TWI693735B - 有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置 - Google Patents

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TWI693735B TW108103639A TW108103639A TWI693735B TW I693735 B TWI693735 B TW I693735B TW 108103639 A TW108103639 A TW 108103639A TW 108103639 A TW108103639 A TW 108103639A TW I693735 B TWI693735 B TW I693735B
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Abstract

本發明提供一種有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置,該有機發光二極體包含:第一電極、第二電極、發光層及電子阻擋層;前述第一電極與前述第二電極相對設置;前述發光層位於前述第一電極與前述第二電極之間;前述電子阻擋層位於前述發光層與前述第一電極之間。其中,前述電子阻擋層之LUMO能階高於前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階,且前述電子阻擋層之LUMO能階與前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階的第一能階差表示為A,其中,A

Description

有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置
本發明關於顯示技術領域,例如關於一種有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置。
有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)具有自發光之特性,不需要背光源,因此將其應用於顯示面板及顯示裝置時,顯示面板及顯示裝置之整體厚度較薄,有利於實現顯示面板及顯示裝置之輕薄化設計。同時,有機發光二極體具有顯示亮度高、視角廣以及響應速度快等優勢。
隨著有機發光二極體材料之發展,有機發光二極體中性能優異的發光層之材料為偏向電子傳輸型之材料,惟將偏向電子傳輸型之材料作為發光層之材料時,有機發光二極體之壽命較短。
本發明提供一種有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置,以提高有機發光二極體之壽命。
本發明提供一種有機發光二極體,該有機發光二極體包含:第一電極;第二電極,前述第一電極與前述第二電極相對設置;發光層,前述發光層位於前述第一電極與前述第二電極之間;及電子阻擋層,前述電子阻擋層位於前述發光層與前述第一電極之間,前述電子阻擋層之LUMO能階高於前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階,且前述電子阻擋層之LUMO能階與前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階的第一能階差表示為A,A
Figure 108103639-A0101-12-0002-20
0.4eV。
進一步地,前述電子阻擋層之HOMO能階高於前述發光層中之發光主體材料之HOMO能階,且前述電子阻擋層之HOMO能階與前述發光層中之發光主體材料之HOMO能階之間的第二能階差表示為B,B
Figure 108103639-A0101-12-0002-52
0.2eV。
進一步地,前述電子阻擋層之厚度表示為C,3nm
Figure 108103639-A0101-12-0002-51
C
Figure 108103639-A0101-12-0002-53
20nm。
進一步地,前述電子阻擋層之材料包含芳香族胺衍生物。
進一步地,該有機發光二極體亦包含中間摻雜層,前述中間摻雜層位於前述發光層與前述電子阻擋層之間;前述中間摻雜層之材料包含發光主體材料及電子阻擋材料,前述中間摻雜層中之發光主體材料與前述發光層中之發光主體材料相同。
進一步地,在前述中間摻雜層中,前述發光主體材料之體積與前述電子阻擋材料之體積之和表示為S,前述發光主體材料之體積表示為X,20%
Figure 108103639-A0101-12-0003-21
X/S
Figure 108103639-A0101-12-0003-22
80%。
