发射层EML可包括适当材料，例如发出红光、绿光或者蓝光的材料。发射层EML可包括荧光材料或者磷光材料。发射层EML也可包括基体和掺杂物。
基体可以是适当的基体材料。例如，可以使用三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、4,4’-双(N-咔唑基)-1,1’-联苯基(CBP)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)-三苯胺(TCTA)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、3-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)、联苯乙烯亚芳基(DSA)、4,4’-双(9-咔唑基)-2,2’-二甲基-联苯(CDBP)和2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)等。
发射层EML可以包含由下列式1表示的蒽衍生物。例如，包含在发射层EML中的基体可以包含由下列式1表示的蒽衍生物。
[式1]
在式1中，R1至R3各自独立地是氢、氘、取代或未取代的具有1至20个碳原子的烷基、取代或未取代的具有6至30个环碳原子的芳基或者取代或未取代的具有2至30个环碳原子的杂芳基，a和b各自独立地是0至5的整数，c是0至8的整数，并且多个相邻的R1至R3可以是单独的或可以彼此组合以形成饱和或未饱和的环。
当a是2时，两个相邻的R1可以彼此组合以形成与所述两个相邻的R1所连接的苯环稠合的苯环。在这种情况下，由式1表示的蒽衍生物可以是被萘基取代的蒽结构的形式。
由式1表示的蒽衍生物可以是例如下列化合物之一。
本文所用的术语“取代或未取代的”是指没有取代或被选自下列中的一个或多个取代基取代：氘、卤素基团、硝酰基、硝基、氨基、氧化膦基团、烷氧基、甲硅烷基、硼基团、烷基、环烷基、烯基、芳基、烷基胺基团、杂芳胺基团、芳基胺基团和杂环基团。术语“取代或未取代的”还可以是指其中上面例举的取代基中的两个或多于两个取代基相连的取代基取代。例如，“其中两个或多于两个的取代基相连的取代基”可以是联苯基。联苯基可以认为是芳基，并且还可以认为是其中两个苯基相连的取代基。
当a是1或大于1时，多个R1可以彼此相同或不同。当b是1或大于1时，多个R2可以彼此相同或不同。当c是1或大于1时，多个R3可以彼此相同或不同。
当发射层EML发射红色时，发射层EML可以包含荧光材料，其包括例如PBD:Eu(DBM)3(Phen)(三(二苯甲酰基甲烷)菲咯啉铕)或二萘嵌苯。当发射层EML发射红色时，包含在发射层EML中的掺杂剂可以例如选自，诸如(acac)(双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱(PIQIr)、(acac)(双(1-苯基喹啉)乙酰丙酮铱(PQIr)、三(1-苯基喹啉)铱(PQIr)或八乙基卟啉铂(PtOEP)的金属络合物，或者有机金属络合物。
当发射层EML发射绿色时，发射层EML可以包含荧光材料，其包括例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)。当发射层EML发射绿色时，包含在发射层EML中的掺杂剂可以例如选自，诸如Ir(ppy)3(面式-三(2-苯基吡啶)铱的金属络合物，或者有机金属络合物。
当发射层EML发射蓝色时，发射层EML可以包含荧光材料，其包括例如选自螺-DPVBi、螺-6P、联苯乙烯-苯(DSB)、联苯乙烯-亚芳基(DSA)、基于聚芴(PFO)的聚合物和基于聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)的聚合物中的任一种。当发射层EML发射蓝色时，包含在发射层EML中的掺杂剂可以例如选自，诸如(4,6-F2ppy)2Irpic的金属络合物或者有机金属络合物。
电子传输区域ETR可设置在发射层EML上。电子传输区域ETR可通过使用诸如真空沉积、旋转涂覆、铸型、朗缪尔-布劳杰(LB)方法、喷墨印刷、激光印刷或者激光诱导热成像(LITI)的适当方法形成。
