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CN106469744A - 有机发光显示装置 - Google Patents

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CN106469744A
CN106469744A CN201610305674.1A CN201610305674A CN106469744A CN 106469744 A CN106469744 A CN 106469744A CN 201610305674 A CN201610305674 A CN 201610305674A CN 106469744 A CN106469744 A CN 106469744A
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Abstract

公开了一种有机发光显示装置。所述有机发光显示装置包括：至少两个或更多个发光部，所述发光部各自包括发光层和电子传输层；以及电荷产生层，所述电荷产生层在所述至少两个或更多个发光部之间并且包括N型电荷产生层，其中电子传输层包含含有具有高电子迁移率的官能团的电子传输化合物，并且N型电荷产生层包含含有用于匹配电子传输化合物能级的官能团的电荷产生化合物。

Description

有机发光显示装置
技术领域
本公开涉及有机发光显示装置，并且更具体地，涉及可以降低工作电压并改善效率或寿命的有机发光显示装置。
背景技术
用于在屏幕上显示各种信息的图像显示器是信息和通信时代的核心技术之一。这样的图像显示器已经发展为更薄、更轻且更便携的，而且具有高性能。随着信息社会的发展，对于显示装置的各种需求正在增加。为了满足这些需求，对平板显示器如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、场发射显示器(FED)、有机发光二极管(OLED)等的研究等正在积极地进行。
在这些类型的平板显示器中，OLED装置是这种类型的装置：当将电荷注入阳极与阴极之间的有机发光层时，所述装置由于电子和空穴配对然后湮灭而发光。OLED装置在以下方面是有利的：与等离子体显示板或无机EL显示器相比，其可以在柔性透明基板如塑料上形成，并且可以以相对较低的电压来驱动、具有更小的功耗和优异的颜色灵敏度。尤其是出于各种目的，白色OLED装置被用于照明、薄光源、液晶显示器的背光、或使用滤色器的全色显示器。
在白色OLED装置的开发中，高效率、长寿命、色纯度、对电流和电压变化的颜色稳定性、易于制造等是重要的，因此，根据这些特征中应该被考虑的特征进行了研究和开发。白色OLED装置结构可大致分为单层发光结构和多层发光结构。这些结构中，具有串联堆叠的蓝色荧光发光层和黄色磷光发光层的多层发光结构主要用于实现具有长寿命的白色OLED装置。
具体地，使用第一发光部和第二光发光部的堆叠结构，其中第一发光部使用蓝色荧光二极管作为发光层，第二发光部使用黄色磷光二极管作为发光层。这样的白色OLED装置通过混合由蓝色荧光二极管发出的蓝色光和由黄色磷光二极管发出的黄色光而产生白光。电荷产生层在第一发光部与第二发光部之间以使发光层中产生的电流效率加倍并促进电荷分布。电荷产生层包括N型电荷产生层和P型电荷产生层。
然而，具有上述多层发光结构的装置的总工作电压可高于单个发光部的工作电压的总和，或者与单层发光结构相比，多层发光显示装置的效率可降低。尤其是，如果N型电荷产生层掺杂有碱金属或碱土金属，则该装置的寿命可缩短。并且，P型电荷产生层与N型电荷产生层之间LUMO(最低未占分子轨道)能级的差异使得在P型电荷产生层与空穴传输层之间的界面处产生的电子注入N型电荷产生层的性能劣化。此外，由于电子传输层与N型电荷产生层之间LUMO能级的差异，从N型电荷产生层至电子传输层的电子注入不能被促进，导致该装置的性能降低或寿命缩短。
发明内容
因此，本公开涉及一种可以降低工作电压并改善效率或寿命的有机发光显示装置。
为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如具体实施和广泛描述的，本发明的一个示例性实施方案提供一种有机发光显示装置，其包括：至少两个或更多个发光部，所述发光部各自包括发光层和电子传输层；以及电荷产生层，所述电荷产生层在所述至少两个或更多个发光部之间并且包括N型电荷产生层，其中电子传输层包含含有具有高电子迁移率的官能团的电子传输化合物，并且N型电荷产生层包含含有用于匹配所述电子传输化合物能级的官能团的电荷产生化合物。
N型电荷产生层至电子传输层的电子传输通过用于匹配所述电子传输化合物能级的官能团来促进。
用于匹配所述电子传输化合物能级的官能团包括萘基。
具有高电子迁移率的官能团包括对联苯基。
电荷产生化合物还包含具有高电子迁移率的官能团。
电子传输化合物包括三嗪化合物，并且电荷产生化合物包括菲咯啉化合物。
电子传输层与N型电荷产生层彼此邻接。
电子传输化合物由以下化学式1表示：
[化学式1]
其中Ar包括取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基，R1和R2独立地包括以下之一：氢、取代或未被取代的1至6个碳原子的烷基、取代或未被取代的3至6个碳原子的环烷基、以及取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基。
Ar包括以下结构之一：
R1和R2独立地包括以下结构之一：
由化学式1表示的化合物包括以下化合物之一：
电荷产生化合物由以下化学式2表示：
[化学式2]
其中，X包括取代或未被取代的萘基，Y包括取代或未被取代的具有至少三个或更多个环结构的芳基，Z包括未被取代或者被烷基、芳基或杂芳基取代的苯基，以及o为0或1。
X包括以下结构之一：
Y包括以下结构之一：
由化学式2表示的电荷产生化合物为以下化合物之一：
附图说明
本公开包括附图以提供对本公开的进一步理解并且附图被并入本公开中并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的示例性实施方案并与说明书一起用来解释本公开的原理。在附图中：
图1是示出根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置的截面图；