進一步地,前述中間摻雜層之厚度表示為E,0.1nm
Figure 108103639-A0101-12-0003-54
E
Figure 108103639-A0101-12-0003-56
30nm。
進一步地,前述發光主體材料包含4,4-N,N-二咔唑聯苯、9,10-二萘基蒽、4,4',4"-N,N',N"-三(3-苯基咔唑)苯胺、3,5-N,N'-二咔唑苯及4,4'-N,N'-二咔唑-2,2'-二甲基聯苯中之至少一種; 前述電子阻擋材料包含4,4’-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]及4,4',4"-三(咔唑-9-基)三苯胺中之至少一種。
本發明進一步提供一種顯示面板,該顯示面板包含:基板,以及位於前述基板一側呈陣列排布之多個像素單元; 其中,至少部分前述像素單元包含本發明提供之上述有機發光二極體。
本發明進一步提供一種顯示裝置,該顯示裝置包含本發明提供之上述顯示面板。
本發明之有機發光二極體包含第一電極、第二電極、發光層及電子阻擋層;第一電極與第二電極相對設置;發光層位於第一電極與第二電極之間;電子阻擋層位於發光層與第一電極之間;藉由設置電子阻擋層之LUMO能階高於發光層之LUMO能階,且電子阻擋層之LUMO能 階與發光層之LUMO能階的能階差表示為A,A
Figure 108103639-A0101-12-0004-23
0.4eV,可有效地將電子限制在發光層中,從而降低電子傳輸至第一電極一側的機率,可減緩電子對發光層與電子阻擋層之界面之破壞,進而可提升有機發光二極體之壽命。
10‧‧‧有機發光二極體
11‧‧‧第一電極
12‧‧‧第二電極
13‧‧‧發光層
13h‧‧‧發光主體材料
13d‧‧‧發光客體材料
14‧‧‧電子阻擋層
15‧‧‧中間摻雜層
16‧‧‧第一載流子功能層
17‧‧‧第二載流子功能層
20‧‧‧顯示面板
21‧‧‧基板
22‧‧‧像素單元
30‧‧‧顯示裝置
140‧‧‧電子阻擋材料
161‧‧‧電洞阻擋層
162‧‧‧電子傳輸層
163‧‧‧電子注入層
171‧‧‧電洞注入層
172‧‧‧電洞傳輸層
221‧‧‧藍色子像素
222‧‧‧紅色子像素
223‧‧‧綠色子像素
【圖1】表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之結構示意圖。
【圖2】表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之能階示意圖。
【圖3】表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之亮度衰減曲線與先前技術提供之一種有機發光二極體之亮度衰減曲線之對比圖。
【圖4】表示本發明一實施型態提供之另一種有機發光二極體之結構示意圖。
【圖5】表示本發明一實施型態提供之又一種有機發光二極體之結構示意圖。
【圖6】表示本發明一實施型態提供之一種顯示面板之結構示意圖。
【圖7】表示沿圖6中G1-G2之剖面結構示意圖。
【圖8】表示本發明一實施型態提供之一種顯示裝置之結構示意圖。
以下結合圖式及實施型態對本發明作進一步詳細說明。可理解此處所描述之具體實施型態僅用於解釋本發明,而非對本發明之限定。另外亦須闡明,為了便於描述,圖式中僅示出與本發明相關之部分而非全部結構。
先前技術中,性能優異的有機發光二極體之發光層材料為偏向電子傳輸型之材料。有機發光二極體亦包含位於發光層兩側之第一電極及第二電極。示例性地,第一電極可為陽極,第二電極為陰極。當向有機發光二極體提供驅動電流時,電子由第二電極注入發光層,電洞由第一電極注入發光層。由於發光層之材料為偏向電子傳輸型之材料,該發光層之材料利於電子之傳輸,因此到達發光層之電子之數量較多,有利於提高電子及電洞之複合效率,由此可提升有機發光二極體之電流效率。惟,當發光層中電子之數量多於電洞之數量時,過多的電子無法被複合,無法被複合之電子繼續向靠近第一電極之一側傳輸,從而影響發光層靠近第一電極一側之膜層之性能,破壞相鄰的膜層之間之界面,導致有機發光二極體中發光層與第一電極之間之膜層性能衰退,以及導致發光層與第一電極之間之多個膜層中相鄰膜層之間之界面被破壞,從而導致有機發光二極體之壽命下降。
針對上述問題,本發明實施型態揭露一種有機發光二極體,以提高有機發光二極體之壽命。
