TWI693733B - 有機發光二極體 - Google Patents

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Abstract

有機發光二極體包含：第一電極；面向第一電極之第二電極；在第一電極與第二電極之間之發光層；在第二電極與發光層之間之電子注入層；以及在電子注入層與第二電極之間之緩衝層，其中電子注入層包含偶極材料及第一金屬，且緩衝層包含具有4.0eV或以下的功函數之金屬。

Description

有機發光二極體
本揭露之實施例係關於一種有機發光二極體。
近年來，已製造出具有輕量且薄厚度的監測器、電視等。根據近來的需求，陰極射線管(CRT)顯示器已被液晶顯示器(LCD)替代。然而，LCD係為需要獨立之背光之發光/接收光之裝置，且具有就反應速度、視角等方面而言的限制。其中視角較寬、對比優異及反應時間快的有機發光二極體顯示器作為自發光式(類型)的顯示裝置能克服上述LCD的近期限制而獲得極大的關注。有機發光二極體顯示器包含用於發光的有機發光二極體，其中在有機發光二極體中，自一電極注入的電子及自另一電極注入的電洞在發光層中耦合，以形成激子(exciton)，且激子發光同時釋出能量。根據先前領域，使用陰極作為有機發光二極體的電極，且執行熱蒸鍍法(thermal evaporation method)以形成陰極。然而，熱蒸鍍法由於玻璃及遮罩的翹曲現象(warpage phenomenon)而難以施加在大面積設備中。在本背景部分中揭露的上述資訊僅用於增加對本揭露之背景的理解，且因此其可包含不構成對於本國所屬技術領域中具有通常知識者而言為習知的先前技術的資訊。
本揭露之實施例致力於提供一種藉由在大面積設備中確保有機發光二極體的可靠性而具有具高發光效率的特徵之有機發光二極體、以及包含其之有機發光二極體顯示器。
本揭露之例示性實施例提供一種有機發光二極體，其包含：彼此相對之第一電極及第二電極；在第一電極與第二電極之間之發光層；在第二電極與發光層之間之電子注入層；以及在電子注入層與第二電極之間之緩衝層，其中電子注入層包含偶極材料及第一金屬，且緩衝層包含具有4.0eV或以下的功函數之金屬。
偶極材料及第一金屬可共沉積(co-deposited)以形成一層。
第一金屬可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
第二電極可包含選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個。
緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的 至少一個以及選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個之合金。
偶極材料可為具有不同極性之第一成份與第二成份的組合，第一成份包含選自由週期表之鹼性金屬、鹼土金屬、稀土金屬及過渡金屬所組成之群組中的至少一個，且第二成份包含鹵素。
有機發光二極體可進一步包含在發光層與電子注入層之間的電子傳輸層，以及在發光層與第一電極之間的電洞傳輸層，其中，電洞傳輸層及電子傳輸層可各自獨立地包含有機材料。
發光層可包含紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層，且進一步包含在藍色發光層之下的輔助層。
有機發光二極體可進一步包含在紅色發光層之下的紅色共振輔助層及在綠色發光層之下的綠色共振輔助層。
輔助層可包含由下列化學式1所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0005-2
在化學式1中，A1、A2及A3的每一個可包含氫(hydrogen)、烷基(alkyl group)、芳基(aryl group)、咔唑基(carbazole group)、二苯并噻吩基(dibenzothiophene group)、二苯并呋喃(DBF)基(dibenzofuran(DBF)group)或聯苯基(biphenyl group)，且a、b及c的每一個可為0至4的整數。
輔助層可包含由下列化學式2所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0006-3
在化學式2中，a係為0至3，b及c的每一個可為0至3，且X選自O、N或S，且每一個X可與每一個其他X相同或不同。
本揭露之另一實施例提供一種有機發光二極體顯示器，其包含：基板；於基板上之薄膜電晶體；以及於薄膜電晶體上且耦合至薄膜電晶體之有機發光二極體，其中，有機發光二極體包含：第一電極；面向第一電極之第二電極；在第一電極與第二電極之間的發光層；在第二電極與發光層之間的電子注入層；以及在電子注入層與第二電極之間的緩衝層；電子注入層包含偶極材料及第一金屬，且緩衝層包含具有4.0eV或以下的功函數之金屬。
偶極材料及第一金屬可共沉積以形成一層。
