TWI353802B - White-emitting organic electroluminescent device w - Google Patents

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TWI353802B
TWI353802B TW093103784A TW93103784A TWI353802B TW I353802 B TWI353802 B TW I353802B TW 093103784 A TW093103784 A TW 093103784A TW 93103784 A TW93103784 A TW 93103784A TW I353802 B TWI353802 B TW I353802B
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Joel D Shore
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Description

1353802 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關有機光發光（EL)裝置。更明確言之，本發 明係有關一種多色、頂部.發白光EL·裝置，其具有改良效率 之遽色器陣列。 【先前技術】 有機EL顯示器通常係和有源基質（active matrix:AM)電路 連接以製造高性能顯示器。此種顯示器已揭示於 US_A_5,550,066。然而’在這種光透過基材向下發出之顯示 器中’可發出光之整個面積受到薄膜電晶體（TFT)及其他電 路之存在所限制，這些都是不透明的。發出光之顯示器畫 ’、 面積與旦素總面積之比即為孔眼比率（aperture ratio· AR)且通常低於5〇%。為彌補較低AR，裝置必須在較 问AR裝置為尚之電流密度下驅動。這將造成低ar裝置之可 用壽命較高AR裝置為短。 因此，在製造頂部或表面發光之Am裝置方面已進行相當 多的研究；所謂頂部或表面發光即為光係透過遠離基材及 TFT電路之上表面發出。此種裝置已說明於Εριι〇23ΐ7中。 此一裝置在AR，及因此顯示器之性能上均有改進。 在頂發光AM裝置時，AR理論上可接近1〇〇%，但仍然受 到使全邵必要層圖案化之能力所限制。亦即，每一層之最 大對準誤差及最小圖案化解析度之相鄰畫素之間，必須容 許有容許差。此種畫素間區域不會發射光，而因此入尺變 小。許多這些層通常都是利用具有很好對準性及解析度之
O:\90\90544.DOC ⑶ 3802 2衫技術圖案化。在以上有機EL裝置之實例中，為了製造 :色裝置，如紅-綠·藍（RGB)顯示器，有機el物質也必須圖 衣，然而，有機EL膜所用之有機物質通常與微影方法不 而因此兩用其他沉積技術。以小分子有機EL物質而 最曰通的圖案化方法係藉由透過精準對準之陰罩沉 積。然而，與微影法相比，陰罩圖案化法之對準性:解析 度都相對較差。陰罩圖案化法之對準性在基材尺寸加大時
愈益困難。因此’利用陰罩法時，無法實現利用頂發光AM 裝置可月匕獲得之AR增益之全部益處。再者，陰罩圖案化法 (申要求陰罩與基材接觸，這會引起缺陷如刮傷而降低良 率。陰罩與基材之對準也需要時間，這將降低生產量並增 加製造設備的複雜度。 毛白光EL層可用於形成多色裝置。每一晝素與渡色器元 件、’’a a成為濾色器陣列（c〇i〇r filter arra厂CFA)之一部份以 獲得晝素化之多色顯示器β有機£]^層係全部畫素所共有， 而觀看者所感覺到的最後顏色係受該畫素之對應滤色器元 件所支配。因此，有機EL層不必作任何圖案化，即可製造 多色或RGB裝置。因此’與乡色圖案化頂發光AM顯示器相 比，白CFA頂發光AM顯示器可提供優異AR、良率及生產 1。白CFA頂發光裝置已顯示於us_A-6,392,340。 日本專利申請案公開平成4(i992)-328295號顯示一種具 改良效率之裝置。該改良之效率係藉電子傳送EL層最適 化，使得在觀看者方向所產生之光與遠離觀看者方向所產 生及反射電極所反回觀看者之光積極相亙干擾而達成。
O:\90\90544.DOC 1353802 然而，此種最適化有機肛結構之方法與多色發白光有機 肛裝置不相容。在多色EL裝置中，觀看者所看見具有不同 顏色的每一組畫素（以下稱為晝素彩色組）都必須視4« 色組之所要顏色或波長而定分別最適化。由於發白光裝置 衹在有機EL介質層未進行圖案化時才有利，每一晝素彩色 组具有-或多種不同厚度之有機EL介質層並不實際。因 此’就白㈣頂發光趟有機EL顯示器而言，必須使用新式 結構始可實現光學干擾最適化之益處。 【發明内容】 因此’本發明之-目的為提供一種用於多色頂發光有源 基質有機EL裝置之有機EL結構，其可最適化以提供積極光 學干擾且每一晝素之有機肛介質層不必精密圖案化。 此-目的係藉一種多色有機發光顯示器而達成，該顯示 器具有至少二種不同顏色之整排晝素，其包含： a) 基材； b) 配置於基材上之反射層； c) 配置於反射層上之第一透明電極； 句與第一透明電極隔開之第二透明電極； d配置於第一與第二透明電極之間並佈置成可發白光之 有機EL介質； 0分別配置於該陣列不同預定畫素上之至少第一及第二 不同顏色之濾色器；及 g)其中第透明電極之厚度係對每一不同顏色分別調 整’以使對應於與其連接之遽色器之相當量之彩色光反射
