TW201720793A - 有機發光顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種有機發光顯示裝置。該有機發光顯示裝置包括：在一陽極與一陰極之間的至少一個發光部件，該至少一個發光部件具有至少一層有機層和一發光層，其中該至少一層有機層包括由化學式1或化學式2表示的化合物：□□

Description

有機發光顯示裝置
本發明係關於一種有機發光顯示裝置，且特別是關於一種可降低操作電壓以及提高效率的有機發光顯示裝置。
用於在螢幕上顯示各種資訊的影像顯示器是資訊與通信時代的核心技術之一。此類影像顯示器已發展成更薄、更輕、更便於攜帶，而且具有高效能。隨著資訊社會的發展，對於顯示裝置的各種需求在增加。為了滿足這些需求，對於例如液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)、有機發光二極體(OLED)等平板顯示器的研究正在積極地進行中。
在這些類型的平板顯示器中，有機發光顯示裝置是一類如下的裝置：當將電荷注入在陽極與陰極之間形成的有機發光層中時，由於電子-電洞對的產生與消滅而發射光。有機發光顯示裝置的優點在於，其可形成在例如塑膠基板等可撓性透明基板上，並且其與電漿顯示面板或無機發光顯示器相比，可在相對低的電壓下操作，功率消耗量較少，並可呈現色彩鮮艷的再現性。特別是，白色OLED裝置為各種目的而在照明設備、薄光源、液晶顯示器用的背光源或採用濾色片的全彩色顯示器中使用。
有機發光顯示裝置具有陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極的疊層結構，並且使用電洞注入層和電子注入層來促進電荷注入。P型電洞注入層為電洞注入層的其中之一型，P型電洞注入層參與電洞的產生、注入和傳輸，並且可由單一P型摻雜劑所形成的一層或者是包含主體(host)與在該主體中之P型摻雜劑所形成的一層。該主體是用來將電洞從陽極經由HOMO(highest occupied molecular orbital，最高佔有分子軌道)能階注入至發光層，且該主體通常係用作為電洞注入層的材料。P型摻雜劑為一種材料，其具有強吸電子取代基，且可將電子從與P型電洞注入層相鄰的電洞傳輸層的LUMO(lowest unoccupied molecular orbital，最低未占分子軌道)能階吸引至P型摻雜劑的HOMO能階。具有強吸電子取代基的P型電洞注入層係藉由P型電洞注入層的LUMO(最低未占分子軌道)能階從主體的HOMO(最高佔有分子軌道)能階，或是電洞注入層或電洞傳輸層的HOMO能階接收電子而形成電洞傳輸路徑。最終，P型電洞注入層的LUMO能階和與P型電洞注入層相鄰的電洞傳輸層的HOMO能階或是主體的HOMO能階可具有相似的能階，以有效率地產生電洞，因此需要具有強吸電子取代基的P型電洞注入材料。
然而，P型電洞注入材料由於其具有強吸電子取代基而不易合成，並且具有熱穩定性和沉積穩定性的問題。特別是，F4-TCNQ(一種P型電洞注入材料)容易昇華，因而會影響到沉積源的污染以及裝置製造中的裝置的性能再現性和熱穩定性。此外，P型電洞注入材料並不容易開發，此因P型電洞注入材料的LUMO能階與主體的HOMO或電洞傳輸層的HOMO能階相似。為了使P型電洞注入材料的LUMO具有和主體材料或電洞傳輸層的HOMO相似的能階，需要將強吸電子取代基引入P型電洞注入材料中。但是，吸電子取代基吸引電子越強，越難改善材料的純度，使得材料難以合成。此外，需要強吸電子取代基不吸收可見光，因而使得P型電洞注入材料並不容易開發。
因此，本發明係關於一種有機發光顯示裝置，實質上避免了由於習知技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題。
本發明的目的在於提供一種可降低操作電壓以及提高效率的有機發光顯示裝置。
本發明額外的特徵和優點將在隨後的說明中闡明，部分內容在隨後的說明中將變得顯而易見，或者藉由實施本發明而獲知。本發明的目的和其他優點將藉由說明中特別指出的結構和所申請專利範圍以及所附圖式說明呈現並達成。
為了達到上述目的和其他優點並依據本發明的目的，具體並 從廣義上說明，一種有機發光顯示裝置，包括：在一陽極與一陰極之間的至少一個發光部件，其中該至少一個發光部件具有至少一層有機層和一發光層，以及其中該至少一層有機層包括由化學式1或化學式2表示的化合物：
其中，R1~R6各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者，且R1~R6中至少一者是氰基，以及Z1及Z2係各自獨立地由下述化學式3表示： 其中，A和B各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選 自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
芳基、雜芳基、烷基、烷氧基、醚基的取代基係碳原子數為1~12之烷基、碳原子數為6~15之芳基、碳原子數為1~15且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜烷基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
由化學式1表示的化合物包括下列化合物中之一者：
由上述化學式2表示的化合物包括下列化合物中之一者：
該至少一層有機層包括一電洞注入層。
該電洞注入層的摻雜劑包括該化合物。
該電洞注入層包括該化合物。
該至少一層有機層包括一P型電荷產生層。
該P型電荷產生層的摻雜劑包括該化合物。
該P型電荷產生層包括該化合物。
在另一態樣中，一種有機發光顯示裝置包括：在一陽極與一陰極之間的至少一個發光部件，該至少一個發光部件具有一電洞注入層和一發光層；以及在該些發光部件之間具有一P型電荷產生層的一電荷產生層，其中該電洞注入層和該P型電荷產生層中的至少一者包括由下述化學式1或化學式2表示的化合物：
[化學式2] 其中，R1~R6各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者，且R1~R6中至少一者是氰基，以及Z1及Z2係各自獨立地由下述化學式3表示： 其中，A和B各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
芳基、雜芳基、烷基、烷氧基、醚基的取代基係碳原子數為1~12之烷基、碳原子數為6~15之芳基、碳原子數為1~15且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜烷基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
由化學式1表示的化合物包括下列化合物中之一者：
由上述化學式2表示的化合物包括下列化合物中之一者：
該電洞注入層的摻雜劑包括該化合物。
該電洞注入層包括該化合物。
該P型電荷產生層的摻雜劑包括該化合物。
該P型電荷產生層包括該化合物。
100‧‧‧有機發光顯示裝置
110‧‧‧陽極
120‧‧‧電洞注入層
130‧‧‧電洞傳輸層
140‧‧‧發光層
150‧‧‧電子傳輸層
160‧‧‧電荷產生層
160N‧‧‧N型電荷產生層
160P‧‧‧P型電荷產生層
180‧‧‧第二電洞傳輸層
190‧‧‧第二發光層
200‧‧‧第二電子傳輸層
210‧‧‧電子注入層
220‧‧‧陰極
230‧‧‧第二電荷產生層
230N‧‧‧N型電荷產生層
230P‧‧‧P型電荷產生層
240‧‧‧第三電洞傳輸層
250‧‧‧第三發光層
260‧‧‧第三電子傳輸層
ST1‧‧‧第一發光部件
ST2‧‧‧第二發光部件
ST3‧‧‧第三發光部件
本說明書包括附圖以提供對本發明的進一步理解，且將附圖併入本說明書中構成本說明書的一部分。附圖說明本發明的實施例，且與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是顯示根據本發明第一示例性實施例之有機發光顯示裝置的剖面圖。
