发光二极管和包括该发光二极管的显示装置的制作方法

发光二极管和包括该发光二极管的显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月3日提交的韩国专利申请第10
‑
2020
‑
0026766号的优先权和权益，其全部内容通过引用由此并入。
技术领域
3.本公开的实施方式涉及发光二极管和包括该发光二极管的显示装置，并且例如涉及含有低折射发射层的发光二极管和包括该发光二极管的显示装置。


背景技术：

4.正在开发各种显示装置比如电视、移动电话、平板电脑、导航装置和用于多媒体装置的游戏控制台。这些显示装置使用所谓的自发光显示二极管，其中在对电极之间的发射层中包括有机化合物和/或量子点等的发光材料发光以实现显示。
5.在显示装置中应用发光二极管时，存在对于具有高发光效率和长使用寿命的发光二极管的需求，并且对于能够稳定地获得这种特性的发光二极管的结构的开发正在持续进行研究。


技术实现要素：

6.本公开的实施方式提供了展示卓越的光提取效率的发光二极管。
7.本公开的实施方式还提供了包括具有高发光效率的发光二极管的显示装置。
8.本公开的实施方式提供了发光二极管，其包括：第一电极；在第一电极的上部上且具有第一折射率的空穴传输区；在空穴传输区的上部上且具有小于第一折射率的第二折射率的发射层；在发射层的上部上的电子传输区；以及在电子传输区的上部上的第二电极。
9.在实施方式中，第一折射率和第二折射率之间的差可大于0.1。
10.在实施方式中，第一折射率可为1.7至2.2，并且第二折射率可为1.2至1.7。
11.在实施方式中，发射层可包括有机材料和有机发光材料，有机材料具有1.2至1.7的折射率。
12.在实施方式中，发射层可包括直接在空穴传输区的上部上的第一发射层和在第一发射层的上部上的第二发射层，其中第一发射层可具有第二折射率。
13.在实施方式中，第二发射层可具有第三折射率，其中第三折射率可等于或大于第二折射率。
14.在实施方式中，第三折射率可在1.2至2.0的范围内。
15.在实施方式中，第一发射层与第二发射层的厚度比可在1:9至9:1的范围内。
16.在实施方式中，第一发射层的厚度和第二发射层的厚度之和可在10nm至60nm的范围内。
17.在实施方式中，第一发射层和第二发射层可发射具有相同中心波长的光。
18.在实施方式中，空穴传输区可包括直接在发射层的下部上的第一空穴传输层和在
第一空穴传输层的下部上的第二空穴传输层，其中第一空穴传输层可具有第一折射率。
19.在实施方式中，第一电极可为反射电极，并且第二电极可为透射电极或透反射电极。
20.在实施方式中，发光二极管可进一步包括在第二电极的上部上的封盖层。
21.本公开的实施方式提供了发光二极管，其包括：第一电极；在第一电极的上部上且具有第一折射率的空穴传输区；在空穴传输区的上部上且具有第二折射率的第一发射层；在第一发射层的上部上的第二发射层；在第二发射层的上部上的电子传输区；以及在电子传输区的上部上的第二电极，其中第一折射率比第二折射率大0.1或更大。
22.本公开的实施方式提供了显示装置，其包括多个发光二极管，多个发光二极管中的每一个包括：第一电极；在第一电极的上部上且具有第一折射率的空穴传输区；在空穴传输区的上部上且具有小于第一折射率的第二折射率的发射层；在发射层的上部上的电子传输区；以及在电子传输区的上部上的第二电极，其中多个发光二极管发射具有不同中心波长的光。
附图说明
23.包括所附附图以提供对本公开的主题的进一步理解，并且所附附图被并入且构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的示例性实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
24.图1为示出根据本公开的实施方式的电子装置的透视图；
25.图2为根据本公开的实施方式的显示装置的平面图；
26.图3为沿着图2的线i
‑
i’截取的显示装置的横截面图；
27.图4为根据本公开的实施方式的发光二极管的横截面图；
28.图5为根据本公开的实施方式的发光二极管的横截面图；
29.图6为根据本公开的实施方式的发光二极管的横截面图；
30.图7为根据本公开的实施方式的发光二极管的横截面图；
31.图8为比较对比例1和实施例1的发光二极管，示出发光二极管的效率特性的图；
32.图9为比较对比例2和实施例2的发光二极管，示出发光二极管的效率特性的图；并且
33.图10为比较对比例3和实施例3的发光二极管，示出发光二极管的效率特性的图。
具体实施方式
34.本公开的主题可具有各种修改方式并且可以不同的形式体现，并且将参考所附附图更详细地解释示例实施方式。然而，本公开的主题可以不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，包括在本公开的精神和技术范围内的所有修改方式、等同方式和取代方式应该包括在所附权利要求中。
35.在本描述中，应当理解，当元件(区、层或部分等)被称为在另一元件“上”、“连接到”或“偶联到”另一元件时，它可以直接在另一元件上，直接连接到或偶联到另一元件，或者中间的第三元件可以在它们之间。