图2是示出根据本公开第二示例性实施方案的有机发光显示装置的截面图；
图3是根据本公开的比较例1和实施方案1的有机发光显示装置的电流密度J相对于电压的图；
图4是根据本公开的比较例1和实施方案1的有机发光显示装置的量子效率EQE相对于亮度的图；
图5是根据本公开的比较例1和实施方案2的有机发光显示装置的电流密度J相对于电压的图；
图6是根据本公开的比较例1和实施方案2的有机发光显示装置的量子效率EQE相对于亮度的图；
图7是根据本公开的比较例2和实施方案3的有机发光显示装置的电流密度J相对于电压的图；
图8是根据本公开的比较例2和实施方案3的有机发光显示装置的量子效率EQE相对于亮度的图；
图9是根据本公开的比较例2和实施方案4的有机发光显示装置的电流密度J相对于电压的图；以及
图10是根据本公开的比较例2和实施方案4的有机发光显示装置的量子效率EQE相对于亮度的图。
具体实施方式
通过参照示例性实施方案的以下详细说明和附图，可更容易理解本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应解释为限制于本文所述的示例性实施方案。更确切地说，提供这些示例性实施方案使得本公开全面且完整并向本领域技术人员充分地传达本公开的概念，并且本公开由所附权利要求限定。
附图中所示用于描述本公开示例性实施方案的形状、尺寸、百分比、角度、数字等仅是示例并且不限于图中所示的那些。整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。在本公开的描述中，省略相关公知技术的详细说明以避免不必要地模糊本公开。当使用术语“包括”、“具有”、“由…组成”等时，只要没有使用术语“仅”，则可添加其他部分。除非明确说明，否则单数形式可解释为复数形式。
即使没有明确说明，元件也可解释为包括误差裕度。
当使用术语“上”、“上方”、“下”、“旁边”等描述两个部分之间的位置关系时，只要没有使用术语“紧”或“直接”，则在这两个部分之间可设置一个或更多个部分。
当使用术语“在…之后”、“随后”、“接下来…”、“在…之前”等描述两个事件之间的时间关系时，只要没有使用术语“立即”或“直接地”，则这两个时间可不连续地发生。
应该理解，尽管可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。因此，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件，而不脱离本公开的技术精神。
本公开的各个示例性实施方案的特征可与另一个特征部分或全部地连接或组合，并且可以以多种方式在技术上相互作用或一起工作。示例性实施方案可以独立地或彼此组合地进行。
下文中，将参照附图对本公开的多个示例性实施方案进行详细描述。
图1是示出根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置的截面图。
参照图1，根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置100包括：在阳极110与阴极220之间的第一发光部ST1和第二发光部ST2，以及在第一发光部ST1与第二发光部ST2之间的电荷产生层160。
阳极110是空穴注入电极，并且可由具有高功函数的以下之一形成：ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或ZnO(氧化锌)。并且，如果阳极110是反射电极，则阳极110还可包括在由ITO、IZO或ZnO之一形成的层下的由铝(Al)、银(Ag)或镍(Ni)之一形成的反射层。
第一发光部ST1为单个发光二极管单元，并且包括空穴注入层120、第一空穴传输层130、第一发光层140和第一电子传输层150。
空穴注入层120可以起到促进空穴从阳极110注入到第一发光层140的作用，并且可由以下但不限于以下的一种或更多种形成：CuPc(铜酞菁)、PEDOT(聚(3,4)-亚乙基二氧噻吩)、PANI(聚苯胺)和NPD(N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-2,2'-二甲基联苯胺)。空穴注入层120的厚度可为1nm至150nm。如果空穴注入层120的厚度为1nm或更大，则可以改善空穴注入特性，或者如果空穴注入层120的厚度为150nm或更小，则可以防止空穴注入层120的厚度增加并因此可以防止工作电压上升。根据有机发光显示装置的结构和特性，空穴注入层120可以不包括在有机发光显示装置的元件内。
第一空穴传输层130可起到促进空穴传输的作用，并且可由以下但不限于以下的一种或更多种形成：NPD(N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-2,2'-二甲基联苯胺)、TPD(N,N'-双-(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺)、螺-TAD(2,2'7,7'-四(N,N-联苯基氨基)-9,9'-螺芴)和MTDATA(4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)-三苯胺)。第一空穴传输层130的厚度可为1nm至150nm。如果第一空穴传输层130的厚度为1nm或更大，则可以改善空穴传输特性，或者如果第一空穴传输层130的厚度为150nm或更小，则可以防止第一空穴传输层130的厚度增加并因此可以防止工作电压上升。
第一发光层140可发射红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)或黄色光(Y)，并且可由磷光或荧光材料形成。在该示例性实施方案中，第一发光层140可为例如蓝色发光层。蓝色发光层包括以下之一：蓝色发光层、深蓝色发光层和天蓝色发光层。或者，第一光发光层140可由以下形成：蓝色发光层和红色发光层；蓝色发光层和黄绿色发光层；或者蓝色发光层和绿色发光层。