第一金屬可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
第二電極可包含選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個。
緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個以及選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個之合金。
偶極材料可為具有不同極性之第一成份與第二成份的結合，第一成份包含選自由週期表之鹼性金屬、鹼土金屬、稀土金屬及過渡金屬所組成之群組中的一個，且第二成份包含鹵素。
有機發光二極體可進一步包含在發光層與電子注入層之間的電子傳輸層，以及在發光層與第一電極之間的電洞傳輸層，其中，電洞傳輸層及電子傳輸層可各自獨立地包含有機材料。
發光層可包含紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層，且進一步包含在藍色發光層之下的輔助層。
有機發光二極體可進一步包含在紅色發光層之下的紅色共振輔助層及在綠色發光層之下的綠色共振輔助層。
輔助層可包含由下列化學式1所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0008-4
在化學式1中，A1、A2及A3的每一個可包含氫、烷基、芳基、咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃(DBF)基或聯苯基，且a、b及c的每一個可為0至4的整數。
輔助層可包含由下列化學式2所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0009-6
在化學式2中，a係為0至3，b及c的每一個可為0至3，且X選自O、N或S，且每一個X可與每一個其他X相同或不同。
根據本揭露之例示性實施例，藉由形成包含偶極材料及第一金屬之電子注入層而可增加發光效率。
根據本揭露之例示性實施例，藉由在陰極與電子注入層之間形成包含具有低功函數的金屬之緩衝層而可降低或避免由於在形成陰極時的濺鍍製程所造成之對有機發光二極體的損傷。
根據本揭露之例示性實施例，藉由在藍色發光層之下形成輔助層而可增加藍色發光層的發光效率。
121:薄膜封裝層
121a、121c:封裝有機層
121b、121d:封裝無機層
122a:第一接觸孔
122b:第二接觸孔
122c:第三接觸孔
123:基板
124:平坦化層
125:像素定義層
126:基板緩衝層
127:閘極絕緣層
128:層間絕緣層
130:薄膜電晶體
131:驅動源極電極
132:驅動汲極電極
133:驅動閘極電極
134:源極區域
135:通道區域
136:汲極區域
137:驅動半導體層
160:第一電極
170:發光二極體層
172:電洞注入層
174:電洞傳輸層
175:發光層
177:電子傳輸層
179:電子注入層
180:第二電極
182:陰極
190:外套層
B:藍色發光層
BIL:輔助層
BL:緩衝層
G:綠色發光層
G’:綠色共振輔助層
R:紅色發光層
R’:紅色共振輔助層
LD:有機發光二極體
X:圓圈
附圖與說明書一同描繪本揭露之實施例，並且與描述一同作用於解釋本發明之原理。
第1圖係根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體顯示器之截面圖。
第2圖係為第1圖的有機發光二極體之放大截面圖。
第3圖係為第2圖的有機發光二極體之部分地改良例示性實施例之截面圖。
第4圖係顯示根據本揭露之例示性實施例及根據比較例1-5之有機發光二極體顯示器之效率及電流密度特性的表。
第5圖及第6圖係為第2圖的有機發光二極體之部分地改良例示性實施例之截面圖。
在下文中，本揭露之例示性實施例將一併參照附圖而詳細描述。然而，本揭露不限於本文中所述之例示性實施例，且可以各種不同方式進行修改。確實，提供下文所述的本揭露之例示性實施例，以對所屬技術領域中具有通常知識者提供徹底及完整的描述，且充分傳達本揭露之精神。
在圖式中，層及區域的厚度可為了清楚而放大。此外，在本申請的全文中，在其指出層係存在於另一層或基板「上(on)」時的情況下，層可直接地於其他層或其他基板上，或可間接地於其他層或其他基板上且其之間具有插入的其他層。進一步地，在本申請的全文中，當第一元件係指為「耦接(coupled)」或「連接(connected)」至第二元件時，其可直接地耦接或連接至第二元件，或間接地耦接或連接至第二元件，具其間插入之一或多個中間元件。在整份說明書中，由類似的參考符號表示的部分可表示為相似元件。
第1圖係根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體顯示器之截面圖。第2圖係為第1圖的有機發光二極體之放大截面圖。