36.相同的附图标记通篇指相同的元件。而且，在附图中，为了有效描述技术内容，元
件的厚度、比率和尺寸可被放大。
37.术语“和/或”包括相关配置可限定的一个或多个的所有组合。
38.应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可在本文用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的示例实施方式的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件。单数形式的术语可包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
39.另外，诸如“下面”、“下”、“上面”和“上”等术语用于描述附图中显示的配置的关系。这些术语是作为相对概念使用的，并参照附图中指示的方向进行描述。
40.除非另外限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。还应理解，在常用词典中限定的术语应该被解释为具有与相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且在本文被明确限定，除非它们以理想的或过于正式的含义被解释。
41.应理解，术语“包括”或“具有”旨在指定叙述的特征、整数、动作、操作、元件、组件或其组合在本公开中的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、动作、操作、元件、组件或其组合的存在或添加。
42.在本描述中，短语“键合到相邻基团以形成环”可指示某个键合到相邻基团以形成取代或未取代的烃环或者取代或未取代的杂环。烃环包括脂族烃环和芳族烃环。杂环包括脂族杂环和芳族杂环。烃环和杂环可为单环的或多环的。此外，通过彼此键合形成的环可连接到另一个环以形成螺环结构。
43.在本描述中，术语“相邻基团”可意指取代了与被相应取代基取代的原子直接相连的原子的取代基，取代了被相应取代基取代的原子的另一个取代基，或者在空间位置上最靠近相应取代基的取代基。例如，1,2
‑
二甲基苯中的两个甲基可解释为彼此的“相邻基团”，并且1,1
‑
二乙基环戊烷中的两个乙基可解释为彼此的“相邻基团”。
44.在本描述中，卤原子的实例可包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
45.在本描述中，烷基可为直链烷基、支链烷基或环烷基。烷基中碳的数量可为1至50、1至30、1至20、1至10或1至6。烷基的实例可包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2
‑
乙基丁基、3,3
‑
二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1
‑
甲基戊基、3
‑
甲基戊基、2
‑
乙基戊基、4
‑
甲基
‑2‑
戊基、正己基、1
‑
甲基己基、2
‑
乙基己基、2
‑
丁基己基、环己基、4
‑
甲基环己基、4
‑
叔丁基环己基、正庚基、1
‑
甲基庚基、2,2
‑
二甲基庚基、2
‑
乙基庚基、2
‑
丁基庚基、正辛基、叔辛基、2
‑
乙基辛基、2
‑
丁基辛基、2
‑
己基辛基、3,7
‑
二甲基辛基、环辛基、正壬基、正癸基、金刚烷基、2
‑
乙基癸基、2
‑
丁基癸基、2
‑
己基癸基、2
‑
辛基癸基、正十一烷基、正十二烷基、2
‑
乙基十二烷基、2
‑
丁基十二烷基、2
‑
己基十二烷基、2
‑
辛基十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、2
‑
乙基十六烷基、2
‑
丁基十六烷基、2
‑
己基十六烷基、2
‑
辛基十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、2
‑
乙基二十烷基、2
‑
丁基二十烷基、2
‑
己基二十烷基、2
‑
辛基二十烷基、正二十一烷基、正二十二烷基、正二十三烷基、正二十四烷基、正二十五烷基、正二十六烷基、正二十七烷基、正二十八烷基、正二十九烷基、正三十烷基等。
46.在本描述中，术语“芳基”意指衍生自芳族烃环的任何官能团或取代基。芳基可为单环芳基或多环芳基。芳基中的成环碳原子的数量可为6至60、6至30、6至20或6至15。芳基
的实例可包括苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、五联苯基、六联苯基、三亚苯基、芘基、苯并荧蒽基、1,2
‑
苯并菲基等，但是芳基不限于此。
47.在本描述中，芴基可被取代，并且两个取代基可彼此组合以形成螺结构。取代的芴基的实例如下：
[0048][0049]
然而，本公开的实施方式不限于此。
[0050]
在本描述中，杂芳基可包括b、o、n、p、si和s中的至少一种作为杂原子。当杂芳基含有两个或更多个杂原子时，两个或更多个杂原子可彼此相同或不同。杂芳基可为单环杂芳基或多环杂芳基。杂芳基中成环碳原子的数量可为2至60、2至30、2至20或2至10。杂芳基的实例可包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、n
