TW202410507A - 發光裝置及包含該發光裝置的發光顯示器 - Google Patents

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金椿基
朴世美
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金炳秀
金相範
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Abstract

揭露發光裝置和使用該發光裝置的發光顯示器，其中，可以在不降低壽命下提高多疊層結構中的藍色發光效率，並可以藉由減少藍色螢光疊層的數量實現白色。該發光裝置包括：面向彼此的陽極和陰極；第一疊層和第二疊層，設置在陽極與陰極之間；及電荷產生層，設置在第一疊層與第二疊層之間，其中，第一疊層包含：第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有發出具430 nm至480 nm發光峰的光的硼基化合物；及第一電子傳輸層，第二疊層包含：至少兩個磷光發光層，發出波長比第一藍色發光層發出的光的波長更長的光。第一電子傳輸層含有具優異電子傳輸特性及效率的材料，第一電子阻擋層含有被氘取代的化合物，其能防止電子在第一電子阻擋層與第一藍色發光層之間的界面處累積。

Description

發光裝置及包含該發光裝置的發光顯示器
本發明涉及一種發光裝置及一種包含該發光裝置的發光顯示器，更具體地，涉及一種包括藍色螢光疊層和磷光疊層的發光裝置，其中，該發光裝置能夠在不增加驅動電壓的情況下提高螢光藍色發光層的效率。
近來，隨著資訊時代的到來，用於視覺化呈現基於電子資訊的信號的顯示器得到迅速發展。因應於此，各種具有薄、輕量及低功耗等優異特性的顯示器已被開發出來，並且正在迅速取代現有的陰極射線管（CRTs）。
其中，不需要獨立光源且在顯示面板中具有發光裝置而沒有獨立光源以使顯示器緊湊並實現清晰色彩的發光顯示器已被視為是具有競爭力的應用。
同時，目前用於發光顯示器的發光裝置需要更高的效率以實現期望的影像品質，並且較佳以複數個疊層的形式實現。然而，使用多個疊層會增加驅動電壓，其與疊層數量成比例，並且由於各個疊層之間所實現的發光顏色及發光機制的差異，僅藉由使用複數個疊層來提高效率存在著侷限性。此外，還存在著為提高效率而更換材料時壽命減少的問題。
因此，本發明涉及一種發光裝置及和一種包含該發光裝置的發光顯示器，其基本上避免了由於先前技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供一種發光裝置及一種包含該發光裝置的發光顯示器，其中，基於對具有低內部量子效率的螢光發光層及與其相鄰的結構的改良，該發光裝置能夠將驅動電壓和壽命均改善至期望的程度。
本發明的其他優點、目的和特徵將在隨後的描述中部分地闡述，並且部分地對於所屬技術領域中具有通常知識者在檢視以下內容之後將變得顯而易見，或者可以從本發明的實踐中獲知。本發明的目的和其他優點可以透過說明書和申請專利範圍以及所附圖式中特別指出的結構來實現和達成。
為了實現根據本發明的目的之這些目標和其他優點，如本文中具體化和廣泛描述地，一種發光裝置包括：面向彼此的陽極和陰極；第一疊層和第二疊層，設置在陽極與陰極之間；以及電荷產生層，設置在第一疊層與第二疊層之間，其中，第一疊層包含：第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有發出具430 nm至480 nm發光峰的光的硼基化合物；以及第一電子傳輸層，以及第二疊層包含：至少兩個磷光發光層，發出波長比第一藍色發光層發出的光的波長更長的光。
第一電子傳輸層可以含有具高電子傳輸效率的第一材料。
第一電子阻擋層可以由含有螺茀的化合物形成。
電子阻擋層可以與藍色發光層的一個表面接觸，電子傳輸層可以與藍色發光層的另一個表面接觸，並且藍色發光層的該一個表面和該另一個表面可以面向彼此，而藍色發光層的厚度介於其間。
在本發明的另一態樣中，一種發光顯示器包括：基板，包含複數個子像素；薄膜電晶體，設置在基板上的該些子像素的每一個中；以及上述發光裝置，連接到薄膜電晶體。
應當理解的是，本發明前面的廣義描述和以下的詳細描述均為示例性及範例性的，並且旨在提供對所請求保護的本發明的進一步解釋。
現在將詳細參照本發明的較佳實施方式，其示例在所附圖式中示出。在可能的情況下，將在全部所附圖式中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部分。在本發明的以下描述中，當併入本文的已知功能和配置的詳細描述可能模糊本發明的主題時，將省略其詳細描述。此外，以下描述中使用的元件名稱是考慮到說明書的明確描述而選擇的，可能與實際產品的元件名稱不同。
為了說明本發明的各個實施方式而在圖式中示出的形狀、尺寸、比例、角度、數量等僅供說明之用，本發明並不侷限於圖式中示出的內容。在可能的情況下，將在全部所附圖式中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部分。在以下描述中，可以省略與本發明相關的技術或配置的詳細描述，以避免不必要地模糊本發明的主題。當在整個說明書中使用諸如「包含」、「具有」和「包括」的術語時，除非使用「僅」，否則可以存在另外的組件。除非另有特別說明，否則以單數形式描述的組件涵蓋其複數形式。
本發明實施方式所包含的組件，即使沒有額外具體說明，也應理解為包括誤差範圍。
在描述本發明的各種實施方式時，當使用諸如「上」、「上方」、「下方」和「旁邊」等位置關係的術語時，除非使用「立即」或「直接」，否則兩個元件之間可以存在至少一個中間元件。
在描述本發明的各種實施方式時，當使用諸如「之後」、「隨後」、「接下來」和「之前」等與時間關係相關的術語時，除非使用「立即」或「直接」，否則可以包含非連續情況。
在描述本發明的各種實施方式時，可能會使用諸如「第一」和「第二」的術語來描述各種組件，但這些術語僅用於區分相同或相似的組件。因此，在整個說明書中，除非另有具體說明，否則在本發明的技術概念內，「第一」組件可以與「第二」組件相同。
本發明中各種實施方式的特徵可以彼此部分地或完全地耦接或組合，並可以進行各種相互運作和技術性驅動。本發明的實施方式可以彼此獨立實施，也可以相互關聯的方式一起實施。
如本文所用，術語「摻雜的」是指在佔據一個層的大部分重量的材料中，具有不同於佔據該層的大部分重量的材料的物理特性的材料（例如，N型和P型材料，或有機物和無機物）。除了特性上的差異之外，材料和摻雜劑材料在摻雜的層中的量也可以不同。例如，佔據一個層的大部分重量的材料可以是作為主要成分的主體材料，而摻雜劑材料可以是次要成分。主體材料佔摻雜的層的大部分重量。基於摻雜的層中的主體材料的總重量，以小於30重量%的量添加摻雜劑材料。「摻雜的」層可以是指考慮到重量比，用於區分特定層的主體材料和摻雜劑材料的層。舉例來說，如果構成特定層的所有材料均為有機材料時，則構成該層的材料中的至少一種為n型，另一種為p型，當n型材料以小於30 wt%的量存在，或者當p型材料以小於30 wt%的量存在時，該層被認為是「摻雜的」層。
此外，術語「未摻雜的」是指沒有被「摻雜」的層。例如，當一個層含有單一材料或彼此具有相同特性的材料的混合物時，該層可以是「未摻雜的」層。例如，若構成特定層的材料中的至少一種是p型，而並非構成該層的所有材料都是n型，則該層被認為是「未摻雜的」層。例如，若構成一個層的材料中的至少一種是有機材料，而並非構成該層的材料都是無機材料，則該層被認為是「未摻雜的」層。
除非另有定義，否則本文使用的包括技術和科學術語的所有術語，都具有與本發明概念所屬領域中具有通常知識者所通常理解的相同含義。還應當理解，除非在本文中明確定義，否則術語例如在常用詞典中所定義者，應當被解釋為含義與其在相關技術的內文的含義一致，並且不會以理想化或過於正式的方式進行解釋。
在下文中，將參照所附圖式詳細描述本發明的示例性實施方式。在將元件符號添加到每個圖式的元件時，儘管在其他圖式中示出了相同的元件，但是相似的元件符號可以指代相似的元件。此外，為了便於描述，所附圖式中示出的各個元件的尺度可能與實際尺度不同。因此，所示的元件不限於它們在圖式中示出的特定尺度。
