TWI625879B - 有機發光二極體裝置 - Google Patents
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Abstract
一種有機發光二極體裝置包含第一電極、相對於第一電極的第二電極、以及位在第一電極與第二電極之間的發光層。第一電極包含銀含量大於鎂含量的銀鎂合金。
Description
本發明之實施例係針對一種有機發光二極體裝置。
近來，逐漸有減少監視器(monitor)、電視或其相似裝置的尺寸與厚度的需求，而此需求促使陰極射線管(CRT)被液晶顯示器(LCD)所取代。然而，液晶顯示器(LCD)不僅需要獨立的背光(因為其係非發光裝置)，且亦有反應速度、視角以及其他相似屬性上的限制。
近來，這些缺點將有望由有機發光二極體裝置(OLED)顯示器所克服。一般而言，有機發光二極體裝置包含二個電極與安置在二個電極之間的發光層。當來自一電極注入的電子與來自另一電極注入的電洞結合而形成產生能量釋放的激子時，有機發光二極體裝置顯示器發出光。
二個電極的至少一個係為朝外地傳輸光的透明電極。因此，電極之光學屬性可能對有機發光二極體裝置之效率有所影響。
本發明之實施例的態樣係針對一種包含具有高光透射率(light transmittance)與低光吸收率(light absorption ratio)之電極之有機發光二極體(OLED)裝置。
根據一實施例，有機發光二極體裝置包含第一電極、相對於第一電極的第二電極、以及位在第一電極與第二電極之間的發光層。第一電極包含銀含量大於鎂含量的銀鎂合金。
所包含的鎂基於銀鎂合金總體積之含量可為小於或等於約30體積%。
所包含的鎂基於銀鎂合金之總體積可在約5體積%至約30體積%。
第一電極可進一步包含鐿(Yb)。
所包含的鐿基於銀鎂合金總體積之含量可為少於或等於約30體積%。
所包含的鐿基於銀鎂合金之總體積可在約5體積%至約30體積%。
第一電極可具有大約30Å至大約300Å的厚度。
有機發光二極體裝置可進一步包含介於第一電極與發光層之間的含鐿輔助層。
輔助層可具有大約5Å至大約50Å之範圍內的厚度。
第一電極在大約450nm至大約750nm之波長區域中可具有大於或等於大約60%的光透射率。
第一電極在大約450nm至大約750nm之波長區域中可具有大約60%至85%範圍內的光透射率。
第一電極在大約450nm至大約750nm的波長區域中可具有少於或等於大約40%的光反射率。
第一電極在大約450nm至大約750nm的波長區域中可具有少於或等於大約15%的光吸收率。
第二電極可為反射電極，而發光層可配置以發出白色光。
第二電極可為透明電極，而發光層可配置以發出白色光。
第一電極可為陰極。
10‧‧‧基板
20‧‧‧下電極
30‧‧‧發光層
40‧‧‧上電極
50‧‧‧輔助層
第1圖係為繪示根據實施例之有機發光二極體裝置的剖面圖；第2圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1的銀鎂合金薄膜之光透射率的圖表；第3圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1之銀鎂合金薄膜之光反射率的圖表；第4圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1之銀鎂合金薄膜之光吸收率的圖表；第5圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光透射率之圖表；第6圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光反射率之圖表；以及第7圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光吸收率之圖表。
以下將參閱顯示此揭露之例示性實施例之附圖而更充分地說明本揭露。然而，本揭露可以許多不同形式體現，且並非詮釋為受限於文中所述之例示性實施例。
在圖式中，層、薄膜、面板、區域等之厚度可為了清楚而誇大。於整份說明書中相似之參考符號代表相似之元件。將瞭解的是當一元件，例如層、薄膜、區域或基板，被稱為位於另一元件「上」時，其可直接地位於另一元件上或亦可存在中介元件。相反的，當一元件被稱為「直接地」位於另一元件「上」時，並無中介元件存在。
下文中，參閱第1圖，將根據實施例描述有機發光二極體裝置。
第1圖係為繪示根據實施例之有機發光二極體裝置的剖面圖。
參閱第1圖，根據實施例之有機發光二極體裝置包含基板10、下電極20、面向(例如，相對(opposite))下電極20的上電極40、以及插設於下電極20與上電極40之間的發光層30。
舉例來說基板10可由無機材料，例如玻璃；有機材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate)、聚醯胺(polyamide)、聚醚碸(polyethersulfone)、或其結合；矽晶圓(silicon wafer)；或其相似物所製成。