‑
芳基咔唑基、n
‑
杂芳基咔唑基、n
‑
烷基咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、吩噻唑基、吩噻嗪基、二苯并噻咯基、二苯并呋喃基等，但是杂芳基不限于此。
[0051]
在本描述中，对于芳基的上面描述可应用于亚芳基，不同之处为亚芳基为二价基团。对于杂芳基的上面描述可应用于亚杂芳基，不同之处为亚杂芳基为二价基团。
[0052]
在本描述中，甲硅烷基包括烷基甲硅烷基和芳基甲硅烷基。甲硅烷基的实例可包括但不限于三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等。
[0053]
在本描述中，胺基中碳原子的数量没有具体限制，但是可为1至30。胺基可包括烷基胺基、芳基胺基或杂芳基胺基。胺基的实例可包括但不限于甲基胺基、二甲基胺基、苯基胺基、二苯基胺基、萘基胺基、9
‑
甲基
‑
蒽基胺基等，但不限于此。
[0054]
在本描述中，术语“取代的或未取代的”可指示某个未被取代或被选自由下述组成的组中的至少一个取代基取代：氘原子、卤原子、氰基、硝基、氨基、甲硅烷基、氧基、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羰基、硼基、氧化膦基、硫化膦基、烷基、烯基、炔基、烃环基、芳基和杂环基团，其中氧基定义为烷氧基和芳氧基，并且硫基定义为烷硫基和芳硫基。此外，上述示例的每个取代基可为取代的或未取代的。例如，联苯基可解释为芳基或被苯基取代的苯基。
[0055]
在下文，将参考附图描述根据本公开的实施方式的发光二极管和包括该发光二极管的显示装置。
[0056]
图1为示出根据本公开的实施方式的电子装置ed的透视图。图2为根据本公开的实施方式的显示装置dd的平面图。图3为根据本公开的实施方式的显示装置dd的横截面图。图3为示出沿着图2的线i
‑
i’截取的显示装置dd的一部分的横截面图。
[0057]
在实施方式中，电子装置ed可为中小型电子装置，比如智能电话、平板电脑、个人计算机、膝上型计算机、个人数字终端、车辆导航单元、游戏控制台和/或照相机。此外，电子装置ed可为大型电子装置，比如电视、监视器和/或户外广告牌。前述内容仅作为实施方式
提供，因而，在本公开的精神和范围内可以采用其他电子设备。
[0058]
电子装置ed可包括显示装置dd和外壳hau。显示装置dd可通过显示表面is显示图像im。在图1中，显示表面is被示出为平行于由第一方向轴dr1和与第一方向轴dr1交叉的第二方向轴dr2限定的平面。然而，这仅为示例，并且在另一个实施方式中，显示设备dd的显示表面is可具有弯曲的形状。
[0059]
显示表面is的法线方向，也就是，其中图像im在显示装置dd的厚度方向上显示的方向，被指示为第三方向轴dr3。每个构件中的前表面(或顶表面)和后表面(或底表面)可以通过第三方向轴dr3来区分。然而，被指示为第一方向轴dr1、第二方向轴dr2和第三方向轴dr3的方向可为相对的概念，因而，可改变为其他方向。
[0060]
外壳hau可接收或容纳显示装置dd。外壳hau可覆盖或安置显示装置dd，使得显示装置dd的顶表面例如显示表面is被暴露。外壳hau可覆盖显示装置dd的侧表面和底表面并且可暴露其整个顶表面。然而，实施方式不限于此，并且外壳hau可覆盖显示装置dd的顶表面的一部分以及其侧表面和底表面。
[0061]
参见图2和图3，显示装置dd可包括非发光区域npxa和发光区域pxa
‑
b、pxa
‑
g和pxa
‑
r。发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b可为其中分别发射从发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b产生的光的区域。发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b可以在平面上彼此隔开。
[0062]
发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b中的每一个可为由像素限定膜pdl划分(或限定)的区域。非发光区域npxa可为分别在相邻发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b之间的区域，并且可对应于像素限定膜pdl。在本描述中，发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b中的每一个可对应于像素。像素限定膜pdl可划分(或限定)发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b。发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b的发射层eml
‑
r、eml
‑
g、eml
‑
b可通过位于像素限定膜pdl中限定的开孔oh被划分。由像素限定膜pdl划分的发射层eml
‑
r、eml
‑
g和eml
‑
b可利用比如喷墨印刷法的方法形成。
[0063]
