CN109686848B - 包括多个有机电致发光元件的发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包括多个有机电致发光元件的发光器件。一种发光器件，包括多个有机EL元件。每个有机EL元件依次包括反射电极、空穴传输区、电子俘获发光层和光提取电极。空穴传输区在0.1nA/像素的电流下具有4.0×107Ω/□以上的薄层电阻，且空穴传输区和电子俘获发光层的总厚度等于能够增强来自电子俘获发光层的发光的光程长度。

Description

包括多个有机电致发光元件的发光器件
技术领域
本公开涉及包括多个有机EL元件的发光器件，且涉及图像形成器件、显示器件和成像装置。
背景技术
有机电致发光元件(下文中称为有机EL元件)包括一对电极和在这对电极之间的有机化合物层。在已知元件中，这对电极由包括金属反射层的金属电极和透明电极构成。可以在低电压下操作的有机EL元件最近受到关注。这种有机EL元件具有包括表面发光、重量轻和良好可见性的有利特征，并且在实践中用作平板显示器、照明器件、头戴式显示器和电子照相打印机的打印头光源中的发光器件。
特别地，对高清晰度有机EL显示器件的需求增加，并且已知使用白色有机EL元件和滤色器(下文中称为白色+CF型)的类型。与使用非常精细的金属掩模的类型相比，白色+CF型能够以更高的产率制造，因为通过气相沉积在基板的整个表面上形成白色+CF型的有机化合物层。而且，由于像素尺寸和像素之间的间隔不受有机化合物层的沉积精度的限制，因此白色+CF有机EL显示器件的清晰度相对容易增加。
然而，当有机化合物层由所有有机EL元件共享时，在任何两个邻近的有机EL元件之间可能发生驱动电流的泄漏。结果是，不应发光的像素受到应发光的像素的影响，从而发出少量不需要的光。这导致色域和效率的降低。
日本专利特开号2012-216338(下文中称为PTL 1)公开了通过在像素之间的绝缘层中形成沟槽来减小像素之间的有机化合物层的部分的厚度。由于有机化合物层的减薄部分的电阻增加，因此减少了漏电流。
日本专利特开号2014-232631(下文中称为PTL 2)公开了一种具有不连续有机化合物层的结构，上述不连续有机化合物层是通过使像素之间的绝缘隔板的端部反向逐渐变细而形成的。该不连续有机化合物层减少了漏电流。
然而，在PTL 1和PTL 2中公开的结构中，其陡峭(steep)形式可能导致密封层劣化或上电极断开。
已知的是，通过减小有机化合物层的厚度，电阻增大。然而，当反射电极和发光层彼此靠近时，不会有效地发生光学干涉，由此，光学元件需要高功耗。
发明内容
由此，本公开提供了一种发光器件，在该发光器件中，相邻有机EL元件之间的漏电流减小，并且在该发光器件中有效地发生光学干涉，从而降低了功耗。
根据本公开的一个方面，提供了一种包括多个有机EL元件的发光器件。每个有机EL元件依次包括反射电极、空穴传输区、电子俘获发光层和光提取电极。空穴传输区在0.1nA/像素的电流下具有4.0×107Ω/□(Ω/sq.)以上的薄层电阻，空穴传输区和电子俘获发光层的总厚度等于能够增强来自电子俘获发光层的发光的光程长度。
参考附图，根据以下示例性实施方案的描述，本公开的其他特征将变得明确。
附图说明
图1是根据本公开的实施方案的发光器件的示意性剖视图。
图2是显示空穴传输区的薄层电阻与Ileak/Ioled比的关系的图，上述Ileak/Ioled比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。
图3是根据本公开的实施方案的显示器件的示意图。
图4是显示空穴传输层的空穴迁移率与Ileak/Ioled比的关系的图，上述Ileak/Ioled比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。
图5是显示第一发光层的厚度与Ileak/Ioled比的关系的图，上述Ileak/Ioled比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。
图6是根据本公开的实施方案的显示器件的示意说明性表示。
图7是根据本公开的实施方案的成像装置的示意图。
图8是根据本公开的实施方案的移动装置的示意图。
图9A是根据本公开的实施方案的显示器件的示意图，且图9B是根据本公开的实施方案的可折叠显示器件的示意图。
图10是根据本公开的实施方案的照明器件的示意表示。
图11是包括根据本公开的实施方案的照明器件的可移动体的示意表示。
具体实施方式
在根据本公开的实施方案的发光器件中，相邻有机EL元件之间的漏电流减小，并且发光器件的功耗降低。每个有机EL元件包括反射电极、空穴传输区、电子俘获发光层和光提取电极。在本公开的实施方案中，空穴传输区的面内方向上的每像素薄层电阻为4.0×107Ω/□以上，因此，减小了有机EL元件之间的漏电流。而且，电子俘获发光层的存在使得反射电极和发光点之间的距离成为能够增强来自发光层的发光的光程长度。
图1是根据本公开的实施方案的发光器件的示意性剖视图。图1所示的发光器件包括基板1和三种类型(R、G和B)的有机EL元件10R、10G和10B，这三种类型的有机EL元件10R、10G和10B设置在基板上并且每个均包括反射电极2、和有机化合物层4、光提取电极5、密封层6、和滤色器7R、7G和7B中的任何一个。有机化合物层4和光提取电极5各自连续设置在沿着基板1的主表面的面内方向中。三个相邻有机EL元件10R、10G和10B通过绝缘层3彼此分开。更具体地，绝缘层3设置在每个反射电极2的端部并且设置在端部的上表面。绝缘层3旨在确保任意两个邻近反射电极2B、2G和2R之间的绝缘以及每个反射电极和光提取电极5之间的绝缘，并且旨在将发光区精确限定为期望的形状。