在下文中，將參照所附圖式描述本發明的發光裝置和包含該發光裝置的發光顯示器。
圖1A和圖1B分別為示意性地示出本發明的發光裝置的一示例的剖面圖；以及圖2示出圖1A和圖1B的第一藍色疊層。
如圖1A和圖1B所示，本發明的發光裝置包括：面向彼此的陽極110和陰極200；第一疊層S1和第二疊層S2，設置在陽極110與陰極200之間；以及第一電荷產生層CGL1，設置在第一疊層S1與第二疊層S2之間。其中，第一疊層S1包含第一藍色發光層BEML1，而第二疊層S2包含：至少兩個磷光發光層REML和GEML，各自發出波長比第一藍色發光層BEML1發出的光的波長更長的光。
圖1A示出根據本發明發光裝置的一實施方式之具有兩個疊層的配置；以及圖1B示出根據本發明另一示例性實施方式之具有三個或更多個疊層的配置（其中，圖1B的示例性實施方式中的n是3或更大的自然數）。圖1B的示例性實施方式中所示的發光裝置的示例性實施方式，除了第一疊層S1和包含磷光發光層的第二疊層S2之外，還進一步包括包含發出藍光的第二藍色發光層BEML2的疊層。
如圖1A所示，與電洞傳輸及注入相關的第一共同層CML1設置在第一疊層S1的第一藍色發光層BEML1與陽極110之間。與電子傳輸相關的第二共同層CML2設置在第一藍色發光層BEML1與第一電荷產生層CGL1之間。類似地，與電洞傳輸相關的第三共同層CML3設置在第二疊層S2的紅色發光層REML與第一電荷產生層CGL1之間，而與電子傳輸和注入相關的第四共同層CML4設置在綠色發光層GEML與陰極200之間。
具體地，如圖2中所示，發出藍光的第一疊層S1包含在陽極110上的電洞注入層121（HIL）、第一電洞傳輸層122（HTL1）、第一電子阻擋層123（EBL1）、第一藍色發光層124（BEML1）、以及第一電子傳輸層125（ETL1）。
此處，電洞注入層121是在將電洞從陽極110注入之前最初形成的層，並可以作用為降低能量障壁以將電洞從電極組件注入到有機材料中。包含芳基或伸芳基的電洞注入材料可以包含p型摻雜劑，p型摻雜劑可以是具有非常低的HOMO能階的有機材料，例如HATCN，或是含有金屬和氟的無機化合物，例如MgF 2。
第一電洞傳輸層122可以選自具有優異電洞傳輸特性的有機材料，以將通過電洞注入層121注入的電洞轉移到第一藍色發光層124。第一電洞傳輸層122可以將電洞限制在第一藍色發光層124中。第一電洞傳輸層122可以由有機材料或複數種有機材料的混合物形成，以執行電洞傳輸功能。
第一藍色發光層124可以包含：第一主體；以及硼基摻雜劑，具有430 nm至480 nm的發光峰。第一主體是能夠容易將能量轉移到硼基摻雜劑並在硼基摻雜劑中順利地誘導激發的材料，且第一主體可以選自具有電子傳輸能力的材料，例如具有蒽作為核心的有機材料。
此外，類似於將電洞限制在第一藍色發光層124中的第一電洞傳輸層122，第一電子傳輸層125可以由選自具有高電子傳輸效率的材料中的一種材料形成，例如由下列式1表示的第一材料，以將電子限制在第一藍色發光層124中。
[式1]
此處，R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基、雜芳基、以及咔唑基。該雜芳基可以包含未被取代或被芳基取代的咔唑基。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個可以為咔唑基。
在一些實施方式中，該咔唑基包含苯基作為取代基。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個是苯基。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個是聯苯基。
X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH。X 4、X 5、X 6中的至少一個為N，而其餘者為CH。包含X 4、X 5和X 6的兩個苯環可以相對於包含X 1、X 2和X 3的苯環對稱。
具體地，構成第一電子傳輸層125之由式1表示的第一材料鍵結至兩個對稱的苯環。由於對稱苯環末端的氮（N）的強電子予體活性，第一材料能夠以高效率將電子轉移到第一藍色發光層124。
此外，構成第一電子傳輸層125之由式1表示的第一材料的示例可以包含如下所示之ETM-01至ETM-60中的至少一種。
此外，作為由式1表示的代表性第一材料，ETM-01透過以下製備方法獲得。
（1）第一化合物的合成：
準備6.0 g（49.5 mmol）的4-乙醯基吡啶和9.0g（48.6 mmol）的4-溴苯甲醛，並與200 mL的2 wt% NaOH水溶液一起放入燒瓶中，隨後在室溫下攪拌10小時，並觀察反應溶液的顏色變化。接著，向其中添加6.0 g（49.5 mmol）的4-乙醯基吡啶，並將NaOH濃度設定為20 wt%，隨後在80℃下攪拌8小時。將產物不經純化脫水，並在回流條件下於在500 mL乙醇中含有超過36.0 g乙酸銨的溶液中攪拌5小時。接著，使用乙醇將產物從所得反應溶液中再結晶出來，以獲得第一化合物（11 g，產率60%）。
（2）第二化合物的合成：
將8.1 g（48.75 mmol）的咔唑、6.0 g（19.5 mmol）的1-三甲基矽基-3,5-二溴苯（P(tBu) 3BF 4）、0.89 g（1.0 mmol）的三(二亞芐基丙酮)二鈀(0)（Pd 2(dba) 3）、0.59 g（2.0 mmol）的三(三級丁基)膦四氟硼酸鹽、以及4.7 g（48.8 mmol）的NaOtBu添加到乾燥甲苯（200 mL）中，隨後在90℃下攪拌10小時。反應完成後，過濾NaOtBu殘餘物，接著用乙酸乙酯萃取產物。  將所得產物用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 20：1），以獲得第二化合物（6.1 g，產率65%）。
（3）第三化合物的合成：
將第二化合物（4.0 g，8.3 mmol）溶解於CCl 4（70 mL）中，並在0℃下向其中逐滴添加一氯化碘溶液（1.0 M在二氯甲烷中，8.3 mL，8.3 mmol），隨後攪拌1小時。接著，將反應溶液添加到5 wt%的硫代硫酸鈉（Na 2S 2O 3）水溶液中，隨後劇烈攪拌直至反應溶液變得透明。將反應溶液用乙酸乙酯萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 20：1），以獲得第三化合物（3.6 g，產率80%）。
（4）第四化合物的合成：
將第三化合物（3 g，5.6 mmol）、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙(1,3,2,-二氧雜環戊硼烷)（2.1 g，8.4 mmol）、[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(II)（Pd(dppf)Cl 2）（0.21 g，0.28 mmol）、以及乙酸鉀（KOAc）（1.65 g，16.8 mmol）在透過注入氮氣形成的惰性環境下混合，接著向其中添加1,4-二㗁烷（30 mL），隨後在130℃下攪拌12小時。反應完成後，將混合物用乙酸乙酯萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 7：1 (v/v)），以獲得第四化合物（2.3 g，產率75%）。
（5）ETM-01的合成：
將第一化合物（1.8 g，4.6 mmol）、第四化合物（2.3 g，4.3 mmol）、乙酸鈀(II) （Pd(OAc) 2）（0.048 g，0.2 mmol）、三苯膦（PPh 3）（0.28 g，1.0 mmol）、以及碳酸鉀（K 2CO 3）（3.0 g，21.5 mmol）裝入形成惰性環境的圓底燒瓶中，並向其中添加除氣的THF/H 2O（35 mL/5 mL），隨後在70℃下攪拌10小時。反應完成後，將反應溶液用二氯甲烷萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 7：1 (v/v)），以獲得ETM-01（2.6 g，產率85%）。