圖1表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之結構示意圖,圖2表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之能階示意圖。參照圖1及圖2,該有機發光二極體10包含:第一電極11、 第二電極12、發光層13及電子阻擋層14;第一電極11與第二電極12相對設置;發光層13位於第一電極11與第二電極12之間;電子阻擋層14位於發光層13與第一電極11之間;其中,電子阻擋層14之LUMO能階14L高於發光層13中之發光主體材料13h之LUMO能階130L,且電子阻擋層14之LUMO能階14L與發光層13中之發光主體材料13h之LUMO能階130L的第一能階差表示為A,其中,A
Figure 108103639-A0101-12-0006-24
0.4eV。
在該有機發光二極體10之結構中,第一電極11可為陽極;示例性地,陽極材料可為銦錫氧化物(ITO)。第二電極12可為陰極;示例性地,陰極材料可為金屬材料,例如鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)或包含Ag之金屬合金等,該金屬材料為功函數較低之導電材料。
在該有機發光二極體10之結構中,發光層13可包含發光主體材料13h及發光客體材料13d,發光客體材料13d決定有機發光二極體10之發光顏色。示例性地,發光客體材料13d可為2-叔丁基-4-(二氰基亞甲基)-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(DCJTB),其對應之有機發光二極體10之發光顏色為紅色;或者,發光客體材料13d可為N,N'-二甲基喹吖啶酮(DMQA)、N,N'-二丁基喹吖啶酮(DBQA)、5,12-二丁基-1,3,8,10-四甲基喹吖啶酮(TMDBQA)或香豆素545T(C545T),其對應之有機發光二極體10之發光顏色為綠色;或者,發光客體材料13d可為4,4'-雙(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1'-聯苯(BCzVBi)、4,4'-雙[4-(二對甲苯基胺基)苯乙烯基]聯苯(DPAVBi)、1,4-雙[4-(二對甲苯胺基)苯乙烯基]苯(DPAVB)或3,3'-(1,4-苯基二-2,1-乙烯基)二(9-乙基-9H-咔唑)(BCZVB),其對應之有機發光二極體10之發光顏色為藍色。
本實施型態中之第一電極11、第二電極12以及發光客體材料13d之材料皆僅為示例性之說明,而並非對本發明實施型態提供之有機發光二極體10中第一電極11、第二電極12及發光客體材料13d可採用之材料之限定。在其他實施方式中,可根據有機發光二極體10之實際需求,設置第一電極11、第二電極12及發光客體材料13d之材料,本發明實施型態對此不作限定。
有機發光二極體10之發光原理主要包含載流子注入、載流子傳輸、載流子複合及激子退激發光四個過程。
在載流子注入過程中,當向有機發光二極體10之第一電極11(以陽極為例)及第二電極12(以陰極為例)之間施加一定的電壓時,陰極之電子及陰極之電洞分別注入到發光層13之LUMO能階130L及HOMO能階130H中。在載流子傳輸過程,注入之電子及電洞在電場之作用下進行傳輸。在載流子複合過程中,電子及電洞藉由庫侖力作用在發光層13中複合,產生激子。在激子退激發光過程中,該激子在回到基態之過程中釋放能量,釋放之能量一部分被發光層13中之發光客體材料13d吸收,發光客體材料13d由穩定的基態變到不穩定的激發態,並且在從激發態回到基態之過程中,發出光線。
電子阻擋層14位於第一電極11與發光層13之間,電子阻擋層14用於阻擋電子由發光層13向第一電極11側傳輸。電子阻擋層14之LUMO能階14L與發光層13之LUMO能階130L之關係,決定電子阻擋層14阻擋電子能力之強弱。示例性地,以發光層13之LUMO能階130L為基準,電子阻擋層14之LUMO能階14L越高,電子阻擋層14之 阻擋電子之能力越強。本發明實施型態藉由設置電子阻擋層14之LUMO能階14L高於發光層13之LUMO能階130L,且將電子阻擋層14之LUMO能階14L與發光層13之LUMO能階130L的第一能階差表示為A,其中,A
Figure 108103639-A0101-12-0008-25
0.4eV,利用發光層13之LUMO能階130L與電子阻擋層14之LUMO能階14L之間之較高的能階差,可有效阻擋電子向第一電極11一側之傳輸,即,將電子限制在發光層13中,降低電子由發光層13傳輸至第一電極11一側之機率,從而可減緩電子對發光層13與電子阻擋層14之間之界面之破壞,以及可降低電子對發光層13靠近第一電極11一側之其他膜層之影響,減緩膜層自身以及相鄰膜層之間之界面之性能衰退,從而可提升有機發光二極體10之壽命。
本發明實施型態中多個膜層之LUMO能階及HOMO能階之相對高低可按照如下方式理解:以電離態之能階(能量最低的能階稱作基態,其他能階稱作激發態;電子遠離原子核,不再受原子核之吸引力之作用之狀態稱作電離態,電離態之能階為0)為基準能階,與該基準能階距離較近的能階為相對較高的能階,與該基準能階距離較遠的能階為相對較低的能階。
