TW201547082A - 有機ｅｌ顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種即便於陽極電極之電洞注入性存在不均一之情形時，也仍具有更高之元件效率且更長之元件壽命之有機EL顯示裝置。
本發明之有機EL顯示裝置包括：陽極電極(285)，其包含導電性之材料；陰極電極(287)，其包含導電性之材料；作為電子注入層之陽極側電子注入層(311)，其處於陽極電極及陰極電極之間，且形成於陽極電極上；及作為電荷產生層之陽極側電荷產生層(312)，其形成於陽極側電子注入層上。
Description
本發明係關於一種有機EL(Electro-Luminescent，電致發光)顯示裝置。
近年來，使用被稱為有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode)之自發光體的圖像顯示裝置(以下稱為「有機EL顯示裝置」)不斷被實用化。該有機EL顯示裝置與先前之液晶顯示裝置相比，由於使用自發光體，故而不僅於視認性、回應速度之方面優異，而且無需如背光裝置之輔助照明裝置，因此，可實現進一步之薄型化。
專利文獻1揭示有如下內容：於有機發光元件之構成依序為陰極、電子傳輸層、電致發光層、電洞傳輸層、電子接受層及陽極之情形時，在電子接受層與陽極之間進而具備陽極封端層。
[專利文獻1]日本專利特開2006-049906號公報
於有機EL顯示裝置中，對在形成於各像素之有機EL元件中由ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等形成之陽極電極，為了去除堆積於陽極電極之有機物，降低有機EL元件之驅動電壓，而進行O2電漿處理。然而，O2電漿處理根據條件不同會產生電路基板之材料分解，
故而由此對陽極電極之離子化電位造成影響，而有陽極電極之電洞注入性產生不均一之虞。又，由於除此以外之因素，陽極電極亦有電洞注入性產生不均一之虞，電洞注入性之不均一會導致元件效率下降及驅動電壓增加，結果有縮短元件壽命之虞。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種即便於陽極電極之電洞注入性存在不均一之情形時，亦具有更高之元件效率且更長之元件壽命的有機EL顯示裝置。
本發明之有機EL顯示裝置係如下一種有機EL顯示裝置，其包括：陽極電極，其包含導電性之材料；陰極電極，其包含導電性之材料；作為電子注入層之陽極側電子注入層，其處於上述陽極電極及上述陰極電極之間，且形成於上述陽極電極上；及作為電荷產生層之陽極側電荷產生層，其形成於上述陽極側電子注入層上。
又，於本發明之有機EL顯示裝置中，亦可進而包括：作為電洞注入層之陽極側電洞注入層，其形成於上述陽極側電荷產生層上；作為電洞傳輸層之陽極側電洞傳輸層，其形成於上述陽極側電洞注入層上；發光部，其形成於上述陽極側電洞傳輸層上，且具有包含有機發光材料之至少1層發光層；作為電子傳輸層之陰極側電子傳輸層，其形成於上述發光部上；及作為電子注入層之陰極側電子注入層，其形成於上述陰極側電子傳輸層及上述陰極電極之間。
又，於本發明之有機EL顯示裝置中，上述發光部亦可具有：陰極側發光層，其包含有機發光材料；陽極側發光層，其包含有機發光材料，且形成於較上述陰極側發光層更靠陽極側；作為電子傳輸層之串聯式電子傳輸層，其形成於上述陽極側發光層上；作為電子注入層之串聯式電子注入層，其形成於上述串聯式電子傳輸層上；作為電荷產生層之串聯式電荷產生層，其形成於上述串聯式電子注入層上；作
為電洞注入層之串聯式電洞注入層，其形成於上述串聯式電荷產生層上；及作為電洞傳輸層之串聯式電洞傳輸層，其形成於上述串聯式電洞注入層及陰極側發光層之間。
100‧‧‧有機EL顯示裝置
110‧‧‧上框架
120‧‧‧下框架
200‧‧‧有機EL面板
202‧‧‧顯示區域
220‧‧‧TFT基板
230‧‧‧對向基板
260‧‧‧驅動IC
280‧‧‧副像素
281‧‧‧玻璃基板
282‧‧‧TFT電路層
283‧‧‧平坦化膜
284‧‧‧反射層
285‧‧‧陽極電極
286‧‧‧絕緣觸排
287‧‧‧陰極電極
288‧‧‧密封膜
289‧‧‧驅動電晶體
300‧‧‧有機層
311‧‧‧陽極側電子注入層
312‧‧‧陽極側電荷產生層
313‧‧‧陽極側電洞注入層
314‧‧‧陽極側電洞傳輸層
320‧‧‧發光部
321‧‧‧發光層
322‧‧‧陽極側發光層
323‧‧‧串聯式電子傳輸層