有机化合物层4是由多个有机EL元件共享的公用层(common layer)。术语“公用层”意味着该层横跨多个有机EL元件设置，并且可以通过涂覆工艺(诸如旋涂)或气相沉积形成在基板的整个表面上。有机化合物层4是公用层的事实意味着在一个有机化合物层上设置多个反射电极。
在本实施方案中，反射电极2为正，光提取电极5为负。
在本实施方案中，有机化合物层4包括多个层：空穴传输层41、电子阻挡层42、第一发光层43、第二发光层44和电子传输层45。有机化合物层可包括其他有机化合物层。设置在反射电极2和第一发光层43之间的有机化合物层统称为空穴传输区。在另一个实施方案中，空穴传输区可包括空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层。
每个有机EL元件通过空穴传输区电连接到邻近的有机EL元件。在本实施方案的发光器件中，从减小相邻有机EL元件之间的漏电流的观点来看，在0.1nA/像素的电流下，空穴传输区的面内方向上的每像素薄层电阻为4.0×107Ω/□以上。更可能的是，薄层电阻可以是6.0×107Ω/□以上。
图2是显示空穴传输区的薄层电阻与Ileak/Ioled比的关系的图，上述Ileak/Ioled比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。以举例的方式对以红色有机EL元件(R像素)处的电流Ioled和漏电流Ileak的测量进行描述。红色有机EL元件在邻近的绿色和蓝色有机EL元件短路(电位：0V)的状态下通电。此时，将从红色有机EL元件的反射电极流向红色有机EL元件的光提取电极的电流定义为Ioled，并且将从红色有机EL元件的反射电极流到绿色有机EL元件(G像素)或蓝色有机EL元件(B像素)的反射电极的电流定义为Ileak。通过使用等式(1)来计算面内方向上的每像素薄层电阻。在这种情况下，薄层电阻是当电流Ioled为0.1nA/像素时的值。
Rs＝dIleak/dV*W/L(1)
在该等式中，W表示两个邻近的有机EL元件的总宽度，L表示两个邻近有机EL元件之间的距离，且V表示施加到目标有机EL元件的电压。dIleak/dV表示微分电阻。
空穴传输区包括多个有机化合物层。空穴传输区可以包括空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层。这些层可以单独使用或组合使用。空穴传输区的每个层可以由单一化合物组成，或者可以包含多种化合物。
在空穴传输区包括空穴传输层的实施方案中，空穴传输层的厚度可以小于10nm。随着空穴传输层的厚度变小，绝缘层侧壁处的空穴传输层的厚度减小。由此，有机EL元件之间的电阻趋于增大。在一些实施方案中，空穴传输层的厚度可以为7nm以下或5nm以下。
鉴于面内方向上的电阻，在平行于基板主表面的方向上的空穴传输层的空穴迁移率有利地为2.5×10-3cm2/(V·s)以下，例如，1.0×10-3cm2/(V·s)以下。
图4是显示空穴传输层的空穴迁移率与Ileak/Ioled比的关系的图，上述Ileak/Ioled比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。
在空穴传输区还包括电子阻挡层的实施方案中，有益的是，从减少界面处的空穴累积的观点来看，在空穴传输层和电子阻挡层之间的界面处以及在电子阻挡层和第一发光层之间的界面处的电离势(ionization potential)的差异都是小的。
同样有益的是，从反射电极到第一发光层的层具有阶梯式能量结构，在该阶梯式能量结构中，电离势从反射电极到第一发光层逐步增大。更具体地，有益的是，空穴传输层的电离势位于反射电极的功函数和第一发光层的电离势之间。同样有益的是，电子阻挡层的电离势位于空穴传输层的电离势和第一发光层的电离势之间。
含有多种化合物的有机化合物层的电离势可通过光电子产率光谱(photoelectron yield spectroscopy)、光电子能谱等估算。
可以通过形成包含两种或更多种空穴传输材料的混合物的空穴传输层来控制空穴传输层的性质(诸如空穴迁移率和电离势)。因此，跳跃位(hopping site)的有效距离增大，且因此，绝缘层侧壁处的电阻进一步增大。通过向空穴传输层中加入电子阻挡层的化合物，空穴传输层的电离势接近电子阻挡层的电离势，且因此，在空穴传输层和电子阻挡层之间的界面处的空穴累积减少。如果电子阻挡层中所使用的化合物具有高电阻率，则空穴传输层的电阻率增加，这是有益的。
例如，空穴传输层可以包含第一化合物和第二化合物。在这种情况下，第一化合物的空穴迁移率可以是1.0×10-3cm2/(V·s)以下，并且在一些实施方案中，它可以是5.0×10-4cm2/(V·s)以下。
第一化合物的最高占有分子轨道(HOMO)可以低于第二化合物的HOMO。第一化合物的HOMO可以比第二化合物的HOMO低0.1eV或更多。
第一化合物相对于第一化合物和第二化合物的总重量的重量百分比可以在50％至95％的范围内，例如，75％至95％。
