TWI628974B - 新穎有機發光裝置（ｏｌｅｄ）顯示器架構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可用作多色像素之裝置。該裝置具有一第一有機發光裝置、一第二有機發光裝置、一第三有機發光裝置以及一第四有機發光裝置。該裝置可係一具有四個子像素之顯示器像素。該第一裝置可發射紅光，該第二裝置可發射綠光，該第三裝置可發射淺藍光以及該第四裝置可發射深藍光。

Description

新穎有機發光裝置(OLED)顯示器架構
本發明係關於有機發光裝置，及更具體而言係關於淺藍色與深藍色兩種有機發光裝置於顯色之用途。
本申請案主張於2008年10月1日申請之美國臨時專利申請案第61/101,757號之優先權，將該案之全文以引用的方式明確地併入本文中。
本申請專利範圍所請求之發明係由代表及/或有關下列大學-公司聯合研究協議當事者中之一或更者完成：密西根大學董事會、普林斯敦大學、南加利福尼亞大學及世界顯示器公司。該協議係在本申請專利範圍所請求之發明的創作日及該日之前生效，且本申請專利範圍所請求之發明係在本協議範疇內從事活動之結果。
利用有機材料之光電裝置因諸多原因變得越來越需要。由於用於製造該等裝置的諸多材料相對便宜，因此有機光電裝置因優於無機裝置的成本優勢而更具潛力。此外，有機材料的固有性質(例如可撓性)可使其等極適用於特定應用中，例如在可撓性基板上製造。有機光電裝置之實例包括：有機發光裝置(OLED)、有機光電晶體、有機光伏打電池及有機光偵測器。對於OLED而言，此等有機材料可具有優於習知材料之性能優勢。舉例而言，有機發光層所發射光之波長一般可容易地以適當摻雜劑調整。
OLED係利用可在對整個裝置施加電壓時發光之有機薄膜。OLED因在諸如平板顯示器、照明以及背光等應用中的用途而變成越來越令人感興趣的技術。在美國專利第5,844,363號、第6,303,238號及第5,707,745號中描述數種OLED材料及組態，其等之全文係以引用的方式併入本文中。
磷光發射分子之一項應用為全彩顯示器。該顯示器之工業標準要求適合發射稱為「飽和」色之特定顏色的像素。特定言之，此等標準要求飽和紅色、綠色及藍色像素。顏色可利用該技術所熟知的CIE座標量得。
綠光發射分子之一實例為三(2-苯基吡啶)銥(表示為Ir(ppy)3)，其具有式I之結構：
在本文此及後圖中，吾人係以直線表示自氮至金屬(在此為Ir)的配位鍵。
如文中所用，術語「有機」包括聚合物材料以及可用於製造有機光電裝置之小分子有機材料。「小分子」係指任何不為聚合物之有機材料，且「小分子」實際上可相當大。小分子在某些情況下可包含重複單元。舉例而言，利用長鏈烷基作為取代基並不會將一分子從「小分子」類中排除。亦可將小分子併入聚合物中，(例如)以作為聚合物主鏈上的側基或該主鏈的一部分。小分子亦可用作樹枝狀聚合物的核心部分，該樹枝狀聚合物係由一系列建造在該核心部分上之化學殼體組成。樹枝狀聚合物的核心部分可係螢光或磷光小分子發射體。樹枝狀聚合物可係「小分子」，並且咸信當今用於OLED領域之所有樹枝狀聚合物皆為小分子。
如文中所使用，「頂部」意指離基板最遠，而「底部」意指離基板最近。當第一層被描述成「置於第二層上」時，該第一層係置於離基板較遠處。除非指定第一層與第二層「接觸」，否則在第一層與第二層之間可能存在其他層。例如，一陰極可描述為「置於一陽極上」，即使其等之間存在不同有機層。
如文中所使用，「可溶液處理」意指可以溶液或懸浮液形式而溶解、分散或傳輸於一液體介質中及/或自該液體介質沉積。
當咸信配位體直接促成發射材料的感光性時，則可稱該配位體係「感光的」。當咸信配位體未促成發射材料之感光性時，該配位體可被稱為「輔助配位體」，儘管輔助配位體可能改變感光性配位體的性質。
如文中所使用，且如熟悉此項技術者一般會瞭解，若第一能階較接近真空能階，則第一「最高佔有分子軌道」(HOMO)或「最低未佔有分子軌道」(LUMO)能階係「大於」或「高於」第二HOMO或LUMO能階。由於游離電位(IP)係相對於真空能階所測得之負能量，因此較高HOMO能階相當於具有較小絕對值之IP(負值較小之IP)。同樣地，較高LUMO能階相當於具有較小絕對值之電子親和力(EA)(負值較小之EA)。在一真空能階位於頂部之習知能階圖中，材料的LUMO能階係高於相同材料的HOMO能階。「較高」HOMO或LUMO能階似乎比「較低」HOMO或LUMO能階更接近該圖頂部。
如文中所使用，且熟悉此項技術者一般會瞭解，若第一功函數具有較大絕對值，則第一功函數係「大於」或「高於」第二功函數。由於功函數一般係相對於真空能階所測得之負值，因此此意味「較高」功函數的負值較大。在真空能階位於頂部之習知能階圖中，「較高」功函數可解釋成沿向下方向遠離真空能階。因此，HOMO與LUMO能階的定義係遵循不同於功函數之慣例。