根据实施方式的有机电致发光装置OEL中所包括的电子传输区域ETR可包括双层结构的电子传输层(ETL1，ETL2)。第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2可在某个方向(例如，DR2)上依次层叠在发射层EML上。第一电子传输层ETL1可设置在发射层EML上，而第二电子传输层ETL2可设置在第一电子传输层ETL1上。通过包括双层结构的电子传输层ETL1、电子传输层ETL2，电子可系统地注入至发射层EML中。
第一电子传输层ETL1可设置为与发射层EML直接接触以使得发射层EML与第一电子传输层ETL1之间没有另外的层插入。
图4示意性地展示了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制。图5示意性地展示了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制。图6示意性地展示了根据实施方式的有机电致发光装置的能量转移机制。
参照图4至图6，发射层EML的最高占据分子轨道(highest occupied molecularorbital，HOMO)能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值的绝对值可以是大约0.3eV至大约1.5eV。例如，发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值可以是大约0.5eV至大约1.5eV、大约0.3eV至大约1.0eV、大约0.3eV至大约0.8eV、大约0.5eV至大约1.0eV或者大约0.5eV至大约0.8eV。当发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值是约0.5eV或以上时，可更有效地防止空穴100传输至第一电子传输层ETL1中。
通常地，空穴的迁移率大于电子的迁移率。相应地，在注入至发射层的空穴中，剩余空穴(例如，未与电子结合并形成激子的空穴)可注入至电子传输层中。当这种空穴在电子传输层中积累时，电子传输层可变成被氧化的。电子传输层的这种氧化可导致有机电致发光装置的寿命下降。由于电子传输层的氧化而导致的有机电致发光装置的寿命下降可比由于发射层退化而导致的有机电致发光装置的寿命下降进展得更快。因此，为了提高有机电致发光装置的寿命，期望最小化电子传输层的氧化。
在根据实施方式的有机电致发光装置OEL中，可通过调节发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值的绝对值来最小化经由发射层EML向第一电子传输层ETL1中的空穴100的注入。例如，发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值可调节至大约0.3eV或以上，从而使得可通过能量势垒而抑制空穴100从发射层EML注入至第一电子传输层ETL1中。当发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值小于大约0.3eV时，从发射层EML注入至第一电子传输层ETL1中的泄漏的空穴100的数量可增大，从而使得防止空穴100注入至第一电子传输层ETL1中的效果可不足。此外，就制造的便利性而言，发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值可以是例如大约1.5eV或以下。
如图4和图6所示，发射层EML的HOMO能级可高于第一电子传输层ETL1的HOMO能级。如图5所示，发射层EML的HOMO能级可低于第一电子传输层ETL1的HOMO能级。例如，如果发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值是大约0.3eV或以上，则发射层EML的HOMO能级可高于或者低于第一电子传输层ETL1的HOMO能级。
第一电子传输层ETL1可同时具有电子传输功能和空穴阻挡功能。
发射层EML的最低未占据分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的差值G2的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。
在有机电致发光装置中，当在每个灰度等级的效率均为恒定时，驱动电压的调节更容易。在有机电致发光装置中，效率通常在低灰度等级(低亮度)区域高。在高灰度等级(高亮度)区域，发光体可变得饱和并且电流效率可迅速降低。效率可并非在各个灰度等级均为恒定的。在实现白色的有机电致发光装置中，这种限制可例如引起在每个灰度等级的白色的改变。
