CN111916565A - 有机发光装置以及包括该有机发光装置的设备和移动物体 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及有机发光装置以及包括该有机发光装置的设备和移动物体。一种有机发光装置依次包括阳极、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层和阴极，其中，第二电子传输层包括第一材料和与第一材料不同的第二材料，以及第一电子传输层包括第三材料和与第三材料不同的第四材料。

Description

有机发光装置以及包括该有机发光装置的设备和移动物体
技术领域
本公开涉及有机发光装置以及包括有机发光装置的显示设备、光电转换设备、电子设备、照明设备和移动物体。
背景技术
有机发光装置是包括第一电极、第二电极和设置在这些电极之间的发光层的装置。从这些电极注入载流子引起发光层中的激子的产生。激子在以发光的方式释放能量的同时返回到基态。近年来，正在对诸如显示设备、电子设备和照明设备之类的包括有机发光装置的设备进行研究和开发。为了改善这些设备的性能，针对提供以较低电压驱动并具有较长寿命的有机发光装置进行了大量研究和开发。
PCT日语译文专利公开No.2009-503849(在下文中为PTL 1)描述了一种包括发光层、空穴阻挡层和电子传输层的OLED装置。根据PTL 1，为了在维持色纯度的情况下降低驱动电压，电子传输层被形成为多种化合物的混合物层。
PTL1指出，在OLED装置中，电子传输层被形成为多种化合物的混合物层。然而，设置在发光层和阴极之间的空穴阻挡层由单一化合物构成，使得在降低驱动电压方面有改进的空间。
发明内容
本公开提供了具有降低的驱动电压的有机发光装置。
本公开的实施例提供了一种有机发光装置，该有机发光装置依次包括阳极、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层和阴极，其中，第二电子传输层包括第一材料和与第一材料不同的第二材料，以及第一电子传输层包括第三材料和与第三材料不同的第四材料。
本公开的其他特征将从以下参照附图对示例性实施例的描述变得清楚。
附图说明
图1是图示了根据本公开的实施例的有机发光装置的示例的示意性截面图。
图2是根据本公开的实施例的构成有机发光装置的发光层和相邻层的能级的示意性能量图。
图3是图示了根据本公开的实施例的包括有机发光装置的显示设备的示例的示意性截面图。
图4是图示了根据本公开的实施例的显示设备的示例的示意图。
图5A是图示了根据本公开的实施例的图像拾取设备的示例的示意图。图5B是图示了根据本公开的实施例的电子设备的示例的示意图。
图6A是图示了根据本公开的实施例的显示设备的示例的示意图。图6B是图示了可折叠显示设备的示例的示意图。
图7A是图示了根据本公开的实施例的照明设备的示例的示意图。图7B是图示了根据本公开的实施例的包括车辆照明单元的汽车的示例的示意图。
具体实施方式
本公开的实施例提供了一种有机发光装置，该有机发光装置依次包括阳极、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层和阴极，其中，第二电子传输层包括第一材料和与第一材料不同的第二材料，第一电子传输层包括第三材料和与第三材料不同的第四材料。
第一电子传输层和第二电子传输层各自是包括多种材料的混合物层，由此实现有机发光装置的驱动电压的降低。
当发光层和第一电子传输层被设置成彼此接触、第一电子传输层和第二电子传输层被设置成彼此接触、并且发光层包括第五材料时，第五材料和第四材料可以是相同的化合物，以及第二材料和第三材料可以是相同的化合物。在这种情况下，相邻的有机化合物层共同地包括相同的材料，这导致层间能量势垒的降低，并且有助于驱动电压的降低。
发光层可以包括第五材料和第六材料。相对于发光层的重量的100重量％，第五材料可以是在发光层中比第六材料具有更大的重量百分比的化合物。第六材料可以是发光材料。发光材料将在稍后描述。
在下文中，将参照图1进一步详细描述本公开的实施例。图1是本公开的实施例的示意性截面图。
参照图1，有机发光装置在绝缘层1上依次包括阳极2、空穴传输层3、电子阻挡层4、发光层5、第一电子传输层6、第二电子传输层7、电子注入层8和阴极9的堆叠。发光层5、第一电子传输层6和第二电子传输层7被堆叠为相邻的层。发光层5可以由多个层构成，并且可以在多个发光层之间包括另外的功能层。图1仅图示了代表性配置。该配置还可以可选地包括例如空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层，或者可以不包括这种有机化合物层。
图2是图示了根据本公开的实施例的构成有机发光装置的电子阻挡层、发光层、第一电子传输层和第二电子传输层的能级的示例的示意性能量图。
顺便一提，最高占据分子轨道(HOMO)能量和最低未占据分子轨道(LUMO)能量是相对于真空能级确定的。普通分子的HOMO能量和LUMO能量为负值。在本说明书中，HOMO能量和LUMO能量是使用绝对值(具体地，使用正值)来描述的。HOMO代表最高占据分子轨道。LUMO代表最低未占据分子轨道。
在该实施例中，第一材料是电子传输材料B；第二材料是电子传输材料A；第三材料是电子传输材料A；第四材料是主体材料A；第五材料是主体材料A；以及第六材料是发光掺杂剂A。
在根据该实施例的有机发光装置中，第一电子传输层和第二电子传输层各自是包括多种材料的混合物层，由此实现驱动电压的降低。另外，通过采用以下特征，可以使降低驱动电压的效果更强。
(1)在该实施例中，在发光层、第一电子传输层和第二电子传输层当中，相邻的层共同地具有相同的材料。在这种情况下，如图2中所示，第二电子传输层包括电子传输材料A和电子传输材料B，以及第一电子传输层包括电子传输材料A和主体材料A，由此降低将电子从阴极侧注入到发光层的能量势垒。按推理，材料的混合引起材料间的相互作用，以产生在这些材料的能级之间的中间能级处的能级，这导致注入势垒的降低。