更多有關OLED之細節及上述定義可見於美國專利第7,279,704號中，將該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明提供一種可用作多色像素之裝置。該裝置具有一第一有機發光裝置、一第二有機發光裝置、一第三有機發光裝置及一第四有機發光裝置。該裝置可係一具有四個子像素之顯示器像素。
該第一有機發光裝置發射紅光，該第二有機發光裝置發射綠光，第三有機發光裝置發射淺藍光，且該第四有機發光裝置發射深藍光。該第三及第四裝置的最大發射波長相差至少4nm。如文中所使用，「紅光」意指具有在600至700nm之可見光譜內之最大波長，「綠光」意指具有在500至600nm之可見光譜內之最大波長，「淺藍光」意指具有在470至500nm之可見光譜內之最大波長，「深藍光」意指具有在400至470nm之可見光譜內之最大波長。
該第一、第二及第三有機發光裝置各具有一發射層，該發射層包含可在對整個裝置施加適當電壓時發光之磷光有機材料。該第四有機發光裝置具有一包括可為磷光或螢光之有機發射材料的發射層，該有機發射材料可在對整個裝置經施加適當電壓時發光。
該第一、第二、第三及第四有機發光裝置可具有相同表面積或具有不同表面積。可將該第一、第二、第三及第四有機發光裝置排列成方形圖案、一列或某其他圖案。
可藉由使用任何特定CIE座標之四種裝置中之至多三種操作該裝置以發射具有所需CIE座標之光。與僅具有紅光、綠光及深藍光裝置之顯示器相比，深藍光裝置的使用可能顯著減少。
該裝置可係消費性產品。
一般而言，一OLED包含至少一位於一陽極與一陰極之間且與其等電性連接之有機層。當施加一電流時，該陽極及該陰極分別將電洞及電子注入該(等)有機層中。經注入之電洞及電子各自朝帶有相反電荷之電極遷移。當電子及電洞局限於同一分子上時，會形成一「激子」，該激子係具有激發能態之定域電子-電洞對。光係在該激子經由一光發射機制鬆弛時發射。在某些情況下，可將該激子局限於一準分子或一激態複合體上。非輻射機制(例如熱鬆弛)亦可發生，但一般將其視為非所需的。
最初OLED使用自單重態發光(「螢光」)之發射分子，此係揭示於(例如)美國專利第4,769,292號中，將其全文以引用的方式併入本文中。螢光發射一般發生在少於10奈秒之時段內。
最近，在Baldo等人，「Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices」,Nature，第395卷，第151至154頁，1998；(「Baldo-I」)及Baldo等人，「Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence」,Appl. Phys. Lett.，第75卷，第3、4至6頁(1999)(「Baldo-II」)中已說明具有自三重態發光(「磷光」)之發射材料之OLED，將其等之全文以引用的方式併入本文中。磷光係更詳細地描述在美國專利案第7,279,704號之第5至6欄中，將該案以引用的方式併入本文中。
圖式1顯示一種有機發光裝置100。此等圖式不一定按比例繪製。裝置100可包括一基板110、一陽極115、一電洞注入層120、一電洞傳輸層125、一電子阻擋層130、一發射層135、一電洞阻擋層140、一電子傳輸層145、一電子注入層150、一保護層155以及一陰極160。陰極160係一具有第一傳導層162以及第二傳導層164之複合陰極。裝置100可藉由依序沉積所述層而製得。此等不同層及實例材料之性質及功能係更詳細地描述於US 7,279,704之第6至10欄中，將該案以引用的方式併入本文中。
此等層各有更多可利用的實例。舉例而言，美國專利第5,844,363號揭示一種可撓且透明之基板-陽極組合，將該案之全文以引用的方式併入本文中。如美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示，一p型摻雜電洞傳輸層之實例係以50:1之莫耳比經F.sub.4-TCNQ摻雜之m-MTDATA，將該案之全文以引用的方式併入本文中。頒予Thompson等人之美國專利第6,303,238號中揭示發射及主體材料之實例，將該案之全文以引用的方式併入本文中。如美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示，一n型摻雜電子傳輸層之實例為以1:1之莫耳比經Li摻雜之BPhen，將該案之全文以引用的方式併入本文中。美國專利第5,703,436號及第5,707,745號揭示包含複合陰極之陰極的實例，該複合陰極具有一金屬薄層(如Mg：Ag)及一透明、導電、經濺鍍沉積之ITO上覆層，將該案之全文以引用的方式併入本文中。美國專利第6,097,147號以及美國專利申請公開案第2003/0230980號中極詳細地闡述阻擋層之理論及用途，將該等案件之全文以引用的方式併入本文中。美國專利申請公開案第2004/0174116號提供注入層之實例，將該案之全文以引用的方式併入本文中。在美國專利申請公開案第2004/0174116號中可能發現保護層之描述，將該案之全文以引用的方式併入本文中。