圖2是顯示根據本發明第二示例性實施例之有機發光顯示裝置的剖面圖。
圖3是顯示根據本發明第三示例性實施例之有機發光顯示裝置的剖面圖。
圖4和圖5是顯示根據本發明一個或多個實施例之有機發光顯示裝置的能帶圖。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。以下列舉幾個實施例來詳細說明本 發明之應用，但本發明可用多種不同形式來實踐，且不應將其解釋為限於本文所述之實施例。實際上提供這些實施例，只是為了使本發明能揭露地更詳盡，且將本發明之範疇完全傳達至所屬技術領域中具有通常知識者。本發明係由說明書附加之申請專利範圍界定。
描述本發明的示例性實施例的圖式中所顯示的形狀、大小、百分比、角度和數量等僅是示例，可不侷限於圖式中所說明的。相同元件符號在整個說明書中代表相同的元件。在本發明的描述中，將省略相關習知技術的詳細說明以避免不必要地混淆本發明。當使用術語“包括”、“具有”和“由…組成”等時，只要未使用到“僅”字，便可加入其他部件。除非本文另外有明確指示，否則單數形式可被解讀為複數形式。
即使本文沒有明確指示，元件也可被理解為包括誤差限度。
當使用“上”、“之上”、“之下”和“鄰近”等術語描述兩個部件之間的位置關係時，一個或多個部件可配置於所述兩個部件之間，只要未使用術語“緊接”或“直接”。
當使用“之後”、“接下來”、“其次”、和“之前”等術語描述兩個事件之間的時問關係時，所述兩個事件可不相繼地發生，只要未使用術語“立即”或“直接”。
一般可理解，儘管在本文中使用“第一”、“第二”等術語來描述各種元件，然而這些元件不應受這些術語限制。這些術語僅用以將一元件區別於另一元件。是以在不脫離本發明之精神內，下文討論的第一元件可被稱作第二元件。
本發明各示例性實施例的特徵可彼此部分地或全部地組合，並且可技術上不同的方式共同作用或運作。示例性實施例可單獨地執行或彼此組合地執行。
在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。
圖1是顯示根據本發明第一示例性實施例之有機發光顯示裝置的剖面圖。根據本發明所有實施例，有機發光顯示裝置的全部組件係可操作性地被耦合及被配置。
參照圖1，根據本發明第一示例性實施例的有機發光顯示裝置100包括陽極110、電洞注入層120、電洞傳輸層130、發光層140、電 子傳輸層150、電子注入層210以及陰極220。
陽極110是電洞注入電極，並且可由具有高功函數(work function)的ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)及ZnO(氧化鋅)之一者形成。另外，若陽極110是反射電極，則陽極110可進一步包含位在由ITO、IZO及ZnO中之一形成的層之下的由鋁(Al)、銀(Ag)及鎳(Ni)中之一者形成的反射層。
電洞注入層120係形成在陽極110上。電洞注入層120必須包括強的吸電子取代基，以使電洞注入層的LUMO能階相似於或低於電洞注入層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階。然而由於吸電子取代基而使包括吸電子取代基的化合物不易合成，並且由於低的熱穩定性和沉積穩定性的問題而使包括吸電子取代基的化合物不容易開發。有鑒於此，本發明人藉由形成由可確保製程穩定性且包括吸電子取代基的材料所構成之電洞注入層進行了可改善電洞注入特性、裝置的效率以及使用期限的各種測試。
經由對不影響有機發光顯示裝置的使用期限或效率且不使操作電壓升高的材料進行的大測量試或實驗，本發明人開發出可展現電洞注入特性的化合物，包括吸電子取代基的該化合物可確保製程穩定性。於本發明中，電洞注入層係使用包括作為核心部之茚(indene)以及吸電子取代基的化合物來形成。對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層120主體的HOMO能階或P型電荷產生層主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，本發明的電洞注入層120包括由化學式1或化學式2表示的化合物：[化學式1]
其中，R1~R6各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者，且R1~R6中至少一者是氰基。
Z1及Z2係各自獨立地由下述化學式3表示： 其中，A和B各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12之芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12之烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
芳基、雜芳基、烷基、烷氧基、醚基的取代基係碳原子數為 1~12之烷基、碳原子數為6~15之芳基、碳原子數為1~15且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜烷基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
由化學式1表示的化合物包括下列化合物中之一者：
由上述化學式2表示的化合物包括下列化合物中之一者：
本發明的上述化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層之主體的HOMO能階或P型電荷產生層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，電洞注入層係由本發明化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和使用期限。
電洞注入層120可由本發明化合物所形成，或可包含該化合物作為摻雜劑。電洞注入層120可單獨由本發明化合物所形成。此外，若電洞注入層120包含本發明化合物作為摻雜劑，則電洞注入層120可包括CuPc(銅酞青)、PEDOT(聚(3,4)-乙烯二氧噻吩)、PANI(聚苯胺)、DNTPD(N,N'-二[4-[二(3-甲基苯基)胺基]苯基]-N,N'-二苯基-聯苯-1,4-二胺)以及NPD(N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二(苯基)-2,2'-二甲基聯苯胺)中之一個或多個主體以及包含本發明化合物的摻雜劑。
電洞注入層120的厚度可為1nm~150nm。若電洞注入層120的厚度為1nm或1nm以上，則可改善電洞注入特性。若電洞注入層120的厚度為150nm或150nm以下，則可防止電洞注入層120的厚度增加，並且 可由此防止操作電壓升高。
電洞傳輸層130可作用於促進電洞輸送，並且可由以下化合物中之一者或多者形成，但不限於此，NPD(N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二(苯基)-2,2'-二甲基聯苯胺)、TPD(N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺)、螺-TAD(2,2',7,7-四(N,N-二苯基胺基)-9,9'-螺二芴)、NPB(N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二(苯基)聯苯胺)以及MTDATA(4,4',4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基胺基)三苯胺)。電洞傳輸層130的厚度可為1nm~150nm。若電洞傳輸層130的厚度為1nm或1nm以上，則可改善電洞輸送特性，或者，若電洞傳輸層130的厚度為150nm或150nm以下，則可防止電洞傳輸層130的厚度增加，並且可由此防止操作電壓升高。此外，電子阻擋層可進一步形成在電洞傳輸層130之上。