发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b可根据从发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b产生的光的颜色划分成多个组。在图2和图3显示的实施方式的显示装置dd中，分别发射红光、绿光和蓝光的三个发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b被示出为示例。例如，实施方式的显示装置dd可包括彼此不同的红色发光区域pxa
‑
r、绿色发光区域pxa
‑
g和蓝色发光区域pxa
‑
b。
[0064]
根据实施方式的显示装置dd可包括多个发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b，显示装置dd的红色发光区域pxa
‑
r、绿色发光区域pxa
‑
g和蓝色发光区域pxa
‑
b可分别对应于第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b。
[0065]
在实施方式中，多个发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b可发射具有不同中心波长的光。在实施方式的显示装置dd中，第一发光二极管oel
‑
r可发射红光，例如，具有约625nm至约675nm的中心波长的光，第二发光二极管oel
‑
g可发射绿光，例如，具有约500nm至约570nm的中心波长的光，并且第三发光二极管oel
‑
b可发射蓝光，例如，具有约410nm至约480nm的中心波长的光。然而，本公开不限于此，并且第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b可发射具有相同波长区的光或发射具有至少一种不同波长区的光。
[0066]
另外，在实施方式中，所有的第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b都可发射在蓝色波长区内的光。在该情况下，显示装置dd可进一步包括在
显示二极管层dp
‑
oel的上部上的颜色控制层。颜色控制层可为其中从发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b提供的光穿透或光的波长被转换的部分。
[0067]
参见图2，蓝色发光区域pxa
‑
b和红色发光区域pxa
‑
r可沿着第一方向轴dr1布置以构成第一组pxg1。绿色发光区域pxa
‑
g可沿着第一方向轴dr1布置以构成第二组pxg2。第一组pxg1和第二组pxg2可在第二方向轴dr2的方向上彼此隔开。第一组pxg1和第二组pxg2中的每一个可以多个提供。第一组pxg1和第二组pxg2可沿着第二方向轴dr2相对于彼此交替布置。
[0068]
一个绿色发光区域pxa
‑
g可在第四方向轴dr4的方向上与一个蓝色发光区域pxa
‑
b或一个红色发光区域pxa
‑
r隔开。第四方向轴dr4的方向可为第一方向轴dr1的方向和第二方向轴dr2的方向之间的方向。
[0069]
图2中显示的发光区域pxa
‑
b、pxa
‑
g和pxa
‑
r的布置结构可指蜂窝(pentile)结构。然而，根据本公开的显示装置dd中发光区域pxa
‑
b、pxa
‑
g和pxa
‑
r的布置结构不限于图2中显示的布置结构。例如，在实施方式中，发光区域pxa
‑
b、pxa
‑
g和pxa
‑
r可具有条纹结构，其中蓝色发光区域pxa
‑
b、绿色发光区域pxa
‑
g和红色发光区域pxa
‑
r沿着第一方向轴dr1依次地且交替地布置。
[0070]
参见图3，显示装置dd可包括基底基板bs、基底基板bs上的电路层dp
‑
cl和显示二极管层dp
‑
oel以及封装层tfe。显示二极管层dp
‑
oel可包括像素限定膜pdl，分别在像素限定膜pdl之间的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b。封装层tfe在发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b上。
[0071]
基底基板bs可为提供基底表面的构件，显示二极管层dp
‑
oel位于基底表面上。基底基板bs可为玻璃基板、金属基板、塑料基板等。然而，本公开不限于此，并且基底基板bs可为无机层、有机层和/或复合材料层。
[0072]
在实施方式中，电路层dp
‑
cl在基底基板bs上，并且电路层dp
‑
cl可包括多个晶体管。每个晶体管可包括控制电极、输入电极和输出电极。例如，电路层dp
‑
cl可包括用于驱动显示二极管层dp
‑
oel的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b的开关晶体管和驱动晶体管。
[0073]
发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b中的每一个可包括第一电极el1，空穴传输区htr，发射层eml
‑
r、eml
‑
g和eml
‑