圖式2顯示一倒置OLED 200。該裝置包含一基板210、一陰極215、一發射層220、一電洞傳輸層225及一陽極230。裝置200可藉由依序沉積所述層而製得。由於最常見的OLED組態具有一位於陽極上的陰極，而裝置200具有位於陽極230下之陰極215，因此裝置200可稱為「倒置」OLED。與彼等描述有關裝置100者相似之材料可用於裝置200之相應層中。圖式2提供一如何可自裝置100之結構中省去某些層之實例。
圖式1及2中所闡釋的簡單層狀結構係藉由非限制性實例方式提供，且應瞭解本發明之實施例的使用可與多種其他結構有關。所述特定材料及結構係示例性本質的，且可使用其他材料及結構。功能性OLED可藉由以不同方式組合所述不同層而獲得，或者可基於設計、性能及成本因素而完全省去某些層。亦可包含其他未特定描述層。可使用異於彼等經特定描述之材料。雖然文中所提供之諸多實例將各層描述為包含單一材料，但應瞭解可使用材料之組合，例如主體與摻雜劑的混合物，或更一般言之係一種混合物。此外，該等層可具有不同子層。文中賦予不同層之名稱不意欲具有嚴格限制性。例如在裝置200中，電洞傳輸層225係將電洞傳輸及注入至發射層220中，且其可被描述為電洞傳輸層或電洞注入層。在一實施例中，OLED可被描述成具有一沉積在一陰極與一陽極間的「有機層」。該有機層可包含單一層，或如(例如)有關圖式1及2所描述，可另外包含多層不同有機材料。
亦可使用未經特定描述之結構及材料，諸如頒予Friend等人之美國專利第5,247,190號中所揭示之由聚合物材料(PLED)所組成的OLED，將該案之全文以引用的方式併入本文中。藉由其他實例，可使用具有單一有機層之OLED。如(例如)頒予Forrest等人之美國專利第5,707,745號中所述，OLED可經堆疊，將該案之全文以引用的方式併入本文中。該OLED結構可係不同於圖式1及2所示之簡單層狀結構。例如，該基板可包含一斜角反射面以改善光萃取，如：頒予Forrest等人之美國專利第6,091,195號中所述之台面結構，及/或頒予Bulovic等人之美國專利第5,834,893號中所述之坑結構，將該等案件之全文以引用的方式併入本文中。
除非另外指明，否則任何該等不同實施例之層可藉由任何適當方法沉積。對於有機層而言，較佳方法包括例如：美國專利第6,013,982號及第6,087,196號中所述之熱蒸發法及噴墨法、頒予Forrest等人之美國專利第6,337,102號中所述之有機氣相沉積法(OVPD)、美國專利申請案第10/233,470號中所述藉由有機蒸汽噴射印刷(OVJP)進行之沉積法，將上述案件之全文以引用的方式併入本文中。其他適合的沉積方法包括旋轉塗佈及其他基於溶液之方法。基於溶液之方法較佳係在氮氣或惰性氛圍中進行。對於其他層而言，較佳方法包括熱蒸發。較佳圖案化方法包括：如美國專利第6,294,398號及第6,468,819號中所述經由遮罩沉積及冷焊，將該等案件之全文以引用的方式併入本文中；及與某些沉積方法(如噴墨法及OVJD法)有關的圖案化方法。亦可使用其他方法。待沉積之材料可經改質以使其等與特定沉積方法相容。舉例而言，可在小分子中使用諸如分支鏈或非分支鏈，且較佳係包含至少三個碳之烷基及芳基的取代基以提高其等經受溶液處理之能力。可使用具有20個或更多個碳的取代基，且以3至20個碳為較佳範圍。具有非對稱結構之材料可具有比彼等具有對稱結構之材料更好的可溶液處理性，因為非對稱結構材料可具有較低的再結晶傾向。樹枝狀聚合物取代基可用於提高小分子經受溶液處理之能力。
可將依照本發明實施例製成的裝置併入極多種消費性產品中，包括平板顯示器、電腦監視器、電視機、廣告牌、用於內部或外部照明及/或信號的燈具、平視顯示器、全透明顯示器、可撓性顯示器、雷射印表機、電話機、手機、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、數位照相機、攝影機、視野取景器、微型顯示器、車輛、大面積牆、劇院或運動場螢幕或招牌。不同控制機制可用於控制根據本發明製造的裝置，包括被動式矩陣及主動式矩陣。諸多裝置係意欲用於使人類感到舒適的溫度範圍，例如18℃至30℃，且更佳係於室溫下(20至25℃)。
文中所述之材料及結構可應用於異於OLED之裝置中。舉例而言，其他諸如有機太陽能電池之光電子裝置及有機光偵測器可使用該等材料及結構。更通常而言，有機裝置，例如有機電晶體可使用該等材料及結構。
術語鹵基、鹵素、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳烷基、雑環基、芳基、芳香族基團及雜芳基為此項技術所知，且定義於US 7,279,704之第31至32欄中，將該案以引用的方式併入本文中。
磷光發射分子之一項應用為全彩顯示器，較佳為主動式矩陣OLED(AMOLED)顯示器。當前限制AMOLED顯示器壽命及功率消耗的一項因素係缺少具有飽和CIE座標之商用藍色磷光OLED。
