CN116390529A - 发光装置和包含其的发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种通过在使用多个堆叠的结构中改进用于将多个堆叠彼此连接的结构而能够降低横向漏电和驱动电压的发光装置以及包含该发光装置的发光显示装置。所述发光装置包括彼此相对的第一电极和第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的多个堆叠以及堆叠在所述堆叠之间的包含电子产生层和空穴产生层的电荷产生层，其中，电子产生层含有式1的第一主体和金属掺杂剂，空穴产生层含有第二主体和有机掺杂剂。

Description

发光装置和包含其的发光显示装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年12月31日提交的韩国专利申请第10-2021-0194812号的权益，特此通过引用将其并入，如同在此进行了完整阐述。
技术领域
本公开涉及一种发光装置、而具体而言一种通过在使用多个堆叠的结构中改进将多个堆叠彼此连接的结构而能够降低横向漏电和驱动电压的发光装置以及包含该发光装置的发光显示装置。
背景技术
近来，不需要单独的光源并且在没有单独的光源的显示面板中具有发光装置以使显示装置紧凑并实现清晰色彩的发光显示装置已被认为是具有竞争力的应用。
同时，目前用于发光显示器的发光器件需要更高的效率以实现期望的图像质量，并且优选以多个堆叠的形式实现。
使用多个堆叠导致在每个堆叠中形成发光层，因此需要堆叠之间的连接结构以向远离电极的堆叠提供载流子。存在的问题在于，当两个相邻堆叠的发光原理不同时，难以从连接结构向两个相邻堆叠提供等量的空穴和电子。另外，当从连接结构供给到两个相邻堆叠的空穴和电子之间的载流子不平衡时，还会出现驱动电压升高的问题。
发明内容
因此，本公开涉及一种发光装置和包含该发光装置的发光显示装置，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所致的一个或多个问题。
本公开的目的是提供一种发光装置和包括该发光装置的发光显示装置，其通过在两个电极之间具有多个堆叠的结构中改变用于将多个堆叠相互连接的结构而能够防止横向漏电并降低驱动电压。
本发明的其他优点、目的和特征将部分在随后的描述中阐述，部分在本领域普通技术人员查阅以下内容时将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中领会。本发明的目的和其他优点可以通过在其说明书和权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为实现这些目的和其他优点并根据本公开的目的，如本文具体化和宽泛描述的，发光装置包括第一电极和第二电极、在第一电极和第二电极之间的多个堆叠以及在两个堆叠之间的电荷产生层，所述电荷产生层包含电子产生层和空穴产生层，其中，电子产生层含有式1的第一主体和金属掺杂剂，空穴产生层含有第二主体和有机掺杂剂。
在本公开的另一方面，一种发光装置包括：第一电极和第二电极；与第一电极相邻设置的蓝色堆叠，所述蓝色堆叠包括第一空穴传输层、蓝色发光层和第一电子传输层；与第二电极相邻设置的磷光堆叠，所述磷光堆叠包括第二空穴传输层、包含彼此连接的被配置为发射波长比蓝光更长的光的至少两个发光层的磷光发光部以及第二电子传输层；其中，电子产生层包含式1的第一主体，空穴产生层包含式2的有机掺杂剂。
在本公开的另一方面，一种发光显示装置包括：包含多个子像素的基板、在基板上的各个子像素处的薄膜晶体管以及连接到薄膜晶体管的发光装置。
应当理解，本公开的前述一般说明和以下详细说明都是示例性和解释性的，旨在提供对所要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成本申请的一部分，示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是示意性示出根据本公开的实施方式的发光装置的截面图。
图2是说明在根据本公开的实施方式的图1的区域A中驱动电压与分别在电子产生层和空穴产生层中的电子和空穴的产生和传输之间的关系的图。
图3是示出根据本公开的实施方式的发光装置的详细截面图。
图4A至4C是示出根据第一至第三实验例组的发光装置的发射光谱的图。
图5是示出根据本公开的实施方式的发光显示装置的截面图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的优选实施方式，其实例在附图中示出。在可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。在本公开的以下说明中，当可能使本公开的主题模糊时，将省略对本文中包含的已知功能和配置的详细说明。此外，以下说明中使用的元件名称是考虑到说明书的清楚描述而选择的，可能与实际产品的元件名称不同。
