TW201415689A - 長壽之有機發光二極體顯示器 - Google Patents

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Abstract

提供包含具有不同數目的發射層的子像素的發光裝置。第一色彩的至少一個子像素可包含單個發射層，且第二色彩的至少一個子像素可包含安置在垂直堆疊中的多個發射層。本發明還提供其中可將不同電壓施加到每一子像素或子像素群組的發光裝置。在一些組態中，可基於子像素中的發射層的數目來選擇待施加到子像素的電壓。

Description

長壽之有機發光二極體顯示器
所主張的本發明是由達成聯合大學公司研究協議的以下各方中的一者或一者以上，以以下各方中的一者或一者以上的名義及/或結合以下各方中的一者或一者以上而作出：密歇根大學董事會、普林斯頓大學、南加州大學以及環宇顯示器公司(Universal Display Corporation)。該協議在作出所主張的本發明的日期當天及之前就生效，且所主張的本發明是因在該協議的範疇內進行的活動而作出。
相關申請案的交叉參考
本申請案是2012年9月14日申請的美國申請案第13/615,666號的部分接續案，且該申請案的揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
本發明係關於有機發光裝置，且更特定而言，係關於使用堆疊子像素來改良或增強裝置壽命及/或效能的有機發光裝置。
出於若干原因，利用有機材料的光電裝置正變得越來越受歡迎。用以製作此等裝置的材料中的許多材料相對便宜，因此有機光電裝置具有獲得相對於無機裝置的成本優勢的潛力。另外，有機材料的固有性質(諸如其可撓性)可使其非常適合特定應用，例如在可撓性基板上的製造。有機光電裝置的實例包含有機發光裝置(OLED)、有機光電晶體、有機光伏電池及有機光偵測器。對於OLED，有機材料可 具有相對於習知材料的效能優點。舉例而言，有機發射層發射光的波長通常可容易地用適當的摻雜劑來調節。
OLED利用有機薄膜，其在電壓施加於裝置上時發射光。OLED正變為用於諸如平板顯示器、照明和背光的應用中的越來越引人注目的技術。美國專利第5,844,363號、第6,303,238號及第5,707,745號中描述若干OLED材料和組態，該等專利以全文引用的方式併入本文中。
磷光性發射分子的一個應用是全色顯示器。用於此類顯示器的行業標準需要經調適以發射特定色彩(稱為「飽和」色彩)的像素。特定而言，此等標準需要飽和的紅色、綠色和藍色像素。可使用此項技術中眾所周知的CIE座標來量測色彩。
綠色發射分子的一個實例為參(2-苯基吡啶)銥、表示為Ir(ppy)3，其具有以下結構：
在此圖以及本文後面的圖中，將從氮到金屬(此處，Ir)的配位鍵描繪為直線。
如本文所使用，術語「有機」包含聚合材料以及小分子有機材料，其可用以製造有機光電裝置。「小分子」指代不是聚合物的任何有機材料，且「小分子」可實際上相當大。在一些情況下，小分子可包含重複單元。舉例而言，使用長鏈烷基作為取代基不會將分子從「小分子」類別中移除。小分子還可併入到聚合物中，例如作為聚合物主鏈上的側基或作為主鏈的一部分。小分子還可充當樹枝狀聚合物的核心部分，樹枝狀聚合物由建立在核心部分上的一系列化學殼層組成。樹枝狀聚合物的核心部分可為螢光或磷光小分子發射體。樹枝狀 聚合物可為「小分子」，且據信當前在OLED領域中使用的所有樹枝狀聚合物均為小分子。
如本文所使用，「頂部」意謂離基板最遠，而「底部」意謂離基板最近。在將第一層描述為「安置」在第二層「上」、「沈積在」第二層「上」的情況下，第一層被安置為距基板較遠。第一與第二層之間可存在其他層，除非指定第一層「與」第二層「接觸」。舉例而言，即使陰極和陽極之間存在各種有機層，仍可將陰極描述為「安置在」陽極「上」。
如本文所使用，「溶液可處理」意謂能夠以溶液或懸浮液的形式在液體介質中溶解、分散或輸送及/或從液體介質沈積。
當據信配位體直接促成發射材料的光敏性質時，配位體可稱為「光敏性的」。當據信配位體並不促成發射材料的光敏性質時，配位體可稱為「輔助性的」，但輔助性的配位體可更改光敏配位體的性質。
如本文所使用，且如熟習此項技術者一般將理解，若第一能級較接近真空能級，則第一「最高佔用分子軌道」(HOMO)或「最低未佔用分子軌道」(LUMO)能級「大於」或「高於」第二HOMO或LUMO能級。由於將電離電位(IP)量測為相對於真空能級的負能量，因此較高HOMO能級對應於具有較小絕對值的IP(負得較少的IP)。類似地，較高LUMO能級對應於具有較小絕對值的電子親和性(EA)(負得較少的EA)。在習知能級圖上，真空能級在頂部，材料的LUMO能級高於同一材料的HOMO能級。「較高」HOMO或LUMO能級表現為比「較低」HOMO或LUMO能級靠近此圖的頂部。
如本文所使用，且如熟習此項技術者一般將理解，若第一功函數具有較高絕對值，則第一功函數「大於」或「高於」第二功函數。因為通常將功函數量測為相對於真空能級的負數，因此此意謂「較 高」功函數負得較多。在習知能級圖上，真空能級在頂部，將「較高」功函數說明為在向下方向上距真空能級較遠。因此，HOMO和LUMO能級的定義遵循與功函數不同的慣例。
可在以全文引用的方式併入本文中的美國專利第7,279,704號中找到關於OLED以及上文所述的定義的更多細節。
本發明的實施例提供具有併入有不同數目的發射層的子像素的裝置。在一實施例中，裝置的發光區內的像素包含多個子像素。子像素中的至少一者包含第一色彩的單個發射層，且子像素中的第二色彩的至少一者包含安置成堆疊的多個發射層。
在實施例中，一種裝置包含：第一子像素，其具有具第一峰值發射波長的發射層；以及第二子像素，其具有多個發射層，各發射層具有不同於第一峰值發射波長的峰值發射波長，其中第二子像素具有與第一子像素不同數目的發射層。第二子像素中的發射層可包含相同發射材料，及/或可具有相同或實質上相同的峰值發射波長。
在一實施例中，一種裝置包含第一及第二子像素，其中的每一者被提供不同電壓。該等電壓可由單獨且獨立的電源供應器提供，或可由共同的電源供應和連接電路提供。每一子像素可具有彼此不同數目的發射層。
在一實施例中，發光裝置的像素包含具有不同色彩且分別具有m、n和p個發射層的第一、第二及第三子像素，其中m不等於n，且n不等於p。
根據實施例的裝置類型可包含全色顯示器、行動裝置、具有可撓性顯示器的消費型產品、具有透明顯示器的消費型產品、攜帶型裝置、平板裝置、智慧型手機、照明裝置、無線手持式裝置及電視機。
100‧‧‧有機發光裝置
110‧‧‧基板
115‧‧‧陽極
120‧‧‧電洞注入層
125‧‧‧電洞輸送層
130‧‧‧電子阻擋層
135‧‧‧發射層
140‧‧‧電洞阻擋層
145‧‧‧電子輸送層
150‧‧‧電子注入層
155‧‧‧保護層
160‧‧‧陰極
162‧‧‧第一導電層
164‧‧‧第二導電層
170‧‧‧障壁層
200‧‧‧OLED/裝置
210‧‧‧基板
215‧‧‧陰極
220‧‧‧發射層
225‧‧‧電洞輸送層
230‧‧‧陽極
300‧‧‧基板
301‧‧‧子像素
302‧‧‧子像素
303‧‧‧子像素
310‧‧‧發射區
312‧‧‧第二電極
314‧‧‧第一電極
320‧‧‧發射區
322‧‧‧第二電極
324‧‧‧第一電極
330‧‧‧發射區
332‧‧‧第二電極
334‧‧‧第一電極
336‧‧‧內部電極
340‧‧‧發射層
350‧‧‧子裝置
360‧‧‧子裝置
403‧‧‧子像素
406‧‧‧額外內部電極或類似層
420‧‧‧發射層
500‧‧‧電壓源
502‧‧‧電源供應器
503‧‧‧電源供應器
510‧‧‧子像素
520‧‧‧子像素
530‧‧‧連接電路
圖1展示有機發光裝置。
圖2展示不具有單獨電子輸送層的倒轉的有機發光裝置。
圖3展示根據本發明實施例的實例子像素，其包含具有多個發射層的子像素。
圖4展示根據本發明實施例的實例子像素，其包含具有多個發射層的子像素。
圖5A展示根據本發明實施例的實例簡化示意圖，其中使用單個電壓源來向兩個子像素提供電力供應。
圖5B展示根據本發明實施例的實例簡化示意圖，其中單獨電源供應器向相關聯的單獨子像素提供電力。
圖6A和圖6B展示色彩可調節及/或色溫可調節照明面板的分別具有黃色和藍色，或紅色、綠色和藍色的子像素條的部分的實例。
一般而言，OLED包括安置在陽極與陰極之間且電連接到陽極和陰極的至少一個有機層。當施加電流時，陽極注入電洞且陰極注入電子到有機層中。所注入的電洞和電子各自朝帶相反電荷的電極遷移。當電子和電洞侷限於同一分子上時，形成「激子」，其為具有激發能量狀態的局部化電子-電洞對。當激子經由光電發射機制弛豫時，發射光。在一些情況下，激子可侷限於激元或激態複合物上。非輻射機制(諸如熱弛豫)也可發生，但通常被視為不合需要的。
最初的OLED使用從單態發射光(「螢光」)的發射分子，如例如美國專利第4,769,292號中所揭示，該專利以全文引用的方式併入本文中。螢光發射通常在小於10奈秒的時間範圍中發生。
最近，已論證了具有從三態發射光(「磷光」)的發光材料的OLED。巴爾多(Baldo)等人的「從有機電致發光裝置的高效磷光發射(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)」，自然(Nature)，第395卷，第151到154頁，1998；(「巴爾多-I」)和巴爾多等人的「基於電致磷光的極高效綠色有機發光裝置(Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence)，應用物理學報，第75卷，第3期，第4到6頁(1999)(巴爾多-II)，其以全文引用的方式併入本文中。以引用的方式併入的美國專利第7,279,704號第5-6欄中更詳細地描述了磷光。
圖1展示有機發光裝置100。圖不一定按比例繪製。裝置100可包含基板110、陽極115、電洞注入層120、電洞輸送層125、電子阻擋層130、發射層135、電洞阻擋層140、電子輸送層145、電子注入層150、保護層155、陰極160以及障壁層170。陰極160為具有第一導電層162和第二導電層164的複合陰極。裝置100可藉由依序沈積所描述的層來製造。在以引用的方式併入的美國專利第7,279,704號的第6到10欄中更詳細地描述了此等各種層以及實例材料的性質和功能。
有更多此等層中每一者的實例。舉例而言，以全文引用的方式併入本文中的美國專利第5,844,363號中揭示可撓性且透明的基板-陽極組合。經p型摻雜的電洞輸送層的實例為以50：1的莫耳比率摻雜有F.sub.4-TCNQ的m-MTDATA，如以全文引用的方式併入本文中的美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示。以全文引用的方式併入本文中的湯普森(Thompson)等人的美國專利第6,303,238號中揭示發射和主體材料的實例。經n型摻雜電子輸送層的實例為以1：1的莫耳比率摻雜有Li的BPhen，如以全文引用的方式併入本文中的美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示。以全文引用的方式併入本文中的美國專利第5,703,436號和第5,707,745號揭示陰極的實例，其包含具有諸如Mg：Ag等金屬薄層與上覆的透明、導電、經濺鍍沈積的ITO層的複合陰極。以全文引用的方式併入本文中的美國專利第6,097,147號 和美國專利申請公開案第2003/0230980號中更詳細地描述阻擋層的原理和使用。以全文引用的方式併入本文中的美國專利申請公開案第2004/0174116號中提供注入層的實例。可在以全文引用的方式併入本文中的美國專利申請公開案第2004/0174116號中找到對保護層的描述。
圖2展示倒轉的OLED 200。該裝置包含基板210、陰極215、發射層220、電洞輸送層225以及陽極230。可藉由依序沈積所描述的層來製造裝置200。因為最常見的OLED組態具有安置在陽極上的陰極，而裝置200具有安置在陽極230下的陰極215，因此裝置200可稱為「倒轉」OLED。在裝置200的對應層中，可使用與關於裝置100所描述的材料類似的材料。圖2提供可如何從裝置100的結構省略一些層的一個實例。
圖1和圖2中所說明的簡單分層結構是作為非限制實例而提供，且應理解，可結合各種各樣的其他結構使用本發明的實施例。所描述的特定材料和結構本質上是例示性的，且可使用其他材料和結構。可基於設計、效能和成本因素，藉由以不同方式組合所描述的各個層來實現功能性OLED，或可完全省略若干層。還可包含未具體描述的其他層。可使用不同於具體描述的材料的材料。儘管本文所提供的實例中的許多實例將各種層描述為包括單一材料，但將理解，可使用材料的組合(例如主體與摻雜劑的混合物)或更一般而言，混合物。並且，該等層可具有各種子層。本文中給予各個層的名稱不意欲為嚴格限制性的。舉例而言，在裝置200中，電洞輸送層225輸送電洞並將電洞注入到發射層220中，且可被描述為電洞輸送層或電洞注入層。在一個實施例中，可將OLED描述為具有安置在陰極與陽極之間的「有機層」。此有機層可包括單個層，或可進一步包括如例如關於圖1和圖2所描述的不同有機材料的多個層。
還可使用未具體描述的結構及材料，諸如包含聚合材料的OLED(PLED)，諸如以全文引用的方式併入本文中的弗蘭德(Friend)等人的美國專利第5,247,190號中所揭示。作為另一實例，可使用具有單個有機層的OLED。OLED可堆疊，例如如以全文引用的方式併入本文中的福利斯特(Forrest)等人的美國專利第5,707,745號中所描述。OLED結構可脫離圖1和圖2中所說明的簡單分層結構。舉例而言，基板可包含有角度的反射表面以改良出耦(out-coupling)，諸如如福利斯特等人的美國專利第6,091,195號中所述的台式結構，及/或如布利維克(Bulovic)等人的美國專利第5,834,893號中所描述的凹點結構，該等專利以全文引用的方式併入本文中。
除非另有指定，否則可藉由任何合適方法來沈積各種實施例的層中的任一者。對於有機層，較佳方法包含熱蒸發、噴墨(諸如以全文引用的方式併入本文中的美國專利第6,013,982號和第6,087,196號中所述)、有機氣相沈積(OVPD)(諸如以全文引用的方式併入本文中的福利斯特等人的美國專利第6,337,102號中所述)，以及藉由有機蒸氣噴射印刷(OVJP)的沈積(諸如以全文引用的方式併入本文中的美國專利申請案第10/233,470號中所述)。其他合適沈積方法包含旋塗和其他基於溶液的製程。基於溶液的製程較佳在氮或惰性氣氛中進行。對於其他層，較佳方法包含熱蒸發。較佳的圖案化方法包含經由遮罩的沈積、冷焊(諸如以全文引用的方式併入本文中的美國專利第6,294,398號和第6,468,819號中所述)，以及與諸如噴墨和OVJD的沈積方法中的一些方法相關聯的圖案化。還可使用其他方法。可修改待沈積的材料，以使其與特定沈積方法相容。舉例而言，可在小分子中使用諸如烷基和芳基(分支或未分支)且較佳含有至少3個碳原子的取代基，來增強其經受溶液處理的能力。可使用具有20個或20個以上碳原子的取代基，且3到20個碳原子為較佳範圍。具有不對稱結構的材料可比具 有對稱結構的材料具有更好的溶液可處理性，此係因為不對稱材料可具有較低的再結晶趨勢。可使用樹枝狀聚合物取代基來增強小分子經受溶液處理的能力。
根據本發明實施例製造的裝置可進一步可選地包括障壁層。障壁層的一個用途為保護電極和有機層免於因暴露於環境中的有害物質(包含水分、蒸氣及/或氣體等)而受損。障壁層可沈積在基板、電極上、沈積在基板、電極下或沈積在基板、電極旁，或沈積在裝置的任何其他部分(包含邊緣)上。障壁層可包括單個層或多個層。障壁層可藉由各種已知化學氣相沈積技術形成，且可包含具有單一相的組合物以及具有多個相的組合物。任何合適材料或材料組合均可用於障壁層。障壁層可併入有無機或有機化合物或兩者。較佳的障壁層包括聚合材料與非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式併入本文中的美國專利第7,968,146號、PCT專利申請案第PCT/US2007/023098號和第PCT/US2009/042829號中所描述。為了被視為「混合物」，組成障壁層的前述聚合和非聚合材料應在相同反應條件下及/或在同時沈積。聚合材料對非聚合材料的重量比率可在95：5到5：95的範圍內。聚合材料和非聚合材料可由同一前驅體材料產生。在一個實例中，聚合材料與非聚合材料的混合物本質上由聚合矽和無機矽組成。
根據本發明的實施例而製造的裝置可併入到各種各樣的消費型產品中，包含平板顯示器、電腦監視器、醫療監視器、電視機、廣告板、用於內部或外部照明及/或傳信的燈、抬頭顯示器、全透明顯示器、可撓性顯示器、雷射印表機、電話、手機、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、數位相機、攝錄影機、取景器、微顯示器、運載工具、大面積牆壁、劇院或體育館螢幕，或指示牌。可使用各種控制機制來控制根據本發明而製造的裝置，包含被動矩陣和主動矩陣。意欲將該等裝置中的許多裝置用於對人類而言舒適的溫度範圍中，諸 如攝氏18度到攝氏30度，且更佳在室溫下(攝氏20度到25度)。
本文所述的材料和結構可應用於不同於OLED的裝置中。舉例而言，諸如有機太陽能電池和有機光偵測器的其他光電裝置可使用該等材料和結構。更一般而言，諸如有機電晶體的有機裝置可使用該等材料和結構。
術語鹵、鹵素、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳烷基、雜環基團、芳基、芳烴基和雜芳基是此項技術中已知的，且在以引用的方式併入本文中的美國專利第7,279,704號第31到32欄中定義。
一些OLED顯示器和類似裝置可具有受一或多個子像素類型的壽命限制的壽命。舉例而言，一些習知顯示器使用具有多個像素的顯示區，其中每一像素包含至少一個紅色、綠色和藍色子像素。一個色彩子像素(最常見是藍色)將通常具有比其他子像素短的平均壽命，因此限制了整個裝置的壽命。
已發現，可藉由使用堆疊裝置組態來增加子像素裝置的壽命。在此裝置中，可降低裝置的每一發射層所提供的亮度以及穿過該等層的電流，從而增加裝置的壽命。在本發明的一實施例中，並非區中所有的子像素都使用堆疊組態。舉例而言，裝置可使用單一發射層的紅色和綠色子像素，以及堆疊藍色子像素。如本文所使用，「單一發射層」裝置指代僅包含安置在兩個電極之間的單個發射區而電極之間未安置第二或額外發射區的裝置。具有至少一個堆疊子像素但並非所有子像素都具有堆疊組態的組態可允許在成本和製造複雜性上具有最小或有限增加的情況下提高裝置壽命。在一些情況下，這可允許裝置的壽命增加多達三倍，以及允許將顯示器的電力消耗降低多達大約15%。本文所揭示的架構還可提供改良的顯示器壽命，但產品成本無顯著增加。舉例而言，可藉由相對於習知顯示器的不大於約50%的總平均循環時間(TACT)增加或OLED沈積系統的資金成本的不大於約 50%的增加來實施本文所揭示的各種配置。本文所揭示的技術的實施方案還可不要求OLED底板相對於習知底板的變化或僅要求最小的變化。舉例而言，一些實施方案可將像素陽極行連接與兩個外部連接(而不是一個)組合，同時使其他架構細節相對於習知製造技術和配置保持不變。作為另一實例，可使用多個電源供應器或電源供應電壓，而不是在習知顯示器裝置中常見的單一電源、單一電壓電源供應，以允許將不同電壓提供給具有不同堆疊大小的子像素。
更一般而言，本發明的實施例可使用具有各種數目的發射層的子像素。亦即，第一色彩的子像素可具有m個發射層，且第二不同色彩的子像素可具有n個發射層，其中n>m。第三色彩的子像素可具有m或n個發射層，或可具有不同於m和n兩者的發射層數目p。如本文所使用，當子像素具有特定色彩的或在與該等色彩相關聯的範圍內的峰值發射波長時，將子像素視為具有該等色彩。如本文所使用，像素中的每一子像素可為可獨立定址的，亦即其可藉由選擇性地將電流施加到子像素來個別地加以控制。
一般而言，本發明的實施例可提供具有多個子像素的有機發光裝置。每一子像素可包含陽極、陰極，以及安置於陽極與陰極之間的一或多個有機發射層。具有多個有機發射層的裝置可包含內部電極或類似層，諸如在電極安置在陽極與陰極之間且有機發射層安置在陽極與內部電極以及內部電極與陰極的每一對之間的情況下。有機發射層可包含主體和摻雜劑，諸如如本文所揭示的磷光性摻雜劑。
圖3展示根據本發明實施例的實例子像素裝置。為了清晰，僅展示三個子像素301、302、303，但將理解，如本文所揭示的裝置可包含任何數目的子像素，該等子像素可以各種方式定址以形成多個像素，諸如在全色顯示器或類似裝置內。該等裝置安置在基板300上，所示層中的每一者可依序沈積在基板300上，如本文先前所描述。每 一子像素包含安置於基板上的第一電極314、324、334，以及安置於第一電極上的第二電極312、322、332。發射區310、320和330可安置在各別第一電極上。可在本文中將諸如圖3和4中所示的子像素描述為含有一或多個發射層，且發射區310、320、330等等可稱為發射層，但將理解，更一般而言，此等區可包含如所描述的其他層。更特定而言，發射區可包含發射層以及本文所揭示的其他層，諸如輸送層、阻擋層及其類似者。每一發射層的特徵可為具有峰值波長的發射光譜，該峰值波長可經選擇以在施加電流時提供所要色彩的可見光。熟習此項技術者將充分理解選擇特定材料(包含摻雜劑，諸如磷光性摻雜劑)以獲得所要發射色彩。
子像素303展示子像素中的多個發射層330、340的實例。內部電極336或其他介面可安置於發射層330、340之間。如先前所述，其他層可安置在電極332與336，以及336與334的每一對之間。子像素303可被稱為「堆疊」裝置，且熟習此項技術者將容易理解其操作。每一子像素301、302、303可發射不同色彩的光。舉例而言，子像素可分別發射紅色、綠色和藍色光。堆疊裝置303可經組態以發射任何所要色彩的光。通常，堆疊裝置303經組態以發射原本將是子像素301、302、303併入其中的裝置的壽命的限制因素的光。舉例而言，在單個發射層的藍色裝置原本將具有與子像素301、302相比最短的壽命的情況下，較佳組態堆疊裝置303以發射藍光。
更一般而言，其中子像素發射不同色彩的光的多像素配置中的每一子像素可組態有任何所要數目的發射層，以獲得子像素且因此整個裝置的所要壽命。舉例而言，在一些組態中，可發現藍色裝置具有最低平均壽命，紅色裝置具有次低平均壽命，且綠色裝置具有最高壽命。因此，藍色和紅色子像素可經組態以使用多個發射層，且綠色子像素經組態以使用單一發射層。在一些情況下，可基於相對所得壽命 及/或功率要求來選擇發射層的數目。繼續先前實例，藍色子像素可組態有三個或三個以上發射層，紅色子像素可組態有兩個或兩個以上發射層，且綠色子像素可組態有一或多個發射層。
在一實施例中，裝置的發光區可包含一或多個像素。每一像素可包含第一子像素，諸如子像素301，其具有具第一峰值發射波長的第一發射層，諸如發射層310、320。像素還可包含第二子像素，諸如子像素302，其具有具不同於第一峰值發射波長的第二峰值發射波長的第二發射層，諸如發射層330；以及具不同於第一峰值發射波長的第三峰值發射波長的第三發射層，諸如發射層340。第三發射層可安置於第二發射層上，以形成如先前所述的堆疊裝置。第一發射層為紅色或綠色發射層且第二及第三發射層為藍色發射層可為較佳的。像素可包含額外子像素。舉例而言，像素可包含第三子像素，諸如子像素302。第三子像素可具有第四發射層，諸如發射層320，其具有不同於第一、第二及第三峰值發射波長的第四峰值發射波長。在第一發射層為紅色或綠色發射層的情況下，第四發射層分別為綠色或紅色可為較佳的。
第二子像素可包含額外發射層，諸如在具有不同於第一峰值發射波長的第四峰值發射波長的第四發射層安置於第三發射層上的情況下。額外層可具有與第二發射層相同的色彩或實質上相同的色彩。舉例而言，第四峰值發射波長可等於或實質上等於第一峰值發射波長或與第一峰值發射波長相差不超過臨限範圍。作為特定實例，第四峰值發射波長可與第二峰值發射波長相差不超過10%，更佳不超過5%。因此，堆疊子像素中的每一發射層所發射的色彩在視覺上可為相同或實質上相同的色彩。
圖4展示根據本發明實施例的實例子像素裝置，其中一個子像素包含三個發射層330、340、420。每一子像素301、302、403的結構類 似於關於圖3所示且所述的結構。與圖3對比，子像素403包含額外內部電極或類似層406，以及額外發射層420。因此，類似於圖3的堆疊裝置303，堆疊裝置403包含多個發射層，其可提供相對於單一發射層裝置的改良的壽命。
顯示器和其他裝置可包含如圖3到圖4中所示的多個子像素群組，其可邏輯上定址為如本文所揭示且如熟習此項技術者將容易理解的個別像素。圖3到圖4中所示的子像素的特定配置和分組僅為說明性的，且可使用各種其他配置。在一些組態中，可在兩個或兩個以上邏輯像素之間共用實體子像素，諸如在將較大的紅色、綠色或藍色子像素與兩組其他兩種色彩的子像素分組在一起以形成兩個可單獨定址的邏輯像素的情況下。如熟習此項技術者將容易理解，可使用其他配置，諸如美國專利申請公開案第2011/0127506號中所揭示的配置(該公開案的揭示內容以全文引用的方式併入本文中)。
堆疊裝置內的個別發射區也可稱為裝置或子裝置。舉例而言，參看圖3，每一發射層330、340可分別視為子裝置350、360內的發射層。每一子裝置可由第一和第二電極或類似層(諸如界定子裝置350的層332、336)界定。類似地，層334、336可被視為子裝置360的邊界。
為了製造如本文所揭示的部分堆疊裝置，可沈積任何初始共同層，接著是發射層及/或額外共同層的各種組合。舉例而言，在沈積每一子像素共有的一或多個層(諸如圖1到圖2中的發射層下方的層)之後，可針對第一類型的子像素(諸如紅色或綠色子像素)沈積第一發射層。可在第一類型之後沈積第二類型的發射層。可使用(例如)遮罩製程或其他圖案化製程(諸如LITI、OVJP或其類似者)來沈積第一和第二類型的子像素。可接著在適當的子像素區上，例如在指定用於藍色子像素的陽極墊上局部沈積諸如用於藍色子像素的第三類型的發射層。可藉由將額外層(包含額外發射層)沈積在所要子像素上來建立堆疊裝 置。舉例而言，在使用遮罩技術的情況下，可將遮罩留在適當位置，以便沈積發射層和任何鄰近層(諸如ETL)，接著是內部電極或類似層、上部HIL及/或HTL，以及第二EML。接著可移除遮罩，且可沈積任何額外共同層，諸如阻擋、ETL及/或陰極層。類似地，在使用其他圖案化技術的情況下，可在初始發射層上沈積額外的電極層、發射層、輸送層及其類似者，以形成具有多個發射層的堆疊區。可重複該方法以產生具有兩個、三個或三個以上發射層的裝置。
在一些實施方案中，可使用兩個共同電源供應器。舉例而言，若藍色子像素使用堆疊裝置，且相關聯的紅色和綠色子像素使用單一發射層裝置，則可使用兩個共同電源供應器。在此組態中，共同陰極連接可用於所有三個子像素，且相對於紅色和綠色像素為藍色子像素提供單獨的陽極供電。因此，每顯示器可使用兩個共同陽極電源供應器。一般而言，可經由鋪設經過顯示器的每一行及/或經過同一色彩的子像素的電力線將陽極電力供應到每一子像素。類似組態可用於不使用子像素的標準行配置的顯示器，如熟習此項技術者將容易理解。可基於每一子像素是否堆疊及/或子像素中的發射區或子裝置的數目來選擇待施加到不同子像素的特定電壓以及電源供應器的配置。
圖5A展示根據本發明實施例的實例簡化示意圖，其中使用單個電壓源來將電源供應提供給兩個子像素510、520。一個子像素510為單一發射層裝置；另一子像素520為如先前所述的堆疊裝置，其包含兩個發射層。電壓源500可藉由使用調整施加到子像素510、520中的每一者的電壓的連接電路530來將電力提供給兩個子像素。
或者，例如取決於每一子像素是單一發射層裝置還是堆疊裝置，可將單獨電壓源用於每一子像素或每一類型的子像素。圖5B展示根據本發明實施例的實例簡化示意圖，其中兩個單獨電源供應器502、503分別將電力提供給子像素510、520。
更一般而言，根據本發明實施例的裝置可包含第一和第二電源，其分別將第一和第二電壓提供給裝置內的第一及第二子像素。可將該等電源設置為單獨且不同的電源供應器，諸如圖5B中的電源供應器502、503。或者，電源可由如圖5A中所示的單個電源供應器500結合適當連接電路530來提供。相對於使用應用於單一發射層子像素和堆疊子像素兩者的單個電源供應器的配置，使用多個電源供應器可允許實現改良的電力消耗。一般而言，將較高電壓提供給堆疊裝置以從子像素的發光部分獲得與在單一發射層裝置中將預期得到的亮度相同的亮度可為合意的。然而，若也將較高電壓施加到單一發射層子像素，則此將可能增加系統的電力消耗。將單獨電源供應器用於一或多個單一發射層子像素因此允許最佳化整個系統的電力消耗。若不管組態怎樣都將單個電源供應器用來為所有子像素供電，則過量電力將可能在系統內作為熱量而損失，此可消極地且不合需要地影響系統的壽命及/或電力消耗。熟習此項技術者將容易明白可用於子像素的特定組態中的具體電路。
將理解，圖5A和5B中所示的圖為了便於說明而大大簡化，且一般而言，可使用任何合適的電壓源配置和相關聯電路。
如先前所述，子像素可安置成各種組態。舉例而言，第三子像素可鄰近於第一及第二子像素中的一者或兩者而安置。多個子像素可按行、交錯列或其他組態進行配置。
在一些組態中，本文所揭示的「像素」和「子像素」可指代相對較大的結構，諸如照明面板內的「條」。在此組態中，像素和子像素可相對較大，因為其可用於照明而非用於例如全色顯示器，或像素和子像素可大約為與顯示器和如本文其他地方所揭示的其他裝置的情況下相同的大小。在一實施例中，可使用一系列紅色、綠色和藍色子像素集合來提供色彩可調節及/或溫度可調節的照明面板或類似裝 置。舉例而言，該等裝置可包含如本文所述的紅色、綠色和藍色子像素條。類似地，在照明面板內可使用黃色和藍色子像素條，以實現類似效果。每一子像素條或條集合可具有如本文所揭示的配置。舉例而言，在具有紅色、綠色和藍色子像素條的組態中，藍色子像素條可具有如本文所揭示的堆疊組態，且紅色和綠色條可使用單一發射區配置。更一般而言，如本文所揭示的堆疊裝置和單層裝置的任何配置均可在條組態中使用。
每一條可為如所描述的單個子像素，或其可包含同一色彩的多個子像素。另外，同一色彩的每一條可作為一單元來驅動及/或控制。因此，可藉由調整面板內的每一色彩的輸出來調整照明面板的色彩及/或色溫。圖6A和圖6B展示色彩可調節及/或色溫可調節照明面板的分別具有黃色和藍色，或紅色、綠色和藍色的子像素條的部分。在每一組態中，可一起驅動同一色彩的像素條。接著，可相結合地驅動相同色彩條的不同集合來產生所要的色彩及/或色溫。
在一實施例中，子像素可具有共用或共同層，諸如在不同子像素中的兩個或兩個以上發射層安置在單個電極層、阻擋層或其他層上的情況下。可在單一發射層子像素之間共有共用層，但不與堆疊子像素共有共用層，或可在堆疊子像素與一或多個單一發射層子像素之間共有共用層。
如本文所使用，「紅色」裝置或發射層具有在約580nm到700nm的範圍內的峰值發射波長；「綠色」裝置或層具有在約500nm到580nm的範圍內的峰值發射波長；且「藍色」裝置或層具有在約400nm到500nm的範圍內的峰值發射波長。
如本文所揭示的發射區、層和裝置可併入到任何合適裝置或組件中，諸如全色顯示器、行動裝置、平板顯示器、可撓性顯示器、具有可撓性及/或透明顯示器的消費型產品、平板裝置、智慧型手機、 照明裝置、無線手持式裝置、電視機、色彩可調節照明裝置(諸如OLED照明面板)及其類似者中。
