CN106684250A - 有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
公开了有机发光二极管，该有机发光二极管包括：第一电极；第一发光单元，其位于第一电极上；电荷产生层，其位于第一发光单元上，电荷产生层包括多个有机层；第二发光单元，其位于电荷产生层上；以及第二电极，其位于第二发光单元上，电荷产生层的多个有机层包括：第一有机层和第二有机层，其分别与第一发光单元和第二发光单元相邻；以及第三有机层，其位于第一有机层和第二有机层之间，第一有机层和第二有机层是p型层和空穴传输层中的一个，并且第三有机层是p型层和空穴传输层中的另一个。
Description
相关申请的交叉引用
于2015年11月6日提交韩国知识产权局并且题为“有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode)”的第10-2015-0155942号韩国专利申请通过引用以其全文并入本文。
技术领域
本文中的本公开涉及有机发光二极管。
背景技术
有机发光二极管可以是具有宽广视角和极佳对比度的自发光型二极管。有机发光二极管可展现快速响应时间、高亮度和低驱动电压。
发明内容
实施方式可通过提供一种有机发光二极管实现，该有机发光二极管包括：第一电极；第一发光单元，其位于第一电极上；电荷产生层，其位于第一发光单元上，电荷产生层包括多个有机层；第二发光单元，其位于电荷产生层上；以及第二电极，其位于第二发光单元上，电荷产生层的多个有机层包括：第一有机层和第二有机层，其分别与第一发光单元和第二发光单元相邻；以及第三有机层，其位于第一有机层和第二有机层之间，第一有机层和第二有机层两者同为p型层和空穴传输层中的一个，并且第三有机层是p型层和空穴传输层中的另一个。
第一有机层和第二有机层可两者都是p型层，并且第三有机层可以是空穴传输层。
电荷产生层可还包括一个或多个n型层，并且该一个或多个n型层可位于第一有机层和第一发光单元之间，或位于第二有机层和第二发光单元之间。
第一发光单元可包括位于第一电极上的第一空穴控制器、位于第一空穴控制器上的第一光发射器和位于第一光发射器上的第一电子控制器；以及第二发光单元可包括位于电荷产生层上的第二电子控制器、位于第二电子控制器上的第二光发射器和位于第二光发射器上的第二空穴控制器。
第一空穴控制器或第二空穴控制器可包括空穴传输器和空穴注入器。
空穴传输层和空穴传输器可包括相同空穴传输材料。
第一光发射器和第二光发射器可发射具有彼此不同波长的光。
第一光发射器和第二光发射器中的一个或多个可包括多个发光层。
第一有机层和第二有机层可两者都是空穴传输层，并且第三有机层可以是p型层。
电荷产生层可还包括第四有机层和第五有机层，其中，第四有机层是p型层，第五有机层是n型层。
第五有机层可以是电荷产生层的中间层；第三有机层可位于第五有机层和第一有机层之间；以及第四有机层可位于第五有机层和第二有机层之间。
第一发光单元可包括位于第一电极上的第一电子控制器和位于第一电子控制器上的第一光发射器；以及第二发光单元可包括位于电荷产生层上的第二光发射器和位于第二光发射器上的第二电子控制器。
第一发光单元可还包括位于第一光发射器上的第一空穴控制器。
第二发光单元可还包括位于电荷产生层和第二光发射器之间的第二空穴控制器。
第一空穴控制器和第二空穴控制器可以是空穴传输器。
第一光发射器和第二光发射器可发射具有彼此不同波长的光。
p型层可包括过渡金属氧化物，并且过渡金属氧化物可以是氧化钒(V)(V2O5)、氧化钨(VI)(WO3)、氧化钼(VI)(MoO3)、氧化铼(VI)(ReO3)、氧化铁(II,III)(Fe3O4)、氧化锰(IV)(MnO2)、氧化钴(IV)(CoO2)和氧化钛(IV)(TiO2)中的一种或多种。
第一偏压可施加至第一电极，并且不同于第一偏压的第二偏压可施加至第二电极；并且第一发光单元和第二发光单元中的一个可发射光。
第一电极和第二电极中的一个可以是反射电极。
第一电极和第二电极可以是透明电极或半透明电极。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施方式，特征将变得对本领域技术人员显而易见，其中：
图1至图4示出了根据实施方式的有机发光二极管的剖视图；
图5示出了在根据实施方式的有机发光二极管中根据所施加电压的电流密度的曲线图；
图6示出了根据实施方式的有机发光二极管的电流效率的曲线图；
图7示出了根据实施方式的有机发光二极管的发射光谱的曲线图；以及
图8示出了根据实施方式的有机发光二极管的色坐标的图示。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述实例性实施方式；但是，示例性实施方式可以以不同形式实施并且不应解释为限于本文中陈述的实施方式。而是，提供这些实施方式以使本公开将是全面且完整，并且将向本领域技术人员全面传达示例性实施方案。
在描述附图时，相同的附图标记用来指代相同的元件。在附图中，为了便于技术内容的有效描述，元件的尺寸可被夸大。将理解，虽然用语第一、第二等在本文中可用来描述各种元件，但这些元件不应受到这些用语的限制。这些用语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，第一元件可称为第二元件。除非上下文另外明确指示，否则单数形式旨在也包括复数形式。
将理解，当在本说明书中使用时，用语“包括(includes)”和/或“包括有(including)”指定所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。此外，应理解，当诸如层、膜、区域、板等的部分称为“位于”另一部分“上”时，其可“直接位于”该另一部分“上”或者可存在介于中间的部分。另外，当诸如层、膜、区域、板等的部分称为“位于”另一部分“下方”时，其可“直接位于”该另一部分“下方”或者可存在介于中间的部分。