發光層140可發射紅光(R)、綠光(G)或藍光(B)，並且可由螢光材料或磷光材料所形成。
若發光層140是紅光發光層，則其可由以下螢光材料形成，但不限於此，該螢光材料包括PBD：Eu(DBM)3(Phen)或二萘嵌苯(perylene)。若發光層140是綠光發光層，則其可由包括Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)之螢光材料形成，但不限於此。若發光層140是藍光發光層，則其可由以下螢光材料形成，但不限於此，該螢光材料包括螺-BDAVBI(2,7-雙[4-(二苯胺基)苯乙烯基]-9,9-螺二芴)、螺-CBP(2,2’,7,7’-四(咔唑-9-基)-9,9-螺二芴)、二苯乙烯基苯(DSB)、二苯乙烯基芳烴(DSA)、PFO(聚芴)聚合物以及PPV(聚苯基乙烯)聚合物中之一者。
電子傳輸層150作用於促進電子輸送，並且可由以下化合物中之一者或多者形成，但不限於此，Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)、PBD(2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑)、TAZ(3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-第三丁基苯基-1,2,4-三唑)、DPT(2-聯苯基-4-基-4,6-雙(4'-吡啶-2-基-聯苯基-4-基)-[1,3,5]三氮雜苯)以及BAlq(雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-(苯基苯酚)鋁)。電子傳輸層150的厚度可為1nm~150nm。若電子傳輸層150的厚度為1nm或1nm以上，則可防止電子輸送特性退化，或者若電子傳輸層150的厚度為150nm或150nm以下，則可防止電子傳輸層150的厚度增加，並可由此防止操作電壓升高。
電子注入層210作用於促進電子注入，並且可由以下化合物中之一者形成，但不限於此，Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)、PBD(2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑)、TAZ(3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-第三丁基苯基-1,2,4-三唑)以及BAlq(雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-(苯基苯酚)鋁)。另一方面，電子注入層210可由金屬化合物形成，而金屬化合物可是例如但不限於，LiQ、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、FrF、BeF2、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2以及RaF2中之一者或多者。電子注入層210的厚度可是1nm~50nm。若電子注入層210的厚度為1nm或1nm以上，則可防止電子注入特性退化，或者若電子注入層210的厚度為50nm或50nm以下，則可防止電子注入層210的厚度增加，並可由此防止操作電壓升高。有機發光顯示裝置的元件中可不包括電子注入層210，要視裝置的結構或特性而定。
陰極220是電子注入電極，並且可由具有低功函數的鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋁(Al)、銀(Ag)或其合金形成。若有機發光顯示裝置是頂部發射型或雙重發射型(dual emission)，則陰極220可形成得足夠薄，以便使光穿過。若有機發光顯示裝置是底部發射型，則陰極220可形成得足夠厚，以反射光。
如上所述，本發明的化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層之主體的HOMO能階或P型電荷產生層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，電洞注入層係由本發明化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和使用期限。
圖2是顯示根據本發明第二示例性實施例的有機發光顯示裝置的剖面圖。與第一示例性實施例所描述的元件相同的元件使用相同的元件符號表示，並且將省略對該些元件的描述或將簡短說明如下。
參照圖2，本發明的有機發光顯示裝置100包括在陽極110 與陰極220之間的發光部件ST1和發光部件ST2，以及在發光部件ST1與發光部件ST2之間的電荷產生層160。
第一發光部件ST1包括第一發光層140。第一發光層140可發射紅光(R)、綠光(G)或藍光(B)，並且第一發光層140可由螢光材料或磷光材料所形成。在此示例性實施例中，第一發光層140可為藍光發光層。藍光發光層包括藍光(blue)發光層、深藍光(dark blue)發光層和天藍光(sky blue)發光層中之一者。或者是，第一發光層140可由藍光發光層及紅光發光層、藍光發光層及黃綠光發光層、或藍光發光層及綠光發光層所形成。若第一發光層140為藍光發光層，則第一發光層140可發出440nm~480nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及紅光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~650nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及黃綠光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~590nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及綠光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~580nm波長範圍的光。
第一發光部件ST1包括位於陽極110與第一發光層140之間的電洞注入層120和第一電洞傳輸層130；以及位於第一發光層140上的第一電子傳輸層150。因此，包括電洞注入層120、第一電洞傳輸層130、第一發光層140和第一電子傳輸層150的第一發光部件ST1係形成在陽極110上。第一電洞傳輸層130可由與參照圖1所說明的電洞傳輸層130相同的材料形成。
電荷產生層(CGL)160係位於第一發光部件ST1與第二發光部件ST2之間。第一發光部件ST1和第二發光部件ST2係通過電荷產生層160連接。電荷產生層160可為經由接合N型電荷產生層160N和P型電荷產生層160P而形成的PN接面電荷產生層。PN接面電荷產生層160產生電荷，或將電荷(即，電子和電洞)分別注入發光層中。即，N型電荷產生層160N將電子轉移至第一電子傳輸層150，接著第一電子傳輸層150將電子供應至與陽極相鄰的第一發光層140，而P型電荷產生層160P將電洞轉移至第二電洞傳輸層180，接著第二電洞傳輸層180將電洞供應至第二發光部件ST2的第二發光層190。如此，可將第一發光層140和第二發光層140的發光效率進一步提高而其操作電壓可降低。
N型電荷產生層160N可由金屬或N摻雜的有機材料形成。金屬可為Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy和Yb中之一者。N摻雜的有機材料用的N型摻雜劑和主體可為常用材料。例如，N型摻雜劑可為鹼金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬或鹼土金屬化合物。特別是，N型摻雜劑可為Li、Cs、K、Rb、Mg、Na、Ca、Sr、Eu和Yb中之一者。主體可為具有碳原子數為20~60之含有氮原子的雜環的有機材料，例如，Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)、三氮雜苯、羥基喹啉衍生物、苯并吡咯(benzazole)衍生物和含矽的環戊二烯分子之衍生物(silole)中之一種材料。