參照第1圖及第2圖，根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體顯示器包含基板123、薄膜電晶體130、第一電極160、發光二極體層170及第二電極180(第二電極面向第一電極)。在部分實施例中，第一電極160可為陽極電極，且第二電極180可為陰極電極。在另一實施例中，第一電極160可為陰極電極，且第二電極180可為陽極電極。
在此，基板123可由例如玻璃之無機材料、例如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚醯胺(polyamide)、聚亞醯胺(polyimide)、聚醚碸(polyether sulfone)或其組合之有機材料、矽晶圓等所製造。
此外，基板緩衝層126可設置於基板123上。基板緩衝層126作用於降低或避免雜質元素滲透進入基板123，以及用於平面化(例如，平坦化)基板123的表面。
在此，基板緩衝層126可由能執行降低或避免雜質滲透進入基板123及平面化基板123的表面的功能之各種適合材料所製造。例如矽氮化物(silicon nitride)(SiNy；1
Figure 104135694-A0305-02-0011-35
y
Figure 104135694-A0305-02-0011-36
2；例如y=1.33)層、矽氧化物(silicon oxide)(SiOx；1
Figure 104135694-A0305-02-0011-37
x
Figure 104135694-A0305-02-0011-38
2；例如x=2)層以及矽氮氧化物(silicon oxynitride)(SiOxNy；1
Figure 104135694-A0305-02-0011-39
x
Figure 104135694-A0305-02-0011-40
2；以及1
Figure 104135694-A0305-02-0011-41
y
Figure 104135694-A0305-02-0011-42
2)層中的任一種可用於作為基板緩衝層126。然而，基板緩衝層126不必然為需要的構件，且基板緩衝層126可根據基板123的類型(例如，組成)及製程條件(例如，形成條件)而省略。
驅動半導體層137形成於基板緩衝層126上(或直接地形成於基板123上)。驅動半導體層137可由包含多晶矽的材料製造。此外，驅動半導體層137包含其中沒有摻雜雜質之通道區域135、以及藉由在通道區域135的兩側執行摻雜製程所形成的源極區域134及汲極區域136。在此，如摻雜離子材料，可使用像是例如B2H6的硼(B)之P型雜質。在此，雜質可根據薄膜電晶體的類型(例如，組成)而變化。
由矽氮化物(SiNy；1<y<2；例如y=1.33)、矽氧化物(SiOx；1<x<2；例如x=2)等所製造之閘極絕緣層127設置於驅動半導體層137上。包含驅動閘極電極133之閘極線設置於閘極絕緣層127上。在部分實施例中，驅動閘極電極133被形成以與驅動半導體層137的至少一部份，例如通道區域135重疊。
同時，實質地或完全地覆蓋驅動閘極電極133之層間絕緣層128係形成於閘極絕緣層127上。分別露出驅動半導體層137的源極區域134及汲極區域136之第一接觸孔122a及第二接觸孔122b形成於閘極絕緣層127及層間絕緣層128上。層間絕緣層128可與閘極絕緣層127類似，由例如矽氮化物(SiNy；1<y<2；例如y=1.33)或矽氧化物(SiOx；1<x<2；例如x=2)等之材料所製造。
此外，包含驅動源極電極131及驅動汲極電極132之數據線可設置於層間絕緣層128上。此外，驅動源極電極131及驅動汲極電極132分別透過各自一個分別形成在層間絕緣層128及閘極絕緣層127中的第一接觸孔122a及第二接觸孔122b而耦接或連接至驅動半導體層137的源極區域134及汲極區域136。
如上所述，驅動薄膜電晶體130包含驅動半導體層137、驅動閘極電極133、驅動源極電極131及驅動汲極電極132。驅動薄膜電晶體130的配置 不限於上述例子，且可以能夠藉由所屬技術領域中具有通常知識者輕易實施之各種適合配置來進行改良。
此外，實質地或完全地覆蓋數據線之平坦化層124形成於層間絕緣層128上。平坦化層124作用於藉由移除階段(或缺陷)來提供數據線及層間絕緣層128的平坦化，以增加要形成於其上之有機發光二極體的發光效率。此外，平坦化層124具有露出部分的驅動汲極電極132之第三接觸孔122c。
平坦化層124可由選自由丙烯酸類樹脂(acryl-based resin)(例如，聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin))、環氧樹脂(epoxy resin)、酚醛樹脂(phenolic resin)、聚醯胺類樹脂(polyamide-based resin)、聚亞醯胺類樹脂(polyimide-based resin)、不飽和聚酯類樹脂(unsaturated polyester-based resin)、聚伸苯基類樹脂(poly phenylene-based resin)、聚苯硫醚類樹脂(poly phenylenesulfide-based resin)及苯并環丁烯(benzocyclobutene(BCB))所組成之群組中的至少一個材料所製造。
