TW490991B

TW490991B - Light-emitting device

Info

Publication number: TW490991B
Application number: TW090105222A
Authority: TW
Inventors: Naoyuki Ueda; Yasunori Kijima; Shinichiro Tamura
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-06-11
Also published as: JP4474721B2; US20020008466A1; US6806641B2; KR20010092369A; EP1134817A2; JP2001267083A; KR100788625B1; EP1134817A3

Description

490991 五、發明說明α) 發明背景本發明係關於一種自發射型之發光裝置，用以作為例如彩色顯示器之顯示裝置。本發明亦關於其使用。近年來，人類與機器間之介面之重要性日增，特別是在多媒體導向之物品。為了使機器之操作更方便及更有效率，瞬時地自機器擷取一大量之精確資訊係有必要的。為達此目的，各種顯示裝置之研究便已持續進行中。由於機器之大小係持續縮小中，因此顯示裝置之更小更薄之需求係持續地被要求。主要之顯示裝置之特定例子係如下如述。液晶顯示器係目前作為不同物品之介面之一典型顯示裝置，且已廣泛應用於膝上型資訊處理機器及應用於生活中之特定商品，例如小型電視機，手錶，桌上型計算機等。當使用一以低壓驅動之液晶而獲致低功率消耗之特徵時，液晶顯示器己被研究作為一介面，其為包含小型至大型顯示裝置之關鍵介面。然而，液晶顯示器為光接收型式，因此，背光係必需的。為驅動背光，必須提供一大於驅動液晶所需之電力。因此，雖然已内建電池，電力供應仍構成限制，故工作時間縮短之問題伴隨而生，故其應用使受限。此外，液晶顯示器本身之問題亦須提出。首先，由於液晶顯示器之場角（angle of field)很小，故其不適合作為一大尺寸之顯示器。此外，液晶顯示器之顯示係藉由液晶分子之方位角度狀態之改變來實現，故即

五、發明說日' -------- 使在媒名々々問題Γ角乾圍内之角度，亦有對比會因角度改變而改變之統具^ 方面，在驅動系統上，液晶顯示器之主動矩陣系 TFf if 夠處理動畫之響應速度。雖然如此，因為使用一此外Ί電^路’貫難在像素缺點之影響下放大圖像大小。二就節省成本之觀點，主動矩陣系統係不經濟的。在敌士種型式之驅動系統是簡單矩陣系統’其成本較低且則較ί圖像大小時係較容易，但其在處理動晝之響應速度

光妒t於上述之液晶顯示裝置’電漿顯示器，無機場致發有機場致發光裝置及相似之顯示裝置係皆屬於自 & 型顯示裝置並將在下文中說明之。，^装顯示器係在一低壓氣體中使用電漿發射以顯示影像薄4係適於放大及具實現大影像之能力。然而，此裝置在壓。匕及成本上有問題。此外，其驅動必須使用高壓之A c偏 °因此，電漿顯示器不適合用於手提裝置。至於無機場致發光裝置，一種綠光發光裝置在市面上已。販售’但其係像電漿顯示裝置一樣需要數百伏之“偏壓 ° ®此’係難被使用者接受。〜ί實上’在進一步之技術發展下，rgb三原色之發光對秦色顯示器而言係必要的且已成功的研發出來。由於無發材料對裝置之配置係必要的，因此使用分子設計來控制二射波長是不可能的。因此，實現一全彩顯示器係有許多困難點。

五、發明說明（3) 有機場致發光現象係在3 0幾年其係在載子注入時發現一獨特之雖然有機場致發放在載子被注入使用單晶。因此在1 9 8 0年代中達公司之Tang等代，此裝置之發一非結晶之發射。由此一結構之勃。結果，直至增加，結構之增此外，顯示用機材料而言，分發光裝置已成功化及自發射等特進行中。裝置前發一具發光光裝一有，該期，人發表跨層之揭不現在強及之新子設發展徵0 ，且比初期，單晶中候起，重點仍色及其士曼柯在那時一具有度發光曰漸蓬含亮度得對有機場致動，薄 lilt 根據有機化合物利用場致發光展出來。特別地，在i 9 6 0年代有增強螢光發射功能之並三苯現象（由螢光所感應）。從那時置有被研發一段時間，但技術，材料中’因為其低亮度及單 4研發仍處於初步研發階段。環境已有改變。在1987年，伊表一有機薄膜場致發光裝置，出了一新紀元。此裝置建立了結構且致使低電壓驅動及高亮開始，有機發光裝置之研發係 ’ RGB三原色之發光之研發（包製造方法等）係穩定地進展中。材料係持續地被研發出來，使計之使變得有可能。因此，有出來，且具有例如低DC電壓驅其用於彩色顯示器之研究係已典型之顯示器之優點及缺點係已在上述篇幅中隨著歷史之演進述及。由於本發明係關於在上述顯示裝置中之有機（験及無機場致發光裝置之改良，在場致發光裝置中待克服之缺點係如下所述。對比特徵對一顯示器而言係一重要之特徵。就一例如有

