CN111354857B - 使用有机发光二极管的照明装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个方面，一种使用有机发光二极管的照明装置包括：阳极；有机层，所述有机层设置在所述阳极上，并包括多个磷光发光层；阴极，所述阴极设置在所述有机层上，其中，在所述多个磷光发光层中，掺杂剂水平取向程度最高的磷光发光层设置为邻近所述阴极，其中，所述阳极包括实现窄路径的短路减少图案。因此，照明装置的发光效率可以提高。

Description

使用有机发光二极管的照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0166018的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种使用有机发光二极管的照明装置，更具体地，涉及一种使用发光效率提高了的有机发光二极管的照明装置。
背景技术
目前，荧光灯或白炽灯主要用作照明装置。其中，白炽灯具有良好的显色指数(CRI)，但能量效率很低。此外，荧光灯具有良好的效率，但显色指数低，并且包含汞，能引起环境问题。
显色指数是表示颜色再现的指数。换句话说，显色指数表示被特定光源照射的物体的颜色的感觉与被参考光源照射的该物体的颜色的感觉的相似程度。太阳光的CRI为100。
为了解决相关领域照明装置的问题，近来，提出了将发光二极管(LED)作为照明装置。发光二极管由无机发光材料形成。发光二极管的发光效率在红色波长范围内最高，并且发光二极管的发光效率朝着红色波长范围和具有最高可见度的绿色波长范围降低。因此，存在的缺点是，当红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管结合起来发射白光时，发光效率降低。
作为另一种替代方案，开发了一种使用有机发光二极管(OLED)的照明装置。有机发光二极管由依次形成在基板上的阳极、多个有机层以及阴极构成。
然而，从多个有机层发射的光在多个有机层与阴极的界面处被捕获，并且部分地衰减，这导致照明装置的发光效率降低。
发明内容
本公开要实现的一个目的是，提供一种使用发光效率提高了的有机发光二极管的照明装置。
本公开要实现的另一个目的是，提供一种使用有机发光二极管的照明装置，在该有机发光二极管中，有机层和阴极的界面处的光损失得以最小化。
本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员可以从下文的描述中清楚地理解上文未提及的其他目的。
为了解决上述问题，根据本公开的一个方面，一种照明装置使用有机发光二极管，该有机发光二极管包括：阳极；有机层，所述有机层设置在所述阳极上并且包括多个磷光发光层；以及阴极，所述阴极设置在所述有机层上，其中，所述多个磷光发光层中掺杂剂水平取向程度(degree of horizontal orientation)最高的磷光发光层设置为邻近所述阴极，其中，所述阳极包括实现窄路径的短路减小图案。因此，可以提高照明装置的发光效率。
根据本公开的另一个方面，一种照明装置使用三叠层串联型(three-stacktandem type)有机发光二极管，其中，邻近透明电极的第一叠层包括绿色磷光发光层，邻近反射电极的第三叠层包括红色磷光发光层，设置在所述第一叠层和所述第三叠层之间的第二叠层包括蓝色荧光发光层。因此，可以提高照明装置的发光效率。
示例性实施例的其他详细事项包含在具体实施方式和附图中。
根据本公开，水平取向程度高的磷光发光层设置为邻近反射电极，以使表面等离激元损失最小化，从而提高照明装置的发光效率。
本公开的效果不限于上文举例说明的内容，更多各种效果包含在本说明书中。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征以及其他优点，在附图中：
图1是横截面图，示出了根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置；
图2是横截面图，示出了根据本公开的示例性实施例的有机层的叠层结构；
图3A是根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的前视图；
图3B是根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的照明单元的放大图；
图4是沿图3A的I-I’线截取的横截面图；
图5用于解释掺杂剂水平取向程度与有机层和第二电极的界面处的光损失的关系；并且
图6是曲线图，示出了随着有机发光层和第二电极之间的距离而变化的发光效率。
具体实施方式
通过参考下文详细描述的示例性实施例以及附图，可以明白本公开的优点和特征以及这些优点和特征的实现方法。然而，本公开不限于本文所公开的示例性实施例，而是可以以各种形式实现。示例性实施例仅作为示例来提供，以便本领域技术人员能够充分理解本公开的公开内容和本公开的范围。因此，本公开将仅由所附权利要求的范围来限定。
用于描述本公开示例性实施例的附图中示出的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在本公开的以下描述中，可以省略已知相关技术的详细解释，以免不必要地模糊本公开的主题。本文中使用的诸如“包括”、“具有”和“包含”等术语通常旨在允许添加其他组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则任何对单数的引用都可以包括复数。
即使没有明确说明，组件也解释为包含普通误差范围。
当使用诸如“在…上”、“在…之上”、“在…之下”和“在…旁边”等术语描述两个部件之间的位置关系时，一个或多个部件可以位于这两个部件之间，除非这些术语与术语“紧邻地”或“直接地”一起使用。
当一个元件或层设置在另一个元件或层“上”时，其他层或元件可以插设在这两个元件或层之间。
虽然术语“第一”、“第二”等用于描述各种组件，但这些组件不受这些术语的限制。这些术语只用于区分一个组件与其他组件。因此，下文提及的第一组件在本公开的技术概念中也可以是第二组件。
在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。
附图中所示的各组件的尺寸和厚度是为了便于描述而示出的，但本公开不限于所示组件的尺寸和厚度。