324‧‧‧串聯式電子注入層
325‧‧‧串聯式電荷產生層
326‧‧‧串聯式電洞注入層
327‧‧‧串聯式電洞傳輸層
328‧‧‧陰極側發光層
331‧‧‧陰極側電子傳輸層
332‧‧‧陰極側電子注入層
340‧‧‧有機EL元件
390‧‧‧有機層
400‧‧‧有機層
圖1係概略性地表示本發明之實施形態之有機EL顯示裝置之圖。
圖2係表示圖1之有機EL面板之構成之圖。
圖3係對圖2之III-III線處之TFT基板之某一副像素之剖面進行概略性表示的圖。
圖4係對有機EL元件之有機層之積層構造進行概略性表示之圖。
圖5係對本發明之比較例之有機層之積層構造進行概略性表示之圖。
圖6係對圖4之有機層及圖5之有機層之亮度相對於通電時間之變化進行表示之實測結果之曲線圖。
圖7係對圖4之有機層及圖5之有機層之有機EL元件之驅動電壓相對於通電時間之變化進行表示之實測結果之曲線圖。
圖8係對本實施形態之變化例之串聯式構造之有機層之積層構造進行概略性表示的圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之各實施形態進行說明。再者，揭示只不過為一例，關於業者就確保發明主旨之適當變更而能夠容易地想到者，當然包含於本發明之範圍。又，關於圖式，為了使說明更加明確，而存在與實際之態樣相比模式性地表示各部分之寬度、厚度、形狀等之情形，但只不過為一例，並非限定本發明之解釋者。又，於本說明書及各圖中，存在對與已出現過之圖中之上述者相同之要素標註相同之符號並適當省略詳細說明之情況。
於圖1中，概略性地表示本發明之實施形態之有機EL顯示裝置
100。如該圖所示，有機EL顯示裝置100係由有機EL面板200構成，該有機EL面板200係以由上框架110及下框架120夾持之方式固定。
於圖2中，表示圖1之有機EL面板200之構成。有機EL面板200具有TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)基板220與對向基板230之2片基板，且於該等基板之間填充有未圖示之透明樹脂。TFT基板220具有於顯示區域202呈矩陣狀配置之副像素280。副像素280係將例如出射互不相同之波長區域之光的3個或4個副像素280組合而構成一像素。於TFT基板220，載置有作為驅動電路之驅動IC(Integrated Circuit，積體電路)260，該驅動IC260對配置於副像素280之各者之像素電晶體之掃描信號線施加用以使源極、汲極間導通之電位，並且對各像素電晶體之資料信號線施加與副像素280之灰階值對應之電壓。
圖3係對圖2之III-III線處之TFT基板220之副像素280之剖面進行概略性表示的圖。如該圖所示，TFT基板220之副像素280具有：玻璃基板281，其作為絕緣基板；TFT電路層282，其形成於玻璃基板281上，且形成有具有驅動電晶體289等之電路；平坦化膜283，其於TFT電路層282上由絕緣材料形成；陽極電極285，其經由向平坦化膜283開口之通孔與TFT電路層282之電路連接；絕緣觸排286，其覆蓋陽極電極285之端部，於副像素280間將電極間絕緣；有機層300，其以覆蓋整個顯示區域202之方式形成於陽極電極285及絕緣觸排286上；反射層284，其將於有機層300內之發光部320(下述)發出之光反射；陰極電極287，其於有機層300上以覆蓋整個顯示區域202之方式形成；及密封膜288，其係為了防止有機層300之劣化而阻斷空氣或水自外部侵入。各副像素280中之有機層300內之發光部320發光之亮度係於驅動電晶體289予以控制。再者，於本實施形態中，設為將陽極電極285至陰極電極287之構成稱為有機EL元件340。又，於圖3之形態中，設為頂部發光方式之有機EL顯示裝置，但作為一例，亦可為底部發光
方式之有機EL顯示裝置，又，可使用其他剖面構造之TFT基板220。又，對於電晶體，可使用由非晶矽、低溫多晶矽及其他半導體材料構成之電晶體。又，於本實施形態中，有機層300係設為以覆蓋整個顯示區域202之方式形成，但亦可設為於各副像素個別地形成有機層300。於該情形時，可使各副像素中發光之顏色不同。