在该实施例中，第一电子传输层和第二电子传输层各自是包括多种材料的混合物层。当两个电子传输层被形成为使得它们中的一个是混合物层时，注入势垒没有充分降低并且驱动电压增大。相反，当两个电子传输层被形成为使得它们二者都是混合物层时，注入势垒可以大幅降低。
当仅仅形成单个混合物层并且主体材料被包括在混合物层中时，空穴从发光层注入到混合物层，进一步注入到电子注入层，甚至注入到阴极。在这种情况下，发光效率大幅减小。
该装置可以具有除了特征(1)之外还满足以下条件的配置：
(2)电子传输材料A和主体材料A由仅包括烃的化合物构成；
(3)电子传输材料B由包括含氮芳香族的化合物构成；
(4)满足以下关系：
HOMO能量的绝对值：(电子传输材料A)<(电子传输材料B)；以及
(5)满足以下关系：
HOMO能量的绝对值：(主体材料A)<(电子传输材料A)。
在下文中，将描述这些特征。
(2)在该实施例中，电子传输材料A和主体材料A由仅包括烃的材料构成。用作电子传输材料A和主体材料A的化合物不受特别限制，但是可以是在分子结构内不具有结合稳定性低的键的化合物。这些化合物可以具有在分子中不包括含氮芳香族的结构。换句话说，电子传输材料A和主体材料A可以是仅包括烃的化合物。
这样的原因如下。当在分子结构内具有结合稳定性低的键的化合物(换句话说，具有诸如氨基之类的键能低的不稳定键的化合物)被包括作为构成有机发光装置的发光层的主体时，该化合物易于在装置的驱动期间经历劣化。因此，有机发光装置易于具有较短的寿命。
例如，在以下化合物A-1、A-2和B-1中，结合稳定性低的键是咔唑环与亚苯基之间的键以及氨基与苯基之间的键(氮-碳键)。参照化合物B-1，碳-碳键具有较高的结合稳定性。顺便一提，计算是使用b3-lyp/def2-SV(P)来执行的。
Figure BDA0002472822750000051
顺便一提，分子轨道方法计算是使用以下来执行的：目前被广泛使用的程序Gaussian 09(Gaussian 09，Revision C.01，M.J.Frisch，G.W.Trucks，H.B.Schlegel，G.E.Scuseria，M.A.Robb，J.R.Cheeseman，G.Scalmani，V.Barone，B.Mennucci，G.A.Petersson，H.Nakatsuji，M.Caricato，X.Li，H.P.Hratchian，A.F.Izmaylov，J.Bloino，G.Zheng，J.L.Sonnenberg，M.Hada，M.Ehara，K.Toyota，R.Fukuda，J.Hasegawa，M.Ishida，T.Nakajima，Y.Honda，O.Kitao，H.Nakai，T.Vreven，J.A.Montgomery，Jr.,J.E.Peralta，F.Ogliaro，M.Bearpark，J.J.Heyd，E.Brothers，K.N.Kudin，V.N.Staroverov，T.Keith，R.Kobayashi，J.Normand，K.Raghavachari，A.Rendell，J.C.Burant，S.S.Iyengar，J.Tomasi，M.Cossi，N.Rega，J.M.Millam，M.Klene，J.E.Knox，J.B.Cross，V.Bakken，C.Adamo，J.Jaramillo，R.Gomperts，R.E.Stratmann，O.Yazyev，A.J.Austin，R.Cammi，C.Pomelli，J.W.Ochterski，R.L.Martin，K.Morokuma，V.G.Zakrzewski，G.A.Voth，P.Salvador，J.J.Dannenberg，S.Dapprich，A.D.Daniels，O.Farkas，J.B.Foresman，J.V.Ortiz，J.Cioslowski和D.J.Fox，高斯公司，沃林福德CT，2010年)。
诸如化合物A-1和A-2之类的在分子内具有含氮芳香族的化合物对氧化不稳定，因此期望的是不接收空穴。另一方面，根据该实施例的发光层和第一电子传输层是易于被注入空穴的有机化合物层。因此，对于发光层主体材料和第一电子传输层，可以使用没有含氮芳香族的结构，即烃化合物。
因此，根据本公开的实施例的有机发光装置中的第一材料和第二材料可以由仅包括烃的化合物构成。换句话说，共同地被包括在第一电子传输层和发光层的主体材料中的化合物以及共同地被包括在第一电子传输层和第二电子传输层中的化合物可以是仅包括烃的化合物。
更具体地，这种仅包括烃的化合物可以具有芳基。芳基可以具备具有1至12个碳原子的烷基作为取代基。芳基可以选自苯、萘、芴、苯并芴、菲、屈(chrysene)、三亚苯、芘、荧蒽和苯并荧蒽。换句话说，芳基可以具有由其中线性稠合的苯环的数量不超过2个的芳香烃构成的分子结构。这是因为，这种化合物比诸如蒽和并四苯之类的包括由线性稠合的三个或更多个苯环构成的环的化合物具有更高的稳定性。
可以被包括在芳基中的具有1至12个碳原子的烷基的具体示例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、庚基和辛基。
(3)电子传输材料B由杂环化合物构成。
由于电子传输材料B被包括在电子从阴极注入到其中的层中，因此它可以是易于经历电子的注入的材料。电子传输材料B可以是由于与诸如氟化锂或铝-锂之类的用于电子注入层的碱金属化合物的相互作用而促进电子的注入的材料。因此，电子传输材料B可以是杂环化合物：特别地，优选的是具有氮原子作为杂原子的杂环化合物。这种杂环化合物的氮原子与碱金属之间的相互作用促进了电子的注入，由此实现驱动电压的降低。
(4)满足以下关系：