在下文中，参照附图，给出根据实施方式的有机发光二极管的描述。
图1示出了根据实施方式的有机发光二极管的剖视图。根据实施方式的有机发光二极管可以是层压型有机发光二极管，其可按顺序层压。参照附图，有机发光二极管可包括第一电极101、布置在第一电极101上的第一发光单元EU-1、布置在第一发光单元EU-1上的电荷产生层CGL、布置在电荷产生层CGL上的第二发光单元EU-2、以及布置在第二发光单元EU-2上的第二电极102。例如，有机发光二极管可配置为使得第一电极101和第二电极102布置为彼此面对，并且第一发光单元EU-1、电荷产生层CGL和第二发光单元EU-2按顺序层压在第一电极101和第二电极102之间。
第一电极101或第二电极102可由金属合金或导电化合物形成。第一电极101或第二电极102可以是透射电极、半透射电极或反射电极。当第一电极101或第二电极102是透射电极时，第一电极101或第二电极102可包括例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或铟锡锌氧化物(ITZO)(例如，由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)或铟锡锌氧化物(ITZO)组成)。
第一电极101或第二电极102可以是半透射电极或反射电极。第一电极101或第二电极102可形成为包括银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)或铬(Cr)或者它们的混合物。第一电极101或第二电极102可以是包括例如锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、氟化钡(BaF)、钡(Ba)、银/镁(Ag/Mg)的化合物或其混合物的层。
在实施方式的有机发光二极管中，根据操作模式，第一电极101和第二电极102可以是阳极，其可注入空穴。在实施方式中，第一电极101和第二电极102可以是阴极，其可注入电子。
例如，在图1中示出的实施方式中，第一电极101和第二电极102可以是阳极。
第一电极101或第二电极102可形成为多个层。第一电极101或第二电极102可通过例如溅射方法或真空沉积方法提供。第一电极101和第二电极102中的每个可形成为具有约30nm至约300nm的厚度。
如图1中示出，例如，当第一电极101是透明电极且第二电极102是反射电极时，有机发光二极管可以是底部发射类型。当第一电极101和第二电极102两者都是透明电极时，有机发光二极管可以是配置成发射光至第一电极侧和第二电极侧两者的双重发射类型，以及当第一电极101是反射电极且第二电极102是透明电极时，有机发光二极管可以是顶部发射类型。
第一电极101和第二电极102可连接至外部电源。例如，由于电源施加至有机发光二极管中的电极中的每个的电压的差，在从第一电极101至第二电极102的方向上的正向偏压可被施加，或在从第二电极102至第一电极101的方向上的反向偏压可被施加。稍后将再次给出有机发光二极管根据偏压被施加的方向的操作的描述。
电荷产生层CGL可布置在第一电极101和第二电极102之间。电荷产生层CGL可包括多个有机层。在图1中，电荷产生层CGL可以是其中相邻于第一发光单元EU-1布置的第一有机层PL-1、相邻于第二发光单元EU-2布置的第二有机层PL-2和布置在第一有机层PL-1和第二有机层PL-2之间的第三有机层HTL层压的结构。
在图1中，第一有机层PL-1和第二有机层PL-2可以是p型层，并且布置在第一有机层PL-1和第二有机层PL-2之间的第三有机层HTL可以是空穴传输层。例如，在图1中，电荷产生层CGL可具有其中p型层、空穴传输层和p型层按顺序层压的结构，并且电荷产生层CGL可提供为对称结构，其中相对于位于中间的空穴传输层，p型层分别层压至其两侧。
第一有机层PL-1和第二有机层PL-2可以是p型有机层。第一有机层PL-1和第二有机层PL-2可以是由过渡金属氧化物组成或由掺杂有p型掺杂物的材料组成的层。
形成p型层的过渡金属可以是氧化钒(V)(V2O5)、氧化钨(VI)(WO3)、氧化钼(VI)(MoO3)、氧化铼(VI)(ReO3)、氧化铁(II,III)(Fe3O4)、氧化锰(IV)(MnO2)、氧化钴(IV)(CoO2)和氧化钛(IV)(TiO2)中的一种或多种。例如，在实施方式中，第一有机层PL-1或第二有机层PL-2可以是形成为包括过渡金属氧化物MoO3的层。
使用过渡金属氧化物形成的p型层的第一有机层PL-1和第二有机层PL-2可提供为具有约1nm至约10nm的厚度。当p型层的厚度小于约1nm时，可能发生电气短路，并且产生电子和空穴的效率可能降低。当p型层的厚度形成为厚于约10nm时，二极管的发光效率可能由于例如有机层的厚度的影响而降低。
第三有机层HTL(空穴传输层)可提供为包括空穴传输材料，并且可使用例如4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、4,4'-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)或N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1-联苯]-4,4'-二胺(TPD)作为空穴传输材料。空穴传输层的厚度可提供为约5nm至约20nm。当空穴传输层的厚度小于约5nm时，可能发生电气短路，或产生电子和空穴的效率可能降低。相比之下，当空穴传输层的厚度大于约20nm时，在特定方向上从有机发光二极管发射的光的发光效率可能由于例如有机层的厚度的影响而降低。电荷产生层CGL中的空穴传输层也可由与下文所述的发光单元中的空穴传输器相同的材料形成。