如果第一发光层140是蓝色发光层，则其可由磷光材料形成，所述磷光材料包含基质材料如CBP(4,4'-双(咔唑-9-基)联苯)和具有铱基材料的掺杂材料。或者，第一发光层140可由包括以下之一的荧光材料(但不限于所述荧光材料)形成：螺-BDAVBi(2,7-双(4-联苯基氨基)苯乙烯基)9,9-螺芴、螺-CBP(2,2',7,7'-四(咔唑-9-基)-9,9-螺芴)、二苯乙烯基苯(DSB)、二苯乙烯亚芳基(DSA)、聚芴(PFO)聚合物和聚对苯乙炔(PPV)聚合物。
第一电子传输层150起到促进电子传输的作用。如果电子传输不顺畅，则电子不注入第一发光层140。这降低了通过发光层140中电子和空穴的复合而产生激子的机会。因此，第一发光层140并不有助于光发射，从而影响有机发光显示装置的寿命或效率。因此，本发明人进行了多次测试或实验以改善电子传输层的电子注入特性。通过对不影响有机发光显示装置的效率等并且不引起工作电压上升的材料进行的许多测试或实验，选择包含具有高电子迁移率的官能团的化合物作为电子传输层。本公开的化合物通过包含具有高电子迁移率的官能团使得从电子传输层至发光层的电子传输容易。此外，本公开的化合物可通过在三嗪的核上引入对联苯基来增加该材料的热稳定性，从而防止装置运行时的材料分解。此外，本公开的化合物中所使用的对联苯基具有高电子迁移率，所以其有助于电子迁移与空穴(其具有比电子更高的迁移率)的传输速率平衡，从而改善装置的电稳定性。因此，本公开的化合物可通过在三嗪的核上引入对联苯基来改善电子传输化合物的热稳定性和电稳定性，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
因此，第一电子传输层150由通过以下化学式1表示的电子传输化合物形成：
[化学式1]
其中Ar包括取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基，R1和R2独立地包括以下之一：氢、取代或未被取代的1至6个碳原子的烷基、取代或未被取代的3至6个碳原子的环烷基和取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基。取代基可为以下中之一：氘、-F、三氟甲基、氰基、硝基、三烷基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基、1至6个碳原子的烷基、3至6个碳原子的环烷基、6至30个碳原子的芳基、以及5至30个碳原子的杂芳基。
Ar可为以下结构之一：
R1和R2可独立地为以下结构之一：
由化学式1表示的化合物可为以下化合物之一：
第一电子传输层150的厚度可为1nm至150nm。如果第一电子传输层150的厚度为1nm或更大，则可以防止电子传输特性的劣化，或者如果第一电子传输层150的厚度为150nm或更小，则可以防止第一电子传输层150的厚度增加并因此可以防止工作电压上升。
第二发光部ST2在第一发光部ST1上，包括第二空穴传输层180、第二发光层190、第二电子传输层200和电子注入层210。
第二发光层190可发射红色光、绿色光或蓝色光。在该示例性实施方案中，第二发光层190可以是发射黄绿色光的发光层。第二发光层190可具有黄绿色发光层或绿色发光层的单层结构，或者由黄绿色发光层和绿色发光层形成的多层结构。第二发光层190包括黄绿色发光层、绿色发光层，或者由以下发光层形成的多层结构：黄绿色发光层和绿色发光层；黄色发光层和红色发光层；绿色发光层和红色发光层；或黄绿色发光层和红色发光层。该示例性实施方案将通过采用发黄绿色光的单层结构的第二发光层作为实例进行描述。第二发光层190可包含但不限于：CBP(4,4'-双(咔唑-9-基)联苯)和BAlq(双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝)中的至少一种基质，以及发黄绿色光的磷光黄绿色掺杂剂。但是其不限于此。
第二发光部ST2包括：在第一发光部ST1上的第二空穴传输层180，并且包括在第二发光层190上的第二电子传输层200和电子注入层210。第二空穴传输层180和第二电子传输层200可分别具有与上述第一发光部ST1的空穴注入层120、第一空穴传输层130和第一电子传输层150相同的组成，或者具有不同于这些组成的组成。根据装置的结构或特性，电子注入层210可不包括在第二发光部ST2的元件中。
如果与形成第一电子传输层150的组成不同，则第二电子传输层200可由以下但不限于以下形成：Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、PBD((2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑)、TAZ(3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑)或BAlq(双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝)。第二电子传输层200的厚度可为1nm至50nm。如果第二电子传输层200的厚度为1nm或更大，则可以防止电子传输特性的劣化，或者如果第二电子传输层200的厚度为50nm或更小，则可以防止第二电子传输层200的厚度增加并因此可以防止工作电压上升。
电荷产生层(CGL)160在第一发光部ST1与第二发光部ST2之间。第一发光部ST1与第二发光部ST2通过电荷产生层160连接。电荷产生层160可为PN结电荷产生层，其通过接合N型电荷产生层160N和P型电荷产生层160P而形成。PN结电荷产生层160生成电荷，或者分离电子和空穴，并将电荷(即电子和空穴)注入发光层。即，N型电荷产生层160N将电子传输至第一电子传输层150并将电子提供给与阳极110相邻的第一发光层140，P型电荷产生层160P将空穴传输至第二空穴传输层180并将空穴提供给第二发光部ST2的第二发光层190。这样，具有多个发光层的有机发光显示装置可以进一步增加其发光效率并降低其工作电压。因此，电荷产生层160对有机发光显示装置的发光效率、工作电压或寿命具有主要影响。
因此，本发明人进行了多次测试或实验以改善N型电荷产生层的电子注入特性。通过对不影响有机发光显示装置效率等并且不引起工作电压上升的材料进行的许多测试或实验，选择菲咯啉化合物作为N型电荷产生层。本公开的化合物通过在菲咯啉环上引入萘基使N型电荷产生层的能级与由对联苯基三嗪化合物形成的电子传输层的能级相匹配，从而使电子移动容易。如果使用共轭长度比萘基短的苯基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更浅，并且就电子顺序移动而言其能级是反向的。如果使用共轭长度比萘基长的蒽基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更深，并且电子从N型电荷产生层至电子传输层运动的能垒变高。即，与对联苯基三嗪化合物相匹配的能级可通过在菲咯啉环上引入萘基来实现。因此，N型电荷产生层的能级与电子传输层的能级匹配，从而促进电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。此外，电荷产生化合物通过分子中芳环的存在来促进电子传输。此外，N型电荷产生层内电子的迁移率可通过向菲咯啉核上所用的萘基引入具有至少三个或更多个环的芳基来改善。
因此，本公开的电荷产生化合物可通过在菲咯啉核上引入萘基来实现足以使电子顺畅地移动至电子传输层的能级，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
因此，N型电荷产生层160N由通过以下化学式2表示的电荷产生化合物形成：
[化学式2]
其中X包括取代或未被取代的萘基，Y包括取代或未被取代的具有至少三个或更多个环结构的芳基，Z包括未被取代或者被烷基、芳基或杂芳基取代的苯基，以及o为0或1。取代基可为以下中之一：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、苯基、萘基、茚基、芴基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吡咯基、呋喃基和噻吩基。
X可为以下结构之一：
Y可为以下结构之一：
由化学式2表示的电荷产生化合物可为以下化合物之一：
本公开的N型电荷产生层160N可掺杂有金属或N型掺杂剂。金属可为以下材料之一：Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy和Yb。例如，N型掺杂剂可为碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物。具体地，N型掺杂剂可为以下之一：Li、Be、Cs、K、Rb、Mg、Na、Ca、Sr、Eu、Fr、Ba、Ra和Yb。待混入的掺杂剂的百分比为相对于100％基质的按体积计的0.1％至10％。掺杂剂的功函数可为2.5eV或更大。
P型电荷产生层160P可由金属或P掺杂的有机材料形成。金属可为以下中的一种或更多种的合金：Al、Cu、Fe、Pb、Zn、Au、Pt、W、In、Mo、Ni和Ti。用于P掺杂的有机材料的P型掺杂剂和基质可为通常使用的材料。例如，P型掺杂剂可为以下材料之一：F4-TCNQ(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8,-四氰基喹啉二甲烷)、碘、FeCl3、FeF3和SbCl5。基质可为以下材料之一：NPB(N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺)、TPD(N,N'-双-(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺)和TNB(N,N,N'N'-四萘基联苯胺)。
根据本公开的第一示例性实施方案，在第二发光部ST2上设置阴极220以构成有机发光显示装置。阴极220是电子注入电极，并且可由具有低功函数的镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、银(Ag)或其合金形成。如果有机发光显示装置是顶部发光型或双发光型，则阴极220可以形成得足够薄以使光从中穿过。如果有机发光显示装置是底部发光型，则阴极220可以形成得足够厚以反射光。
使用根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可包括顶部发光显示器、底部发光显示器、双发光显示器和车辆照明设备。车辆照明设备可包括但不必限于：前灯、远光灯、尾灯、刹车灯和备用灯。此外，使用根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可应用于移动设备、显示器、电视等。此外，使用根据本公开第一示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可应用于其中第一发光层和第二发光层发射相同颜色的光的显示器。
尽管本公开的第一示例性实施方案已通过实例进行了描述，在所述实例中第一电子传输层150和N型电荷产生层160N各自包含本公开的化合物，但是本公开不限于此，并且同第一电子传输层150一样，第二电子传输层200也可由本公开的化合物形成。
如上所述，包含在本公开的电子传输层中的电子传输化合物通过包含具有高电子迁移率的官能团使得从电子传输层至发光层的电子传输容易。此外，电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来增加材料的热稳定性，从而防止材料在装置工作时分解。
此外，在本公开的电子传输化合物中使用的对联苯基具有高电子迁移率，所以其有助于平衡电子移动和空穴传输速率(其具有比电子更高的迁移率)，从而改善装置的电稳定性。因此，本公开的电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来改善化合物的热稳定性和电稳定性，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
此外，包含在本公开的N型电荷产生层中的电荷产生化合物通过在菲咯啉环上引入萘基使N型电荷产生层的能级与由对联苯基三嗪化合物形成的电子传输层的能级相匹配，从而使电子移动容易。如果使用共轭长度比萘基短的苯基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更浅，并且就电子顺序移动而言其能级是反向的。如果使用共轭长度比萘基长的蒽基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更深，并且电子从N型电荷产生层至电子传输层运动的能垒变高。即，与对联苯基三嗪化合物相匹配的能级可通过在菲咯啉环上引入萘基来实现。因此，N型电荷产生层的能级与电子传输层的能级匹配，从而促进电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。此外，电荷产生化合物通过分子中芳环的存在来促进电子传输。此外，N型电荷产生层内电子的迁移率可通过向菲咯啉核上所用的萘基引入具有至少三个或更多个环的芳基来改善。