在根据实施方式的有机电致发光装置OEL中，可调节发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的绝对差值以使得电子200可容易地经由第一电子传输层ETL1注入至发射层EML。通常，通过在将迁移率比空穴100低的电子200注入至发射层EML中的过程期间降低能量势垒，可增大在发射层EML中电子200遭遇空穴100的几率，这样可最小化电流效率从低灰度等级区域至高灰度等级区域迅速下降的问题。因此，可在各个灰度等级实现恒定的效率。例如，该效果可通过将发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的绝对差值调节至大约0.2eV或以下而实现。
如图4所示，发射层EML的LUMO能级可高于第一电子传输层ETL1的LUMO能级。如图5所示，发射层EML的LUMO能级可低于第一电子传输层ETL1的LUMO能级。相应地，当发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的差值G2的绝对值是大约0.2eV或以下时，发射层EML的LUMO能级可高于或者低于第一电子传输层ETL1的LUMO能级。
如图6所示，发射层EML的LUMO能级可与第一电子传输层ELT1的LUMO能级相同。例如，发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级的差值G2的绝对值可以是0eV。
第一电子传输层ETL1的LUMO能级与第二电子传输层ETL2的LUMO能级之间的差值G3的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的差值G2的绝对值与第一电子传输层ETL1的LUMO能级与第二电子传输层ETL2的LUMO能级之间的差值G3的绝对值可相同或者不同。
通过将第一电子传输层ETL1的LUMO能级与第二电子传输层ETL2的LUMO能级之间的差值G3的绝对值调节至大约0.2eV或以下，可容易地将电子从第二电子传输层ETL2注入至第一电子传输层ETL1中。相应地，可存在对以下效果的改善，即，最小化电流效率可从低灰度等级区域至高灰度等级区域迅速下降的可能性。
第一电子传输层ETL1的厚度(在图1中的TH1)可以是大约 至大约当第一电子传输层ETL1的厚度小于大约时，发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的差值的调节对电子200的传输的影响可大于第一电子传输层ETL1的厚度本身对电子200的传输的影响。当第一电子传输层ETL1的厚度大于大约时，第一电子传输层ETL1的电子传输功能可足以将电子传输至发射层EML中。
包括第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2的电子传输层ETL1和ETL2的厚度可以是大约至大约或者例如，大约至大约当电子传输层的厚度落入以上描述的范围内时，可在不大幅增加驱动电压的前提下获得理想程度的电子传输性质。
第二电子传输层ETL2可与第一电子传输层ETL1接触。直接与第一电子传输层ETL1接触的第二电子传输层ETL2可用于将由第二电极EL2提供的电子传输至第一电子传输层ETL1中。
第一电子传输层ETL1可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物。基于第一电子传输层ETL1的第一n型掺杂物的重量百分数(wt％)可以是大约1wt％至大约90wt％。第一n型掺杂物的wt％可基于第一电子传输层ETL1中所包括的材料的总重量。基于第一电子传输层ETL1中所包括的材料的总重量，第一n型掺杂物的wt％可以是例如大约10wt％至大约70wt％、大约10wt％至大约60wt％、大约10wt％至大约50wt％、大约15wt％至大约40wt％或者大约15wt％至大约35wt％。当第一电子传输层ETL1中所包括的第一n型掺杂物的wt％落入以上范围内时，可在不过度增加驱动电压的前提下获得理想程度的电子传输性质。