下電極20與上電極40的其中一個係為陰極，而另一個是陽極。例如，下電極20可為陽極，而上電極40可為陰極。
下電極20或上電極40的至少一個可為透明電極。當下電極20為透明電極時，有機發光二極體裝置可為光朝向基板10傳輸的底發光型(bottom emission type)。當上電極40為透明電極時，有機發光二極體裝置可為光反向於基板10傳輸的頂發光型(top emission type)。此外，當下電極20與上電極40兩者皆為透明時，光可傳輸朝向基板10以及反向基板10。
透明電極可包含銀鎂合金。
銀為具有高導電性與低光吸收率之金屬，且因而可提供改進的電性屬性與光學屬性。鎂為具有低功函數的金屬，且因而可提供改進的電荷移動率且增加電極薄膜之強度，其結果是改進了可靠性。
在此，銀鎂合金可為其中銀含量大於鎂的富含銀之合金。
所包含的鎂基於銀鎂合金總體積之含量可為少於或等於30體積%。在一實施例中，所包含的鎂基於銀鎂合金總體積之含量可在約0.001體積%至約30體積%。在一些實施例中，當包含鎂在上述範圍之內時，有機發光二極體裝置之效率係藉由增加光透射率及降低光吸收率而改進，且確保了電極薄膜之穩定性。
在一些實施例中，所包含的鎂基於銀鎂合金總體積之含量可為約5體積%至約30體積%。在一些實施例中，當包含鎂在上述範圍之內時，銀鎂合金係輕易地形成，且使用此合金的有機發光二極體裝置之效率亦可有所改進。
透明電極可進一步包含鐿(Yb)。鐿可具有相對低的功函數而輕易地將電子注入於發光層30，且在可見光區域中可具有相當低之光吸收率，因而可改進透明電極之光透射率。
所包含的鐿基於銀鎂合金總體積之含量可為少於或等於30體積%。在一些實施例中，所包含的鐿基於銀鎂合金總體積之含量可為約5體積%至約30體積%。在一些實施例中，當包含鐿在此範圍之內時，可藉由順利地注入電子以及維持電極薄膜之穩定性而降低驅動電壓。
透明電極可具有大約30Å至約300Å的厚度。在一些實施例中，當透明電極具有在此範圍之內的厚度時，可同時確保高光透射率與低電阻特性。
透明電極在大約450nm至大約750nm之波長區域中可具有大於或等於大約60%的光透射率。在一些實施例中，在可見光區中，亦即在大約450nm至大約750nm之波長區域中，透明電極可具有大約60%至大約85%之光透射率。
透明電極在大約450nm至大約750nm之波長區域中可具有少於或等於大約40%之光反射率，而在大約450nm至大約750nm之波長區域中可具有少於或等於大約15%之光反射率。依此方法，當透明電極具有相對低的光反射率與相對低的光吸收率時，可增加朝外傳輸光之效率。
當下電極20與上電極40兩者皆為透明電極時，其中一電極係以上述的銀鎂合金所製成，而另一電極係以上述銀鎂合金或透明傳導
氧化物所製成。透明傳導氧化物可為，例如，銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或其相似材料。
當僅下電極20或上電極40的其中一個為透明電極時，透明電極可用上述銀鎂合金製成，而另一電極為由不透明導體製成的反射電極。不透明導體可為金屬，例如，鋁(Al)、銅(Cu)、鉬(Mo)、銀(Ag)、前述金屬之合金、或前述金屬之結合。
發光層30可由發出原色其中一種光之有機材料所製成，例如紅色、綠色、藍色或其他相似顏色。或者，發光層30可由無機材料與有機材料之混合物製成，例如聚芴(polyfluorene)衍生物；(聚)對苯撐乙烯((poly)paraphenylenevinylene)衍生物；聚伸苯(polyphenylene)衍生物；聚芴(polyfluorene)衍生物；聚乙烯基咔唑(polyvinylcarbazole)；聚噻吩(polythiophene)衍生物；或是藉由將此些聚合物材料摻雜苝系(perylene-based)顏料(pigment)、香豆素系(cumarine-based)顏料、rothermine系顏料、紅螢烯(rubrene)、苝(perylene)、9,10-二苯基蒽(9,10-diphenylanthracene)、四苯基丁二烯(tetraphenylbutadiene)、尼羅紅(Nile red)、香豆素(coumarin)、喹吖啶酮(quinacridone)或其相似材料而製備的化合物。一般而言，藉由發光層發出的原色之結合，有機發光二極體裝置顯示出期望影像。
藉由結合三原色，例如紅色、綠色與藍色，發光層30可表現白色光。特別是，藉由結合相鄰子像素之色彩或藉由結合垂直方向上的層疊色彩，發光層30可發出白色光。
輔助層50可進一步包含於發光層30與上電極40之間以改進發光效率。在第1圖中，輔助層50僅顯示於發光層30與上電極40之間，但此結構並不受限於此，且其亦可位於發光層30與下電極20之間，或位於發光層30與上電極40之間及發光層30與下電極20之間。
輔助層50可包含用於電子與電洞之間平衡的電子傳輸層(ETL)與電洞傳輸層(HTL)、用於加強電子與電洞注入的電子注入層(EIL)與電洞注入層(HIL)、或其他相似層，且可包含選自上述層之一或多層。