在一實施型態中,繼續參照圖2,電子阻擋層14之HOMO能階14H高於發光層13中之發光主體材料13h之HOMO能階130H,且將電子阻擋層14之HOMO能階14H與發光層13中之發光主體材料13h之HOMO能階130H之間的第二能階差表示為B,B
Figure 108103639-A0101-12-0008-26
0.2eV。
電子阻擋層14之設置有利於電洞由第一電極11向發光層13中傳輸並注入,並且電子阻擋層14之HOMO能階14H與發光層13之 HOMO能階130H越接近,越有利於電洞向發光層13中之傳輸及注入。
藉由上述電子阻擋層14之HOMO能階14H與發光層13之HOMO能階130H之設置,可使電子阻擋層14之HOMO能階14H與發光層13之HOMO能階130H之間的能階差較小,提高電洞注入能力,即較多的電洞可注入到發光層13中,與較多的電子複合,從而提高電子及電洞之複合效率,降低電子向第一電極11一側傳輸之機率,從而可避免多餘的電子對發光層13與電子阻擋層14之界面之破壞,以及可降低電子對發光層13靠近第一電極11一側之其他膜層之影響,減緩膜層自身以及相鄰膜層之間之界面之性能之衰退,從而可提升有機發光二極體10之壽命。
當發光層13包含發光主體材料13h及發光客體材料13d時,上述發光層13之HOMO能階130H理解為發光層13中之發光主體材料13h之HOMO能階。
在一實施型態中,繼續參照圖1,電子阻擋層14之厚度為C,其中,3nm
Figure 108103639-A0101-12-0009-27
C
Figure 108103639-A0101-12-0009-28
20nm。
該厚度範圍與先前技術中之有機發光二極體之電子阻擋層之厚度保持一致。即本實施型態提供之有機發光二極體之電子阻擋層之厚度與先前技術中之有機發光二極體之電子阻擋層之厚度相等,或者二者之間之差值等於或小於預置厚度差。示例性地,二者之間之厚度差等於或小於5nm。
如此設置,可不改變電洞在電子阻擋層14中之傳輸距離,亦不改變電子阻擋層14之光學性能(示例性地,光學性能可包含吸光度), 因此,可直接利用先前技術中之發光二極體中之其他膜層,而無須再另外進行設計,由此,可降低發光二極體整體結構之設計難度。
在一實施型態中,電子阻擋層14之材料包含芳香族胺衍生物。示例性地,芳香族胺衍生物之結構可為下列示出之多個結構(H1)至(H19)中之任一種。
Figure 108103639-A0101-12-0010-1
Figure 108103639-A0101-12-0011-2
Figure 108103639-A0101-12-0012-3
Figure 108103639-A0101-12-0013-4
上述示出之(H1)至(H19)結構式之通式為:
Figure 108103639-A0101-12-0013-5
, 其中N為氮原子,R1、R2及R3代表與氮原子連接之三個基團。
其中,R1為如下基團(J1)至(J7)中之任一種:
Figure 108103639-A0101-12-0014-6
其中,R3為如下基團(J8)至(J10)中之任一種:
Figure 108103639-A0101-12-0015-7
其中,R2為如上基團(J1)至(J10)中之任一種。上述多個基團(J1)至(J10)中,波浪線「
Figure 108103639-A0101-12-0015-29
」代表該位置處設置為與氮原子連接。
上述芳香族胺衍生物之結構中,R2可與R1採用相同的基團,或者,R2可與R3採用相同的基團,或者,R1、R2以及R3皆採用不同的基團,本發明實施型態對此不作限定。
上述示出之(H1)至(H19)多個結構中之懸鍵可連接甲基、三苯胺或所屬技術領域中具有通常知識者習知之其他基團,本發明實施型態對此不作限定。此外,以上僅示例性地示出幾種芳香族胺衍生物之結構,而非對本實施型態提供之有機發光二極體10之限定。在其他實施方式中,亦可根據有機發光二極體10之實際需求,設置電子阻擋層之材料包含所屬技術領域中具有通常知識者習知之其他芳香族胺衍生物結構之材料,本發明實施型態對此不作限定。
以下,本實施型態示例性地示出一組先前技術提供之OLED與本發明技術手段提供之OLED之發光特性對比表,參見表1。
【表1】為先前技術提供之OLED與本發明技術手段提供之OLED之發光特性對比表。
Figure 108103639-A0101-12-0016-8