O:\90\90544.DOC 1353802 分量極干擾積對應於與其連接之濾色器之相當量之彩色光 非反射分量。 本發明勝過先前白色頂發光有機EL裝置之一優點，為書 素間的任何有機EL層不必圖案化，即具有改良之效率。進 一步的優點是需要圖案化之任何層都可利用高精密微影技 術予以圖案化。本發明之進一步優點是透明電極物質可/有 較多的選擇。 【實施方式】 旦素（pixels)」一詞在本技 一 w ”丨抑斯的用途係用以衣示 顯示板之一區，該區可被激勵獨自發出與其他區無涉的 光OLED裝置」或「有機發光顯示器」一詞在本技蔽所 =知的意義係詩包含有機發光二極體作為晝素之顯二裝 置。彩色OLED裝置可發出至少一種顏色的光。「多色一 =用以摇述—種可在不同區發出不同色調的顯示板」。特 板。、言此rf係用於描述—種可顯示不同顏色影像之顯示 可在鄰接。「全彩色」—詞係用以描述-種 了在可視光譜的紅、綠及藍區 的多色顯示板……… 任何色調組合 適當混合即可產生全:: 原色，這三原色藉由 譜内發出之光的二佈他顏色。「色調」-詞係指可視光 最小可次晝素-般係用以表示顯示板中 差別。「次晝素一早色顯示器時’晝素或次晝素之間無 之任-部；，此V係用於多色顯示板，且用以表示晝素 此-部份可獨立定址以發出特定顏色。例如，
O:\90\90544.DOC 1353802 藍色次畫素即為可定址 示器中，晝素-般包含：二之：素之部份。在全彩顯 「間距」-詞係用以二晝素，亦即’藍'綠及紅。 距離。因此，次晝素 —里素或二人里素之 ^ g ^ . ' 17思指二次晝素間的分離。 在頂發先AM有機EL顯示 白，，或"發白光")物質社… J用寬帶發光(通稱為" 貝、·口 a 濾色器陣列（color filter arr 機肛結構有時候很有用。「白」、「白發射」或「發〕 射二二'!涵蓋顯示器所要顏色之廣大波長範圍之發 全:不=特定顏色。例如，設計成具有黃色及紅色 人里，、之顯不益可被認為是發射中無藍色波長之白發光， 故若觀看者可看到直接發射（亦即，無濾色器），則在顏色上 將被感覺到是橘色。 現請翻閱圖卜其中所示為畫素1〇之典型剖面圖，其將用 於形成根據本發明第—具體例之多色裝置。在有些具體例 中’晝㈣可為以上定義的次晝素。畫素包括基材ι〇ι，配 置於基材101上之反射層102,配置於反射層1〇2上之第一透 明電極112，及與第一透明電極丨12隔開之第二透明電極 130。有機EL介質120係配置於第一透明電極丨12與第二透明 電極130之間，且佈置成可以變成明顯的方式產生白光。晝 素10也包括配置於畫素上以將晝素1〇所產生之白光部份侷 限於單一所要顏色之濾色器151。晝素1〇也可包括額外層， 例如可保護整個顯示器的包膠層141。 基材101可為可提供表面以供形成顯示器的有機固體、無 機固體或有機與無機固體之組合《基材1〇丨可為堅硬或可 O:\90\90544.DOC -10· 1353802 撓，且可以分開的個體，如薄板或薄片或連續捲，加工處 基材物貝包括玻璃、塑膠、金屬、陶竟、半導體、 金屬氧化物、半導體氧化物、半導體氮化物或其組合。基 材101可為物質之均質混合物、物質之複合物或多物質層。 基材101可為OLED基材，其為製備0LED裝置，例如有源低 /m多矽TFT基材常用的基材。為本發明目的，£L發射過係 透頂電極觀看。底支撑物之透光特徵並不重要，而因此可 為透光、吸光或反光。用於此一情形之基材包括，但不限 於，玻璃、塑膠、半導體物質、陶瓷及電路板物質或製造 OLED裝置—可為無源基質裝置或有源基質裝置—常用的 任何其他物質。基材101可塗覆其他層。 反射層102係配置於基材101上。反射層1〇2較佳是一種在 多色顯不器所用波長下高反射之物質。較佳物質包括金屬 如Ag、Au、Mo及A1。然而，任何反射物質皆可使用，且該 物質不必會導電。沉積反射層1〇2之方法已為本技藝所熟 知，並包括喷濺及蒸發^反射層1〇2可利用本技藝熟知之微 影方法圖案化。 當利用使用有源基質電晶體驅動電路之基材1〇1且反射 層102不導電時’則反射層1〇2必須圖案化，以便讓第一電 極112電接觸其下面的有源基質電路。若反射層1〇2可導電 時，則其必須圖案化，以便不在相鄰畫素之間形成電連接。 