HOMO能量的绝对值：(电子传输材料A)<(电子传输材料B)。
该关系意味着，电子传输材料A的HOMO能量的绝对值小于电子传输材料B的HOMO能量的绝对值。当满足该关系时，这两层电子传输层从发光层侧起按HOMO能量的绝对值的升序设置。这些电子传输层还具有空穴阻挡功能，由此减少了空穴从发光层到阴极侧的流动。更具体地，电子传输材料B减少了空穴从第一电子传输层到第二电子传输层的流动。该效果减少了来自发光层的空穴的泄漏，以提高发光效率。减少了由于空穴泄漏到电子传输层而导致的电子传输层的劣化，由此增加了寿命。
特别地，当电子传输材料B是含氮芳香族化合物时，它由于空穴的注入而易于劣化。因此，空穴可以被电子传输材料A阻挡。
(5)满足以下关系：
HOMO能量的绝对值：(主体材料A)<(电子传输材料A)。
当满足该关系时，电子传输材料A减少了空穴从发光层到第一电子传输层的流动，换句话说，减少了空穴从发光层到阴极侧的流动。
该效果减少了来自发光层的空穴的泄漏，以提高发光效率。减少了由于空穴泄漏到电子传输层而导致的电子传输层的劣化，由此增加了寿命。
在下文中，将描述本公开中使用的电子传输材料的具体示例。电子传输材料可以从能够将从阴极注入的电子传输到发光层的材料中自由地选择。电子传输材料被选择成例如与空穴传输材料的空穴迁移率相平衡。具有电子传输性能的材料的示例包括恶二唑衍生物、恶唑衍生物、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、有机铝络合物和稠环化合物(诸如，芴衍生物、萘衍生物、屈衍生物和蒽衍生物)。
以下是用作电子传输材料的化合物的非限制性具体示例。
Figure BDA0002472822750000081
从上述结合稳定性的观点来看，在电子传输材料的这些示例当中，电子传输材料A优选地是仅由烃构成的ET11至ET22。这些电子传输材料的使用提供了具有良好耐久性特性的有机发光装置。从上述电子注入性质的观点来看，电子传输材料B优选地是包括含氮芳香族环的ET1至ET10、ET23和ET24。
在下文中，将描述用于根据本公开的实施例的有机发光装置的空穴传输材料的具体示例。空穴注入传输材料可以是促进从阳极注入空穴并具有高空穴迁移率以便将注入的空穴传输到发光层的材料。具有这种空穴注入传输性能的低分子量或高分子量材料的示例包括三芳基胺衍生物、芳基咔唑衍生物、苯二胺衍生物、二苯乙烯衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、聚(乙烯基咔唑)、聚(噻吩)和其他导电聚合物。这种空穴注入传输材料也可以用于电子阻挡层。
以下是用作空穴注入传输材料的化合物的非限制性具体示例。
Figure BDA0002472822750000091
Figure BDA0002472822750000101
在下文中，将描述用于根据本公开的实施例的有机发光装置的发光材料的具体示例。主要有助于发光功能的发光材料的示例包括稠合多环化合物(诸如，芴衍生物、萘衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、并四苯衍生物、蒽衍生物和红荧烯)、喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、二苯乙烯衍生物、诸如三(8-羟基喹啉)铝之类的有机铝络合物、铱络合物、铂络合物、铼络合物、铜络合物、铕络合物、钌络合物以及诸如聚(苯乙烯)衍生物、聚(芴)衍生物和聚(亚苯基)衍生物之类的聚合物衍生物。
发光层中包括的发光层主体或发光辅助材料可以是稠合多环化合物。更具体地，该化合物具有诸如苯、萘、芴、苯并芴、菲、屈、三亚苯、芘、荧蒽或苯并荧蒽之类的芳基。芳基可以具有烷基作为取代基。具体地，烷基可以是具有1至12个碳原子的烷基。除了这些化合物之外，该材料的其他示例还包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、诸如三(8-羟基喹啉)铝之类的有机铝络合物和有机铍络合物。
以下是用于根据本公开的实施例的有机发光装置的发光层主体材料的具体示例。然而，以下化合物仅仅是具体示例，并不限制本发明。
Figure BDA0002472822750000102
Figure BDA0002472822750000111
从上述结合稳定性的观点来看，在作为示例的这些主体材料当中，优选的是仅由烃构成的EMH1至EMH27；更优选的是没有诸如蒽和并四苯之类的并苯结构的EMH1至EMH21。这是因为，这种主体材料的使用提供了具有良好耐久性特性的有机发光装置。
以下是用于根据本公开的实施例的有机发光装置的蓝色掺杂剂的示例。然而，本发明不限于这些示例。
Figure BDA0002472822750000112
Figure BDA0002472822750000121
在蓝色掺杂剂的这些示例当中，特别优选的是不具有取代的氨基的化合物，该取代的氨基具有低键能。期望的是，这种蓝色掺杂剂的掺杂浓度各自为0.1至10.0重量％，更优选地为0.3至5.0重量％。
以下是用于根据本公开的实施例的有机发光装置的绿色掺杂剂的示例。然而，本发明不限于这些示例。
Figure BDA0002472822750000122
Figure BDA0002472822750000131
在绿色掺杂剂的这些示例当中，特别优选的是不具有取代的氨基的化合物，该取代的氨基具有低键能。期望的是，这种绿色掺杂剂的掺杂浓度各自为0.1至10.0重量％，更优选地为0.1至5.0重量％。
以下是用于根据本公开的实施例的有机发光装置的红色掺杂剂的示例。然而，本发明不限于这些示例。
Figure BDA0002472822750000132
Figure BDA0002472822750000141