第6頁 490991 I五、辦職明⑷ ^ 機場致發光裝置，無機場致發光裝置及其類似裝置之自射型顯示器而言，在一金屬背部（亦即具一金屬陰極之發部光反射）之影響下，令人滿意之對比係無法達成的。別是一有機場致發光裝置之對比最大是約2 0 0 : ；1。因此f 就各產業領域而言，實有必要發展出一顯示裝置，其’ 係超過上述之比例。 $比有機場致發光裝置之發光效率亦非令人滿意。此_社係如前所述地係因為載子自一電極注入有機層之效:果之結果。 θ ^千太低

此外’發展有機場致發光裝置之另一大阻礙是陽極係局限於I Τ 0 ’ Ζ η 〇 ’ S η 02及相關材料。因此，電洞、、主料及1%極材料之能量匹配會有極大之限制。發明之簡要說明本發明之一目的在於提供一包含有機場致發光萝機場致發光裝置或相似物之發光裝置，其可克服習知技g 所面臨之問題。 a 本發明之另一目的在於提供一種發光裝置，其在保持古亮度時亦可提供改善之對比。问 _ 上述之目的可藉由本發明所提供之發光裝置達成。本發 -明之發光裝置包含一陽極及一陰極及一配置於陽極及陰極間具有發光區域之一層，其中陽極具有35至75 %之可

光透射範圍。 W 值得注意的是「包含發光區域之層」一詞係指一具有一有機組合物層及/或一無機組合物層之層配置。該層配置

第7頁 490991 五、發明說明（5) 具有以下所述之功能。此外，「可見光」表示具有380至 780 nm波長之電磁波。

本發明發現當陽極之可見光透射範圍定義在3 5至7 5 %時，較佳地是在4 0至7 0 %時，也就是當陽極係被配置保持在「半透明」之光學特定狀態時’包含有機場致發光裝置及無機場致發光裝置之合成發光裝置可在保持高亮度時致使一可靠的及改良之對比。特別的是，如果陽極之發光係設定在上述之範圍内，入射在裝置上之外部光線量及在入射光之金屬陰極之反射光之發射量均會被減少，進而改良對比。此外’陽極材料之選擇可在上述之光透射範圍内適當的與電洞注入層能量匹配。因此，如果光透射範圍較少，載子注入之量（亦即發射量）可被增加以保持高亮度。相反，，如果光透射範圍超出上述範圍，上述之功效韶〇 X ^ M!? 1! ^以—有機場致發光裝置而言，由於陽極之光锈在35至70%之範圍内，陽極之工作函數可任選擇陽極材料π至7. 〇 ^之範圍中。在此條件下，適當的之能量& ^ ^確保與電洞注入層之能量匹配（亦即其間 ί 因此，電洞之注入效率“ 型=限選ΐ範圍可被擴展以使電洞注入材料從較寬廣之材料^圍=此’ ^；發明較習知技藝而言，可圖式之簡要說“選擇二種材料。

第8頁 490991 五、發明說明（6) 圖1A及1B分別說明根據本發明之一實施例之有機場致發光裝置之配置之剖面示意圖；圖2所不為根據本發明之另一實施例之無機場致發光裝置之配置之不意剖面圖；圖3所示為用於有機場致發光裝置之電洞傳輸層之 α - N P D結構配方；圖4所示為用於有機場致發光裝置之電子傳輸層之Αι 結構配方；圖5所示為用於有機場致發光裝置之電洞注入之 m - Μ T D A T A結構配方； Φ 圖6所示為一發光裝置之陽極光透射範圍改變時，亮度 ’對比及光透射範圍間之關係圖；圖7所示為發光裝置之範例之發光頻譜圖；及圖8所示為在DC驅動下發光裝置範例之電壓—亮度特徵圖〇發明之詳細說明必ΐ i ϊ明之實施例中，為保持高亮度及改善對比，陽極範圍在35至75%之可見光（3 8 0至780㈣之波長）光透射 5達成此目的，陽極之材料較佳地係從週

JVA/VA，VIA .VIIA 成夕種金屬或一或多種金屬組合物。 1 定，金屬範例包含Ni，Ru，Ir，Rh，pt，pd，Re & ’ Mb，Mo，W及其相似物。