为了说明本发明的各种实施方式而在附图中示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅用于说明，并不限于图中所示的内容。在可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。在下面的说明中，可能省略与本公开相关的技术或配置的详细说明，以避免不必要地模糊本发明的主题。当在整个说明书中使用诸如“包括”、“具有”和“包含”等术语时，可以存在其他成分，除非使用“仅”。除非另有特别说明，否则以单数形式描述的成分包括其多个。
即使没有补充特别说明，本公开的实施方式中包含的成分也应理解为包括误差范围。
在描述本发明的各种实施方式时，当使用诸如“上”、“之上”、“下”和“接近”等位置关系的术语时，两个元件之间可以存在至少一个中间元件，除非使用“刚好”或“直接”。
在描述本发明的各种实施方式时，当使用诸如“之后”、“随后”、“接下来”和“之前”等与时间关系相关的术语时，可以包括非连续的情况，除非“使用“即刻”或“直接”。
在描述本发明的各种实施方式时，可能使用如“第一”、“第二”等术语来描述各种成分，但这些术语仅用于区分相同或相似的成分。因此，在整个说明书中，“第一”成分可以与本公开的技术构思内的“第二”成分相同，除非另有具体说明。
本公开的各种实施方式的特征可以部分地或全部地彼此结合或组合，并且可以以各种方式彼此交互和在技术上驱动。本公开的实施方式可以相互独立地实施，也可以以相互关联的方式一起实施。
本文中使用的术语“掺杂”是指在占据层的大部分重量比的材料中，以小于30重量％添加具有与占据层的大部分重量比的材料不同的物理性质的材料(例如，N型和P型材料，或有机物和无机物)。换句话说，“掺杂”层是指考虑到重量比的比重，用于区分某一层的主体材料和掺杂材料的层。此外，术语“未掺杂”是指“掺杂”情况以外的任何情况。例如，当层包含单一材料或具有彼此相同的性质的材料的混合物时，该层包括在“未掺杂”层中。例如，如果构成某一层的材料中的至少一种是p型的并且并非构成该层的所有材料都是n型的，则该层包括在“未掺杂”层中。例如，如果构成层的材料中的至少一种是有机材料并且并非构成该层的所有材料都是无机材料，则该层包括在“未掺杂”层中。例如，当构成某一层的所有材料均为有机材料时，构成该层的材料中的至少一种为n型，其他为p型，当n型材料的存在量小于30重量％时，或者当p型材料的存在量小于30重量％时，该层被认为是“掺杂”层。
在下文中，将参照附图说明本公开的发光装置和包括该发光装置的发光显示装置。
图1是示意性示出根据本公开的实施方式的发光装置的截面图。图2是说明在根据本公开的实施方式的图1的区域A中驱动电压与分别在电子产生层和空穴产生层中的电子和空穴的产生和传输之间的关系的图。
如图1所示，根据本公开的实施方式的发光装置包括彼此相对的第一电极110和第二电极200、设置在第一电极110和第二电极200之间的蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS以及位于蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS之间的电荷产生层CGL。
第一电极110可以被称为阳极，因为它提供空穴，而第二电极200可以被称为阴极，因为它提供电子。在一些情况下，与附图相反，设置在下部区域中的第一电极110可以是阴极，而第二电极200可以是阳极。
这里，假设从第一电极110提供空穴并且从第二电极200提供电子，蓝色堆叠BS可能缺少电子而磷光堆叠PS可能缺少空穴。也就是说，在具有多个堆叠的结构中，电荷产生层CGL设置在第一电极110和第二电极200内部以向远离电极的不充分充电的堆叠提供电荷，即，电子或空穴。
电荷产生层CGL可以包括电子产生层nCGL和空穴产生层pCGL，它们均产生电子并将电子传输到蓝色堆叠BS，并且产生层pCGL产生空穴并将空穴传输到磷光堆叠PS。
如图1所示的构造作为示例提供，磷光堆叠PS设置在电荷产生层CGL下方而蓝色堆叠BS设置在其上的构造也是可能的。
此外，除了所示出的蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS之外，在磷光堆叠PS和第二电极200之间还设置另一个堆叠，并且在所述另一个堆叠和磷光堆叠PS之间还设置另一个电荷产生层。
同时，蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS各自可以包括空穴传输层、发光层和电子传输层。
因此，如图2所示，电子产生层nCGL可以与相邻的蓝色堆叠BS的电子传输层ETL接触，空穴产生层pCGL可以与相邻的磷光堆叠PS的空穴传输层HTL接触。在这种情况下，蓝色堆叠BS的电子传输层ETL的不与电子产生层nCGL接触的相反表面可以与蓝色发光层B EML接触，并且磷光堆叠PS的空穴传输层HTL的不与空穴产生层pCGL接触的相反表面可以与红色发光层R EML接触。
同时，电子产生层nCGL包含第一主体H1和n型掺杂剂ND。这里，n型掺杂剂ND与电子产生层nCGL中的第一主体H1相互作用产生电子，并含有如镱(Yb)等过渡金属或如锂(Li)或镁(Mg)等碱金属或碱土金属。