在红色掺杂剂的这些示例当中，特别优选的是不具有取代的氨基的化合物，该取代的氨基具有低键能。更优选的是仅由烃构成的化合物。期望的是，这种红色掺杂剂的掺杂浓度各自为0.1至5.0重量％，更优选地为0.1至0.5重量％。
根据该实施例的有机发光装置
根据该实施例的有机发光装置是包括一对电极和设置在这对电极之间的有机化合物层的有机电场装置。有机化合物层包括发光层。
除了发光层之外，根据该实施例的有机发光装置还可以包括例如空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、中间层、电荷产生层和电荷分离层。
以下是有机发光装置的配置的示例：
阳极/空穴传输层/第一发光层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极；
阳极/空穴注入层/空穴传输层/第一发光层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极；
阳极/空穴注入层/空穴传输层/第一发光层/空穴阻挡层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极；
阳极/空穴注入层/空穴传输层/第一发光层/第二发光层/空穴阻挡层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极；
阳极/空穴注入层/空穴传输层/第一发光层/中间层/第二发光层/空穴阻挡层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极；以及
阳极/空穴注入层/空穴传输层/第一发光层/第二发光层/第三发光层/空穴阻挡层/第一电子传输层/第二电子传输层/电子注入层/阴极。
然而，这些装置配置示例仅是基本装置配置。根据本公开的实施例的有机发光装置的配置不限于这些示例。
可以采用各种层配置，其中例如在电极和有机化合物层之间的界面处设置绝缘层，或者设置结合层或干涉层。
还可以在第一电极和第一电荷传输层之间设置包括第五材料的电荷注入层。第五材料的LUMO能量的绝对值可以等于或大于第一材料的HOMO能量的绝对值或第二材料的HOMO能量的绝对值。这种特征提供了其中空穴被注入的配置。
根据该实施例的有机发光装置可以具有其中通过基板侧电极提取光的所谓的底发射配置、其中在与基板相对的一侧上提取光的所谓的顶发射配置、或者其中通过这两个表面提取光的配置。
顺便一提，在本公开中，发光层是设置在电极之间的有机化合物层当中的具有发光功能的层。发光层可以包括主体材料、掺杂剂材料和辅助材料。这些材料也可以被分别称为第一材料、第二材料和第三材料。
在发光层中包括的材料当中，发光层中包括的主体材料可以具有最大的重量百分比。在这种情况下，换句话说，主体材料是形成发光层的基质的材料。更具体地，在发光层中包括的材料当中，主体材料可以是在发光层中的重量百分比为50重量％或更大的材料。
在发光层中包括的材料当中，发光层中包括的掺杂剂材料可以具有比主体材料低的重量百分比。更具体地，掺杂剂是提供主要发光的发光材料(发光掺杂剂材料)，并且可以提供占有机发光装置的发射光谱的区域的50％或更大的发光。相对于发光层中包括的材料，掺杂剂材料可以在发光层内具有小于50重量％的重量百分比。掺杂剂材料也被称为客体材料。
掺杂剂材料是提供主要发光并被包括在发光层内的化合物。具体地，发光掺杂剂提供占有机发光装置的发射光谱的区域的50％或更大的发光。
相对于构成发光层的所有化合物的100重量％，掺杂剂材料的浓度为0.01重量％或更大且小于50重量％，优选地为0.1重量％或更大且10重量％或更小。更优选地，掺杂剂材料的浓度为0.1重量％或更大且10重量％或更小，以便抑制浓度猝灭。掺杂剂材料可以被均匀地包括在由主体材料形成的整个层中，可以被包括以具有浓度梯度，或者可以被部分地包括在主体材料层的指定区域中同时留下另外的区域以不包括掺杂剂材料。
可替代地，根据该实施例的有机发光装置可以是包括多个发光层的有机发光装置，其中多个发光层中的至少一个是发射具有与另外的发光层所发射的光线的波长不同的波长的光线的发光层，并且来自这些发光层的光线被混合，以提供白色的光线的发射。
在本公开的实施例中，有机发光装置可以包括两个或更多个发光层；每个发光层都可以包括发射两种或更多种颜色的光线的发光材料。
第一发光层和第二发光层可以彼此接触；可替代地，可以在这些发光层之间设置另外的化合物层。例如，另外的化合物层可以是电荷产生层。
有机发光装置的配置
通过在基板上形成阳极、有机化合物层和阴极来提供有机发光装置。例如，在阴极上，可以设置保护层和滤色器。当设置了滤色器时，可以在保护层和滤色器之间设置平坦化层。例如，平坦化层可以由丙烯酸树脂形成。
基板
基板可以是例如石英、玻璃、硅晶片、树脂或金属。在基板上，可以设置诸如晶体管和布线之类的开关元件，并且开关元件可以被绝缘层覆盖。绝缘层在材料方面不受限制，只要可以在其中形成接触孔以确保阳极2与布线之间的电连接，同时绝缘层确保阳极2和未连接到阳极2的另外的布线之间的绝缘即可。材料的示例包括诸如聚酰亚胺之类的树脂、氧化硅和氮化硅。
电极
电极可以是作为第一电极和第二电极的一对电极。这对电极可以是阳极和阴极。当在有机发光装置发光的方向上施加电场时，电极中的处于较高电势的一个电极是阳极，以及另一个电极是阴极。换句话说，电极中的将空穴供给到发光层的一个电极是阳极，以及将电子供给到发光层的另一个电极是阴极。
这对电极中的一个电极可以是反射光的反射电极，而另一个电极可以是透射光的透射电极。在使用反射电极与透射电极的组合的这种情况下，可以调节设置在这对电极之间的有机化合物层的厚度，以形成光学谐振器结构。可替代地，这对电极中的两个电极都可以被设置为透射电极。