上述合成方法可以用於合成式1的代表性材料ETM-01。ETM-02至ETM-60可以透過以下方法獲得：在（1）第一化合物的合成中改變含氮前驅物中的氮原子數，或藉由在（2）第二化合物的合成中改變合成的咔唑及/或苯基的數量。例如，對於ETM-21，在（2）第二化合物的合成中使用溴苯代替咔唑。
根據本發明一示例性實施方式的發光裝置可以包括第一電子阻擋層123，其包含被氘取代的材料或由被氘取代的材料形成，以防止由於改變第一電子傳輸層125的材料所致的快速電子傳輸能力而使電子從第一電子傳輸層125快速傳輸到第一藍色發光層124，然後在第一藍色發光層124與第一電子阻擋層123之間的界面處累積。
第一電子阻擋層123可以由含有螺茀的第二材料形成。第一電子阻擋層123可以包含由下列式2表示的化合物或由下列式2表示的化合物形成。由式2表示的化合物具有這樣的結構：其中，彼此相對的螺茀部分鍵結，並且在至少一側上的螺茀的末端基團（氫原子）被氘（D）取代。
在第一電子阻擋層123中，由式2表示的第二材料由於氘的穩定性而排斥在第一電子阻擋層123與第一藍色發光層124之間的界面處累積的電子。第一電子阻擋層123的第二材料使得累積的電子向第一藍色發光層124內移動，因此，可以增加從第一藍色發光層124發出的光的強度。可以防止或減少第一電子阻擋層123由於累積的電子而降低壽命。
[式2]
R 5至R 12可以各自為氘或可以被氘取代。
此處，L為單鍵，或選自被氘取代或未被取代的伸苯基、以及被氘取代或未被取代的伸萘基。
R 3和R 4選自被氘取代或未被取代的苯基、被氘取代或未被取代的聯苯基、被氘取代或未被取代的二甲基茀基、被氘取代或未被取代的雜芳基、被氘取代或未被取代的咔唑基、被氘取代或未被取代的二苯并呋喃基、被氘取代或未被取代的二苯并噻吩基。
由式2表示的化合物的示例可以包含如下的EBM-09至EBM-24。
此處，第一電子阻擋層123、第一藍色發光層124和第一電子傳輸層125是與將電子限制在第一藍色發光層中有關的層，稱為「電子傳輸及阻擋單元（ETBU）」。
同時，發光裝置可以進一步包括第一電荷產生層CGL1，分別向遠離陰極200和陽極110的第一疊層S1以及第一疊層S1與下一個第二疊層S2之間的第二疊層S2供應電子和電洞。第一電荷產生層CGL1可以包括：n型電荷產生層，其產生電子並將產生的電子供應給第一疊層S1的第一電子傳輸層125；以及p型電荷產生層，其產生電洞並將電洞供應給第二疊層S2的電洞傳輸層。
如圖1A中所示，當發光裝置具有雙疊層結構時，考慮到視角特性，靠近陽極110的第一疊層S1形成為藍色螢光疊層，其包含具有發出螢光的能力的第一藍色發光層124，並且靠近陰極200的第二疊層S2形成為磷光發光疊層，其至少包含磷光紅色發光層和磷光綠色發光層。
使用在第二疊層S2中的磷光發光層例如是紅色發光層或綠色發光層，並且用於磷光發光層的長波長磷光材料已知在壽命和效率方面均得到提升。
理論上，磷光發光層具有100%的內部量子效率，而螢光發光層具有25%的內部量子效率。因此，包含磷光疊層作為第二疊層S2的原因是螢光發光疊層具有低至25%的內部量子效率，因此可以使用最少數量的會導致驅動電壓增加的疊層來實現白光。如果所有的發光疊層都是螢光發光疊層，則當使用固定數量的疊層時效率非常低。
在本發明的發光裝置中，藉由改變在第一疊層S1中的電子傳輸及阻擋單元ETBU中的第一電子傳輸層125的材料來提高第一藍色發光層（BEML1，124）的藍色螢光發光效率。在這種情況下，當在第一藍色發光層124中的發光層的效率得到提升時，作為提高效率的主要機制的三重態-三重態湮滅（TTA）的貢獻大幅增加。為了防止三重態激子或電子抑制第一藍色發光層124中的其他發光材料的作用，或三重態激子或電子向第一電子阻擋層123的界面移動而導致壽命減少的現象，使第一電子阻擋層123被氘取代。
也就是說，本發明的發光裝置克服了藍色發光疊層中的藍色發光效率與壽命之間的權衡關係，並且電子傳輸層採用具有大幅提高的電子傳輸能力的材料，且使主要會由於TTA而劣化的電子阻擋層被氘取代，因此可以提高效率，同時，可以防止壽命降低，從而可以維持藍色螢光材料的優異壽命。
如圖5中所示，當發光裝置除了第一疊層S1和第二疊層S2之外還包括藍色發光疊層S3時，其可以進一步包括在藍色發光疊層S3中的電子傳輸及阻擋單元（ETBU），其中，該ETBU包含：第二電子阻擋層，由式2表示的第二材料形成；第二藍色發光層（BEML2），包含具有430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；以及第二電子傳輸層，由第一材料形成；這些層作為與將電子限制在藍色發光層中有關的層。
本發明的發光裝置藉由使用透明金屬或反射金屬形成陽極110和陰極200中的至少一個，透過組合從內部疊層OS的第一疊層S1發出的藍光與從內部疊層OS的第二疊層S2的磷光發光層發出的長波長光來發出白光。
在本發明的發光裝置中使用藍色發光疊層中的螢光藍色發光層的原因在於螢光藍色發光層在壽命方面比磷光材料具有更高的穩定性。
當作為磷光疊層的第二疊層與作為螢光疊層的第一疊層之間的電荷產生層分別以相同程度向第二疊層和第一疊層供應電洞和電子時，第一藍色發光層的藍色發光效率提高到與作為磷光疊層的第二疊層相似的程度，因此可以減少疊層的數量。也就是說，在本發明的發光裝置中，由式2表示的第二材料所形成的第一電子阻擋層123與第一藍色發光層124的一個表面接觸，而第一電子傳輸層125與第一藍色發光層124的另一個表面接觸，使得可以透過第一電子傳輸層125的材料實現快速的電子傳輸，並可以將電子或激子限制在第一藍色發光層124中，因此，可以在不降低壽命的情況下改善驅動電壓、效率和亮度。此外，藍色螢光疊層和磷光發光疊層的效率被調整到相似的程度，因此，本發明的發光裝置僅使用圖1A所示的雙疊層結構就可以實現白色。在這種情況下，可以藉由減少疊層的使用來降低驅動電壓以實現相同的白色。
當需要高效的藍光發光以實現高色溫時，本發明的發光裝置可以進一步包括如圖1B所示的藍光發光疊層。因此，本發明的發光裝置可以包括：兩個或更多個螢光藍色疊層；以及一磷光疊層，發出波長與螢光藍色疊層發出的光的波長不同的光。
如果藍色發光疊層的效率得到充分提高，如圖1A所示，則白色發光裝置僅使用一個藍光發光疊層就可以實現藍光。也就是說，白光發光裝置即使包括僅一個藍光發光疊層和一個磷光發光疊層也可以提高效率，並且在這種情況下可以降低驅動電壓。
在下文中，在實驗中，將評估根據發出藍光的藍色發光裝置中電子阻擋層和電子傳輸層的構成在效率和壽命方面上的變化。在實驗例中，單個藍色螢光疊層設置在陽極與陰極之間。
同時，與具有由以上式2表示的結構的電子阻擋材料相比，作為以下含有未被氘取代的螺茀的電子阻擋材料具有EBM-01至EBM-08。使用在第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）中的電子阻擋層的材料是未被氘取代的螺茀。
圖3是示出使用在實驗例中的發光裝置的剖面圖。
如圖3所示，用於第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）的發光裝置在由ITO形成的陽極10上依序具有以下配置。
即，在陽極10上，將式3的DNTPD和MgF 21：1混合，並將所得混合物沉積至7.5 nm的厚度，以形成電洞注入層（HIL）11。
[式3]
接著，在電洞注入層11上將α-NPD沉積至80 nm的厚度，以形成電洞傳輸層（HTL）12。
然後，在電洞傳輸層12上，使用EBM-01至EBM-08中的任一種材料作為第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）中的未被氘取代的材料，形成厚度為20 nm的電子阻擋層（EBL）13。
接著，在電子阻擋層13上形成摻雜有3 wt%之式5的硼基摻雜劑DABNA-1的式4的MADN，以形成厚度為30 nm的藍色發光層（BEML）14。
[式4]
[式5]