圖4係對有機EL元件340之有機層300之積層構造進行概略性表示之圖。如該圖所示，形成於陽極電極285及陰極電極287之間之有機層300依序積層有：作為電子注入層(EIL：Electron Injection Layer)之陽極側電子注入層311，其形成於陽極電極285上；作為電荷產生層(CGL：Charge Generation Layer)之陽極側電荷產生層312，其形成於陽極側電子注入層311上；作為電洞注入層(HIL：Hole Injection Layer)之陽極側電洞注入層313，其形成於陽極側電荷產生層312上；作為電洞傳輸層(HTL：Hole Transport Layer)之陽極側電洞傳輸層314，其形成於陽極側電洞注入層313上；作為發光部320之發光層321，其形成於陽極側電洞傳輸層314上；作為電子傳輸層(ETL：Electron Transport Layer)之陰極側電子傳輸層331，其形成於發光層321上；及作為電子注入層(EIL：Electron Injection Layer)之陰極側電子注入層332，其形成於陰極側電子傳輸層331及陰極電極287之間。彼此相鄰之層相互直接接觸。
電子注入層較理想為將移動率較高之材料、例如BCP(Biphasic Calcium Phosphate，雙相磷酸鈣)、Alq3(Tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum，三(8-羥基喹啉)鋁)、二唑(PBD：Polybutadiene(聚丁二烯))系、三唑系之材料與Li、Mg、Ca及Cs等鹼金屬混合所得之層。電荷產生層較佳為例如HAT-CN(6)(1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile，1,4,5,8,9,12-六氮雜苯并菲-六甲腈)等電子受體材料。電洞注入層可使用例如HAT-CN(6)、CuPc及
PEDOT：PSS中之任一種等。對於電洞傳輸層，例如可使用NPB(N,N'-Di-[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine，N,N'-二-[(1-萘基)-N,N'-二苯基]-1,1'-聯苯基)-4,4'-二胺)等。電子傳輸層可使用Alq3與Liq(8-hydroxy-quinolinato-lithium，8-羥基喹啉鋰)之共蒸鍍層。此處，亦可使用Li等代替Liq。用於上述各層之材料並不限定於此處所列舉者，可應用業者所使用者作為各層之材料。
於本實施形態中，由於在陽極電極285與陽極側電荷產生層312之間具有陽極側電子注入層311，故而不易產生自陽極電極285向陽極側電子注入層311之電洞注入，又，由於陽極側電荷產生層312產生有助於發光之電洞並將其傳遞給陽極側電洞傳輸層314，故而可不影響陽極電極285之電洞注入性地驅動有機EL元件340。又，於陽極側電荷產生層312產生之電子經由陽極側電子注入層311而移動至陽極電極285。因此，可不依存於陽極電極285之表面處理狀態而控制電洞之量，故而可提高元件效率，從而提高有機EL元件340之壽命。再者，陽極側電子注入層311與陰極側電子注入層332既可為相同之材料，亦可為不同之材料。又，較陽極側電子注入層311靠上之陽極側電洞注入層313至陰極側電子注入層332之構成並無特別限定，其等之構成能以任意方式進行積層，只要於陽極電極285上存在使電洞之注入不易產生之電子注入層311，且於其上具有產生電荷之電荷產生層即可。
又，藉由設為此種構成，可將用於陽極電極285之材料設為電洞注入性較低、亦即功函數較小之金屬。通常用於陽極電極285之ITO之功函數為4.26eV左右，但藉由O2電漿處理等改質為5.0~5.5eV左右而使用。然而，若能夠降低陽極電極285之電洞注入性，則可使用功函數較低之金屬、例如4.28eV之Al、4.26eV之Ag等，於該情形時，與使用ITO之情形相比，具有成本上之優勢，進而藉由改善陽極
電極285之平坦性而可謀求減少漏電流。又，由於不具有透明性，故而於利用光學干擾之情形時無需進行陽極電極285之膜厚之微調整。
圖5係對本發明之比較例之有機層390之積層構造進行概略性表示之圖。與圖4之有機層300不同之方面在於：無陽極側電子注入層311，於陽極電極285上直接形成有陽極側電荷產生層312，其他方面與圖4之構成相同，故而省略說明。於該情形時，陽極電極285之電洞注入性會對元件效率產生影響。
圖6係對圖4之有機層300及圖5之有機層390之亮度相對於通電時間之變化進行表示之實測結果之曲線圖。如該曲線圖所示，具有陽極側電子注入層311之有機層300於通電50小時後仍保持接近於通電開始時之亮度的亮度，相對於此，不具有陽極側電子注入層311之有機層390成為約一半之亮度。因此，藉由使用圖4之有機層300之構成，可抑制有機EL元件340之劣化，從而可實現長壽命化。