在空穴传输区包括空穴注入层的实施方案中，空穴注入层是设置在反射电极和空穴传输层之间的有机化合物层。空穴注入层可以包含具有5.0eV以上的电子亲和势的化合物。从减小相邻有机EL元件之间的漏电流的观点来看，空穴注入层的厚度可以是10nm以下。空穴注入层中所使用的有机化合物可具有-5.0eV以下的最低未占有分子轨道(LUMO)。
具有5.0eV以上的电子亲和势的化合物的实例包括六氮杂苯并菲(hexaazatriphenylene)衍生物和四氰基醌二甲烷衍生物。在一些实施方案中，可以使用六氰基六氮杂苯并菲化合物。
有机EL元件包括至少一个发光层。如果包括两个或更多个发光层，则这两个层(第一和第二发光层)可以通过另外的有机化合物层分隔开。
第一发光层和第二发光层可以各自发射具有任何波长的光。例如，第一发光层可以发射蓝光，第二发光层可以发射绿光和红光。因此，有机EL元件可以发射白光。可选地，对于可操作以发射白光的有机EL元件，第一发光层可以发射绿光和红光。第一发光层的发光颜色和第二发光层的发光颜色可以彼此互补以发射白光。在一些实施方案中，第一发光层不发射蓝光：因此，第一发光层发射除蓝光之外的光。如果可操作以发射蓝光的发光层靠近金属电极，则表面等离子体振子(plasmon)损失增加，并且器件的功耗相应地增加。可操作以发射蓝光的发光层意味着发光层包含能够发射蓝光的发光材料。
从降低发光器件的功耗的观点来看，可以通过光学干涉来提高发光器件的发光效率。
在本公开中，发光层是电子俘获型的，以便即使空穴传输区的厚度减小，也能保持能够增强发光层的发光的光程长度。由于电极俘获发光层主要在朝向负电极的一侧发光，所以从发光点到反射电极的距离是空穴传输区的厚度和发光层的厚度之和。因此，即使空穴传输区的厚度减小，发光层的厚度也可以补偿该减小，从而保持光学干涉的距离。
因此，第一发光层是电子俘获发光层。这里提到的电子俘获发光层含有第一化合物和第二化合物，并且具有较高重量的化合物具有比另一种化合物低的电子亲和势。化合物的电子亲和势可以通过化合物分子的最低未占有分子轨道(LUMO)能级来估算。当通过LUMO来估算电子亲和势时，在电子俘获发光层中具有比另一种化合物更高重量的化合物之一具有比另一种化合物高的LUMO能级。较高的LUMO能级更接近真空能级，并且高LUMO能级可以被称为浅LUMO能级或小绝对值的LUMO能级。通常，电子亲和势由绝对值表示，而LUMO能级由实数表示。更具体地，电子亲和势由正数表示，LUMO能级由负数表示。
对于电子俘获发光层，第一化合物可选自芘衍生物、蒽衍生物、芴衍生物和萘衍生物。如果第一化合物占发光层重量的最大部分，则将第一化合物称为主体材料或主体。
第二化合物可选自芘衍生物、荧蒽衍生物、芴衍生物和
Figure BDA0001829971830000071
衍生物。第一化合物或第二化合物的衍生物是指其基础骨架具有取代基或稠环的形式。例如，荧蒽衍生物包括苯并荧蒽、二苯并荧蒽和茚并苯并[k]荧蒽。如果第一化合物是主体，则将第二化合物称为掺杂剂或客体。
衍生物的取代基可包括烷基、具有6至60个碳数的芳基、和具有6至60个碳数的杂芳基。
从增强来自第一发光层的发光的观点来看，第一发光层和反射电极之间的距离可以满足以下关系式(2)。第一发光层的厚度越小越好。然而，即使第一发光层的厚度是大的，也可以减小发光器件中的漏电流，因为发光层对漏电流的影响是小的。
Figure BDA0001829971830000081
这里，λ1表示第一发光层的发光光谱具有峰值处的波长中的最短波长，
Figure BDA0001829971830000082
表示反射电极处的相移。
当关系式(2)成立时，表面等离子体振子损失减少，以降低发光器件的功耗。
在空穴传输区包括空穴传输层和电子阻挡层的实施方案中，第一发光层可以满足以下关系式(3)：
d(1st-EML)>d(HTL)+d(EBL)(3)，
其中d(1st-EML)表示第一发光层的厚度，d(HTL)和d(EBL)分别表示空穴传输层的厚度和电子阻挡层的厚度。
第一发光层的厚度可以为35nm以下。当第一发光层的厚度为35nm以下时，相邻有机EL元件之间的漏电流进一步减小。这将稍后在本文中进行验证。
在一个实施方案中，有机EL元件还可以包括在发光层和光提取电极之间的电子传输层。考虑与空穴传输层的空穴迁移率的平衡来选择电子传输层的材料。电子传输层的材料可选自：芳烃(诸如
Figure BDA0001829971830000083
衍生物、荧蒽衍生物和蒽衍生物)；杂环化合物(诸如菲咯啉衍生物、二氮杂荧蒽衍生物和氮杂蒽衍生物)；和有机金属配合物(诸如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、铍配合物和镁配合物)。
R、G和B亚像素(sub pixels)以条带阵列、正方形阵列、三角形阵列(delta array)或Bayer阵列排列。
在一些实施方案中，有机EL元件的反射电极可以由具有80％以上的反射率的金属材料制成。更具体地，反射电极的材料可以是金属，(诸如Al或Ag)，或其与Si、Cu、Ni、Nd、Ti等的合金。这里提到的术语反射率是指在发光层的发光波长处的反射率。反射电极可以在朝向光提取电极的一侧包括阻挡层。阻挡层可以由金属(诸如Ti、W、Mo或Au)或其合金制成。
本公开的有机EL元件的绝缘层可以是通过化学气相沉积(CVD)由氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或氧化硅(SiO)形成。