圖3顯示1931年由國際照明委員會(International Commission on Illumination)開發的1931 CIE色度圖，其通常因其法文名稱Commission Internationale de l'Eclairage而以CIE為人所知。任何顏色皆可藉由其於此圖上之x與y座標而描述。在最嚴格的意義上，「飽和」色係具有一點光譜之色彩，該點光譜係沿著由藍色經由綠色至紅色之U形曲線而落在該CIE圖上。沿著此曲線之數字係指點光譜的波長。雷射器可發射具有一點光譜之光。
圖式4顯示1931色度圖之另一種演示，其亦顯示數種「色域」。色域係一組可藉由特定顯示器或其他顯色構件呈現之顏色。一般而言，任何既定發光裝置皆具有一帶有特定CIE座標的發射光譜。可以不同強度組合兩種裝置之發射以顯示CIE座標位於該等兩種裝置之CIE座標間之線上任何位置處之色彩。可以不同強度組合三種裝置之發射以顯示CIE座標位於由CIE圖上該等三種裝置之各別座標所界定之三角形中任何位置處之色彩。圖式4中每個三角形之三個點表示顯示器之工業標準CIE座標。舉例而言，標記為「NTSC/PAL/SECAM/HDTV色域」的三角形之三個點表示符合所列標準之顯示器之子像素中所要求的紅、綠及藍(RGB)等顏色。具有可發射所需RGB顏色之子像素的像素可藉由調整每個子像素的發射強度而顯示位於該三角形內之任何色彩。
使用磷光OLED的全彩顯示器因諸多原因而係所需的，包括該等裝置之理論高效率、成本優勢及裝置可撓性。雖然工業已獲得適用於顯示器之具有高效率及長壽命之紅及綠磷光裝置，然而藍磷光裝置，尤其係具有工業標準(例如HDTV及NTSC)所要求的CIE座標之藍磷光裝置仍有問題。NTSC標準所要求CIE座標為：紅色(0.67,0.33)；綠色(0.21,0.72)；藍色(0.14,0.08)。雖然存在具有適宜壽命及接近工業標準所要求之藍色之效率性質的裝置，但以該等裝置代替標準藍色所製成的顯示器在呈現藍色上將會有明顯缺陷因而與標準藍色差距甚遠。工業標準所要求的藍色係如下所定義之「深」藍色，且由高效及長壽命的藍磷光裝置所發射的顏色一般係如下所定義之「淺」藍色。
提供一種顯示器，該顯示器可使用高效且長壽命的磷光裝置，其包括紅色、綠色及淺藍色之磷光裝置，同時該顯示器仍可呈現包含深藍色組分之顏色。此係藉由使用一方形像素(即一具有四個裝置之像素)而實現。此等裝置中之三者為高效且長壽命的磷光裝置，其等分別發射紅光、綠光及淺藍光。第四裝置發射深藍光，且可能比其他裝置的效率更低或壽命更短。然而，因為諸多顏色可在不使用該第四裝置的情況下呈現，所以可限制其使用以使該顯示器的總壽命及效率不因包含該第四裝置而損失太多。
提供一種裝置。該裝置具有一第一有機發光裝置、一第二有機發光裝置、一第三有機發光裝置及一第四有機發光裝置。該裝置可係具有四個子像素之顯示器像素。該裝置之較佳用途係用於主動式矩陣有機發光顯示器中，其係一種以深藍色OLED的缺陷為當前限制因素之裝置。
該第一有機發光裝置發射紅光，該第二有機發光裝置發射綠光，該第三有機發光裝置發射淺藍光及該第四有機發光裝置發射深藍光。該第三與第四裝置之最大發射波長至少相差4nm。如文中所使用，「紅光」意指具有在600至700nm的可見光譜內之最大波長，「綠光」意指具有在500至600nm的可見光譜內之最大波長，「淺藍光」意指在470至500nm的可見光譜內之最大波長，且「深藍光」意指在400至470nm的可見光譜內之最大波長。較佳範圍包括紅光在610至640nm之可見光譜內之最大波長及綠光在510至550nm之可見光譜內之最大波長。
為使該等基於波長之定義更具特定性，除了最大波長在470至500nm的可見光譜內且至少比相同裝置中之深藍光OLED的最大波長大4nm之外，「淺藍光」可進一步定義為較佳具有小於0.2的CIE x-座標及小於0.5的CIE y-座標；除了最大波長在400至470nm的可見光譜內之外，「深藍光」可進一步定義為較佳具有小於0.15且更佳小於0.1的CIE y-座標；且可進一步定義該二者間的差值以使由第三有機發光裝置所發射之光的CIE座標與第四有機發光裝置所發射之光的CIE座標之差值足夠大而使CIE x-座標間的差值加上CIE y座標間的差值至少係0.01。如文中所定義，最大波長係定義淺藍光及深藍光的主要特性，且以CIE座標為較佳。
更通常而言，「淺藍光」可意指具有在400至500nm的可見光譜內之最大波長，且「深藍光」可意指具有在400至500nm的可見光譜內且至少比淺藍光的最大波長小4nm之最大波長。
在另一實施例中，「淺藍光」可意指具有小於0.25之CIE y座標，且「深藍光」可意指具有至少比「淺藍光」小0.02之CIE y座標。
在另一實施例中，可組合文中所提供之淺藍光與深藍光的定義以獲得更嚴格之定義。舉例而言，可組合任何CIE定義與任何波長定義。不同定義的原因為：當測量顏色時，波長及CIE座標具有不同優點及缺點。舉例而言，較低波長通常相當於更深藍色。但是當與另一具有471nm之峰值的光譜相比時，可將具有472nm之峰值之極窄光譜視為「深藍光」，然而在該光譜中有一明顯尾端於較高波長處。此情況可利用CIE座標進行最佳描述。鑑於可用於OLED之材料，期望基於波長之定義極適合大多數情況。在任何情況下，本發明之實施例包括兩種不同的藍色像素，但可測得藍色差異。
