有机发光二极管的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0042916号的优先权和权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及有机发光二极管，更具体地，涉及感知来自有害波长辐射的最小损害的有机发光二极管。

背景技术：

近来，包括有机发光二极管的显示装置变得越来越受欢迎。随着更多人使用包括有机发光二极管的显示装置，显示装置相比以前在更宽范围的环境中使用。

然而，在包括有机发光二极管的显示装置中，有机发光层容易被环境要素损害。这导致不期望的短产品寿命。需要一种可用于各种环境中并且提供优异的光效率而不易受环境要素损伤的显示装置。

在背景技术部分中公开的上述信息用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不形成对于本领域普通技术人员来说在本国内已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

示例性实施方式提供一种防止被有害波长劣化的有机发光二极管。

根据所描述的技术的示例性实施方式的有机发光二极管包括：第一电极；重叠于第一电极的第二电极；在第一电极和第二电极之间的有机发光层；以及在第二电极上的覆盖层，其中所述覆盖层对于波长为405nm的光具有0.25或更大的吸收率。

覆盖层在430nm波长处可以具有小于0.25的吸收率。

覆盖层可以满足以下条件：

k1-k2>0.10

其中k1是405nm波长处的吸收率，并且k2是430nm波长处的吸收率。

覆盖层在430nm至470nm的波长范围内可以具有2.0或更大的折射率。

有机发光层可以包括蓝色发光层，并且蓝色发光层中包括的蓝色发光材料的发光光谱峰波长可以为430nm至500nm。

第二电极在430nm至500nm的波长范围内可以具有20％或更大的透光率。

有机发光层可以包括蓝色发光层、红色发光层和绿色发光层，并且覆盖层可以分别重叠于蓝色发光层、红色发光层和绿色发光层。

覆盖层可以包括碳原子和氢原子，并且可以包括选自包括芳族烃化合物、芳族杂环化合物和胺化合物的组中的至少一种，所述芳族烃化合物、芳族杂环化合物和胺化合物包括取代基，所述取代基具有包括氧原子、硫原子、氮原子、氟原子、硅原子、氯原子、溴原子和碘原子的组中的至少一种。

覆盖层可以具有200nm或更小的厚度。

覆盖层在405nm波长处可以具有1.0或更小的吸收率。

覆盖层可以阻挡50％或更多的405nm波长的光。

有机发光层可以与代表不同颜色的多个层组合以发射白光。

多个层可以包括其中沉积2个层或3个层的结构。

根据示例性实施方式，通过阻挡有害波长区域的光，可以防止有机发光层的劣化，并且有机发光二极管的蓝色发光效率可以不变差。

附图说明

图1为示意性地示出根据本发明所描述的技术的示例性实施方式的有机发光二极管的结构的视图。

图2为示意性地示出根据本发明所描述的技术的另一示例性实施方式的有机发光二极管的结构的视图。

图3为示出对应于示例性实施方式1的覆盖层材料的吸收率、折射率、透过率和日光光谱的图。

图4为示出对应于对比例1的覆盖层材料的吸收率、折射率、透过率和日光光谱的图。

<符号说明>

110：第一电极

120：第二电极

130r：红色发光层

130r’：红色共振辅助层

130g：绿色发光层

130g’：绿色共振辅助层

130b：蓝色发光层

bil：辅助层

140：覆盖层

150：像素限定层

160：空穴传递层

170：电子传递层

具体实施方式

将在下文中参考附图更全面地描述所描述的技术，在附图中示出了示例性实施方式。如本领域技术人员将理解的，可以用各种不同的方式改变所描述的实施方式，而都不背离所描述的技术的精神或范围。

为了清楚地解释所描述的技术，省略了与所描述的技术不直接相关的方面或部分，并且整个说明书通篇相同的附图标记附属于相同或类似的组成元件。

此外，为了更好地理解和容易描述，任意地示出附图中所示的每个配置的尺寸和厚度，而所描述的技术不限于此。在附图中，为了清楚起见，层、膜、板、区等的厚度被放大。在附图中，为了更好地理解和易于描述，一些层和区域的厚度可以被放大。

应当理解，当比如层、膜、区或基板的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”时，不存在中间元件。另外，在本说明书中，词语“在……上面”或者“在……上方”意为放置于对象部分之上或之下，而不一定意为基于重力方向放置于对象部分的上侧。