从提高有机EL元件之间的区域中的有机化合物层的电阻的观点来看，绝缘层侧壁处的有机化合物层的厚度可以小于开口区域中的厚度。在开口区域中存在有机EL元件的发光点。更具体地，可以通过增大基板与绝缘层侧壁之间的角度或增加绝缘层的厚度来减小侧壁处的有机化合物层的厚度。可以将基板和绝缘层侧壁之间的角度称为绝缘层的锥角。
基板和绝缘层侧壁之间的角度可以在60度至90度的范围内。而且，绝缘层的厚度可以在40nm至150nm的范围内。
绝缘层可以在反射电极和邻近的反射电极之间具有沟槽。沟槽的存在有助于减小有机化合物层的厚度并增大电阻。
在一个实施方案中，有机EL元件的光提取电极可以是半透射反射层，该半透射反射层透射入射在其表面上的一部分光并反射另一部分光(即，该半透射反射层具有透射和反射特性)。光提取电极由例如单质金属(诸如镁或银)或主要含有镁或银或含有碱金属或碱土金属的合金制成。光提取电极可以具有多层结构，只要其具有有利的透射率即可。
有机EL元件的密封层可以通过化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)形成。密封层可以由对外部氧和水分具有非常低的渗透性的材料(诸如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝、氧化硅或氧化钛)制成。密封层可以是单层或多层结构，只要它能充分阻挡水分即可。如果密封层具有多层结构，则其可以通过SiN层和氧化铝层的组合来限定。多层结构可包括三层或更多层。
在一个实施方案中，有机EL元件的空穴传输区可包含以下化合物HT1至HT38中的任何一种：
Figure BDA0001829971830000101
Figure BDA0001829971830000111
Figure BDA0001829971830000121
空穴传输区中所用的化合物可以由以下通式[1]和[2]中的一种来表示：
Figure BDA0001829971830000122
其中Ar1至Ar3各自表示独立地选自以下中的一种：取代或未取代的包括苯基、二苯基(bisphenyl)、三联苯基、芴基、萘基和螺芴基的芳基，和取代或未取代的包括二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、噻吩基、呋喃基和咔唑基的杂环基；和
Figure BDA0001829971830000123
其中Ar4表示取代或未取代的选自苯基、联苯基、三联苯基、芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基和萘基的芳基；Ar5至Ar8各自表示独立地选自以下中的一种：取代或未取代的包括苯基、联苯基、三联苯基、芴基、菲基和芘基的芳基，和取代或未取代的包括二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、噻吩基、呋喃基和咔唑基的杂环基。
发光器件可以用在包括有源元件(诸如晶体管)的显示器件中诸如晶体管。显示器件包括横向驱动电路、垂直驱动电路和显示部，并且显示部包括根据本公开实施方案的发光器件。
图3是根据本公开的实施方案的显示器件的示意图。显示器件15包括显示区域11、横向驱动电路12、垂直驱动电路13和连接部14。显示区域11可以具有根据本公开实施方案的发光器件。
在一个实施方案中，显示器件可以用作图像形成装置(诸如多功能打印机或喷墨打印机)的显示部。在这种情况下，显示部可以同时具有显示功能和操作功能。
在一个实施方案中，显示器件可以用作成像装置(诸如相机)的显示部，该成像装置包括具有多个透镜的光学系统和能够接收已经穿过光学系统的光的成像元件。成像装置的显示部可用于显示由成像元件所获得的信息。显示部可以暴露于成像装置的外部，或者可以设置在取景器内。
在一个实施方案中，显示器件可以包括红色、绿色和蓝色滤色器。红色、绿色和蓝色滤色器可以以三角形阵列排列。
在一个实施方案中，本公开的显示器件可以用在移动终端的显示部中。在这种情况下，显示部可以同时具有显示功能和操作功能。
现在将描述根据一个实施方案的有机EL元件。
有机EL元件包括一对电极(阳极和阴极)和电极之间的有机化合物层。有机化合物层可以由单层组成，或者具有包括多个层的多层结构，条件是有机化合物层包括发光层。
发光层可包含主体和客体。发光层也可含有助体。这里提到的主体是指占发光层中化合物总重量的最高百分比的化合物。这里提到的客体是指具有比主体低的重量的发光层中的化合物，并且该客体负责主发光。这里提到的助体材料是指具有比主体低的重量的发光层中的化合物，并且该助体材料帮助客体发光。助体材料可以称为第二主体。如果有机发光元件的发光层在整个层中具有均匀的组成，则可以通过分析发光层的一部分来确定整个发光层的组成。
当将本文公开的有机化合物用作发光层的客体时，客体含量相对于发光层的总重量可以在0.01重量％至20重量％的范围内，例如，0.1重量％至5重量％。
此外，当发光层含有主体和客体时，主体可以是具有比客体更高的LUMO能级的化合物。这是因为电子俘获型客体具有低LUMO，并且通过使用具有比本公开的有机化合物高的LUMO的化合物作为主体，本公开的有机化合物可以接收更大部分的施加给主体的电子。