該第一、第二及第三有機發光裝置各具有一包含磷光有機材料之發射層，該磷光有機材料可在對整個裝置施加適當電壓時發光。該第四有機發光裝置具有一包含可發磷光或螢光之有機發射材料的發射層，該有機發射材料可在對整個裝置施加適當電壓時發光。
具有適用於商用顯示器之壽命及效率的「紅色」及「綠色」磷光裝置係已為人熟知且容易獲得，包括可發射足夠接近用於顯示器之各種工業標準紅色及綠色的光之裝置。該等裝置之實例係提供於M. S. Weaver、V. Adamovich、B. D'Andrade、B. Ma、R. Kwong及J. J. Brown,Proceedings of the International Display Manufacturing Conference，第328至331頁(2007)中；亦可參見B. D'Andrade、M. S. Weaver、P. B. MacKenzie、H. Yamamoto、J. J. Brown、N. C. Giebink、S. R. Forrest及M. E. Thompson,Society for Information Display Digest of Technical Papers 34,2，第712至715頁(2008)。
亦容易獲得具有所需壽命及效率性質之「淺藍色」磷光裝置。該等裝置可用於顯示器中而不會對顯示器的壽命及效率有不利影響。但是，依靠淺藍光裝置之顯示器可能無法適當地呈現需要深藍組分之顏色。適合的淺藍光裝置之實例具有以下結構：ITO(80nm)/化合物C(30nm)/NPD(10nm)/化合物A：發射體A(30nm：20%)/化合物A(5nm)/LG201(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
LG201可自韓國LG化學股份有限公司獲得。
已量得該裝置具有在恒定直流電流下從1000nit之初始亮度至50%初始亮度為6.3khr之壽命，CIE(0.176,0.377)之1931 CIE座標及可見光譜內476nm之最大發射波長。
「深藍光」裝置亦容易獲得，但其不一定具有適合消費者使用之顯示器所需的壽命及效率性質。一種獲得深藍光裝置之方法係使用可發射深藍光，但不具有磷光裝置之高效率的螢光發射材料。深藍色螢光裝置之實例係提供於Masakazu Funahashi等人，Society for Information Display Digest of Technical Papers 47.3，第709至711頁(2008)中。Funahashi揭示一具有(0.140,0.133)之CIE座標且最大波長為460nm之深藍色螢光裝置。另一種方法係使用一具有可發射淺藍光之磷光發射材料的磷光裝置且經由濾光器或微空腔的使用來調整該裝置所發射光之光譜。如Baek-woon Lee、Young In Hwang、Hae-yeon Lee及Chi Woo Kim及Young-gu Ju Society for Information Display Digest of Technical Papers 68.4，第1050至1053頁(2008)中所述，濾光器或微空腔可用於獲得一深藍光裝置，但裝置效率可能會出現有關聯的降低。實際上，由於微空腔的差異，相同發射體可用於製造淺藍光及深藍光裝置。另一種方法係使用可獲得之深藍色磷光發射材料，如美國專利公開案第2005-0258433號中所述者，將該案之全文及第7至14頁所示之化合物以引用的方式併入本文中。然而，該等裝置可能有壽命問題。使用磷光發射體之適宜的深藍光裝置之實例具有以下結構：ITO(80nm)/化合物C(30nm)/NPD(10nm)/化合物A：發射體B(30nm:9%)/化合物A(5nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
已量得該裝置具有在恒定直流電流下從1000nit之初始亮度至50%初始亮度為600hr之壽命，CIE(0.148,0.191)之1931 CIE座標及462nm之最大發射波長。
可獲得之深藍光及淺藍光裝置之性能差異可能會很顯著。舉例而言，深藍光裝置可具有良好效率，但其壽命低於淺藍光裝置之50%或25%。此一壽命差異可描述許多深藍色磷光裝置。一種測量壽命之標準方法係在初始亮度為1000nit時之LT50，即當在一可產生1000nit之初始亮度的恒定電流下運作時，裝置之光輸出減少50%所需的時間。或者，深藍光裝置可具有較佳壽命，但其效率低於淺藍光裝置之80%或40%。此一效率差異可描述諸多深藍色螢光裝置或藉由(例如)利用微空腔使淺藍色磷光發射體之發射產生色彩偏移所獲得之深藍光裝置。
