TWI517470B

TWI517470B - 有機發光裝置和其製造方法

Info

Publication number: TWI517470B
Application number: TW100111794A
Authority: TW
Inventors: 金武謙; 朴昶模
Original assignee: 三星顯示器有限公司
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2016-01-11
Also published as: US8633476B2; JP5048145B2; JP2011223004A; CN102222772A; CN102222772B; US20110248258A1; TW201214825A; KR101213493B1; KR20110114318A

Description

有機發光裝置和其製造方法

相關申請案之交互參照

此件申請案主張於西元2010年4月13日在韓國智慧財產局所提出的韓國專利申請案第10-2010-0033896號的裨益，上述韓國專利申請案的揭露內容是以參照方式將其整體納入本文。

本發明實施例關於有機發光裝置，且更特別是關於其具有在堆疊結構中作成且包括氧化物半導體的像素部分之一種有機發光裝置和製造該種有機發光裝置的方法。

有機發光裝置包含當將電壓施加到其時而發出光線的材料。相較於液晶裝置(LCD，liquid crystal device)，有機發光裝置具有諸如高亮度、寬視角與高響應速度的優點。有機發光裝置還不需要背光，且因此可作成為薄。

有機發光裝置之包括發射層(EML，emission layer)的有機層的堆疊結構為重要以改良有機發光裝置的發光效率。在有機發光裝置的堆疊結構中，p型與n型有機半導體層是經堆疊以將包括電子與電洞的平衡電荷施加到EML。

有機發光裝置的堆疊結構可包括：電洞傳輸層(HTL，hole transport layer)，其從陽極注入電洞且將所注入的電洞傳輸到 EML；電子傳輸層(ETL，electron transport layer)，其從陰極注入電子且將所注入的電子傳輸到EML；及EML，其藉由電洞與電子的重新組合而發出光線。有機發光裝置可更包括：電洞注入層(HIL，hole injection layer)，其從陽極注入電洞；及電子注入層(EIL，electron injection layer)，其從陰極注入電子。有機層的此類的堆疊結構提高發光效率且降低驅動電壓。

然而，隨著對於有機發光裝置的大面積與高亮度之需求提高，引起諸如浪費的功率消耗與有機發光材料的使用期限縮短之問題。

本發明實施例提供因為改良電流效率而能夠改良使用期限與發光特性的一種有機發光裝置和製造有機發光裝置的方法。

根據本發明實施例的一個觀點，提供一種有機發光裝置，其包括：陽極；電洞充電層，其在陽極上且包含氧化物半導體；至少一個有機層，其形成在電洞充電層上；及陰極，其形成在有機層上。

電洞充電層可為包括選自銦(In)、鎵(Ga)與鋅(Zn)所組成的群組之一種材料的氧化物半導體或包括選自In、Zn與鉿(Hf)所組成的群組之一種材料的氧化物半導體。

在包括選自In、Ga與Zn所組成的群組之一者的氧化物半導體中，In、Ga與Zn含量可分別為在約30到約50%、約30到約50%及約10到約35%的範圍中。

在包括選自In、Zn與Hf所組成的群組之一者的氧化物半導體中，In、Zn與Hf含量可分別為在約35到約55%、約35到約55%及約5到約15%的範圍中。

有機層可包括EML。電洞充電層與EML共用發光區域。

有機層可在電洞充電層與EML之間更包括選自HIL與HTL所組成的群組之至少一層。

有機發光裝置可在EML與陰極之間更包括選自ETL與EIL所組成的群組之至少一層。

11‧‧‧陽極

12‧‧‧氧化物半導體層

13‧‧‧電洞注入層(HIL)

14‧‧‧電洞傳輸層(HTL)

15‧‧‧發射層(EML)

16‧‧‧電子傳輸層(ETL)

17‧‧‧電子注入層(EIL)