电荷产生层CGL可起到将空穴或电子传输至布置在两侧的发光单元EU-1和EU-2的作用。例如，电荷产生层CGL可执行供应电子或供应空穴至发光单元EU-1和EU-2的功能。
在电荷产生层CGL中的第一有机层PL-1和第二有机层PL-2与第三有机层HTL之间的界面中，空穴和电子的分离可由于例如能级的差异而发生。例如，当第一电极101具有比第二电极102高的电压时，电流可在从第一电极101至第二电极102的正向方向上流动，并且在电荷产生层CGL中，电子可提供至第一发光单元EU-1侧。
当正向偏压施加至有机发光二极管时，在电荷产生层CGL中，与第一有机层PL-1对应的p型层可具有比作为中间层的、与第三有机层HTL对应的空穴传输层高的电压电平。空穴和电子的分离可发生在作为第一有机层PL-1的p型层和空穴传输层之间的界面中，并且电子可传输至第一发光单元EU-1。
当施加正向偏压时，与第三有机层HTL对应的空穴传输层可在与第二有机层PL-2对应的p型层和第三有机层HTL之间具有较高电压电平。空穴和电子的分离效应可不发生在作为第二有机层PL-2的p型层和空穴传输层之间的界面中，并且可不实现电子到第二发光单元EU-2侧的传输。当施加从第一电极101至第二电极102的正向偏压时，第一发光单元EU-1可操作，并且第二发光单元EU-2可不操作。
当施加电流借助其从第二电极102流到第一电极101的反向偏压时，由于例如与上述机制相同的机制，第二发光单元EU-2可操作，并且第一发光单元EU-1可不操作。例如，当第二电极102具有比第一电极101高的电压电平时，电流可从第二电极102朝向第一电极101流动，并且在电荷产生层CGL中，电荷可供应至第二发光单元EU-2侧。
例如，在电荷产生层CGL中，与第二有机层PL-2对应的p型层可具有比作为中间层的、与第三有机层HTL对应的空穴传输层高的电压电平，电子和空穴的分离可发生在作为第二有机层PL-2的p型层和空穴传输层之间的界面中，并且电子可传输至第二发光单元EU-2。
当施加反向偏压时，作为第三有机层HTL的空穴传输层可在与第一有机层PL-1对应的p型层和空穴传输层之间具有较高电压电平，空穴和电子的分离效应可不发生在作为第一有机层PL-1的p型层和作为第三有机层HTL的空穴传输层之间的界面中，并且可不实现电子到第一发光单元EU-1侧的传输。当施加从第二电极102朝向第一电极101的反向偏压时，第二发光单元EU-2可操作，并且第一发光单元EU-1可不操作。
第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2中的每个可形成为包括空穴控制器HL-1和HL-2、光发射器EML-1和EML-2以及电子控制器EL-1和EL-2。参照图1，第一发光单元EU-1可以是其中相对于第一电极101，第一空穴控制器HL-1、第一光发射器EML-1和第一电子控制器EL-1按顺序层压的结构。
第二发光单元EU-2可以是其中从电荷产生层CGL开始，第二电子控制器EL-2、第二光发射器EML-2和第二空穴控制器HL-2按顺序层压的结构。例如，第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2可对称地设置，以使得具有相同功能的层可相对于电荷产生层CGL布置在其两侧上。在对称结构中，具有相同功能的层可布置成相对于电荷产生层CGL对称地位于其两侧上，并且第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2中的对称的层中的每个可不由相同材料组成或具有相同厚度值。
在下文中，给出可包括在第一发光单元EU-1中的第一空穴控制器HL-1、第一光发射器EML-1和第一电子控制器EL-1的描述。可包括在第二发光单元EU-2中的第二空穴控制器HL-2、第二光发射器EML-2和第二电子控制器EL-2的描述中与第一发光单元EU-1的描述相同的部分被排除，并且仅描述差别。
第一空穴控制器HL-1可包括空穴注入器HIR-1和空穴传输器HTR-1，并且可由多个层组成。第一空穴控制器HL-1还可包括空穴缓冲层和电子阻挡层中的一个或多个。
第一空穴控制器HL-1可具有由单种材料组成的单个层、由可彼此不同的多种材料组成的单个层或由可彼此不同的材料形成的多个层的结构。
例如，第一空穴控制器HL-1可具有由可彼此不同的材料组成的单个层的结构，或者按顺序层压的空穴注入器/空穴传输器、空穴注入器/空穴传输器/空穴缓冲层、空穴注入器/空穴缓冲层、空穴传输器/空穴缓冲层或空穴注入器/空穴传输器/电子阻挡层的结构。
第一空穴控制器HL-1可通过多种方法形成，诸如例如，真空沉积方法、旋转涂布方法、铸造方法、兰格缪尔-布罗杰特(Langmuir-Blodgett，LB)方法、喷墨打印方法、激光打印方法或激光感应热成像(LITI)方法。
当第一空穴控制器HL-1包括空穴注入器HIR-1时，第一空穴控制器HL-1可包括例如酞菁化合物(例如铜酞菁)，或包括N,N'-二苯基-N,N'-双-[4-(苯基-间甲苯基-氨基)苯基]-联苯-4,4'-二胺(DNTPD)、4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4'4"-三(N,N-二苯胺基)三苯胺(TDATA)、4,4',4"-三{N,-(2-萘基)-N-苯基氨基}-三苯胺(2TNATA)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(PANI/DBSA)、聚苯胺/樟脑磺酸(PANI/CSA)或(聚苯胺)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PANI/PSS)。