第9頁 490991 i五、發明說明cn 金屬組合物較佳地係包含氧，氮化物之範例包含Li_2，P侧X，TiNbGx 氮化物；，定卜0X，Ptox，Rh〇x，PdOx，Re〇x ,wo，Niwn〇x Nl0，Ru〇x，相= _，ReNG，刪，T⑽，及其摻u改特性’陽極材料通常加入-Na，K Rb、，t cf Λ材，包含RxNi°，其中W，Li， K ’Rb，Cs，Cu , Ag4Au ;TiN 3 ::，R-H，Ll，Na，值得注意的是陽極材料之组乂 ‘二相 '物。係可能具有一不明確之比例、、。σ物並非水迫化學計算的而

St:;:能”-或多個晶相。斤δ ;、、、地’ 極層之并^能用-具有非常平順之均一薄m吊？苛。較佳地係使之結晶膜’—外.延膜，—$日、$卜非結晶膜，-精細徵。 ^ ’陽極材料較佳地是具P型導電特 1%極可作成一層或多。透明電極之層增（bui丨t_纟士坦S 一包含例如ΙΤ0之厚度可被最佳化而得到所2之°，1皮，供時，組合物及層之函數及電阻性，而旦H =二先控制，如後所述之工作在-具有相位及層以特性。前所述之金屬及金屬J體範例中’-包含如相位係被配置以提供含辞，鋼或錫之

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五、發明說明（8) 在本發明且較佳地具如果符合被最佳化。 ’更可解決兩者之材料值得注意技藝中任何子電鍍，雷如前所述通常陽極之形成「透明，電洞注入配及其選擇，其中陽極之一特定範本發明之附之圖式說最初，本一包含發射陰極。有機層可輸層可配置側0 〜汽她1夕y 丫丨两ί史个1三何口干逐明之要^ 有定義在3·0至7.0eV之工作函數。〉’而 ^些要求’電洞注入層及陽極間之能量匹如此不但可改善電洞注入效率及增加昭可 =洞注人層及陽極間之相互限制之問&，使用範圍可以增廣。 1早使的是，本發明之發光裝置之陽極製造形成薄膜之程序，包含濺鍍，電子^ f使用此射及其相似技術。沈積’離 ’為了達成增加外部光線之擷取效率材料多局限於ITO，ZnO，311〇2或農^之目的，電極」及具有80%或更高之可見先、目關材料以 2 ί及陽極材料係相互嚴格限制\射/最後 /、應用皆受限制。此一問題則可$侍能量匹之可見光發射係被定義在本發明解決圍。隹^技藝之範圍之外較佳實施例之發光梦明之。 χ先裝置之結構配置係可配合所發明之發光裝置之較區域之有機或無機層及二^署°構包含一陽極，配置在透明基材上之根據目的而有不同之居在陽極側，及一雷二-置。例如，一電洞傳及電子傳輸層則可形成在^傳 490991 五、發明說明（9) 此外，一電洞注入層可配置在陽極及電洞傳輸層之間。相同地，一發射層可配置在電洞傳輸層及電子傳輸層之間。圖1 A及1 B分別說明本發明之發光裝置之實施例。此一裝置稱之為有機場致發光裝置。圖中之配置包含一在上述層結構外之一類外層。更特別地，圖1 A之發光裝置包含在一透明基材1上之陽極2，一電洞注入層3，一電洞傳輸層4，一發射層5，一電子傳輸層6，一電子注入層7，一緩衝層8 及一陰極9。上述結構係以真空沈積依序形成。

相反地，圖1 B之發光裝置亦具有此一結構，其中各別之層係以相反於圖1 A之發光裝置者之順序形成。圖2之發光裝置係稱為無機場致發光裝置，包含在一透明基材上之陽極2，一發射層5及一陰極9。該結構係以此一順序形成。至於電洞注入層，電洞傳輸層，發射層，電子傳輸層，電子注入層，緩衝層及陰極之材料係可使用此藝中常用之已知材料，而不會有任何限制。