接著，在式1的電子傳輸材料中，使用ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45和ETM-54中的任一種形成電子傳輸層（ETL）15。
然後，在電子傳輸層15上形成含有摻雜有2 wt% Li之式6的Bphen的n型電荷產生層或電子注入層（N-CGL或EIL）16。
[式6]
然後，在n型電荷產生層或電子注入層16上形成由鋁（Al）成分製成的陰極20。
首先，在表1-1的第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-9）中，電子阻擋層13的材料為EBM-01，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。在表1-1的實驗例中，第一實驗例群組的第五實驗例（Ex1-5）具有最高的壽命，因此將其餘各實驗例的壽命與第五實驗例進行評估。
[表1-1]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-1 EBM-01 ETM-08 3.64 5.2 8.4 94
Ex1-2 EBM-01 ETM-12 3.70 5.2 8.3 98
Ex1-3 EBM-01 ETM-14 3.65 5.1 8.1 92
Ex1-4 EBM-01 ETM-19 3.78 5.6 9.1 79
Ex1-5 EBM-01 ETM-22 3.60 5.6 9.0 100
Ex1-6 EBM-01 ETM-31 3.79 5.0 8.0 98
Ex1-7 EBM-01 ETM-32 3.60 5.3 8.5 95
Ex1-8 EBM-01 ETM-45 3.76 5.4 8.7 94
Ex1-9 EBM-01 ETM-54 3.68 5.0 8.0 75
在表1-2的第一實驗例群組（Ex1-10至Ex1-18）中，電子阻擋層13的材料為EBM-02，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-2]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-10 EBM-02 ETM-08 3.66 5.3 8.6 93
Ex1-11 EBM-02 ETM-12 3.67 5.2 8.4 92
Ex1-12 EBM-02 ETM-14 3.65 5.3 8.5 98
Ex1-13 EBM-02 ETM-19 3.65 5.4 8.7 93
Ex1-14 EBM-02 ETM-22 3.62 5.4 8.7 97
Ex1-15 EBM-02 ETM-31 3.71 5.7 9.1 75
Ex1-16 EBM-02 ETM-32 3.61 5.6 8.9 85
Ex1-17 EBM-02 ETM-45 3.79 5.6 9.0 95
Ex1-18 EBM-02 ETM-54 3.63 4.9 7.9 103
在表1-3的第一實驗例群組（Ex1-19至Ex1-27）中，電子阻擋層13的材料為EBM-03，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-3]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-19 EBM-03 ETM-08 3.75 5.4 8.6 99
Ex1-20 EBM-03 ETM-12 3.68 5.3 8.5 101
Ex1-21 EBM-03 ETM-14 3.62 5.0 8.0 90
Ex1-22 EBM-03 ETM-19 3.72 5.5 8.9 96
Ex1-23 EBM-03 ETM-22 3.72 5.2 8.4 92
Ex1-24 EBM-03 ETM-31 3.76 5.1 8.1 90
Ex1-25 EBM-03 ETM-32 3.75 5.1 8.3 103
Ex1-26 EBM-03 ETM-45 3.73 5.6 9.0 96
Ex1-27 EBM-03 ETM-54 3.61 5.5 8.9 94
在表1-4的第一實驗例群組（Ex1-28至Ex1-36）中，電子阻擋層13的材料為EBM-04，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-4]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-28 EBM-04 ETM-08 3.75 5.4 8.7 95
Ex1-29 EBM-04 ETM-12 3.64 5.1 8.2 85
Ex1-30 EBM-04 ETM-14 3.71 5.7 9.1 83
Ex1-31 EBM-04 ETM-19 3.67 5.3 8.6 77
Ex1-32 EBM-04 ETM-22 3.75 5.6 9.0 84
Ex1-33 EBM-04 ETM-31 3.70 5.6 9.1 88
Ex1-34 EBM-04 ETM-32 3.62 5.0 8.0 79
Ex1-35 EBM-04 ETM-45 3.78 5.0 8.0 85
Ex1-36 EBM-04 ETM-54 3.73 5.2 8.3 94
在表1-5的第一實驗例群組（Ex1-37至Ex1-45）中，電子阻擋層13的材料為EBM-05，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-5]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-37 EBM-05 ETM-08 3.64 4.9 7.96 76
Ex1-38 EBM-05 ETM-12 3.60 5.3 8.5 95
Ex1-39 EBM-05 ETM-14 3.72 5.2 8.4 99
Ex1-40 EBM-05 ETM-19 3.73 5.1 8.2 82
Ex1-41 EBM-05 ETM-22 3.64 5.0 8.1 92
Ex1-42 EBM-05 ETM-31 3.71 5.5 8.8 93
Ex1-43 EBM-05 ETM-32 3.75 5.0 8.1 83
Ex1-44 EBM-05 ETM-45 3.62 5.0 8.0 94
Ex1-45 EBM-05 ETM-54 3.77 4.9 7.9 98
在表1-6的第一實驗例群組（Ex1-46至Ex1-54）中，電子阻擋層13的材料為EBM-06，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-6]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-46 EBM-06 ETM-08 3.68 5.6 9.0 94
Ex1-47 EBM-06 ETM-12 3.77 5.1 8.2 76
Ex1-48 EBM-06 ETM-14 3.72 5.4 8.7 92
Ex1-49 EBM-06 ETM-19 3.74 5.0 8.0 77
Ex1-50 EBM-06 ETM-22 3.66 4.9 7.9 101
Ex1-51 EBM-06 ETM-31 3.65 5.6 8.9 83
Ex1-52 EBM-06 ETM-32 3.77 5.6 9.0 92
Ex1-53 EBM-06 ETM-45 3.68 5.5 8.9 96
Ex1-54 EBM-06 ETM-54 3.67 5.3 8.5 93
在表1-7的第一實驗例群組（Ex1-55至Ex1-63）中，電子阻擋層13的材料為EBM-07，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-7]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-55 EBM-07 ETM-08 3.64 4.9 7.8 75
Ex1-56 EBM-07 ETM-12 3.73 5.4 8.6 89
Ex1-57 EBM-07 ETM-14 3.76 5.1 8.2 84
Ex1-58 EBM-07 ETM-19 3.67 5.3 8.6 92