在此，根據本揭露之例示性實施例不限於上述配置，且在部分情況下，平坦化層124及層間絕緣層128中的任一個(或兩者)可被省略。
在此，有機發光二極體之第一電極160(例如，像素電極)設置於平坦化層124上。例如，有機發光二極體顯示器包含設置用於複數個像素之複數個像素電極(例如，像素電極之每一個對應於各自一個像素)。在此，複數個像素電極設置成彼此間隔。像素電極透過平坦化層124的第三接觸孔122c耦接或連接至驅動汲極電極132。
此外，其中形成露出像素電極的開口部之像素定義層125設置於平坦化層124上。例如，複數個開口部可形成在像素定義層125中，且開口部的每一個可對應於各自一個像素。在此，發光二極體層170可設置於藉由像素定義 層125形成的每一個開口部。因此，其中形成每一個發光二極體層170之像素區域可藉由像素定義層125來定義。
在此，像素電極設置成對應於像素定義層125的開口部。然而，像素電極不需要僅設置在像素定義層125的開口部中，且部分的像素電極可設置在像素定義層125之下，以與像素定義層125重疊。
像素定義層125可由聚丙烯酸酯類樹脂(polyacrylate-based resin)、聚亞醯胺類樹脂及/或等材料，及/或矽類無機材料(silicon-based inorganic material)及/或等材料所製造。
同時，發光二極體層170設置於像素電極上。在下文中，更詳細描述發光二極體層170的結構。
第二電極180(例如，共用電極)可設置於發光二極體層170上。如上所述，形成包含像素電極、發光二極體層170及共用電極之有機發光二極體LD。
在此，像素電極及共用電極可分別由透明導電材料、半透射型導電材料或反射型導電材料所製造。根據用於形成像素電極及共用電極的材料的類型，有機發光二極體顯示器可為頂部發光型(或類型)的顯示器、底部發光型(或類型)的顯示器或兩側發光型(或類型)的顯示器。
包含在根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體中的對應於第二電極180之共用電極可包含選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個。在本例示性實施例中，共用電極可藉由濺鍍製程沉積。
同時，用於保護而實質地或完全地覆蓋共用電極之外套層190可於共用電極上形成為有機層。
此外，薄膜封裝層121形成於外套層190上。薄膜封裝層121封裝及保護形成於基板123上或基板123之上的有機發光二極體LD及驅動電路部以隔離外部(例如，隔離水及空氣)。
薄膜封裝層121包含一個接一個交替地堆疊之封裝有機層121a及121c與封裝無機層121b及121d。在其中封裝有機層121a及121c與封裝無機層121b及121d一個接一個交替地堆疊以形成薄膜封裝層121的情況係以例示的方式顯示於第1圖中。然而，薄膜封裝層不限於此。
在下文中，參照第2圖描述根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體。
參照第2圖，根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體(藉由在第1圖中的圓圈X表示的部分)包含其中依序堆疊(例如，以所示的順序堆疊)第一電極160、電洞傳輸層174、發光層175、電子傳輸層177、電子注入層179及第二電極180的結構。
當第一電極160為陽極時，第一電極160的材料可選自具有高功函數的材料，以輕易地執行電洞注入。第一電極160可為透明電極或非透明電極(例如，反射型電極)。當第一電極160為透明電極時，第一電極160可藉由使用如銦錫氧化物(indium tin oxide(ITO))、銦鋅氧化物(indium zinc oxide(IZO))、錫氧化物(tin oxide(SnO2))、鋅氧化物(zinc oxide(ZnO))或其組合之導電氧化物，或如鋁、銀及/或鎂之金屬形成為薄厚度。當第一電極160為非透明電極時，第一電極160可藉由使用如鋁、銀及/或鎂之金屬所形成。
第一電極160可形成以具有包含不同類型材料之層結構(例如，包含兩層或更多層)。例如，第一電極160可形成以具有其中依序堆疊銦錫氧化物(ITO)、銀(Ag)及銦錫氧化物(ITO)之結構。
第一電極160可藉由利用濺鍍法、真空沉積法等方法所形成。