此外，除非明确地相反地描述，否则词语“包括(comprise)”及变化形式(比如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”)将理解为意指包括所述的元件，但不排除任何其它元件。

另外，在本说明书中，短语“平面上的”意为从顶部观察对象部分，短语“截面上的”意为观察从侧面垂直切割的对象的部分。

图1为示意性地示出根据本示例性实施方式的有机发光二极管的结构的视图。如图1所示，根据本示例性实施方式的有机发光二极管包括第一电极110、第二电极120、有机发光层130和覆盖层140。

第一电极110形成在基板上并且可以起到阳极的作用，以将电子发射到有机发光层130中。然而，第一电极110不限于此，并且当第二电极120起到阳极的作用时，第一电极110可以为阴极。

根据本示例性实施方式的有机发光二极管可以是顶部发射有机发光二极管。因此，第一电极110可以用作不将从有机发光层130发射的光发射到后表面的反射层。此处，反射层意为具有反射从有机发光层130发射的光以便通过第二电极120发射到外部的特性的层。反射特性可意味着入射光的反射率为约70％或更大至约100％或更小，或约80％或更大至约100％或更小。

根据本示例性实施方式的第一电极110可以包括银(ag)、铝(al)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、钛(ti)、金(au)、钯(pd)或其合金，用作反射层同时具有阳极功能，并且可以为银(ag)/氧化铟锡(ito)/银(ag)或氧化铟锡(ito)/银(ag)/氧化铟锡(ito)的三层结构。

如后面所述，第二电极120被设置为经由其与第一电极110之间插入的有机发光层130重叠于第一电极110。根据本示例性实施方式的第二电极120可以起到阴极的作用。然而，其不限于此，并且当第一电极110起到阴极的作用时，第二电极120可以为阳极。

根据本示例性实施方式的第二电极120可以为用于将从有机发光层130发射的光发射到外部的透反射电极。此处，透反射电极意为具有将部分入射光透射到第二电极120且将剩余部分的光反射到第一电极110的透反射特性的电极。此处，透反射特性可以意味着对于入射光的反射率为大于等于约0.1％且小于等于约70％，或大于等于约30％且小于等于约50％。

根据本示例性实施方式的第二电极120可以包括具有透反射特性并同时具有导电性的氧化物比如ito或izo，或者银(ag)、镁(mg)、铝(al)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、钛(ti)、金(au)、钯(pd)或合金。

在这种情况下，本示例性实施方式的第二电极120可以顺利地将从有机发光层130发射的光向外部发射，特别地，为了顺利地发射蓝色光，对于430nm至500nm波长的光可以具有约20％或更大的透光率。这是通过根据本示例性实施方式的有机发光二极管实现颜色的最小透光率，并且更接近100％是优选的。

在有机发光层130中，分别从第一电极110和第二电极120传递的空穴和电子相遇，从而形成激子以发光。在图1中，有机发光层130包括蓝色发光层130b，并且还可以包括红色发光层130r和绿色发光层130g，或者可以具有单层结构，其中蓝色发光层130b、红色发光层130r和绿色发光层130g分别设置在第一电极110上的相同的层中。

蓝色、红色和绿色是实现颜色的三原色，并且它们的组合可以实现各种颜色。蓝色发光层130b、红色发光层130r和绿色发光层130g分别形成蓝色像素、红色像素和绿色像素。蓝色发光层130b、红色发光层130r和绿色发光层130g可以设置在第一电极110的上表面上。

在第一电极110和有机发光层130之间可以进一步包括空穴传递层160。空穴传递层160可以包括空穴注入层和空穴传输层中的至少一个。空穴注入层有利于从第一电极110注入空穴，并且空穴传输层传输来自空穴注入层的空穴。空穴传递层160可以由双层形成(其中空穴传输层形成在空穴注入层上)，并且可以由单层形成(其中将形成空穴注入层的材料和形成空穴传输层的材料混合)。

在第二电极120和有机发光层130之间可以进一步包括电子传递层170。电子传递层170可以包括电子注入层和电子传输层中的至少一个。电子注入层有利于从第二电极120注入电子，并且电子传输层传输从电子注入层传递的电子。电子传递层170可以由双层形成(其中电子传输层形成在电子注入层上)，并且可以由单层形成(其中将形成电子注入层的材料和形成电子传输层的材料混合)。