P型電荷產生層160P可由與上述第一示例性實施例的電洞注入層120相同的材料形成。本發明的化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，P型電荷產生層係由本發明化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和使用期限。
第二發光部件ST2包括第二電洞傳輸層180、第二發光層190、第二電子傳輸層200以及電子注入層210，該第二發光部件ST2係位於電荷產生層160上。
第二發光層190可發出紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)或黃綠光(YG)，並且第二發光層190可由螢光材料或磷光材料所形成。在此示例性實施例中，第二發光層190可為發出黃綠光的發光層。第二發光層190可具有黃綠光發光層或綠光發光層的單層結構，或是由黃綠光發光層與綠光發光層所形成的多層結構。第二發光層190包括黃綠光發光層、綠光發光層，或是由黃綠光發光層與綠光發光層、黃光發光層與紅光發光層、綠光發光層與紅光發光層、或黃綠光發光層與紅光發光層所形成之多層結構。若第二發光層190係由黃綠光發光層、綠光發光層、或黃綠光發光層與綠光發 光層所形成，則第二發光層190可發出510nm~590nm波長範圍的光。若第二發光層190係由黃光發光層與紅光發光層、綠光發光層與紅光發光層、或黃綠光發光層與紅光發光層所形成，則第二發光層190可發出510nm~650nm波長範圍的光。
將可發出黃綠光的第二發光層190單層結構作為實例說明如下。第二發光層190可包括CBP(4,4'-二(咔唑-9-基)聯苯)和BAlq(雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-(苯基苯酚)鋁)中之至少一者作為主體以及可發出黃綠光的黃綠色磷光摻雜劑，但不限於此。
第二發光部件ST2包括位於電荷產生層160與第二發光層190之間的第二電洞傳輸層180，且第二發光部件ST2包括位於第二發光層190上的第二電子傳輸層200和電子注入層210。第二電洞傳輸層180可由與參照圖1所說明的電洞傳輸層130相同的材料形成，但不限於此。
因此，包括第二電洞傳輸層180、第二發光層190、第二電子傳輸層200和電子注入層210的第二發光部件ST2係形成在電荷產生層160上。陰極220係形成在第二發光部件ST2上，從而構成本發明第二示例性實施例的有機發光顯示裝置。
上述本發明第二示例性實施例已說明P型電荷產生層160P包括本發明的化合物。如上第一示例性實施例所述，本發明的化合物可用作為電洞注入層120。電洞注入層120和P型電荷產生層160P中之至少一者可包括本發明的化合物。
如上所述，本發明的化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層之主體的HOMO能階或P型電荷產生層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，電洞注入層和P型電荷產生層中之至少一者係由本發明化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和 使用期限。
圖3是顯示根據本發明第三示例性實施例的有機發光顯示裝置的剖面圖。與第一示例性實施例和第二示例性實施例所描述的元件相同的元件使用相同的元件符號表示，並且將省略對該些元件的描述或將簡短說明如下。
參照圖3，本發明的有機發光顯示裝置100包括在陽極110與陰極220之間的多個發光部件ST1、ST2和ST3，以及在發光部件ST1、ST2與ST3之間的第一電荷產生層160和第二電荷產生層230。雖然此示例性實施例以陽極110和陰極220之間具有三個發光部件的實例來闡明和描述，但本發明並不限於此實例，在陽極110與陰極220之間可有四個或四個以上的發光部件。
在多個發光部件中，第一發光部件ST1包括第一發光層140。第一發光層140可發出紅光、綠光和藍光中之一者。例如，在此示例性實施例中第一發光層140可為藍光發光層。藍光發光層包括藍光發光層、深藍光發光層和天藍光發光層中之一者。或者是，第一發光層140可由藍光發光層及紅光發光層、藍光發光層及黃綠光發光層、或藍光發光層及綠光發光層所形成。若第一發光層140為藍光發光層，則第一發光層140可發出440nm~480nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及紅光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~650nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及黃綠光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~590nm波長範圍的光。若第一發光層140係由藍光發光層及綠光發光層所形成，則第一發光層140可發出440nm~580nm波長範圍的光。
第一發光部件ST1包括位於陽極110與第一發光層140之間的電洞注入層120和第一電洞傳輸層130；以及位於第一發光層140上的第一電子傳輸層150。因此，包括電洞注入層120、第一電洞傳輸層130、第一發光層140和第一電子傳輸層150的第一發光部件ST1係形成在陽極110上。
包括第二發光層190的第二發光部件ST2係位於第一發光部件ST1上。第二發光層190可發出紅光、綠光、藍光和黃綠光中之一者， 並且第二發光層190可由螢光材料或磷光材料所形成。在此示例性實施例中，第二發光層190可為黃綠光發光層。第二發光層190包括黃綠光發光層、綠光發光層，或者是由黃綠光發光層與綠光發光層、黃光發光層與紅光發光層、綠光發光層與紅光發光層、或黃綠光發光層與紅光發光層所形成之多層結構。若第二發光層190係由黃綠光發光層、綠光發光層、或黃綠光發光層與綠光發光層所形成，則第二發光層190可發出510nm~590nm波長範圍的光。若第二發光層190係由黃光發光層與紅光發光層、綠光發光層與紅光發光層、或黃綠光發光層與紅光發光層所形成，則第二發光層190可發出510nm~650nm波長範圍的光。
第二發光部件ST2進一步包括位於第一發光部件ST1上的第二電洞傳輸層180，且第二發光部件ST包括在第二發光層190上的第二電子傳輸層200。因此，包括第二電洞傳輸層180、第二發光層190和第二電子傳輸層200的第二發光部件ST2係形成在第一發光部件ST1上。
第一電荷產生層160係位於第一發光部件ST1與第二發光部件ST2之間。第一電荷產生層160為經由接合N型電荷產生層160N和P型電荷產生層160P而形成的PN接面電荷產生層。第一電荷產生層160產生電荷，或注入電荷，即，將電子和電洞分別注入第一發光層140和第二發光層190中。
第三發光部件ST1包括位於第二發光部件ST2上的第三發光層250。第三發光層250可發出紅光、綠光和藍光中之一者，並且第三發光層250可由螢光材料所形成。例如，在此示例性實施例中第三發光層250可為藍光發光層。藍光發光層包括藍光發光層、深藍光發光層和天藍光發光層中之一者。或者是，第三發光層250可由藍光發光層及紅光發光層、藍光發光層及黃綠光發光層、或藍光發光層及綠光發光層所形成。若第三發光層250為藍光發光層，則第三發光層250可發出440nm~480nm波長範圍的光。若第三發光層250係由藍光發光層及紅光發光層所形成，則第三發光層250可發出440nm~650nm波長範圍的光。若第三發光層250係由藍光發光層及黃綠光發光層所形成，則第三發光層250可發出440nm~590nm波長範圍的光。若第三發光層250係由藍光發光層及綠光發光層所形成，則第三發光層250可發出440nm~580nm波長範圍的光。