第一透明電極112係連接至電壓/電流源（未示出）之一 極’ S玄電壓/電流源可直接或透過使用位於基材1 〇 1上之薄 膜電晶體施加。第一透明電極112在本具體例係作成陽極。 O:\90\90544.DOC • 11 - 1353802 應了解的是，其他具體例也可存在，其中視畫素1〇中諸層 之排列而定，第一透明電極112可作成陰極。 第-透明電極m必須可導電又透明。本發明所用之普通 透明物質為氡化銦·錫（ITO)、氧化鋼_鋅（12〇)及氧化錫，但 其他導電金屬也可用，包括，但不限於，經銘或姻推雜: 乳化鋅、氧化鎂·銦及氧化鎳_鎢。除這些氧化物外，金屬氮 化物如氮化鎵，及金屬則匕物如砸化鋅，及金屬硫化物如 硫化鋅都可用作為陽極物f。此外，這些物質之各種組合 都可用。雖然，第一透明電極112顯示為僅一層，但應了解 的是，可增加多次層之不同電極物質以獲得所要導電度、 功函及透明度。在此種情形時，諸如A1、Ag、可用作 為諸層之一，若以低於25 nm而較佳低於2〇 nm之薄層沉積 時。較佳陽極物質具有功函為41eV或以上。所要陽極物質 可藉任何方法如蒸發、喷滅、化學氣相沉積或電化學方法 沉積。 當和利用有源基質電路之基材配合使用時，第一透明電 極112係作成與電路電接觸。在多晝素ίο之情形時，相鄰晝 素之第一透明電極112也電隔離。第一透明電極ιΐ2可利用 熟知微影方法圖案化。 有機EL介質12〇係配置在第一透明電極112之上。有機el 介質12G通常包括—層以上。在畫素1()所示之具體例中，有 機EL介質120包括電洞注入層（HIL) 121、電洞傳送層（htl) 122、發光層（LEL) 123及電子傳送層（ETL) 124。此處所列 有機EL介質之諸層僅係本技藝所知可能有機£匕介質之一
O:\90\90544.DOC -12· 1353802 實例。本發明可成功實行的，還有許多有機層之組態。 雖然並非一定需要，但在有機發光顯示器提供電洞注入 層121常很有用。電洞注入層物質可用以改良接續有機層之 成膜性質及促進電洞注入電洞傳送層中。用於電洞注入層 之適當物質包括’但不限於，樸啉化合物（如US-A-4,720,4W 所述）及電漿沉積氟碳聚合物（如US-A-6,208,075所述）。根 據可使用於有機EL裝置中之另類電洞注入物質係描述於 EP 0 891 121 A1 及 EP 1,029,909 A1。 可用於電洞傳送層122之電洞傳送物質，已知包括化合物 如芳族第三胺，其中後者據了解係一種含有至少一個僅鍵 結於碳原子之三價氮原子之化合物，該等碳原子至少一個 係芳族ϊ衣之一員。芳族第三胺之一種形態可為芳基胺，如 早芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合芳基胺。代表性單 體二芳基胺已說明於艮1邛以1等人之1；8-八-3，180,730 »以一 或多個乙烯基取代及/或包含至少一個含活性氫基之其他 適當三芳基胺，Brantley等人已揭示於US-A-3,567,450及 US-A-3,658,520 中。 —更佳類的芳族第三胺為包括至少二個芳族第三胺基之 ^族第三胺，如 US_A_4,72M32 及 US.A.5,G61，569 所述。此 等化合物包括結構式（A)所表 示之化合物，
A 〇'A9〇\9〇S44.D〇c •13- 其中：
Ch及Q2係獨立選自芳族第三胺基；及 G係連接基如伸芳基、伸環烧基或碳-碳 鍵之伸烷基。 在具體例中，Ql或Q2至少有-個含有多環稍環結構， '‘田〇為芳基時，其較佳為伸苯基、伸聯苯基或萘。 滿足構式（A)且含有二個三芳基胺基之一有用類三芳 基胺係以結構式（B)表示。 R T2 R1C~R3 其中： 芳基或烧基’或尺1及尺2 — R1及R2各自獨立代表氫原子、 起代表完成環烷基之原子；及 R3及R·4各自獨立代表芳基 經二芳基取代之胺基取代。 其依次以結構式（C)所表示之
Rs
C M- 其中R5及R6各自獨立選自苦 ^ 、自方基。在一具體例中，R54R6i >、一個含有多環稠環結構，例如，萘。 另一類芳族第三胺為四 一 基二胺。所需四芳基二胺包4 -個二芳基胺基’如化學式(c)所表示，經由伸芳基連接
有用四芳基二胺包括化學式(D)所代表之四芳基二胺Q
O:\90\90544.DOC •14-
D
Ar^ 士 .Re R9 其中： 如伸笨基或蒽基團； 每一 Are係獨立選自伸芳基 η為1至4之整數；及 芳基。 、玟7、R8及R9之一係多環