18‧‧‧陰極

101‧‧‧基板

110‧‧‧閘極電極

112‧‧‧閘極絕緣層

120‧‧‧主動層

122‧‧‧第一層間絕緣層

131‧‧‧汲極電極

132‧‧‧源極電極

134‧‧‧第二層間絕緣層

140‧‧‧堆疊結構

142‧‧‧像素定義層

本發明實施例的以上以及其他特徵與優點是藉由關於隨附圖式來詳述其示範實施例而成為更加顯明，其中：圖1是說明根據一個實施例的有機發光裝置的堆疊結構的横截面圖；圖2是說明根據另一個實施例的有機發光裝置的堆疊結構的横截面圖；圖3是根據一個實施例的有機發光裝置的横截面圖；圖4是說明實例1與比較實例1的有機發光裝置的電流效率的曲線圖；圖5是說明實例2與比較實例2的有機發光裝置的電流效率的曲線圖；圖6是說明實例3與比較實例3的有機發光裝置的電流效率的曲線圖；圖7是說明實例3與比較實例3的有機發光裝置之關於時間的亮度的曲線圖；圖8是說明在將脈衝電壓施加到實例1與比較實例1的有機發光裝置後之關於時間的發射強度的曲線圖；圖9是說明實例1的有機發光裝置與實例4的有機發光裝置的波長頻譜的曲線圖；且圖10是說明當形成氧化物半導體層時之關於熱處理的溫度與氧氣部分壓力的光電流變化的曲線圖。

下文，將關於伴隨圖式來詳述實施例。

圖1是說明根據一個實施例的有機發光裝置的堆疊結構的横截面圖。參考圖1，氧化物半導體層12是形成在陽極11之上。電洞注入層(HIL)13、電洞傳輸層(HTI)14、發射層(EML)15、電子傳輸層(ETL)16與電子注入層(EIL)17是以陳述的順序而依序形成在氧化物半導體層12之上。陰極18是形成在EIL 17之上。

陽極11可包含氧化銦(InO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)、銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)、其複合的材料。陽極11還可包含金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)或其他同類者。

氧化物半導體層12可為包括銦(In)、鋅(Zn)與鎵(Ga)的氧化物、或是包括銦(In)、鋅(Zn)與鉿(Hf)的氧化物。

氧化物半導體層12的價帶的能階可為介於陽極11的功函數的能階與HIL 13的最高佔有分子軌道(HOMO，highest occupied molecular orbital)的能階之間。同時，其為n型半導體的氧化物半導體層12具有多個電子與非晶(amorphous)結構，且因此氧化物半導體層12具有帶尾(band tail)能態或深度(deep)能態能階。氧化物半導體層12的帶尾能態或深度能態能階影響從陽極11到氧化物半導體層12的電洞之流通。

在圖1的堆疊結構中，氧化物半導體層12形成對於HIL 13的能量障壁且由其中的電子來捕獲電洞，因此氧化物半導體層12可作用為電洞充電層(HCL)以供充電在氧化物半導體層12之中的電洞。氧化物半導體層12充電電洞且接著迅速將電洞供應到EML，因而提高有機發光裝置的發光效率。

當氧化物半導體層12為包括In、Zn與Ga的氧化物，In、Ga與Zn含量可分別為在約30到約50%、約30到約50%及約10到約35%的範圍中。若In含量為低於約30%，氧化物半導體層12可能為非導體。另一方面，若In含量為高於約50%，氧化物半導體層12的導電率可能為提高，且因此氧化物半導體層12可能為導體。若Ga含量為低於約30%，氧化物半導體層12可能為導體。另一方面，若Ga含量為高於約50%，氧化物半導體層12可能為非導體。若Zn含量為低於約10%，氧化物半導體層12可能為導體。另一方面，若Zn含量為高於約35%，則氧化物半導體層12可能為非導體。

當氧化物半導體層12為包括In、Zn與Hf的氧化物，In、Zn與Hf含量可分別為在約35到約55%、約35到約55%及約5到約15%的範圍中。

若In含量為低於約35%，氧化物半導體層12可能為非導體。另一方面，若In含量為高於約55%，氧化物半導體層12的導電率可能為提高，且因此氧化物半導體層12可能為導體。若Zn含量為低於約35%，氧化物半導體層12可能為導體。另一方面，若Zn含量為高於約35%，則氧化物半導體層12可能為非導體。若Hf含量為低於約5%，氧化物半導體層12可能為導體。另一方面，若Hf含量為高於約15%，則氧化物半導體層12可能為非導體。