构成阳极的材料可以具有尽可能高的功函数。材料的示例包括诸如金、铂、银、铜、镍、钯、钴、硒、钒和钨之类的元素金属；包括前述项的混合物；前述项的组合的合金；诸如氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌之类的金属氧化物；以及诸如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩之类的导电聚合物。
这样的电极物质可以被单独使用，或者组合使用其中两种或更多种。阳极可以由单个层或多个层构成。
当提供反射电极时，它可以由例如铬、铝、银、钛、钨、钼、前述项的合金或前述项的堆叠层形成。当提供透明电极时，其非限制性示例包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌的透明导电氧化物层。这种电极可以通过光刻形成。
另一方面，阴极可以由具有低功函数的材料构成。材料的示例包括诸如锂之类的碱金属；诸如钙之类的碱土金属；诸如铝、钛、锰、银、铅和铬之类的元素金属；前述项的混合物；诸如镁-银、铝-锂、铝-镁、银-铜和锌-银之类的这些元素金属的组合的合金；以及诸如氧化铟锡(ITO)之类的金属氧化物。这样的电极物质可以被单独使用，或者组合使用其中两种或更多种。阴极可以由单个层或多个层构成。特别地，优选地采用银；更优选地，为了抑制银的聚集，采用银合金。合金中的含量比不受限制，只要抑制了银的聚集即可，例如可以为1:1。
阴极不受特别限制，并且可以被形成为诸如ITO之类的氧化物的导电层以提供顶发射装置；可替代地，阴极可以被形成为例如铝(Al)的反射电极以提供底发射装置。形成阴极的方法不受特别限制：然而，例如，可以采用直流或交流溅射，这是因为所得到的膜具有高覆盖率，这易于实现电阻的降低。
保护层
在阴极上，可以设置保护层。例如，将具有吸湿剂的玻璃结合到阴极上，由此抑制例如水进入到有机化合物层中，从而抑制显示故障的发生。在替代实施例中，在阴极上，设置有由例如氮化硅形成的钝化膜，以抑制例如水进入到有机EL层中。例如，在形成阴极7之后，将保持在真空中的所得到的物品传送到另外的腔室中；执行CVD以形成具有2μm的厚度的氮化硅膜作为保护层。可替代地，在通过CVD形成膜之后，可以执行原子层沉积(ALD)以形成保护层。
滤色器
在保护层上，可以设置滤色器。例如，滤色器可以被形成在另外的基板上以对应于有机发光装置的尺寸，并且被结合到具有有机发光装置的基板。可替代地，可以在上述保护层上执行光刻以形成图案化的滤色器。滤色器可以由聚合物形成。
平坦化层
平坦化层可以被设置在滤色器和保护层之间。平坦化层可以由具有低分子量或高分子量(优选地，高分子量)的有机化合物形成。
这种平坦化层可以被设置成覆盖在滤色器之上和之下，并且可以由相同或不同的材料形成。材料的具体示例包括聚乙烯咔唑树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂和尿素树脂。
对向基板(counter substrate)
在平坦化层上，可以设置对向基板。对向基板被设置在上述基板的对向位置处，因此它被称为对向基板。形成对向基板的材料可以与上述基板的材料相同。
有机层
通过以下方法来形成构成根据本公开的实施例的有机发光装置的有机化合物层(诸如，空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层)。
可以通过诸如真空沉积、离子镀覆、溅射或等离子体CVD之类的干法处理来形成构成根据本公开的实施例的有机发光装置的有机化合物层。可替代地，取代干法处理的是，还可以采用湿法处理：化合物被溶解在适当的溶剂中并通过公知的涂覆处理(诸如，旋涂、浸涂、浇铸、LB处理或喷墨处理)来施加以形成层。
当通过例如真空沉积或使用溶液的涂覆处理来形成层时，层不易于经历例如结晶并且随时间推移具有高稳定性。当使用涂覆处理来形成膜时，可以将化合物与适当的粘合剂树脂组合以用于形成膜。
粘合剂树脂的非限制性示例包括聚乙烯咔唑树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂和尿素树脂。
这种粘合剂树脂可以作为均聚物或共聚物被单独使用，或者被组合使用其中两种或更多种。化合物可以可选地与诸如公知的增塑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂之类的添加剂组合。
根据本公开的实施例的有机发光装置的应用
根据本公开的实施例的有机发光装置可以用作显示设备或照明设备的构成构件，并且还可应用于例如电子照相图像形成设备的曝光光源、液晶显示设备的背光或其中白色光源配备有滤色器的发光设备。
显示设备可以是包括图像输入部和信息处理部的图像信息处理设备，图像输入部被配置为输入来自例如面阵CCD、线性CCD或存储卡的图像信息，信息处理部被配置为处理输入的信息，并且被配置为将输入的图像显示在显示单元上。
图像拾取设备或喷墨打印机可以具有带触摸面板功能的显示单元。该触摸面板功能的操作类型不受特别限制，并且可以是红外型、电容型、电阻膜型或电磁感应型。显示设备可以被用作多功能打印机的显示单元。
在下文中，将参照附图来描述根据该实施例的显示设备。根据该实施例的显示设备包括多个像素，并且多个像素中的至少一个像素包括根据本公开的实施例的有机发光装置和连接到有机发光装置的晶体管。
图3是图示了包括有机发光装置和连接到有机发光装置的有源元件的显示设备的示例的示意性截面图。有源元件可以是由例如多晶硅或氧化物半导体构成的晶体管或TFT。
参照图3，显示设备10包括由例如玻璃形成的基板11和形成在基板11上以保护晶体管元件或有机化合物层的绝缘层12。显示设备10包括在绝缘层12上的晶体管元件18，晶体管元件18包括栅电极13、栅极绝缘膜14、半导体层15、漏电极16和源电极17。
显示设备包括在晶体管元件上的有机发光装置26，其间具有层间绝缘层19。有机发光装置26包括阳极21、包括发光层的有机化合物层22和阴极23。