电子产生层nCGL可以与相邻堆叠BS的包含具有蒽作为核的化合物的电子传输层ETL接触。然而，与电子产生层nCGL接触的电子传输层ETL不一定是具有蒽核的化合物，而是可以是被修饰以提高堆叠BS中的效率的化合物。例如，用于电子传输层ETL的材料可以是包括诸如环烷基、芳基、杂芳基和咔唑基等物质的含氮化合物。
空穴产生层pCGL包含第二主体H2和有机掺杂剂PD。与电子产生层nCGL相比，空穴产生层pCGL包含掺杂剂和有机材料，两者之间的能带隙差促进空穴产生和传输。也就是说，在空穴产生层pCGL中，有机掺杂剂PD的LUMO能级与第二主体H2的HOMO能级相似，有机掺杂剂PD起到将第二主体H2的HOMO能级处产生的空穴传输到相邻磷光堆叠PS的空穴传输层HTL。
空穴产生层pCGL中包含的第二主体H2可以是与相邻堆叠PS的空穴传输层HTL不同的胺化合物。
例如，在相邻堆叠PS中使用的空穴传输层HTL可以由联咔唑类化合物形成。在这种情况下，空穴产生层pCGL中包含的第二主体H2可以是胺类化合物，例如BPBPA、DNTPD、NPB或m-MTDATA等。不过，第二主体H2不一定是胺类化合物，可以是任何化合物，只要其能与有机掺杂剂PD相互作用产生空穴即可。
当蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS彼此相邻时的电荷产生层CGL的空穴和电子的载流子传输与驱动电压之间的关系将参照图2来确定。
电子产生层nCGL和空穴产生层pCGL设置在相邻的蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS之间，以将产生的电子供应和传输到蓝色荧光堆叠BS，并将产生的空穴供应和传输到磷光堆叠PS。
图2示出不包括电荷产生层CGL的相邻的蓝色堆叠BS和磷光堆叠PS具有相同的结构和特性。
图2中的(a)是电子产生层nCGL具有优异的电子产生和传输能力而空穴产生层pCGL具有不好的空穴产生能力的示例。虽然电子产生层nCGL产生的电子可以传输到B EML然后消除，但是需要较大的驱动电压以便将空穴产生层pCGL产生的空穴传输到红色发光层R EML。此外，相邻堆叠之间出现电子和空穴传输能力的差异，因此首先从每个发光层提供的电子阻挡空穴以阻止激发作用，反之亦然，导致发光层中电子和空穴的复合减少。
图2中的(b)与(a)相反，是电子产生层nCGL具有不好的电子产生和传输能力而空穴产生层pCGL具有优异的空穴产生和传输能力的示例。空穴产生层pCGL产生的空穴可以通过磷光堆叠(PS)的空穴传输层(HTL)快速供应至红色发光层(R EML)，但电子从电子产生层nCGL通过电子传输层ETL缓慢传输到蓝色发光层(B EML)，因此需要较大的驱动电压。
图2中的(c)显示空穴产生层pCGL具有优异的空穴产生和传输能力，与此对应，电子产生层nCGL也具有电子产生和传输能力，因此预期可以使用较低的驱动电压。
当用金属掺杂剂掺杂电子产生层nCGL时，本公开的发光装置利用由下式1表示的材料作为当材料限于如镱(Yb)等过渡金属以控制水平扩散时能够提高电子产生和传输能力的第一主体H1。
Figure BDA0004014184850000061
在一个实施方式中，R1至R6选自环烷基、芳基和杂芳基。在一种情况下，芳基可包括苯基、萘基、单环或多环芳基。
在一种情况下，R1可以是一个或多个苯环或萘。在一种情况下，R5可以是一个或多个苯环或萘。在一种情况下，R2、R3和R4可以是氢。在一种情况下，R6可以是氢或苯环。
在一个实施方式中，R7是三苯基氧化膦。
在一个实施方式中，L选自喹唑啉和嘧啶。在一个实施方式中，没有连接体L。
此外，作为电子产生层nCGL的第一主体H1的由式1表示的材料可以包括以下材料NCH-01至NCH-26。同时，本公开的第一主体H1不限于材料NCH-01至NCH-26，由式1表示的任何材料都可以发挥在本公开描述的堆叠之间的电子供应过程中防止金属掺杂剂扩散和降低驱动电压的效果。
Figure BDA0004014184850000071
Figure BDA0004014184850000081
Figure BDA0004014184850000091
此外，本公开的发光装置利用由下式2表示的材料作为充当在与电子产生层nCGL相邻的空穴产生层pCGL中作为主要成分包含的第二主体H2中的p型掺杂剂的有机掺杂剂。
[式2]
Figure BDA0004014184850000101
在一个实施方式中，A选自氢、氘、卤素基团、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、具有取代基或不具有取代基的芳基或杂芳基、具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷基和具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷氧基，并且取代基各自独立地为氢和氘中的一种。例如，A可以包含至少一个苯环或至少一个苯基环。该苯环或苯基环的一个位置至三个位置可以取代有选自氟、氰基、三氟甲基和三氟甲氧基中的一种。
在一个实施方式中，C1和C2各自独立地为氢、氘、卤素、氟或氰基中的一种。