发光层可以由单层构成，或者可以具有多层结构。而且，发光层可以包含具有另一种发光颜色的另一种发光材料，以发射与作为本发明的发光颜色的红色混合的彩色光。多层结构是指不同的发光层一个形成在另一个之上的状态。在这种情况下，有机发光元件的发光颜色不限于红色。例如，发光颜色可以是白色或中间颜色。如果发光颜色是白色，则另外的发光层发射除红光之外的彩色光，例如蓝色或绿色。发光层可以通过气相沉积或涂覆形成。本公开的有机化合物可以用于有机发光元件的其他有机化合物层中以及发光层中。例如，电子传输层、电子注入层、空穴传输层、空穴注入层、空穴阻挡层或任何其他层可包含本公开的有机化合物。在这种情况中，有机发光元件的发光颜色不限于红色。例如，发光颜色可以是白色或中间颜色。
如有必要，有机化合物可以与一种或多种已知的用作空穴注入或空穴传输材料的低分子量化合物或聚合化合物、主体、发光材料，电子注入或电子传输材料等组合使用。
这些化合物如下。空穴注入或空穴传输材料可具有如此高的空穴迁移率以助于从阳极注入空穴并使注入的空穴能够被传输到发光层。而且，从减少有机发光元件中的材料的结晶或任何其他劣化的观点来看，空穴注入或空穴传输材料可具有高玻璃化转变温度。低分子量或聚合的空穴注入或空穴传输材料包括三芳基胺衍生物、芳基咔唑衍生物、苯二胺衍生物、芪衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、聚(乙烯基咔唑)、聚噻吩和其它导电聚合物。空穴注入或空穴传输材料也可用于电子阻挡层中。
电子传输材料可以是能够将从阴极注入的电子传输到发光层的化合物，并且可以考虑到与空穴传输材料的空穴迁移率的平衡来进行选择。电子传输材料包括噁二唑衍生物、噁唑衍生物、吡嗪衍生物、三唑衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、有机铝配合物和稠环化合物(诸如芴衍生物、萘衍生物、
Figure BDA0001829971830000151
衍生物和蒽衍生物)。电子传输材料也可用于空穴阻挡层中。
图6是根据本公开的实施方案的显示器件的示意说明性表示。显示器件1000可以包括位于上盖1001和下盖1009之间的触摸面板1003、显示面板1005、框架1006、电路板1007、以及电池1008。触摸面板1003和显示面板1005分别连接到柔性印刷电路(FPC)1002和1004。晶体管印刷在电路板1007上。除非显示器件用于移动用途，否则不一定提供电池1008，并且即使用于移动用途，电池的位置也不限于图中所示的位置。
在一个实施方案中，本公开的显示器件可以用作成像装置的显示部，该成像装置包括具有多个透镜的光学系统和能够接收已经穿过光学系统的光的成像元件。成像装置的显示部可用于显示通过成像元件所获得的信息。显示部可以暴露于成像装置的外部，或者可以设置在取景器内。成像装置可以是数码相机或数码摄像机。
图7是根据本公开的实施方案的成像装置的示意图。成像装置1100可以包括取景器1101、后显示器1102、操作部1103和外壳1104。取景器1101可以包括根据本公开的实施方案的显示器件。在这种情况下，显示器件不仅可以显示所拍摄的图像，还可以显示环境信息、成像指令等。环境信息可以包括，例如，外部光的强度和方向、要拍摄的对象的移动速度、以及对象被物体隐藏的可能性。
由于拍摄图像的适当时机是非常短的时间段，因此希望尽可能快地显示信息。由此，使用根据本公开的实施方案的有机EL元件的显示器件是有用的。这是因为有机EL元件响应迅速。在用于要求快速显示信息的装置方面，使用有机EL元件的显示器件比液晶显示器件更合适。
成像装置1100包括光学系统(未示出)。光学系统包括多个透镜并在外壳1103中的成像元件上形成图像。可以通过调节多个透镜的相对位置来调节焦点。这可以自动进行。
在一个实施方案中，显示器件可以包括红色、绿色和蓝色滤色器。红色、绿色和蓝色滤色器可以以三角形阵列排列。
在一个实施方案中，本公开的显示器件可以用在移动终端的显示部中。在这种情况下，显示部可以同时具有显示功能和操作功能。移动终端可以是蜂窝电话(诸如智能电话)、平板电脑、头戴式显示器等。
图8是根据本公开的实施方案的电子装置的示意图。移动装置1200包括显示部1201、操作部1202和外壳1203。外壳1203包含电路、具有该电路的印刷板、电池和通信部。操作部1202可以是按钮或触摸板响应器。操作部1202可以具有识别指纹和解锁的生物统计鉴定功能。包括通信部的移动装置可以被称为通信装置。
图9A和9B是各根据本公开的实施方案的显示器件的示意说明性表示。图9A显示了用作TV显示器或PC显示器的显示器件。该显示器件1300包括框架1301和显示部1302。显示部1302可以包括根据本公开的实施方案的发光器件。
显示器件还包括支撑框架1301和显示部1302的基座1303。基座1303不限于图9A中所示的形式。可选地，框架1301的下侧可以用作基座。
框架1301和显示部1302可以是弯曲的。其曲率半径可以在5000mm至6000mm的范围内。
图9B是根据本公开另一实施方案的显示器件的示意说明性表示。图9B中所示的显示器件1310是可折叠显示器件。显示器件1310包括第一显示部1311、第二显示部1312和外壳1313，并具有折叠线1314。第一显示部1311和第二显示部1312各自可包括根据本公开实施方案的发光器件。第一显示部1311和第二显示部1312可以是连续的而不被接头分开。第一显示部1311和第二显示部1312可以沿着折叠线1314彼此分离。第一显示部1311和第二显示部1312可以显示彼此不同的图像，或者可以在一组第一显示部和第二显示部上显示单个图像。