在层间绝缘层19中，形成有接触孔20。构成有机发光装置的阳极21和源电极17经由接触孔彼此连接。
顺便一提，有机发光装置中包括的电极(阳极和阴极)与晶体管中包括的电极(源电极和漏电极)的电连接的配置不限于图3中图示的配置。换句话说，可以采用任何配置，只要阳极和阴极中的一个电连接到晶体管元件的源电极和漏电极中的一个即可。
图3图示了在显示设备10中的如同单层的有机化合物层22；然而，有机化合物层22可以包括多个层。在阴极23上，设置第一保护层24和第二保护层25以抑制有机发光装置的劣化。
在图3中，显示设备10采用晶体管作为开关元件；可替代地，可以采用其他元件作为开关元件。
在图3中，在显示设备10中，晶体管不限于使用单晶硅晶片的晶体管，并且可以是在基板的绝缘表面上具有活性层的薄膜晶体管。活性层可以由单晶硅、诸如非晶硅或微晶硅之类的非单晶硅、或者诸如氧化铟锌或氧化铟镓锌之类的非单晶氧化物半导体形成。顺便一提，薄膜晶体管也被称为TFT元件。
在图3中，在显示设备10中包括的晶体管可以被形成在诸如Si基板之类的基板内。短语“被形成在基板内”意味着，诸如Si基板之类的基板本身被处理以形成晶体管。换句话说，其中晶体管被包括在基板内的配置也可以被视为其中基板和晶体管被形成为单个单元的配置。是形成TFT还是在基板内形成晶体管取决于显示单元的尺寸。例如，当显示单元具有约0.5英寸的尺寸时，有机发光装置可以被形成在Si基板上。
在发射亮度方面，根据该实施例的有机发光装置是通过作为开关元件的示例的晶体管来控制的。多个这样的有机发光装置被布置在平面中，以单独的发射亮度发射光线，由此显示图像。
图4是图示了根据实施例的显示设备的示例的示意图。显示设备1000可以包括在上盖1001和下盖1009之间的触摸面板1003、显示面板1005、框架1006、电路基板1007和电池1008。柔性印刷电路FPC1002和1004分别连接到触摸面板1003和显示面板1005。在电路基板1007上，通过印刷形成晶体管。当显示设备不是移动设备时，可以不安装电池1008。当显示设备是移动设备时，电池1008可以被安装在另外的位置。
根据该实施例的显示设备可以被用作图像拾取设备的显示单元，该图像拾取设备包括光学单元和图像拾取装置，该光学单元包括多个透镜，该图像拾取装置被配置为接收已经通过光学单元的光。图像拾取设备可以包括被配置为显示由图像拾取装置获得的信息的显示单元。显示单元可以是暴露在图像拾取设备外部的显示单元或设置在取景器内的显示单元。图像拾取设备可以是数字相机或数字视频相机。图像拾取设备也可以被称为光电转换设备。
图5A是图示了根据实施例的图像拾取设备的示例的示意图。图像拾取设备1100可以包括取景器1101、后表面显示器1102、操作单元1103和壳体1104。取景器1101可以包括根据该实施例的显示设备。在这种情况下，显示设备不仅可以显示要捕获的图像，而且可以显示例如环境信息和图像捕获指令。环境信息的示例包括外部光的强度、外部光的朝向、被摄体的移动速度以及被摄体可能隐藏在障碍物后方的可能性。
由于适于捕获图像的定时持续很短时段，因此期望以最小的延迟显示信息。因此，可以使用采用根据本公开的实施例的有机发光装置的显示设备，因为该有机发光装置以高速进行响应。与液晶显示设备相比，采用该有机发光装置的显示设备可以更适合用于需要以高速显示图像的这种图像拾取设备。
图像拾取设备1100包括光学单元(未示出)。光学单元包括多个透镜，并且被配置为在被容纳在壳体1104内的图像拾取装置中形成图像。可以在相对位置方面调节多个透镜，由此调节聚焦。该操作也可以被自动执行。
根据该实施例的显示设备可以包括红色、绿色和蓝色滤色器。这些红色、绿色和蓝色滤色器可以被布置成Δ形阵列(delta array)。
根据该实施例的显示设备可以被用于便携式终端的显示单元。在这种情况下，显示设备可以具有显示功能和操作功能两者。便携式终端的示例包括诸如智能电话之类的蜂窝电话、平板电脑和头戴式显示器。
图5B是图示了根据实施例的电子设备的示例的示意图。电子设备1200包括显示单元1201、操作单元1202和壳体1203。壳体1203可以包括电路、包括该电路的印刷基板、电池和通信单元。操作单元1202可以是按钮或触摸面板型传感器单元。例如，操作单元可以是被配置为扫描指纹以用于解锁的生物特征识别单元。包括通信单元的这种电子设备也可以被称为通信设备。
图6A和图6B是图示了根据实施例的显示设备的示例的示意图。图6A图示了诸如电视监视器或PC监视器之类的显示设备。显示设备1300包括框架1301和显示单元1302。显示单元1302可以采用根据实施例的发光装置。
显示设备包括支撑框架1301和显示单元1302的底座1303。底座1303不限于图6A中图示的形式。框架1301的下侧也可以被用作底座。
框架1301和显示单元1302可以是弯曲的。曲率半径可以是5000mm或更大且6000mm或更小。
图6B是图示了根据该实施例的显示设备的另外的示例的示意图。图6B中的显示设备1310可以被折叠，即，可折叠显示设备。显示设备1310包括第一显示单元1311、第二显示单元1312、壳体1313和折叠点1314。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以包括根据实施例的发光装置。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以被共同地设计为无缝的单个显示设备。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以相对于折叠点被划分。具体地，第一显示单元1311和第二显示单元1312可以单独地显示不同的图像；并且第一显示单元和第二显示单元可以共同地显示单个图像。
