发光二极管和包含该发光二极管的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及发光二极管和包含该发光二极管的发光装置。在所述发光二极管(LED)中，包含咪唑鎓系阳离子部分和取代有强吸电子基团如磺酰基或氰基的胺系阴离子部分的有机化合物施用于空穴转移层。通过将本发明专利技术的有机化合物施用于空穴输送层，可消除空穴输送层和发光材料层之间的能量势垒，并且可以设计具有改善的空穴输送特性的LED。因此，可以实现和制造以低电压驱动并且具有改善的发光效率的LED和发光装置。

Light-emitting diodes and light-emitting devices containing the light-emitting diodes

The invention relates to a light-emitting diode and a light-emitting device comprising the light-emitting diode. In the light emitting diode (LED), organic compounds containing imidazolium cationic portion and amine anionic portion substituted for strong electron-absorbing group such as sulfonyl group or cyano group are applied to the hole transfer layer. By applying the organic compound of the invention to the cavity conveying layer, the energy barrier between the cavity conveying layer and the luminescent material layer can be eliminated, and an LED with improved hole conveying characteristics can be designed. Therefore, a low voltage driven LED and a light emitting device with improved luminous efficiency can be realized and manufactured.

【技术实现步骤摘要】
发光二极管和包含该发光二极管的发光装置相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月28日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0126435的权益，其全部内容通过引用在此并入。
本专利技术涉及发光二极管，更具体而言，涉及具有改善的发光效率的发光二极管，以及包含该发光二极管的发光装置。
技术介绍
随着电子工程和信息技术的发展，用于处理和显示大量信息的显示领域的技术也得到了迅速发展。因此，已经开发出替代常规阴极射线管(CRT)的各种平板显示装置。在平板显示装置中，由于有机发光二极管(OLED)显示装置和量子点发光二极管(QLED)显示装置可以形成为薄结构并且具有低功耗，所以OLED显示装置和QLED显示装置被用作替代液晶显示器(LCD)的下一代显示装置。OLED是下述一种装置，其中，当电荷注入在电子注入电极(阴极)和空穴注入电极(阳极)之间形成的有机发射层中时，电子和空穴成对，然后消失以发光。OLED不仅可以甚至形成在诸如塑料基板的柔性透明基板上，而且可以在10V以下的低电压下驱动。OLED的功耗相对较低，并且其颜色纯度高。图1是示出了构成常规OLED的电极和构成常规发射层的材料的带隙能量的示意图。参照图1，OLED包括彼此面对的阳极和阴极、设置在阳极和阴极之间的发射材料层(EML)、设置在阳极和发射材料层EML之间的空穴注入层HIL和空穴输送层HTL、以及设置在阴极和发射材料层EML之间的电子输送层ETL。OLED是下述一种装置，其中，当电荷注入在电子注入电极阴极和空穴注入电极阳极之间形成的有机发射层中时，电子和空穴成对，然后消失以发光。发光材料层EML由发光材料制成。由阳极注入的空穴和由阴极注入的电子在发射材料层EML中相遇以形成激子。由于这种能量，发光材料层EML中包括的发光材料变为激发态，并且在发光材料中发生有机化合物从激发态到基态的能量转变，从而转换所产生的能量以发光。同时，空穴输送层HTL和空穴注入层HIL从阳极输送并注入正电荷载流子(即空穴)到发射材料层EML中，电子输送层ETL从阴极输送并注入负电荷载流子(即电子)到发射材料层EML中。为了将空穴和电子输送并注入到发射材料层EML中，每个层应当由具有适当带隙能量的材料制成。常规上，通过沉积工艺形成构成OLED的发射层。然而，近来，已经通过减少有机材料浪费并且不需要滤色片的溶液工艺形成发射层。在一个实例中，空穴注入层HIL可以由聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)制成，空穴输送层(HTL)可以由聚(4-丁基苯基-二苯基胺)(聚TPD)制成。电子输送层(ETL)可以由噁二唑系、三唑系、苯并噁唑系、苯并噻唑系、苯并咪唑系或三嗪系有机化合物制成，并且例如可以由2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)制成。然而，构成发光材料层EML的发光材料的最高占据分子轨道(HOMO)能级非常深，并且其最低未占据分子轨道(LUMO)能级非常高。因此，当空穴从空穴输送层HTL输送到发射材料层EML并且电子从电子输送层ETL输送到发射材料层EML时，发射材料层EML起到能量势垒的作用。不过，空穴输送层HTL的HOMO能级与发射材料层EML的HOMO能级之差ΔGH远大于电子输送层ETL的LUMO能级与发射材料层EML的LUMO能级之差ΔGL。