TW202017223A - 有機發光二極體顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種有機發光二極體顯示裝置,包含基板、上、下電極、第一、第二有機層與第一、第二、第三發光層。基板、下電極、第一有機層、第一、第二、第三發光層、第二有機層與上電極依序層疊。第一發光層與第二發光層的最高占據分子軌域的能階之間的能障大於第一有機層與第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差,第一發光層與第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能障大於第二有機層與第三發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差。
Description
本發明是有關於一種有機發光二極體顯示裝置。
有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)為採用發光性之有機化合物的發光元件,具有自發光特性,且其薄型化、顯示品質以及省電特性皆優於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)。由於有機發光二極體具有廣視角、高反應速度、超薄等特性,使得有機發光二極體面板應用範圍愈來愈廣泛。
有機發光二極體為藉由電子電洞於發光層中結合而發光。隨著有機發光二極體研究的進步,有人提出在發光層兩側各添加一層阻擋層,希望可以將電子電洞侷限在發光層,增加電子電洞在發光層中結合的機會,此方法確實可以有效的增加元件的發光效率,唯獨這樣的結構會導致多了兩層疊構,且增加材料以及機台的費用的問題。
本發明之一技術態樣是在提供一種有機發光二極體顯示裝置,用以提升其發光效率並簡化製程。
根據本發明一實施方式,一種有機發光二極體顯示裝置,包含基板、下電極、第一有機層、第一發光層、第二發光層、第三發光層、第二有機層以及上電極。下電極設置於基板上。第一有機層設置於下電極上。第一發光層設置於第一有機層上。第二發光層設置於第一發光層上,其中第一有機層的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)的能階與第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有第一能階差,第一發光層的最高占據分子軌域的能階與第二發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有第一能障,第一發光層的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)的能階與第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有第二能障,第一能障之絕對值大於第一能階差之絕對值。第三發光層設置於第二發光層上。第二有機層設置於第三發光層上,其中第二有機層的最低未占分子軌域的能階與第三發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有第二能階差,第二能障之絕對值大於第二能階差之絕對值,第三發光層的最低未占分子軌域的能階介於第二發光層的最低未占分子軌域的能階與第二有機層的最低未占分子軌域的能階之間。上電極設置於第二有機層上。
於本發明之一或多個實施方式中,第一發光層之材質為第一主體(Host)與摻雜發光材料,第二發光層之材質為
第二主體與摻雜發光材料,第三發光層之材質為第三主體與摻雜發光材料。
於本發明之一或多個實施方式中,第一能障之絕對值大於第一能階差之絕對值約0.1eV,第二能障之絕對值大於第二能階差之絕對值約0.1eV。
於本發明之一或多個實施方式中,第一發光層的最高占據分子軌域的能階小於第二發光層的最高占據分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,第一發光層的最低未占分子軌域的能階小於第二發光層的最低未占分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,下電極的最高占據分子軌域的能階大於第一有機層的最高占據分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,第一有機層的最高占據分子軌域的能階大於第一發光層的最高占據分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,第二發光層的最低未占分子軌域的能階大於第三發光層的最低未占分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,第三發光層的最低未占分子軌域的能階大於第二有機層的最低未占分子軌域的能階。
於本發明之一或多個實施方式中,第二有機層的最低未占分子軌域的能階大於上電極的最低未占分子軌域的能階。
本發明上述實施方式藉由使第一發光層的最高占據分子軌域的能階與第二發光層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差夠大而形成第一能障,因此自下電極與第一有機層傳輸而進入第一發光層的電洞將會因為無法通過第一能障而被阻擋於第一發光層與第二發光層的介面之間;藉由使第一發光層的最低未占分子軌域的能階與第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差夠大而形成第二能障,因此自上電極、第二有機層與第三發光層傳輸而進入第二發光層的電子將會因為無法通過第二能障而被阻擋於第一發光層與第二發光層的介面之間。於是,電子與電洞將會在第一發光層與第二發光層的介面結合,因而提升有機發光二極體顯示裝置的發光效率,同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層,因而得以簡化製程。
100‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
110‧‧‧基板
120‧‧‧下電極
121、131、141、142、151、152、162、172、182‧‧‧能階
130‧‧‧第一有機層
140‧‧‧第一發光層
150‧‧‧第二發光層
160‧‧‧第三發光層
170‧‧‧第二有機層
180‧‧‧上電極
B1‧‧‧第一能障
B2‧‧‧第二能障
D1‧‧‧第一能階差
D2‧‧‧第二能階差
D3‧‧‧第三能階差
D4‧‧‧第四能階差
第1圖繪示依照本發明一實施方式的有機發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。
第2圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置的能階示意圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示依照本發明一實施方式的有機發光二極體顯示裝置100的剖面示意圖。本發明不同實施方式提供一種有機發光二極體顯示裝置100。具體而言,有機發光二極體顯示裝置100可為傳統式有機發光二極體顯示裝置、倒置型有機發光二極體顯示裝置、穿透式有機發光二極體顯示裝置、上發光型有機發光二極體顯示裝置、下發光型有機發光二極體顯示裝置、串聯式有機發光二極體顯示裝置或可撓曲式有機發光二極體顯示裝置。