图7A是图示了根据实施例的照明设备的示例的示意图。照明设备1400可以包括壳体1401、光源1402、电路基板1403、光学膜1404和光漫射单元1405。光源可以包括根据实施例的有机发光装置。可以提供滤光器以改善光源的演色性。光漫射单元被配置为有效地漫射来自光源的光，以将光递送到宽区域，诸如点亮。滤光器和光漫射单元可以被提供在照明设备的光出射侧。照明设备可以可选地配备有用于其最外面的部分的盖。
照明设备是例如被配置为对房间内部进行照明的设备。照明设备可以被配置为发射白色、中性白色和从蓝到红的颜色中的任一种颜色的光。照明设备可以包括用于调制光的光调制电路。照明设备可以包括根据本公开的有机发光装置和连接到有机发光装置的电源电路。电源电路被配置为将交流电压转换成直流电压。“白色”对应于4200K的色温。“中性白色”对应于5000K的色温。照明设备可以包括滤色器。
根据该实施例的照明设备可以包括散热单元。散热单元被配置为将设备内部的热释放到设备外部。散热单元由例如具有高比热的金属或液体硅酮形成。
图7B是根据实施例的用作移动物体的示例的汽车的示意图。汽车包括用作照明单元的示例的尾灯。例如，汽车1500包括可以被配置为在制动时开启的尾灯1501。
尾灯1501可以包括根据实施例的有机发光装置。尾灯可以包括用于保护有机发光装置的保护构件。保护构件在材料方面不受限制，只要它具有相对高的强度并且透明即可。例如，保护构件可以由聚碳酸酯形成。聚碳酸酯可以与例如呋喃二甲酸衍生物或丙烯腈衍生物混合。
汽车1500可以包括汽车主体1503和附连到汽车主体1503的窗1502。当窗不是用于检查汽车前方或后方的窗时，其可以被设计为透明的显示器。该透明的显示器可以包括根据实施例的有机发光装置。在这种情况下，有机发光装置的诸如电极之类的构成构件被提供为透明构件。
例如，根据该实施例的移动物体可以是船舶、航空器或无人机。移动物体可以包括主体和被提供到主体的照明单元。照明单元可以发光，以便指示主体的位置。照明单元包括根据实施例的有机发光装置。
如到目前为止已描述的，采用根据实施例的有机发光装置的设备使得能够稳定地长时间以高质量显示图像。
示例
示例1
在该示例中，制造具有顶发射结构的有机发光装置，其中阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、第一发光层、第二发光层、第一电子传输层、第二电子传输层、电子注入层和阴极按照此顺序被形成在基板上。
在玻璃基板上，通过溅射形成具有40nm的厚度的Ti膜，并且通过光刻将其图案化以形成阳极，使得对向电极(金属电极层，阴极)将具有3mm2的电极面积。
随后，在(由ULVAC公司制造的)真空沉积设备中，附连具有电极和材料的经清洁的基板；将设备抽真空至1.33×10-4Pa(1×10-6Torr)，然后执行UV/臭氧清洁。随后，层被形成以便具有以下表1中描述的层配置。
表1
Figure BDA0002472822750000251
随后，将基板移入手套箱中，并在氮气气氛内使用包括干燥剂的玻璃盖进行密封，以获得有机白光发射装置。
所获得的有机白光发射装置被连接到电压施加装置，并且在特性方面被评估。用Hewlett-Packard公司制造的pA计量表4140B测量电流-电压特性。用TOPCON公司制造的BM7测量发射亮度。
另外，以1000cd/m2的初始亮度执行连续驱动测试，并且测量在经过100小时之后的亮度的劣化率。20％或更大的劣化率被评估为“差(poor)”。10％或更大且小于20％的劣化率被评估为“中(fair)”。5％或更大且小于10％的劣化率被评估为“良(good)”。小于5％的劣化率被评估为“优(excellent)”。结果被描述在下面的表2中。
示例2至示例7和比较示例1至比较示例5
如示例1中一样地制造装置，不同的是将第一电子传输层、第二电子传输层和发光层主体A变为以下表2中描述的化合物。这些装置的结果与示例1的结果一起被描述在表2中。
表2
Figure BDA0002472822750000261
Figure BDA0002472822750000271
示例8至示例10和比较示例6至比较示例8
在示例8中，层被形成为具有在下面的表3中描述的层配置。结果与其他示例的结果一起被描述在表4中。
如示例8中一样地制造其他装置，不同的是将示例8中的第一电子传输层、第二电子传输层和发光层主体A变为在下面的表3中描述的化合物。
所获得的有机蓝光发射装置各自被连接到电压施加装置，并且在特性方面被评估。用Hewlett-Packard公司制造的pA计量表4140B测量电流-电压特性。用TOPCON公司制造的BM7测量发射亮度。
另外，以300cd/m2的初始亮度执行连续驱动测试，并且测量在经过100小时之后的亮度的劣化率。20％或更大的劣化率被评估为“差”。10％或更大且小于20％的劣化率被评估为“中”。5％或更大且小于10％的劣化率被评估为“良”。小于5％的劣化率被评估为“优”。结果被描述在以下表4中。因此，执行了与示例1的评估相似的评估。结果被描述在表4中。
表3
Figure BDA0002472822750000272
Figure BDA0002472822750000281
表4
Figure BDA0002472822750000282
示例11
HOMO能量的评估
主体和掺杂剂是按以下方式来评估的。
在铝基板上，形成具有30nm的厚度并且由测量目标化合物构成的薄膜。用(RikenKeiki有限公司制造的)AC-3测量这些薄膜。结果被描述在表5中。
表5
材料编号 HOMO能量(eV)
ET1 6.1
ET2 6.1
ET8 6.0
ET11 6.0
ET16 6.0
ET18 6.2
ET19 6.2
ET24 6.1
EMH2 5.9
EMH3 5.9
EMH8 5.9
BD6 6.1
GD7 5.9
RD6 5.6