一具有四個有機發光裝置(一紅光、一綠光、一淺藍光及一深藍光)之裝置或像素可用於呈現位於由該等裝置所發射的光於CIE色度圖上之CIE座標所界定之形狀內的任何顏色。圖式5闡釋此點。應參照圖式3及4之CIE圖而考慮圖式5，但圖5中未顯示實際CIE圖以使闡述更加清楚。在圖5中，點511表示紅光裝置之CIE座標，點512表示綠光裝置之CIE座標，點513表示淺藍光裝置之CIE座標，且點514表示深藍光裝置之CIE座標。該像素可用於呈現任何位於由點511、512及514所界定之三角形內的顏色。若點511、512及514之CIE座標相當於或至少包圍標準色域所要求之裝置的CIE座標(例如圖4中三角形的角)，則該裝置可用於呈現此色域中之任何顏色。
然而，由於亦有一種可發射具有點513所示之CIE座標之光的淺藍光裝置，因此諸多位於由點511、512及514所界定之三角形內的顏色可在無使用深藍光裝置的情況下呈現。特定言之，任何位於由點511、512及513所界定之三角形內的顏色均可在無使用深藍光裝置的情況下呈現。深藍光裝置僅對位於由點511、513及514或點512、513及514所界定之三角形內的顏色而言係需要的。根據所考慮之影像的顏色內容，可能僅在極少情況下需要使用深藍光裝置。另外，對於需要深藍光裝置的顏色，即位於由點511、513及514或點512、513及514所界定之三角形內的顏色而言，當使用淺藍光裝置時，需源自深藍光裝置的作用很少，因為對此等顏色中之諸多顏色而言，大部分藍色作用係源自該淺藍光裝置。舉例而言，對於一種CIE座標比其他任何點更接近點513之顏色，大部分或所有作用將來自該淺藍光裝置。在一不含淺藍光裝置之類似像素中，大部分或所有作用將來自深藍光裝置，其最近點513。
雖然圖式5顯示一具有CIE座標513之「淺藍光」裝置，而該座標513係位於分別由該紅光、綠光及深藍光裝置之CIE座標511、512及514所限定之三角形內，但該淺藍光裝置可具有位於該三角形外的CIE座標。舉例而言，一淺藍光裝置之CIE座標可位於座標512與514間之直線左側，但仍符合文中所包含之「淺藍光」的定義。
操作具有紅光、綠光、淺藍光及深藍光裝置，或分別如文中所述之第一、第二、第三及第四裝置之裝置的較佳方法係藉由僅使用在包含一顏色之CIE空間中界定最小三角形之裝置而呈現該顏色。因此，點511、512及513在CIE空間中界定第一三角形521；點511、513及514在CIE空間中界定第二三角形522；且點512、513及514在CIE空間中界定第三三角形523。若所需顏色的CIE座標位於第一三角形內，則僅使用第一、第二及第三裝置，而不使用第四裝置顯示該顏色。若所需顏色的CIE座標位於第二三角形內，則僅使用第一、第三及第四裝置，而不使用第二裝置顯示該顏色。若所需顏色的CIE座標位於第三三角形內，則僅使用第二、第三及第四裝置，而不使用第一裝置顯示該顏色。
亦可用其他方法操作該裝置。舉例而言，具有淺藍光裝置之CIE座標的光可藉由利用該深藍光裝置、該紅光裝置及該綠光裝置之組合而獲得，且該光可整體或部分用於替代該淺藍光裝置的作用。但是，該使用方法將無法實現最小化該深藍光裝置的使用之目的。
已結合RGBW(紅光、綠光、藍光、白光)裝置開發演算法，其可用於將RGB色映射成RGBW色。類似演算法可用於將RGB色映射成RG B1 B2。該等演算法及RGBW裝置一般係揭示於A. Arnold、T. K. Hatwar、M. Hettel、P. Kane、M. Miller、M. Murdoch、J. Spindler、S. V. Slyke,Proc. Asia Display(2004)；J. P. Spindler、T. K. Hatwar、M. E. Miller、A. D. Arnold、M. J. Murdoch、P. J. Lane、J. E. Ludwicki及S. V. Slyke,SID 2005 International Symposium Technical Digest 36,1，第36至39頁(2005)(「Spindler」)；Du-Zen Peng、Hsiang-Lun、Hsu及Ryuji Nishikawa,Information Display 23,2，第12至18頁(2007)(「Peng」)；B-W. Lee、Y. I. Hwang、H-Y,Lee及C. H. Kim,SID 2008 International Symposium Technical Digest 39,2，第1050至1053頁(2008)中。RGBW顯示器與彼等文中所述者有顯著差異，因為其等仍需要一良好的深藍光裝置。此外，教示：RGBW顯示器之「第四」或白光裝置應具有特定「白色」CIE座標，參見Spindler之第37頁及Peng之第13頁。
一具有各發射不同顏色之四個不同的有機發光裝置之裝置可具有多許不同的組態。圖式6顯示部分此等組態。在圖式6中，R係一發紅光裝置，G係一發綠光裝置，B1係一發淺藍光裝置，且B2係一發深藍光裝置。