例如，對電洞傳輸層之配置而言，可以使用聯苯胺衍生物，苯乙烯醯胺衍生物，三苯曱烷衍生物，三苯醯胺（或芳醯胺）衍生物，腙衍生物及其相似物。當然，a -NPD (α -萘醯胺）係如圖3所示地常用作為電洞傳輸層之材料。相同地，就形成電子傳輸層而言，茈衍生物，雙苯乙烯基衍生物，嚒嗪衍生物及相似物皆可使用。特別地，A 1 q3 (8 -鋁羥ϊφ林）係如圖4所示地用作為電子傳輸層之材料。 490991 五、發明說明（ίο) ^ 就形成電洞注入層而$ urpnATA “ 上一 0 ，m-MTDATA 胺（三-曱基苯基苯醯胺基））入層之材料。 (4, 4, ， 4,、係如圖5所示地用作為’ 電祠注沈積為了控制發射層之發射相# ^ ^ ^ ^ 拉Λ 7丨“丨丨仏、七· Ϊ頻讀，其他之有機材料亦可妓香旦素衍生物，ς ^ 為了如此作法，驼衍生物 f亦可被使用。機層亦可被使用生物及其相似物亦可被使用。當㉟，包含哌喃衍生：：j 陰極材料較佳地係包含一金屬，其從真空程度而言具有一小的工作函數’以有效的注入電子至其他層。例如，j n ’MS ’Ca，Sr，Ba，Li，或其相似物係在與其他金屬合金化之後被使用以具有較佳之穩定性。為了允許有效地注入電子至其他層，緩衝層可被配置以使一驗金屬氧化物，鹼金屬氟化物，鹼土金屬氧化物，驗土金屬氟化物（如Li2〇，LiF，SrO，CaF2或其相似物）被配置在陰極材料層及電子注入材料層之間。 /值得注意的是，為驅動本發明之發光裝置，發光裝置必 f先不通氣地密封。例如，以氧化鍺密封，俾使空氣中之氧之影響可以消除以增加穩定性及使周圍之空間可被真空化0 i本發明所揭示之發光裝置可應用於顯示器，電腦，電視機，告示板，廣播螢幕，傳真機，手提電話，手提終端機· ’車輛或語音裝置。本發明可以下列之範例進一步說明之。範例1

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五、發明說明（11) ΙΤ0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約120 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽、極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為25%而工作函數係為5 · 5 1 e V。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上’其中一 2 nmx 2 nra之發射區域以外之區域在si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，a_NPD ( α一萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約nm (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alqs (8 -鋁羥喊啉）係被沈積為一厚度為5 〇 n m之電子傳輸發射層’及L i2 0係被沈積為一厚度為〇 · 5 n m之緩衝層。a 1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場 & 發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE形色座才示為（0.32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為38.7 mA/ cm2及亮度為440 cd/m2。在3 0 0 lx之非輻射下之非發射亮度為2.44 cd/m2且對比為180:1。儿又範例2 IT0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約1〇〇 nm)係分別利用RF錢鑛沈積在3〇 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為30%而工作函數係為5 · 5 2 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上’其中一 2 nmx2 nm之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，qi-np]) ( 〇：—萘醯

第14頁 490991 五、發明說明（12) 胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 nm (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8-铭經啉）係被沈積為一厚度為5 〇 nm之電子傳輸發射層’及LhO係被沈積為一厚度為〇 · 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為38.7 mA/ cm2及亮度為5 2 8 cd/m2。在3 00 lx之非輻射下之非發射亮度為2.45 cd/m2且對比為220:1。範例3 IT0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約80 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nm X 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為3 5%而工作函數係為5 · 5 e V。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上’其中一 2 nmx2 nm之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，NPD ( α一萘醯胺^ 係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。八1(1 (8 -紹經令啉）係被沈積為一厚度為5 〇 n m之電子傳輸發射層’及L i2 0係被沈積為一厚度為〇 · 5 n m之緩衝層。a 1係被進一步沈積為一厚度約2 0 0 nm之陰極，俾形成^有機場致發光裝置。

第15頁 490991 五、發明說明（13) 此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（0.32， 0.55)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為38. 8 mA/ cm2及亮度為620 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度為2.46 cd/m2且對比為250:1。範例4 ITO (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約70 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 n m時係為4 0 %而工作函數係為5· 47 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 n m X 2 n m之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，^-評!）（ ^ 一萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在〇·2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Aiq3 (8-銘羥%啉）係被沈積為一厚度為5〇㈣之電子傳輸發射層’及LhO係被沈積為一厚度為〇· 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為5 2 0 nm，因此可發出$良好之綠光。電流密度在6 v之驅動電壓下為41.0 mAf c m及焭度為8 0 0 c d / m2。在3 0 0 1 x之非輻射下之非發射韋〇為2.49 cd/m2且對比為320:1 。儿又

第16頁 490991 五、發明說明（14) ΙΤ0 (薄膜厚度約15〇 nm)及Ni〇 (薄膜厚度約6〇 nm)係分別7用RF濺鍍沈積在30 nmx30 rim之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為4 3%而工作函數係為5· 45 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx2nm之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，NpD —萘醯、胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在〇·2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層QAlq3 (8-銘經$啉）係被沈積為一厚度為5〇 _之電子傳輸發射層’及L i2 〇係被沈積為一厚度為〇 · 5 n m之緩衝層。A 1係被進一步沈積為一厚度約2 0 0 nm之陰極，俾形成一有機場致# 發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0·55)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為41.5 ιπαΡ Cm2及亮度為880 cd/m2。在3001χ之非輻射下之非發射亮度為2.50cd/m2且對比為350:1。 ) 乂 ΙΤ〇 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約55 nm)係刀別利用RF減:鑛沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為4 6%而工作函數係為5 · 4 0 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx 2 nm之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，a-NPD ( α —萘臨