在一个实施方式中，D1至D4各自独立地通过单键或双键连接，并取代有卤素、氰基、丙二腈、三氟甲基和三氟甲氧基中的一种，并且其中至少两个包含氰基。
作为空穴产生层pCGL的有机掺杂剂PD的可以由式2表示的化合物可以包括以下化合物PD-04至PD-36。
Figure BDA0004014184850000102
Figure BDA0004014184850000111
同时，以下的PD-01至PD-03为p型掺杂剂，区别于本公开的式2的化合物，在实验中与第一和第二实验例组一起使用作为对照。
Figure BDA0004014184850000121
作为本公开的白光发光装置的示例，测试通过改变电子产生层的第一主体和空穴产生层的有机掺杂剂而形成电荷产生层的具有多个堆叠的发光器件以确定驱动电压、实现红、绿、蓝和白光的效率以及白光的色坐标。
图3是示出根据本公开的实施方式的发光装置的详细截面图。
如图3所示，根据本公开的实施方式的发光装置包括在基板100上彼此相对的第一电极110和第二电极200、设置在第一电极110和第二电极200之间的第一堆叠S1、第二堆叠S2和第三堆叠S3以及设置在第一堆叠S1、第二堆叠S2和第三堆叠S3之间的电荷产生层150和170。
此外，第一电极110和第二电极200之间的构造可以被称为有机堆叠OS，因为主要材料是有机材料，或者也可以被称为“内部堆叠”，因为它设置在第一电极110和第二电极200之间。
第一堆叠S1是发射蓝光的堆叠，包括空穴注入层121、第一空穴传输层122、第一电子阻挡层123、第一蓝色发光层124和第一电子传输层125。
空穴注入层121是促进从第一电极110注入空穴的层，可以包含空穴传输材料和p型掺杂剂，或者可以包含功函数与第一电极110差异较小的无机化合物。
此外，第一空穴传输层122起到将空穴从空穴注入层121传输到第一蓝色发光层124的作用。
类似于第一空穴传输层122，第一电子阻挡层123用于传输空穴并防止电子从第一蓝色发光层124传递到第一空穴传输层122。为了这个功能，第一电子阻挡层123的LUMO能级可以高于第一蓝色发光层124的主体的LUMO能级。
第一蓝色发光层124在420nm至480nm的波长处具有发射峰，并且为此可以包含硼类掺杂剂或芘类掺杂剂。
此外，第一电子传输层125起到将相邻电子产生层151产生的电子传输到第一蓝色发光层124的作用。
第二堆叠S2是磷光堆叠，包括第二空穴传输层131、红色发光层132、黄/绿发光层133、绿色发光层134和第二电子传输层135。这里，红色发光层132、黄/绿发光层133和绿色发光层134包含在磷光发光单元PEML中。磷光发光单元PEML中设置的发光层的数量可以根据发光装置要表现的色域而变化。例如，磷光发光单元PEML可以包括红色发光层132和绿色发光层134，或者还可以包括发射颜色介于红色发光层132和黄/绿发光层133发射的颜色之间或介于黄/绿发光层133和绿色发光层134发射的颜色之间的光的层，以表现更大范围的颜色。
磷光发光单元PEML中设置的发光层132、133和134可以具有不同的厚度或不同的掺杂剂浓度，这取决于其在表现白色方面的相对重要性。
例如，红色发光层132可以在600nm至650nm的波长处具有发射峰，黄/绿发光层133可在550nm至600nm的波长处具有发射峰，而绿色发光层134可在500nm至550nm的波长处具有发射峰，但本发明不限于此，任何一个发光层都可在更宽的波长范围内具有发射峰。
第三堆叠S3是第二蓝色堆叠，并且除了第一堆叠S1包括空穴注入层121之外具有与作为蓝色堆叠的第一堆叠S1相同的构造。也就是说，第三堆叠S3是发射蓝光的堆叠并且包括第三空穴传输层141、第二电子阻挡层142、第二蓝色发光层143和第三电子传输层144。
同时，第二电极200还可以在与第三堆叠S3接触的表面上包括含有金属氟化物或金属络合物的化合物的电子注入层。电子注入层包含无机成分，可以在形成第二电极200的过程中一起形成。
此外，本公开的发光装置包括堆叠在第一堆叠S1和第二堆叠S2之间以及第二堆叠S2和第三堆叠S3之间的第一电荷产生层150和第二电荷产生层170，其包括电子产生层151(n-CGL1)和171(n-CGL2)和空穴产生层153(p-CGL1)和173(p-CGL2)。
第一至第三实验组在第一堆叠S1和第二堆叠S2之间设置的第一电荷产生层150中的电子产生层151的第一主体H1和空穴产生层153的有机掺杂剂PD发生变化的条件下进行测试，其结构如表1至表3所示。
[表1]
Figure BDA0004014184850000141
首先，将对制造第一实验组(Ex1-1至Ex1-15)的发光装置的方法进行说明。图3的发光装置的结构如下所述。
使用ITO形成第一电极110，然后沉积MgF2至5nm的厚度以形成空穴注入层121。
然后，将式3的DNTPD沉积至100nm的厚度以形成第一空穴传输层122。
Figure BDA0004014184850000142
然后，沉积式4的TCTA至5nm的厚度以形成第一电子阻挡层123。
Figure BDA0004014184850000143
Figure BDA0004014184850000151
/>