Ar、R7、尺8及尺9係獨立選自 在一典型具體例中，至少Ar 稠環結構，例如，萘。 /述結構式⑷、（B)、（C)、⑼中之各㈣基、伸烧基、 :基及：方基依次各可經取代。典型取代基包括烷基、烷 巩基、芳基、芳氧基及_素如氟、氯及溴基。各種烷基及 伸録通常都含有'約⑴個碳原子。環烷基可含有3至約1〇 個石反原子’但通常含有5、6或7環碳原子—例如，環戊基、 環已基及環庚基環結構。芳基及伸芳基通常都是苯基及伸 苯基。 OLED裝置之電洞傳送層可由單—芳族第三胺化合物或 其混合物形成。明確言之，吾人可利用三芳基胺（如滿足化 學式（B)之三芳基胺）結合四芳基二胺（如化學式⑴）所表 示）。當利用三芳基胺結合四芳基二胺時，後者係夾在三芳 基胺與電子注入及傳送層之間的一層。例舉性有用芳族第 三胺為如下： M-雙（4-二-P-甲苯基胺基苯基）環已烷 11-雙（4-二-P-甲苯基胺基苯基）_4-苯基環已烷
O:\90\90544.DOC -15- 1353802 4,4'-雙（二笨基胺基）四苯基 雙（4-二甲基胺基-2-甲基苯基）-苯基甲烷 N，N，N-三（p-曱苯基）胺 4-(二-P-甲苯基胺基）-4’-[4(二-P-甲苯基胺基）-苯乙烯基] N，N，N'，N’-四-P-甲苯基-4-4'-二胺基聯苯基 队队；^'，；^-四苯基-4,4'-二胺基聯苯基 N-苯基咔唑 聚（N-乙烯基咔唑） >1,>1'-二-1-萘基-队1^-二苯基-4,4^二胺基聯苯基 4,4’-雙[]^-(1-萘基）-：^-苯基胺基]聯苯基 4,4”-雙[N-(l-萘基）-N-苯基胺基]p-三苯基 4,4’-雙[N-(2-萘基）-N-苯基胺基]聯苯基 4,4’-雙[N-(3-苊萘基）-N-苯基胺基]聯苯基 1，5-雙[N-(l-萘基）-N-苯基胺基]萘 4,4'-雙[N-(9-慧基）-N-苯基胺基]聯苯基 4,4”-雙[N-(l-蒽基）-N-苯基胺基]-P-三苯基 4,4’-雙[N-(2-菲基）-N-苯基胺基]聯苯基 4，-雙[N-(8-苐蒽基）-N-苯基胺基]聯苯基 4,4’-雙|^-(2-宸基）-：^-苯基胺基]聯苯基 4,4’-雙[N-(2-萘导基）-N-苯基胺基]聯苯基 4,4'-雙[>^-(2-苣基）-：^-苯基胺基]聯苯基 4,4’-雙[1^-(1-苛基）-1^-苯基胺基]聯苯基 2,6-雙（二-P-甲苯基胺基）萘 O:\90\90544.DOC -16· 1353802 2.6- 雙[二-(1-萘基）胺基]萘 2.6- 雙[N-(l-萘基）-N-(2-萘基）胺基]萘 N，N，N'，N'-四（2-萘基）-4,4"-胺基_p_三苯基 4,4'-雙{N-苯基-N-[4-(l-萘基）·笨基]胺基}聯苯基 4,4·-雙[N-苯基-N-(2-芨基）胺基]聯苯基 2.6- 雙[N，N-二（2-萘基）胺]苐 1，5-雙[N-(l-萘基）-N-苯基胺基]萘
另一類有用電洞傳送物質包括多環芳族化合物，如EP 1 009 041所述。此外’聚合電洞傳送物質也可使用，如聚 (N-乙稀基咔嗤）(ρνκ)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及共聚物 如聚（3，4-伸乙二氧基）/聚（4·苯乙烯續酸酯），又稱 PEDOT/PSS 〇 回應電洞-電子復合而產生光之發光層123係配置在電洞 傳送層122之上。有用有機發光物質已為吾人所熟知。如 !^-八-4,769,292及1；8-八-5,935,721更詳細所述，有機£1^元件 之發光層123包含發光或螢光物質，其中電發光係由電洞_ 電子對在此區域復合所致。發光層丨23可由單一物質所構 成，但更常包括摻雜客體化合物或摻雜劑之主體化合物， 其中光發射主要是來自摻雜劑且可為任何顏色。發光層中 之主體物質可為電子傳送物質（如以下定義）、電洞傳送物質 (如以上定義）或另一支持電洞_電子復合之物質。摻雜劑通 吊係L自冋螢光染料，但碟光化合物，例如96工、 W〇 00/18851、W〇 00/57676 及 WO 00/70655 所述之過渡金 屬錯合物也可使用。摻雜劑通常係以0.01至10重量％塗入主
O:\90\90544.DOC -17- 體物質中。 選用染料作為摻雜劑之一重要關係，是帶間隙電勢之比 & ’ $間隙電勢之定義為最高占據分子軌道與最低占據分 子執道之間的能差。為自主體物質傳輸有效能至摻雜劑， 必要的條件是摻雜劑之帶間隙要小於主體物質之帶間隙。 已头了使用之主體及發光分子包括，但不限於，以下專 利案所揭示者：US-A-4,768,292 ; US-A-5,141，671 ; US-A-5,150,006 ; US-A-5,151,629 ； US-A-5,294,870 ； US-A-5,405,709 ； US-A-5,484,922 ； US-A-5,593,788 ； US-A-5,645,948 ； US-A-5,683,823 ； US-A-5,755,999 ； US-A-5,928,802 ； US-A-5,935,720 ； US-A-5,935,721 ； ^ US-A-6,020,〇78。 8·經基㈣及類似衍生物（化學式E)之金屬錯合物構成一 類可支持電發光之有用主體物質，且特別適用於波長長於 5〇〇 nm，例如綠、黃、橘及紅色之發光。
