[发明专利]发光二极管以及包括其的发光装置

说明书

公开了发光二极管以及包括其的发光装置。所述发光二极管包括第一电极和面对第一电极的第二电极。发光二极管还包括：设置在第一电极与第二电极之间的发光材料层(EML)；以及与EML相邻的电子传输层(ETL)。ETL包括：多个具有第一平均颗粒尺寸的第一无机颗粒；以及多个具有大于第一平均颗粒尺寸的第二平均颗粒尺寸的第二无机颗粒。所述多个第一无机颗粒还可以具有第一能带隙，多个第二无机颗粒还可以具有小于第一能带隙的第二能带隙。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月26日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0124553号的权益，其全部内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开涉及一种发光二极管，更具体地，涉及一种具有改进的发光效率的发光二极管，以及包括该发光二极管的发光装置。

背景技术

随着电子工程和信息技术的进步，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，已经开发出代替常规的阴极射线管(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，因此使用OLED显示装置和QLED显示装置作为替代液晶显示器(LCD)的下一代显示装置。

OLED是这样的装置，当电荷注入到形成在电子注入电极(阴极)与空穴注入电极(阳极)之间的有机发光层中时，电子和空穴配对并复合以发光。不仅可以在诸如塑料基板的柔性透明基板上形成OLED，而且甚至可以在10V或更低的低电压下操作OLED。OLED的功耗相对较低，并且其颜色纯度高。

图1是示出构成常规OLED的电极和构成常规发光层的材料的带隙能的示意图。参考图1，OLED包括：彼此面对的阳极和阴极；设置在阳极与阴极之间的发光材料层EML；设置在阳极与发光材料层EML之间的空穴注入层HIL和空穴传输层HTL；以及设置在阴极与发光材料层EML之间的电子传输层ETL。

OLED是这样的装置，当电荷注入到形成在电子注入电极(阴极)与空穴注入电极(阳极)之间的有机发光层中时，电子和空穴配对并随后复合以发光。发光材料层EML由发光材料制成。注入阳极的空穴和注入阴极的电子在发光材料层EML中相遇形成激子。包含在发光材料层EML中的发光材料由于这种能量而变为激发态，有机化合物的能量从激发态跃迁到基态，从而转换所产生的能量来发光。

同时，空穴传输层HTL和空穴注入层HIL将正电荷载流子(即，空穴)从阳极传输并注入发光材料层EML，并且电子传输层ETL将负电荷载流子(即，电子)从阴极传输并注入发光材料层EML。为了将空穴和电子传输并注入发光材料层EML，每个层应由具有适当带隙能的材料制成。在一个实例中，空穴注入层HIL可以由聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)制成，空穴传输层HTL可以由聚(4-丁基苯基-二苯基胺)(聚TPD)制成。电子传输层ETL可以由基于二唑的、基于三唑的、基于苯并唑的、基于苯并噻唑的、基于苯并咪唑的或基于三嗪的有机化合物制成，并且例如，可以由2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑(PBD)制成。

然而，当使用有机化合物作为电子传输层ETL的材料时，发光材料层EML中使用的发光材料的最高占据分子轨道(HOMO)能级与用作电子传输层ETL的材料的有机材料的HOMO能级之间的差ΔG_H不是很大。如上所述，由于在电子传输层ETL中使用的有机材料的HOMO能级相对较高，所以电子传输层ETL的HOMO能级与发光材料层EML的HOMO能级之间的差ΔG_H小。因此，注入到发光材料层EML中的一些空穴泄漏到电子传输层ETL中。在具有非常深的HOMO能级的QLED显示装置中，这种问题更为严重。

由于注入到发光材料层EML中的一些空穴未形成激子而是泄漏到电子传输层ETL中，因此对发光没有贡献的空穴的数量增加。因此，LED的发光效率降低，并且其量子效率降低。另外，由于应该向LED施加高电压以实现发光，所以LED发光的驱动电压升高。