此外，本公开的有机发光显示装置包括含有三嗪化合物的电子传输层和含有菲咯啉化合物的N型电荷产生层，从而改善了电子传输层与N型电荷产生层的界面特性并且促进了电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。这使得装置运行稳定，从而降低工作电压并且改善寿命。
图2是示出了根据本公开第二示例性实施方案的有机发光显示装置的视图。与第一示例性实施方案相同的元件由相同的标号表示，因此，以下省略这些元件的描述。
参照图2，本公开的有机发光显示装置100包括：在阳极110和阴极220之间的多个发光部ST1、ST2和ST3，以及在发光部ST1、ST2和ST3之间的第一电荷产生层160和第二电荷产生层230。尽管该示例性实施方案通过其中在阳极110和阴极220之间具有三个发光部的实例进行了解释和描述，但本发明不限于此实例，并且在阳极110和阴极220之间可以具有四个或更多个发光部。
在发光部中，第一发光部ST1为单个发光二极管单元，并且包括第一发光层140。第一发光层140可发射红色光、绿色光或蓝色光：例如，在该示例性实施方案中，其可为蓝色发光层。蓝色发光层包括以下之一：蓝色发光层、深蓝色发光层和天蓝色发光层。或者，第一光发光层140可由以下形成：蓝色发光层和红色发光层；蓝色发光层和黄绿色发光层；或者蓝色发光层和绿色发光层。
第一发光部ST1包括：在阳极110与第一发光层140之间的空穴注入层120和第一空穴传输层130，以及在第一发光层140上的第一电子传输层150。因此，在阳极110上形成包括空穴注入层120、第一空穴传输层130、第一发光层140和第一电子传输层150的第一发光部ST1。根据装置的结构或特性，空穴注入层120可以不包括在第一发光部ST1的元件中。
如上述第一示例性实施方案，本公开的第一电子传输层150可由电子传输化合物形成。本公开的化合物通过包含具有高电子迁移率的官能团使得从电子传输层至发光层的电子传输容易。此外，本公开的化合物通过在三嗪核上引入对联苯基来增加该材料的热稳定性，从而防止材料在装置运行时分解。此外，本公开的化合物中所使用的对联苯基具有高电子迁移率，所以其有助于平衡电子移动和空穴传输速率(其具有比电子更高的迁移率)，从而改善装置的电稳定性。因此，本公开的化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来改善电子传输化合物的热稳定性和电稳定性，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
包括第二发光层190的第二发光部ST2在第一发光部ST1上。第二发光层190可发射红色光、绿色光或蓝色光：例如，在该示例性实施方案中，其可为黄绿色发光层。第二发光层190可包括黄绿色发光层、绿色发光层或者由以下形成的多层结构：黄绿色发光层和绿色发光层；黄色发光层和红色发光层；绿色发光层和红色发光层；或黄绿色发光层和红色发光层。第二发光部ST2还包括在第一发光部ST1上的第二空穴传输层180，以及在第二发光层190上的第二电子传输层200。因此，在第一发光部ST1上形成包括第二空穴传输层180、第二发光层190和第二电子传输层200的第二发光部ST2。同上述第一电子传输层150一样，本公开的第二电子传输层200可由电子传输化合物形成。关于第一电子传输层150以上已经描述了电子传输化合物，所以省略其说明。
第一电荷产生层160在第一发光部ST1与第二发光部ST2之间。第一电荷产生层160是通过接合N型电荷产生层160N和P型电荷产生层160P而形成的PN结电荷产生层，N型电荷产生层160N和P型电荷产生层160P分别产生电荷或者将电荷(即电子和空穴)分离地注入发光层中。
同上述第一示例性实施方案一样，本公开的N型电荷产生层160N由电荷产生化合物形成。
本公开的电荷产生化合物通过在菲咯啉环上引入萘基使N型电荷产生层的能级与由对联苯基三嗪化合物形成的电子传输层的能级相匹配，从而使电子移动容易。如果使用共轭长度比萘基短的苯基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更浅，并且就电子顺序移动而言其能级是反向的。如果使用共轭长度比萘基长的蒽基等，则N型电荷产生层的LUMO变得比电子传输层的LUMO更深，并且电子从N型电荷产生层至电子传输层运动的能垒变高。即，与对联苯基三嗪化合物相匹配的能级可通过在菲咯啉环上引入萘基来实现。因此，N型电荷产生层的能级与电子传输层的能级匹配，从而促进电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。此外，电荷产生化合物通过分子中芳环的存在来促进电子传输。此外，N型电荷产生层内电子的迁移率可通过向菲咯啉核上所用的萘基引入具有至少三个或更多个环的芳基来改善。因此，本公开的电荷产生化合物可通过在菲咯啉核上引入萘基来实现足以使电子顺畅地移动至电子传输层的能级，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
包括第三发光层250的第三发光部ST3在第二发光部ST2上。第三发光层250可发射红色光、绿色光或蓝色光：例如，在该示例性实施方案中其可为蓝色发光层。蓝色发光层包括以下之一：蓝色发光层、深蓝色发光层和天蓝色发光层。或者，第一光发光层250可由以下形成：蓝色发光层和红色发光层；蓝色发光层和黄绿色发光层；或者蓝色发光层和绿色发光层。
第三发光部ST3还包括在第二发光部ST2上的第三空穴传输层240，以及在第三发光层250上的第三电子传输层260和电子注入层210。第三电子传输层260具有与上述第一电子传输层150相同的组成，因此省略其描述。因此，在第二发光部ST2上形成包括第三空穴传输层240、第三发光层250、第三电子传输层260和电子注入层210的第三发光部ST3。根据有机发光显示装置的结构或特性，电子注入层210可以不包括在第三发光部ST3的元件中。