本公开的各种实施例的特征能够部分地或整体地彼此附接或结合，并且能够以各种技术方式联锁和操作，并且实施例能够独立地或彼此关联地实施。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施例的照明装置。
图1是横截面图，示出了根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置。
在本公开中，提供的是使用由有机材料形成的有机发光二极管的照明装置，而不是使用由无机材料形成的无机发光二极管的照明装置。
由有机发光材料形成的有机发光二极管，与无机发光二极管相比，其绿光和红光的发光效率相对更好。此外，与无机发光二极管相比，有机发光二极管的红光、绿光和蓝光的发射峰宽度相对较宽，从而提高了显色指数(CRI)，使得照明装置的光更接近太阳光。
参考图1，根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100包括进行表面发光的有机发光二极管单元110和封装有机发光二极管单元110的封装单元120。
具体地，有机发光二极管单元110从下面起可以顺序包括基板111、内部光提取层112、平坦化层113、阻挡层114、第一电极115、有机层116和第二电极117。
用于增加雾度的外部光提取层118可以进一步设置在有机发光二极管单元110上方。然而，本公开不限于此，本公开的照明装置100可以不包括外部光提取层。这里，外部光提取层118配置为，将诸如TiO2等散射颗粒分散在树脂中，并且可以通过粘结层(未示出)附接到基板111上方。
此外，如下文将参考图3B和图4所描述的，有机发光二极管单元110还可以包括用于补偿第一电极115的导电性的辅助线AL和用于防止第一电极115和第二电极117短路的绝缘层INS。
基板111可以由透明玻璃形成。此外，基板111可以由诸如聚酰亚胺等具有柔性的聚合物材料形成。
这里，发射光的有机层116以及设置在有机层116上方和下方以向有机层116提供电荷的第一电极115和第二电极117可以形成有机发光二极管(OLED)。
例如，第一电极115可以是向有机层116提供空穴的阳极，而第二电极117可以是向有机层116提供电子的阴极，但不限于此，第一电极115和第二电极117的功能可以交换。
通常，第一电极115可以由功函数高和导电性好的透明金属氧化物材料氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成，或者由薄金属膜形成，以便容易地注入空穴。这里，薄金属膜的具体示例可以由诸如镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钛(Ti)、铟(In)、钇(Y)、锂(Li)、钆(Gd)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)和铅(Pb)等金属或它们的合金形成。第一电极115可以配置为单个叠层，或者也可以配置为多个叠层，由上述材料形成。
此外，第二电极117优选地由功函数低的导电材料形成，以便容易地向有机层116注入电子。用于第二电极117的材料的具体示例可以由诸如镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钛(Ti)、铟(In)、钇(Y)、锂(Li)、钆(Gd)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)和铅(Pb)等金属或它们的合金形成。第二电极117也可以配置为单个叠层，并且也可以配置为多个叠层，由上述材料形成。
有机层116可以形成为多叠层串联结构以提高发光效率。具体地，有机层116可以形成为包括红色有机发光层EML、绿色有机发光层EML和蓝色有机发光层EML的多叠层串联结构。
此外，有机层116的每个叠层可以包括分别向有机发光层EML注入电子和空穴的电子注入层EIL和空穴注入层HIL、分别将注入的电子和空穴传输到发光层的电子传输层ETL和空穴传输层HTL、以及生成诸如电子和空穴等电荷的电荷生成层CGL。下文将参考图2描述其详细结构。
当电流施加到第一电极115和第二电极117时，电子从第二电极117注入到有机层116，空穴从第一电极115注入到有机层116。此后，在有机层116中生成激子。随着激子衰变，产生了光，其对应着发光层的最低未占分子轨道(LUMO)和最高已占分子轨道(HOMO)的能量差。
这里，根据第一电极115和第二电极117的透射率和反射率来确定有机层116中产生的光是通过前表面还是通过后表面发射。
在本公开的示例性实施例中，如上文所述，第一电极115是透明电极，而第二电极117用作反射电极。因此，从有机层116发射的光被第二电极117反射而穿过第一电极115，使得光产生到有机发光二极管单元110的下部。也就是说，根据本公开的示例性实施例的有机发光二极管单元110可以进行底部发光。
然而，本公开不限于此，第一电极115可以用作反射电极，而第二电极117可以用作透明电极，使得有机发光二极管单元110可以进行顶部发光。
此外，阻挡层114设置在第一电极115下方，以阻挡水分、空气或微粒从基板111和内部光提取层112渗透。
为了防止水分和空气的渗透，阻挡层114可以包括多个无机阻挡层，并且为了阻挡微粒，阻挡层114可以包括多个有机阻挡层。
具体地，无机阻挡层可以由无机绝缘材料Al2O3、ZrO2、HfO2、TiO2、ZnO、Y2O3、CeO2、Ta2O5、La2O5、Nb2O5、SiO2和SiNx中的一种形成。有机阻挡层可以由丙烯酸树脂或环氧树脂形成，具体地，可以由光丙烯酸(PAC)形成。
内部光提取层112设置在基板111和阻挡层114之间，以提高进行底部发光的有机发光二极管所产生的光的外部提取效率。
内部光提取层112将氧化钛TiO2颗粒插设在树脂中以增加内部光散射，并且增加表面粗糙度，从而提高光学提取效率。具体地，内部光提取层112可以通过喷墨涂布方法形成为具有450nm的厚度，并且氧化钛TiO2颗粒的直径可以是200nm至300nm。然而，根据照明装置100的设计需要，具体数值可以改变为各种数值。
平坦化层113设置在内部光提取层112上，以补偿内部光提取层112的表面粗糙度，从而提高有机发光二极管单元110的可靠性。
通过将氧化锆颗粒插设在树脂中来配置平坦化层113，并且平坦化层113补偿内部光提取层112的表面粗糙度。具体地，平坦化层113可以通过喷墨涂布方法形成为具有150nm的厚度，并且氧化锆颗粒的直径可以是50nm。然而，根据照明装置100的设计需要，具体数值可以改变为各种数值。