第二电子传输层ETL2可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。基于第二电子传输层ETL2的第二n型掺杂物的wt％可以是大约1wt％至大约90wt％。第二n型掺杂物的wt％可基于第二电子传输层ETL2中所包括的材料的总重量。第二n型掺杂物的wt％可以是例如大约10wt％至大约70wt％、大约10wt％至大约60wt％、大约10wt％至大约50wt％、大约15wt％至大约40wt％或者大约15wt％至大约35wt％。当第二层电子传输层ETL2中所包括的第二n型掺杂物的wt％落入以上范围内时，可在不过度增加驱动电压的前提下获得理想程度的电子传输性质。
第一电子传输材料和第二电子传输材料可分别包括从蒽衍生物、氧化膦衍生物、含氮衍生物和三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)的群组中选取的至少一种。例如，第一电子传输材料和第二电子传输材料可分别包括从由蒽衍生物、氧化膦衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物和三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)所构成的群组中选取的至少一种。
第一n型掺杂物和第二n型掺杂物可各自独立地包括从喹啉锂(Liq)、LiF、Li2O、CsF、BaF、BaO、Al2O3、NaCl、RbCl、RbI、Ca、Cs和Yb的群组中选取的至少一种。例如，第一n型掺杂物或者第二n型掺杂物中的至少一种可包括Liq。
根据实施方式的有机电致发光装置OEL中所包括的第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2可包括相同的电子传输材料。第一电子传输层ETL1中所包括的第一电子传输材料与第二电子传输层ETL2中所包括的第二电子传输材料可彼此相同。在这种情况下，第一电子传输层ETL1中所包括的第一n型掺杂物与第二电子传输层ETL2中所包括的第二n型掺杂物可彼此相同，但是第一电子传输层ETL1中的第一n型掺杂物的wt％与第二电子传输层ETL2中的第二n型掺杂物的wt％可彼此不同。第二电子传输层ETL2中的第二n型掺杂物的wt％可小于第一电子传输层ETL1中的第一n型掺杂物的wt％。例如，第二n型掺杂物的wt％可以是第二电子传输层ETL2的大约20wt％，而第一n型掺杂物的wt％可以是第一电子传输层ETL1的大约30wt％。
第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2包括相同的电子传输材料和相同的n型掺杂物，以及可调节在各层中的n型掺杂物的wt％，从而可获得发射层EML、第一电子传输层ETL1以及第二电子传输层ETL2之间的LUMO能级和HOMO能级的理想关系。
在一些实现方式中，第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2可包括不同的n型掺杂物，从而可获得发射层EML、第一电子传输层ETL1以及第二电子传输层ETL2之间的LUMO能级和HOMO能级的理想关系。
例如，第一电子传输层ETL1中所包括的第一电子传输材料可与第二电子传输层ETL2中所包括的第二电子传输材料相同，以及第一电子传输层ETL1中所包括的第一n型掺杂物可与第二电子传输层ETL2中所包括的第二n型掺杂物不同。在这种情况下，取决于第一n型掺杂物和第二n型掺杂物的具体材料，基于第一电子传输层ETL1的第一n型掺杂物的wt％可与基于第二电子传输层ETL2的第二n型掺杂物的wt％相同或不同。
返回参照图3，电子传输区域ETR还可包括设置在第二电子传输层ETL2与第二电极EL2之间的电子注入层EIL。电子注入层EIL可设置在第二电子传输层ETL2上。作为示例，当电子传输区域ETR包括电子注入层EIL时，电子传输区域ETR可包括LiF、喹啉锂(Liq)、Li2O、BaO、NaCl、CsF、诸如Yb的镧金属或者诸如RbCl和RbI的卤代金属。电子注入层EIL也可包括在其中混合有电子传输材料和绝缘有机金属盐的材料。有机金属盐可以是具有大约4eV或以上能带间隙的材料。例如，有机金属盐可包括金属醋酸盐、金属苯酸盐、金属乙酰醋酸盐、金属乙酰丙酮酸盐或者金属硬脂酸盐。电子注入层EIL的厚度可以是大约至大约或者大约至大约当电子注入层EIL的厚度落入以上描述的范围时，可在不大幅增加驱动电压的前提下获得理想程度的电子注入性质。