輔助層50可為包含鐿的電子注入層(EIL)及/或電子傳輸層(ETL)。
鐿具有相對低的功函數，且因而相對輕易地注入電子至發光層30，且在可見光區中也有低折射率與低光吸收率，且因而如上所述有高光透射率。
含鐿的輔助層50可具有大約5Å至大約50Å的厚度。在一些實施例中，當含鐿的輔助層50具有於上述範圍內的厚度時，則會藉由增加電荷移動率與光透射率而改進有機發光二極體裝置之效率。
透明電極可與反射電極形成微腔(microcavity)。因此，由發光層30發出的光在以設定(例如預設)間隙彼此分隔的透明電極與反射電極之間會重複地反射，其可帶來強烈的干涉效應，且因此放大了特定波長區域的光而增加有機發光二極體裝置之效率。
下列範例係更詳細地繪示本發明。然而，在任何意義上這些範例皆非詮釋為受限於此揭露之範圍。
透明薄膜之形成
範例1-1
藉由熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成60Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例1-2
藉由熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成80Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例1-3
藉由熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成100Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例1-4
藉由熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成120Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例2-1
藉由熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成90Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例2-2
藉由熱蒸鍍比例90：10(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成90Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例2-3
藉由熱蒸鍍比例85：15(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成90Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例2-4
藉由熱蒸鍍比例80：20(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成90Å厚度的銀鎂合金薄膜。
範例2-5
藉由熱蒸鍍比例75：25(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成90Å厚度的銀鎂合金薄膜。
比較例1
藉由熱蒸鍍比例10：90(體積%)之銀與鎂，在玻璃基板上形成115Å厚度的銀鎂合金薄膜。
評估：光透射率，光反射率與光吸收率
根據範例1-1至範例2-5與比較例1之銀鎂合金薄膜針對光透射率、光反射率與光吸收率進行測量。此測量係使用紫外-可見光分光光譜儀(UV-visible spectrophotometry)來執行。
其結果係顯示在第2圖至第7圖。
第2圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1的銀鎂合金薄膜之光透射率的圖表，第3圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1之銀鎂合金薄膜之光反射率的圖表，第4圖係為根據範例1-1至1-4與比較例1之銀鎂合金薄膜之光吸收率的圖表。
第5圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光透射率之圖表，第6圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光反射率之圖表，而第7圖係為根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜之光吸收率之圖表。
參閱第2圖至第4圖，根據範例1-1至1-4的銀鎂合金薄膜相比根據比較例1之薄膜具有較高的光透射率與較低的光反射率及光吸收率。
根據範例1-1至1-4之銀鎂合金薄膜係分別地用以形成電極，且因此可改進光透射率且減少在電極表面上反射或吸收之光之量，因而改進了顯示裝置的效率。
特別的是，根據範例1-1至1-4之銀鎂合金薄膜在約550nm之波長具有大於或等於約75%的光透射率，少於或等於約30%的光反射率，且在約450nm至750nm之範圍內的波長區域中具有少於或等於約12%的光吸收率。