封装单元120覆盖有机发光二极管单元110，以通过阻挡外部影响来保护有机发光二极管单元110。封装单元120包括与有机发光二极管对应110接触的粘结层121、与粘结层121接触的金属膜122、以及附接到金属膜122上的保护膜123。
粘结层121可以由压敏粘结剂(PSA)形成，将金属膜122和有机发光二极管单元110粘结在一起。粘结层121的厚度可以是30μm，但不限于此，并且可以根据照明装置100的设计需要改变为各种数值。
金属膜122设置在粘结层121上，以维持照明装置100的刚性。为此，金属膜122可以由厚度为20μm的铜(Cu)形成，但不限于此，并且可以根据照明装置100的设计需要改变为各种形式。
保护膜123设置在金属膜122上，以吸收照明装置100的外部冲击并保护照明装置100。为此，保护膜123可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜形成，其为厚度为100μm的聚合物膜，但不限于此，并且可以根据照明装置100的设计需要改变为各种形式。
图2是横截面图，示出了根据本公开的示例性实施例的有机层的叠层结构。
具体地，图2示出了具有包含三个叠层的串联结构的有机层116。
参考图2，有机层116按在第一电极115上的设置顺序包括：包含第一有机发光层EML1的第一叠层ST1、包含第二有机发光层EML2的第二叠层ST2、包含第三有机发光层EML3的第三叠层ST3、设置在第一叠层ST1和第二叠层ST2之间的第一电荷生成层CGL1、以及设置在第二叠层ST2和第三叠层ST3之间的第二电荷生成层CGL2。
第一电荷生成层CGL1包括第一N型电荷生成层N-CGL1和第一P型电荷生成层P-CGL1，第一N型电荷生成层N-CGL1与第二电子传输层ETL2接触。第一P型电荷生成层P-CGL1设置在第一N型电荷生成层N-CGL1和第一空穴传输层HTL1之间。
第二电荷生成层CGL2包括第二N型电荷生成层N-CGL2和第二P型电荷生成层P-CGL2，第二N型电荷生成层N-CGL2与第三电子传输层ETL3接触。第二P型电荷生成层P-CGL2设置在第二N型电荷生成层N-CGL2和第二空穴传输层HTL2之间。
第一电荷生成层CGL1和第二电荷生成层CGL2可以配置为多个层，分别包括第一N型电荷生成层N-CGL1和第二N型电荷生成层N-CGL2以及第一P型电荷生成层P-CGL1和第二P型电荷生成层P-CGL2，但不限于此，也可以配置为单个层。
第一N型电荷生成层N-CGL1向第二叠层ST2注入电子，第二N型电荷生成层N-CGL2向第三叠层ST3注入电子。第一N型电荷生成层N-CGL1和第二N型电荷生成层N-CGL2可以分别包括N型掺杂剂材料和N型主体材料。N型掺杂剂材料可以是周期表上I族和II族金属、可以注入电子的有机材料或其混合物。例如，N型掺杂剂材料可以是碱金属和碱土金属中的任何一种。或者说，第一N型电荷生成层N-CGL1可以由掺杂有诸如锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs)等碱金属或者诸如镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)或镭(Ra)等碱土金属的有机层116形成，但不限于此。N型主体材料可以由能够传输电子的材料形成，例如，可以由Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum，三(8-羟基喹啉)铝)、Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium，8-羟基喹啉-锂)、PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole，2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑)、TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole，3-(4-联苯)4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑)、螺环PBD(spiro-PBD)、BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium，双(2-甲基-8-喹啉酸盐)-4-(苯基苯氧基)铝)、SAlq、TPBi(2,2’,2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole，2,2’,2-(1,3,5-苯并三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑))、恶二唑(oxadiazole)、三唑(triazole)、菲罗啉(phenanthroline)、苯并恶唑(benzoxazole)和苯并噻唑(benzthiazole)中的任何一种或多种形成，但不限于此。
第一P型电荷生成层P-CGL1向第一叠层ST1注入空穴，第二P型电荷生成层P-CGL2向第二叠层ST2注入空穴。第一P型电荷生成层P-CGL1和第二P型电荷生成层P-CGL2可以包括P型掺杂剂材料和P型主体材料。P型掺杂剂材料可以由诸如V2O5、MoOx和WO3等金属氧化物、诸如四氟-四氰基醌二甲烷(tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane，F4-TCNQ)、HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile，六氰基-六氮杂苯并菲)或六氮杂苯并菲(hexaazatriphenylene)等有机材料形成，但不限于此。P型主体材料可以由能够传输空穴的材料形成，例如，可以由包括NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine，N,N-二萘基-N,N’-二苯基联苯胺)(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-2,2’-二甲基联苯胺)、TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine，N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)和MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine，4,4’,4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)中的任何一种或多种的材料形成，但不限于此。