第二电极EL2可设置在电子传输区域ETR上。第二电极EL2可以是阴极。第二电极EL2可以是公共电极。第二电极EL2可以是透射电极、半透射电极或者反射电极。
当第二电极EL2是透射电极时，第二电极EL2可包括Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg、BaF、Ba、Ag或者其化合物或混合物(例如，Ag与Mg的混合物)。
第二电极EL2可包括辅助电极。辅助电极可包括形成为面对发射层EML的膜。辅助电极可通过在膜上沉积任何前述电极材料和透明金属氧化膜而形成，透明金属氧化膜例如由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、Mo或者Ti制成。
当第二电极EL2是半透射电极或者反射电极时，第二电极EL2可包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Mo、Ti或者其化合物或混合物(例如，Ag与Mg的混合物)。在一些实现方式中，第二电极EL2可具有多层结构，该多层包括通过使用任何前述电极材料形成的反射膜或者半透射膜或者通过使用铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或者铟锡锌氧化(ITZO)形成的透明导电膜。
在有机电致发光装置OEL是正面发光类型的情况下，第一电极EL1可以是反射电极，而第二电极EL2可以是透射电极或者半透射电极。在有机电致发光装置OEL是底面发光类型的情况下，第一电极EL1可以是透射电极或者半透射电极，而第二电极EL2可以是反射电极。
在第二电极EL2上可设置有有机覆盖层。在有机覆盖层的顶部上，有机覆盖层可朝着发射层EML的方向反射从发射层EML发出的光。反射光可通过共振效应在有机层内部放大，从而增加发光效率。通过光的全反射，有机覆盖层可防止在正面发光类型有机电致发光装置中第二电极EL2中的光的损失。
有机覆盖层可包含限制性适当的有机覆盖材料，例如，N4,N4,N4’,N4’-四(联苯-4-基)联苯-4,4’-二胺(TPD15)、4,4’,4”-三(咔唑sol-9-基)三苯胺(TCTA)或N,N’-双(萘-1-基)、以及N,N’-二(苯基)-2,2’-二甲基联苯胺(ɑ-NPD)中的至少一种。
有机覆盖层可具有大约1.6至大约2.4的折射率。当有机覆盖层的折射率小于大约1.6时，在有机覆盖层顶部上，从发射层EML发出的光朝着发射层EML的方向可能反射不足，从而使得通过共振效应在有机层内部被放大的光的数量减小，以及有机电致发光装置OEL的发光效率降低。当有机覆盖层的折射率大于大约2.4时，有机覆盖层顶部上的从发射层EML发出的光可能朝着发射层EML方向反射过度，从而使得穿过有机覆盖层并显示图像的光的数量减小。
在下文中，将描述根据实施方式的有机电致发光显示器。在下文中，将更详细地主要描述与根据实施方式的前述有机电致发光装置OEL不同的特征，以及未描述的部分将与在根据实施方式的有机电致发光装置OEL中描述的部分一致。
图7示出了示意性地展示根据实施方式的有机电致发光显示器的立体图。
参照图7，根据实施方式的有机电致发光显示器10包括显示区DA和非显示区NDA。
显示区DA配置为显示图像。作为示例，从有机电致发光显示器10的厚度方向观察，显示区DA可具有大致矩形形状。
显示区DA可包括多个像素区PA。像素区PA可布置为矩阵形式。像素区PA可由像素限定层(图10中的PDL)限定。像素区PA可分别包括多个像素(图8中的PX)。
非显示区NDA可配置为不显示图像。从厚度方向观察有机电致发光显示器10，非显示区NDA可例如围绕显示区DA。非显示区NDA可在第一方向(例如，DR1)和第三方向(例如，DR3)上邻近显示区DA，其中第三方向与第一方向(例如，DR1)交叉。第二方向DR2可以是与第一方向DR1和第三方向DR3中的每个均垂直的方向。第二方向DR2可与厚度方向相反。
图8示出了根据实施方式的有机电致发光显示器中所包括的像素中的一个的电路图。
图9示出了展示根据实施方式的有机电致发光显示器中所包括的像素中的一个的平面图。
图10示出了沿图9中的I-I'作出的示意性剖视图。
参照图8至图10，每个像素PX均可包括具有栅线GL、数据线DL和驱动电压线DVL的布线部分、联接至布线部分的薄膜晶体管TFT1和TFT2、联接至薄膜晶体管TFT1和TFT2的有机电致发光装置OEL、以及电容器Cst。