图10是根据本公开实施方案的照明器件的示意说明性表示。照明器件1400可包括外壳1401、光源1402、电路板1403、光滤波器1404和光扩散部1405。光源1402可包括根据本公开的实施方案的有机EL元件。光滤波器1404可旨在改善光源1402的显色性。光扩散部1405有效地扩散从光源1402所发射的光，并帮助光到达宽区域以便例如照亮。可以在最外部设置盖子。
照明器件1400的发光区域可以彼此分离。本公开的发光器件有效地抑制来自不期望区域的发光。
照明器件照亮例如房间。照明器件可以发射冷白色、日光色或从蓝色到红色的任何其他颜色的光。照明器件可以包括使光变暗的调光器电路。照明器件可以包括根据本公开的实施方案的有机发光元件和连接到有机发光元件的电源电路。电源电路将交流电压转换为直流电压。白色具有4200K的色温，日光色具有5000K的色温。照明器件可以包括滤色器。
照明器件可包括散热部。散热部旨在从器件散热，并且可以由例如具有高比热的金属或液态硅制成。
图11是作为根据本公开的实施方案的可移动体的执行方案的汽车的示意图。汽车1500具有作为一种照明器件的尾灯1501，并且尾灯1501可以在应用刹车(break)时点亮。
尾灯1501可以包括根据本公开的实施方案的有机发光元件。尾灯可包括保护有机EL元件的保护部件。保护部件可以由任何材料制成，只要它具有一定程度的强度并且是透明的。在一些实施方案中，保护部件可以由聚碳酸酯等制成。聚碳酸酯可以与呋喃二羧酸衍生物、丙烯腈衍生物等混合。
汽车1500可包括车身1503和附接到车身1503的窗户1502。窗户1502可以是透明显示器，除非意欲将其用于检查汽车的前部和后部。透明显示器可以包括根据本公开的实施方案的有机发光元件。在这种情况下，由透明材料制成诸如有机发光元件的电极的部件。
在一个实施方案中，可移动体可以是船、飞机、无人机等。可移动体可包括外壳和为外壳设置的照明器件。照明器件可以发光，以提供外壳位置的通知。照明器件包括根据本公开的实施方案的有机发光元件。
在一个实施方案中，有机发光元件可以用于显示图像。在这种情况下，来自有机发光元件的发光具有由TFT或开关元件控制的亮度，并且将多个这样的有机EL元件布置在平面中，使得通过有机发光元件的发光亮度来显示图像。TFT可以由任何其他开关元件(诸如由低温多晶硅制成的晶体管或基板上或基板(诸如硅基板)中的有源矩阵驱动器)来代替。是在基板上还是在基板中取决于清晰度(definition)。例如，对于1英寸的QVGA水平的清晰度，有机EL元件可以设置在硅基板上。包括根据本公开的有机发光元件的显示器件可操作以长时间显示高质量的图像。
实施例
实施例1
通过下述工艺来生产发光器件D100，并检查所得的发光器件的相邻有机EL元件之间的泄漏、功耗和其他器件性质。
如图1所示，通过图案化在基板上形成反射电极2，并且在有机EL元件之间形成绝缘层3。绝缘层3是氧化硅膜，且具有65nm的厚度。侧壁和基板之间的锥角在有机EL元件的开口处(aperture)为80°，在有机EL元件之间的区域中为75°。像素以1.4μm的开口之间的距离和0.6μm的反射电极之间的距离排列成三角形阵列。在反射电极上由以下化合物1形成3nm厚度的空穴注入层。
由示例性化合物HT9形成15nm厚度的空穴传输层，并且由示例性化合物HT27形成10nm厚度的电子阻挡层。形成10nm厚度的第一发光层，该第一发光层包含97重量％的如下所示的化合物2作为主体材料和3重量％的如下所示的化合物3作为发光掺杂剂。示例性化合物HT9和HT27以及化合物2的空穴迁移率分别为2×10-3cm2/(V·s)、5×10-4cm2/(V·s)和1×10-3cm2/(V·s)。
形成第二发光层，该第二发光层包含99重量％的化合物2作为主体材料和1重量％的如下所示的化合物4作为发光掺杂剂。
由如下所示的化合物5形成110nm厚度的电子传输层。由LiF形成0.5nm厚度的电子注入层。由MgAg合金形成10nm厚度的光提取电极。Mg与Ag的比例为1:1。然后，通过CVD将SiN沉积至1.5μm的厚度，以产生密封层。
Figure BDA0001829971830000191
表1显示了用于评估本实施例的显示器件的功耗的规格。有机EL元件开口率为50％，R、G和B有机EL元件开口率各自为16.7％。为了评估功耗，计算了具有表1所示规格的显示器件发射具有6500K的色温(CIE(x,y)＝(0.313,0.329))和500cd/cm2的亮度的白光所需的功率。更具体地，根据测量的发光效率，计算了R、G和B有机EL元件所需的电流。在假设驱动电压为10.0V的情况下，根据所需的电流值计算了功耗。
表1
Figure BDA0001829971830000201
通过使用Ileak/Ioled比作为指标来评估有机EL元件之间的泄漏，上述Ileak/Ioled比为当电流Ioled为0.1[nA/像素]时在像素之间流动的电流Ileak与在各有机EL元件中流动的电流Ioled的比。
类似地，以与器件D100相同的方式生产发光器件D101至D108，不同之处在于表2中所示的每层形成的厚度。表2显示了发光器件D100至D108的层厚度和测量结果。
表2