然后，将作为主体的式5的MADN以5重量％掺杂式6的DABNA-1的硼类掺杂剂以形成具有20nm厚度的蓝色发光层124。
Figure BDA0004014184850000152
然后，将式7的ZADN形成至15nm的厚度以形成第一电子传输层125。
Figure BDA0004014184850000153
然后，将作为第一主体的式8的Bphen以3重量％掺杂Yb以形成第一电子产生层151。
Figure BDA0004014184850000154
然后，通过用有机掺杂剂以20重量％掺杂作为第二主体的DNTPD形成厚度为7nm的空穴产生层153，同时将有机掺杂剂变为PD-03、PD-06、PD-10、PD-13、PD-15、PD-16、PD-19、PD-21、PD-25、PD-27、PD-28、PD-29、PD-30、PD-33或PD-35。
然后，沉积式9的BPBPA至20nm的厚度以形成第二空穴传输层131。
Figure BDA0004014184850000161
然后，将BPBPA和式10的TPBi以1:1的比例共沉积，然后以5重量％掺杂式11的Ir(piq)2acac以形成厚度为10nm的红色发光层132。
Figure BDA0004014184850000162
然后，通过将以1:1的重量比混合的作为主体的CBP和式12的TPBi以15重量％掺杂式13的PO-01，形成厚度为20nm的黄/绿发光层133。
Figure BDA0004014184850000163
然后，通过将以1:1的重量比混合的作为主体的CBP和TPBi以15重量％掺杂
式14的Ir(ppy)3，形成厚度为10nm的绿色发光层134。
Figure BDA0004014184850000171
然后，沉积TPBi至20nm的厚度以形成第二电子传输层135。
然后，通过将作为主体的Bphen以3重量％掺杂Li来形成第二电子产生层171。
然后，通过将作为主体的DNTPD以20重量％掺杂PD-03的p型掺杂剂以形成第二空穴产生层173。
然后，使用DNTPD形成厚度为100nm的第三空穴传输层141。
然后，使用TCTA形成厚度为5nm的第二电子阻挡层142。
然后，通过将作为主体的MADN以5重量％掺杂DABNA-1来形成厚度为20nm的第二蓝色发光层143。
然后，使用ZADN形成厚度为20nm的第三电子传输层144。
然后，沉积LiF至1.5nm的厚度以形成电子注入层。
然后，沉积Al至100nm的厚度以形成阴极200并完成发光装置。
首先，在表1的第一实验例组(Ex1-1至Ex1-15)中比较评价亮度为0.1Cd/m2时的启亮电压、电流密度为10mA/cm2时的驱动电压、电流密度为50mA/cm2时的驱动电压、电流密度为10mA/cm2时的红色、绿色、蓝色和白色的发光效率和白光色坐标。
第一实验例组(Ex1-1至Ex1-15)在第一电子产生层151中含有菲咯啉化合物作为第一主体H1，第一电子产生层151中掺杂的Yb和菲咯啉化合物不能顺利工作，因此即使随后在其上形成包含任何种类的有机掺杂剂PD的空穴产生层153，启亮电压也为11.0V以上。
在下文中，第二实验例组(Ex2-1至Ex2-15)包含式1的菲啶和氧化膦作为第一电子产生层151中的第一主体H1的材料，材料改为NCH-01、NCH-03、NC-05、NCH-07、NCH-08、NCH-10、NCH-12、NCH-13、NCH-15、NCH-16、NCH-18、NCH-20、NCH-22、NCH-23或NCH-24，第一空穴产生层153的有机掺杂剂PD固定为PD-03。
[表2]
Figure BDA0004014184850000181
如表2所示，第二实验组(Ex2-1至Ex2-15)包含菲啶和氧化膦类化合物作为第一电子产生层151中的第一主体H1的材料。总的来说，在所有的实验例中，第一主体H1与掺杂的Yb一起作用，将0.1Cd/m2亮度下的启亮电压降低至9V。也就是说，通过将第一电子产生层151中的第一主体改变为式1的材料，可以获得随着金属掺杂剂的相互作用而降低驱动电压的有意义(显著)的结果。
表3的第三实验例组(Ex3-1至Ex3-15)包含式1的菲啶和氧化膦作为第一电子产生层151中的第一主体H1的材料，并且包含如式2的材料的PD-4、PD-5、PD-6、PD-10、PD-13、PD-15、PD-16、PD-19、PD-21、PD-25、PD-27、PD-28、PD-29、PD-30、PD-33或PD-35作为第一空穴产生层153的有机掺杂剂PD。
[表3]
Figure BDA0004014184850000191
在第三实验例组(Ex3-1至Ex3-15)中，0.1Cd/m2亮度下的启亮电压降低至8.5V，这意味着与第二实验组(Ex2-1至Ex2-15)相比，第三实验例组在降低驱动电压方面更有效。
图4A至4C是示出根据第一至第三实验例组的发光装置的发射光谱的图。
从上述图4A至4C和表1至3中可以看出，第一实验例组(Ex1-1至Ex1-15)、第二实验例组(Ex2-1至Ex2-15)和第三实验例组(Ex3-1至Ex3-15)具有相似的颜色特征。