然而，本发明构思不限于此，并且根据示例性变化方式的有机发光二极管可以包括具有多层结构的有机发光层130。该有机发光层130将参考图2进一步描述。

图2示意性地示出根据所描述的技术的另一示例性实施方式的包括具有多层结构的有机发光层130的有机发光二极管。

在图2所示的示例性实施方式中，除了有机发光层130之外的配置与根据参照图1描述的示例性实施方式的有机发光二极管的配置类似。因此，第一电极110和第二电极120被设置为是重叠的，有机发光层130在第一电极110和第二电极120之间，并且覆盖层140在第二电极120上。

在这种情况下，根据本示例性实施方式的有机发光层130通过沉积多个层130a、130b和130c形成。有机发光层130的层130a、130b和130c分别表示不同的颜色，从而通过组合发射白色光。

如图2所示，根据本示例性实施方式的有机发光层130可以具有其中沉积三个层130a、130b和130c的三层结构；然而，本发明构思不限于此，且有机发光层130可以具有由两个层构成的结构。

作为一个示例，三层结构的有机发光层130可以包括蓝色发光层130a、黄色发光层130b和蓝色发光层130c。然而，这不是对其所公开的构思的限制，并且在所描述的技术的示例性实施方式范围内可以包括任何能够通过颜色组合发射白光的发光层。

而且，虽然在图中未示出，但在两层结构的有机发光层的情况下，所述两层结构可以包括蓝色发光层和黄色发光层。

此外，虽然在图中未示出，但是电荷产生层可以在图2的多个层130a、130b和130c中的相邻层之间。

在使用根据本示例性实施方式的有机发光二极管的显示装置中，为了将发射的白光转换为其它颜色，可以进一步包括设置在第二电极120上的滤色层。

例如，滤色层可以将通过第二电极120的白光转换为蓝色、红色或绿色，并且为此，可以包括分别对应于有机发光二极管的多个子像素的多个子滤色层。滤色层转换从第二电极120发射的光的颜色，使得如果滤色层仅设置在第二电极120上，则各种位置设计可以是可能的。

为了保护显示装置免受外部湿气或氧气的影响，滤色层可以设置在封装层之上或之下，并且滤色层的各种布置结构是可能的，使得可以将本示例性实施方式的实施范围应用到这些布置结构。

除了通过包括由堆叠在彼此之上的多个层130a、130b和130c构成的有机发光层130来发射白光之外，图2所示的根据示例性实施方式的有机发光二极管与图1所示的示例性实施方式相同。因此，下面参照图1所示的有机发光二极管进行描述。对于有机发光二极管的以下描述可以同样地应用于图2所示的示例性实施方式。

包括在根据本示例性实施方式的蓝色发光层130b中的蓝色发光材料在光致发光(pl)光谱中具有约430nm至500nm的峰波长的范围。

如图1所示，用于提高蓝色发光层130b的效率的辅助层bil可以在蓝色发光层130b之下。辅助层bil可以具有通过控制空穴电荷平衡来提高蓝色发光层130b的效率的功能。

同样地，如图1所示，红色共振辅助层130r'和绿色共振辅助层130g'可以分别在红色发光层130r和绿色发光层130g之下。添加红色共振辅助层130r'和绿色共振辅助层130g'以便匹配每种颜色的共振距离。或者，单独的共振辅助层可以不形成在蓝色发光层130b和辅助层bil之下。

像素限定层150可以在第一电极110上。如图1所示，像素限定层150分别在蓝色发光层130b、红色发光层130r和绿色发光层130g之间，从而针对每种颜色划分发光层。

覆盖层140形成在第二电极120上，以控制元件的光路的长度，从而调整光学干涉距离。在这种情况下，如图1所示，不同于辅助层bil、红色共振辅助层130r'和绿色共振辅助层130g'，根据本示例性实施方式的覆盖层140可以被共同地包括在蓝色像素、红色像素和绿色像素中的每一个中。

根据本示例性实施方式的有机发光层130(特别地，对暴露于比如日光的光的反应)被405nm附近的波长损害，使得有机发光二极管的性能可能被变差。因此，405nm是造成有机发光二极管变差的光的波长，并且在本文中将被称为“有害波长”。

根据本示例性实施方式的覆盖层140通过包括阻挡入射到有机发光层130的光中的405nm附近(其为有害波长区域)的光的材料来形成，以防止包括在有机发光二极管中的有机发光层130的劣化。

根据本示例性实施方式的覆盖层140可以包括满足以下公式1的材料。

k1-k2>0.10[公式1]