圖7係對圖4之有機層300及圖5之有機層390之有機EL元件340之驅動電壓相對於通電時間之變化進行表示之實測結果之曲線圖。如該曲線圖所示，具有陽極側電子注入層311之有機層300與不具有陽極側電子注入層311之有機層390相比，於通電50小時後驅動電壓亦幾乎無變化，未使消耗電力增加。
圖8係對上述實施形態之變化例之串聯式構造之有機層400之積層構造進行概略性表示的圖。與圖4之有機層300不同之方面在於：發光部320成為陽極側發光層322與陰極側發光層328之2層發光層相互不相接地配置之所謂串聯式構造之發光部320。
發光部320係依序積層有：作為電子傳輸層之串聯式電子傳輸層323，其形成於陽極側發光層322上；作為電子注入層之串聯式電子注入層324，其形成於串聯式電子傳輸層323上；作為電荷產生層之串聯式電荷產生層325，其形成於串聯式電子注入層324上；作為電洞注入
層之串聯式電洞注入層326，其形成於串聯式電荷產生層325上；作為電洞傳輸層之串聯式電洞傳輸層327，其形成於串聯式電洞注入層326與陰極側發光層328之間。
即便於如此般有機層400具有串聯式構造之發光部320之情形時，由於在陽極電極285與陽極側電荷產生層312之間具有陽極側電子注入層311，故而可獲得與上述實施形態相同之效果。再者，串聯式構造之2層發光層之間之積層構造並不限於該構成，亦可使用其他積層構造。又，雖將串聯式構造設為2層發光層，但若為3層以上亦可應用。
於本發明之思想範疇內，若為業者，應可想到各種變更例及修正例，應瞭解該等變更例及修正例亦屬於本發明之範圍。例如，業者對上述各實施形態適當進行構成要素之追加、刪除或設計變更所得者、或者進行步驟之追加、省略或條件變更所得者只要具備本發明之主旨，則亦包含於本發明之範圍。
285‧‧‧陽極電極
287‧‧‧陰極電極
300‧‧‧有機層
311‧‧‧陽極側電子注入層
312‧‧‧陽極側電荷產生層
313‧‧‧陽極側電洞注入層
314‧‧‧陽極側電洞傳輸層
320‧‧‧發光部
321‧‧‧發光層
331‧‧‧陰極側電子傳輸層
332‧‧‧陰極側電子注入層
Claims (9)
- 一種有機EL顯示裝置，其具有：陽極電極，其包含導電性之材料；陰極電極，其包含導電性之材料；作為電子注入層之陽極側電子注入層，其處於上述陽極電極及上述陰極電極之間，且形成於上述陽極電極上；及作為電荷產生層之陽極側電荷產生層，其形成於上述陽極側電子注入層上。
- 如請求項1之有機EL顯示裝置，其中上述陽極電極與上述陽極側電子注入層相互直接接觸。
- 如請求項2之有機EL顯示裝置，其中上述陽極側電子注入層與上述陽極側電荷產生層相互直接接觸。
- 如請求項1之有機EL顯示裝置，其中上述陽極側電子注入層妨礙自上述陽極電極之電洞注入。
- 如請求項1之有機EL顯示裝置，其中於上述陽極側電荷產生層所產生之電子係經由上述陽極側電子注入層而移動至上述陽極電極。
- 如請求項1之有機EL顯示裝置，其進而具有：作為電洞注入層之陽極側電洞注入層，其形成於上述陽極側電荷產生層上；作為電洞傳輸層之陽極側電洞傳輸層，其形成於上述陽極側電洞注入層上；發光部，其形成於上述陽極側電洞傳輸層上，且具有包含有機發光材料之至少1層發光層； 作為電子傳輸層之陰極側電子傳輸層，其形成於上述發光部上；及作為電子注入層之陰極側電子注入層，其形成於上述陰極側電子傳輸層及上述陰極電極之間。
- 如請求項6之有機EL顯示裝置，其中上述陽極側電荷產生層與上述陽極側電洞注入層相互直接接觸。
- 如請求項6之有機EL顯示裝置，其中上述陽極側電荷產生層產生有助於上述至少1層發光層中之發光的電洞並將其傳遞給上述陽極側電洞傳輸層。
- 如請求項6之有機EL顯示裝置，其中上述發光部具有：陰極側發光層，其包含有機發光材料；陽極側發光層，其包含有機發光材料，且形成於較上述陰極側發光層更靠陽極側；作為電子傳輸層之串聯式電子傳輸層，其形成於上述陽極側發光層上；作為電子注入層之串聯式電子注入層，其形成於上述串聯式電子傳輸層上；作為電荷產生層之串聯式電荷產生層，其形成於上述串聯式電子注入層上；作為電洞注入層之串聯式電洞注入層，其形成於上述串聯式電荷產生層上；及作為電洞傳輸層之串聯式電洞傳輸層，其形成於上述串聯式電洞注入層及陰極側發光層之間。
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