Ex1-59 EBM-07 ETM-22 3.77 5.0 8.0 81
Ex1-60 EBM-07 ETM-31 3.71 5.0 8.1 80
Ex1-61 EBM-07 ETM-32 3.65 5.2 8.4 79
Ex1-62 EBM-07 ETM-45 3.69 5.2 8.3 78
Ex1-63 EBM-07 ETM-54 3.73 5.0 8.1 88
在表1-8的第一實驗例群組（Ex1-64至Ex1-72）中，電子阻擋層13的材料為EBM-08，而電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-12、ETM-14、ETM-19、ETM-22、ETM-31、ETM-32、ETM-45或ETM-54。在10 mA/cm 2的電流密度下評估驅動電壓、亮度和外部量子效率，並且在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以在加速條件下確定壽命。
[表1-8]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex1-64 EBM-08 ETM-08 3.76 5.3 8.5 77
Ex1-65 EBM-08 ETM-12 3.79 5.4 8.7 96
Ex1-66 EBM-08 ETM-14 3.64 5.4 8.6 91
Ex1-67 EBM-08 ETM-19 3.61 5.2 8.3 93
Ex1-68 EBM-08 ETM-22 3.68 5.3 8.5 91
Ex1-69 EBM-08 ETM-31 3.78 5.3 8.4 99
Ex1-70 EBM-08 ETM-32 3.62 5.3 8.4 76
Ex1-71 EBM-08 ETM-45 3.64 5.6 9.0 81
Ex1-72 EBM-08 ETM-54 3.60 5.4 8.7 96
同時，可以看出，在上述第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）中，在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為3.60 V至3.79 V，亮度為4.9 Cd/A至5.7 Cd/A，外部量子效率為7.8%至9.1%。
在具有如圖3的示例性實施方式所示的結構的比較例中，使用式7的TAPC作為電子阻擋層13的材料，並且使用由式8表示之具有苯并咪唑基的材料作為電子傳輸層15的材料。
[式7]
[式8]
在比較例中，在10 mA/cm 2的相同電流密度下的驅動電壓為3.95 V，亮度為3.9 Cd/A，外部量子效率為3.9%。
即，由此可知，與比較例相比，第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）表現出至少提高2倍的外部量子效率、降低的驅動電壓、以及提高的亮度。可以預期這是由於改變電子傳輸層的材料所致。
以下，將在第二實驗例群組和第三實驗例群組中評估電子阻擋層的效率與氘取代程度的關係。
在第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32）中，採用圖3的結構，將電子阻擋層13的材料改變為EBM-09至EBM-16中的一種，並將電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-19、ETM-31或ETM-45。評估在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、亮度和外部量子效率，並在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以確定在加速條件下的壽命。
[表2]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex2-1 EBM-09 ETM-08 3.74 5.5 8.9 95
Ex2-2 EBM-09 ETM-19 3.77 5.4 8.8 101
Ex2-3 EBM-09 ETM-31 3.69 5.7 9.1 93
Ex2-4 EBM-09 ETM-45 3.72 5.6 9.0 110
Ex2-5 EBM-10 ETM-08 3.62 5.6 9.0 104
Ex2-6 EBM-10 ETM-19 3.79 5.5 8.8 106
Ex2-7 EBM-10 ETM-31 3.75 5.5 8.8 113
Ex2-8 EBM-10 ETM-45 3.62 5.5 8.9 110
Ex2-9 EBM-11 ETM-08 3.64 5.7 9.1 99
Ex2-10 EBM-11 ETM-19 3.66 5.6 8.9 115
Ex2-11 EBM-11 ETM-31 3.68 5.7 9.1 112
Ex2-12 EBM-11 ETM-45 3.78 5.5 8.8 90
Ex2-13 EBM-12 ETM-08 3.62 5.5 8.8 116
Ex2-14 EBM-12 ETM-19 3.61 5.6 8.9 96
Ex2-15 EBM-12 ETM-31 3.64 5.5 8.8 92
Ex2-16 EBM-12 ETM-45 3.67 5.6 9.1 95
Ex2-17 EBM-13 ETM-08 3.62 5.5 8.8 105
Ex2-18 EBM-13 ETM-19 3.73 5.4 8.7 119
Ex2-19 EBM-13 ETM-31 3.66 5.6 9.0 105
Ex2-20 EBM-13 ETM-45 3.78 5.6 9.1 91
Ex2-21 EBM-14 ETM-08 3.73 5.6 9.0 101
Ex2-22 EBM-14 ETM-19 3.68 5.7 9.1 94
Ex2-23 EBM-14 ETM-31 3.62 5.7 8.8 109
Ex2-24 EBM-14 ETM-45 3.60 5.7 8.9 113
Ex2-25 EBM-15 ETM-08 3.69 5.6 9.0 100
Ex2-26 EBM-15 ETM-19 3.77 5.6 9.0 112
Ex2-27 EBM-15 ETM-31 3.65 5.5 8.8 106
Ex2-28 EBM-15 ETM-45 3.64 5.7 9.0 95
Ex2-29 EBM-16 ETM-08 3.77 5.5 8.8 116
Ex2-30 EBM-16 ETM-19 3.79 5.5 8.8 97
Ex2-31 EBM-16 ETM-31 3.66 5.4 8.7 109
Ex2-32 EBM-16 ETM-45 3.76 5.6 9.0 107
在第二實驗群組（Ex2-1至Ex2-32）中使用含有被氘取代的螺茀的電子阻擋材料（EBM-09至EBM-16）。在第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32）中，電子傳輸材料與第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）相同，但電子阻擋層中的材料的氘取代狀態不同。對第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32）和第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）進行比較，第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32）在效率方面略有變化，但壽命提高了約10%。
在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-32）中，採用圖3的結構，將電子阻擋層13的材料改變為EBM-17至EBM-24中的一種，並將電子傳輸層15的材料改變為ETM-08、ETM-19、ETM-31或ETM-45。評估在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、亮度和外部量子效率，並在55 mA/cm 2的高電流密度下對壽命進行比較評估，以確定在加速條件下的壽命。