像素PX中的每个均可发出特定颜色的光，例如红光、绿光或者蓝光中的一种。彩色光的种类不限于以上所述的颜色。例如，像素PX可发出青光、品红光和或黄光。像素PX中的每个均可发出白光。
栅线GL在第一方向DR1上延伸。数据线DL在第三方向DR3上延伸，其中数据线DL与栅线GL交叉。驱动电压线DVL在与数据线DL大致相同的方向(即，第三方向DR3)上延伸。栅线GL将扫描信号传输至薄膜晶体管TFT1和TFT2，以及数据线DL将数据信号传输至薄膜晶体管TFT1和TFT2，而驱动电压线DVL将驱动电压传输至薄膜晶体管。
薄膜晶体管TFT1和TFT2可包括驱动薄膜晶体管TFT2和开关薄膜晶体管TFT1，其中驱动薄膜晶体管TFT2配置为控制有机电致发光装置OEL，而开关薄膜晶体管TFT1配置为开关驱动薄膜晶体管TFT2。在图8和图9所示的实施方式中，像素PX分别既包括薄膜晶体管TFT1又包括薄膜晶体管TFT2。在其它实现方式中，作为示例，像素PX可分别包括一个薄膜晶体管和电容器或者三个或更多薄膜晶体管以及两个或更多电容器。
开关薄膜晶体管TFT1可包括第一栅电极GE1、第一源电极SE1和第一漏电极DE1。第一栅电极GE1可联接至栅线GL，以及第一源电极SE1可联接至数据线DL。第一漏电极DE1可经由第五接触孔CH5联接至第一公共电极CE1。开关薄膜晶体管TFT1可配置为根据施加至栅线GL的扫描信号将施加至数据线DL的数据信号传输至驱动薄膜晶体管TFT2。
驱动薄膜晶体管TFT2可包括第二栅电极GE2、第二源电极SE2和第二漏电极DE2。第二栅电极GE2可联接至第一公共电极CE1。第二源电极SE2可联接至驱动电压线DVL。第二漏电极DE2可经由第三接触孔CH3联接至第一电极EL1。
第一电极EL1可联接至驱动薄膜晶体管TFT2的第二漏电极DE2。公共电压可施加至第二电极EL2，以及发射层EML可根据驱动薄膜晶体管TFT2的输出信号发出特定颜色的光从而显示图像。
电容器Cst可联接在驱动薄膜晶体管TFT2的第二源电极SE2与第二栅电极GE2之间。电容器Cst可配置为充电并维持输入至驱动薄膜晶体管TFT2的第二栅电极GE2的数据信号。电容器Cst可包括第一公共电极CE1和第二公共电极CE2，其中第一公共电极CE1经由第六接触孔CH6联接至第一漏电极DE1，而第二公共电极CE2联接至驱动电压线DVL。
参照图9和图10，根据实施方式的有机电致发光显示器10可包括基衬底BS，其中薄膜晶体管和有机电致发光装置OEL层叠至基衬底BS上。基衬底BS可通过使用限制性适当的基衬底材料形成，例如，诸如玻璃、塑料和石英的绝缘材料。基衬底BS中所包括的有机聚合物的示例可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺和聚醚砜等。基衬底BS可根据机械强度、热稳定性、透明度、表面平滑度、易处理性和疏水性等来选择。
衬底缓冲层可设置在基衬底BS上。衬底缓冲层可防止杂质扩散至开关薄膜晶体管TFT1和驱动薄膜晶体管TFT2中。衬底缓冲层可通过使用氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)等形成。根据基衬底BS的处理条件和材料可省略缓冲层。
在基衬底BS上可设置有第一半导体层SM1和第二半导体层SM2。第一半导体层SM1和第二半导体层SM2可通过使用半导体材料形成。第一半导体层SM1和第二半导体层SM2可分别作为开关薄膜晶体管TFT1或者驱动薄膜晶体管TFT2的活性层。第一半导体层SM1和第二半导体层SM2可分别包括源区SA、漏区DRA和设置在源区SA与漏区DRA之间的沟道区CA。第一半导体层SM1和第二半导体层SM2可由从有机半导体或者无机半导体中选出的材料形成。源区SA和漏区DRA可用n型杂质或者p型杂质掺杂。
在第一半导体层SM1和第二半导体层SM2上可设置有栅绝缘层G1。栅绝缘层G1可覆盖第一半导体层SM1和第二半导体层SM2。栅绝缘层G1可通过使用有机绝缘材料或者无机绝缘材料形成。
在栅绝缘层G1上可设置有第一栅电极GE1和第二栅电极GE2。第一栅电极GE1和第二栅电极GE2可配置为覆盖与第一半导体层SM1和第二半导体层SM2的相应沟道区CA对应的区。
在第一栅电极GE1和第二栅电极GE2上可设置有层间绝缘层IL。层间绝缘层IL可覆盖第一栅电极GE1和第二栅电极GE2。层间绝缘层IL可由有机绝缘材料或者无机绝缘材料制成。