第二电荷产生层230在第二发光部ST2和第三发光部ST3之间。第二电荷产生层230是PN结电荷产生层，其通过接合N型电荷产生层230N和P型电荷产生层230P而形成，N型电荷产生层230N和P型电荷产生层230P分别产生电荷或将电荷(即电子和空穴)分离地注入进入发光层。同上述第一电荷产生层160的N型电荷产生层160N一样，本公开的第二电荷产生层230的N型电荷产生层230N可由电荷产生化合物形成。以上已经对第一电荷产生层160的N型电荷产生层160N的电荷产生化合物进行了描述，所以省略其描述。将阴极220设置在第三发光部ST3上以构成根据本公开的第二示例性实施方案的有机发光显示装置。
使用根据本公开第二示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可包括顶部发光显示器、底部发光显示器、双发光显示器和车辆照明设备。车辆照明设备可包括但不必限于：前灯、远光灯、尾灯、刹车灯和备用灯。此外，使用根据本公开第二示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可应用于移动设备、显示器、电视等等。此外，使用根据本公开第二示例性实施方案的有机发光显示装置的有机发光显示器可应用于其中第一发光层、第二发光层和第三发光层中的至少两个发射相同颜色的光的显示器。
尽管本公开的第二示例性实施方案已通过如下实例进行了描述，在所述实例中第一电子传输层150、第二电子传输层200和第三电子传输层260各自包含本公开的电子传输化合物，但是本公开不限于此，并且第一电子传输层150、第二电子传输层200和第三电子传输层260中至少之一由本公开的电子传输化合物形成。并且，尽管本公开的第二示例性实施方案已通过如下实例进行了描述，在所述实例中第一电荷产生层160的N型电荷产生层160N和第二电荷产生层230的N型电荷产生层230N各自包含本公开的电荷产生化合物，但是本公开不限于此，并且第一电荷产生层160的N型电荷产生层160N和第二电荷产生层230的N型电荷产生层230N中的至少一个由本公开的电荷产生化合物形成。
此外，由本公开的电子传输化合物形成的电子传输层与由本公开的电荷产生化合物形成的N型电荷产生层彼此邻接。例如，如果第一电子传输层150由三嗪化合物形成，则与第一电子传输层150邻接的第一电荷产生层160的N型电荷产生层160N可由菲咯啉化合物形成。由于本公开的菲咯啉化合物的能级可足以使电子顺畅地移动至三嗪化合物，所以由本公开的三嗪化合物形成的电子传输层与由本公开的菲咯啉化合物形成的N型电荷产生层可以彼此邻接。然而，本公开不限于此，并且由本公开的三嗪化合物形成的电子传输层与由本公开的菲咯啉化合物形成的N型电荷产生层可以彼此不邻接。
如上所述，包含在本公开的电子传输层中的电子传输化合物通过包含具有高电子迁移率的官能团使得从电子传输层至发光层的电子传输容易。此外，电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来增加材料的热稳定性，从而防止材料在装置工作时分解。
此外，本公开的化合物中所使用的对联苯基具有高电子迁移率，所以其有助于平衡电子移动和空穴传输速率(其具有比电子更高的迁移率)，从而改善装置的电稳定性。因此，本公开的电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来改善化合物的热稳定性和电稳定性，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
此外，包含在本公开的N型电荷产生层中的电荷产生化合物通过在菲咯啉环上引入萘基使N型电荷产生层的能级与由对联苯基三嗪化合物形成的电子传输层的能级相匹配，从而使电子移动容易。此外，电荷产生化合物通过分子中芳环的存在来促进电子传输。此外，N型电荷产生层内电子的迁移率可通过向菲咯啉核上所用的萘基引入具有至少三个或更多个环的芳基来改善。
此外，本公开的有机发光显示装置包括含有三嗪化合物的电子传输层和含有菲咯啉化合物的N型电荷产生层，从而改善了电子传输层与N型电荷产生层的界面特性并且促进了电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。这使得装置运行稳定，从而降低工作电压并且改善寿命。
下文中，将详细描述本公开的电子传输化合物和电荷产生化合物的合成实施例。但是，以下实施例仅用于解释，并且本公开不限于此。
1)化合物N-CGL_A的合成
在氩气气氛下将5.0g 2-(1-溴萘-4-基)-1,10-菲咯啉(13.0mmol)、4.6g9-苯基蒽-10-基-10-硼酸(15.6mmol)、0.30g四三苯基膦钯(0)(Pd(PPh3)4)(0.26mmol)、40mL 2M碳酸钾(K2CO3)溶液和120mL四氢呋喃(THF)放入250mL圆底烧瓶中，然后回流并搅拌。应用薄层色谱(TLC)监测反应的完成，然后将有机层从反应溶液中分离出来并进行真空蒸馏，接着进行柱色谱法以获得化合物N-CGL_A。
2)化合物N-CGL_B的合成
在氩气气氛下将5.0g 2-(1-溴萘-4-基)-1,10-菲咯啉(13.0mmol)、3.5g菲-9-基-9-硼酸(15.6mmol)、0.30g四三苯基膦钯(0)(Pd(PPh3)4)(0.26mmol)、40mL 2M碳酸钾(K2CO3)溶液和120mL四氢呋喃(THF)放入250mL圆底烧瓶中，然后回流并搅拌。应用薄层色谱(TLC)监测反应的完成，然后将有机层从反应溶液中分离出来并进行真空蒸馏，接着进行柱色谱法以获得化合物N-CGL_B。
3)化合物ETL_A的合成
在氩气气氛下将10.0g 4,4,5,5-四甲基-2-(3,5-二(菲-10-基)苯基)-1,3,2-二氧杂硼戊烷(18.0mmol)、6.8g 2-氯-4-(联苯基-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(19.8mmol)、0.42g四三苯基膦钯(0)(Pd(PPh3)4)(0.36mmol)、50mL2M碳酸钾(K2CO3)溶液和150mL四氢呋喃(THF)放入250mL圆底烧瓶中，然后回流并搅拌。应用薄层色谱(TLC)监测反应的完成，然后将有机层从反应溶液中分离出来并进行真空蒸馏，接着进行柱色谱法以获得化合物ETL_A。