第三發光部件ST3進一步包括位於第二發光部件ST2上的第三電洞傳輸層240，以及位於第三發光層250上的第三電子傳輸層260和電子注入層210。因此，包括第三電洞傳輸層240、第三發光層250、第三電子傳輸層260和電子注入層210的第三發光部件ST3係位於第二發光部件ST2上。第三發光部件ST3的元件中可不包括電子注入層210，要視裝置的結構或特性而定。
第二電荷產生層230係位於第二發光部件ST2與第三發光部件ST3之間。第二電荷產生層230為經由接合N型電荷產生層230N和P型電荷產生層230P而形成的PN接面電荷產生層。第二電荷產生層230產生電荷，或注入電荷，即，將電子和電洞分別注入第二發光層190和第三發光層250中。在第三發光部件ST3上形成陰極220，從而構成本發明第三示例性實施例的有機發光顯示裝置。
如前述示例性實施例所述，電洞注入層120、第一電荷產生層160的P型電荷產生層160P以及第二電荷產生層260的P型電荷產生層260P中之至少一者係由本發明的化合物形成。本發明的化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層120之主體的HOMO能階或P型電荷產生層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，電洞注入層和P型電荷產生層中之至少一者係由本發明的化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和使用期限。
使用本發明第一示例性實施例至第三示例性實施例的有機發光顯示裝置可包括頂部發射型顯示裝置、底部發射型顯示裝置、雙重發射型顯示裝置以及車輛照明(vehicle lighting)裝置。車輛照明裝置可包括頭燈、遠光燈、尾燈、煞車燈以及倒車燈，但不需限於此。使用本發明第一示例性實施例至第三示例性實施例的有機發光顯示裝置可應用於行動裝 置、平板電腦、監測裝置、智慧型手錶、筆記型電腦、車輛用顯示裝置等。此外，該些有機發光顯示裝置可應用於車輛用顯示裝置、可戴式顯示裝置、可折疊式顯示裝置、捲軸式顯示裝置等。
此外，使用本發明第二示例性實施例的有機發光顯示裝置可應用於第一發光層與第二發光層可發出相同顏色的光的顯示裝置。
此外，使用本發明第三示例性實施例的有機發光顯示裝置可應用於第一發光層、第二發光層與第三發光層中之至少兩者可發出相同顏色的光的顯示裝置。
圖4和圖5是本發明有機發光顯示裝置的能帶圖。參照圖4，顯示陽極110、電洞注入層120、電洞傳輸層130以及發光層140。電洞注入層120可由包括本發明化合物的單一材料所形成。電洞傳輸層130可由例如NPD所形成。由於電洞注入層120中之化合物的LUMO能階相似於或低於電洞傳輸層130的HOMO能階，所以化合物的LUMO能階可從電洞傳輸層130的HOMO能階接收電子，從而形成電洞傳輸路徑。因此，電洞可經由電洞注入層120與電洞傳輸層130之間的電洞傳輸路徑(箭頭所指)平穩地從電洞注入層120注入到電洞傳輸層130中。
參照圖5，電洞注入層120可包括引入主體的摻雜劑。據此，本發明的化合物係用作為摻雜劑。由於用作為電洞注入層120之摻雜劑的化合物的LUMO能階相似於或低於主體的HOMO能階，所以本發明化合物的LUMO能階可從主體的HOMO能階接收電子，從而形成電洞傳輸路徑。因此，在電洞注入層120內，電洞可經由主體的HOMO能階與本發明化合物的LUMO能階之間的電洞傳輸路徑(箭頭所指)平穩地從電洞注入層120注入到電洞傳輸層130中。結果是，使用本發明的化合物作為電洞注入層120的摻雜劑有助於將電洞從電洞注入層120轉移至電洞傳輸層130，從而降低操作電壓。
雖然圖4和圖5是以電洞注入層為實例來說明，但是圖4和圖5同樣地可應用至以圖2之P型電荷產生層160P取代電洞注入層120而以圖2之第二電洞傳輸層180取代電洞傳輸層130的情況。因此，參照圖4，若以圖2之P型電荷產生層160P取代電洞注入層120，則P型電荷產生層160P可由包括本發明化合物的單一材料所形成。此外，參照圖5，P型電荷 產生層160P可包括本發明的化合物作為摻雜劑。
此外，圖4和圖5同樣地可應用至以圖3之P型電荷產生層160P取代電洞注入層120而以圖3之第二電洞傳輸層180取代電洞傳輸層130的情況。因此，參照圖4，若以圖3之P型電荷產生層160P取代電洞注入層120，則P型電荷產生層160P可由包括本發明化合物的單一材料所形成。此外，參照圖5，P型電荷產生層160P可包括本發明的化合物作為摻雜劑。
另外，圖4和圖5同樣地可應用至以圖3之P型電荷產生層230P取代電洞注入層120而以圖3之第三電洞傳輸層240取代電洞傳輸層130的情況。因此，參照圖4，若以圖3之P型電荷產生層230P取代電洞注入層120，則P型電荷產生層230P可由包括本發明化合物的單一材料所形成。此外，參照圖5，P型電荷產生層230P可包括本發明的化合物作為摻雜劑。
下面將詳細描述本發明化合物的合成實例。然而，以下實例僅用於說明，但本發明並不限於此。
化合物B31的合成
1)製備1,5-二(氯甲基)-2,4-二(2-苯乙炔基)苯
在氮氣氣氛下，將2-溴苯乙腈(0.12mol)、二(三苯基膦)二氯化鈀(PdCl2(PPh3)2)(2mmol)、碘化銅(CuI)(2mmol)、三苯基膦(PPh3)(4mmol)以及二異丙胺(i-Pr2NH)(0.1mol)置於250ml雙頸燒瓶中，並且在室溫下攪拌5分鐘。然後將1,5-二溴苯基-2,4-二碳腈(0.05mol)添加至混合物中，並 且在50℃下攪拌24小時。接著，使用H2O/乙酸乙酯進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生10.9g固體(產率：61%)。
2)製備3,5-二氫-3,5-二氧代-2,6-二苯基-對稱引達省-1,7-二碳腈(3,5-dihydro-3,5-dioxo-2,6-diphenyl-s-indacene-1,7-dicarbonitrile)
將1,5-二(氯甲基)-2,4-二(2-苯乙炔基)苯(0.03mol)、二氯化鈀(PdCl2)(6.1mmol)、六氟銻酸銀(AgSbF6)(9.1mmol)以及二苯亞碸(Ph2SO)(0.18mol)溶解於含有二氯乙烯(DCE)的250ml雙頸燒瓶中，並且在60℃下攪拌24小時。然後將碳酸銫(Cs2CO3)(0.074mol)添加至混合物中，並且攪拌12小時。反應之後，使用二氯甲烷(CH2Cl2)進行萃取而得到萃取物，萃取之後，進行乾燥，然後置入35%氫氯酸(HCl)，並且攪拌2小時。接著，使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生4.4g固體(產率：38%)。
3)製備3,5-二(二氰基亞甲基)-3,5-二氫-2,6-二苯基-對稱引達省-1,7-二碳腈
在氬氣氣氛下，將3,5-二氫-3,5-二氧代-2,6-二苯基-對稱引達省-1,7-二碳腈(0.01mol)、丙二腈(0.062mol)以及二氯甲烷(CH2Cl2)置於100ml雙頸燒瓶中，並且攪拌30分鐘。然後將四氯化鈦(TiCl4)(0.062mol)緩慢添加至混合物中，接著添加砒啶(0.1mol)，並且在室溫下攪拌。接著，使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生1.6g固體，即化合物B31(產率：32%)。
中間產物的合成
1)製備1,5-二(氯甲基)-2,4-二(2-苯乙炔基)苯