如第1圖所繪示,有機發光二極體顯示裝置100包含基板110、下電極120、第一有機層130、第一發光層140、第二發光層150、第三發光層160、第二有機層170以及上電極180。下電極120設置於基板110上。第一有機層130設置於下電極120上。第一發光層140設置於第一有機層130上。第二發光層150設置於第一發光層140上。第三發光層160設置於第二發光層150上。第二有機層170設置於第三發光層160上。上電極180設置於第二有機層170上。
第2圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置100的能階示意圖。如第2圖所繪示,第一有機層130的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)的能階131與第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141之間具有第一能階差D1,第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141與第二發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間具有第一能障B1,第一能障B1之絕對值大於第一能階差D1之絕對值。第一發光層140的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)的能階142與第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間具有第二能障B2,第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172與第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162之間具有第二能階差D2,第二能障B2之絕對值大於第二能階差D2之絕對值。
藉由使第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141與第二發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間的能階差夠大而形成第一能障B1,於是自下電極120與第一有機層130傳輸而進入第一發光層140的電洞將會因為無法通過第一能障B1而被阻擋於第一發光層140與第二發光層150的介面之間;藉由使第一發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間的能階差夠大而形成第二能障B2,於是自上電極180、第二有機層170與第三發光層160傳輸而進入
第二發光層150的電子將會因為無法通過第二能障B2而被阻擋於第一發光層140與第二發光層150的介面之間。於是,電子與電洞將會在第一發光層140與第二發光層150的介面結合,因而提升有機發光二極體顯示裝置100的發光效率,同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層,因而得以簡化製程。
進一步來說,因為有機發光二極體顯示裝置100包含第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160,由於發光層具有多層結構的關係,所以電子電洞結合而形成激子後回到基態的發光區域範圍變大了,因此將可避免激子產生於發光層與傳輸層之間而損失的情況,於是得以提升發光效率。
另外,由於電子的傳輸速度較慢,因此設置第三發光層160於第二發光層150與第二有機層170之間,其中第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162介於第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152與第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172之間。於是,原本電子需經歷第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152與第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172之間的第三能階差D3,再加入第三發光層160後,電子僅需經歷第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152與第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162之間的第四能階差D4與第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162與第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172之間的第二能階差
D2,因而使電子自第二有機層170傳輸至第二發光層150所需經歷的每個能階差之絕對值變小,因此電子將能更容易地自第二有機層170傳輸至第二發光層150。
具體而言,第一有機層130可作為電洞注入層或電洞傳輸層,或者第一有機層130之材質可為電洞注入層與電洞傳輸層的綜合材料。第二有機層170可作為電子注入層或電子傳輸層,或者第二有機層170之材質可為電子注入層與電子傳輸層的綜合材料。應了解到,以上所舉之第一有機層130與第二有機層170的具體實施方式僅為例示,並非用以限制本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,應視實際需要,彈性選擇第一有機層130與第二有機層170的具體實施方式。
因為有機發光二極體顯示裝置100的第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160皆為發光層,可以使用相同機台製作,且有機發光二極體顯示裝置100僅包含第一有機層130與第二有機層170這兩層結構需要使用另外機台製作,因此有機發光二極體顯示裝置100的製程將能簡化,進而降低製造成本。
具體而言,第一發光層140之材質為第一主體(Host)與摻雜發光材料,第二發光層150之材質為第二主體與摻雜發光材料,第三發光層160之材質為第三主體與摻雜發光材料。於是,由於第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160的摻雜發光材料皆為相同,因此無論電子電洞結合而形成激子的位置在第一發光層140、第
二發光層150或第三發光層160,第一發光層140、第二發光層150或第三發光層160皆會發射相同顏色之光線,也就不會有色偏差的問題。
具體而言,第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160發射光線之顏色可為紅色、綠色或藍色。應了解到,以上所舉之第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160的具體實施方式僅為例示,並非用以限制本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,應視實際需要,彈性選擇第一發光層140、第二發光層150與第三發光層160的具體實施方式。