在公式1中，k1为具有405nm波长的光的吸收率，且k2为具有430nm波长的光的吸收率。

为了阻挡作为有害波长区域的405nm区域的光，根据本示例性实施方式的覆盖层140可以具有0.25或更大的k1作为405nm处的吸收率。当k1小于0.25时，根据本示例性实施方式的覆盖层140不能有效地阻挡有害波长区域的405nm波长的光，使得难以获得防止有机发光层130劣化的效果。

根据本示例性实施方式，在通过将有机材料沉积在硅基板上作为具有70nm厚度的薄膜的来形成根据本示例性实施方式的覆盖层140之后，使用filmetricsf10-rt-uv设备测量吸收率k1和k2以及下述折射率的值。

随着k1增加，在有害波长区域的405nm处的更多的光被阻挡。作为本示例性实施方式的一个示例，可以选择形成覆盖层140的材料使得k1为0.8或更小，并且优选地，可以选择形成覆盖层140的材料使得k1为1.0或更小。然而，这仅是一个示例，并且形成覆盖层140的材料的选择范围可以通过考虑各种因素比如覆盖层140的厚度和使用环境来确定。

另一方面，根据本示例性实施方式的有机发光层130对于作为蓝色光的430nm波长的光具有高透过率，同时阻挡作为在有害波长区域中的405nm波长的光。因而，在不削弱蓝色系列光的效率的情况下阻挡有害波长。为此，对于作为蓝色系列光的波长的430nm波长的光，根据本示例性实施方式的覆盖层140可以具有小于0.25的吸收率k2。

当k2大于0.25时，被覆盖层140吸收的蓝色光的比率增加，使得可能难以通过根据本示例性实施方式的有机发光二极管实现各种颜色。

当k2更接近0时，被覆盖层140吸收的蓝色光的比率减小，使得蓝色光的效率可以增加。

在这种情况下，根据本示例性实施方式的覆盖层140可以包括对于蓝色系列光具有高折射率的材料。这样，不削弱蓝色区域中的发光效率。具体地，根据本示例性实施方式的覆盖层140在430nm至470nm的波长范围内可以具有2.0或更大的折射率。如果覆盖层140的折射率增加，则可以通过折射进一步产生共振效应，使得可以提高发光效率。

为了平稳地产生共振效应，根据本示例性实施方式的覆盖层140可以具有200nm或更小(不包括0)的厚度。作为一个示例，可以形成具有60nm至80nm的厚度的覆盖层140，但是本发明构思不限于此。

在以上公式1中，优选的是k1和k2之间的差大。因此，在式1中，k1和k2之间的差可以大于0.1，这是对于作为有害波长区域的405nm波长的光的吸收率k1与对于作为蓝色系列光的波长区域的430nm波长的光的吸收率k2之间的差的下限。

在k1和k2之间的差小于0.1的情况下，有害波长区域的光仍然可以被阻挡，但是蓝色光的发光效率将可能降低。或者，可以保持蓝色光的发光效率，但是可能不能有效地阻挡有害波长区域的光，以至于不可能防止有机发光层130的劣化。

因此，为了获得期望水平的蓝色光的发光效率同时有效地阻挡有害波长区域中的光，优选的是，对于有害波长区域的405nm波长的光的吸收率k1与对于蓝色光的波长区域的430nm波长的光的吸收率k2之间的差大于0.1。随着差k1-k2增加，蓝色区域的光的吸收率减小，同时有害波长区域的大百分比的光被吸收，使得总效率可以提高。进一步优选的是，对于有害波长区域的405nm波长的光的吸收率k1与对于蓝色光的波长区域的430nm波长的光的吸收率k2之间的差大于0.3，并且更优选地，对于有害波长区域的405nm波长的光的吸收率k1与对于蓝色光的波长区域的430nm波长的光的吸收率k2之间的差大于0.5。k1和k2之间的差越大，蓝色区域的透光率可以越高，同时更多的有害波长区域的光被吸收。

因此，可以证实，对于有害波长区域的405nm波长的光的吸收率k1与对于蓝色光的波长区域的430nm波长的光的吸收率k2之间的差大于0.1是能够保持蓝色区域光的透射效率同时吸收有害波长区域的光的最低值的阈值。

作为包括碳原子和氢原子的有机材料的根据本示例性实施方式的覆盖层140可以包括选自包括芳族烃化合物、芳族杂环化合物和胺化合物的组中的至少一种，所述芳族烃化合物、芳族杂环化合物和胺化合物包括取代基，所述取代基具有选自包括氧原子、硫原子、氮原子、氟原子、硅原子、氯原子、溴原子和碘原子的组中的至少一种。