当第一空穴控制器HL-1包括空穴传输器HTR-1时，第一空穴控制器HL-1可包括例如基于咔唑的衍生物(例如N-苯基咔唑或聚乙烯基咔唑)、基于氟的衍生物、基于三苯胺的衍生物(例如N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1-联苯]-4,4'-二胺(TPD)或4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA))，或包括N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)或4,4'-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)。
第一空穴控制器HL-1中的空穴注入器HIR-1的厚度可以是例如约1nm至约100nm。空穴传输器HTR-1的厚度可以是例如约5nm至约100nm。当第一空穴控制器HL-1中的空穴注入器HIR-1和空穴传输器HTR-1的厚度满足这样的上述范围时，空穴传输性质的令人满意的水平可在无驱动电压的实质性增加的情况下被实现。
除上文示例性提及的材料以外，第一空穴控制器HL-1还可包括用于提高导电性的电荷产生材料。电荷产生材料可均匀或非均匀地分布在第一空穴控制器HL-1中。电荷产生材料可以是例如p型掺杂物。p型掺杂物可以是例如醌衍生物、金属氧化物和含氰基化合物中的一种。例如，p型掺杂物的示例可包括诸如四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)或2,3,5,6-四氟-四氰基喹啉并二甲烷(F4-TCNQ)的醌衍生物，或诸如氧化钨或氧化钼的金属氧化物。
在第一发光单元EU-1中，第一光发射器EML-1可布置在第一空穴控制器HL-1上。第一光发射器EML-1可由单个层或多个(至少两个)层组成。第一光发射器EML-1可形成为包括至少一种主体材料和至少一种掺杂物材料。光发射器中的掺杂物可以是例如红色、绿色或蓝色的掺杂物。
例如，可使用面式-三(2-苯基)-双(2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶N,C’)(乙酰丙酮酸)Ir(III)(Bt2Ir(acac))或三[1-苯基异喹啉-C2,N]铱(III)(Ir(piq)3)作为红色掺杂物。例如，可使用铱，三[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC](Ir(ppy)3)、双[2-(2-吡啶基-N)苯基-C](乙酰丙酮酸)铱(III)(Ir(ppy)2(acac))或三[2-(对甲苯基)吡啶]铱(III)(Ir(mppy)3)作为绿色掺杂物，并且例如，可使用双((4,6-二氟苯基)-吡啶N,C)(吡啶甲酸)Ir(III)(FIrpic)或4,4’-双(2,2’-二苯基乙烯基)-1,1’-联苯(DPAVBi)作为蓝色掺杂物。
例如，可使用4,4’,N,N’-二咔唑基-联苯(CBP)、N,N-二咔唑基-3,5-苯(mCP)、4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯(TPBI)或三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)作为光发射器中的主体材料。光发射器可提供为具有约5nm至约100nm的厚度。
第一电子控制器EL-1可布置在第一光发射器EML-1上。当第一电子控制器EL-1包括电子传输层时，第一电子控制器EL-1可包括例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯(TPBI)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(BCP)、4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(Bphen)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑(TAZ)、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑(NTAZ)、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(tBu-PBD)、双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1,o8)-(1,1'-联苯-4-羟连)铝(BAlq)、铍双(苯并喹啉-10-醇盐)(Bebq2)或9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)或其衍生物。
第一电子控制器EL-1的厚度可以是约10nm至约100nm，或例如约45nm至约55nm。当第一电子控制器EL-1的厚度满足这样的上述范围时，电子传输性质的令人满意的水平可在无驱动电压的实质性增加的情况下被实现。
当第一电子控制器EL-1包括电子注入层时，氟化锂(LiF)、8-羟基喹啉锂(LiQ)、氧化锂(Li2O)、氧化钡(BaO)、氯化钠(NaCl)、氟化铯(CsF)、诸如镱(Yb)的镧系金属或诸如氯化铷(RbCl)或碘化铷(RbI)的金属卤化物例如可用于第一电子控制器EL-1中。第一电子控制器EL-1也可由其中电子传输材料与绝缘有机金属盐混合的材料形成。有机金属盐可以是具有大于约4eV的能隙的材料。例如，有机金属盐可包括金属醋酸盐、金属苯酸盐、金属乙酰乙酸盐、金属乙酰丙酮化物或金属硬脂酸盐。