氧化物半導體層12可具有從約10到約100nm的厚度。

HIL 13是從氧化物半導體層12取出電洞。用於HIL 13的材料的實例包括而不限於：m-MTDATA(4,4',4"-tris (3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、TDATA、2T-NATA、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA,polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid)、聚3,4-二氧乙烯噻吩/聚4-苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS，poly 3,4-ethylenedioxythiophene/poly 4-styrenesulfonate)、聚苯胺/樟腦磺酸(Pani/CSA，polyaniline/camphor sulfonic acid)、與聚苯胺/聚4-苯乙烯磺酸(PANI/PSS,polyaniline/poly 4-styrenesulfonate)。HIL 13的厚度可在約100Å到約1,000Å的範圍中。

用於HTL 14的材料的實例包括而不限於：N,N'-雙(3-甲苯)-N,N'-二苯-[1,1-聯苯]-4,4'二胺(TPD，N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'diamine)、N,N'-二(萘-1-il)-N,N'-二苯聯苯胺(α-NPD，N,N'-di(naphthalene-1-il)-N,N'-diphenyl benzidine)。HTL 14的厚度可在約50到約1,000Å的範圍中。

EML 15可包含發光材料、或是基質(host)與摻雜劑的組合。基質的實例包括而不限於：Alq₃、4,4'-N,N'-二咔唑-聯苯(CBP，4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl)、聚(n-乙烯咔唑)(PVK，poly(n-vinylcarbazole))、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN，9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene)、TCTA、1,3,5-三(N-苯基苯幷咪唑-2-基)苯(TPBI，1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)、3-三級丁-9,10-二-2-萘蒽(TBADN，3-tert-butyl-9,10-di-2-naphthylanthracene)、E3、與二苯乙烯亞芳基(DSA，distyrylarylene)。

同時，已知紅色摻雜劑的實例包括而不限於：PtOEP,Ir(piq)₃與Btp₂Ir(acac)。

此外，已知綠色摻雜劑的實例包括：Ir(ppy)₃(ppy=phenylpyridine(苯吡啶))、Ir(ppy)₂(acac)與Ir(mpyp)₃，但是不限於此。

已知藍色摻雜劑的實例包括：F₂Irpic、(F₂ppy)₂Ir(tmd)、Ir(dfppz)₃、三-茀(ter-fluorene)、4,4-雙(4-二苯胺苯乙烯)聯苯(DPAVBi,4,4’-bis 4-diphenylaminostyryl)biphenyl)與TBPe(2,5,8,11-tetra-t-butyl pherylene)，但是不限於此。

當EML 15包括基質與摻雜劑，摻雜劑含量可在重量為約0.01到約15份的範圍中，概括基於基質重量為100份，但是不限於此。EML 15的厚度可在約100到約1,000Å的範圍中。

可被用以形成ETL 16的材料的實例可包括而不限於：4,7-二苯-1,10-啡啉(Bphen，4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、BAlq、三(8-喹啉酸鹽)鋁(Alq₃,tris(8-quinolinorate)aluminum)、鈹-雙(苯幷喹啉-10-olate)(Bebq₂，beryllium bis(benzoquinolin-10-olate))、與TPBi。ETL 16的厚度可在約100到約1,000Å的範圍中。

EIL 17可包括任何的電子注入材料。舉例來說，EIL 17可包括選自LiF、NaCl、CsF、Li₂O與BaF₂所組成的群組之至少一種材料，但是不受限於此。EIL 17的厚度可在約1到約100Å的範圍中。

圖2是說明根據另一個實施例的有機發光裝置的堆疊結構的横截面圖。圖2的堆疊結構與圖1者是不同在於，在圖2的有機發光裝置中，EML 15是直接形成在氧化物半導體層12之上。

參考圖2，氧化物半導體層12是形成在陽極11之上。EML 15、ETL 16與EIL 17是以此順序而依序形成在氧化物半導體層12之上。陰極18是形成在EIL 17之上。