即，与构成空穴输送层HTL的有机化合物的较高HOMO能级相比，发光材料层EML的发光材料的HOMO能级非常低。因此，当与电子到发射材料层EML中的输送/注入相比时，由于空穴到发射材料层EML中的输送/注入延迟，所以电荷不能以平衡的方式注入到发射材料层EML中。在具有非常深的HOMO能级的QLED显示装置中，这样的问题更加严重。与空穴相比，过度注入到发射材料层(EML)中的电子不与空穴重组形成激子并消失。另外，空穴和电子不在构成发光材料层EML的发光材料中重组，而是在发光材料层EML和空穴输送层HTL之间的界面处重组。因此，OLED的发光效率降低，并且需要高驱动电压来实现期望的发光，导致功耗增加。同时，在通过溶液工艺形成薄膜以制造具有多层结构的OLED的情况下，当下层溶解在用于形成上层的溶剂中时，材料可在两层之间的界面处混合。因此，可使用的溶剂的类型受到限制。由于溶解在受限使用的溶剂中的空穴输送层HTL的材料也受到限制，因此需要开发能够适当地控制发光材料层EML和空穴输送层HTL之间的能隙的溶液工艺材料。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及可以消除由于现有技术的限制和缺陷所致的一个或多个问题的发光二极管和包含该发光二极管的发光装置。本专利技术的一个目的是提供一种发光二极管和发光装置，其中电荷可以以平衡的方式注入到发光材料层中。本专利技术的另一个目的是提供一种发光二极管和发光装置，该发光二极管具有改善的发光效率并且能够在低电压下驱动。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种发光二极管，其包括：彼此面对的第一电极和第二电极；以及位于所述第一电极和所述第二电极之间并且包括有机材料的空穴转移层的发射层，其中，所述空穴转移层包括有机化合物，所述有机化合物包括咪唑鎓系阳离子部分和胺系阴离子部分。在一个实例中，所述有机化合物可由下式1表示：式1其中，R1和R2各自独立地为不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基或具有取代基的C5-C30碳芳基(homoaryl)、或者不具有取代基或具有取代基的C4-C30杂芳基，并且R3和R4各自独立地为氰基或不具有取代基或具有取代基的磺酰基。在示例性实施方式中，有机化合物可以用作空穴转移层的掺杂剂。在这种情况下，可以使用三苯胺系有机材料作为空穴转移层的主体。根据本专利技术的另一个实施方式，本专利技术提供一种发光装置，例如，发光显示装置，其包括：基板；位于基板上的上述发光二极管；以及位于基板和发光二极管之间并与发光二极管连接的薄膜晶体管。本专利技术包括以下示例性实施方式：附记1.一种发光二极管，其包含：彼此面对的第一电极和第二电极；和发射层，所述发射层位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且包含由有机材料制成的空穴转移层，其中，所述空穴转移层包括式1表示的包含阳离子部分和阴离子部分的有机化合物：式1其中，R1和R2各自独立地为不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基或具有取代基的C5-C30碳芳基、或者不具有取代基或具有取代基的C4-C30杂芳基，并且R3和R4各自独立地为氰基或不具有取代基或具有取代基的磺酰基。附记2.如附记1所述的发光二极管，其中，所述阴离子部分包括下式2表示的任一种阴离子部分：式2附记3.如附记1所述的发光二极管，其中，所述有机化合物包括下式3表示的任一种有机化合物：式3附记4.如附记1所述的发光二极管，其中，所述空穴转移层包含所述有机化合物作为掺杂剂。附记5.如附记4所述的发光二极管，其中，所述空穴转移层包含位于所述第一电极和所述第二电极之间的空穴输送层，以及位于所述空穴输送层和所述第二电极之间或位于所述空穴输送层和所述第一电极之间的空穴注入层，并且所述空穴输送层包含所述有机化合物。附记6.如附记5所述的发光二极管，其中，所述空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，其包含：彼此面对的第一电极和第二电极；和发射层，所述发射层位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且包含由有机材料制成的空穴转移层，其中，所述空穴转移层包括式1表示的包含阳离子部分和阴离子部分的有机化合物：式1

【技术特征摘要】
2017.09.28 KR 10-2017-01264351.一种发光二极管，其包含：彼此面对的第一电极和第二电极；和发射层，所述发射层位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且包含由有机材料制成的空穴转移层，其中，所述空穴转移层包括式1表示的包含阳离子部分和阴离子部分的有机化合物：式1其中，R1和R2各自独立地为不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷基、不具有取代基或具有取代基的C1-C20烷氧基、不具有取代基或具有取代基的C5-C30碳芳基、或者不具有取代基或具有取代基的C4-C30杂芳基，并且R3和R4各自独立地为氰基或不具有取代基或具有取代基的磺酰基。2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，所述阴离子部分包括下式2表示的任一种阴离子部分：式23.如权利要求1所述的发光二极管，其中，所述有机化合物包括下式3表示的任一种有机化合物：式34.如权利要求1所述的发光二极管，其中，所述空穴转移层包含所述有机化合物作为掺杂剂。5.如权利要求4所述的发光二极管，其中，所述空穴转移层包含位于所述第一电极和所述第二电极之间的空穴输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜沇，李昇宰，宾钟官，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR