TW201440280A - 有機發光二極體裝置 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光二極體裝置，包括：彼此面對的一第一電極及一第二電極；一電荷產生層，安插於該第一電極與該第二電極之間；一第一發光單元，其係發出藍光，且係安插於該第一電極與該電荷產生層之間；以及一第二發光單元，其係藉由結合該藍光而發出白光顯示色，且係安插於該第二電極與該電荷產生層之間。該第一發光單元包括：一藍光發射層；一第一電荷傳輸層，設置於該藍光發射層的一側，且包括一鹼金屬錯化合物及一第一電荷傳輸材料；以及一第二電荷傳輸層，設置於該第一電荷傳輸層的一側，且包括該鹼金屬錯化合物及一第二電荷傳輸材料，該第二電荷傳輸材料係具有與該第一電荷傳輸材料不同的電荷移動率。

Description

有機發光二極體裝置
本發明的具體實施態樣係關於一種有機發光二極體裝置，且更特定的，係關於一種藉由增進藍光發光效率而顯示穩定白光的有機發光二極體裝置。
作為顯示裝置及發光裝置的有機發光二極體(OLED)裝置最近引起關注。
有機發光二極體一般包括兩個電極及安插於其間的一發射層，且當由一個電極注入的電子與由另一個電極注入的電動結合，因而形成激子並放出能量時發光。
由於有機發光二極體裝置是一種自體發光形式的裝置，不具分離的光源，因此具有較快的回應速度、較廣的視角、較佳的對比率以及較低的能量消耗等優點。
另一方面，有機發光二極體裝置在各個畫素中包括複數的子畫素(sub-pixel)如紅光、藍光、及綠光子畫素及類似者，且可藉由將其結合而顯示全彩。
於此，紅光、藍光、及綠光子畫素依序包括紅光、藍光、及綠光發射層且可依序顯示其顏色。該等發射層可使用精細蔽蔭遮罩(fine shadow mask)沉積於個別的子畫素上。然而，隨著更大的顯示裝置，使用精細蔽蔭遮罩將發射層沉積在每個個別子畫素上是有限制的。
因此，已建議一種藉由使用一開放遮罩於整個顯示裝置上依序累積紅光、藍光、及綠光發射層，之後藉由在發射光線通過處設置例如色彩濾鏡的色彩實現裝置(color implementing mean)而在個別的子畫素中顯示紅光、綠光、及藍光的技術。
然而，此種白光發光裝置由於藍光發光材料的限制，仍然在色彩特性與效率上有所限制。
前述於【先前技術】部分揭露之資訊僅用於增加對所描述技術之背景的了解，且因此可包含並不形成我國本領域技術人士已知的先前技術之資訊。
一具體實施態樣係提供一種藉由增進藍光發光效率而顯示穩定白光的有機發光二極體裝置。
根據一具體實施態樣，一種有機發光二極體裝置包括：彼此面對的一第一電極及一第二電極；一電荷產生層，安插於該第一電極與該第二電極之間；一第一發光單元，其係發出藍光，且係安插於該第一電極與該電荷產生層之間；以及一第二發光單元，其係藉由結合該藍光而發出白光顯示色，且係安插於該 第二電極與該電荷產生層之間。該第一發光單元包括：一藍光發射層；一第一電荷傳輸層，設置於該藍光發射層的一側，且包括一鹼金屬錯化合物及一第一電荷傳輸材料；以及一第二電荷傳輸層，設置於該第一電荷傳輸層的一側，且包括該鹼金屬錯化合物及一第二電荷傳輸材料，該第二電荷傳輸材料係具有與該第一電荷傳輸材料不同的電荷移動率。
該第一電荷傳輸材料可具有較該第二電荷傳輸材料更高的電荷移動率。
該第一電荷傳輸材料的電荷移動率可為高於該第二電荷傳輸材料者約1.1至約100倍。
該鹼金屬錯化合物可包括喹啉鋰(lithium quinolate，Liq)。
該有機發光二極體裝置可更包括一電荷注入層，安插於該第二電荷傳輸層與該電荷產生層之間，以及該電荷注入層可包括氟化鋰(LiF)、喹啉鋰(Liq)、或其組合。
該第二發光單元可包括一發射層，其係發射波長區域為約550奈米至約650奈米的光。
該第二發光單元可包括依序層疊的一紅光發射層及一綠光發射層。
該紅光發射層可包括一具有電洞傳輸特性的化合物，以及該綠光發射層可包含一具有電子傳輸特性的化合物。
該紅光發射層可包括一三苯胺衍生物，以及該綠光 發射層可包含一咔唑衍生物、一螺茀(spirofluorene)衍生物、或其組合，其具有三基及二唑基的至少一者。
該第二發光單元可包括一發射層，該發射層係包括一基質材料(host material)，其中摻雜有一紅光發射材料及一綠光發射材料。
該第一發光單元可包括一包括螢光材料的藍光發射層，以及該第二發光單元可包括一包括磷光材料的發射層。
該第一電極可為一陽極，且該第二電極可為一陰極。
100‧‧‧第一電極
100R、100G、100B、100W‧‧‧畫素電極
110‧‧‧絕緣基材
112‧‧‧較低絕緣層
114‧‧‧較高絕緣層
200‧‧‧第二電極(共同電極)
220‧‧‧光阻擋構件
230R‧‧‧紅色光濾鏡
230G‧‧‧綠色光濾鏡
230B‧‧‧藍色光濾鏡
235‧‧‧透明絕緣層
300‧‧‧電荷產生層
361‧‧‧絕緣構件
400‧‧‧第一發光單元
410‧‧‧藍光發射層
420、520‧‧‧較低輔助層
430、530‧‧‧較高輔助層
440‧‧‧第一電荷傳輸層
450‧‧‧第二電荷傳輸層
460‧‧‧電荷注入層
500‧‧‧第二發光單元
510‧‧‧發射層
R‧‧‧紅光子畫素
G‧‧‧綠光子畫素
B‧‧‧藍光子畫素
W‧‧‧白光子畫素
Qs‧‧‧開關薄膜電晶體
Qd‧‧‧驅動薄膜電晶體
對本發明及其許多伴隨的優點將在參照以下詳細描述以及合併考量後附圖式更加了解之後變得明顯，於圖式中類似的元件符號係指相同或相似的組件，其中：第1圖係顯示根據本發明一具體實施態樣之一有機發光二極體裝置之截面圖；第2圖係例示性顯示根據一具體實施態樣之有機發光二極體裝置中複數的畫素之俯視平面圖；以及第3圖係顯示第2圖之有機發光二極體裝置的結構之截面圖。
以下將參照後附圖式更完整的描述本發明，圖式中顯示例示性的具體實施態樣。本領域技術人士將理解，所描述的具體實施態樣可以多種不同方式修改，其不背離本發明的精神或 範圍。
於圖式中，層、膜、面板、區域等等的厚度會為了明確性而被誇示。於圖式中類似的元件符號係代表類似的元件。將可理解，當一元件如層、膜、區域、或基材被描述為在另一元件「上(on)」，其可直接於該另一元件上，或者也可能存在介於中間的元件。相反地，當一元件被描述為在另一元件的「直接於其上(directly on)」，則沒有存在介於其中的元件。
以下，參照第1圖描繪根據一具體實施態樣之有機發光二極體裝置之截面圖。
第1圖係顯示根據本發明一具體實施態樣之一有機發光二極體裝置之截面圖。
參考第1圖，根據一具體實施態樣之有機發光二極體包括第一電極100；第二電極200；電荷產生層300，其係安插於該第一電極100與該第二電極200之間；第一發光單元400，其發出藍光，且係安插於該第一電極100與該電荷產生層300之間；以及第二發光單元500，其係藉由結合該藍光而發出白光顯示色，且係安插於該第二電極200與該電荷產生層300之間。
第一電極100及第二電極200之其中一者為陰極且另一者為陽極。舉例而言，第一電極100可為陽極，且第二電極200可為陰極。
第一電極100及第二電極200的至少一者可為一透明電極。當第一電極100為透明電極時，將實現向下發光的底部 發射；而當第二電極200為透明電極時，將實現向上發光的頂部發射。此外，當第一電極100及第二電極200皆為透明電極時，將實現向下及向上發光的兩面發射。該透明電極可為ITO、IZO、或其組合，亦可由厚度薄的鋁(Al)、銀(Ag)、或其組合所形成。
當第一電極100或第二電極200為不透明電極時，其可由不透明金屬例如鋁(Al)、銀(Ag)、及相似者所製成。
電荷產生層300可產生電子-電洞對，而產生的電洞可傳輸至一發光單元，且產生的電子可傳輸至另一發光單元。舉例而言，當第一電極100為陽極且第二電極200為陰極時，電荷產生層300所產生的電子移動至第一發光單元400並與由第一電極100注入的電洞形成激子，而電洞移動至第二發光單元500並與由第二電極200注入的電子形成激子。
第一發光單元400及第二發光單元500可各自顯示不同顏色，且第一發光單元400及第二發光單元500所發射的光可結合而發射白光。
第一發光單元400包括藍光發射層410，其係發射藍光波長區域的光；較低輔助層420，其設置於藍光發射層410下方；以及較高輔助層430，其設置於藍光發射層410上方。
藍光發射層410可包括例如一藍光發射材料。該藍光發射材料可為例如螢光或磷光材料。
較低輔助層420可增加第一電極100與藍光發射層 410之間的電荷移動率，且當第一電極100為陽極時，較低輔助層420可為例如電洞注入層、電洞傳輸層、或其組合。較低輔助層420可為單層或複數層，且可視需要省略。
較高輔助層430增加電荷產生層300與藍光發射層410之間的電荷移動率，且可包括第一電荷傳輸層440，其設置於藍光發射層410的一側，以及第二電荷傳輸層450，其設置於第一電荷傳輸層440的一側，以及電荷注入層460。
第一電荷傳輸層440及第二電荷傳輸層450包括相同的鹼金屬錯化合物，且包括具有彼此不同的電荷移動率之電荷傳輸材料。意即，第一電荷傳輸層440可包括一鹼金屬錯化合物及一第一電荷傳輸材料，且第二電荷傳輸層450可包括相同的鹼金屬錯化合物及一第二電荷傳輸材料，該第二電荷傳輸材料係具有與該第一電荷傳輸材料不同的電荷移動率。
該鹼金屬錯化合物可包括喹啉鋰(Liq)。當兩層都包含該喹啉鋰(Liq)時，可簡單地控制兩層的電荷移動率以增進效率。
第一電荷傳輸層440可鄰接地設置於藍光發射層410上，且藉此增進藍光發射層410的發光效率。第一電荷傳輸層440中包括的第一電荷傳輸材料可具有與藍光發射層410中包括的藍光發射材料相似的能階，此處該能階可為HOMO能階及三重態能階。舉例而言，第一電荷傳輸材料及藍光發射材料可具有約0至約0.5電子伏特的HOMO能階差，以及約0至約0.5電子伏特的三重態能階差。
第二電荷傳輸層450可設置成鄰接於電荷產生層300。第二電荷傳輸層450中包括的第二電荷傳輸材料可具有與電荷產生層300中包括的電荷傳輸材料相同或相似的能階。舉例而言，第二電荷傳輸材料及電荷傳輸材料可具有約0至約0.2電子伏特的LUMO能階差。
於此，第一電荷傳輸材料可具有較該第二電荷傳輸材料更高的電荷移動率，且舉例而言，第一電荷傳輸材料的電荷移動率可高於該第二電荷傳輸材料者約1.1至約100倍。
舉例而言，第一及第二電荷傳輸材料可為具有彼此不同電荷移動率的電荷傳輸材料，或具有相同或相似核心結構及不同的取代基，因此具有不同電荷移動率。
舉例而言，第一及第二電荷傳輸材料可包括相同的吡啶、嘧啶、吡、三、二唑、三唑、咪唑、苯并咪唑、芳基硼烷、噻咯(silylole)、或其組合，其可以極性取代基或非極性取代基取代以調整電荷移動率。
以此方式，第一電荷傳輸層440及第二電荷傳輸層450分別包括具有彼此不同的電荷移動率之電荷傳輸材料，且可有效的增進藍光發光單元的電流及發光特性。
第一電荷傳輸層440可以約0.01：99.99至約99.99：0.01的重量比包括鹼金屬錯化合物及第一電荷傳輸材料，且第二電荷傳輸層450可以約0.01：99.99至約99.99：0.01的重量比鹼金屬錯化合物及第二電荷傳輸材料。
電荷注入層460可包括氟化鋰(LiF)、喹啉鋰(Liq)、或其組合。電荷注入層460可視需要省略。
第二發光單元500包括發射層510，其係藉由結合該藍光而發出白光顯示色；較低輔助層520，其設置於發射層510下方；以及較高輔助層530，其設置於發射層510上方。
發射層510發射波長區域為約550奈米至約650奈米的光，且舉例而言，可為發射單色光的單層或是層疊各自發射不同色光的二或多層的複數層。
當發射層510為單層，發射層510可由發射波長區域為約550奈米至約650奈米的橘光的發光材料所形成。此外，發射層510可藉由於包括基質材料的單層中摻雜紅光及綠光發射材料而形成。於此，該基質材料可為用於綠光發射層的基質材料，且具有較綠光摻雜物更高的三重態能量。該摻雜物可為磷光材料。
當發射層510為複數層，其中可層疊發射紅光波長區域的紅光發射層以及發射綠光波長區域的綠光發射層。於此，該紅光發射層可具有電洞傳輸特性，且該綠光發射層可具有電子傳輸特性。紅光發射層的基質可包括三苯胺衍生物，且綠光發射層的基質可包括咔唑衍生物、螺茀衍生物、或其組合，其包括三基及二唑基的至少一者。
前述的有機發光二極體裝置可包括複數的畫素，且各個畫素可包括複數的子畫素(sub-pixel)。將參照第2圖及第3圖提供更詳細的描述。
第2圖係例示性顯示根據一具體實施態樣之有機發光二極體裝置中複數畫素的排列方法之俯視平面圖；以及第3圖係顯示第2圖之有機發光二極體裝置的結構之截面圖。
首先，參照第2圖，在根據一具體實施態樣的有機發光二極體裝置中，顯示紅光的紅光子畫素(R)、顯示綠光的綠光子畫素(G)、顯示藍光的藍光子畫素(B)、以及顯示無色光的白光子畫素(W)交錯地排列。
紅光子畫素(R)、綠光子畫素(G)、及藍光子畫素(B)係顯示全彩的基本畫素。白光子畫素(W)可增加光透射，以增強裝置的亮度。
包括紅光子畫素(R)、綠光子畫素(G)、藍光子畫素(B)、及白光子畫素(W)的四個子畫素可形成一個畫素群，並且沿著列及/或行方向重複。然而，畫素的排列方式可作多種改變。
參照第3圖，描述有機發光二極體裝置的結構包括紅光子畫素(R)、綠光子畫素(G)、藍光子畫素(B)、及白光子畫素(W)。
複數的薄膜電晶體陣列係設置於絕緣基材110上。該薄膜電晶體陣列包括開關薄膜電晶體(Qs)及驅動薄膜電晶體(Qd)，其設置於各個子畫素上，且彼此電性連接。雖然第3圖中僅例示性的繪示每個子畫素中具有一個開關薄膜電晶體(Qs)及一個驅動薄膜電晶體(Qd)，各個子畫素中可以包括多種數量 的該等電晶體。
較低絕緣層112係設置於該薄膜電晶體陣列上。在較低絕緣層112中，形成複數接觸孔(未示出)以部份暴露該開關薄膜電晶體(Qs)及驅動薄膜電晶體(Qd)。
在較低絕緣層112上，紅光子畫素(R)中設置了紅色光濾鏡230R；綠光子畫素(G)中設置了綠色光濾鏡230G；且藍光子畫素(B)中設置了藍色光濾鏡230B。舉例而言，色光濾鏡230R、230G、及230B可以根據色光濾鏡陣列(CoA)方式設置。
在白光子畫素(W)中，形成透明絕緣層235而非色光濾鏡，以調整與其他子畫素之間色彩濾鏡的階差。然而，可以省略透明絕緣層235。
光阻擋構件220係設置於每個紅色光濾鏡230R、綠色光濾鏡230G、藍色光濾鏡230B、及透明絕緣層235之間。光阻擋構件220可阻擋每個子畫素之間的漏出光。
較高絕緣層114可形成於紅色光濾鏡230R、綠色光濾鏡230G、藍色光濾鏡230B、透明絕緣層235、及光阻擋構件220上。在較高絕緣層114中，可形成複數接觸孔(未示出)。
畫素電極100R、100G、100B、及100W係設置於較高絕緣層114上。畫素電極100R、100G、100B、及100W係經由接觸孔(未示出)電性連接至驅動薄膜電晶體Qd，且可作為陽極。
用於定義各個子畫素的複數絕緣構件361係設置於 各個畫素電極100R、100G、100B、及100W上，且如第1圖所示，第一發光單元400、電荷產生層300、及第二發光單元500係形成於畫素電極100R、100G、100B、及100W以及絕緣構件361上。第一發光單元400及第二發光單元500可結合以顯示白光。
共同電極200係形成於第二發光單元500上。共同電極200可形成於基材的整個表面上，且可為陰極。共同電極200係與畫素電極100R、100G、100B、及100W成對，以將電流流入第一發光單元400及第二發光單元500中。
以下，將參照實施例更詳細的描述本揭露。然而，該等實施例為例示性的，且本揭露並不限制於此。
製造有機發光二極體 實施例1
ITO係濺鍍於玻璃基材上，且圖樣化以形成一ITO陽極。在該ITO陽極上，依序真空沉積茀衍生物及ELM229(ELM公司)以形成電洞注入層(HIL)及電洞傳輸層(HTL)。在電洞傳輸層(HTL)上，真空沉積ABH114(SFC公司)以形成藍光發射層。之後，以重量比為5：5的重量比沉積喹啉鋰(Liq)及ETM521(Hodogaya化學公司)(一種初級ETL材料)(電荷移動率2.5x10-4伏特/平方公分)以形成第一電荷傳輸層，並於其上以5：5的重量比沉積喹啉鋰(Liq)及L201(LG化學公司)(一種次級ETL材料)(電荷移動率1.4x10-4伏特/平方公分)以形成第二電荷傳輸層。之後，L201(LG化學公司)及鋰共沉積以形成電荷產生層， 且ELM229(ELM公司)、磷光紅光發射材料、磷光綠光發射材料、及L201(LG化學公司)係依序沉積於該電荷產生層上，之後形成一鋁的陰極，而製造有機發光二極體。
比較實施例1
除了不形成第一電荷傳輸層以外，根據實施例1之相同方法製造一有機發光二極體。
實施例2
除了在形成第二電荷傳輸層後藉由沉積氟化鋰(LiF)以額外形成電子注入層(EIL)以外，根據實施例1之相同方法製造一有機發光二極體。
比較實施例2
除了不形成第一電荷傳輸層以外，根據實施例2之相同方法製造一有機發光二極體。
評估1
評估根據實施例1及2以及比較實施例1及2的有機發光二極體在相同亮度(550尼特(nit))之驅動電壓、效率、及色光特性。
其結果提供於表1中。
(表1)
參照表1，根據實施例1之有機發光二極體相較於根據比較實施例1之有機發光二極體具有所有改進的驅動電壓、電流效率、電功率效率、外部量子效率、及藍光轉換率；且根據實施例2之有機發光二極體相較於根據比較實施例2之有機發光二極體具有所有改進的驅動電壓、電流效率、電功率效率、外部量子效率、及藍光轉換率。
評估2
評估根據實施例1及2以及比較實施例1及2的有機發光二極體在相同電流密度(10毫安培/平方公分)之驅動電壓、發光特性、效率、及色光特性。
其結果提供於表2中。
參照表2，根據實施例1之有機發光二極體相較於根據比較實施例1之有機發光二極體具有所有增進的驅動電壓、亮度、電流效率、電功率效率、外部量子效率、及藍光轉換率；且實施例2之有機發光二極體相較於根據比較實施例2之有機發光二極體具有所有增進的驅動電壓、電流效率、電功率效率、外部量子效率、及藍光轉換率。
本發明已依照現認為是實際的例示性具體實施態樣而描述，應理解本發明並非限制於所揭露的具體實施態樣，而相反的，用意為涵蓋包括在後附申請專利範圍之精神與範圍中的多種改變及相等設置。
100‧‧‧較低電極
200‧‧‧較高電極
300‧‧‧電荷產生層
400‧‧‧第一發光單元
410‧‧‧藍光發射層
420、520‧‧‧較低輔助層
430、530‧‧‧較高輔助層
440‧‧‧第一電荷傳輸層
450‧‧‧第二電荷傳輸層
460‧‧‧電荷注入層
500‧‧‧第二發光單元
510‧‧‧發射層

Claims (12)

  1. 一種有機發光二極體裝置，包含：彼此面對的一第一電極及一第二電極；一電荷產生層，安插於該第一電極與該第二電極之間；一第一發光單元，其係發出藍光，且係安插於該第一電極與該電荷產生層之間；以及一第二發光單元，其係藉由結合該藍光而發出白光顯示色，且係安插於該第二電極與該電荷產生層之間；其中該第一發光單元係包含：一藍光發射層；一第一電荷傳輸層，設置於該藍光發射層的一側，且包括一鹼金屬錯化合物及一第一電荷傳輸材料；以及一第二電荷傳輸層，設置於該第一電荷傳輸層的一側，且包括該鹼金屬錯化合物及一第二電荷傳輸材料，該第二電荷傳輸材料係具有與該第一電荷傳輸材料不同的電荷移動率。
  2. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電荷傳輸材料係具有較該第二電荷傳輸材料更高的電荷移動率。
  3. 如請求項2所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電荷傳輸材料的電荷移動率係高於該第二電荷傳輸材料者約1.1至約100倍。
  4. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該鹼金屬錯化合物係包含喹啉鋰(lithium quinolate，Liq)。
  5. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，更包含一電荷注入層，安插於該第二電荷傳輸層與該電荷產生層之間，以及該電荷注入層係包含氟化鋰(LiF)、喹啉鋰(Liq)、或其組合。
  6. 如請求項5所述之有機發光二極體裝置，其中該第二發光單元係包含一發射層，其係發射波長區域為約550奈米至約650奈米的光。
  7. 如請求項6所述之有機發光二極體裝置，其中該第二發光單元係包含依序層疊的一紅光發射層及一綠光發射層。
  8. 如請求項7所述之有機發光二極體裝置，其中該紅光發射層係包含一具有電洞傳輸特性的化合物，以及該綠光發射層係包含一具有電子傳輸特性的化合物。
  9. 如請求項8所述之有機發光二極體裝置，其中該紅光發射層係包含一三苯胺衍生物，以及該綠光發射層係包含一咔唑衍生物、一螺茀(spirofluorene)衍生物、或其組合，其具有三基及二唑基的至少一者。
  10. 如請求項6所述之有機發光二極體裝置，其中該第二發光單元係包含一發射層，該發射層係包括一基質材料(host material)，其中摻雜有一紅光發射材料及一綠光發射材料。
  11. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該第一發光單元係包含一包括螢光材料的藍光發射層，以及 該第二發光單元係包含一包括磷光材料的發射層。
  12. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極係一陽極，且該第二電極係一陰極。
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