如上所述，第一电子控制器EL-1可包括空穴阻挡层。空穴阻挡层可包括例如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(BCP)和4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(Bphen)中的一种或多种。
第二发光单元EU-2可通过相对于电荷产生层CGL按顺序层压第二电子控制器EL-2、第二光发射器EML-2和第二空穴控制器HL-2来提供。包括在第二发光单元EU-2中的第二空穴控制器HL-2、第二光发射器EML-2和第二电子控制器EL-2可使用对上述第一发光单元EU-1的第一空穴控制器HL-1、第一光发射器EML-1和第一电子控制器EL-1的描述来描述。
在实施方式中，第一空穴控制器HL-1和第二空穴控制器HL-2可由彼此不同的空穴控制材料形成，或具有彼此不同的层压结构。当有机发光二极管是底部发射类型时，第二空穴控制器HL-2可提供为具有可比第一空穴控制器HL-1薄的厚度，以提高有机发光二极管的发光效能。
第二电子控制器EL-2可与第一电子控制器EL-1相同地组成。在实施方式中，第二电子控制器EL-2可由与第一电子控制器EL-1不同的电子传输材料形成，或第二电子控制器EL-2和第一电子控制器EL-1可具有彼此不同的层压结构。当例如有机发光二极管是底部发射类型时，第二电子控制器EL-2可提供为具有可比第一电子控制器EL-1薄的厚度，以提高有机发光二极管的发光效能。
第二光发射器EML-2可形成为单个层或多个(至少两个)层。第二光发射器EML-2可形成为包括至少一种主体材料和至少一种掺杂物材料。第二光发射器EML-2中的掺杂物可以是红色、绿色或蓝色的掺杂物。第一光发射器EML-1和第二光发射器EML-2可以是掺杂有具有彼此不同颜色的掺杂物材料的层，并且第一光发射器EML-1和第二光发射器EML-2可发射在彼此不同波长范围内的光。
由于例如上述实施方式的电荷产生层CGL的结构性质，当正向偏压施加在第一电极101和第二电极102之间时发射的光可以在与在施加反向偏压时发射的光不同的波长范围内。例如，当第一光发射器EML-1是掺杂有绿色掺杂物的层并且第二光发射器EML-2是掺杂有红色掺杂物的层时，当施加正向偏压时，有机发光二极管可发射绿色光。
当施加反向偏压时，有机发光二极管可发射红色光。在实施方式中，第一光发射器EML-1和第二光发射器EML-2可根据包括于其中的材料而发射相同颜色的光，并且也可发射具有与示例性列举的那些颜色不同颜色的光。
在根据实施方式的有机发光二极管中，电荷产生层CGL可布置在第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2之间，以使第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2可根据所施加偏压的方向操作以实现颜色转换。电荷产生层CGL可以是这样的结构，其中p型层可相对于空穴传输层对称地布置在其两侧。第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2的层压结构可关于电荷产生层CGL对称。
图2至图4示出了根据实施方式的有机发光二极管的剖视图。在图2至图4的以下描述中，不重复关于图1的重复描述，并且仅描述差别。
图2示出了根据实施方式的有机发光二极管的剖视图。在与图1相比时，图2中有机发光二极管的实施方式还可在电荷产生层CGL中包括至少一个n型层NL。n型层NL可布置在第一发光单元EU-1和第一有机层PL-1之间，和/或第二发光单元EU-2和第二有机层PL-2之间。图2示出了n型层NL包括在电荷产生层CGL的与第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2相邻的两侧上的情况。
例如，n型层NL可关于作为电荷产生层CGL中的中间层的空穴传输层HTL对称地布置，并且分别与第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2相邻。例如，图2中的电荷产生层CGL可以是其中n型层NL、与第一有机层PL-1对应的p型层、空穴传输层HTL、与第二有机层PL-2对应的p型层和n型层NL按顺序层压以形成多个有机层的结构。
n型层NL可包括至少一种主体材料和至少一种n型掺杂物。可使用基于硝酸盐的化合物、基于碳酸盐的化合物、基于磷酸盐的化合物或碱金属和碱土金属的基于8-羟基喹啉的化合物作为n型掺杂物材料。例如，可使用碳酸锂(Li2CO3)、8-羟基喹啉锂(Liq)、叠氮化锂(LiN3)、碳酸铷(Rb2CO3)、硝酸银(AgNO3)、硝酸钡(Ba(NO3)2)、硝酸锰(Mn(NO3)2)、硝酸锌(Zn(NO3)2)、硝酸铯(CsNO3)、碳酸铯(Cs2CO3)、氟化铯(CsF)和叠氮化铯(CsN3)中的一种作为n型掺杂物材料。
包括在电荷产生层CGL中的n型层NL可使电子能够容易地(例如，相对较容易地)从电荷产生层CGL传输至第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2，并且通过执行根据有机发光二极管的操作模式将所产生的电子传输至第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2的功能，n型层NL可提高有机发光二极管的效率。当如在图2的实施方式中电荷产生层CGL中进一步包括n型层NL时，也可从第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2中去除电子控制器EL-1和EL-2。