b，电子传输区etr，以及第二电极el2。实施方式的显示装置dd中包括的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b中的每一个可具有实施方式的发光二极管oel
‑
1、oel
‑
2、oel
‑
3和oel
‑
4(图4至图7)中的任何一种结构，这将在下面文中进一步描述。实施方式的显示装置dd中包括的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b中的每一个可包括具有相对低的折射率的发射层。
[0074]
图3示出了实施方式，其中像素限定膜pdl中限定的开孔oh中的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b的发射层eml
‑
r、eml
‑
g和eml
‑
b，空穴传输区htr，电子传输区etr，以及第二电极el2各自被提供为发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b的整个区域中的公共层。然而，本公开不限于此，与图3示出的特征不同，实施方式中的空穴传输区htr或电子传输区etr可由像素限定膜pdl划分(或限定)，并且通过在像素限定膜pdl中限定的开孔oh内侧被图案化来提供。
[0075]
像素限定膜pdl可由聚合物树脂形成。例如，像素限定膜pdl可包括聚丙烯酸酯类树脂和/或聚酰亚胺类树脂。另外，除了聚合物树脂之外，像素限定膜pdl可进一步包括无机
材料。在一些实施方式中，像素限定膜pdl可包括光吸收材料、黑色颜料和/或黑色染料。包括黑色颜料和/或黑色染料的像素限定膜pdl可实现黑色像素限定膜。在形成像素限定膜pdl中，例如，炭黑可用作黑色颜料和/或黑色染料，但是实施方式不限于此。
[0076]
此外，像素限定膜pdl可由无机材料形成。例如，像素限定膜pdl可包括硅氮化物(sin
x
)、硅氧化物(sio
x
)、硅氮氧化物(sio
x
n
y
)等。像素限定膜pdl可限定发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b。发光区域pxa
‑
r、pxa
‑
g和pxa
‑
b和非发光区域npxa可由像素限定膜pdl划分(或限定)。
[0077]
在实施方式中，发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b的空穴传输区htr，发射层eml
‑
r、eml
‑
g和eml
‑
b，以及电子传输区etr等可通过使用各种适当的方法比如真空沉积法、旋涂法、浇注法、朗缪尔
‑
布罗基特(lb)法、喷墨印刷法、激光印刷法和/或激光诱导热成像(liti)法来提供。
[0078]
封装层tfe可覆盖发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b。封装层tfe可密封显示二极管层dp
‑
oel。封装层tfe可在第二电极el2上并且可填充开孔oh。
[0079]
封装层tfe可为薄膜封装层。封装层tfe可通过层压一个层或多个层形成。封装层tfe可包括至少一个绝缘层。根据本公开的实施方式的封装层tfe可包括至少一个无机膜(在下文，称为封装
‑
无机膜)。根据本公开的实施方式的封装层tfe可包括至少一个有机膜(在下文，称为封装
‑
有机膜)和至少一个封装
‑
无机膜。
[0080]
封装
‑
无机膜保护显示二极管层dp
‑
oel免受湿气/氧气的影响，并且封装
‑
有机膜保护显示二极管层dp
‑
oel免受杂质比如灰尘颗粒的影响。封装
‑
无机膜可包括，但是不特别限于，硅氮化物层、硅氮氧化物层、硅氧化物层、钛氧化物层和/或铝氧化物层。封装
‑
有机膜可包括，但是不特别限于，丙烯酸类有机膜。
[0081]
图4至图7为显示实施方式的发光二极管的横截面图。图3等中显示的实施方式的显示装置dd中包括的如上述的发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b中的每一个可具有图4至图7中显示的发光二极管oel
‑
1、oel
‑
2、oel
‑
3和oel
‑
4的任何一种结构。
[0082]
本公开的实施方式的发光二极管oel
‑
1包括第一电极el1、在第一电极el1的上部上的空穴传输区htr、在空穴传输区htr的上部上的发射层eml和在发射层eml的上部上的电子传输区etr；以及在电子传输区etr的上部上的第二电极el2，其中发光二极管oel
‑
1的发射层eml具有相对低的折射率，例如，低于空穴传输区htr的折射率。
[0083]
在实施方式的发光二极管oel
‑
1中，空穴传输区htr具有第一折射率，并且发射层eml具有第二折射率，其中第一折射率总是大于第二折射率，并且它们之间的差(例如，第一折射率和第二折射率之间的差)可大于0.1。
[0084]
在实施方式中，空穴传输区htr的第一折射率可为1.7至2.2，或1.7至2.0。发射层eml的第二折射率可为1.2至1.7，或1.2至1.6。
[0085]
实施方式的发光二极管oel
‑
1可通过包括相对高折射的空穴传输区htr(例如，具有相对高的折射率的空穴传输区htr)和相对低折射的发射层eml(例如，具有相对低的折射率的发射层eml)而展示提高的发光效率特性。实施方式的发光二极管oel