第17頁 490991 五、發明說明胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇⑽ (在0.2 njj/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。a (8-鋁羥%啉）係被沈積為一厚度為5 〇 nm之電子傳輸^射層，及LigO係被沈積為一厚度為〇· 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約2〇〇 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有/幾場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為42. 1 mA/ cm2及壳度為970 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度為2.55 cd/m2且對比為380:1 。範例7 IT0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約4〇 nm)係分別利用RF濺鐘沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 n m時係為5 0 %而工作函數係為5· 38 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一2 nm X 2 nm之發射區域以外之區域在S i 〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，- n P D ( α -萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在〇·2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8 -鋁羥$啉）係被沈積為一厚度為50 nm之電子傳輸發射層，及L i 2 0係被沈積為一厚度為0 · 5 n m之緩衝層。a 1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。

第18頁 490991 五、發明說明（16) 此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（0.32， 0.55)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為41.6 mA/ cm2及亮度為1 0 3 0 cd/m2。在30 0 1x之非輻射下之非發射亮度為2.59 cd/m2且對比為400:1。範例8 * ITO (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約30 nm)係分別利用RFi賤鑛沈積在30 nmx30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 n m時係為5 8 %而工作函數係為5 · 3 2 e V。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx 2 nm之發射區域以外之區域在Si02沈積過程中係被罩蓋。然後，a-NPD ( α -萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 0 nm (在0·2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8-鋁羥4啉）係被沈積為一厚度為5〇 nm之電子傳輸發射層’及L i2 0係被沈積為一厚度為〇 · 5 n m之緩衝層。A 1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致，發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0·55)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為4〇· 〇 mA/ ^ cm2及亮度為liio Cd/m2。在3〇〇込之非輻射下之非發射亮度為2.68 cd/m2且對比為420:1。

範例Q

第19頁 490991 五、發明說明（17)

ΙΤ0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約22 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nm X 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為63%而工作函數係為5·31 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx2 nm之發射區域以外之區域在Si02沈積過程中係被罩蓋。然後，a-NPD ( α-萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8-鋁羥係被沈積為一厚度為5〇 nm之電子傳輸發射層，及L “0係被沈積為一厚度為0 · 5 nm之緩衝層。A 1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（0.32， 0·55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為39.6 mA/ cm2及亮度為1200 cd/m2。在3001xi非輻射下之非發射亮度為2. 92 cd/m2且對比為41 0 : 1。 ~ 範例1 0 IT0 (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約18 nm)係分別利用RF丨賤鑛沈積在30 nmx30 nm之玻璃基材上作為I 極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為70%而工作函數係為5 · 2 7 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx2 nm之發射區域以外之區域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，α_ΝΡΙ) ( α —萘酿°°

490991 發明說明（18) nm 胺）係，根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5〇 $在· nj^/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。A1(h (8-銘二被沈積為一厚度為5〇 ^之電子傳輸發射層，及LiJ係被沈積為_厚度為〇· 5 nm之緩衝層。ai係被 1 一步沈積為一厚度約2 0 〇 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（0.32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 v之驅動電壓下為37.2 mA/ cm2及亮度為1 0 5 0 cd/m2。在30 0 lx之非輻射下之非發射亮度為3·10 cd/m2且對比為340:1。範例1 1

ITO (溥膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約15 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 nm時係為7 5 %而工作函數係為5. 27 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上’其中一 2 nmx 2 nm之發射區域以外之區域在S i 〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，— n P D ( α -萘醢胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 n m (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8 -紹經啉）係被沈積為一厚度為5 〇 n m之電子傳輸發射層’及L i 2 0係被沈積為一厚度為0·5 ηιπ之緩衝層。A 1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。

第21頁 490991 五、發明說明（19) 此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0·55)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為34.8 mA/ cm2及亮度為980 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度為3.49 cd/m2且對比為290:1。範例1 2 ITO (薄膜厚度約150 nm)及NiO (薄膜厚度約10 nm)係分別利用RF錢鍍沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在5 2 0 n m時係為8 0 %而工作函數係為5.10 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一2 nm X 2 nm之發射區域以外之區丨· 域在Si〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，α-Npj) ( α -萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5 〇 nm (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。A1q3 (8 -銘經4啉）係被沈積為一厚度為5 〇 nm之電子傳輸發射層’及Li2〇係被沈積為一厚度為〇· 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為32.2 mA/ m cm2及亮度為880 cd/m2。在3001x之非輻射了之非發射亮度為3.78 cd/m2且對比為230:1。範例1 3