将描述每个叠层结构。第一叠层ST1包括电子注入层EIL、第一电子传输层ETL1、第一有机发光层EML1、第一电子阻挡层EBL1和第一空穴传输层HTL1。第二叠层ST2包括第二电子传输层ETL2、第二有机发光层EML2、第二电子阻挡层EBL2和第二空穴传输层HTL2。第三叠层ST3包括第三电子传输层ETL3、第三有机发光层EML3、第三电子阻挡层EBL3、第三空穴传输层HTL3和空穴注入层HIL。
空穴注入层HIL是将空穴从第二电极117平稳地注入到第三有机发光层EML3的有机层。空穴注入层HIL可以由包括HAT-CN(dipyrazino[2,3-f:2’,3’-h]quinoxaline-2,3,6,7,10.11-hexacarbonitrile，二吡嗪[2,3-f:2’,3’-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六氰基)、CuPc(phthalocyanine，酞菁)、F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane，2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基-醌二甲烷)和NPD(N,N’-bis(naphthalene-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)-2,2’-dimethyl benzidine，N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-2,2’-二甲基联苯胺)中的任何一种或多种的材料形成，但不限于此。
第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3是将空穴平稳地传输到第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3的有机层。例如，第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3可以由包括NPD(N,N’-bis(naphthalene-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)-2,2’-dimethylbenzidine，N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-2,2’-二甲基联苯胺)、TPD(N,N'-bis-(3-methyl phenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine，N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)、s-TAD(2,2’,7,7’-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene，2,2’,7,7’-四(N,N-二甲基氨基)-9,9-螺芴)和MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine，4,4’,4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)中的任何一种或多种的材料形成，但不限于此。
第一电子阻挡层至第三电子阻挡层EBL1、EBL2和EBL3是阻挡注入第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3中的电子越过第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3的有机层。第一电子阻挡层至第三电子阻挡层EBL1、EBL2和EBL3通过阻挡电子的运动来提高第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3中的空穴和电子的耦合，从而提高第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3的发光效率。第一电子阻挡层至第三电子阻挡层EBL1、EBL2和EBL3可以由与第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3相同的材料形成。第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3以及第一电子阻挡层至第三电子阻挡层EBL1、EBL2和EBL3可以形成为单独的层。然而，本公开不限于此，第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3以及第一电子阻挡层至第三电子阻挡层EBL1、EBL2和EBL3可以结合起来。
在第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3中，通过第一电极115提供的空穴和通过第二电极117提供的电子复合而产生激子。这里，产生激子的区域称为发光区域(或发光区)或者复合区。
第一有机发光层至第三有机发光层EML1、EML2和EML3设置在第一空穴传输层至第三空穴传输层HTL1、HTL2和HTL3与第一电子传输层至第三电子传输层ETL1、ELT2和ELT3之间，并且包括发射特定颜色的光的材料。例如，在根据本公开的示例性实施例的照明装置100中，第一有机发光层EML1可以包括发射绿光的材料，第二有机发光层EML2可以包括发射蓝光的材料，并且第三有机发光层EML3可以包括发射红光的材料。
这里，有机发光层EML1、EML2和EML3中的每一个可以具有主体-掺杂剂系统，即，重量比大的主体材料掺杂有重量比小的发光掺杂剂材料的系统。在这种情形下，有机发光层EML1、EML2和EML3中的每一个可以包括多种主体材料或包括单一主体材料。