4)化合物ETL_B的合成
在氩气气氛下将10.0g 2-(3,5-双(9,9-二甲基-9H-氟-2-基)苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷(17.0mmol)、7.8g 2,4-双([1,1-二苯基]-4-基)-6-氯-1,3,5-三嗪(18.7mmol)、0.39g四三苯基膦钯(0)(Pd(PPh3)4)(0.34mmol)、45mL 2M碳酸钾(K2CO3)溶液和150mL四氢呋喃(THF)放入250mL圆底烧瓶中，然后回流并搅拌。应用薄层色谱(TLC)监测反应的完成，然后将有机层从反应溶液中分离出来并进行真空蒸馏，接着进行柱色谱法以获得化合物ETL_B。
下文中，将公开用于制造根据本公开的有机发光显示装置的实施方案。但是，用于电子传输层和N型电荷产生层的以下材料不限制本公开的范围。
<比较例1>
有机发光显示装置通过以下步骤制造：在基板上形成包括第一蓝色发光层和第一电子传输层、电荷产生层的第一发光部，以及包括第二蓝色发光层和第二电子传输层的第二发光部、以及阴极。此处，第一电子传输层由以下化合物ETL_1形成，并且电荷产生层的N型电荷产生层由以下化合物N-CGL_A形成。
<实施方案1>
其具有与上述比较例1相同的元件，并且第一电子传输层由以下化合物ETL_2形成。
<实施方案2>
其具有与上述比较例1相同的元件，并且第一电子传输层由以下化合物ETL_2形成并且N型电荷产生层由以下化合物CGL_B形成。
用于以上比较例1以及实施方案1和2中的电子传输层和N型电荷产生层的材料不限制本公开的范围。
对根据上述比较例1以及实施方案1和2制造的装置的工作电压、量子效率和寿命进行测量并示于以下表1中。(实施方案1和2中得到的测量结果表示为相对于比较例1中得到的测量结果(相当于100％)的百分比，并且以10mA/cm2的工作电流密度驱动根据比较例1以及实施方案1和2制造的装置)。
测量根据比较例1和实施方案1制造的装置的电流密度与电压的关系并示于图3中，测量量子效率与亮度的关系并示于图4中。此外，测量根据比较例1和实施方案2制造的装置的电流密度与电压的关系并示于图5中，测量量子效率与亮度的关系并示于图6中。
【表1】
工作电压 量子效率 寿命
比较例1 100％ 100％ 100％
实施方案1 94％ 102％ 128％
实施方案2 94％ 100％ 155％
参照表1以及图3和4，相比于使用蒽化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的比较例1，使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的实施方案1显示工作电压降低6％并且寿命增加28％。
图3示出了电流密度与电压的关系，从中可以看出，与比较例1相比，实施方案1的工作电压降低。图4示出了量子效率与亮度的关系，从中可以看出，与比较例1相比，实施方案1的量子效率改善。鉴于此，可以看出通过包括菲咯啉化合物的N型电荷产生层以及三嗪化合物的电子传输层实现了工作电压的降低和寿命的改善。
参照表1以及图5和6，相比于使用蒽化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的比较例1，使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的实施方案2显示工作电压降低6％并且寿命增加55％。
图5示出了电流密度与电压的关系，从中可以看出，与比较例1相比，实施方案2的工作电压降低。图6示出了量子效率与亮度的关系，从中可以看出，与比较例1相比，实施方案2的量子效率改善。鉴于此，可以看出通过包括不同于实施方案1中所使用的菲咯啉化合物的N型电荷产生层以及三嗪化合物的电子传输层实现了工作电压的降低和寿命的改善。
<比较例2>
其具有与上述比较例1相同的元件，并且第一电子传输层由以下化合物ETL_A形成并且N型电荷产生层由以下化合物N-CGL_1形成。
<实施方案3>
其具有与上述比较例2相同的元件，并且N型电荷产生层由以下化合物CGL_B形成。
<实施方案4>
其具有与上述比较例2相同的元件，并且第一电子传输层由以下化合物ETL_B形成并且N型电荷产生层由以下化合物CGL_B形成。
用于以上比较例2以及实施方案3和4中的电子传输层和N型电荷产生层的材料不限制本公开的范围。
对根据上述比较例2以及实施方案3和4制造的装置的工作电压、量子效率和寿命进行测量并示于以下表2中。(实施方案3和4中得到的测量结果表示为相对于比较例2中得到的测量结果(相当于100％)的百分比，并且以10mA/cm2的工作电流密度驱动根据比较例2以及实施方案3和4制造的装置)。
测量根据比较例2和实施方案3制造的装置的电流密度与电压的关系并示于图7中，测量量子效率与亮度的关系并示于图8中。此外，测量根据比较例2和实施方案4制造的装置的电流密度与电压的关系并示于图9中，测量量子效率与亮度的关系并示于图10中。
【表2】
工作电压 量子效率 寿命
比较例2 100％ 100％ 100％
实施方案3 100％ 103％ 163％
实施方案4 97％ 100％ 133％
参照表2以及图7和8，相比于使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的比较例2，使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的实施方案3显示量子效率增加3％并且寿命增加63％。此处，比较例2的菲咯啉化合物具有其中蒽与菲咯啉连接的结构，实施方案3的菲咯啉化合物具有其中萘基与菲咯啉连接并且蒽与萘基连接的结构。
图7示出了电流密度与电压的关系，从中可以看出，比较例2和实施方案3具有相同的工作电压。图8示出了量子效率与亮度的关系，从中可以看出，与比较例2相比，实施方案3的量子效率改善。鉴于此，可以看出，通过包括三嗪化合物的电子传输层以及具有菲咯啉化合物的N型电荷产生层实现了工作电压的降低和寿命的改善，所述菲咯啉化合物具有其中萘基与菲咯啉连接并且蒽与萘基连接的结构。