概括而言，在有機發光裝置的EML中的發光區域是被配置為接近陽極。在此實施例中，置入在陽極11與EML 15之間的氧化物半導體層12作用為HCL且還與EML 15共用發光區域，因而導致其發射頻譜為不同於歸因於EML 15所導致的發射頻譜。來自氧化物半導體層12與EML 15的發光區域的光線發射是受到氧化物半導體層12的能帶結構所影響，且光線發射可能發生在廣大的可見波長範圍中，其暗示該有機發光裝置可能發出白光。

圖2的堆疊結構的材料是如同圖1的堆疊結構的彼等者。

在一個能量能態中的氧化物半導體層12的特性、以及氧化物半導體層12的電荷可藉由改變當由濺鍍來沉積氧化物半導體層12時的氧氣部分壓力與熱處理溫度來作控制，或可透過電漿處理或紫外線(UV，ultraviolet)臭氧處理來作控制。

圖3是根據一個實施例的有機發光裝置的横截面圖。

參考圖3，閘極電極110是形成基板101之上，且閘極絕緣層112是形成在閘極電極110之上。基板101可包含玻璃、石英或塑膠，或可包含諸如矽、陶瓷或金屬的其他材料。緩衝層(未顯示)可為了改良基板101的平坦度且防止雜質進入基板101而形成或可在當基板101包括可動離子或當使用導電性的基板而形成，或是可省略緩衝層。緩衝層可包含氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。閘極電極110可包含選自金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)或其合金所組成的群組的一種材料。閘極絕緣層112可包含諸如氧化矽層或氮化矽層的絕緣層。

主動層120是形成在閘極絕緣層112之上以面對閘極電極110。主動層120可包含多晶矽、非晶矽、氧化物半導體或有機半導體材料。

源極/汲極電極131與132是藉由通過第一層間絕緣層122而接觸主動層120。根據此實施例的堆疊結構140是藉由藉由通過第二層間絕緣層134而接觸汲極電極131。源極/汲極電極131與132可包含選自Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Al、Mo、W、Ti與其合金所組成的群組的至少一種材料。第一層間絕緣層122與第二層間絕緣層134可包含諸如氧化矽或氮化矽的絕緣層。

像素部分的堆疊結構140可包括陽極、氧化物半導體層、HIL、HTL、EML、ETL、EIL與陰極，其為以此順序而順序堆疊，如關於圖1所述。替代而言，像素部分的堆疊結構140可包括陽極、氧化物半導體層、EML、ETL、EIL與陰極，其為以此順序而順序堆疊，如關於圖2所述。

參考編號142是指一個像素定義層。像素定義層142可包含有機或無機材料。

根據上述實施例的各個有機發光裝置中的像素部分的堆疊結構可被應用到任何像素部分以供發出紅、綠與藍光。根據上述實施例的有機發光裝置還可被使用作為發出白光的裝置。

在根據上述實施例的有機發光裝置中，充電在HCL中的電洞可經迅速注入到EML，且因此有機發光裝置可具有高的發光效率。此外，當HCL接觸EML，HCL可與EML共用發光區域，因而導致在廣大波長範圍中的發光，發出白光。

根據實施例的有機發光裝置與習用的有機發光裝置是在以下實例中製造，為了測量根據實施例的有機發光裝置的特性且將其與習用的有機發光裝置的彼等者相比較。

實例1

一種用於發出藍光的有機發光裝置是根據圖1的堆疊結構所製造。ITO層是被使用作為陽極，且其包括比例為2：2：1的In、Ga、Zn的GIZO氧化物半導體層是被使用作為氧化物半導體層。

實例2

一種用於發出紅光的有機發光裝置是根據圖1的堆疊結構所製造。ITO層是被使用作為陽極，且其包括比例為2：2：1的In、Ga、Zn的GIZO氧化物半導體層是被使用作為氧化物半導體層。

實例3

一種用於發出綠光的有機發光裝置是根據圖1的堆疊結構所製造。ITO層是被使用作為陽極，且其包括比例為2：2：1的In、Ga、Zn的GIZO氧化物半導體層是被使用作為氧化物半導體層。