第一源电极SE1、第一漏电极DE1、第二源电极SE2和第二漏电极DE2可设置在层间绝缘层IL上。第二漏电极DE2可经由设置在栅绝缘层GI和层间绝缘层IL中的第一接触孔CH1接触第二半导体层SM2的漏区DRA。第二源电极SE2可经由设置在栅绝缘层GI和层间绝缘层IL中的第二接触孔CH2接触第二半导体层SM2的源区SA。第一源电极SE1可经由设置在栅绝缘层GI和层间绝缘层IL中的第四接触孔CH4接触第一半导体层SM1的源区SA。第一漏电极DE1可经由设置在栅绝缘层GI和层间绝缘层IL中的第五接触孔CH5接触第一半导体层SM1的漏区DRA。
在第一源电极SE1、第一漏电极DE1、第二源电极SE2和第二漏电极DE2上可设置有钝化层PL。钝化层PL可用作保护层以帮助保护开关薄膜晶体管TFT1和驱动薄膜晶体管TFT2，或者可作为平滑层以平滑化开关薄膜晶体管TFT1和驱动薄膜晶体管TFT2的顶面。
第一电极EL1可设置在钝化层PL上。在钝化层PL上可设置有像素限定层PDL。像素限定层PDL可配置为限定与每个像素PX对应的像素区(图7中的PA)。像素限定层PDL可从基衬底BS沿每个像素PX的周边突出，同时暴露第一电极EL1的顶面。
有机电致发光装置OEL可设置在由像素限定层PDL围绕的每个像素区(图7中的PA)中。有机电致发光装置OEL可包括第一电极EL1、空穴传输区域HTR、发射层EML、电子传输区域ETR和第二电极EL2。
像素区(图7中的PA)和非像素区可由像素限定层PDL限定。空穴传输区域HTR、电子传输区域ETR和第二电极EL2可通常既设置到像素区(图7中的PA)中也设置到非像素区中。第一电极EL1和发射层EML可经受图案化。在一些实现方式中，第一电极EL1和发射层EML可仅设置到像素区(图7中的PA)中。
根据实施方式的有机电致发光显示器10可包括多个像素PX，其中像素PX中的每个均包括有机电致发光装置OEL。像素PX中的每个均可包括第一电极EL1、设置在第一电极EL1的上空穴传输区域HTR、设置在空穴传输区域HTR上的发射层EML、设置在发射层EML上的电子传输区域ETR以及设置在电子传输区域ETR上的第二电极EL2。电子传输区域ETR可包括设置在发射层EML上的第一电子传输层ETL1以及设置在第一电子传输层ETL1上的第二电子传输层ETL2。
第一电极EL1、空穴传输区域HTR、发射层EML、电子传输区域ETR和第二电极EL2可在某个方向上依次层叠在基衬底BS上。第一电极EL1、空穴传输区域HTR、发射层EML、电子传输区域ETR和第二电极EL2可在第二方向DR2上依次层叠在基衬底BS上。
上文提供了对第一电极EL1、空穴传输区域HTR、发射层EML、包括第一电子传输层ETL1和第二电子传输层ETL2的电子传输区域ETR和第二电极EL2中的每个的详细说明。
如上所述，发射层EML的HOMO能级与第一电子传输层ETL1的HOMO能级之间的差值G1的绝对值可以是大约0.3eV至大约1.5eV。
如上所述，发射层EML的LUMO能级与第一电子传输层ETL1的LUMO能级之间的差值G2的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。第一电子传输层ETL1的LUMO能级与第二电子传输层ETL2的LUMO能级之间的差值G3的绝对值可以是大约0eV至大约0.2eV。
在一些实现方式中，为了获得如上所述的能级差值之间的关系，第一电子传输层ETL1可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物，以及第二电子传输层ETL2可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。第一电子传输材料可与第二电子传输材料相同，第一n型掺杂物可与第二n型掺杂物相同，以及基于第二电子传输层ETL2的第二n型掺杂物的wt％可低于基于第一电子传输层ETL1的第一n型掺杂物的wt％。
在一些实现方式中，第一电子传输层ETL1可包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物，以及第二电子传输层ETL2可包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物，其中第一电子传输材料可与第二电子传输材料相同，而第一n型掺杂物可与第二n型掺杂物不同。