在氮氣氣氛下，將4-乙炔苯甲腈(0.12mol)、二(三苯基膦)二氯化鈀(PdCl2(PPh3)2)(2mmol)、碘化銅(CuI)(2mmol)、三苯基膦(PPh3)(4mmol)以及二異丙胺(i-Pr2NH)(0.1mol)置於250ml雙頸燒瓶中，並且在室溫下攪拌5分鐘。然後將1,4-二溴-2,5-二(氰基甲基)苯(0.05mol)添加至混合物中，並且在50℃下攪拌24小時。接著，使用H2O/乙酸乙酯進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生13.8g固體(產率：68%)。
2)製備2,6-二(4-苯腈)-3,7-二氫-3,7-二氧代-對稱引達省-1,5-二碳腈
將1,4-二(氰基甲基)-2,5-二(2-(4-氰基苯基)乙炔基)苯(0.034mol)、二氯化鈀(PdCl2)(6.8mmol)、六氟銻酸銀(AgSbF6)(10.2mmol)以及二苯亞碸(Ph2SO)(0.2mol)溶解於含有二氯乙烯(DCE)的250ml雙頸燒瓶中，並且在60℃下攪拌24小時。反應之後，使用二氯甲烷(CH2Cl2)進行萃取而得到萃取物，萃取之後，進行乾燥，然後置入35%氫氯酸(HCl)，並且攪拌2小時。接著，使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生5.9g固體，即中間產物(產率：48%)。
化合物A33的合成
在氬氣氣氛下，將2,6-二(4-苯腈)-3,7-二氫-3,7-二氧代-對稱引達省-1,5-二碳腈(13.6mol)、丙二腈(0.082mol)以及二氯甲烷(CH2Cl2)置於100ml雙頸燒瓶中，並且攪拌30分鐘。然後將四氯化鈦(TiCl4)(0.082mol)緩慢添加至混合物中，接著添加砒啶(0.1mol)，並且在室溫下攪拌。反應之後，使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生2.5g固體，即化合物A33(產率：35%)。
化合物A62的合成
在氬氣氣氛下，將2,6-二(4-苯腈)-3,7-二氫-3,7-二氧代-對稱引達省-1,5-二碳腈(0.01mol)、5-(氰基甲基)苯-1,3-二腈(0.06mol)以及二氯甲烷(CH2Cl2)置於100ml雙頸燒瓶中，並且攪拌30分鐘。然後將四氯化鈦(TiCl4)(0.06mol)緩慢添加至混合物中，接著添加砒啶(0.1mol)，並且在室溫下攪拌。使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生2.3g固體，即化合物A62(產率：31%)。
化合物A63的合成
在氬氣氣氛下，將2,6-二(4-苯腈)-3,7-二氫-3,7-二氧代-對稱引達省-1,5-二碳腈(0.01mol)、2-(四氟吡啶-4-基)乙腈(0.06mol)以及二氯甲烷(CH2Cl2)置於100ml雙頸燒瓶中，並且攪拌30分鐘。然後將四氯化鈦(TiCl4)(0.06mol)緩慢添加至混合物中，接著添加砒啶(0.1mol)，並且在室溫下攪拌。反應之後，使用二氯甲烷/氯化銨水溶液(CH2Cl2/aq.NH4Cl)進行萃取而得到有機層，經硫酸鎂(MgSO4)乾燥，然後進行管柱層析而產生2.2g固體，即化合物A63(產率：28%)。
以下，將揭示本發明之製造有機發光顯示裝置的示例，要注意的是，以下之電洞注入層及P型電荷產生層的材料不會限制本發明的範圍。
試驗1：單片式裝置
<實施例1>
有機發光顯示裝置係藉由在基板上形成陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、藍光發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極而製得。在此實施例，電洞注入層係由化合物B31所形成。在沉積上述諸層之後，將該裝置從沉積室轉移至乾燥箱以便封裝，接著，使用紫外光硬化型環氧樹脂和濕氣吸附劑對該裝置進行封裝。將如此獲得之有機發光顯示裝置連接至外部供電來源，並施加直流電壓，所獲得的結果列於表1中。採用恒流電 源(KEITHLEY)和光度計(PR650)在室溫下對所有製得的裝置的特性進行評估。
<實施例2>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由摻雜有10%化合物B31的NPD所形成。
<實施例3>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由化合物A33所形成。
<實施例4>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由摻雜有10%化合物A33的NPD所形成。
<實施例5>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由化合物A62所形成。
<實施例6>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由摻雜有10%化合物A62的NPD所形成。
<實施例7>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由化合物A63所形成。
<實施例8>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由摻雜有10%化合物A63的NPD所形成。
<比較例1>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例1相同的元件，但電洞注入層係由HAT-CN所形成。
<比較例2>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例2相同的元件，但電洞注入層係由摻雜有10% HAT-CN的NPD所形成。
<比較例3>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例2相同的元件，但該裝置不具有電洞注入層。
測量本發明實施例1~8以及比較例1、2和3所製得的有機發光顯示裝置的操作電壓、發光效率和外部量子效率(external quantum efficiency)，並顯示在下表1中(各裝置係以10mA/cm2的驅動電流驅動以測量操作電壓、發光效率和外部量子效率)。
參照表1，電洞注入層包括本發明的化合物B-31的實施例1與使用HAT-CN作為電洞注入層的比較例1顯示出相似位準(level)的操作電壓、發光效率和外部量子效率。另外，與摻雜有化合物HAT-CN的NPD電洞注入層的比較例2相比，使用摻雜有本發明化合物B-31的NPD電洞注入層的實施例2顯示出1.9V的操作電壓降低、1.4cd/A的發光效率增加和1.0%的外部量子效率增加。與不具有電洞注入層的比較例3相比，本發明的實施例1顯示出2.6V的操作電壓降低、2.2cd/A的發光效率增加和2.2%的外部量子效率增加，且本發明的實施例2顯示出2.7V的操作電壓降低、2.6cd/A的發光效率增加和2.6%的外部量子效率增加。
另外，與使用HAT-CN作為電洞注入層的比較例1相比，電洞注入層包括本發明的化合物A33的實施例3顯示出0.3V的操作電壓降低、0.4cd/A的發光效率增加和0.5%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD電洞注入層的比較例2相比，使用摻雜有本發明化合物A33的NPD電洞注入層的實施例4顯示出2.2V的操作電壓降低、1.5cd/A 的發光效率增加和1.3%的外部量子效率增加。與不具有電洞注入層的比較例3相比，本發明的實施例3顯示出2.9V的操作電壓降低、2.7cd/A的發光效率增加和2.9%的外部量子效率增加，且本發明的實施例4顯示出3.0V的操作電壓降低、2.7cd/A的發光效率增加和2.9%的外部量子效率增加。