實例4

一種用於發出藍光的有機發光裝置是根據圖2的堆疊結構所製造。ITO層是被使用作為陽極，且其包括比例為2：2：1的In、Ga、Zn的GIZO氧化物半導體層是被使用作為氧化物半導體層。

比較實例1

一種用於發出藍光的有機發光裝置是根據ITO陽極/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/陰極的堆疊結構所製造。

比較實例2

一種用於發出紅光的有機發光裝置是根據ITO陽極/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/陰極的堆疊結構所製造。

比較實例3

一種用於發出綠光的有機發光裝置是根據ITO陽極/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/陰極的堆疊結構所製造。

電流效率

顯示正面亮度(L[cd/m²])對電流密度(J[A/m²])的大小之電流效率是無關於施加到有機發光裝置的電壓，且因此是用以評估發光材料的發光性能。

圖4是說明實例1與比較實例1的有機發光裝置的電流效率的曲線圖。在圖4中，由▲與■所代表的繪圖是分別顯示實例1的有機發光裝置的電流密度與電流效率。同時，在圖4中，由△與□所代表的繪圖是分別顯示比較實例1的有機發光裝置的電流密度與電流效率。由■所代表的繪圖的有機發光裝置具有ITO陽極/GIZO氧化物半導體層/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/陰極的堆疊結構。由□所代表的繪圖的有機發光裝置具有ITO陽極/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/陰極的堆疊結構。GIZO氧化物半導體層使用包括比例為2：2：1的In、Ga、Zn的氧化物半導體層。

在圖4的曲線圖中，使用GIZO氧化物半導體層之實例1的電流密度是大於未使用GIZO氧化物半導體層之比較實例1者為約三倍。結果，使用GIZO氧化物半導體層之有機發光裝置的電流效率是大為改良。除了電流效率增大之外，有機發光裝置的使用期限可經延長。

圖5是說明實例2與比較實例2的有機發光裝置的電流效率的曲線圖。在圖5中，由▲與■所代表的繪圖是分別顯示實例2的有機發光裝置的電流密度與電流效率。同時，在圖5中，由△與□所代表的繪圖是分別顯示比較實例2的有機發光裝置的電流密度與電流效率。類似於其發出藍光的有機發光裝置，使用GIZO氧化物半導體層之發出紅光的有機發光裝置是大為改良。

圖6是說明實例3與比較實例3的有機發光裝置的電流效率的曲線圖。在圖6中，由▲與■所代表的繪圖是分別顯示實例3的有機發光裝置的電流密度與電流效率。同時，在圖6中，由△與□所代表的繪圖是分別顯示比較實例3的有機發光裝置的電流密度與電流效率。類似於其發出藍光的有機發光裝置，使用GIZO氧化物半導體層之發出綠光的有機發光裝置是大為改良。

使用期限

圖7是說明實例3與比較實例3的有機發光裝置之關於時間的亮度的曲線圖。在圖7中，由●所代表的繪圖顯示實例3的有機發光裝置的亮度，且由■所代表的繪圖顯示比較實例3的有機發光裝置的亮度。在圖7的曲線圖中，當比較實例3的僅有ITO陽極為使用，有機發光裝置的亮度減小。然而，當GIZO氧化物半導體層為形成在實例3的ITO陽極上，具有該有機發光裝置的亮度的變化，但有機發光裝置的亮度的減小程度為不明顯。此外，甚至隨著時間經過，在ITO陽極上使用GIZO氧化物半導體層之實例3的亮度是高於僅使用ITO陽極之比較實例3的亮度，且因此其使用GIZO氧化物半導體層之有機發光裝置的使用期限為延長。