考虑到与表1至3相关的第一至第三实验例组(Ex1-1至Ex1-15、Ex2-1至Ex2-15、Ex3-1至Ex3-15)的重要性，当式1的材料用作掺杂有金属掺杂剂的电子产生层的主体来实现相同的白色时，由于金属掺杂剂和主体之间的相容工作，可以获得降低驱动电压的效果，这意味着与将式2的材料用作空穴产生层以及电子产生层的有机掺杂剂时相比，降低了驱动电压。
为了防止横向漏电，主要将镱(Yb)而非碱金属应用于电子产生层。然而，当如第一实验例组中那样应用镱时，大部分驱动电压增加，这强加了增加功耗或驱动电路单元的负担。本发明的发光装置通过同时使用适合于镱的电子产生层主体材料和具有优异的空穴产生和传输能力的空穴产生掺杂材料，能够极大地改善装置的驱动电压。
此外，驱动电压的改善使得能够在发光显示装置中以较小的驱动电压实现相同的亮度，从而有利地确保发光显示装置在长时间运行时的寿命稳定性。
同时，在第一至第三实验例组中，仅改变第一电荷产生层的材料以确定电子产生层中式1的主体材料和空穴产生层中式2的有机掺杂剂的重要性。不过，本公开的发光装置不限于此。如果由于连接不同堆叠的连接构造而需要产生电荷，则上述式1的主体材料可用于电子产生层并且式2的有机掺杂剂材料可用于空穴产生层。
例如，在第三实验例组中使用的第一电荷产生层150(151、153)的构造也可以用于图3的第二电荷产生层170。
此外，本发明的发光装置并不限于图3所示的三堆叠结构，可以应用于用于连接多个堆叠的任何电荷产生层。即使将式1的主体至少用于电子产生层，也可以获得降低驱动电压的效果，并且当将式2的有机掺杂剂用于空穴产生层时，可以获得降低驱动电压的改善效果。
有机掺杂剂PD在空穴产生层pCGL中的存在量为1重量％至30重量％，而金属掺杂剂ND在电子产生层中的存在量为0.1重量％至5重量％。
当金属掺杂剂ND过量存在时，它会水平扩散。因此，金属掺杂剂ND的存在量小于空穴产生层中的有机掺杂剂PD的存在量。
同时，电子产生层nCGL中包含的主体不包含菲咯啉。当电子产生层nCGL中包含的金属掺杂剂是Yb时，菲咯啉可能无法充当主体，因此导致驱动电压增加。当金属掺杂剂是Yb时，优选使用含有氧化膦、具有与Yb的反应性并控制扩散的由式1表示的化合物作为主体。
在下文中，将对使用本公开的发光装置的发光显示装置进行说明。
图5是示出使用根据本公开的实施方式的发光装置的发光显示装置的截面图。
如图5所示，本公开的发光显示装置包括具有多个子像素R_SP、G_SP、B_SP和W_SP的基板100、通常设置在基板100上的发光装置(也称为“OLED，有机发光二极管”)、设置在各个子像素处并连接到发光装置(OLED)的第一电极110的薄膜晶体管(TFT)以及设置在至少一个子像素的第一电极110下方的滤色层109R、109G或109B。
所示实例涉及包括白色子像素W_SP的构造，但本发明不限于此。省略白色子像素W_SP而仅设置红色、绿色和蓝色子像素R_SP、G_SP和B_SP的配置也是可能的。在一些情况下，通过替换红色、绿色和蓝色子像素而能够产生白色的青色子像素、品红色子像素和黄色子像素的组合是可能的。
薄膜晶体管TFT例如包括栅极102、半导体层104以及连接到半导体层104的相应侧的源极106a和漏极106b。此外，还可以在半导体层104的沟道所在部分设置沟道保护层105，以防止源极106a/漏极106b与半导体层104直接连接。
栅绝缘层103设置在栅极102和半导体层104之间。
半导体层104可以由例如氧化物半导体、非晶硅、多晶硅或其组合形成。例如，当半导体层104为氧化物半导体时，可以降低形成薄膜晶体管所需的加热温度，从而可以从更多可用类型中选择基板100，因此半导体层104可以有利地应用于柔性显示装置。
此外，薄膜晶体管TFT的漏极106b可以在第一钝化层107和第二钝化层108中设置的接触孔CT中连接到第一电极110。
设置第一钝化层107以主要保护薄膜晶体管TFT，并且可以在其上设置滤色层109R、109G和109B。
当多个子像素包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素时，滤色层可以在除白色子像素W_SP之外的其余子像素中分别包含第一滤色层109R、第二滤色层109G和第三滤色层109B，并且对于每个波长允许发射的白光穿过第一电极110。第二钝化层108形成在第一电极110下方以覆盖第一至第三滤色层109R、109G和109B。第一电极110形成在第二钝化层108的除接触孔CT之外的表面上。
这里，包括基板100、薄膜晶体管TFT、滤色层109R、109G和109B以及第一钝化层107和第二钝化层108的构造被称为“薄膜晶体管阵列基板”1000。
另外，发光装置(OLED)的特征在于电荷产生层配置于多个堆叠之间，从而具有降低驱动电压的效果。因此，当将这样的发光装置应用于发光显示装置时，可以获得在同等水平以上降低驱动电压和提高发光显示装置的寿命的效果。
在一个方面，发光装置包括彼此相对的第一电极和第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的多个堆叠以及堆叠在所述堆叠之间的包含电子产生层和空穴产生层的电荷产生层，其中，电子产生层含有式1的第一主体和金属掺杂剂，空穴产生层含有第二主体和有机掺杂剂。