[表3]
項目 結構 電壓 [V], 10 mA/cm 2 亮度 [Cd/A], 10 mA/cm 2 EQE (%), 10 mA/cm 2 壽命 (%)， 55 mA/cm 2
EBL ETL
Ex3-1 EBM-17 ETM-08 3.64 5.5 8.8 124
Ex3-2 EBM-17 ETM-19 3.72 5.6 9.1 128
Ex3-3 EBM-17 ETM-31 3.63 5.5 8.8 107
Ex3-4 EBM-17 ETM-45 3.68 5.6 9.0 110
Ex3-5 EBM-18 ETM-08 3.68 5.4 8.7 131
Ex3-6 EBM-18 ETM-19 3.68 5.7 9.1 106
Ex3-7 EBM-18 ETM-31 3.66 5.4 8.7 114
Ex3-8 EBM-18 ETM-45 3.72 5.5 8.9 133
Ex3-9 EBM-19 ETM-08 3.65 5.6 8.9 128
Ex3-10 EBM-19 ETM-19 3.80 5.6 9.0 117
Ex3-11 EBM-19 ETM-31 3.62 5.4 8.8 109
Ex3-12 EBM-19 ETM-45 3.79 5.5 8.8 120
Ex3-13 EBM-20 ETM-08 3.73 5.6 9.0 127
Ex3-14 EBM-20 ETM-19 3.69 5.5 8.8 115
Ex3-15 EBM-20 ETM-31 3.63 5.5 8.9 130
Ex3-16 EBM-20 ETM-45 3.60 5.7 9.1 113
Ex3-17 EBM-21 ETM-08 3.73 5.5 8.9 107
Ex3-18 EBM-21 ETM-19 3.65 5.5 8.8 115
Ex3-19 EBM-21 ETM-31 3.75 5.5 8.8 109
Ex3-20 EBM-21 ETM-45 3.73 5.5 8.8 113
Ex3-21 EBM-22 ETM-08 3.80 5.5 8.8 127
Ex3-22 EBM-22 ETM-19 3.69 5.4 8.7 114
Ex3-23 EBM-22 ETM-31 3.80 5.7 9.1 108
Ex3-24 EBM-22 ETM-45 3.66 5.7 9.1 129
Ex3-25 EBM-23 ETM-08 3.66 5.5 8.9 117
Ex3-26 EBM-23 ETM-19 3.75 5.5 8.9 118
Ex3-27 EBM-23 ETM-31 3.79 5.6 9.1 109
Ex3-28 EBM-23 ETM-45 3.74 5.5 8.8 113
Ex3-29 EBM-24 ETM-08 3.63 5.5 8.8 113
Ex3-30 EBM-24 ETM-19 3.72 5.5 8.9 129
Ex3-31 EBM-24 ETM-31 3.79 5.7 9.1 112
Ex3-32 EBM-24 ETM-45 3.78 5.6 8.9 134
在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-32）中使用了電子阻擋材料（EBM-17至EBM-24），其中的茀基、咔唑基、二苯并呋喃基和苯基以及螺環系統被氘取代。在這種情況下，可以看出在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-32）中，電子傳輸材料與第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）相同，但電子阻擋層的氘取代狀態與其不同，在效率方面略有變化，但壽命提高了約20%或更多。
即，可以看出，當在第二實驗例群組和第三實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32、Ex3-1至Ex3-32）的實驗中使用具有優異效率的電子傳輸材料作為電子傳輸層時，藉由使電子阻擋層的材料被氘取代，來維持或提高優異的壽命特性。
圖4是顯示使用在實驗例中的發光裝置的發光光譜的曲線圖。
同時，第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-72）、第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-32）和第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-32）均在螢光藍色發光層中使用硼基摻雜劑，其中的每一個均具有約450 nm至455 nm的發光峰，並在藍色波長範圍內發光，如圖4所示。
在上述實驗中，使用由式5表示的材料作為硼基摻雜劑。也可以將由式9至式16表示的任何一種材料用作根據本發明一示例性實施方式之發光裝置中的螢光藍色發光層的硼基摻雜劑。式9至式16中的任一種材料都可以發出具有430 nm至480 nm發光峰的藍光。
[式9]
[式10]
[式11]
[式12]
[式13]
[式14]
[式15]
[式16]
以下，將對本發明的發光裝置及使用該發光裝置的發光顯示器的具體實施例進行詳細說明。
圖5為示意性地示出本發明的發光裝置的一示例的剖面圖。
如圖5所示，根據本發明一實施方式的發光裝置是在陽極110與陰極200之間具有三個疊層S1、S2和S3的示例。此處，第一疊層S1、第二疊層S2和第三疊層S3被第一電荷產生層150和第二電荷產生層170分開。第一疊層S1包含依序堆疊在陽極110與第一電荷產生層150之間的電洞注入層121、第一電洞傳輸層122、由式2表示的材料所形成的第一電子阻擋層123、包含硼基螢光摻雜劑的第一藍色發光層124、以及由式1表示的第一材料所形成的第一電子傳輸層125。
第二疊層S2設置在第一電荷產生層150與第二電荷產生層170之間，並包含：磷光發光層（PEML），其包含彼此相鄰堆疊的紅色發光層132、黃綠色發光層133及綠色發光層134；第二電洞傳輸層131，位於紅色發光層132下方；以及第二電子傳輸層135，位於綠色發光層134上。
第三疊層S3設置在第二電荷產生層170與陰極200之間，並包含依序堆疊的第三電洞傳輸層141（HTL3）、第二電子阻擋層142（EBL2）、第二藍色發光層143（BEML2）、以及第三電子傳輸層144（ETL3）。
此外，陰極200可以形成在第三電子傳輸層144上。在一些實施方式中，電子注入層可以進一步形成在第三電子傳輸層144與陰極200之間。
該些疊層之間的第一電荷產生層150和第二電荷產生層170包含：n型電荷產生層151（N-CGL1）和171（N-CGL2），各自作用為產生電子並將電子轉移到相鄰的疊層；以及p型電荷產生層153（P-CGL1）和173（P-CGL2），各自作用為產生電洞並將電洞轉移到相鄰的疊層。在一些實施方式中，第一電荷產生層150和第二電荷產生層170也可以藉由同時用n型摻雜劑和p型摻雜劑對一種或多種主體進行摻雜來形成為單層。
如上所述，第一疊層S1的第一電子阻擋層123、第一藍色發光層124和第一電子傳輸層125作用為在圖2之示例性實施方式中所描述的電子傳輸及阻擋單元ETBU。藍色發光效率可以藉由改變材料來提高，並可以藉由避免激子或電子在第一電子阻擋層123與第一藍色發光層124之間的界面處累積，來更有效地防止或減少壽命降低。類似地，第三疊層S3的第二電子阻擋層142、第二藍色發光層143和第三電子傳輸層144可以作用為在圖2之示例實施方式中所描述的電子傳輸及阻擋單元ETBU。藍色發光效率可以藉由改變材料來提高，並可以藉由避免激子或電子在第二電子阻擋層142與第二藍色發光層143之間的界面處累積，來更有效地防止壽命降低。
此外，當相鄰陰極200形成電子注入層時，可以進行金屬摻雜以提高電子注入效率。為此，可以使用式8的苯并咪唑與由上述式1表示的第一材料的混合物來形成第三電子傳輸層144。
圖6為示出使用根據本發明的發光裝置的發光顯示器的剖面圖。