E 其中： Μ代表金屬； η為1至3之整數；及 Ζ在每-存在時係代表完成具有至少二個㈣族環之核
O:\90\90544.DOC -18- 之原子。 從前述，作ηη β 金屬。金屬可為二可看出，金屬可為單價、二價或三價 屬之任何單:屬如Γ_。—般而言，已知是有用聲合金 — —仏或二價金屬都可利用。
Ztg成含有至少二 唾或。丫嗪環…；; &之核，其中㈣族環之-為 可與二個所h而要’額外環，包括脂族及芳族環，都 用，環原子而每：合。為避免增加分子體積而不改良功 ’、之數量通常維持在18個或以下。 例舉性有用餐合類喔星化合物為如下： 鋁參喔星[又稱參（8 -喹啉根基）鋁（III)] 2鎂雙喔星[又稱雙（8-喹啉根基）鎂（II)] C0 3 .雙[苯並{f}_8_喹啉根基]辞（π)] 4 ·令佐( .又（2-甲基-8-喹啉根基）鋁（ΙΙΙ)_μ_氧基-雙（2_曱基 -8_啥琳根基）紹（III) C〇-5 ·銦參喔星[又稱參（8-喹啉根基）銦（ΠΙ)] C〇-6 .鋁參（5_曱基喔星）[又稱參（5曱基_8喹啉根基）鋁 (ΠΙ)] C〇-7 .鋰喔星[又稱（8-喹啉根基）鋰（I)] 9’10-二-(2_萘基）蒽（化學式F)之衍生物構成一類可支持 電發光之有用主體物質’且特別適用於波長長於4〇〇 nm， 例如藍、綠、黃、橘或紅色之發光。
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基，其 尺2]3、114、115及1^代表每一環上之_或多個取代 中每一取代基係個別選自以下各族： 硬1 :氫，或1至24個碳原子之烷基； 族2 : 5至20個碳原子之芳基或取代芳基； 私3 .完成蒽基、宸基或笸基之稠芳族環所需之4至μ個 碳原子； 族4 ··完成吱絲"塞嗯基…比咬基、啥琳基或其他雜環 系、先所需5至2 4個碳原子之雜芳基或取代雜芳夷. 族5: 1至24個碳原子之烷氧基胺基、烷基胺基、或芳基 胺基；及 族6 :氟、氯、溴或氰基。 笨並唑衍生物（化學式G)構成另一類可支持電發光之有 7主體物質，且特別適用於波長長於4〇〇nm，例如藍、綠、 !、橘或紅色之發光。
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其中： η為3至8之整數； Ζ為Ο、NR或S ;及 R'為氫；1至24個碳原子之烷基’例如丙基、第三，丁基、 庚基等；5至20個碳原子之芳基或雜原子取代基，例如苯笑 及萘基、呋喃基、噻嗯基、吡啶基、喹啉基及其他雜環系 統；或鹵基如氯基、氟基；或完成稠芳族環所需之原子； 及 L為由烷基、芳基、取代烷基或取代芳基所組成之連接單 疋，其共軛式或未共輛式將多笨並唑連接在一起。 有用苯並唑之實例為2,2,，2，，-(1，3,5-伸苯）參[1-苯基_1仏 苯並味嗤]。 所#螢光摻雜劑包括蒽 亚四本、咕ϋ頓 香豆素、若丹明、喹吖啶、二 、 、，蛍卹、 。比喃化合物、聚甲川化人物 基°比喃化合物、硫 酮化合物^ 合物及喧諾 限於，以下生物。有㈣㈣之例舉性㈣包括，但不
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O:\90\90544.DOC 24- 1353802 其他有機發光物質可為聚合物質，例如聚伸苯基伸乙烯 基衍生物、二烷氧基-聚伸苯基伸乙烯基、聚-P-伸苯基伸衍 生物及聚苐衍生物，如Wolk等人在概括讓渡之 US-A-6，194，119 B1及其引用資料所述。 雖然未示出，但發光層123可額外包含二或多個發光層， 若為所得OLED裝置之適當發光性質有此需要時。 電子傳送層124係沉積在發光層123之上。所欲電子傳送 物質可藉任何適當方法如蒸發、喷濺、化學氣相沉積或電 化學方法沉積。用於電子傳送層124之較佳電子傳送物質為 金屬螯合類喔星化合物，包括喔星本身（通常又稱為8-喹啉 醇或8 -經基喹淋）之螯合物。此等化合物可幫助注入及傳送 電子且具高性能，並可輕易製成薄膜形式。代表性涵蓋之 類喔星化合物為滿足先前所述結構式（E)之化合物。 其他電子傳送物質包括多種丁二烯衍生物（如US-A-4,356,429 所揭述）及多種雜環光學增亮劑（如US-A-4,539,507所述）。滿足 結構式（G)之苯並唑也是有用之電子傳送物質。 其他電子傳送物質可為聚合物質，例如，聚伸苯基伸乙 烯基衍生物、聚-P-伸苯基衍生物、聚第衍生物、聚噻吩、 聚乙诀及其他導電聚合有機物質，如Handbook of Conductive Molecules and polymers (Vols. 1-4, H.S.Nalwa編輯，John Wiley and Sons, Chichester (1997))所列出者。 有機EL介質120層有許多本發明可成功實行的組態。可發白 光之有機EL介質層已說明於例如EP 1 187 235 ; EP 1 182 244 ; US-A-5,683,823 ； US-A-5,503,910 ； US-A-5,405,709 及 O:\9O\90544.DOC -25-