第22頁五、發明說明（20) IT0 (薄膜厚度約150 nm)係利用rf濺鍍沈積在30 nmx 3〇 run之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在 5^0, nm時係為90%而工作函數係為4· 8〇。製造有機場致· 么光裝置之一卓元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nj X 2 nm之發射區域以外之區域在s丨〇2沈積過程中係被 ” /罩蓋。然後，a-NPD ( α-萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5〇 nm (在〇·2 nm/second之沈積-，率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8-鋁羥4啉）係被沈積為一厚度為50 nm之電子傳輸發射層，及Li2〇係被沈積為一厚度為0 · 5 n m之緩衝層。A 1係被進一步沈積為一厚度約 2 0 0 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE於色座標為（0.32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為21.9 mA/ cm2及亮度為556 cd/m2。在3001χ之非輻射下之非發射亮度為3.92 cd/m2且對比為140:1。

圖6所示為範例1至1 2及範例1 3之裝置在6 V之驅動下裝置之對比與亮度及裝置之陽極之光透射（波長在5 2〇 nm時）間之關係圖。由圖可知，當陽極之光透射自3 5 %改變至7 5 % 時，一 2 5 0 : 1或更高之對比可達成。此外，當陽極之光透射在不小於4 0 %及不大於7 〇 %時，一 3 〇〇 : 1或更高之對比可達成。再者’當陽極之光透射在不小於5〇%及不大於7〇 %之範圍時，一300:1或更高之對比及一 1〇〇〇 cd/m2或更高之亮度可達成。

第23頁五、發明說明（21) 範例1 4 ITO ( +薄膜厚度約150 nm)及Ni〇:Li (具有濃度為1 md% 之經及薄膜厚度約25 nm)係分別利用rf濺鍍沈積在3〇 nm X 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在 5 2 0 nm時係為6 0 %而工作函數係為5 · 3 2 e V。製造有機場致餐光裝置之一早元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nm X 2 nm之發射區域以外之區域在s丨〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，a-NPD ( α -萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約5〇 nm (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。Alq3 (8-鋁羥4啉）係被沈積為一厚度為50 nm之電子傳輸發射層，及LiF係被沈積為一厚度為0· 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約2 0 0 nm 之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為63.6 raA/ cm2及亮度為2720 cd/m2。在300込之非輻射下之非發射亮度為2.86 cd/m2且對比為9 5 0:1。範例1 5 IT0 (薄膜厚度約150 nm)及LiNi02 (薄膜厚度約25 nm) 係分別利用R F濺鑛沈積在3 0 n m X 3 0 n m之玻璃基材上作為❿ 陽極。陽極之光透射範圍在520 nm時係為60%而工作函數係為5 · 3 2 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nmx2 nm之發射區域以外之

第24頁 490991 五、發明說明（22) 區域在Si02沈積過程中係被罩蓋。然後，α-NPD ( α -萘醯胺）係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約 50 nm (在0.2 nm/second之沈積速率下）之電洞傳輸層。 A lq3 (8-鋁羥4啉）係被沈積為一厚度為50 nm之電子傳輸發射層，及LiF係被沈積為一厚度為〇·5 nm之緩衝層。A1 係被進一步沈積為一厚度約2 0 0 n m之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為119 mA/ cm2及亮度為31 1 0 cd/m2。在30 0 1x之非輻射下之非發射亮度為2.9 5 cd/m2且對比為ι〇5〇:ι。範例1 6 IT0 (薄膜厚度約15〇 nm)係利用RF濺鍍沈積在3〇 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在 5 = 0、nm時係為9J)%而工作函數係為4. 8 ev。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 njn X 2 之發射區域以外之區域在s丨〇 2沈積過程中係被 #二二ΐ ΐNPD ( α一蔡醯胺）係被根據一真空下沈積择二态”、工下沈積—厚度約50 nm (在0·2 nm/second之沈之電洞傳輸層。Alq3 (8-鲁啉）係被沈積為戶ί \ nm之電子傳輸發射層，及Li F02係被沈積為一 /子沒局υ·5ηπι之^ 9 η η η 队上绞衝層。Α 1係被進一步沈積為一厚度約 Ζ ϋ ϋ n m之陰極，傀拟平$成一有機場致發光裝置。