應理解，本文所述的各種實施例僅作為實例，且無意限制本發明的範疇。舉例而言，本文所述的材料和結構中的許多可用其他材料和結構來取代，而不脫離本發明的精神。如所主張的本發明因此可包含本文所述的特定實例和較佳實施例的變化，如熟習此項技術者將明白。應理解，關於本發明為何起作用的各種理論無意為限制性的。
100‧‧‧有機發光裝置
110‧‧‧基板
115‧‧‧陽極
120‧‧‧電洞注入層
125‧‧‧電洞輸送層
130‧‧‧電子阻擋層
135‧‧‧發射層
140‧‧‧電洞阻擋層
145‧‧‧電子輸送層
150‧‧‧電子注入層
155‧‧‧保護層
160‧‧‧陰極
162‧‧‧第一導電層
164‧‧‧第二導電層
170‧‧‧障壁層

Claims (16)

  1. 一種裝置，其包括：一發射區，其包括一像素，該像素包括：一第一子像素，其包括具有一第一峰值發射波長的一第一發射層；及一第二子像素，其包括具有一不同於該第一峰值發射波長的第二峰值發射波長的一第二發射層；及一第三發射層，其具有不同於該第一峰值發射波長的一第三峰值發射波長，該第三發射層安置在該第二發射層上；其中該第一子像素中的發射層的數目不同於該第二子像素中的發射層的數目。
  2. 如請求項1之裝置，該像素進一步包括：一第三子像素，其包括具有不同於該第一、第二及第三峰值發射波長中的每一者的一第四峰值發射波長的一第四發射層。
  3. 如請求項2之裝置，其中該第一、第二及第三子像素中的每一者分別包括m、n和p個發射層，且其中m不等於n，且n不等於p。
  4. 如請求項1之裝置，其中該第一峰值發射波長在580nm到700nm的範圍內。
  5. 如請求項1之裝置，其中該第一峰值發射波長在500nm到580nm的範圍內。
  6. 如請求項1之裝置，其中該第二峰值發射波長在400nm到500nm的範圍內。
  7. 一種發光裝置，其包括：一發光區，其包括一像素，該像素包括複數個子像素；一第一電源，其將一第一電壓提供給該複數個子像素中的一 第一子像素；及一第二電源，其將不同於該第一電壓的一第二電壓提供給該複數個子像素中的一第二子像素。
  8. 一種製造一發光裝置的一區的方法，該方法包括：將一第一發射材料沈積在一基板的一第一區上，該第一發射材料具有一第一峰值發射波長；將一第二發射材料沈積在不同於該基板的該第一區的該基板的一第二區上，該第二發射材料具有不同於該第一峰值發射波長的一第二峰值發射波長；及將一第三發射材料沈積在該第二發射材料上，該第三發射材料具有不同於該第一峰值發射波長的一第三峰值發射波長。
  9. 一種裝置，其包括：第一複數個子像素條，每一條包括具有一第一峰值發射波長的一第一發射層；及第二複數個子像素條，每一條包括：一第二發射層，其具有不同於該第一峰值發射波長的一第二峰值發射波長；及一第三發射層，其具有不同於該第一峰值發射波長的一第三峰值發射波長，該第三發射層安置在該第二發射層上；其中該第一子像素條中的發射層的數目不同於該第二子像素條中的發射層的數目。
  10. 如請求項9之裝置，該像素進一步包括：第三複數個子像素條，每一條包括具有不同於該第一、第二及第三峰值發射波長中的每一者的一第四峰值發射波長的一第四發射層。
  11. 如請求項10之裝置，其中該第一、第二及第三複數個子像素條 中的每一者中的每一條分別包括m、n和p個發射層，且其中m不等於n，且n不等於p。
  12. 如請求項9之裝置，其中該第一峰值發射波長在580nm到700nm的範圍內。
  13. 如請求項9之裝置，其中該第一峰值發射波長在500nm到580nm的範圍內。
  14. 如請求項9之裝置，其中該第二峰值發射波長在400nm到500nm的範圍內。
  15. 一種發光裝置，其包括：第一複數個子像素；第二複數個子像素，其不同於該第一複數個子像素；一第一電源，其將一第一電壓提供給該第一複數個子像素中的每一者；及一第二電源，其將不同於該第一電壓的一第二電壓提供給該第二複數個子像素中的每一者。
  16. 如請求項1至12中任一項之裝置，其中該裝置包括選自由以下各項組成的群組的一類型的一裝置：一全色顯示器、一行動裝置、具有一可撓性顯示器的一消費型產品、具有一透明顯示器的一消費型產品、一攜帶型裝置、一平板裝置、一智慧型手機、一照明裝置、一無線手持式裝置、一色彩可調節照明裝置及一電視機。
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