電洞傳輸層174設置於第一電極160上。電洞傳輸層174可作用於平穩地傳輸自第一電極160傳遞的電洞。電洞傳輸層174可包含有機材料。例如，電洞傳輸層174可包含N,N-二萘基-N,N'-二苯基聯苯胺(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine(NPD))、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二(苯基)聯苯胺(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine(TPD))、s-TAD、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯基胺(4,4',4”-tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine(MTDATA))等，但電洞傳輸層不限於此。
在此，電洞傳輸層174可具有15nm至25nm的厚度。例如，電洞傳輸層174可具有20nm的厚度。電洞傳輸層174可藉由修改在本例示性實施例所述之電洞傳輸層174而形成為包含電洞注入材料之電洞傳輸/電洞注入層。電洞傳輸/電洞注入層可形成為單一層。
發光層175設置於電洞傳輸層174上。發光層175包含顯示部分顏色之發光材料。例如，發光層175可顯示如藍色、綠色或紅色或其組合之基本色。
發光層175可具有10nm至50nm的厚度。發光層175包含基質及摻雜物。發光層175可包含發出紅色光、綠色光、藍色光及/或白色光之材料，且可藉由利用磷光材料或螢光材料所形成。
當發光層175發出紅色光時，發光層175可由磷光材料所製造，磷光材料包含包括咔唑聯苯基(carbazole biphenyl(CBP))或1,3-雙(咔唑-9-基)苯(1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene(mCP))的基質材料；以及選自PIQIr(acac)(雙(1-苯基異喹啉)乙醯丙酮合銥(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium))、PQIr(acac)(雙(1-苯基喹啉)乙醯丙酮合銥(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium))、PQIr(三(1-苯基喹啉)合銥(tris(1-phenylquinoline)iridium))及PtOEP(八乙基卟吩鉑(octaethylporphyrin platinum))所組成之群組中的至少任一種的摻雜物，且另一方面，可由包含PBD：Eu(DBM)3(Phen)或苝(Perylene)之螢光材料所製造，但發光層不限於此。
當發光層175發出綠色光時，發光層175可由包含包括CBP或mCP的基質材料及包含包括Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)合銥(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)的摻雜物之磷光材料所製造，且另一方面，可由包含Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)之螢光材料所製造，但發光層不限於此。
當發光層175發出藍色光時，發光層175可由包含包括CBP或mCP的基質材料及包括(4,6-F2ppy)2Irpic的摻雜材料之磷光材料所製造。另一方面，發光層175可由包含選自由螺DPVBi(spiro-DPVBi)、螺6P(spiro-6P)、二苯乙烯基苯(distyryl benzene(DSB))、二苯乙烯基芳烴(distyryl arylene(DSA))、PFO類聚合物(PFO-based polymer)及PPV類聚合物(PPV-based polymer)所組成之群組中的任一種之螢光材料所製造，但發光層不限於此。
電子傳輸層177設置於發光層175上。電子傳輸層177可自第二電極180傳遞電子至發光層175。此外，電子傳輸層177可避免自第一電極160注入 的電洞經過發光層175且移動至第二電極180(或可減少電洞的此移動)。例如，電子傳輸層177作為電洞阻擋層，以有助於促進發光層175中電洞與電子的結合。
在此，電子傳輸層177可包含有機材料。例如，電子傳輸層177可由選自Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)、PBD、TAZ、螺-PBD、BAlq及SAlq所組成之群組中的至少任一種所製造，但電子傳輸層不限於此。
電子注入層179設置於電子傳輸層177上。電子注入層179可促進自第二電極180至電子傳輸層177的電子注入。在本例示性實施例中，電子注入層179包含偶極材料及第一金屬。在此，偶極材料及第一金屬可共沉積以形成一層。第一金屬可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一種。