A2所述，發白光有機EL 仍-八-5,283,182中。如抑 1 187 235 介質可藉包含以下諸層而達成： 配置於陽極上之電洞注入層丨2 i ; 配置於電洞注入層121上日换 ^ 上且摻雜紅螢烯化合物以在光譜 之黄色區域發光之電洞傳送層122 ; 摻雜發藍光化合物、配置於雪、指、，，a I^•洞傳达層122上之發光層 123 ;及 電子傳送層124。 上述有機EL介質物質可利用氣相方法如昇華適當地沉 積仁也可自机體，例如，自具有可選用黏結劑以改良成 膜之溶劑沉積。若該物質為聚合物，可用溶劑沉積，但也 可使用其他方法如喷濺或自給予體片熱轉移。欲藉昇華沉 積之物質可自昇華器"船’，（其常由例如所述 之鈕物貝所構成)瘵發’或可先塗覆於給予體片上，然後靠 近基材幵華。具物質混合物之諸層可利用分開昇華器船， 或物質可先預混合並自單船或給予體片塗覆。 在畫素之間及周圍之區域，在本發明不必將有機EL介質 精密圖案化，且這些層在全部畫素都共用。 第二透明電極13〇係配置在有機]££介質12〇之上。第二透 明電極130之所欲性質包括高度透明、具良好成膜性質以確 保與其下有機層接觸良好、高度導電及具良好穩定性。當 有機EL裝置作成第二透明電極13〇作為陰極（如此處所示） 之組態時’第二透明電極1 3 〇也應在低電壓下促進電子注 入0
〇：\90\90544.DOC -26- 1353802 第二透明電極130包含至少透明.導電層132 ^用於透明導 電層i32之典型物質為金屬，其必須為薄或透明導電氧化物 US-A-5,608,287 US-A-5,776,623 US-A-5,981,306 或這些物質之組合。光學透明陰極在以下專利案中有更詳 細說明 m4,885,211 ; US-A_5,247 190 ; us a_5,7〇3 436 ; US-A-5,837,391 ； US-A-5}677,572 US-A-5,714,838 ; US-A-5,969,474 US-A-6,137,223 ； US-A-6,140,763 US-A-5,776,622 ； US-A-5,739,545 ； US-A-6,172,459 ； US-A-6,278,236 ; S-A-6,284,393 ; jp 3,234 963 ;及 Ep i 〇76 ⑽ 有用透明導電層物質常含有低功函金屬（<4〇 eV)或金屬 合金。另一適當類的陰極物質包括雙層，其包含與有機£匕 介質層i20接觸之薄電子注入層（EIL)131，其上覆蓋較厚之 透明導電層132。此時’電子注入層131較佳包括低功函金 屬或金屬鹽，而若如此，較厚覆蓋層不必具低功函。第二 透明電極物質通常係藉蒸發、噴濺或化學氣相沉積法沉積。 雖然透明導電層132在此顯示為僅為一單層，但應了解的 是，薄金屬、金屬氧化物及其他物質之多相鄰層也可用以 達成第二透明電極130之所欲性質。 典型有源基質有機EL電路之第二透明電極13〇在全部畫 素係共用且電連接。因此’第二透明電極13〇層在畫素之間 及周圍不必作精密圖案化。 、多數有機EL裝置對水份或氧氣，或二者皆㈣，故彼等 通常都用包膠層或結構包封。在頂發光有機此裝置時，此 等包膠層或結構可為透明蓋板之形式，通f由玻璃或塑膠 製成且在邊緣密封’或薄膜層如Si〇2作為水份障壁。此處
O:\90\90544.DOC 27- 1353802 顯示薄膜包膠層14卜 慮色器151包括用於過濾自晝素1〇發出 元件。本技藝已知有若干種類的濾色器。 。一種濾色器1 5 1係
之顏色之濾色器 旦素之顯示器中，個別濾色器元件之間的空間也可填充黑 色基質（未示出）以降低畫素交又干擾（⑽ss偷)及改良顯 示器的對比。雖然濾色器151在此顯示為位於包膠層ΐ4ι之 上，但其也可位於包膠層141與第二透明電極13〇之間。 當第一及第二透明電極112及130連接至電壓/電流源，使 得作成為陽極之電極較作成為陰極之電極在更正電壓下 時，電洞係自陽極注入並通過電洞傳送層122傳送，而電子 則自陰極注入並通過電子傳送層124傳送◊電子_電洞對然 後在發光層123或附近復合發出光。光之顏色係由用於構造 有機EL介質之主體及摻雜劑物質之能帶結構所決定。如上 述，使用多發光層可發出有效白光。 電子-電洞對復合所產生的光最初係向各方向射出。少於 總發光量50%之相當分量’最初係在預定方向射向觀看 者。