例如，在第一有机发光层EML1中，掺杂有绿色磷光掺杂剂材料。也就是说，第一有机发光层EML1是绿色发光层，并且从第一有机发光层EML1发射的光的波长范围可以是570nm至490nm。
具体地，第一有机发光层EML1包括主体材料，该主体材料包括咔唑联苯(carbazole biphenyl，CBP)或mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl，1,3-双(咔唑-9-基))，并且第一有机发光层EML1可以进一步包括磷光掺杂剂材料，该磷光掺杂剂材料包括Ir(ppy)3(factris(2-phenylpyridine)iridium，面式三(2-苯基吡啶)合铱)、Ir(ppy)2(acac)、或Ir(mpyp)3，但不限于此。
此外，在第二有机发光层EML2中，掺杂有蓝色荧光掺杂剂材料。也就是说，第二有机发光层EML2是蓝色发光层，并且从第二有机发光层EML2发射的光的波长范围可以是490nm至450nm。
具体地，第二有机发光层EML2可以包括主体材料，该主体材料包括咔唑联苯(CBP)或mCP(1,3-双(咔唑-9-基))，第二有机发光层EML2还可以进一步包括荧光掺杂剂材料，该荧光掺杂剂材料包括选自螺环DPVBi(spiro-DPVBi)、螺环6P(spiro-6P)、均二苯乙烯(distyrylbenzene，DSB)、双芪类(distyrylarylene，DSA)、PFO基聚合物和PPV基聚合物组成的组中的任何一种，但不限于此。
在第三有机发光层EML3中，掺杂有红色磷光掺杂剂材料。也就是说，第三有机发光层EML3是红色发光层，并且从第三有机发光层EML3发射的光的波长范围可以是720nm至640nm。
具体地，第三有机发光层EML3包括主体材料，该主体材料包括咔唑联苯(CBP)或mCP(1,3-双(咔唑-9-基))，并且第三有机发光层EML3可以进一步包括磷光掺杂剂材料，该磷光掺杂剂材料包括选自PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylaetonateiridium，双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱)、PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium，双(1-苯基喹啉)乙酰丙酮铱)、PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium，三(1-苯基喹啉)铱)和PtOEP(octaethylporphyrin platinum，八乙基卟啉铂)组成的组中的一种或多种，但不限于此。
第一电子传输层至第三电子传输层ETL1、ETL2和ETL3将电子从电子注入层EIL以及第一N型电荷生成层N-CGL1和第二N型电荷生成层N-CGL2传输到有机发光层EML。
此外，第一电子传输层至第三电子传输层ETL1、ETL2和ETL3执行与空穴阻挡层HBL相同的功能。空穴阻挡层HBL可以防止未参与复合的空穴从有机发光层EML泄漏。
例如，第一电子传输层至第三电子传输层ETL1、ETL2和ETL3可以由Liq(8-羟基喹啉-锂)、PBD(2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑)、TAZ(3-(4-联苯)4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑)、BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline，2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉)和BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum，双(2-甲基-8-喹啉酸盐)-4-(苯基苯氧基)铝)中的任何一种或多种形成，但不限于此。
电子注入层EIL是将电子从第一电极115平稳地注入到第一有机发光层EML1的层。例如，电子注入层EIL可以由包括碱金属或碱土金属离子(例如，LiF、BaF2和CsF)中的任何一种或多种的材料形成，但不限于此。
根据使用有机发光二极管的照明装置100的结构或特征，可以省略电子注入层EIL和电子传输层ETL。
图3A是根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的前视图。图3B是根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的照明单元的放大图。
图4是沿图3A的I-I’线截取的横截面图。
具体地，图3A示出了第一电极115、第二电极117和封装单元120的布置关系。图4解释了第二电极117和第二接触电极117p的连接关系以及第一电极115和第一接触电极115p的连接关系。
如图3A和图4所示，第一电极115设置在基板111上，第二电极117设置在第一电极115上，而封装单元120设置为覆盖第二电极117。
这里，第一电极115和第二电极117的重叠区域可以定义为照明单元EA，在该照明单元EA处，设置在第一电极115和第二电极117之间的有机层116产生光。
换句话说，根据本公开的照明装置100可以划分为实际向外部发射光的照明单元EA、以及通过第一接触电极115p和第二接触电极117p与外部电连接以向照明单元EA施加信号的焊盘单元PA1和PA2。
焊盘单元PA1和PA2没有被诸如金属膜122等封装单元阻挡，使得焊盘单元PA1和PA2可以通过第一接触电极115p和第二接触电极117p与外部电连接。因此，金属膜122可以附接到基板111的不包括焊盘单元PA1和PA2的照明单元EA的整个表面上。然而，本公开不限于此。
也就是说，有机层116、第二电极117、粘结层121和金属膜122没有形成在照明单元EA的外边缘处的焊盘单元PA1和PA2中，使得第一接触电极115p和第二接触电极117p暴露于外部。
焊盘单元PA1和PA2可以位于照明单元EA的外侧。虽然在图3A中示出了第二焊盘单元PA2位于第一焊盘单元PA1之间，但本公开不限于此。
此外，虽然在图3A中示出了焊盘单元PA1和PA2仅位于照明单元EA的一个外侧，但本公开不限于此。因此，本公开的焊盘单元PA1和PA2既可以都设置在照明单元EA的一个外侧，也可以都设置在照明单元EA的另一个外侧。此外，本公开的第一焊盘单元PA1可以位于照明单元EA的一个外侧，而第二焊盘单元PA2可以位于照明单元EA的另一个外侧。