通过总结和回顾，在OLED中，从第一电极和第二电极注入的空穴和电子可在发射层中复合并发光。注入的空穴和电子结合以形成激子，其中激子从激发态跃迁回基态，从而发出多种颜色的光。
根据实施方式的有机电致发光装置和包括该有机电致发光装置的有机电致发光显示器可最小化向电子传输区域中的空穴传输，以及可由此抑制由于空穴积累而导致的电子传输区域的氧化。因此，根据实施方式的有机电致发光装置和包括该有机电致发光装置的有机电致发光显示器可分别获得长寿命。
根据实施方式的有机电致发光装置和包括该有机电致发光装置的有机电致发光显示器可促进电子从电子传输层注入至发射层中从而最小化在每个灰度等级的效率变化。
在根据实施方式的有机电致发光装置和包括该有机电致发光装置的有机电致发光显示器中的每个中，可最小化未在发射层内部参与发光的空穴向电子传输层中的空穴传输，从而实现寿命改善。
在根据实施方式的有机电致发光装置和包括该有机电致发光装置的有机电致发光显示器中的每个中，通过促进电子注入至发射层中，可最小化在每个灰度等级的效率变化。
本文中已经公开了示例性实施方式，以及虽然使用了特定的术语，但是这些术语仅用于且将仅解释为一般且描述性的含义，而并非出于限制的目的。在一些情况下，如随着本申请的递交而对本领域普通技术人员所显而易见的，除非具体地表示，否则结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可单独地使用或者与结合其它实施方式描述的特征、特性和/或元件组合使用。相应地，本领域技术人员将理解，在不背离如以下权利要求所陈述的本发明的精神和范围的前提下，可在形式和细节方面作出多种变化。

Claims (10)

1.有机电致发光装置，包括：
第一电极；
空穴传输区域，位于所述第一电极上；
发射层，位于所述空穴传输区域上；
电子传输区域，位于所述发射层上；以及
第二电极，位于所述电子传输区域上，
其中：
所述电子传输区域包括位于所述发射层上的第一电子传输层和位于所述第一电子传输层上的第二电子传输层，以及
所述发射层的最高占据分子轨道能级与所述第一电子传输层的最高占据分子轨道能级之间的差值的绝对值为0.3eV至1.5eV。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述发射层的最低未占据分子轨道能级与所述第一电子传输层的最低未占据分子轨道能级之间的差值的绝对值为0eV至0.2eV。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述第一电子传输层的所述最低未占据分子轨道能级与所述第二电子传输层的最低未占据分子轨道能级之间的差值的绝对值为0eV至0.2eV。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述发射层的所述最高占据分子轨道能级与所述第一电子传输层的所述最高占据分子轨道能级之间的差值的所述绝对值为0.5eV至1.5eV。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中：
所述第一电子传输层包括第一电子传输材料和第一n型掺杂物，以及
所述第二电子传输层包括第二电子传输材料和第二n型掺杂物。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光装置，其中所述第一电子传输材料和所述第二电子传输材料彼此相同。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光装置，其中：
所述第一n型掺杂物和所述第二n型掺杂物彼此相同，以及
基于所述第一电子传输层的总重量的所述第一n型掺杂物的重量百分数与基于所述第二电子传输层的总重量的所述第二n型掺杂物的重量百分数彼此不同。
8.根据权利要求6所述的有机电致发光装置，其中所述第一n型掺杂物与所述第二n型掺杂物彼此不同。
9.根据权利要求5所述的有机电致发光装置，其中所述第一n型掺杂物与所述第二n型掺杂物各自独立地包括由以下群组中选出的至少一种：喹啉锂、LiF、Li2O、CsF、BaF、BaO、Al2O3、NaCl、RbCl、RbI、Ca、Cs和Yb。
10.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述第一电子传输层的厚度为至
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