同時，可以將發光裝置共同應用於複數個子像素以發出白光。
如圖6所示，本發明的發光顯示器包括：基板100，具有分別發出紅光R、綠光G、藍光B和白光W的複數個子像素R_SP、G_SP、B_SP和W_SP；發光裝置（亦稱為「OLED，有機發光二極體」），共同設置在基板100上；薄膜電晶體TFT，設置在該些子像素的每一個中，並連接到發光裝置OLED的陽極110；以及濾色器109R、109G或109B，設置在該些子像素中的至少一個的陽極110的下方。
所示示例涉及包含白色子像素W_SP的配置，但本發明不限於此。省略白色子像素W_SP而僅提供紅色子像素R_SP、綠色子像素G_SP和藍色子像素B_SP的配置也是可行的。在一些實施方式中，將紅色、綠色和藍色子像素替換成能夠產生白光的青色子像素、洋紅色子像素和黃色子像素的組合是可行的。
薄膜電晶體TFT包含例如：閘極電極102；半導體層104；以及源極電極106a和汲極電極106b，連接到半導體層104的兩側。此外，可以進一步在半導體層104的通道所在的部分設置通道保護層105，以防止源極電極106a與汲極電極106b之間的直接連接。
閘極絕緣層103設置在閘極電極102與半導體層104之間。
半導體層104可以由例如氧化物半導體、非晶矽、多晶矽、或其組合形成。例如，當半導體層104為氧化物半導體時，形成薄膜電晶體所需的加熱溫度可以降低，因此可以從更多種類的可用類型中選擇基板100，使半導體層104可以有利地應用於可撓性顯示裝置。
此外，薄膜電晶體TFT的汲極電極106b可以連接到形成在第一鈍化層107和第二鈍化層108中的接觸孔CT中的陽極110。
設置第一鈍化層107以主要保護薄膜電晶體TFT，並可以在其上設置濾色器109R、109G和109B。
當該複數個子像素包括紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素和白色子像素時，濾色器可以在除了白色子像素W_SP之外的其餘子像素中分別包含：第一濾色器109R；第二濾色器109G；以及第三濾色器109B，這允許發出的白光在各個波長穿過陽極110。第二鈍化層108形成在陽極110下方以覆蓋第一濾色器109R、第二濾色器109G和第三濾色器109B。陽極110形成在第二鈍化層108的表面上，並通過接觸孔CT連接到薄膜電晶體TFT。
此處，從基板100到薄膜電晶體TFT、濾色器109R、109G和109B以及第一鈍化層107和第二鈍化層108的配置稱為「薄膜電晶體陣列基板」1000。
發光裝置OLED形成在包含界定發光部分BH的堤部119的薄膜電晶體陣列基板1000上。如參照圖1A至圖2以及圖5所述，發光裝置OLED包含例如：透明陽極110；陰極200，面向陽極110並由反射電極形成；以及電子傳輸及阻擋單元ETBU，設置在由位於陽極110與陰極200之間的第一電荷產生層150和第二電荷產生層170分開的疊層中的藍色發光疊層S1和S3的每一個中。其中，每個電子傳輸及阻擋單元ETBU包括：由式2表示的電子阻擋材料形成的電子阻擋層123或142；含有硼基藍色摻雜劑的藍色發光層124或143；以及含有由式1表示的電子傳輸材料的電子傳輸層125或144。
陽極110針對每個子像素被分開，並且發光裝置OLED的其餘層一體地設置在整個顯示區域中，而不是分開成獨立的子像素。
同時，當設置具有電子傳輸及阻擋單元（ETBU）的藍色發光疊層時，在螢光發光疊層中改變了與內部量子效率有限的螢光藍色發光層接觸的電子傳輸層的材料，因此可以藉由提高電子傳輸效率來提高螢光發光層的效率。
此外，當使用能夠快速傳輸電子的材料形成電子傳輸層時，使與螢光藍色發光層接觸的電子阻擋層的材料被氘取代，從而防止電子或激子在螢光藍色發光層與電子阻擋層之間的界面處累積，並且在不降低壽命的情況下獲得提高效率、亮度和量子效率的效果。
此外，提高包含螢光藍色發光層的藍色螢光疊層的效率可以減少實現白光的發光裝置中所需的藍色疊層的數量，因此可以減少以相同的效率實現白光所需的疊層的數量，從而基於降低的驅動電壓和簡化的製程來提高產率。
根據本發明一實施方式的發光裝置包括：面向彼此的陽極和陰極；第一疊層和第二疊層，設置在陽極與陰極之間；以及電荷產生層，設置在第一疊層與第二疊層之間，其中，第一疊層包含：第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有發出具430 nm至480 nm發光峰的光的硼基化合物；以及第一電子傳輸層，而第二疊層包含：至少兩個磷光發光層，發出波長比第一藍色發光層發出的光的波長更長的光。
此外，第一電子傳輸層可以包含由式1表示的第一材料，第一電子阻擋層的第二材料可以包含螺茀，並且該螺茀的至少一側可以被氘取代。
[式1]
R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基和雜芳基。X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH。X 4、X 5和X 6中的至少一個可以為N，而其餘者為CH。
在式1中，包含X 4、X 5和X 6的兩個苯環相對於包含X 1、X 2和X 3的苯環對稱。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個可以為咔唑基。
在一些實施方式中，該咔唑基可以包含苯基作為取代基。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個可以為苯基。
在一些實施方式中，R 1和R 2中的至少一個可以為聯苯基。
並且，第二材料可以包含由下列式2表示的化合物。
[式2]
L為單鍵，或選自被氘取代或未被取代的伸苯基、以及被氘取代或未被取代的伸萘基；R 3和R 4各自獨立地選自被氘取代或未被取代的苯基、被氘取代或未被取代的聯苯基、以及被氘取代或未被取代的雜芳基；R 5至R 12各自為氘。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為被氘取代或未被取代的聯苯基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為全氘化聯苯基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為被氘取代或未被取代的二甲基茀基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為全氘化二甲基茀基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為被氘取代或未被取代的咔唑基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為全氘化咔唑基。
在一些實施方式中，該咔唑基可以包含被氘取代或未被取代的苯基作為取代基。
在一些實施方式中，R 3和R 4中的至少一個可以為被氘取代或未被取代的二苯并呋喃基。
第一電子阻擋層可以與第一藍色發光層的一個表面接觸，第一電子傳輸層可以與第一藍色發光層的另一個表面接觸，並且第一藍色發光層的該一個表面和該另一個表面可以面向彼此，而其間的間隙對應於第一藍色發光層的厚度。
第二疊層的磷光發光層可以包含：與第一疊層相鄰的紅色發光層；以及與陰極相鄰的綠色發光層。
在紅色發光層與綠色發光層之間可以進一步包含黃綠色發光層。
此外，該發光裝置可以進一步包括：至少一個疊層，位於第二疊層與陰極之間，其中，第二疊層與陰極之間的該至少一個疊層包含：第二電子阻擋層，包含第二材料；第二藍色發光層，發出與第一藍色發光層相同顏色的光；以及第二電子傳輸層，包含第一材料。
該發光裝置可以進一步包括電子注入層，位於第二電子傳輸層與陰極之間，而第二電子傳輸層可以進一步包含作為第三材料的苯并咪唑。
根據本發明另一實施方式的發光顯示器包括：基板，包含複數個子像素；薄膜電晶體，設置在基板上的該些子像素的每一個中；以及發光裝置，連接到薄膜電晶體。
本發明的發光裝置和包含該發光裝置的發光顯示器具有以下功效。
第一，在經由電荷產生層連接到磷光發光疊層的螢光發光疊層中，改變了與內部量子效率有限的螢光藍色發光層接觸的電子傳輸層的材料，因此可以增強電子傳輸效率，從而可以提高螢光發光層的效率。