Figure BDA0001829971830000211
将呈现为0.35以下的Ileak/Ioled比的器件确定为良好，并将呈现为大于0.35的Ileak/Ioled比的器件确定为差。对于功耗，将400mW以下的器件确定为良好，并将大于400mW的器件确定为差。
实施例2
除了空穴传输层是示例性化合物HT37和HT27的互混层之外，本实施例中使用的发光器件D109至D114与器件D108相同。表3显示了空穴传输层中化合物的比例以及空穴迁移率测量的结果。通过使用互混层作为空穴传输层，可以降低空穴迁移率，并且通过增加具有低空穴迁移率的化合物(即化合物HT27)的比例，可以显著增加面内方向中的电阻。
表3
Figure BDA0001829971830000221
图4是空穴迁移率与像素之间的泄漏Ileak/Ioled比之间的关系的图。由于表3中所示器件厚度是相同的，因此取决于光学干涉的器件的功耗是相同的。图4显示随着空穴传输层的空穴迁移率增大，像素之间的泄漏比增加。特别是，当空穴迁移率超过2.5×10-3cm2/(V·s)时，梯度增大。
这些结果表明，有益的空穴迁移率为2.5×10-3cm2/(V·s)以下。如果空穴传输层的空穴迁移率与器件D114的空穴迁移率一样低，则可以增加空穴传输区的厚度。然而，过低的迁移率导致驱动电压增加。这在增加厚度时应予以考虑。空穴传输层的厚度可以为10nm以下。
实施例3
在本实施例中，将器件D112与器件D115和D116进行比较。如表4所示，除了空穴传输层的结构之外，器件D115和D116具有与器件D112相同的结构。
已知的是，通过在空穴传输层和电子阻挡层之间设置空穴传输层和电子阻挡层的互混层来减少能垒，以减少空穴累积。
空穴累积的减少可以导致面内方向上的电阻减小。由此，通过将器件D115和D116与器件D112进行比较来检查互混层的效果。以与器件D112相同的方式生产器件D115，不同之处在于，将包含空穴传输材料HT37的空穴传输层形成为5nm的厚度，然后将50:50比例的HT37和HT27的互混层形成为5nm的厚度。此外，以与器件D112相同的方式生产器件D116，不同之处在于，将包含空穴传输材料HT37的空穴传输层形成为5nm的厚度，但是不形成互混层。
表4
Figure BDA0001829971830000231
如表4所示，在使用具有高空穴迁移率的H37的器件D116中，像素之间的泄漏比高达1.32。对于在空穴传输层和电子阻挡层之间设置有互混层的器件D115，像素之间的泄漏比为1.81。
这些结果表明，像素之间的泄漏的阻力不取决于是否通过互混层的存在减少了空穴累积，而是主要取决于空穴传输层和电子阻挡层的总厚度。
图5是显示第一发光层的厚度与(Ileak/Ioled)比的关系的图，上述(Ileak/Ioled)比是从目标有机EL元件流到邻近有机EL元件的漏电流Ileak与流入目标有机EL元件的电流Ioled的比。基于上述关于漏电流的检查，估算Ileak/Ioled比为0.35以下的第一发光层的厚度阈值为35nm以下。
如上所述，本公开提供了一种包括有机EL元件的发光器件，其中相邻有机EL元件之间的漏电流减小，并且具有通过使用光学干涉而降低的低功耗。
尽管已经参考示例性实施方案描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改和等同的结构和功能。

Claims (24)

1.一种发光器件，包括：
多个有机EL元件，每个有机EL元件依次包括反射电极、空穴传输区、电子俘获型的第一发光层和光提取电极，
其中，所述空穴传输区是由多个有机EL元件共享的公用层，所述空穴传输区在0.1nA/像素的电流下具有4.0×107Ω/□以上的薄层电阻，且
其中，所述空穴传输区和所述第一发光层的总厚度等于能够增强来自所述第一发光层的发光的光程长度。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中在0.1nA/像素的电流下空穴传输区的薄层电阻为6.0×107Ω/□以上。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述空穴传输区的厚度小于所述第一发光层的厚度。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述空穴传输区包括空穴传输层和电子阻挡层。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述空穴传输层具有2.5×10-3cm2/(V·s)以下的空穴迁移率。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述空穴传输层包含第一化合物和第二化合物，所述第一化合物具有1×10-3cm2/(V·s)以下的空穴迁移率，且
其中所述第一化合物相对于所述第一化合物和所述第二化合物的总重量的重量百分比在50％至95％的范围内。
7.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述空穴传输层包含第一化合物和第二化合物，并且所述电子阻挡层包含所述第一化合物。
8.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述发光器件满足以下关系式(3)：
d(1st-EML)>d(HTL)+d(EBL) (3),