另一方面，參閱第5圖至第7圖，根據範例2-1至2-5之銀鎂合金薄膜在約550nm之波長具有大於或等於約60%的光透射率，以及少於或等於約30%的光反射率，且在約450nm至750nm之波長區域範圍內具有少於或等於約15%的光吸收率。
有機發光二極體之製造
範例3-1
銦錫氧化物陽極係濺鍍在玻璃基板上並圖案化。接著，藉由依序地在圖案化之銦錫氧化物陽極上沉積作為紅色發光材料的三苯胺(triphenylamine)衍生物、作為藍色發光材料的苝衍生物、以及作為綠色發光材料的芴衍生物而形成發光層，然後在其上沉積羥基喹啉鋰(lithium quinolate)以形成電子傳輸層(ETL)。然後，沉積15Å厚度的鐿，且在其
上熱蒸鍍比例95：5(體積%)之銀鎂混合物以形成由80Å厚度的銀鎂合金製成之陰極，而製造出有機發光二極體。
範例3-2
除了使用依比例90：10體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
範例3-3
除了使用依比例85：15體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
範例3-4
除了使用依比例80：20體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
範例3-5
除了使用依比例70：30體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
比較例2
除了使用依比例10：90體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
比較例3
除了使用依比例40：60體積%提供銀與鎂所製成的銀鎂合金陰極之外，根據與範例3-1相同之方法來製造有機發光二極體。
評估：有機發光二極體之效率
根據範例3-1至3-5與比較例2之有機發光二極體係針對白色發光效率作評估。此效率係藉由設定顏色座標與使用亮度計(luminance meter)(CA210，Minota股份有限公司製造)以Cd/A為單位而量測。
其結果提供於表1。
參閱表1，根據範例3-1至3-5之有機發光二極體相比根據比較例2與3的有機發光二極體具有約5%至約15%較佳之效率。
雖然本揭露配合現行考量可實用的例示性實施例而描述，應瞭解的是，本發明不限於所揭露之實施例，且相反的，其旨在涵蓋包含於附加的申請專利範圍及其等效物之精神與範圍內之各種修改及等效配置。
Claims (11)
- 一種有機發光二極體裝置，其包含：一第一電極；一第二電極，係相對於該第一電極；一發光層，係介於該第一電極與該第二電極之間；以及一鐿輔助層，介於該第一電極與該發光層之間且具有約5Å至約50Å的厚度；其中該第一電極包含銀含量大於鎂含量的一銀鎂合金；其中該第一電極具有約60Å至約120Å的厚度；其中該銀鎂合金所包含的鎂基於該銀鎂合金之總體積係在約5體積%至約15體積%。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極更包含鐿。
- 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體裝置，其中所包含的鐿基於該銀鎂合金總體積之含量係少於或等於30體積%。
- 如申請專利範圍第3項所述之有機發光二極體裝置，其中所包含的鐿基於該銀鎂合金之總體積係在約5體積%至約30體積%。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極在約450nm至約750nm之波長區域中具有大於或等於約60%的光透射率。
- 如申請專利範圍第5項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極在約450nm至約750nm之波長區域中具有約60%至85%之範圍的光透射率。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極在約450nm至約750nm之波長區域中具有少於或等於約40%的光反射率。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極在約450nm至約750nm之波長區域中具有少於或等於約15%的光吸收率。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第二電極包含一反射電極，而該發光層係配置以發出白色光。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極形成於一單一層中。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體裝置，其中該第一電極係為一陰極。
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