此外，與使用HAT-CN作為電洞注入層的比較例1相比，電洞注入層包括本發明的化合物A62的實施例5顯示出0.2V的操作電壓降低、0.2cd/A的發光效率增加和0.3%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD電洞注入層的比較例2相比，使用摻雜有本發明化合物A62的NPD電洞注入層的實施例6顯示出2.0V的操作電壓降低、1.4cd/A的發光效率增加和1.2%的外部量子效率增加。與不具有電洞注入層的比較例3相比，本發明的實施例5顯示出2.8V的操作電壓降低、2.5cd/A的發光效率增加和2.7%的外部量子效率增加，且本發明的實施例6顯示出2.8V的操作電壓降低、2.6cd/A的發光效率增加和2.8%的外部量子效率增加。
此外，與使用HAT-CN作為電洞注入層的比較例1相比，電洞注入層包括本發明的化合物A63的實施例7顯示出0.1V的操作電壓降低、0.1cd/A的發光效率增加和0.3%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD電洞注入層的比較例2相比，使用摻雜有本發明化合物A63的NPD電洞注入層的實施例8顯示出2.0V的操作電壓降低、1.4cd/A的發光效率增加和1.1%的外部量子效率增加。與不具有電洞注入層的比較例3相比，本發明的實施例7顯示出2.7V的操作電壓降低、2.4cd/A的發光效率增加和2.7%的外部量子效率增加，且本發明的實施例8顯示出2.8V的操作電壓降低、2.6cd/A的發光效率增加和2.7%的外部量子效率增加。
從這些結果可得知，與比較例1~3之具有由已知材料形成的電洞注入層的有機發光顯示裝置相比，本發明實施例1~8之具有包括本發明化合物的電洞注入層的有機發光顯示裝置可實現操作電壓的降低，以及發光效率和外部量子效率的增加。此外，電洞注入層可單由本發明化合物所形成，或是本發明化合物可用作為摻雜劑。
試驗2：具有多個發光部件的裝置
<實施例9>
有機發光顯示裝置係藉由在基板上形成包括電洞注入層、第 一電洞傳輸層、螢光藍光發光層和第一電子傳輸層之第一發光部件；包括N型電荷產生層和P型電荷產生層之電荷產生層；包括第二電子注入層、螢光藍光發光層、第二電子傳輸層和電子注入層之第二發光部件；以及陰極而製得。在此實施例，電洞注入層和P型電荷產生層係由化合物B31所形成。在沉積上述諸層之後，將該裝置從沉積室轉移至乾燥箱以便封裝，接著，使用紫外光硬化型環氧樹脂和濕氣吸附劑對該裝置進行封裝。將如此獲得之有機發光顯示裝置連接至外部供電來源，並施加直流電壓，所獲得的結果列於表2中。採用恒流電源(KEITHLEY)和光度計(PR650)在室溫下對所有製得的裝置的特性進行評估。在此實施例，在第一發光部件和第二發光部件中之發光層為藍光發光層，但不限於此。
<實施例10>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由摻雜有10%化合物B31的NPD所形成。
<實施例11>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由化合物A33所形成。
<實施例12>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由摻雜有10%化合物A33的NPD所形成。
<實施例13>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由化合物A62所形成。
<實施例14>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由摻雜有10%化合物A62的NPD所形成。
<實施例15>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的 元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由化合物A63所形成。
<實施例16>
此實施例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由摻雜有10%化合物A63的NPD所形成。
<比較例4>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由HAT-CN所形成。
<比較例5>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但電洞注入層和P型電荷產生層係由摻雜有10% HAT-CN的NPD所形成。
<比較例6>
此比較例的有機發光顯示裝置具有與上述實施例9相同的元件，但該裝置不具有電洞注入層和P型電荷產生層。
測量本發明實施例9~16以及比較例4、5和6所製得的有機發光顯示裝置的操作電壓、發光效率和外部量子效率，並在下表2中顯示出(各裝置係以10mA/cm2的驅動電流驅動以測量操作電壓、發光效率和外部量子效率)。
參照表2，電洞注入層和P型電荷產生層包括本發明的化合 物B-31的實施例9與使用HAT-CN作為電洞注入層的比較例4兩者顯示出相似位準(level)的操作電壓、發光效率和外部量子效率。另外，與摻雜有化合物HAT-CN的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的比較例5相比，使用摻雜有本發明化合物B-31的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的實施例10顯示出4.9V的操作電壓降低、2.0cd/A的發光效率增加和2.4%的外部量子效率增加。
另外，與使用HAT-CN作為電洞注入層和P型電荷產生層的比較例4相比，電洞注入層和P型電荷產生層包括本發明的化合物A33的實施例11顯示出0.9V的操作電壓降低、1.8cd/A的發光效率增加和1.7%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的比較例5相比，使用摻雜有本發明化合物A33的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的實施例12顯示出5.4V的操作電壓降低、2.7cd/A的發光效率增加和3.2%的外部量子效率增加。
此外，與使用HAT-CN作為電洞注入層和P型電荷產生層的比較例4相比，電洞注入層和P型電荷產生層包括本發明的化合物A62的實施例13顯示出0.7V的操作電壓降低、1.3cd/A的發光效率增加和1.2%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的比較例5相比，使用摻雜有本發明化合物A62的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的實施例14顯示出5.0V的操作電壓降低、2.2cd/A的發光效率增加和2.6%的外部量子效率增加。
此外，與使用HAT-CN作為電洞注入層和P型電荷產生層的比較例4相比，電洞注入層和P型電荷產生層包括本發明的化合物A63的實施例15顯示出0.6V的操作電壓降低、1.3cd/A的發光效率增加和1.1%的外部量子效率增加。與摻雜有化合物HAT-CN的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的比較例5相比，使用摻雜有本發明化合物A63的NPD之電洞注入層和P型電荷產生層的實施例16顯示出5.1V的操作電壓降低、2.3cd/A的發光效率增加和2.7%的外部量子效率增加。
比較例6的有機發光顯示裝置不具有電洞注入層，因而無法驅動該裝置。
此外，電洞注入層和P型電荷產生層中之至少一者可單由本 發明化合物所形成，或是本發明化合物可用作為摻雜劑。
作為參考資料，已知化合物的能階與本發明實施例所使用之化合物的能階係顯示於表3中。該些能階係經由密度泛函理論(Density Functional Theory，DFT)模擬方法計算而得。DFT係電子結構計算方法中之一種。在此模擬方法中所使用之函數(基底函數組(basis set))為B3LYP/6-31G*，但不限於此。