其中d(1st-EML)表示所述第一发光层的厚度，d(HTL)表示所述空穴传输层的厚度，d(EBL)表示所述电子阻挡层的厚度。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述有机EL元件还包括在所述第一发光层和所述光提取电极之间的第二发光层，由此该发光器件发射白光。
10.一种发光器件，包括：
多个有机EL元件，每个有机EL元件依次包括反射电极、有机化合物层和光提取电极，
其中，所述有机化合物层是由多个有机EL元件共享的公用层，所述有机化合物层依次包括空穴传输区、和电子俘获型的第一发光层，该空穴传输区具有空穴传输层和电子阻挡层，该空穴传输层的厚度小于10nm，且
其中，所述空穴传输区和所述第一发光层的总厚度等于能够增强来自所述第一发光层的发光的光程长度，且所述空穴传输层和所述电子阻挡层具有2.5×10-3cm2/(V·s)以下的空穴迁移率，
所述空穴传输区在0.1nA/像素的电流下具有4.0×107Ω/□以上的薄层电阻。
11.根据权利要求10所述的发光器件，其中所述光程长度L满足以下关系式(2)：
Figure FDA0003335474210000021
其中，λ1表示所述第一发光层的发光光谱具有峰值处的波长中的最短波长，
Figure FDA0003335474210000022
表示反射电极处的相移。
12.根据权利要求10所述的发光器件，其中所述发光器件满足以下关系式(3)：
d(1st-EML)>d(HTL)+d(EBL) (3),
其中d(1st-EML)表示所述第一发光层的厚度，d(HTL)表示所述空穴传输层的厚度，d(EBL)表示所述电子阻挡层的厚度。
13.根据权利要求10所述的发光器件，其中所述空穴传输层包含第一化合物和第二化合物，所述第一化合物具有1×10-3cm2/(V·s)以下的空穴迁移率，且
其中所述第一化合物相对于所述第一化合物和所述第二化合物的总重量的重量百分比在50％至95％的范围内。
14.根据权利要求10所述的发光器件，其中所述空穴传输层包含所述电子阻挡层的材料。
15.一种发光器件，包括：
多个有机EL元件，每个有机EL元件依次包括反射电极、空穴传输区、电子俘获型的第一发光层和光提取电极，
其中，所述空穴传输区是由多个有机EL元件共享的公用层，
其中，所述空穴传输区和所述第一发光层的总厚度等于能够增强来自所述第一发光层的发光的光程长度，并且所述空穴传输区包括空穴传输层，所述空穴传输层具有小于10nm的厚度且包含由通式[1]和[2]表示的化合物之一：
Figure FDA0003335474210000031
其中，Ar1至Ar3各自表示独立地选自以下的一种：取代或未取代的选自苯基、联苯基、三联苯基、芴基、萘基和螺芴基的芳基，和取代或未取代的选自二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、噻吩基、呋喃基和咔唑基的杂环基；和
Figure FDA0003335474210000032
其中Ar4表示取代或未取代的选自苯基、联苯基、三联苯基、芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基和萘基的芳基；Ar5至Ar8各自表示独立地选自以下中的一种：取代或未取代的包括苯基、联苯基、三联苯基、芴基、菲基和芘基的芳基，和取代或未取代的包括二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、噻吩基、呋喃基和咔唑基的杂环基，
所述空穴传输区在0.1nA/像素的电流下具有4.0×107Ω/□以上的薄层电阻。
16.根据权利要求15所述的发光器件，其中所述空穴传输层包含选自由通式[1]和[2]所表示的化合物中的至少两种化合物。
17.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述有机EL元件还包括与所述反射电极接触的空穴注入层，所述空穴注入层包含具有5.0eV以上的电子亲和势的化合物。
18.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述空穴传输层具有5nm以下的厚度。
19.根据权利要求1所述的发光器件，所述有机EL元件还包括在所述第一发光层和所述光提取电极之间的第二发光层，可操作所述第一发光层以发射除蓝光之外的光，可操作所述第二发光层以发射蓝光。
20.根据权利要求1所述的发光器件，还包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。
21.根据权利要求20所述的发光器件，其中所述红色滤色器、所述绿色滤色器和所述蓝色滤色器以三角形阵列布置。
22.一种显示器件，包括：
权利要求1至9中任一项的发光器件；和
连接到所述发光器件的有源元件。
23.一种成像装置，包括：
包括多个透镜的光学系统；
能够接收已经穿过所述光学系统的光的成像元件；和
显示部，在该显示部上显示由所述成像元件所获得的信息，所述显示部包括权利要求1至9中任一项的发光器件。
24.一种可移动体，包括：
外壳；和
设置于该外壳的照明器件，所述照明器件包括权利要求1至9中任一项的发光器件。
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