偶極材料為具不同極性之第一成份與第二成份的結合，第一成份包含選自由元素週期表之鹼性金屬、鹼土金屬、稀土金屬及過渡金屬所組成之群組中的一個，且第二成份包含鹵素。例如，第一成份可為選自由Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr及Ba所組成之群組中的一元素，且第二成份可為選自由F、Cl、Br及I所組成之群組中的一元素。在此，當偶極材料被離子化時，第一成份可為成為正離子(陽離子(cation))之元素且第二成份可為成為負離子(陰離子(anion))之元素。
在本例示性實施例中，電子注入層179的厚度在考慮製程極限時具有5埃(Å)的最小值，且在考慮執行作為電子注入層的功能的困難度時具有50埃(Å)的最大值，且因此電子注入層179具有5埃(Å)至50埃(Å)的厚度。然而，電子注入層179的厚度可為10埃(Å)至20埃(Å)。
緩衝層BL設置於電子注入層179上。根據本揭露之例示性實施例之緩衝層BL可包含具有4.0eV或以下的功函數之金屬。緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。在另一例示性實施例中，緩衝層可包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個以及選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個之合金。
在本例示性實施例中，緩衝層BL的厚度在考慮製程極限時具有5埃(Å)的最小值，且針對電子注入具有100埃(Å)的最大值，且因此緩衝層BL具有5埃(Å)至100埃(Å)的厚度。然而，緩衝層BL的厚度可為10埃(Å)至40埃(Å)。
第二電極180設置於緩衝層BL上。包含在根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體之對應於第二電極的共用電極可包含選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個。共用電極的厚度可為約30埃(Å)至300埃(Å)。在本例示性實施例中，共用電極可藉由濺鍍製程沉積。
第3圖係為第2圖的有機發光二極體之部分地改良例示性實施例之截面圖。
參照第3圖，顯示了其中形成根據第2圖之例示性實施例之有機發光二極體LD的緩衝層BL及第二電極為一複合層之陰極182的結構。在本例示性實施例中，陰極182可包含含有選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的 至少一個的第一材料；以及含有選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個的第二材料之合金。陰極182可藉由共沉積第一材料及第二材料而形成。
除了與上述的差異之外，相對於第2圖之描述亦可施加至第3圖之例示性實施例。因此，可與第2圖的對應特徵相同或實質地相同之第3圖的特徵的進一步描述將不在此重複。
第4圖係顯示根據本揭露之例示性實施例之有機發光二極體顯示器之效率及電流密度特性的表。
在第4圖中，比較例1、比較例2及比較例3對應於其中沒有形成緩衝層而電子注入層分別由Liq、Yb及Yb：LiF所製造，且陰極是由具有90埃(Å)的厚度之MgAg(比較例1)或具有90埃(Å)的厚度之Ag(比較例2及3)所製造的情況。比較例4對應於其中緩衝層由LiF所製造，電子注入層由Yb製造，且陰極由具有90埃(Å)的厚度之Ag所製造的情況。比較例5對應於其中緩衝層由具有20埃(Å)的厚度之Yb：LiF所製造，電子注入層由具有50埃(Å)的厚度之Yb所製造，且陰極由具有150埃(Å)的厚度之Ag所製造的情況。
本揭露之例子對應於其中緩衝層由具有20埃(Å)的厚度之Yb：LiF所製造，電子注入層由具有50埃(Å)的厚度之Yb所製造，且陰極由具有150埃(Å)的厚度之Ag所製造的情況。
在此，比較例1至比較例5的所有薄膜(例如：陰極)藉由垂直熱蒸鍍(vertical thermal evaporation(VTE))法形成，且例示性實施例之薄膜(例如：陰極)藉由濺鍍法形成。
參照第4圖，與比較例1至5相比，可確認的是在本揭露的例子中改善了效率(藍光二極體的效率)且同時維持與比較例1至5相同的電流密度。
第5圖及第6圖係為第2圖的有機發光二極體之部分地改良例示性實施例之截面圖。
參照第5圖，顯示其中電洞注入層172附加至根據第2圖的例示性實施例之有機發光二極體LD的結構。在本例示性實施例中，電洞注入層172設置在電洞傳輸層174與第一電極160之間。電洞注入層172允許電洞自第一電極160至電洞傳輸層174的較輕易注入。在本例示性實施例中的電洞注入層172可包含其中具有4.3eV或以上之功函數的金屬或非金屬與鹵素結合之偶極材料。然而，電洞注入層172在形成材料方面不限於此，且可由其他無機材料或有機材料製造。
具有4.3eV或以上的功函數之金屬或非金屬可為選自由Ag、Au、B、Be、C、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Ir、Mo、Nb、Ni、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Sb、Se、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W及Zn所組成之群組中的一元素。