参照表2以及图9和10，相比于使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的比较例2，使用三嗪化合物作为电子传输层并且菲咯啉化合物作为N型电荷产生层的实施方案4显示工作电压降低3％并且寿命增加33％。
图9示出了电流密度与电压的关系，从中可以看出，与比较例2相比，实施方案4的工作电压降低。图10示出了量子效率与亮度的关系，从中可以看出，比较例2与实施方案4具有相同的量子效率。鉴于此，可以看出通过使用不同于实施方案3中所使用的三嗪化合物的电子传输层以及具有菲咯啉化合物的N型电荷产生层实现了工作电压的降低和寿命的改善，所述菲咯啉化合物具有其中萘基与菲咯啉连接并且蒽与萘基连接的结构。
由这些结果，可以发现使用本公开的三嗪化合物作为电子传输层并且使用本公开的菲咯啉化合物作为N型电荷产生层降低了装置的工作电压并增加了装置的效率或寿命。因此，可以得出结论，相比于使用不包含本公开的化合物的电子传输层和N型电荷产生层的有机发光显示装置，使用包含本公开的化合物的电子传输层和N型电荷产生层之有机发光显示装置改善了电子向第一电极注入和空穴向第二电极注入，从而导致工作电压的相对降低和寿命的相对增加。
如上所述，包含在本公开的电子传输层中的电子传输化合物通过包含具有高电子迁移率的官能团使得从电子传输层至发光层的电子传输容易。
此外，电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来增加材料的热稳定性，从而防止材料在装置工作时分解。
此外，本公开的化合物中所使用的对联苯基具有高电子迁移率，所以其有助于平衡电子移动和空穴传输速率(其具有比电子更高的迁移率)，从而改善装置的电稳定性。因此，本公开的电子传输化合物可通过在三嗪核上引入对联苯基来改善化合物的热稳定性和电稳定性，从而使装置稳定运行并改善装置的寿命。
此外，包含在本公开的N型电荷产生层中的电荷产生化合物通过在菲咯啉环上引入萘基使N型电荷产生层的能级与由对联苯基三嗪化合物形成的电子传输层的能级相匹配，从而使电子移动容易。此外，电荷产生化合物通过分子中芳环的存在来促进电子传输。此外，N型电荷产生层内电子的迁移率可通过向菲咯啉核上所用的萘基引入具有至少三个或更多个环的芳基来改善。
此外，本公开的有机发光显示装置包括含有三嗪化合物的电子传输层和含有菲咯啉化合物的N型电荷产生层，从而改善了电子传输层与N型电荷产生层的界面特性并且促进了电子从N型电荷产生层至电子传输层的移动。这使得装置运行稳定，从而降低工作电压并且改善寿命。
尽管通过参考大量说明性实施方案对实施方案进行了描述，但是应理解，本领域技术人员可以设计出许多其他的修改和实施方案，其也落入本公开的原理的范围内。更特别地，可以在本公开、附图和所附权利要求的范围内对主题组合布置的部件部分和/或布置进行多种变化和修改。除了部件部分和/或设置的变化和修改，替代性用途对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (15)

1.一种有机发光显示装置，包括：
至少两个或更多个发光部，所述发光部各自包括发光层和电子传输层；以及
电荷产生层，所述电荷产生层在所述至少两个或更多个发光部之间并且包括N型电荷产生层，
其中所述电子传输层包含：含有具有高电子迁移率的官能团的电子传输化合物，以及所述N型电荷产生层包含：含有用于匹配所述电子传输化合物的能级的官能团的电荷产生化合物。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中从所述N型电荷产生层至所述电子传输层的电子传输通过所述用于匹配所述电子传输化合物能级的官能团来促进。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述用于匹配所述电子传输化合物能级的官能团包括萘基。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述具有高电子迁移率的官能团包括对联苯基。
5.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电荷产生化合物还包含具有高电子迁移率的官能团。
6.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子传输化合物包括三嗪化合物，以及所述电荷产生化合物包括菲咯啉化合物。
7.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子传输层与所述N型电荷产生层彼此邻接。
8.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电子传输化合物由以下化学式1表示：
[化学式1]
其中Ar包括取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基，R1和R2独立地包括以下之一：氢、取代或未被取代的1至6个碳原子的烷基、取代或未被取代的3至6个碳原子的环烷基、以及取代或未被取代的6至30个碳原子的芳基。
9.根据权利要求8所述的有机发光显示装置，其中Ar包括以下结构之一：
10.根据权利要求8所述的有机发光显示装置，其中R1和R2独立地包括以下结构之一：
11.根据权利要求8所述的有机发光显示装置，其中由化学式1表示的化合物包括以下化合物之一：
12.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述电荷产生化合物由以下化学式2表示：
[化学式2]
其中X包括取代或未被取代的萘基，Y包括取代或未被取代的具有至少三个或更多个环结构的芳基，Z包括未被取代或者被烷基、芳基或杂芳基取代的苯基，以及o为0或1。
13.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中X包括以下结构之一：
14.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中Y包括以下结构之一：
15.根据权利要求12所述的有机发光显示装置，其中由化学式2表示的所述电荷产生化合物为以下化合物之一：
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