在根据图2中示出的实施方式的有机发光二极管中，电荷产生层CGL可提供为使得两侧关于空穴传输层HTL对称。例如，通过具有n型层NL/与第一有机层PL-1对应的p型层/空穴传输层HTL/与第二有机层PL-2对应的p型层/n型层NL的对称结构，电荷产生层CGL可使第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2能够根据施加偏压的方向被选择性地操作，并且可提供由于例如电荷产生层CGL的结构性质而可能能够容易地(例如，相对较容易地)转换颜色的有机发光二极管。
在图2中的实施方式中，第一发光单元EU-1中的第一光发射器EML-1可包括多个发光层。例如，第一发光单元EU-1可包括发光层EML-11和EML-12两者。发光层EML-11和EML-12二者可以是发射处于相同波长长度的颜色的发光层。例如，通过在这两个发光层EML-11和EML-12中使用彼此不同的主体材料和相同发光掺杂物，可发射具有相同颜色的光。
在实施方式中，第一光发射器EML-1可由发射具有彼此不同波长的光的多个层形成。例如，两个发光层EML-11和EML-12可提供为包括彼此不同的掺杂物。第一光发射器EML-1中的多个发光层中的一些发光层可被排除，或可提供为单个发光层。
根据图3中示出的实施方式的有机发光二极管可包括面向彼此布置的第一电极101和第二电极102，并且可包括布置在第一电极101上的第一发光单元EU-1、布置在第一发光单元EU-1上的电荷产生层CGL和布置在电荷产生层CGL上的第二发光单元EU-2。
图3中示出的实施方式中的电荷产生层CGL可包括多个有机层。与第一发光单元EU-1相邻的第一有机层和与第二发光单元EU-2相邻的第二有机层可分别是空穴传输层HTL-1和HTL-2，并且布置在第一有机层和第二有机层之间的第三有机层可以是p型层PL，以及电荷产生层CGL可具有其中空穴传输层HTL-1、p型层PL和空穴传输层HTL-2按顺序层压的结构。
在图3中的实施方式中，布置在第一电极101和电荷产生层CGL之间的第一发光单元EU-1可具有其中从第一电极101附近开始，第一电子控制器EL-1、第一光发射器EML-1和第一空穴控制器HL-1按顺序层压的结构。第二发光单元EU-2可具有其中从电荷产生层CGL附近开始，第二空穴控制器HL-2、第二光发射器EML-2和第二电子控制器EL-2按顺序层压的结构。在图3中示出的实施方式中，第一电极101或第二电极102可以是阴极，其为供应电子的电极。
在图3至图4中的实施方式中，可从第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2中去除空穴控制器HL-1和HL-2，并且从与第一电极101相邻的一侧开始，第一发光单元EU-1可提供为包括第一电子控制器EL-1和第一光发射器EML-1，或提供为还包括第一空穴控制器HL-1。第二发光单元EU-2可提供为包括布置在电荷产生层CGL上的第二光发射器EML-2和布置在第二光发射器EML-2上的第二电子控制器EL-2，或提供为还包括布置在电荷产生层CGL和第二光发射器EML-2之间的第二空穴控制器HL-2。
电荷产生层CGL可起到将空穴或电子传输至布置在两侧的发光单元EU-1和EU-2的作用。例如，在图3中的实施方式中，电荷产生层CGL可执行将空穴供应至两侧的发光单元EU-1和EU-2的功能。
在图3中的实施方式中，在电荷产生层CGL的p型层PL与空穴传输层HTL-1和HTL-2之间的界面中，电子和空穴的分离可由于例如能级的差异而发生。例如，当第一电极101具有比第二电极102高的电压时，电流可在从第一电极101至第二电极102的正向方向上流动，并且在电荷产生层CGL中，空穴可提供至第二发光单元EU-2侧。
当施加正向偏压时，在电荷产生层CGL中，作为第三有机层的p型层PL可具有比空穴传输层HTL-2(其为相邻于第二发光单元EU-2布置的第二有机层)高的电压电平。电子和空穴的分离可发生在该p型层PL和作为第二有机层的空穴传输层HTL-2之间的界面中，并且空穴可传输至第二发光单元EU-2。
当施加正向偏压时，空穴传输层HTL-1在与第一有机层对应的空穴传输层HTL-1和p型层PL之间可具有较高电压电平，在p型层PL和作为第一有机层的空穴传输层HTL-1之间的界面中，空穴和电子的分离效应可不发生，并且空穴至第一发光单元EU-1侧的传输可不发生。当正向偏压从第一电极101朝向第二电极102施加时，第二发光单元EU-2可操作，并且第一发光单元EU-1可不操作。
当其中电流从第二电极102朝向第一电极101流动的反向偏压被施加时，由于例如与上述机制相同的机制，第一发光单元EU-1可操作，并且第二发光单元EU-2可不操作。例如，当第二电极102具有比第一电极101高的电压电平时，电流可从第二电极102朝向第一电极101流动，并且在电荷产生层CGL中，电荷可供应至第一发光单元EU-1侧。
当施加反向偏压时，p型层PL(其为电荷产生层CGL中的中间层)可具有比与第一有机层对应的空穴传输层HTL-1高的电压电平。在作为第一有机层的空穴传输层HTL-1和p型层PL之间的界面中，电子和空穴的分离可发生，并且空穴可传输至第一发光单元EU-1。空穴传输层HTL-2在与第二有机层对应的空穴传输层HTL-2和p型层PL之间可具有较高电压电平，并且在作为第二有机层的空穴传输层HTL-2和p型层PL之间的界面中，空穴和电子的分离效应可不发生。空穴到第二发光单元EU-2侧的传输可不发生，并且当反向偏压从第二电极102至第一电极101被施加时，第一发光单元EU-1可操作，并且第二发光单元EU-2可不操作。
当第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2中的每个具有发射处于彼此不同波长范围的光的光发射器时，颜色转换可根据所施加偏压的方向在有机发光二极管中的一个中执行。