暫態電發光(TEL,transient electroluminescence)測量概括而言，當脈衝電壓施加時，發光是在約1μs後而開始，因為對於電洞與電子而言要耗費時間來進入EML，此歸因於有機半導體層的高電阻。發光何時開始的時間是受到在有機半導體層的電荷移動性及和相鄰有機半導體層的能階差異所影響。概括而言，由於進入EML的電荷導致其歸因於低移動性的空間電荷限制電流(SCLC，space-charge-limited-current)，電荷是被強制進入EML，且因此關於時間的發光曲線可具有“S”形狀。當脈衝電壓維持時，EML是隨著時間經過而由於注入的電荷所飽和，維持發光強度為恆定。飽和發光強度是同於當電壓為以直流(DC)模式所施加時的發光強度。

圖8是說明在將脈衝電壓施加到實例1與比較實例1的有機發光裝置後之關於時間的發射強度的曲線圖。在圖8中，粗線顯示實例1 的發射強度，且細線顯示比較實例1的發射強度。

在圖8的曲線圖中，實例1與比較實例1之用於發出藍光的有機發光裝置中的發光強度是在以10Hz的定頻率將正脈衝電壓施加到各個有機發光裝置的相反端時而藉由使用示波器所反覆測量。雖然未在圖8中顯示，施加脈衝電壓的寬度是20μs。

在圖8中，比較實例1的TEL顯示概括S形的型態。然而，實例1的發射起始時間為早於比較實例1者，且實例1的發光強度是相較於比較實例1而增大九倍。此類的發射型態可在當大量的電荷為迅速進入EML時而產生。然而，由於GIZO氧化物半導體層形成其包括大量電子的n型半導體，從陽極的電洞注入是歸因於電氣相互作用而減慢，此與從圖8的曲線圖中的早發射起始時間所預期者為正好相反。

較早的發射起始時間是歸因於事實在於當電壓施加到有機發光裝置，GIZO氧化物半導體層所捕獲的電洞(例如：充電在GIZO氧化物半導體層的電洞)為迅速注入到EML。此外，相信的是，從GIZO氧化物半導體層所注入到EML的電洞是與比電洞為早進入到EML的電子結合，因而導致大的初始發射強度。因此，GIZO氧化物半導體層可作用為HCL。

圖9是說明實例1與實例4的有機發光裝置的波長頻譜的曲線圖。在圖9中，粗線顯示實例1的有機發光裝置的發射頻譜，且細線顯示實例4的有機發光裝置的發射頻譜。在圖9的曲線圖中，相較於實例1(其中HIL與HTL為形成在GIZO氧化物半導體層上)者，實例4(其中EML為直接形成在GIZO氧化物半導體層上)的發射強度是在從藍光波長到700nm波長的寬廣波長範圍中維持為高。因此，實例4的有機發光裝置可被用以產生白光。

實例4的有機發光裝置顯示在長波長帶上的發射頻譜，其歸因於事實在於GIZO氧化物半導體層作用為HCL且與EML共用發光區域，並且在於發光區域的發射是受到GIZO氧化物半導體層的能帶結構所影響。

圖10是說明當形成氧化物半導體層時之關於熱處理的溫度與氧氣部分壓力的光電流變化的曲線圖。365nm與4mW的UV射線是被照射到氧化物半導體層上，且然後測量被施加到二個不同光點的光電流。在圖10的曲線圖中，當氧氣的流量率為最低(例如：10sccm)時，光電流為最大。之後，即使氧氣的流量率為提高，光電流改變不多。然而，當熱處理的溫度為攝氏250度，光電流是隨著氧氣的流量率為降低而增大。此外，圖10的曲線圖顯示光電流是根據熱處理溫度而變化。

光電流是有關於導電率。隨著材料的導電率提高，光電流值亦增大。參考圖10的曲線圖，當形成氧化物半導體層，氧化物半導體層的導電率可藉由控制熱處理的溫度與氧氣的流量率而受到控制。同時，還可透過電漿處理與UV臭氧處理來控制氧化物半導體層的導電率。

儘管本發明實施例已經特別關於其示範實施例而顯示及描述，熟習此技藝人士將瞭解的是，在沒有脫離如隨附申請專利範圍所界定之本發明實施例的精神與範疇的情況下，可在其作出於形式與細節的種種變化。