‑
1可包括空穴传输区htr和发射层eml，它们具有折射率差以最小化或减少在空穴传输区htr和发射层eml之间的界面处的光的相消干涉和抵消，并且引起相长干涉，从而展示高的光提取效率。
[0086]
在实施方式中，第一电极el1具有导电性(例如，电导性)。第一电极el1可由金属合
金和/或导电化合物形成。第一电极el1可为阳极。另外，第一电极el1可为像素电极。第一电极el1可为反射电极。当第一电极el1为反射电极时，第一电极el1可包括ag、mg、cu、al、pt、pd、au、ni、nd、ir、cr、li、ca、lif、mo、ti、其化合物和/或其混合物(例如，ag和mg的混合物)。另外，在实施方式中，第一电极el1可具有其中多个层堆叠的结构。当第一电极el1具有其中多个层堆叠的结构时，至少一个层可为由反射电极材料形成的反射膜。另外，当第一电极el1具有其中多个层堆叠的结构时，至少一个层可包括由氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟锡锌(itzo)等形成的透明导电膜。例如，第一电极el1可具有ito/ag/ito的三层结构，但不限于此。第一电极el1的厚度可在约100nm至约1,000nm，例如，约100nm至约300nm的范围内。
[0087]
空穴传输区htr在第一电极el1的上部上。空穴传输区htr可为由单种材料形成的单层或由多种不同材料形成的单层。在一些实施方式中，空穴传输区htr可具有多层结构，其具有由多种不同材料形成的多个层。
[0088]
参见图4，空穴传输区htr可为具有第一折射率的单层。空穴传输区htr可包括具有1.7至2.2的折射率的有机材料以满足第一折射率。具有1.7至2.2的折射率的有机材料没有具体限制，并且如果空穴传输区htr具有该范围的折射率，则空穴传输区htr可包括本领域通常使用的任何适当的有机材料，而没有限制。例如，空穴传输区htr可包括由下面式1表示的有机材料：
[0089]
式1
[0090][0091]
在上面式1中，ar1和ar2可各自独立地为氢原子、氘原子、卤原子、取代的或未取代的具有1至30个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有6至30个成环碳原子的芳基或者取代的或未取代的具有2至30个成环碳原子的杂芳基。在一些实施方式中，ar1和ar2可与相邻基团键合以形成环。
[0092]
另外，ar3可为取代的或未取代的具有6至30个成环碳原子的芳基或者取代的或未取代的具有2至30个成环碳原子的杂芳基。
[0093]
在式1中，a和b可各自独立地为0或1，并且l1和l2可各自独立地为取代的或未取代的具有3至10个成环碳原子的亚环烷基、取代的或未取代的具有2至10个成环碳原子的亚杂环烷基、取代的或未取代的具有3至10个成环碳原子的亚环烯基、取代的或未取代的具有6至30个成环碳原子的亚芳基或者取代的或未取代的具有2至30个成环碳原子的亚杂芳基。
[0094]
在式1中，p和s可各自独立地为选自0至4的整数，q和r可各自独立地为选自0至3的整数，并且r1至r5可各自独立地为氢原子、氘原子、卤原子、羟基、氰基、硝基、氨基、取代的或未取代的甲硅烷基、取代的或未取代的氧基、取代的或未取代的具有1至60个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有3至60个成环碳原子的杂环烷基、取代的或未取代的具有6至60
个成环碳原子的芳基或者取代的或未取代的具有2至60个成环碳原子的杂芳基。
[0095]
参见图6，根据实施方式的发光二极管oel
‑
3的空穴传输区htr可具有包括第一空穴传输层htl1和第二空穴传输层htl2的多层结构。然而，空穴传输区htr的结构不限于此，并且空穴传输区htr可进一步包括第三空穴传输层等。当空穴传输区htr具有多层结构时，直接在发射层eml的下部上的第一空穴传输层htl1可具有第一折射率。未直接在发射层eml上的第二空穴传输层htl2不限于具体的折射率。
[0096]
如本文使用的术语“直接在
…
上”或“直接设置在
…
上”意指没有在一个部件(比如层、膜、区域和板)与另一个部件之间的中间层、膜、区域或板等。例如，“直接在
…
上”或“直接设置在
…
上”可意指没有使用附加构件(比如粘合剂构件)的情况下在两个层之间。
[0097]
空穴传输区htr的厚度可在约10nm至约1000nm，例如，约10nm至约500nm的范围内。当空穴传输区htr具有多层结构时，第一空穴传输层htl1和第二空穴传输层htl2中的每一个可在约3nm至约500nm，或约3nm至约100nm的范围内。然而，本公开不限于此，空穴传输区htr的厚度可根据从发射层eml发射的光的波长区，根据显示装置dd(图2)所需要的或所期望的显示质量，和/或空穴传输区htr中使用的空穴传输材料的种类或组成来调整。
[0098]
再次参见图4，发射层eml在空穴传输区htr的上部上。发射层eml具有第二折射率，并且可直接在空穴传输区htr的上部上。发射层eml可为由单种材料形成的单层，或者由多种不同材料形成的单层。
[0099]