除了與上述的差異之外，相對於第2圖之描述亦可施加至第5圖之例示性實施例。因此，可與第2圖的對應特徵相同或實質地相同之第5圖的特徵的進一步描述將不在此重複。
參照第6圖，顯示其中修改第2圖中所示之有機發光二極體LD的發光層175之改良例示性實施例。例如，在本例示性實施例中的發光層175可包含紅色發光層R、綠色發光層G及藍色發光層B，且用於增加藍色發光層B之效率的輔助層BIL可設置在藍色發光層B之下。
紅色發光層R可具有約30nm至50nm的厚度，綠色發光層G可具有約10nm至30nm的厚度，而藍色發光層B可具有約10nm至30nm的厚度。設置在藍色發光層B之下的輔助層BIL可具有約20nm或以下的厚度。輔助層BIL可藉由控制電洞電荷平衡而可作用於增加藍色發光層B的效率。輔助層BIL可包含由下列化學式1所表示的化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0022-8
在化學式1中，A1、A2及A3的每一個可包含氫、烷基、芳基、咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃(DBF)基或聯苯基，且a、b及c的每一個可為0至4的整數。
由上述化學式1表示的化合物之例子可包含由下列化學式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5及1-6所表示的化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0023-9
Figure 104135694-A0305-02-0023-10
Figure 104135694-A0305-02-0024-11
Figure 104135694-A0305-02-0024-12
Figure 104135694-A0305-02-0025-13
Figure 104135694-A0305-02-0025-14
根據另一例示性實施例，輔助層BIL可包含由下列化學式2所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0026-15
在化學式2中，a可為0至3，b及C各自可為0至3，及X可選自O、N或S，且每一個X可彼此相同或不同(例如，與每一個其他X相同或不同)。
由化學式2所表示之化合物的例子可包含由下列化學式2-1至2-6所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0026-16
Figure 104135694-A0305-02-0027-17
Figure 104135694-A0305-02-0027-18
Figure 104135694-A0305-02-0028-19
Figure 104135694-A0305-02-0028-20
Figure 104135694-A0305-02-0029-21
根據另一例示性實施例，輔助層BIL可包含由下列化學式3所表示之化合物：
Figure 104135694-A0305-02-0029-22
在化學式3中，A1可為烷基、芳基、咔唑基、二苯并噻吩基或二苯并呋喃(DBF)基，L1及L2可各自為
Figure 104135694-A0305-02-0029-23
(n為0至3)，且耦合或連接至各自一個的L1及L2之DBF可被咔唑基或二苯并噻吩基取代。
在下文中，描述根據本揭露之例示性實施例的輔助層BIL的合成方法。例如，描述下列化學式1-1的合成方法。
Figure 104135694-A0305-02-0030-24
合成例
4-二苯并呋喃硼酸(dibenzofuran boronic acid)(6.3g)、4,4',4"三溴三苯胺(4,4',4"-tribromotriphenyl amine)(4.8g)、四(三苯基膦)鈀(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(Pd PPh3)4))(104mg)、2M的碳酸鈉(sodium carbonate(Na2CO3))溶液(48ml)及甲苯(toluene)(48ml)放入至三頸燒瓶(300毫升)在氬氣下反應80℃，8小時。反應溶液以甲苯/水萃取，且以無水硫酸鈉(anhydrous sodium sulfate)乾燥以得到產物。得到的產物在減壓下濃縮，且將得到的粗產物進行管柱純化(column-purified)以得到米白色粉末(3.9g)。