其中,器件D1代表先前技術提供之有機發光二極體,器件D2代表本發明技術手段提供之有機發光二極體,器件D1及器件D2之相同之處包含:第一電極之材料採用ITO,厚度為10nm,功函數4.3eV;電洞注入層之厚度為10nm;電洞傳輸層之厚度為120nm;電子阻擋層之厚度為5nm;發光層之厚度為20nm;電洞阻擋層之厚度為5nm;電子傳輸層之厚度為30nm;電子注入層之厚度為1nm;第二電極之材料採用金屬電極,厚度為13nm~20nm。器件D1及器件D2之不同之處在於:器件D1之電子阻擋層之材料為TPD,其LUMO能階與發光層之LUMO能階之間的能階差為0.3eV,其HOMO能階與發光層之HOMO能階之間的能階差為0.4eV;器件D2之電子阻擋層之材料為結構(H19)所示之材料,即
Figure 108103639-A0101-12-0016-9
,其LUMO能階與發光層之LUMO能階之間的能階差為0.45eV,其HOMO能階與發光層之HOMO能階之間的能階差為0.2eV。在上述器件D1及器件D2之膜層結構基礎上,對兩器件之發光特性進行測試,要求亮度均為1200坎德拉每平方米(cd/m2),得到如表1所示之測試結果。
其中,Op.V代表工作電壓,單位為伏特(V);Eff代表電流 效率,單位為坎德拉每安培(cd/A);CIE(x)及CIE(y)代表色座標;Peak代表有機發光二極體10之發光光譜之峰值位置,單位為奈米(nm);BI代表藍光因子,可藉由電流效率除以色座標CIE(y)得到,藍光因子越大,器件性能越佳;LT97代表有機發光二極體10之壽命,單位為小時(h),代表在1200坎德拉每平方米(cd/m2)下進行恆流測試,得到之器件之壽命值。
圖3表示本發明一實施型態提供之一種有機發光二極體之亮度衰減曲線與先前技術提供之一種有機發光二極體之亮度衰減曲線之對比圖,用於得出表1中示出之壽命值。參照圖3,橫坐標代表發光時間Time,單位為小時(h);縱坐標代表不同的發光時刻對應之亮度與初始亮度之比值L/L0,單位為100%,其中,初始亮度為1200坎德拉每平方米(cd/m2);S1代表器件D1之亮度衰減曲線,S2代表器件D2之亮度衰減曲線。本實施型態中器件之壽命定義為器件之亮度衰減到初始亮度之97%時,對應之發光時間。由圖3可看出,器件D1之亮度衰減到初始亮度之97%,即縱坐標L/L0由100%變化至97%時,對應發光時間為90小時;器件D2之亮度衰減到初始亮度之97%時,對應之發光時間為300小時,即得到表1中示出之器件D1及器件D2之壽命值。
由表1中示出之有機發光二極體之發光特性之對比數據可看出,藉由將發光二極體10之結構中之電子阻擋層之材料改換為本發明實施型態揭露之阻擋電子能力及抗擊電子能力較強的材料,器件D1與器件D2在工作電壓、電流效率、色座標、峰值位置及藍光因子方面之性能均基本保持一致;在壽命方面,器件壽命由器件D1之90h提高至器件D2之300h。因此,本發明技術手段相對於先前技術而言,在保證有機二極體 10之其他發光特性基本不變之前提下,可將壽命由90h提高到300h,壽命提升2.3倍。
上述器件D1與器件D2之對比僅為對本發明實施型態提供之有機發光二極體10之示例性說明,而非限定。
圖4表示本發明一實施型態提供之另一種有機發光二極體之結構示意圖。參照圖4,該有機發光二極體10進一步包含中間摻雜層15,中間摻雜層15位於發光層13與電子阻擋層14之間;中間摻雜層15包含發光主體材料13h及電子阻擋材料140,中間摻雜層15中之發光主體材料13h與發光層13中之發光主體材料13h相同。
由於中間摻雜層15與發光層13具有相同的發光主體材料,中間摻雜層15與發光層13之間之HOMO能階差較小,中間摻雜層15可作為第一電極11及發光層13之間之HOMO能階之過渡層(亦可理解為,中間摻雜層15作為發光層13與電子阻擋層14之間之HOMO能階之過渡層),可降低相鄰層之間之HOMO能階差值,提高電洞注入能力。此外,中間摻雜層15之設置可增大激子複合區(即電子及電洞複合之區域),避免激子複合區偏向第一電極11一側而對電子阻擋層14造成破壞。中間摻雜層15中之電子阻擋材料140可阻擋電子由發光層13傳輸至第一電極11一側,可有效避免多餘電子到達第一電極11從而形成漏電流,同時可避免電子對電子阻擋層14、以及發光層13與第一電極11之間之其他膜層及相鄰膜層之間之界面之破壞,從而提升有機發光二極體10之壽命。並且,藉由提高電洞注入能力,增加激子複合區以及避免漏電流之形成可有效提高有機發光二極體10之發光效率,進一步提高有機發光二極體10之 壽命。
在一實施型態中,中間摻雜層15在蒸鍍時可採用共蒸形式,亦可以採用預混形式,共蒸即中間摻雜層15之組成成分分別置於相應之坩堝中蒸鍍,預混即中間摻雜層15之組成成分混合於同一坩堝中蒸鍍,採用預混蒸鍍之優點係可節省坩堝數量。