图4示出了根据实施方式的有机发光二极管的剖视图，其相对于图3中的实施方式在电荷产生层CGL中还包括p型层PL-2作为第四有机层和n型层NL作为第五有机层。
图4中的电荷产生层CGL包括n型层NL(其为第五有机层)作为中间层，并且p型层PL-1和PL-2以及空穴传输层HTL-1和HTL-2中的每个可布置成相对于第五有机层在其两侧上对称。例如，电荷产生层CGL可具有其中从第一发光单元EU-1附近开始，与第一有机层对应的空穴传输层HTL-1、与第三有机层对应的p型层PL-1、与第五有机层对应的n型层NL、与第四有机层对应的p型层PL-2和与第二有机层对应的空穴传输层HTL-2按顺序层压的结构。
如上文在图2的描述中所述的，n型层NL可包括至少一种主体材料和至少一种n型掺杂物。例如，可使用碳酸锂(Li2CO3)、8-羟基喹啉锂(Liq)、叠氮化锂(LiN3)、碳酸铷(Rb2CO3)、硝酸银(AgNO3)、硝酸钡(Ba(NO3)2)、硝酸锰(Mn(NO3)2)、硝酸锌(Zn(NO3)2)、硝酸铯(CsNO3)、碳酸铯(Cs2CO3)、氟化铯(CsF)和叠氮化铯(CsN3)中的一种作为n型掺杂物。
包括在电荷产生层CGL中的n型层NL可允许在p型层PL-1和PL-2与空穴传输层HTL-1和HTL-2之间的界面中分离的电子容易地放电到发光二极管的外部。例如，在图4中的实施方式中，由于例如电子和空穴在电荷产生层CGL中的p型层PL-1和PL-2与空穴传输层HTL-1和HTL-2之间的界面中的分离效应而分离的电子可能保留在发光二极管中而不对第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2的操作产生贡献，导致缩短二极管的寿命，并且通过在电荷产生层CGL中进一步包括n型层NL，在电荷产生层CGL中产生的电子可有效地传输至发光二极管的外部。
在根据图3和图4中的实施方式的发光二极管中，电荷产生层CGL可包括在第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2之间，以使第一发光单元EU-1或第二发光单元EU-2可根据施加偏压的方向选择性地操作。
当图3和图4中的实施方式中的电荷产生层CGL具有空穴传输层HTL-1/p型层PL/空穴传输层HTL-2或空穴传输层HTL-1/p型层PL-1/n型层NL/p型层PL-2/空穴传输层HTL-2的对称结构时，发光单元中的任一个可根据施加偏压的方向选择性地操作。例如，当第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2具有发射处于彼此不同波长范围内的光的光发射器时，颜色转换可容易地在发光二极管中的一个中执行。
在图1至图4中的实施方式中，第一发光单元EU-1和第二发光单元EU-2可被配置成具有相对于电荷产生层CGL在其两侧上对称的层压结构。
提供以下示例以突出一个或多个实施方式的特性，但应理解，示例中所述的有机发光二极管不应解释为限制实施方式的范围。此外，应理解，实施方式并不限于示例中所述的有机发光二极管的特定细节。
示例
在下文中，给出具有图2中示出的层压结构的有机发光二极管的制造方法的示例和通过根据该示例的制造方法提供的有机发光二极管的特性的详细描述。
<有机发光二极管的制造>
沉积铟锡氧化物(ITO)作为第一电极。通过按以下顺序层压而在ITO电极上形成第一发光单元。形成聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)作为空穴注入器，并且形成4,4'-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)作为空穴传输器。形成掺杂有绿色掺杂物的两个层作为第一光发射器。具体来说，形成其中4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)主体掺杂有铱、三[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC](Ir(ppy)3)绿色掺杂物的层和其中4,4’,N,N’-二咔唑基-联苯(CBP)主体掺杂有铱、三[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC](Ir(ppy)3)绿色掺杂物的层。使用1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯(TPBI)在第一光发射器上形成电子传输层作为第一电子控制器。
在第一发光单元上形成电荷产生层。电荷产生层通过按顺序层压其中2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(BCP)主体掺杂有氮化锂(Li3N)的n型层和其中氧化钼(VI)(MoO3)、TAPC、MoO3、BCP主体掺杂有Li3N的n型层来形成。
在电荷产生层上形成第二发光单元。第二发光单元使用TPBi作为电子控制器，并使用掺杂有面式-三(2-苯基)-双(2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶N,C’)(乙酰丙酮酸)Ir(III)(Bt2Ir(acac))掺杂物的CBP主体作为第二光发射器。通过沉积形成作为空穴传输器的TCTA和作为空穴注入器的MoO3。在第二发光单元上沉积银(Ag)作为第二电极。
<有机发光二极管的评估>
关于通过上述方法制造的根据实施方式的有机发光二极管，使用Keithley 236源测量单元和CS2000分光仪来证实有机发光二极管的操作和发光性质。
图5示出了在根据实施方式的有机发光二极管中在施加正向偏压时以及在施加反向偏压时根据所施加电压的电流密度的曲线图。图6示出了在根据实施方式的有机发光二极管中根据电流密度的电流效率的曲线图。参见图5和图6中的结果，发光二极管在施加正向偏压时以及在施加反向偏压时操作。