第25頁 490991 五、發明說明（23) 此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32，〇·55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為58.2 mA/ cm2及亮度為2210 cd/m2。在300込之非輻射下之非發射亮度為3·95 cd/m2且對比為560:1。範例1 7 根據真空沈積技術，分別在3 〇 nm X 3 0 nm之玻璃基材上沈積Al-Li (Li之濃度約為1 mol%)約2 0 0 nm之厚度以作為陽極，50 nm之厚度之A Us (8 -鋁羥%啉）以作電子傳輸發射層，以及50 nm之厚度之α-NPD (α-萘醯胺）以作為電洞傳輸層。然後，一 2 m m X 2 m m之發射區域以外之區域在, 以真空沈積技術沈積S i 02時被罩蓋。R u 0 2 (厚度約6 n m )隨後以薄膜之形式藉由RF濺鍍而形成陽極以形成一有機場致發光裝置。陽極之光透射在520 nm時為58%，工作函數為 5.18 eV 。 · 此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為34. 4 mA/ cm2及亮度為780 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度為2· 45 cd/m2且對比為3 2 0 : 1 。範例1 8 根據真空技術，分別在3 0 n m X 3 0 n m之玻璃基材上沈積約2 0 0 nm之厚度之Al-Li (Li之濃度約為1 mol%)之陽極， 50 nm之厚度之Alq3 (8_鋁羥Mb啉）以作為電子傳輸發射層

第26頁 490991 五、發明說明（24) ，及50 nm之厚度之α-NPD (α -萘醯胺）以作為電洞傳輸層。然後，一 2 nm X 2 nm之發射區域以外之區域以真空沈積技術沈積Si02時被罩蓋。ΙΤ0 (厚度約150nm)隨後以薄膜之形式藉由R F濺鍍而形成陽極以形成一有機場致發光裝置。陽極之光透射在5 20 nm時為90%，工作函數為4. 8eV。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（0.32， 0.55)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在6 V之驅動電壓下為20.5 mA/ cm2及亮度為520 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度為3· 51 cd/m2且對比為150 : 1。範例1 9 ITO (薄膜厚度約150 nm)及NiO:Li (具有濃度為1 m〇i% 之鋰及薄膜厚度約20 nm)係分別利用RF濺鍍沈積在30 nm X 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在 5 2 0 nm時係為68%而工作函數係為5· 29 eV。製造有機場致發光裝置之一單元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nm X 2 nm之發射區域以外之區域在Si 〇2沈積過程中係被罩蓋。然後，m - MTDATA (4,4’，4’’ -三苯醯胺（三-曱基苯基苯醯胺基））係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約25 nm (在0·2 nm/second之沈積速率下）之電洞注入層’及沈積50 nm之厚度（在〇·2 nm/second之沈積速率下）之α-NPD ( α -萘醯胺）以作電洞傳輸層。A1q3 (8_鋁羥冬啉）係被沈積為一厚度為50 nm之電子傳輸發射層，及Li〇係被沈積為一厚度為0 · 5 n m之緩衝層。A 1係被進一步沈2積

第27頁 490991 五、發明說明（25) 為一厚度約200 nm之陰極，俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇·34， 0·56)時為520 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在10 V之驅動電壓下為14.6 mA/ cm2及亮度為710 cd/m2。在3 0 0 lx之非輻射下之非發射亮度為2· 82 cd/m2且對比為2 5 0 : 1。範例2 0 ITO (薄膜厚度約150 nm)係利用RF濺鍍沈積在30 nmx 30 nm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在 5 2 0 nm時係為90%而工作函數係為4· 8 eV。製造有機場致 ’X光裝置之一早元係被形成在此層增之主體上，其中一 2 nm X 2 nm之發射區域以外之區域在§ i q2沈積過程中係被罩盍。然後，111-^1丁0八丁八（4,4’，4’’-三苯醯胺（三_曱基苯基笨醯胺基））係被根據一真空沈積技術在真空下沈積一厚度約25 nm (在〇·2 nm/second之沈積速率下）之電洞注入層。然後分別沈積50 nm厚度（在0·2 nm/second之沈積速 1下）之a-NPD (α -萘醯胺）及50 nm厚度之Alq3 (8 -鋁羥琳）以作為電子傳輸發射層，及Li2〇係被沈積為一厚度為0. 5 nm之緩衝層。A1係被進一步沈積為一厚度約2〇〇 nm 之陰極’俾形成一有機場致發光裝置。此一有機場致發光裝置之特徵經量測後發現最大發射波長在CIE彩色座標為（〇· 34，〇· 56)時為5 2 0 nm，因此可發出良好之綠光。電流密度在1〇 V之驅動電壓下為i1〇 mA/ cm2及党度為498 cd/m2。在3001x之非輻射下之非發射亮度

第28頁 49〇99i 五、發明說明（26) 為3.84 cd/m2且對比為130:1。範例2 1 ITO (薄膜厚度約150 nm)及LiNi02 (薄膜厚度約4〇 nm) 係分別利用RF濺鍍沈積在30 mmx 30 mm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在520 nm時係為48 %而工作函數係為5· 40 eV。製造發光裝置之I TO基材係被形成在此層增之主體上，其中一 2 mmx 2 mm之發射區域以外之區域在 S i 〇2沈積過程中係被罩蓋。一以CaCazS4: Ce為材料並作為發光中心之螢光主體之無機場致發光裝置係形成在基材上。當裝置以60 Hz及5 V之電壓驅動時，最大之亮度是 15 cd/m2。在3 0 0 1x之非輻射下之非發射亮度為2 5"5 cd/m2 且對比為6 : 1。範例2 2 IT0 (薄膜厚度約150 nm)係利用RF濺鍍沈積在3〇 mmx 3 0 mm之玻璃基材上作為陽極。陽極之光透射範圍在