在一實施型態中,中間摻雜層15中之發光主體材料13h之體積與電子阻擋材料140之體積滿足如下關係:發光主體材料13h之體積與電子阻擋材料140之體積之和標記為S,發光主體材料13h之體積為X,其中20%
Figure 108103639-A0101-12-0019-30
X/S
Figure 108103639-A0101-12-0019-31
80%。
其中,發光主體材料13h之體積佔中間摻雜層15之材料之總體積(即發光主體材料13h之體積與電子阻擋材料140之體積之和)之比例(即X/S,以下簡稱「比例」)越大,中間摻雜層15與發光層13之組成材料之組分越接近,二者之HOMO能階越接近;電子阻擋材料140之體積佔中間摻雜層15之材料之總體積之比例越大,中間摻雜層15之阻擋電子之能力就越強。因此,可根據有機發光二極體10中之第一電極11與發光層13之間之HOMO能階之差值,以及電子傳輸能力及電洞注入能力之差異選擇發光主體材料13h之比例,從而使中間摻雜層15可緩衝第一電極11與發光層13之間之HOMO能階差,提高電洞注入能力,並可有效地阻擋電子向第一電極11一側傳輸。本發明實施型態僅示例性地示出發光主體材料13h之比例X/S為20%
Figure 108103639-A0101-12-0019-32
X/S
Figure 108103639-A0101-12-0019-33
80%,而並非對本發明實施型態提供之有機發光二極體10之限定。在其他實施方式中,可根據有機發光二極體10之實際需求,設置中間摻雜層15中發光主體材料13h之比例, 示例性地,該比例可為40%
Figure 108103639-A0101-12-0020-34
X/S
Figure 108103639-A0101-12-0020-35
70%或30%
Figure 108103639-A0101-12-0020-36
X/S
Figure 108103639-A0101-12-0020-37
50%。
須闡明,當發光主體材料13h之比例大於50%時,發光主體材料13h為中間摻雜層15之主體材料,電子阻擋材料為中間摻雜層15之客體材料;當發光主體材料13h之比例小於50%時,發光主體材料13h為中間摻雜層15之客體材料,電子阻擋材料為中間摻雜層15之主體材料。可根據不同之材料比例選擇相應之製備工藝來製備中間摻雜層15,本發明實施型態並不作具體限定。
在一實施型態中,發光主體材料13h之比例為50%。如此設置,一方面保證中間摻雜層15之HOMO能階與發光層13之HOMO能階較為接近,較佳地緩衝陽極21與發光層13之間之HOMO能階差,另一方面保證中間摻雜層15具有較強的電子阻擋能力,可有效地阻擋電子,從而使得中間摻雜層15之綜合性能較佳。
在一實施型態中,中間摻雜層15之厚度表示為E,其中,0.1nm
Figure 108103639-A0101-12-0020-38
E
Figure 108103639-A0101-12-0020-39
30nm。
在本發明之實施型態中,有機發光二極體10之第一電極11及第二電極12構成光學微共振腔,即光學微腔。第一電極11、第二電極12以及第一電極11與第二電極12之間各個膜層之厚度之和為該光學微腔之腔長。在該光學微腔中,當光線之波長λ滿足
Figure 108103639-A0101-12-0020-10
時,光線之出射強度會被增強,其他波長之光線之出射強度將會被減弱。其中,k*λ=2Leff,k為微腔級數,nm及dm分別為微腔中第m層之折射率及厚度,θ0為發光角度, Leff為有效光程,Φ1(λ)及Φ2(λ)分別為第一電極11及第二電極12之反射相移。中間摻雜層15之厚度E可根據有機發光二極體10之發光層13發出之光線之波長調節,使有機發光二極體10之光學微腔之腔長滿足上述公式,從而使有機發光二極體10發出之光線滿足有機發光二極體10之色彩要求。示例性地,可設置中間摻雜層15之厚度E為5nm、10nm或20nm等。
藉由設置中間摻雜層15之厚度E為0.1nm
Figure 108103639-A0101-12-0021-40
E
Figure 108103639-A0101-12-0021-41
30nm,可保證有機發光二極體10具有較小的厚度,從而在將該有機發光二極體應用於顯示面板時,保證顯示面板具有較小的厚度。
在一實施型態中,發光主體材料13h包含4,4-N,N-二咔唑聯苯、9,10-二萘基蒽、4,4',4"-N,N',N"-三(3-苯基咔唑)苯胺、3,5-N,N'-二咔唑苯及4,4'-N,N'-二咔唑-2,2'-二甲基聯苯中之至少一種;電子阻擋材料140包含4,4'-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]及4,4',4"-三(咔唑-9-基)三苯胺中之至少一種。