为此，设置在第一焊盘单元PA1中的第一接触电极115p与设置在照明单元EA中的第一电极115在相同的层上由相同的材料形成。因此，在形成第一电极115时通过相同的工艺形成第一接触电极115p，以使其与第一电极115电连接。
设置在第二焊盘单元PA2中的第二接触电极117p与设置在照明单元EA中的第一电极115通过相同的工艺在相同的层上由相同的材料形成。然而，第二接触电极117p与第一电极115和电连接到第一电极115的辅助线AL间隔开，并通过连接孔CNT与第二电极117电连接。
具体地，如图4所示，第一接触电极115p连接到第一电极115和辅助线AL，以与第一电极115形成等位面。因此，第一接触电极115p、辅助线AL和第一电极115彼此电连接。此外，第二接触电极117p与第二电极117和虚设电极DM电连接。
上述虚设电极DM与辅助线AL在相同的层上由相同的材料形成，但与辅助线AL电绝缘。因此，第一电极115不与第二电极117电连接。
通过这种连接结构，设置在第一焊盘单元PA1中的第一接触电极115p可以将从外部施加的信号传输到第一电极115。此外，设置在第二焊盘单元PA2中的第二接触电极117p可以将从外部施加的信号传输到第二电极117。
同时，第一电极115由透明导电层形成，其优点是，发射的光穿过第一电极，但其缺点是，与不透明金属相比电阻非常高。因此，当制造大尺寸照明装置100时，由于透明高阻导电层的电阻高，施加到大的照明单元EA上的电流的分布不均匀。因此，由于电流分布不均匀，大尺寸照明装置不能发射亮度均匀的光。
因此，如图3B和图4所示，为了使大尺寸照明装置100的发光具有均匀亮度，可以设置与第一电极115电连接的辅助线AL，该辅助线AL使施加到照明单元EA的电流分布均匀。
辅助线AL设置在整个照明单元EA上，具有网状形状、网格形状、六边形或八边形形状、或圆形形状，且厚度薄。辅助线AL可以由诸如铝(Al)、金(Au)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)、钼(Mo)等导电性好的金属或它们的合金形成。虽然没有在附图中示出，但辅助线AL可以配置为具有上辅助线AL和下辅助线AL的双叠层结构，但本公开不限于此，辅助线可以配置为单个叠层。
这里，在图4中，示出了与第一电极115电连接的辅助线AL设置在第一电极115下方，以与第一电极115电接触。然而，本公开不限于此，辅助线AL可以设置在第一电极115上方。
此外，如图3B和图4所示，短路减少图案SR形成在施加电流的第一电极115中，以实现窄路径，并且绝缘层INS覆盖短路减少图案SR以防止整个面板的短路。也就是说，短路减少图案SR形成为围绕单个像素的发光区域的外缘，并且使第一电极在短路减少图案内部的部分与第一电极在短路减少图案外部的部分通过窄路径彼此相连，从而使单个像素增加电阻，以限制电流在产生短路的区域中流动。
绝缘层INS设置在第一电极115和第二电极117之间的设置有照明单元EA的辅助线AL的位置处，以防止第一电极115和第二电极117之间由于有机层116的损坏而导致的短路。
具体地，绝缘层INS配置为覆盖辅助线AL和第一电极115。如上所述，绝缘层INS形成为围绕辅助线AL，以减小由于辅助线AL而导致的台阶。因此，此后形成在绝缘层INS上的各种层可以稳定地形成而不发生短路。
这里，绝缘层INS可以由诸如氧化硅SiOX或氮化硅SiNX等无机材料配置。然而，绝缘层INS可以由诸如光学丙烯酸PAC等有机层配置，并且也可以由无机层和有机层的多个层配置。
在下文中，将参考图5和图6详细描述根据本公开的示例性实施例的包括有机发光二极管的照明装置的有机发光层的布置关系。
图5用于解释掺杂剂水平取向程度与有机层和第二电极的界面处的光损失的关系。
如上所述，在根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置中，第三有机发光层EML3(其为红色磷光发光层)、第二有机发光层EML2(其为蓝色荧光发光层)和第一有机发光层EML1(其为绿色磷光发光层)从第二电极117开始按此顺序设置。
也就是说，根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100包括作为磷光发光层的第一有机发光层EML1和第三有机发光层EML3以及作为荧光发光层的第二有机发光层EML2。
这里，第一有机发光层EML1可以定义为第一磷光发光层，第三有机发光层EML3可以定义为第二磷光发光层。
这里，荧光发光层通过单重态激子发射光，使得内部量子效率(IQE)为25％。相比之下，磷光发光层通过三重态激子发射光，使得内部量子效率(IQE)为100％。
然而，在荧光发光层的情形下，利用延迟荧光来提高内部量子效率(IQE)。然而，一般地，磷光发光层的内部量子效率(IQE)是荧光发光层的内部量子效率(IQE)的两倍，使得使用有机发光二极管的照明装置100的发光效率由磷光发光层的发光效率决定。
因此，在下文中，在说明了作为磷光发光层的第一有机发光层EML1和第三有机发光层EML3的布置关系之后，将描述作为荧光发光层的第二有机发光层EML2的布置关系。
包含在第三有机发光层EML3中的红色磷光掺杂剂的水平取向程度高于包含在第一有机发光层EML1中的绿色磷光掺杂剂的水平取向程度。例如，包含在第三有机发光层EML3中的红色磷光掺杂剂的水平取向程度可以是87％，而包含在第一有机发光层EML1中的绿色磷光掺杂剂的水平取向程度可以是75％。
这里，掺杂剂的水平取向程度是指，在将有机层116和第二电极117(其为反射电极)的界面设置为参考平面时，掺杂剂的偶极方向相对于该参考平面的平均水平取向程度。
也就是说，如图5所示，当第一掺杂剂DP1的偶极方向垂直于所述参考平面时，第一掺杂剂DP1的水平取向程度为0％。当第二掺杂剂DP2的偶极方向与所述参考平面平行时，第二掺杂剂DP2的水平取向程度为100％。
将基于此来描述有机层116和第二电极117(其为反射电极)的界面处的表面等离激元(SPP)损失。
首先，在第一掺杂剂DP1的水平取向程度为0％的情形下，所产生的光(电磁波)沿有机层116和第二电极117的界面的水平方向传播。因此，该光与表面等离子体(其为界面上自由电子的振动)耦合，从而处于表面等离激元(SPP)状态。表面等离激元(SPP)越多，第二电极117引起的损失就越大。因此，水平取向程度低的第一掺杂剂DP1所产生的光的发光效率降低。