11‧‧‧陽極

12‧‧‧氧化物半導體層

13‧‧‧電洞注入層

14‧‧‧電洞傳輸層

15‧‧‧發射層

16‧‧‧電子傳輸層

17‧‧‧電子注入層

18‧‧‧陰極

Claims

一種有機發光裝置，其包含：陽極；電洞充電層，其在該陽極上且包含氧化物半導體；至少一個有機層，其形成在該電洞充電層上，且該至少一個有機層包含電洞注入層(HIL)，其中該電洞注入層接觸該電洞充電層；及陰極，其形成在該有機層上；其中該電洞充電層是包含銦(In)、鎵(Ga)與鋅(Zn)的氧化物半導體或包含In、Zn與鉿(Hf)的氧化物半導體；其中該電洞充電層形成對於該電洞注入層之能量障壁，並藉由電子來捕獲電洞。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中在包含In、Ga與Zn的氧化物半導體中，該In、Ga與Zn分別為從約30到約50%、從約30到約50%及從約10到約35%。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中在包含In、Zn與Hf的氧化物半導體中，該In、Zn與Hf分別為從約35到約55%、從約35到約55%及從約5到約15%。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中該氧化物半導體的帶隙能量是從約3到約3.5eV，且該氧化物半導體的價帶能量是介於該陽極的功函數與其接觸該電洞充電層的該有機層的最高佔有分子軌道(HOMO)能量之間。
如申請專利範圍第4項之有機發光裝置，其中該氧化物半導體的能量能態包含帶尾能態能階與深度能態能階。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中該有機層包含發射層(EML)。
如申請專利範圍第6項之有機發光裝置，其中該電洞充電層與該發射層共用發光區域。
如申請專利範圍第7項之有機發光裝置，其中該有機發光裝置發射從約400nm到約700nm的光線。
如申請專利範圍第6項之有機發光裝置，其中該有機層是在該電洞充電層與該發射層之間且更包含電洞傳輸層(HTL)。
如申請專利範圍第6或7項之有機發光裝置，其中在該發射層與該陰極之間更包含選自電子傳輸層(ETL)與電子注入層(EIL)所組成的群組之至少一者。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中該陽極包含銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。
如申請專利範圍第1項之有機發光裝置，其中該有機發光裝置發出藍、紅或綠光。
如申請專利範圍第6項之有機發光裝置，其更包含：基板；薄膜電晶體，其包含形成在該基板上的閘極電極、形成在該閘極電極與基板上的閘極絕緣層、面對該閘極電極且形成在該閘極絕緣層上的主動層以及電氣連接到該主動層的源極與汲極電極；及絕緣層；其中該陽極是藉由通過該絕緣層而接觸該源極與汲極電極。
一種製造有機發光裝置的方法，該種方法包含：形成陽極；在該陽極上形成其包含氧化物半導體的電洞充電層；在該電洞充電層上形成至少一個有機層，且該至少一個有機層包含電洞注入層(HIL)，其中該電洞注入層接觸該電洞充電層；且在該有機層上形成陰極；其中該電洞充電層是包含銦(In)、鎵(Ga)與鋅(Zn)的氧化物半導體或包含In、Zn與鉿(Hf)的氧化物半導體；其中該電洞充電層形成對於該電洞注入層之能量障壁，並藉由電子來捕獲電洞。
如申請專利範圍第14項之方法，其中在包含In、Ga與Zn的氧化物半導體中，該In、Ga與Zn分別為從約30到約50%、從約30到約50%及從約10到約35%。
如申請專利範圍第14項之方法，其中在包含In、Ga與Zn的氧化物半導體中，該In、Ga與Zn分別為從約20到約40%、從約20到約40%及從約20到約40%。
如申請專利範圍第14項之方法，其中在包含In、Zn與Hf的氧化物半導體中，該In、Zn與Hf分別為從約35到約55%、從約35到約55%及從約5到約15%。
如申請專利範圍第14項之方法，其中該氧化物半導體的帶隙能量是從約3到約3.5eV，且該氧化物半導體的價帶能量是介於該陽極的功函數與其接觸該電洞充電層的該有機層的最高佔有分子軌道(HOMO)能量之間。