上述僅示例性地列舉幾種發光顏色為藍色之發光主體材料13h及幾種電子阻擋材料140,並非對本發明實施型態提供之有機發光二極體10之限定。在其他實施方式中,亦可根據有機發光二極體10之實際需求,設置中間摻雜層15中之發光主體材料13h及電子阻擋材料140。示例性地,電子阻擋材料亦可採用N,N,-二苯基-N,N,-(1-萘基)-1,1'-聯苯-4,4'-二胺(NPB)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯並咪唑-2-基)苯(TPBi),本發明實施型態對此不作限定。
圖5表示本發明一實施型態提供之又一種有機發光二極體 之結構示意圖。參照圖5,該有機發光二極體10進一步可包含第一載流子功能層16及第二載流子功能層17。第一載流子功能層16位於發光層13與第二電極12之間,第二載流子功能層17位於第一電極11與電子阻擋層14之間。
其中,第一載流子功能層16可為電子型之輔助功能層,用於提升電子之傳輸及注入效率,並且阻擋電洞由發光層13向第二電極12一側傳輸。第一載流子功能層16可具有多層結構,示例性地,可包含電子注入層163、電子傳輸層162及電洞阻擋層161。第二載流子功能層17可為電洞型之輔助功能層,用於提升電洞之傳輸及注入效率。第二載流子功能層17亦可具有多層結構,示例性地,可包含電洞注入層171及電洞傳輸層172。
第一載流子功能層16及第二載流子功能層17可採用所屬技術領域中具有通常知識者習知之任意一種或多種材料,本發明實施型態對此不作限定。
在一實施型態中,該有機發光二極體10進一步可包含光取出層,光取出層位於該有機發光二極體10之出光側,用於提高出光效率。該光取出層之結構可為所屬技術領域中具有通常知識者習知之任一種結構,本發明實施型態對此不作限定。
圖6表示本發明一實施型態提供之一種顯示面板之結構示意圖。參照圖6,該顯示面板20包含:基板21,以及位於基板21一側呈陣列排布之多個像素單元22;其中,至少部分像素單元22包含上述實施方式提供之任一種有機發光二極體。因此,該顯示面板20亦具有上述有 機發光二極體所具有之功效,於此不再贅述。
其中,基板21可為陣列基板,用於驅動像素單元22發光。
示例性地,圖6示出行方向X及列方向Y(圖6示出之行方向X及列方向Y所在之平面即為基板21所在之平面),且示出呈7列4行排布之像素單元22,每個像素單元22可包含一個藍色子像素221、一個紅色子像素222及一個綠色子像素223;同時,每個像素單元22中之子像素皆沿列方向Y按照藍色子像素221、紅色子像素222及綠色子像素223之順序排列,此皆僅為對本實施型態提供之顯示面板20之示例性說明,而非限定。在其他實施方式中,可根據顯示面板20之實際需求,設置像素單元22之陣列排布方式,以及每個像素單元22中藍色子像素221、紅色子像素222及綠色子像素223之個數以及排布方式,本發明實施型態對此不作限定。
其中,每個像素單元22中至少一個子像素可採用上述實施方式提供之任一種有機發光二極體之結構。示例性地,藍色子像素221可採用上述實施方式提供之任一種有機發光二極體之結構,或者,三個子像素皆採用上述實施方式提供之任一種有機發光二極體之結構。
示例性地,圖7係沿圖6中G1-G2之剖面結構示意圖。結合圖6及圖7,該像素單元22中之三個子像素(包含藍色子像素221、紅色子像素222及綠色子像素223)皆包含沿垂直方向Z(垂直方向Z為垂直於行方向X及列方向Y所在之平面之方向)層疊設置之第一電極11、第二載流子功能層17、電子阻擋層14、中間摻雜層15、發光層13、第一載流子功 能層16及第二電極12。其中,藍色子像素221、紅色子像素222及綠色子像素223中之發光層13包含發光主體材料及發光客體材料時,每個子像素之發光主體材料可相同,亦可不同,可根據顯示面板20之實際需求設置,本發明實施型態對此不作限定。
在一實施型態中,亦可根據顯示面板20之顯示需求,設置多個像素單元22中之預設位置之像素單元22採用上述有機發光二極體之結構。該預設位置之像素單元22可根據顯示面板20之實際需求設置,本發明實施型態對此不作限定。
本發明實施型態對於顯示面板20之具體類型不作限定,本發明實施型態揭露之技術手段可應用於任意有關電子及電洞之傳輸過程之顯示面板。示例性地,顯示面板可為OLED顯示面板、量子點發光二極體(Quantum Dot Light Emitting Diodes,QLED)顯示面板或所屬技術領域中具有通常知識者習知之其他類型之顯示面板。
本發明實施型態進一步提供一種顯示裝置。圖8係本發明一實施型態提供之一種顯示裝置之結構示意圖。參照圖8,該顯示裝置30包含上述實施方式提供之顯示面板20,因此該顯示裝置30亦具有上述顯示面板20所具有之功效,從而,該顯示裝置30亦具有上述有機發光二極體所具有之功效,可參照上文理解,於此不再贅述。