可以用作根据本示例性实施方式的覆盖层140的化合物的具体示例可以为根据下面的化学式1至化学式7的材料。

化学式1

化学式2

化学式3

化学式4

化学式5

化学式6

化学式7

在下文中，为了证实根据本示例性实施方式的有机发光二极管的效果，在化学式1至化学式7中，选择化学式1至化学式6作为示例性实施方式1至示例性实施方式6，并且选择比如化学式8和化学式9的材料作为对比例1和对比例2，以测量吸收率、折射率和阻挡率，并确认阻挡效果。

化学式8

化学式9

图3为示出对应于示例性实施方式1的覆盖层材料的吸收率、折射率、透过率和日光光谱的图，并且图4为示出对应于对比例1的覆盖层材料的吸收率、折射率、透过率和日光光谱的图，同时测量了对应于示例性实施方式1至示例性实施方式6以及对比例1和对比例2的每种材料的吸收率、折射率和阻挡率，且计算结果汇总于表1中。“阻挡率”意味着“(入射光-透射光)/入射光×100％”。

(表1)

如表1中描述的，根据对比例1和对比例2的用于覆盖层140的材料在405nm波长处具有小于0.25的吸收率k1。k2为0的对比例1满足本示例性实施方式的条件。然而，在对比例1中在450nm波长处的折射率n小于2，并且根据公式1的k1和k2之间的差小于0.1。在对比例1中，除了k2之外根据本示例性实施方式的覆盖层140的条件没有被全部满足。在对比例2中，k2为0，并且根据公式1的k1和k2之间的差大于0.1，然而材料具有0.248的吸收率k1，其小于0.25。

在这种情况下，基于对比例1阻挡有害波长区域的405nm波长的光的阻挡率，相对地计算示例性实施方式1至示例性实施方式6和对比例2的阻挡率，并将其描述为阻挡效应。

即使像对比例2一样满足全部其他条件而只是k1小于0.25，也可以证实与对比例1相比，阻挡有害波长区域的405nm波长的阻挡效果提高了20％或更大。

然而，如表1所示，在示例性实施方式1至示例性实施方式6的情况中，可以证实与对比例1相比，以最小超过50％的比率发挥阻挡有害波长区域的405nm波长的光的效果。

而且，当将对比例1与示例性实施方式1至示例性实施方式6进行比较时，参考其中阻挡效果被测量为最低的示例性实施方式3，其与对比例1相比提高了57％，可以证实示例性实施方式3相对于对比例1阻挡效果提高了多于一半。

接下来，在将包括根据示例性实施方式1至示例性实施方式6以及对比例1和对比例2的覆盖层140的有机发光二极管暴露于包括有害波长区域的405nm波长的光源持续预定的时间时，包括在有机发光二极管中的有机发光层130的劣化程度的比较结果描述于表2。根据本示例性实施方式使用的光源是发射类似于日光光谱的人造光的人造日光源。

(表2)

如在0周期暴露时间中测量的，每个样品被制造为具有7200k的色温。接下来，如果每个样品暴露于包括有害波长区域的405nm波长的光源持续预定的时间，则包括在每个样品中的有机发光层130被有害波长损坏，从而色温变化。因此，可以认为当色温变化量大时，有机发光层130的劣化大量地产生。

如表2所示，在对比例1和对比例2的情况中，温度变化大于400k。当色温变化量为400k或更大时，白色变化可以被用户或者通过肉眼检测到，从而认为样品是缺陷板。相反，在示例性实施方式1至示例性实施方式6的情况中，色温的变化小，在10k至80k的范围内，这与能够通过肉眼检测到的色温变化量的400k非常不同。

因此，与对比例1和对比例2相比，作为有害波长区域的405nm波长的光被示例性实施方式1至示例性实施方式6中包括的覆盖层140阻挡。覆盖层140的存在减少了有机发光层130的劣化。

在上文中，已经描述了根据本示例性实施方式的有机发光二极管。根据所描述的技术，可以通过阻挡有害波长区域的光来防止有机发光层130的劣化，并且可以提供其中不变差蓝色发光效率的有机发光二极管。

尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而相反，旨在覆盖在所附权利要求书的精神和范围内包括的各种修改和等同布置。