相反，在第二掺杂剂DP2的水平取向程度为100％的情形下，所产生的光(电磁波)沿有机层116和第二电极117的界面的垂直方向传播。因此，该光被作为反射电极的第二电极117反射，从而不会由表面等离激元(SPP)状态引起光损失，并且光被提取到外部。因此，水平取向程度高的第二掺杂剂DP2所产生的光的发光效率得到提高。
因此，只有当多个磷光发光层中的水平取向程度高的磷光发光层设置为邻近第二电极117时，表面等离激元(SPP)状态所引起的光损失才会最小化。因此，照明装置100的整体发光效率得到提高。
因此，如上所述，包含在第三有机发光层EML3中的红色磷光掺杂剂的水平取向程度高于包含在第一有机发光层EML1中的绿色磷光掺杂剂的水平取向程度。因此，第三有机发光层EML3可以设置为比第一有机发光层EML1更靠近作为反射电极的第二电极117。
图6是曲线图，示出了随着有机发光层和第二电极之间的距离而变化的发光效率。
参考图6，第一、第二、第三有机发光层均具有距第二电极(即阴极)第一距离处的第一发光效率峰和距第二电极第二距离处的第二发光效率峰。由单点划线表示的第一有机发光层EML1的最大发光效率为105W/m2，由双点划线表示的第三有机发光层EML3的最大发光效率为110W/m2。因此，最大发光效率更大的第三有机发光层EML3设置为最靠近第二电极117，使得根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100的整体效率可以得到提高。
参考图2，从第二电极117的下表面到第三有机发光层EML3的上表面的距离D3为
Figure BDA0002175451800000171
至/>
Figure BDA0002175451800000172
第三有机发光层EML3的第一发光效率峰位于该距离处。
第一有机发光层EML1可以设置在
Figure BDA0002175451800000173
至/>
Figure BDA0002175451800000174
的部分中，该部分是呈现90W/m2的第二最大发光效率的位置。也就是说，从第二电极117的下表面到第一有机发光层EML1的上表面的距离D1为/>
Figure BDA0002175451800000175
至/>
Figure BDA0002175451800000176
第一有机发光层EML1的第二发光效率峰位于该距离处。/>
另外，作为蓝色荧光有机发光层的第二有机发光层EML2在与第二电极距离
Figure BDA0002175451800000177
的位置处具有27W/m2的最大发光效率。然而，在该布置部分中，第三有机发光层EML3按上文所述来设置，使得第二有机发光层EML2可以设置在/>
Figure BDA0002175451800000178
至/>
Figure BDA0002175451800000179
的部分中，该部分呈现23W/m2的第二最大发光效率。也就是说，从第二电极117的下表面到第二有机发光层EML2的上表面的距离D2为/>
Figure BDA00021754518000001710
至/>
Figure BDA00021754518000001711
第二有机发光层EML2的第二发光效率峰位于该距离处。
总之，第三有机发光层EML3是水平取向程度高的红色磷光发光层，第三有机发光层EML3设置在距离第二电极(117)
Figure BDA00021754518000001712
至/>
Figure BDA00021754518000001713
的距离内。第二有机发光层EML2是蓝色荧光发光层，第二有机发光层EML2设置在距离第二电极(117)/>
Figure BDA00021754518000001714
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Figure BDA00021754518000001715
的距离内。此外，第一有机发光层EML1是水平取向程度低的绿色磷光发光层，第一有机发光层EML1设置在距离第二电极(117)/>
Figure BDA00021754518000001716
至/>
Figure BDA00021754518000001717
的距离内。因此，根据本公开的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100的表面等离激元(SPP)状态的损失得以最小化，从而提高了整体发光效率。
本公开的示例性实施例也可以描述如下：
根据本公开的一个方面，一种使用有机发光二极管的照明装置包括：基板；设置在基板上的第一电极；设置在第一电极上并且包括多个磷光发光层的有机层；以及设置在有机层上的第二电极，并且多个磷光发光层中掺杂剂的水平取向程度最高的磷光发光层设置为邻近第二电极。因此，可以提高照明装置的发光效率。
第二电极由反射金属形成。
有机层还包括至少一个荧光发光层。
多个磷光发光层包括第一磷光发光层和第二磷光发光层，第二磷光发光层的掺杂剂比第一磷光发光层的掺杂剂具有更高的水平取向程度，第一磷光发光层设置在第一电极上，至少一个荧光发光层设置在第一磷光发光层上，第二磷光发光层设置在所述至少一个荧光发光层上，并且第二电极设置在第二磷光发光层上。
第一磷光发光层可以发射绿光，所述至少一个荧光发光层可以发射蓝光，第二磷光发光层可以发射红光。
第二电极的下表面到第一磷光发光层的上表面之间的距离可以是
Figure BDA0002175451800000181
至
Figure BDA0002175451800000182
第二电极的下表面到第二磷光发光层的上表面之间的距离可以是
Figure BDA0002175451800000183
至
Figure BDA0002175451800000184
第二电极的下表面到所述至少一个荧光发光层之间的距离可以是
Figure BDA0002175451800000185
至
Figure BDA0002175451800000186
第一电极可以包括实现窄路径的短路减少图案。
根据本公开的另一个方面，一种使用三叠层串联型有机发光二极管的照明装置，邻近透明电极的第一叠层包括绿色磷光发光层，邻近反射电极的第三叠层包括红色磷光发光层，而设置在第一叠层和第三叠层之间的第二叠层包括蓝色荧光发光层。因此，照明装置的发光效率可以提高。
红色磷光发光层的掺杂剂的水平取向程度可以高于绿色磷光发光层的掺杂剂的水平取向程度。