示例性地,該顯示裝置30可為手機、平板電腦或所屬技術領域中具有通常知識者習知之其他電子顯示裝置,本發明實施型態對此不作限定。
本發明要求在2018年09月30日提交中國專利局、申請號 為201811160045.X之中國專利申請之優先權,該申請之全部內容藉由引用結合在本發明中。
上述僅為本發明之較佳實施型態及其所運用之技術原理。在不脫離本發明構思之情況下,所屬技術領域中具有通常知識者能夠進行各種明顯的變化、重新調整、相互結合及替代。而本申請之保護範圍由所附之申請專利範圍之保護範圍決定。
10‧‧‧有機發光二極體
11‧‧‧第一電極
12‧‧‧第二電極
13‧‧‧發光層
13h‧‧‧發光主體材料
13d‧‧‧發光客體材料
14‧‧‧電子阻擋層
140‧‧‧電子阻擋材料

Claims (9)

  1. 一種有機發光二極體,其特徵係包含:第一電極;第二電極,前述第一電極與前述第二電極相對設置;發光層,前述發光層位於前述第一電極與前述第二電極之間;及電子阻擋層,前述電子阻擋層位於前述發光層與前述第一電極之間,前述電子阻擋層之LUMO能階高於前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階,且前述電子阻擋層之LUMO能階與前述發光層中之發光主體材料之LUMO能階的第一能階差表示為A,A
    Figure 108103639-A0305-02-0029-1
    0.4eV;中間摻雜層,前述中間摻雜層位於前述發光層與前述電子阻擋層之間;前述中間摻雜層之材料包含發光主體材料及電子阻擋材料,前述中間摻雜層中之發光主體材料與前述發光層中之發光主體材料相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,前述電子阻擋層之HOMO能階高於前述發光層中之發光主體材料之HOMO能階,且前述電子阻擋層之HOMO能階與前述發光層中之發光主體材料之HOMO能階之間的第二能階差表示為B, B
    Figure 108103639-A0305-02-0030-2
    0.2eV。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,前述電子阻擋層之厚度表示為C,3nm
    Figure 108103639-A0305-02-0030-3
    C
    Figure 108103639-A0305-02-0030-4
    20nm。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,前述電子阻擋層之材料包含芳香族胺衍生物。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,在前述中間摻雜層中,前述發光主體材料之體積與前述電子阻擋材料之體積之和表示為S,前述發光主體材料之體積表示為X,20%
    Figure 108103639-A0305-02-0030-5
    X/S
    Figure 108103639-A0305-02-0030-6
    80%。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,前述中間摻雜層之厚度表示為E,0.1nm
    Figure 108103639-A0305-02-0030-7
    E
    Figure 108103639-A0305-02-0030-8
    30nm。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之有機發光二極體,其中,前述發光主體材料包含4,4-N,N-二咔唑聯苯、9,10-二萘基蒽、4,4',4"-N,N',N"-三(3-苯基咔唑)苯胺、3,5-N,N'-二咔唑苯及4,4'-N,N'-二咔唑-2,2'-二甲基聯苯中之至少一種;前述電子阻擋材料包含4,4’-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]及4,4',4"-三(咔唑-9-基)三苯胺中之至少一種。
  8. 一種顯示面板,其特徵係包含基板,以及位於前述基板一側呈陣列排布之多個像素單元; 其中,至少部分前述像素單元包含申請專利範圍第1至7項中任一項所記載之有機發光二極體。
  9. 一種顯示裝置,其特徵係包含申請專利範圍第8項所記載之顯示面板。
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