組態610顯示一種方形組態，其中組成總個裝置或多色像素之四個有機發光裝置係以二乘二陣列形式配置。組態610中之個別有機發光裝置各具有相同表面積。在一方形圖案中，每個像素可使用兩條閘極線及兩條數據線。
組態620顯示一方形組態，其中部分裝置之表面積不同於其他裝置。基於多種原因，可能需要使用不同表面積。舉例而言，一面積較大之裝置可在一比面積較小之類似裝置低的電流下運作以發射等量之光。較低電流可增加裝置壽命。因此，使用相對較大之裝置係一種補償具有較低期望壽命之裝置的方法。
組態630顯示排成一列之大小相同的裝置，且組態640顯示排成一列之裝置，其中部分裝置具有不同面積。可使異於彼等特別顯示之圖案。
可使用其他組態。舉例而言，可使用一具有四個可單獨控制之發射層之堆疊OLED，或兩個各具有兩個可單獨控制之發射層之堆疊OLED以獲得可分別發射不同顏色之光的四個子像素。
不同類型之OLED可用於實施不同組態，包括透明OLED及可撓OLED。
可使用多種習知技術中之任一者來製造具有包含四個呈多種所示組態中之任一者及其他組態之子像素之裝置的顯示器，並使其圖案化。實例包括陰影遮罩、雷射誘導熱成像(LITI)、噴墨印刷、有機蒸氣噴射印刷(OVJP)或其他OLED圖案化技術。第四裝置之發射層可能需要另一遮罩或圖案化步驟，此可能會增加製造時間。材料成本亦可能稍高於習知顯示器。此等增加的成本將由獲改良之顯示器性能抵消。
單一像素可併入多於文中所揭示之四個子像素中，其可能具有多於四種個別顏色。然而，基於製造方面的考慮，以每個像素為四個子像素為佳。
應瞭解，文中所述之不同實施例僅係作為實例且不意欲限制本發明之範疇。舉例而言，文中所述之諸多材料及結構可在不脫離本發明之精神下以其他材料及結構取代。所主張之本發明因此可包括文中所述之特定實例及較佳實施例之變化體，此對於熟悉此項技術者而言將係顯而易知的。應瞭解關於本發明為何有效之各種理論不欲具有限制性。
100．．．有機發光裝置
110．．．基板
115．．．陽極
120．．．電洞注入層
125．．．電洞傳輸層
130．．．電子阻擋層
135．．．發射層
140．．．電洞阻擋層
145．．．電子傳輸層
150．．．電子注入層
155．．．保護層
160．．．陰極
162．．．第一傳導層
164．．．第二傳導層
200．．．倒置OLED
210．．．基板
215．．．陰極
220．．．發射層
225．．．電洞傳輸層
230．．．陽極
511．．．點
512．．．點
513．．．點
514．．．點
521．．．第一三角形
522．．．第二三角形
523．．．第三三角形
B1．．．發淺藍光裝置
B2．．．發深藍光裝置
G．．．發綠光裝置
R．．．發紅光裝置
圖式1顯示一有機發光裝置；
圖式2顯示一不具有獨立電子傳輸層之倒置有機發光裝置；
圖式3顯示1931 CIE色度圖之演示；
圖式4顯示亦顯示色域之1931 CIE色度圖之演示；
圖式5顯示各種裝置的CIE座標；及
圖式6顯示一具有四個子像素之像素的不同組態。

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，其包括：第一有機發光裝置，其發射最大波長在600至700nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第一發射材料之第一發射層，其中該第一發射材料係發磷光；第二有機發光裝置，其發射最大波長在500至600nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第二發射材料之第二發射層，其中該第二發射材料係發磷光；第三有機發光裝置，其發射最大波長在400至500nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第三發射材料之第三發射層，其中該第三發射材料係發磷光；及第四有機發光裝置，其發射最大波長在400至500nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第四發射材料之第四發射層，其中該第四發射材料係發磷光或螢光；其中有些該第一、第二、第三及第四有機發光裝置具有與其它不同之表面積；其中由該第四有機發光裝置所發射的光之可見光譜中的最大波長係至少比由該第三有機發光裝置所發射的光之可見光譜中的最大波長小4nm，藉此使其能適當地提供需要深藍組件之顏色；該第四有機發光裝置係比其它裝置之壽命短或效率低；該顯示裝置係操作以藉由使用任何特定CIE座標之該四個裝置之至多三者，以發射具有所需之CIE座標之 光；當該第四有機發光裝置之使用受限時，提供大多數之顏色，藉以使該顯示裝置之整體壽命及效率不會因包括該第四有機發光裝置而損害。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中該第三有機發光裝置發射最大波長在470至500nm之可見光譜內的光；且該第四有機發光裝置發射最大波長在400至470nm之可見光譜內的光。