反射电极的下表面到绿色磷光发光层的上表面的距离可以是
Figure BDA0002175451800000187
至/>
Figure BDA0002175451800000188
反射电极的下表面到红色磷光发光层的上表面的距离可以是
Figure BDA0002175451800000189
至/>
Figure BDA00021754518000001810
反射电极的下表面到蓝色荧光发光层的距离可以是
Figure BDA00021754518000001811
至/>
Figure BDA00021754518000001812
/>

Claims (18)

1.一种有机发光二极管，包括：
阳极；
有机层，所述有机层设置在所述阳极上，并包括多个磷光发光层；
阴极，所述阴极设置在所述有机层上，
其中，在所述多个磷光发光层中，掺杂剂水平取向程度最高的磷光发光层设置为邻近所述阴极，
其中，所述阳极包括实现窄路径的短路减少图案，
其中，所述有机发光二极管还包括在所述多个磷光发光层中掺杂剂水平取向程度次高的磷光发光层，
其中，所述掺杂剂水平取向程度次高的磷光发光层设置为邻近所述阳极，
其中，所述有机发光二极管还包括荧光发光层，所述荧光发光层设置在所述掺杂剂水平取向程度最高的磷光发光层和所述掺杂剂水平取向程度次高的磷光发光层之间。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述阴极由反射金属形成。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述掺杂剂水平取向程度最高的磷光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000011
至/>
Figure FDA0004061939140000012
4.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述掺杂剂水平取向程度次高的磷光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000013
至/>
Figure FDA0004061939140000014
5.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述荧光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000015
至/>
Figure FDA0004061939140000016
6.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述掺杂剂水平取向程度最高的磷光发光层为红色磷光发光层，所述掺杂剂水平取向程度次高的磷光发光层为绿色磷光发光层，所述荧光发光层为蓝色荧光发光层。
7.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中，所述短路减少图案环绕像素的发光区域的外缘，并使所述阳极在该短路减少图案内部的部分与所述阳极在该短路减少图案外部的部分通过所述窄路径彼此相连。
8.一种有机发光二极管，包括：
阳极；
有机层，所述有机层设置在所述阳极上，并包括第一磷光发光层和第二磷光发光层；
阴极，所述阴极设置在所述有机层上，
其中，所述第一磷光发光层和所述第二磷光发光层均具有距所述阴极第一距离处的第一发光效率峰和距所述阴极第二距离处的第二发光效率峰，
其中，所述第一磷光发光层的所述第一距离小于所述第二磷光发光层的所述第一距离，
其中，在所述第一磷光发光层中包括的磷光掺杂剂的水平取向程度高于在所述第二磷光发光层中包括的磷光掺杂剂的水平取向程度，
其中，所述有机发光二极管还包括荧光发光层，所述荧光发光层设置在所述第一磷光发光层和所述第二磷光发光层之间。
9.如权利要求8所述的有机发光二极管，其中，所述荧光发光层具有距所述阴极第一距离处的第一发光效率峰和距所述阴极第二距离处的第二发光效率峰。
10.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述荧光发光层的所述第二发光效率峰的位置在所述第一磷光发光层的所述第一发光效率峰的位置和所述第一磷光发光层的所述第二发光效率峰的位置之间。
11.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述荧光发光层的所述第二发光效率峰的位置在所述第二磷光发光层的所述第一发光效率峰的位置和所述第二磷光发光层的所述第二发光效率峰的位置之间。
12.如权利要求8所述的有机发光二极管，其中，所述阴极由反射金属形成。
13.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述第一磷光发光层发射绿光，所述荧光发光层发射蓝光，所述第二磷光发光层发射红光。
14.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述第二磷光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000031
至/>
Figure FDA0004061939140000032
所述第二磷光发光层的所述第一发光效率峰位于该距离处。
15.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述第一磷光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000033
至/>
Figure FDA0004061939140000034
所述第一磷光发光层的所述第二发光效率峰位于该距离处。
16.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述阴极的下表面到所述荧光发光层的上表面的距离为
Figure FDA0004061939140000035
至/>
Figure FDA0004061939140000036
所述荧光发光层的所述第二发光效率峰位于该距离处。
17.如权利要求8所述的有机发光二极管，其中，所述阳极包括实现窄路径的短路减少图案。
18.一种照明装置，包括权利要求1-17中的任一权利要求所述的有机发光二极管。
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