发射层eml可包括具有1.2至1.7的折射率的有机材料以满足第二折射率。具有1.2至1.7的折射率的有机材料的种类或组成没有具体限制，并且可包括，例如，选自由下面式2
‑
1至2
‑
4表示的化合物中的至少一种。然而，发射层eml可不包括无机材料。
[0100][0101]
在式2
‑
1至2
‑
4中，a1至a5可各自独立地为氢原子、氘原子、卤原子、羟基、氰基、硝基、氨基、取代的或未取代的甲硅烷基、取代的或未取代的氧基、取代的或未取代的具有1至60个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有6至60个成环碳原子的芳基或者取代的或未取代的具有2至60个成环碳原子的杂芳基。在式1
‑
2中，a可为选自0至5的整数，在式1
‑
3中，b可为选自0至4的整数，并且在式1
‑
4中，c可为选自0至6的整数。
[0102]
发射层eml可发射红色光、绿色光、蓝色光、白色光、黄色光和青色光中的一种。发
射层eml可进一步包括有机发光材料。有机发光材料可为荧光
‑
发射材料或磷光
‑
发射材料。有机发光材料的种类或组成没有具体限制，并且可包括本领域中通常使用的任何适当的发光材料。发射层eml可包括，例如，蒽衍生物、芘衍生物、荧蒽衍生物、1,2
‑
苯并菲衍生物、二氢苯并蒽衍生物和/或三亚苯衍生物。在一些实施方式中，发射层eml可包括蒽衍生物和/或芘衍生物。
[0103]
参见图5，根据实施方式的发光二极管oel
‑
2的发射层eml可具有包括第一发射层eml1和第二发射层eml2的多层结构。然而，实施方式不限于此，并且发射层eml可进一步包括第三发射层等。当发射层eml具有多层结构时，发射层eml1和eml2中的每一个可发射具有相同(例如，基本上相同)中心波长的光。为此，发射层eml1和eml2中的每一个可包括相同(例如，基本上相同)的有机发光材料。
[0104]
在多层结构的发射层eml中，直接在空穴传输区htr的上部上的第一发射层eml1可具有第二折射率。第二发射层eml2可在第一发射层eml1的上部上并且可具有第三折射率。第三折射率可等于或大于第二折射率，并且可在，例如，1.2至2.0，或1.2至1.8的范围内。
[0105]
在实施方式中，发射层eml的厚度可在约10nm至约60nm或约10nm至约30nm的范围内。当发射层eml具有多层结构时，发射层的厚度之和可在约10nm至约60nm的范围内。
[0106]
在实施方式中，当发射层eml包括第一发射层eml1和第二发射层eml2时，第一发射层eml1和第二发射层eml2的厚度之和可在约10nm至约60nm或约10nm至约30nm的范围内。图5显示了第一发射层eml1和第二发射层eml2的厚度比为1:1，但是本公开不限于此，并且第一发射层eml1和第二发射层eml2的厚度比可在，例如，1:9至9:1的范围内。
[0107]
再次参见图4，电子传输区etr在发射层eml的上部上。电子传输区etr可包括选自空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一种，但是本公开不限于此。
[0108]
电子传输区etr可具有由单种材料形成的单层，由多种不同材料形成的单层，或者包括由多种不同材料形成的多个层的多层结构。
[0109]
例如，电子传输区etr可具有电子注入层eil(见图6)或电子传输层etl(见图6)的单层结构，并且可具有由电子注入材料或电子传输材料形成的单层结构。另外，电子传输区etr可具有由多种不同材料形成的单层结构，或者可具有其中从发射层顺序堆叠的电子传输层/电子注入层或空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层的结构，但不限于此。电子传输区etr的厚度可在，例如，约100nm至约150nm的范围内。
[0110]
当电子传输区etr包括电子注入层eil时，电子传输区etr可使用金属卤化物比如lif、nacl、csf、rbcl、rbi和/或cui，镧系金属比如yb，金属氧化物比如li2o和/或bao，8
‑
羟基喹啉锂(liq)等形成，但是本公开不限于此。电子注入层eil可由用于电子注入的材料和有机金属盐的混合物形成。有机金属盐可为具有约4ev或更大的能带隙的材料。在一些实施方式中，有机金属盐可包括，例如，金属乙酸盐、金属苯甲酸盐、金属乙酰乙酸盐、金属乙酰丙酮化物和/或金属硬脂酸盐。当电子传输区etr包括电子传输层etl时，电子传输层etl可包括蒽类化合物。然而，本公开不限于此，并且电子传输层etl可包括本领域中通常使用的任何适当的电子传输材料。
[0111]
第二电极el2在电子传输区etr的上部上。第二电极el2可为公共电极或阴极。第二电极el2可为透射电极或透反射电极。当第二电极el2为透射电极时，第二电极el2可包括透明金属氧化物，例如，ito、izo、zno、itzo等。当第二电极el2为透反射电极时，第二电极el2
可包括ag、mg、cu、al、pt、pd、au、ni、nd、ir、cr、li、ca、lif、mo、ti、其化合物和/或其混合物(例如，ag和mg的混合物)。在一些实施方式中，第二电极el2可具有包括由上述材料形成的反射层或透反射层以及由ito、izo、zno、itzo等形成的透明导电层的多层结构。