Figure BDA0004014184850000211
Figure BDA0004014184850000221
其中，R1至R6选自环烷基、芳基和杂芳基，R7是三苯基氧化膦，L选自喹唑啉和嘧啶。
有机掺杂剂可以由下式2表示：
Figure BDA0004014184850000222
其中，A选自氢、氘、卤素基团、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、具有取代基或不具有取代基的芳基或杂芳基、具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷基和具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷氧基，并且取代基各自独立地为氢和氘中的一种，C1和C2各自独立地为氢、氘、卤素或氰基中的一种，D1至D4各自独立地通过单键或双键连接，并取代有卤素、氰基、丙二腈、三氟甲基和三氟甲氧基中的一种，并且其中至少两个包含氰基。
有机掺杂剂在空穴产生层中的存在量可以为1重量％至30重量％，而金属掺杂剂在电子产生层中的存在量可以为0.1重量％至5重量％。
金属掺杂剂可以是Yb。
第一主体可以不含菲咯啉。
第二主体可以是与相邻堆叠的空穴传输层不同的胺类化合物。
电子产生层可以接触包含具有蒽作为核的化合物的相邻堆叠的有机层。
在本公开的另一方面，一种发光装置包括：第彼此相对的一电极和第二电极；与第一电极相邻设置的蓝色堆叠，所述蓝色堆叠包括第一空穴传输层、蓝色发光层和第一电子传输层；与第二电极相邻设置的磷光堆叠，所述磷光堆叠包括第二空穴传输层、包含波长比蓝光更长的至少两个发光层的磷光发光部以及第二电子传输层；以及堆叠在所述蓝色堆叠和所述磷光堆叠之间的电荷产生层，其包括电子产生层和空穴产生层，其中，电子产生层包含式1的第一主体，空穴产生层包含式2的有机掺杂剂。
空穴产生层中的有机掺杂剂可以包含胺类第二主体中，并且空穴产生层中的第二主体的量可以大于其中的有机掺杂剂的量。
电子产生层可以接触第一电子传输层，并且空穴产生层可以接触第二空穴传输层。
在本公开的另一方面，一种发光装置包括：第彼此相对的一电极和第二电极；与第一电极相邻设置的蓝色堆叠，所述蓝色堆叠包括第一空穴传输层、蓝色发光层和第一电子传输层；与第二电极相邻设置的磷光堆叠，所述磷光堆叠包括第二空穴传输层、包含彼此连接的波长比蓝光更长的至少两个发光层的磷光发光部以及第二电子传输层；其中，电子产生层包含式1的第一主体，空穴产生层包含式2的有机掺杂剂。
在本公开的另一方面，一种发光显示装置包括：包含多个子像素的基板、设置在基板上的各个子像素处的薄膜晶体管以及连接到薄膜晶体管的发光装置。
本公开的发光装置和包含该发光装置的发光显示装置具有以下效果。
在第一电极和第二电极之间连接多个堆叠的结构中，电子产生层中包含少量金属掺杂剂以产生电子。在这种情况下，金属掺杂剂用于限制横向漏电，并且必须根据所使用的金属掺杂剂来控制垂直方向上的驱动电压。本公开的发光装置使用能够在主体和金属掺杂剂之间提供相容工作的菲啶和氧化膦类化合物作为用于电子产生层的主体，从而防止横向漏电并降低驱动电压。
此外，通过改变空穴产生层和电子产生层的有机掺杂剂的材料，可以进一步降低驱动电压。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可以进行各种修改和变化。因此，本发明应覆盖这样的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种发光装置，其包含：
第一电极和第二电极；
第一电极与第二电极之间的多个堆叠；和
两个堆叠之间的电荷产生层，所述电荷产生层包括电子产生层和空穴产生层，
其中，所述电子产生层包含由式I表示的第一主体和金属掺杂剂，
[式1]
Figure FDA0004014184840000011
其中，R1至R6独立地选自环烷基、芳基和杂芳基；
R7是三苯基氧化膦；并且
L选自喹唑啉和嘧啶，
其中，所述空穴产生层包含第二主体和有机掺杂剂。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述有机掺杂剂由下式2表示：
[式2]
Figure FDA0004014184840000012
其中，A选自氢、氘、卤素基团、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、具有取代基或不具有取代基的芳基或杂芳基、具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷基和具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷氧基，并且取代基各自独立地为氢和氘中的一种；
C1和C2各自独立地为氢、氘、卤素或氰基中的一种；并且
D1至D4各自独立地通过单键或双键连接，并取代有卤素、氰基、丙二腈、三氟甲基和三氟甲氧基中的一种，并且其中至少两个包含氰基。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述空穴产生层包含1重量％至30重量％的所述有机掺杂剂，并且