根據本發明’該分量係遠離基材，而在此稱為彩色光 之非反射分量201。等分量之光則射向反方向，並在此稱為 二次光分量202。二次光分量202係由反射層102以彩色光之 反射分量203反射。反射光分量203及非反射光分量201然後 相互干擾，並在濾色器15 1過濾後，被觀看者看成為光21 〇。 為達成本發明目的，對應於相連濾色器1 5 1之相當量之彩 O:\90\90544.DOC •28· :層為第，透明電極1121洞注入層121及電洞傳送層 且將A/色裝置時，所關注之主波長隨畫素之顏色而異， 色n151所透過之波長，料後厚度組合應在方 , 寸整數N。當然’要沉積而得N為完全整數之諸層 很難二在本發明時，㈣整數边25，較佳整數进i即足。 '透月電極112之厚度必須視畫素1〇所發出光2之顏 色=異。用於晝素之第_透明電極112之必要厚度可先利用 矛式2决定。不同顏色之每—畫素^對第—透明電極m 都有最適計算厚度’以使得方程式之N在必要範圍内。因 此，第-透明電極U2之厚度必須就每一不同顏色分別調 整。 現印翻閱圖2，其所示者為晝素12之典型剖面圖，其可用 於形成本發明第二具體例之多色裝置。晝素12包含畫素1〇 早已描述之諸層，但增加配置於反射層1〇2與第一透明電極 112之間的透明光學層lu。 透明光學層111可由光學透明之許多不同物質形成。此等 物質包括，但不限於，Si〇2、SiM4、Six0yNz及類鑽石碳 (diamond-like-carbon : DLC)。這些物質之沉積方法已為本 技藝所知，且包括化學氣相沉積（CVD)方法及電漿增強CVD (PE-CVD)。這些物質也可利用標準微影技術圖案化。透明 光學層111不一定要會導電。可能時，第一透明電極丨丨2及 透明光學層1Π之物負較佳應經選擇，以使這二層之折射率 约略相合，俾將這一層界面之反射減至最少。透明光學層 111之厚度係根據方程式2對不同顏色的畫素作調整；在方 O:\90\90544.DOC -30 - 1353802 知式2計算時係利用透明光學層ih、第—透明電極⑴、電 洞注入層⑵及電洞傳送層122。此一具體例較以上第一具 體例為優之處在於第—透明電極112不必有特定厚度。這可 讓第透明電極112由只在以薄層沉積時始為透明之物質 構成，例如金屬⑷、Mg、Ag、MgAg、m〇)。此一具體例 第透月屯極112較佳為全部畫素都沉積相同厚度，以便 風主取^右第一透明電極112包含薄金屬層， 則其厚度較佳為25 nm或以下。 以上本發明之第一具體例可用於多色有機肛裝置’其為 頂發光及其中白光係在有機EL介質中產生及其中光係通過 夕色濾色态陣列以產生多色顯示。請翻閱圖3，其所顯示者 為夕色裝置160之二種畫素之剖面圖’其具有根據以上第一 具體例之有源基質驅動電路。多色裝置⑽代表任何多色有 機發光顯示器，其具有整排至少二種不同顏色之晝素。有 源基質電路_可在基材⑻上製造。這些有源電路層可形 成各種電路組件如TFT's、Φη u 〒刘 S電谷益及其他電路組件及連接。 較佳結構包括此等電路。基材上具有電路之有機虹之實例 在US-A-5,550,〇66中已有說明。 有源基質電路包括每一畫素一信號線则及由石夕活性 層3〇1、栅介電質302、柵導體3〇3、電源接點3〇4、漏接點 3〇5、第、纟巴緣層306及第二絕緣層307所構成之TFT。製造 TFT電路之方法已為本技藝所熟知。雖然每_畫素僅顯示單 -電晶體及信號線，但通常每—畫素也有第二電晶體(未示 出)以及電谷|§及額外信號線。具有不同電路組件數量及組 O:\90\90544.DOC -31« 1353802 態之許多類型之電路已為本技藝所熟知，且據了解，許多 種類的這些電路都可用在本發明。雖然所示電晶體係在薄 石夕活性層3(H上製造，但據了解，在導電基材時，基材實際 上可發揮此項功用。頂柵結構顯示栅切活性層上方，然 而，本技藝也已知，具有稱為底柵之倒反結構之TFT、也^ 用於驅動有機EL裝置。 除基材101及有源基質電路300外，每一畫素係由反射声 1〇2、製造成不同厚度112&、或U2e之第—電極、如以 上所述之多層有機EL介質120及如以上所述之第二透明電 極130所構成。如以上所述，三種晝素每一種中的EL介質都 會產生具有非反射光分量2〇la、201b、201c及二次光分量 202a、202b、202c之光。二次光分量然後反射變成反射光 分量2〇3a、203b、203c。晝素之第一透明電極丨12必須與相 鄰晝素電隔離。若選用導電物質作為反射層1〇2，此層較佳 在相鄰晝素之間也必須電隔離。較佳使用晝素間介電3 1〇層 (如US-A-6,246，179所述）覆蓋第一透明電極112邊緣以防止 在此區域發生短路及強電場。如圖3所示，畫素間介電層31〇 較佳也覆蓋反射層102之邊緣’當此層圖案化時，以電隔離 相鄰畫素之間的反射層102。