[0112]
参见图7，实施方式的发光二极管oel
‑
4可进一步包括在第二电极el2上的封盖层cpl。当包括封盖层cpl时，发光二极管oel
‑
4可由于光的干涉效果(例如，相长干涉效果)而提高光提取效率。封盖层cpl可包括，例如，2,2'
‑
二甲基
‑
n,n'
‑
二
‑
[(1
‑
萘基)
‑
n,n'
‑
二苯基]
‑
1,1'
‑
联苯
‑
4,4'
‑
二胺(α
‑
npd)、n,n
′‑
二(萘
‑1‑
基)
‑
n,n
′‑
二苯基
‑
联苯胺(npb)、n,n'
‑
双(3
‑
甲基苯基)
‑
n,n'
‑
二苯基
‑
[1,1'
‑
联苯]
‑
4,4'
‑
二胺(tpd)、4,4',4
”‑
[三(3
‑
甲基苯基)苯基氨基]三苯胺(m
‑
mtdata)、alq3、cupc、n4,n4,n4',n4'
‑
四(联苯
‑4‑
基)联苯
‑
4,4'
‑
二胺(tpd15)、4,4',4"
‑
三(咔唑
‑9‑
基)三苯基胺(tcta)等。
[0113]
实施方式的显示装置可包括多个发光二极管，并且多个发光二极管中的至少一个发光二极管可具有如上所述的根据实施方式的发光二极管的构造。
[0114]
再次参见图3，实施方式的显示装置dd包括由像素限定膜pdl划分(或限定)的第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b，并且第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b可具有不同的发射层eml
‑
r、eml
‑
g和eml
‑
b的构造，并可发射具有不同中心波长的光。第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b中的任何一个发光二极管可具有如上所述的图4至图7中的发光二极管的构造。在一些实施方式中，选自第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b中的两个发光二极管或三个发光二极管可具有如上所述的图4至图7中的发光二极管的构造。
[0115]
当实施方式的显示装置dd中所有的三个发光二极管oel
‑
r、oel
‑
g和oel
‑
b具有如上所述的图4至图7的构造时，空穴传输区htr可作为公共层被提供给所有的第一发光二极管oel
‑
r、第二发光二极管oel
‑
g和第三发光二极管oel
‑
b。
[0116]
在一些实施方式中，与图3中示出的特征不同，实施方式的显示装置dd中的空穴传输区htr在像素限定膜pdl中限定的开孔oh中，并且可被提供为对应于发射层eml
‑
b、eml
‑
g和eml
‑
r。
[0117]
图8至图10为通过比较对比例和实施例的发光效率来说明发光效率的图。实施例1至3是相对于如图5的具有折射率为1.4的第一发射层和具有折射率为1.85的第二发射层的发光二极管的评估结果，并且对比例1至3是相对于具有折射率为1.85的单个发射层的发光二极管的评估结果。在实施例和对比例中，发光二极管的功能层的构造是相同的，不同之处为发射层的构造不同。图8的对比例1和实施例1对应于发射具有约625nm至约675nm的中心波长的光的发光二极管，图9的对比例2和实施例2对应于发射具有约500nm至约570nm的中心波长的光的发光二极管，并且图10的对比例3和实施例3对应于发射具有约410nm至约480nm的中心波长的光的发光二极管。
[0118]
在图8至图10中，水平轴是与从发光二极管发射的光的颜色坐标中的“y”值相对应的颜色坐标值，而垂直轴表示根据从发光二极管发射的光的颜色坐标的发光效率。
[0119]
在图8中，当水平轴的颜色坐标是0.685时，垂直轴的效率值在对比例1中被确定为1，并且在实施例1中被确定为1.4。因此，可以看出，与对比例1相比，实施例1中的最大发光效率提高了约40％。
[0120]
在图9中，当水平轴的颜色坐标是0.045时，垂直轴的效率值在对比例2中被确定为1，并且在实施例2中被确定为1.4。因此，可以看出，与对比例2相比，实施例2中的最大发光效率提高了约40％。
[0121]
在图10中，当水平轴的颜色坐标是0.250时，垂直轴的效率值在对比例3中被确定为1，并且在实施例3中被确定为1.24。因此，可以看出，与对比例3相比，实施例3中的最大发光效率提高了约24％。
[0122]
通过包括高折射空穴传输区/低折射发射层的堆叠结构，实施方式的发光二极管可以展示高的光提取效率，从而展示卓越的发光效率特性。
[0123]
根据本公开的实施方式的发光二极管可以通过包括具有相对低的折射率的发射层而展示出改善的光提取特性。
[0124]
根据本公开的实施方式的显示装置可以通过包括包含具有相对低的折射率的发射层的发光二极管而展示卓越的发光效率。
[0125]
尽管已经参考某些实施方式描述了本公开的主题，但是应当理解，本公开不应限于所公开的实施方式，而是本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。
[0126]
相应地，本公开的技术范围并非旨在限于说明书的详细描述中阐述的内容，而是旨在由所附权利要求及其等同方式限定。