ϊϊτΓ其H為!0%而工作函數係為4·8 eV。製造發光裝置之Iτο基材係被形成在此層增之主體上，其中一2 _ X 一=「之域、以外之區域在“〇2沈積過程中係被罩蓋。 a心4 · e為材料並作為發光中螢光 ⑽f材上。當裝置二二心電亮度及對比。因ΐ比3 =车此範例之裝置具有較低之 u此，其發先效率明顯的較高。

第29頁 490991 五、發明說明（27) 1%極之可見光（520 nm之波長）光透射，工作函數及對比之結果（包含範例1至2 2 )係如表1所示。範例1至13中之亮度及對比與光透射（在52〇 nm)之關係圖係如圖6所示。範例1至1 3所獲得之發射頻譜係如圖7所示。範例9與13中在DC驅動下電壓與亮度之特性關係圖係如圖8所示。如，1 9 在保數被效率注入能量由機場而且度下上所述，本發明之發光裝置（範例3至丨丨，1 4，1 5，i 7 及21)可被定義使得陽極之光透射範圍在35至75%，而持高亮度下可靠地改良對比。此外，當陽極之工作函定義在3· 0至7· 0 eV之範圍時，發光裝置之電洞注入可被改善。不但可改良發光效率，更允許陽極及電洞層之材料有廣泛之選擇及藉由電洞注入層與陽極間之匹配之最佳化而使用不同型式之材料。於陽極之光透射範圍在3 5至7 5%之間，不但包人一致發光裝置之發光裝置可在保持高亮度下改善3 ¥，包含一無機場致發光裝置之發光裝置亦可在* 改善對比。 *符同冗

490991 五、發明說明（28) 表1 陽極之可見光光透射（％) 工作函數（eV) 對比（亮/暗）範例1 25 5.51 180:1 範例2 30 5.52 220:1 範例3 35 5.50 250:1 範例4 40 5.47 320:1 範例5 43 5.45 350:1 範例6 46 5.40 380:1 範例7 50 5.38 400:1 範例8 58 5.32 420:1 範例9 63 5.31 410:1 範例10 70 5.27 340:1 範例11 75 5.27 290:1 範例12 80 5.10 230:1 範例13 90 4.80 140:1 範例14 60 5.32 950:1 範例15 60 5.32 1050:1 範例16 90 4.80 560:1 範例17 58 5.18 320:1 範例18 90 4.80 150:1 範例19 68 5.29 250:1 範例20 90 4.80 130:1 範例21 48 5.40 6:1 範例22 90 4.80 2:1

圖圓懸I 第31頁

Claims

490991 _案號90105222_竹年兴月日修正_，六、申請專利範圍 1. 一種發光裝置，包含一具有發射區域之層，該層設於一陽極及一陰極之間，其中該陽極具有3 5至7 5 %之可見光透射範圍。 2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該可見光之波長範圍為3 80至7 8 0 nm。 3. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該陽極包含至少一由週期表中之 IIIA，IVA，VA，VIA，VIIA，VIIIA 及IB之金屬所組成之群組中選擇之元素及其組合物。 ~ 4. 如申請專利範圍第3項之發光裝置，其中該至少一元素包含一金屬。 5 ·如申請專利範圍第3項之發光裝置，其中該至少一元 _ 素包含一選自氧，氮及氧氮化物之金屬組合物。 6 .如申請專利範圍第3項之發光裝置，其中該陽極係由一層組成或由一包含一具有該至少一元素之相位及一具有鋅，銦或錫之相位之層增結構組成。 7.如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該陽極之工作函數為3.0至7.0 eV。 8 .如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該裝置包含一在透明基材上之層增主體，該層增主體包含該陽極，一-具有該發射區域之有機或無機層及該陰極。 9 .如申請專利範圍第8項之發光裝置，其中該有機層包含一在該陽極之一側之電洞傳輸層及一在該陰極之一側之（_ 電子傳輸層。 1 0 .如申請專利範圍第9項之發光裝置，其中該有機層更

O:\68\68876-910429.ptc 第32頁 490991 _案號90105222_外年4月二y日修正_. 六、申請專利範圍包含一在該陽極及該電洞傳輸層間之電洞注入層。 1 1.如申請專利範圍第9項之發光裝置，其中該有機層包含一在該電洞傳輸層及該電子傳輸層間之一發射層。

O:\68\68876-910429.ptc 第33頁