晝素間介電層31〇之較佳物質 包括Si〇2、氮化矽、旋紡玻璃（spin-on glass:SOG)及光敏樹 脂’其全部使用本技藝已知之方法沉積及圖案化。整個顯 示器都用包膠層141保護。在此具體例中，具有不同顏色的 第一、第二及第三濾色器151a、151b及151c都係配置在整 排之不同預定畫素或次晝素上。這些渡色器可讓窄化波長 O:\90\90544.DOC •32- 1353802 【圖式代表符號說明】 10、12 畫素 101 基材 102 反射層 111 、 111a 、 111b 透明光學層 112、112a、112b、112c 第一透明電極 120 有機E機介質 121 電洞注入層(HIL) 122 電洞傳送層(HTL) 123 發光層(LEL) 124 電子傳送層(ETL) 130 第二透明電極 131 電子注入層(EIL) 132 透明導電層 141 包膠層 151 濾色器 151a、151b、151c 第三濾色器 160 、 170 多色裝置 201 非反射分量 201a、201b、201c 非反射光分量 202、202a、202b、202c 二次光分量 203、203a、203b、203c 反射光分量 205 發射點 207 反射點 210、210a、210b、210c 光 O:\90\90544.DOC -35- 有源基質電路 矽活性層 柵介電質 柵導體 電源接點 漏極接點 第一絕緣層 第二絕緣層 信號線 畫素間介電質
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Claims (1)

1353802 | ’抑年沒月吻修(更)正本| 拾、申請專利範圍： 一— : 種夕色有機發光顯示器，其具有至少二種不同顏色之 整排畫素，其包含： —基材； —單一反射層，配置於基材上； —第一透明電極，配置於反射層上； 第一透明電極，與第一透明電極隔開；
-有機EL介質，配置於第一及第二透明電極之間並佈 置成可發白光； a膠層，配置於該第二透明電極 化矽組成，做為一水份及/或氧氣之障壁·以及 至少第-及第二不同顏色之濾色器，配置於該包膠 之上，且分別配置於該整排不同預定晝素上， 八其中第一透明電極之厚度係以波長對每一種不同顏 刀別作調整，以使對應於與其連接之滤色器而滿足方 式：
2(£d,nj)/X,-0Shjft/27r=]Si 只方％式中，1為發光點和反射點之間的層數、（η,·是第i 層之厚度與折射率的乘積、lhift為在該反射點發生的相 移、λ為波長、而N為整數。 2. 如申請專利範圍第1項之多色有機發光顯示ϋ，其包括三 -同濾色态，其可通過紅、綠及藍光以產生全彩色顯 夂如申 °月專利範圍第1項之多色有機發光顯示器，其中 透明電極包含導電金屬氧化物β 4.如申4專利範圍第3項之多色有機發光顯示器，其中導電 金屬氧化物係氧化銦-錫、氧化銦_辞、或氧化錫或其組合。 種多色有機發光顯示器，其具有至少：種不同顏色之 整排畫素’其包含： 一基材； 一單一反射層，配置於基材上； 一第一透明電極，配置於反射層上； =第二透明電極，與第一透明電極隔開； 有機EL "貝，g己置於第—及第二透明電極之間並佈 置成可發白光； -包膠層’配置於該第二透明電極之上，係由二氧化 ，，·且成，做為一水份及/或氧氣之障壁； 及第—不同顏色之濾色器，配置於該包膠層 ’且分別配置於該整排不同預定晝素上；以及 勺:透明光學層，其中至少_組具有相同顏色之畫素也 巴* έ配置於反射声盘楚 ς η χΐ 9 ”第—透明電極之間，係以Si3N4、 心0yNz或類鑽石碳所形成， 分別作纲敕透月電極之厚度係以波長對每一種不同顏色 式：^ ’ U使對應於與其相連之遽色器而滿足方程 2(Sdini)/^.0shift/27l=N 程式中，i為發光點和反 層之厚度與折射率的乘 ”· ：、 、_是第1 積 0shift為在該反射點發生的相 -2- 6. 移、λ為波長、而^為整數。 如申請專利範圍第5ϋ夕夕Α + & ~ , 乐3項之夕色有機發光顯示器，其包括 顯 種不同濾色器，其可诵$ έτ ^ a .., _ 、j通過紅、綠及藍光以產生全彩色 示。 .如申請專利範圍第5項之多色有機發光顯示器，其中第— 透明電極包含導電金屬氧化物。 8.如申請專利範圍第7項之多色有機發光顯示器，其中導電 9屬氧化物係氧化銦·錫、氧化麵_辞、或氧化錫或其組合。 ，申1專利乾圍第5項之多色有機發光顯示器，其中第一 透明電極包含薄金屬層。 如申明專利範圍第9項之多色有機發光顯示器，其中金屬 層之厚度為小於25 nm。 申叫專利範圍第1 〇項之多色有機發光顯示器，其中金 屬包含Al、Ag、Mg、Mo或其組合。
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