从示例中清楚的是，发现其中第一电子传输层和第二电子传输层是混合物层的根据本公开的有机发光装置以高效率并以低电压发光。相比之下，从比较示例中清楚的是，发现其中电子传输层中的至少一个不是混合物层的装置以增大的电压发光。另外，与其中第一电子传输层包括含氮芳香族化合物的装置相比，发现其中第一电子传输层由烃构成并且不包括含氮芳香族化合物的装置具有长寿命。
另外，发现满足以下关系的装置在寿命和效率方面具有特别好的结果：
HOMO能量：(主体材料A)<(电子传输材料A)<(电子传输材料B)。
本公开可以提供具有降低的驱动电压的有机发光装置。
虽然已参照示例性实施例描述了本公开，但是要理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以便包括所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (20)

1.一种有机发光装置，其特征在于，所述有机发光装置依次包括阳极、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层和阴极，
其中，所述第二电子传输层包括第一材料和与所述第一材料不同的第二材料，以及所述第一电子传输层包括第三材料和与所述第三材料不同的第四材料。
2.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述发光层和所述第一电子传输层被设置成彼此接触，所述第一电子传输层和所述第二电子传输层被设置成彼此接触，所述发光层包括第五材料，
所述第二材料和所述第三材料是相同的化合物，以及所述第四材料和所述第五材料是相同的化合物。
3.根据权利要求2所述的有机发光装置，其中，所述第五材料是烃化合物。
4.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述第三材料和所述第四材料中的至少一种是有机化合物。
5.根据权利要求2所述的有机发光装置，其中，所述发光层还包括第六材料，并且相对于所述发光层的重量的100重量％，在所述发光层中所述第五材料比所述第六材料具有更大的重量百分比。
6.根据权利要求5所述的有机发光装置，其中，所述第六材料是发光材料。
7.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述第二材料是烃化合物。
8.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述第一材料是杂环化合物。
9.根据权利要求8所述的有机发光装置，其中，所述杂环化合物是包括氮原子作为杂原子的化合物。
10.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述第二材料包括取代的或未取代的芳基，并且所述芳基选自由苯、萘、芴、苯并芴、菲、屈、三亚苯、芘、荧蒽和苯并荧蒽组成的组。
11.根据权利要求10所述的有机发光装置，其中，所述芳基具备具有1至12个碳原子的烷基作为取代基。
12.根据权利要求1所述的有机发光装置，所述有机发光装置满足以下关系：
所述第三材料的最高占据分子轨道HOMO能量的绝对值>所述第四材料的HOMO能量的绝对值。
13.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述发光层包括第五材料，并且满足以下关系：
所述第五材料的HOMO能量的绝对值<所述第二材料的HOMO能量的绝对值。
14.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述阳极是被配置为反射光的电极，以及所述阴极是被配置为透射光的电极。
15.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，所述发光层包括至少两个层。
16.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括多个像素，
其中，所述多个像素中的至少一个像素包括根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光装置以及连接到所述有机发光装置的晶体管。
17.一种光电转换设备，其特征在于，所述光电转换设备包括：
光学单元，所述光学单元包括多个透镜；
图像拾取装置，所述图像拾取装置被配置为接收已经通过所述光学单元的光；以及
显示单元，所述显示单元被配置为显示用所述图像拾取装置捕获的图像，
其中，所述显示单元包括根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光装置。
18.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
显示单元，所述显示单元包括根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光装置；
壳体，所述壳体被提供有所述显示单元；以及
通信单元，所述通信单元被提供在所述壳体中，并且被配置为与外部装置通信。
19.一种照明设备，其特征在于，所述照明设备包括：
光源，所述光源包括根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光装置；以及
光漫射单元或光学膜，所述光漫射单元或光学膜被配置为透射从所述光源发射的光。
20.一种移动物体，其特征在于，所述移动物体包括：
照明单元，所述照明单元包括根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光装置；以及
主体，所述主体被提供有所述照明单元。
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