如第6圖所示，紅色共振輔助層R’可設置在紅色發光層R之下，且綠色共振輔助層G’可設置在綠色發光層G之下。紅色共振輔助層R’及綠色共振輔助層G’是針對各自的顏色(例如，紅色或綠色)設定共振距離(resonant distance)(共振距離(resonance distance))的層。在部分實施例中，不包含藍色共振輔助層。例如，在對應於紅色發光層R或綠色發光層G的藍色發光層B及輔助層BIL之下可不形成設置在電洞傳輸層174與藍色發光層B之間(以及在電洞傳輸層174與輔助層BIL之間)的獨立的共振輔助層。在部分實施例中，輔助層BIL與電洞傳輸層174物理性地接觸。
在第6圖所示之實施例中，如第5圖的例示性實施例所示，電洞注入層172亦可形成在第一電極160與電洞傳輸層174之間。
除了與上述的差異之外，根據第2圖之描述亦可施加至第6圖之例示性實施例。
儘管本揭露之實施例已結合目前考量可實行的例示性實施例進行描述，然而應理解的是，本揭露不限於揭露的實施例，而相反的，旨在涵蓋包含於所附申請專利範圍及其等效物中之精神與範疇內之各種修改及等效配置。
160:第一電極
170:發光二極體層
174:電洞傳輸層
175:發光層
177:電子傳輸層
179:電子注入層
180:第二電極
BL:緩衝層

Claims (12)

  1. 一種有機發光二極體，其包含：一第一電極；一第二電極，係面向該第一電極；一發光層，係在該第一電極與該第二電極之間；一電子注入層，係在該第二電極與該發光層之間；一緩衝層，係在該電子注入層與該第二電極之間；一電洞傳輸層，係在該發光層與該第一電極之間；以及一電洞注入層，係在該電洞傳輸層與該第一電極之間，其中該電子注入層係包含一偶極材料及一第一金屬，且該緩衝層係包含具有4.0eV或以下的功函數之一金屬，且該電洞注入層包含具有4.3eV或以上的功函數之一金屬或一非金屬與鹵素結合的一偶極材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中：該電子注入層的該偶極材料及該第一金屬係共沉積以形成一層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體，其中：該第一金屬係包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之有機發光二極體，其中： 該第二電極係包含選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光二極體，其中：該緩衝層係包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之有機發光二極體，其中：該緩衝層係包含選自由Yb、Mg、Li、Na、Ca、Sr、Ba、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Lu所組成之群組中的至少一個以及選自由Ag、Al、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Sn、Ru、Mo及Nb所組成之群組中的至少一個之一合金。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中：該偶極材料係包含具有不同極性之一第一成份與一第二成份的結合，該第一成份係包含選自由週期表之鹼性金屬、鹼土金屬、稀土金屬及過渡金屬所組成之群組中的一個，且該第二成份係包含鹵素。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其進一步包含：一電子傳輸層，係在該發光層與該電子注入層之間，其中該電子傳輸層包含一有機材料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中： 該發光層係包含一紅色發光層、一綠色發光層及一藍色發光層，以及進一步包含在該藍色發光層之下的一輔助層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體，其進一步包含：在該紅色發光層之下的一紅色共振輔助層及在該綠色發光層之下的一綠色共振輔助層。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體，其中：該輔助層包含由下列化學式1所表示之化合物：
    Figure 104135694-A0305-02-0036-27
     在化學式1中，A1、A2及A3的每一個係包含氫、烷基、芳基、咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃(DBF)基或聯苯基，且a、b及c的每一個係為0至4的整數。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體，其中： 該輔助層包含由下列化學式2所表示之化合物：
    Figure 104135694-A0305-02-0037-28
     在化學式2中，a係為0至3，b及c的每一個係為0至3，且X選自O、N或S，且每一個X係為彼此相同或彼此不同。
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