具體而言,第一能障B1之絕對值大於第一能階差D1之絕對值約0.1eV,第二能障B2之絕對值大於第二能階差D2之絕對值約0.1eV。應了解到,以上所舉之第一能障B1、第二能障B2、第一能階差D1與第二能階差D2的具體實施方式僅為例示,並非用以限制本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,應視實際需要,彈性選擇第一能障B1、第二能障B2、第一能階差D1與第二能階差D2的具體實施方式。
具體而言,第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141小於第二發光層150的最高占據分子軌域的能階151。第一發光層140的最低未占分子軌域的能階142小於第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152。下電極120的最高占據分子軌域的能階121大於第一有機層130的最高占據分子軌域的能階131。第一有機層130的最
高占據分子軌域的能階131大於第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141。第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152大於第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162。第三發光層160的最低未占分子軌域的能階162大於第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172。第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172大於上電極180的最低未占分子軌域的能階182。應了解到,以上所舉之下電極120、第一有機層130、第一發光層140、第二發光層150、第三發光層160、第二有機層170與上電極180的具體實施方式僅為例示,並非用以限制本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,應視實際需要,彈性選擇下電極120、第一有機層130、第一發光層140、第二發光層150、第三發光層160、第二有機層170與上電極180的具體實施方式。
本發明上述實施方式藉由使第一發光層140的最高占據分子軌域的能階141與第二發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間的能階差夠大而形成第一能障B1,於是自下電極120與第一有機層130傳輸而進入第一發光層140的電洞將會因為無法通過第一能障B1而被阻擋於第一發光層140與第二發光層150的介面之間;藉由使第一發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第二發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間的能階差夠大而形成第二能障B2,於是自上電極180、第二有機層170與第三發光層160傳輸而進入第二發光層150的電子將會因為無
法通過第二能障B2而被阻擋於第一發光層140與第二發光層150的介面之間。於是,電子與電洞將會在第一發光層140與第二發光層150的介面結合,因而提升有機發光二極體顯示裝置100的發光效率,同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層,因而得以簡化製程。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
120‧‧‧下電極
130‧‧‧第一有機層
121、131、141、142、151、152、162、172、182‧‧‧能階
140‧‧‧第一發光層
150‧‧‧第二發光層
160‧‧‧第三發光層
170‧‧‧第二有機層
180‧‧‧上電極
B1‧‧‧第一能障
B2‧‧‧第二能障
D1‧‧‧第一能階差
D2‧‧‧第二能階差
D3‧‧‧第三能階差
D4‧‧‧第四能階差
Claims (10)
- 一種有機發光二極體顯示裝置,包含:一基板;一下電極,設置於該基板上;一第一有機層,設置於該下電極上;一第一發光層,設置於該第一有機層上;一第二發光層,設置於該第一發光層上,其中該第一有機層的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)的能階與該第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有一第一能階差,該第一發光層的最高占據分子軌域的能階與該第二發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有一第一能障,該第一發光層的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)的能階與該第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有一第二能障,該第一能障之絕對值大於該第一能階差之絕對值;一第三發光層,設置於該第二發光層上;一第二有機層,設置於該第三發光層上,其中該第二有機層的最低未占分子軌域的能階與該第三發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有一第二能階差,該第二能障之絕對值大於該第二能階差之絕對值,該第三發光層的最低未占分子軌域的能階介於該第二發光層的最低未占分子軌域的能階與該第二有機層的最低未占分子軌域的能階之間;以及一上電極,設置於該第二有機層上。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一發光層之材質為一第一主體(Host)與一摻雜發光材料,該第二發光層之材質為一第二主體與該摻雜發光材料,該第三發光層之材質為一第三主體與該摻雜發光材料。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一能障之絕對值大於該第一能階差之絕對值約0.1eV,該第二能障之絕對值大於該第二能階差之絕對值約0.1eV。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一發光層的最高占據分子軌域的能階小於該第二發光層的最高占據分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一發光層的最低未占分子軌域的能階小於該第二發光層的最低未占分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該下電極的最高占據分子軌域的能階大於該第一有機層的最高占據分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一有機層的最高占據分子軌域的能階大於該第一發光層的最高占據分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第二發光層的最低未占分子軌域的能階大於該第三發光層的最低未占分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第三發光層的最低未占分子軌域的能階大於該第二有機層的最低未占分子軌域的能階。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第二有機層的最低未占分子軌域的能階大於該上電極的最低未占分子軌域的能階。
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