  3. 如請求項2之顯示裝置，其中該第三有機發光裝置發射CIE x-座標小於0.2且CIE y-座標小於0.5之光，且該第四有機發光裝置發射CIE y-座標小於0.15之光。
  4. 如請求項3之顯示裝置，其中由該第三有機發光裝置所發射之光的CIE座標與該第四有機發光裝置所發射之光的CIE座標間的差異係足夠大而使該等CIE x-座標間的差加上該等CIE y-座標間的差為至少>0.01。
  5. 如請求項2之顯示裝置，其中該第四發射材料係發螢光。
  6. 如請求項2之顯示裝置，其中該第四發射材料係發磷光。
  7. 如請求項2之顯示裝置，其中該顯示裝置係全彩顯示器之一部分。
  8. 如請求項2之顯示裝置，其中該第一、第二、第三及第四有機發光裝置係排列成方形圖案。
  9. 如請求項2之顯示裝置，其中該第一、第二、第三及第 四有機發光裝置係排列成一列。
  10. 如請求項2之顯示裝置，其中該第四有機發光裝置包含微空腔。
  11. 如請求項1之顯示裝置，其中該顯示裝置為消費性產品。
  12. 一種顯示裝置，其包括：第一有機發光裝置，其發射最大波長在600至700nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第一發射材料之第一發射層，其中該第一發射材料係發磷光；第二有機發光裝置，其發射最大波長在500至600nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第二發射材料之第二發射層，其中該第二發射材料係發磷光；第三有機發光裝置，其發射CIE y座標小於0.25之光，且進一步包含具有第三發射材料之第三發射層，其中該第三發射材料係發磷光；及第四有機發光裝置，其發射CIE y座標至少比該第三有機發光裝置所發射的光小0.02之光，且其進一步包含具有第四發射材料之第四發射層，其中該第四發射材料係發磷光或螢光；其中有些該第一、第二、第三及第四有機發光裝置具有與其它不同之表面積；其中該第四有機發光裝置使得能適當地提供需要深藍組件之顏色；該第四有機發光裝置係比其它裝置之壽命短或效率 低；及該顯示裝置係操作以藉由使用任何特定CIE座標之該四個裝置之至多三者，以發射具有所需之CIE座標之光；當該第四有機發光裝置之使用受限時，提供大多數之顏色，藉以使該顯示裝置之整體壽命及效率不會因包括該第四有機發光裝置而損害。
  13. 一種操作顯示裝置之方法，該顯示裝置包括第一、第二、第三及第四有機發光裝置以使該顯示裝置發射具有所需CIE座標之光，其中有些該第一、第二、第三及第四有機發光裝置具有與其它不同之表面積；其中該第一有機發光裝置發射最大波長在600至700nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第一發射材料之第一發射層，其中該第一發射材料係發磷光；該第二有機發光裝置發射最大波長在500至600nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第二發射材料之第二發射層，其中該第二發射材料係發磷光；該第三有機發光裝置發射最大波長在400至500nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第三發射材料之第三發射層，其中該第三發射材料係發磷光；該第四有機發光裝置發射最大波長在400至500nm之可見光譜內的光，且進一步包含具有第四發射材料之第四發射層，其中該第四發射材料係發磷光或螢光；由該第四有機發光裝置所發射之光的可見光譜中的最 大波長係至少比由該第三有機發光裝置所發射之光的可見光譜中的最大波長小4nm，藉此使其能適當地提供需要深藍組件之顏色；該第四有機發光裝置係比其它裝置之壽命短或效率低；由該第一、第二及第三有機發光裝置所發射的光之CIE座標在CIE空間中界定第一三角形；由該第一、第三及第四有機發光裝置所發射的光之CIE座標在CIE空間中界定第二三角形；由該第二、第三及第四有機發光裝置所發射的光之CIE座標在CIE空間中界定第三三角形；該方法包括：若所需CIE座標位於該第一三角形內，則由該第一、第二及第三有機發光裝置，但不由該第四有機發光裝置發射光以實現具有所需CIE座標的光之發射；若所需CIE座標位於該第二三角形內，則由該第一、第三及第四有機發光裝置，但不由該第二有機發光裝置發射光以實現具有所需CIE座標的光之發射；若所需CIE座標位於該第三三角形內，則由該第二、第三及第四有機發光裝置，但不由該第一有機發光裝置發射光以實現具有所需CIE座標的光之發射；藉以減少該第四有機發光裝置之使用。
  14. 如請求項13之方法，其中該第三有機發光裝置發射最大波長在470至500nm之可見光譜內的光；且該第四有機 發光裝置發射最大波長在400至470nm之可見光譜內的光。
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