參照表3，可發現與習知作為P型摻雜劑之HAT-CN and F4-TCNQ相比，本發明的化合物的LUMO能階係接近-5.45eV，此為用作為電洞注入層或P型電荷產生層主體的NPD的HOMO能階。因此，本發明的化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層主體的HOMO能階或P型電荷產生層主體的的HOMO能階，因而可改善電洞注入特性。
從這些結果可得知，具有包括本發明化合物之電洞注入層和P型電荷產生層的實施例9的有機發光顯示裝置與比較例4的有機發光顯示裝置兩者顯示出相似位準的操作電壓、發光效率和外部量子效率。另外，與比較例5的有機發光顯示裝置相比，具有包括本發明化合物的電洞注入層和P型電荷產生層的實施例10的有機發光顯示裝置顯示出4.9V的操作電壓降低、2.0cd/A的發光效率增加和2.4%的外部量子效率增加。
如上所述，本發明的化合物包括茚作為核心部，對於加熱或沉積，茚可提供製程穩定性，因而可使該化合物的組成與沉積簡化。另外，本發明化合物藉由包括連接至其核心部之吸電子取代基，以使該化合物的LUMO能階相似於或低於電洞注入層之主體的HOMO能階或P型電荷產生層之主體的HOMO能階或電洞傳輸層的HOMO能階因而可改善電洞注入特性。
因此，電洞注入層與或P型電荷產生層中之至少一者係由本發明化合物所形成，可確保該化合物的製程穩定性因而可簡化有機發光顯 示裝置的製程。此外，由於改善電洞注入特性可促進電洞從陽極轉移至發光層，因此本發明化合物可降低該裝置的操作電壓並可增加該裝置的效率和使用期限。
對所有熟習此技藝者而言，本發明明顯地可以作出多種修改及變化而不脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明包括該些修改及變化，且其皆被包括在後附之申請專利範圍及其均等範圍中。
100‧‧‧有機發光顯示裝置
110‧‧‧陽極
120‧‧‧電洞注入層
130‧‧‧電洞傳輸層
140‧‧‧發光層
150‧‧‧電子傳輸層
210‧‧‧電子注入層
220‧‧‧陰極

Claims (18)

  1. 一種有機發光顯示裝置，包括：在一陽極與一陰極之間的至少一個發光部件，其中該至少一個發光部件具有至少一層有機層和一發光層，其中該至少一層有機層包括由化學式1或化學式2表示的化合物： 其中，R1~R6各自獨立地為氫原子、取代或未取代的碳原子數為6~12的芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12的醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者，且R1~R6中至少一者是氰基，以及Z1及Z2係各自獨立地由下述化學式3表示： 其中，A和B各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12的芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷基、取代或未取代的碳原子數 為1~12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12的醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，芳基、雜芳基、烷基、烷氧基、醚基的取代基係碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為6~15的芳基、碳原子數為1~15且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜烷基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，由化學式1表示的化合物包括下列化合物中之一者：
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，由化學式2表示的化合物包括下列化合物中之一者：
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該至少一層有機層包括一電洞注入層。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光顯示裝置，其中，該電洞注入層的摻雜劑包括該化合物。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光顯示裝置，其中，該電洞注入層包括該化合物。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該至少一層有機層包括一P型電荷產生層。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的有機發光顯示裝置，其中，該P型電荷產生層的摻雜劑包括該化合物。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述的有機發光顯示裝置，其中，該P型電荷產生層包括該化合物。
  11. 一種有機發光顯示裝置，包括：在一陽極和一陰極之間的至少一個發光部件，該至少一個發光部件具有一電洞注入層和一發光層；以及在該些發光部件之間具有一P型電荷產生層的一電荷產生層，其中該電洞注入層和該P型電荷產生層中的至少一者包括由下述化學式1或化學式2表示的化合物：[化學式1] 其中，R1~R6各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12的芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12的醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者，且R1~R6中至少一者是氰基，以及Z1及Z2係各自獨立地由下述化學式3表示： 其中，A和B各自獨立地為氫原子、取代或未取代的的碳原子數為6~12的芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜芳基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷基、取代或未取代的碳原子數為1~12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數為1~12之醚基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，芳基、雜芳基、烷基、烷氧基、醚基的取代基係碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為 6~15的芳基、碳原子數為1~15且含有1至4個選自O、N、S和Si之雜原子的雜烷基、氰基、氟基、三氟甲基、三氟甲氧基以及三甲基矽基中之一者。
  13. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，由化學式1表示的化合物包括下列化合物中之一者：
  14. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，由化學式2表示的化合物包括下列化合物中之一者：
  15. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，該電洞注入層的摻雜劑包括該化合物。
  16. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，該電洞注入層包括該化合物。
  17. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，該P型電荷產生層的摻雜劑包括該化合物。
  18. 依據申請專利範圍第11項所述的有機發光顯示裝置，其中，該P型電荷產生層包括該化合物。
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