第二，當使用能夠快速傳輸電子的材料形成電子傳輸層時，使與螢光藍色發光層接觸的電子阻擋層的材料被氘取代，從而防止電子或激子在螢光藍色發光層與電子阻擋層之間的界面處累積，並且在不降低壽命的情況下獲得提高效率、亮度和量子效率的效果。
第三，提高包括螢光藍色發光層的藍色螢光疊層的效率可以減少實現白光的發光裝置中所需的藍色疊層的數量，因此可以減少以相同的效率實現白光所需的疊層的數量，從而基於降低的驅動電壓和簡化的製程來提高產率。
對於所屬技術領域中具有通常知識者來說顯而易見的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對本發明進行各種修改和變化。因此，本發明的目的為涵蓋對其的此類修改和變化，只要它們落入所附申請專利範圍及其均等物的範圍內即可。
本申請主張於2021年12月31日提交的韓國專利申請第10-2021-0194800號的優先權權益，在此透過引用將其全文併入本文中。
10,110:陽極 11,121:電洞注入層（HIL） 12:電洞傳輸層（HTL） 13:電子阻擋層（EBL） 14:藍色發光層（BEML） 15:電子傳輸層（ETL） 16:n型電荷產生層或電子注入層（N-CGL或 EIL） 20,200:陰極 100:基板 102:閘極電極 103:閘極絕緣層 104:半導體層 105:通道保護層 106a:源極電極 106b:汲極電極 107:第一鈍化層 108:第二鈍化層 109B:濾色器、第三濾色器 109G:濾色器、第二濾色器 109R:濾色器、第一濾色器 119:堤部 122:第一電洞傳輸層（HTL1） 123:第一電子阻擋層（EBL1） 124,BEML1:第一藍色發光層 125:第一電子傳輸層（ETL1） 131:第二電洞傳輸層（HTL2） 132:紅色發光層（REML） 133:黃綠色發光層（YGEML） 134:綠色發光層（GEML） 135:第二電子傳輸層（ETL2） 141:第三電洞傳輸層（HTL3） 142:第二電子阻擋層（EBL2） 143,BEML2:第二藍色發光層 144:第三電子傳輸層（ETL3） 150:第一電荷產生層 151:n型電荷產生層（N-CGL1） 153:p型電荷產生層（P-CGL1） 170:第二電荷產生層 171:n型電荷產生層（N-CGL2） 173:p型電荷產生層（P-CGL2） 1000:薄膜電晶體陣列基板 B:藍光 B_SP:子像素、藍色子像素 BH:發光部分 CGL1:第一電荷產生層 CML1:第一共同層 CML2:第二共同層 CML3:第三共同層 CML4:第四共同層 CT:接觸孔 ETBU:電子傳輸及阻擋單元 G:綠光 G_SP:子像素、綠色子像素 GEML:綠色發光層、磷光發光層 OLED:發光裝置、有機發光二極體 OS:內部疊層 PEML:磷光發光層 R:紅光 R_SP:子像素、紅色子像素 REML:紅色發光層、磷光發光層 S1:第一疊層、藍色發光疊層 S2:第二疊層 S3:第三疊層、藍色發光疊層 TFT:薄膜電晶體 W:白光 W_SP:子像素、白色子像素
包含所附圖式以提供對本發明的進一步理解並將所附圖式併入且構成本申請案的一部分，其說明本發明的實施方式並與說明書一起用於解釋本發明的原理。在圖式中： 圖1A和圖1B分別為示意性地示出本發明的發光裝置的一示例的剖面圖； 圖2示出圖1A和圖1B的第一藍色疊層； 圖3是示出使用在實驗例中的發光裝置的剖面圖； 圖4是示出使用在實驗例中的發光裝置的發光光譜特性的曲線圖； 圖5是示意性地示出本發明的發光裝置的一示例的剖面圖；以及 圖6是示出使用本發明的發光裝置的發光顯示器的剖面圖。
110:陽極
121:電洞注入層(HIL)
122:第一電洞傳輸層(HTL1)
123:第一電子阻擋層(EBL1)
124:第一藍色發光層(BEML1)
125:第一電子傳輸層(ETL1)
ETBU:電子傳輸及阻擋單元

Claims (16)

  1. 一種發光裝置，包括： 面向彼此的一陽極和一陰極； 一第一疊層和一第二疊層，設置在該陽極與該陰極之間， 該第一疊層包含： 一第一電子阻擋層； 一第一藍色發光層，含有發出具430 nm至480 nm發光峰的光的一硼基化合物；以及 一第一電子傳輸層，以及 該第二疊層包括至少兩個磷光發光層，該些磷光發光層發出波長比該第一藍色發光層發出的光的波長更長的光；以及 一電荷產生層，設置在該第一疊層與該第二疊層之間， 其中，該第一電子傳輸層包括由下列式1表示的一第一材料，該第一電子阻擋層包括包含螺茀的一第二材料，並且該螺茀的至少一側被氘取代， [式1] 其中，R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基和雜芳基； X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH；以及 X 4、X 5和X 6中的至少一個為N，而其餘者為CH。
  2. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第二材料包括由下列式2表示的化合物： [式2] ， 其中，L為單鍵，或選自被氘取代或未被取代的伸苯基、以及被氘取代或未被取代的伸萘基； R 3和R 4選自被氘取代或未被取代的苯基、被氘取代或未被取代的聯苯基、被氘取代或未被取代的二甲基茀基、以及被氘取代或未被取代的雜芳基；以及 R 5至R 12被氘取代。
  3. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一電子阻擋層與該第一藍色發光層的一個表面接觸，該第一電子傳輸層與該第一藍色發光層的另一個表面接觸，並且該第一藍色發光層的該一個表面和該另一個表面面向彼此，而其間的間隙對應於該第一藍色發光層的厚度。
  4. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第二疊層的該至少兩個磷光發光層包括： 一紅色發光層，與該第一疊層相鄰；以及 一綠色發光層，與該陰極相鄰。
  5. 如請求項4所述之發光裝置，其中，該至少兩個磷光發光層進一步包括：一黃綠色發光層，位於該紅色發光層與該綠色發光層之間。
  6. 如請求項1所述之發光裝置，進一步包括位於該第二疊層與該陰極之間的至少一個疊層， 其中，該第二疊層與該陰極之間的該至少一個疊層包括： 一第二電子阻擋層，包含該第二材料； 一第二藍色發光層，發出與該第一藍色發光層相同顏色的光；以及 一第二電子傳輸層，包含該第一材料。
  7. 如請求項6所述之發光裝置，進一步包括一電子注入層，位於該第二電子傳輸層和該陰極之間， 其中，該第二電子傳輸層進一步包括作為一第三材料的苯并咪唑。
  8. 如請求項1所述之發光裝置，其中，含有X 4、X 5和X 6的兩個苯環相對於含有X 1、X 2和X 3的苯環對稱。
  9. 如請求項1所述之發光裝置，其中，R 1和R 2中的至少一個是咔唑基。
  10. 如請求項9所述之發光裝置，其中，該咔唑基包含苯基作為取代基。
  11. 如請求項1所述之發光裝置，其中，R 1和R 2中的至少一個是苯基或聯苯基。
  12. 如請求項2所述之發光裝置，其中，R 3和R 4中的至少一個包含聯苯基、二甲基茀基、咔唑基和二苯并呋喃基中的至少一種。
  13. 如請求項2所述之發光裝置，其中，R 3和R 4中的至少一個包含被氘取代的聯苯基、被氘取代的二甲基茀基、被氘取代的咔唑基、以及被氘取代的二苯并呋喃基中的至少一種。
  14. 如請求項2所述之發光裝置，其中，R 3和R 4中的至少一個包含全氘化聯苯基、全氘化二甲基茀基、或全氘化咔唑基。
  15. 如請求項12所述之發光裝置，其中，該咔唑基包含被氘取代或未被取代的苯基作為取代基。
  16. 一種發光顯示器，包括： 一基板，包含複數個子像素； 一薄膜電晶體，設置在該基板上的該些子像素的每一個中；以及 如請求項1至15中任一項所述之發光裝置，該發光裝置連接到該薄膜電晶體。
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