图7示出了在将正向偏压施加至根据实施方式的有机发光二极管以及在将反向偏压施加至根据实施方式的有机发光二极管时从有机发光二极管发射的光的发射光谱。图8示出了当施加正向以及施加反向偏压时从有机发光二极管发射的光的色坐标。
参考图7，当施加正向偏压时，发射峰在约500nm至约600nm处具有最大值，并且发射绿色光的第一发光单元操作。发射峰在施加反向偏压时比施加正向偏压时更朝向较长波长移动。当第二发光单元操作时，发射峰在约580nm至约650nm处呈现最大值。
图8示出了分别在施加正向偏压时和施加反向偏压时发射的光的色坐标。P1是施加正向偏压时发射的光的色坐标点并具有(0.387,0.590)的坐标值，并且证实为发射绿色光。P2是施加反向偏压时发射的光的色坐标点并具有(0.533,0.465)的坐标值，并且证实为发射橘红色光。
通过总结和回顾，有机发光二极管可包括阳极，以及可按顺序布置在阳极上的空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。空穴传输层、发光层和电子传输层可以是包括有机化合物(例如，由有机化合物组成)的有机薄膜。配置成在有机发光二极管中包括多个发光层的结构被公开。当多个发光层层压在单个二极管中时，仅可发射单个颜色的光，并且可能难以在单个二极管中转换颜色。
本公开可提供包括多个发光单元以使得在单个二极管中能够转换颜色的有机发光二极管。
在根据实施方式的有机发光二极管中，多个发光单元可包括在单个发光二极管中，并且电荷产生层可布置在多个发光单元之间，以使多个发光单元之中的发光单元中的一个可根据施加偏压的方向操作，并且颜色转换在光发射器被配置成使得从多个发光单元发射的光的波长范围不同时可行。
通过将可将电子或空穴供应至发光单元中的每个的电荷产生层布置在层压的发光单元之间，根据实施方式的有机发光二极管可改变施加偏压的方向，并且可使的单个二极管中的颜色转换能够容易地(例如，相对较容易地)进行。
根据实施方式的有机发光二极管可提供电荷产生层的层压结构，其中该电荷产生层的层压结构使得电荷能够发射到分别布置在电荷产生层的每一侧上的发光单元，并且层压的发光单元中的一个可根据施加至有机发光二极管的偏压的方向选择性地操作。
可提供有机发光二极管，其中颜色可通过选择性地操作发光单元而在单个二极管中转换。
本文中已公开了实例性实施方式，并且虽然采用特定用语，但其仅以一般性和描述性意义使用和解释并非出于限制目的。在一些情况下，如本领域技术人员在提交本申请时将显而易见的，除非另外具体指出，否则结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可单独使用或可与结合其它实施方式描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不背离如在所附权利要求书中陈述的本发明的精神和范围的情况下可作出各种形式和细节上改变。
Claims (10)
1.有机发光二极管，包括：
第一电极；
第一发光单元，位于所述第一电极上；
电荷产生层，位于所述第一发光单元上，所述电荷产生层包括多个有机层；
第二发光单元，位于所述电荷产生层上；以及
第二电极，位于所述第二发光单元上，
所述电荷产生层的所述多个有机层包括：
第一有机层和第二有机层，分别与所述第一发光单元和所述第二发光单元相邻；以及
第三有机层，位于所述第一有机层和所述第二有机层之间，
所述第一有机层和所述第二有机层两者同为p型层和空穴传输层中的一个，并且所述第三有机层是所述p型层和所述空穴传输层中的另一个。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中：
所述第一有机层和所述第二有机层两者均为p型层，并且
所述第三有机层是所述空穴传输层。
3.如权利要求2所述的有机发光二极管，其中：
所述电荷产生层还包括一个或多个n型层，以及
所述一个或多个n型层位于所述第一有机层和所述第一发光单元之间，或位于所述第二有机层和所述第二发光单元之间。
4.如权利要求2所述的有机发光二极管，其中：
所述第一发光单元包括位于所述第一电极上的第一空穴控制器、位于所述第一空穴控制器上的第一光发射器和位于所述第一光发射器上的第一电子控制器；以及
所述第二发光单元包括位于所述电荷产生层上的第二电子控制器、位于所述第二电子控制器上的第二光发射器和位于所述第二光发射器上的第二空穴控制器。
5.如权利要求4所述的有机发光二极管，其中，所述第一光发射器和所述第二光发射器发射具有彼此不同波长的光。
6.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中：
所述第一有机层和所述第二有机层两者均为空穴传输层，并且
所述第三有机层是所述p型层。
7.如权利要求6所述的有机发光二极管，其中，所述电荷产生层还包括第四有机层和第五有机层，所述第四有机层是所述p型层，所述第五有机层是n型层。
8.如权利要求7所述的有机发光二极管，其中：
所述第五有机层是所述电荷产生层的中间层；
所述第三有机层位于所述第五有机层和所述第一有机层之间；以及
所述第四有机层位于所述第五有机层和所述第二有机层之间。
9.如权利要求6所述的有机发光二极管，其中：
所述第一发光单元包括位于所述第一电极上的第一电子控制器和位于所述第一电子控制器上的第一光发射器；以及
所述第二发光单元包括位于所述电荷产生层上的第二光发射器和位于所述第二光发射器上的第二电子控制器。
10.如权利要求9所述的有机发光二极管，其中，所述第一光发射器和所述第二光发射器发射具有彼此不同波长的光。
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