所述电子产生层包含0.1重量％至5重量％的所述金属掺杂剂。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中，所述金属掺杂剂为Yb。
5.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一主体不包含菲咯啉。
6.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述第二主体是与相邻堆叠的空穴传输层的化合物不同的胺类化合物。
7.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述电子产生层接触包含蒽核的化合物的相邻堆叠的有机层。
8.如权利要求1所述的发光装置，其中，R1为一个或多个苯环或萘，R5为一个或多个苯环或萘，R2、R3和R4各自为氢，R6为氢或苯环。
9.如权利要求1所述的发光装置，其中，式1由下式给出：
Figure FDA0004014184840000021
Figure FDA0004014184840000031
Figure FDA0004014184840000041
10.如权利要求2所述的发光装置，其中，式2由下式给出：
Figure FDA0004014184840000042
Figure FDA0004014184840000051
Figure FDA0004014184840000061
11.一种发光装置，其包含：
第一电极和第二电极；
与第一电极相邻设置的蓝色堆叠，所述蓝色堆叠包括第一空穴传输层、蓝色发光层和第一电子传输层；
与第二电极相邻设置的磷光堆叠，所述磷光堆叠包括第二空穴传输层、包含被配置为发射波长比蓝光更长的光的至少两个发光层的磷光发光部以及第二电子传输层；和
位于所述蓝色堆叠和所述磷光堆叠之间的电荷产生层，其包括电子产生层和空穴产生层，
其中，所述电子产生层包含式I的第一主体，
[式1]
Figure FDA0004014184840000062
其中，R1至R6选自环烷基、芳基和杂芳基；
R7是三苯基氧化膦；并且
L选自喹唑啉和嘧啶，
其中，所述空穴产生层包含式2的有机掺杂剂，
[式2]
Figure FDA0004014184840000063
其中，A选自氢、氘、卤素基团、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、具有取代基或不具有取代基的芳基或杂芳基、具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷基和具有取代基或不具有取代基的C1-C12烷氧基，并且取代基各自独立地为氢和氘中的一种；
C1和C2各自独立地为氢、氘、卤素或氰基中的一种；并且
D1至D4各自独立地通过单键或双键连接，并取代有卤素、氰基、丙二腈、三氟甲基和三氟甲氧基中的一种，并且其中至少两个包含氰基。
12.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述空穴产生层包含1重量％至30重量％的所述有机掺杂剂，并且
所述电子产生层包含掺杂有金属的第一主体。
13.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述第一主体不包含菲咯啉。
14.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述空穴产生层中的有机掺杂剂包含在胺类第二主体中，并且
所述空穴产生层中的第二主体的含量大于所述空穴产生层中的有机掺杂剂的含量。
15.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述电子产生层接触所述第一电子传输层，并且所述空穴产生层接触所述第二空穴传输层。
16.如权利要求15所述的发光装置，其中，所述第一电子传输层接触所述蓝色发光层，所述至少两个发光层还包含红色发光层，并且所述第二空穴传输层接触所述红色发光层。
17.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述电子产生层还包含选自Yb、Li或Mg的金属掺杂剂。
18.如权利要求11所述的发光装置，其中，式1由下式给出：
Figure FDA0004014184840000071
Figure FDA0004014184840000081
Figure FDA0004014184840000091
19.如权利要求11所述的发光装置，其中，式2由下式给出：
Figure FDA0004014184840000101
/>
Figure FDA0004014184840000111
20.一种发光显示装置，其包含：
包括多个子像素的基板；
设置在所述基板上的各个子像素处的薄膜晶体管；和
权利要求1所述的发光装置，其中，所述发光装置电连接到所述薄膜晶体管。
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