TWI706560B - 有機發光二極體顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種有機發光二極體顯示裝置包含基板、第一、第二電極、第一、第二有機層、共同發光層與第一、第二發光層。基板、第一電極、第一有機層與共同發光層依序堆疊。第一、第二發光層分別設置於共同發光層上。共同發光層與第一發光層發射相同的原色光，共同發光層作為第二發光層的電子阻擋層或電洞阻擋層，共同發光層與第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有第一能障，共同發光層與第一發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有第二能障。第二有機層設置於第一發光層與第二發光層上。第二電極設置於第二有機層上。

Description

有機發光二極體顯示裝置

本發明是有關於一種有機發光二極體顯示裝置。

有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)為採用發光性之有機化合物的發光元件，具有自發光特性，且其薄型化、顯示品質以及省電特性皆優於液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)。由於有機發光二極體具有廣視角、高反應速度、超薄等特性，使得有機發光二極體面板應用範圍愈來愈廣泛。

有機發光二極體為藉由電子電洞於發光層中結合而發光。隨著有機發光二極體研究的進步，有人提出在發光層兩側各添加一層阻擋層，希望可以將電子電洞侷限在發光層，增加電子電洞在發光層中結合的機會，此方法確實可以有效的增加元件的發光效率，唯獨這樣的結構會導致多了兩層疊構，且增加材料以及機台的費用的問題。

本發明之一技術態樣是在提供一種有機發光二極體顯示裝置，用以提升其發光效率並簡化製程。

根據本發明一實施方式，一種有機發光二極體顯示裝置包含基板、第一電極、第一有機層、共同發光層、第一發光層、第二發光層、第二有機層以及第二電極。第一電極設置於基板上。第一有機層設置於第一電極上。共同發光層設置於第一有機層上。第一發光層與第二發光層分別設置於共同發光層上，其中共同發光層與第一發光層發射相同的原色光，第一發光層與第二發光層發射不同的原色光，共同發光層作為第二發光層的電子阻擋層或電洞阻擋層，共同發光層的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能階與第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有第一能障，共同發光層的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能階與第一發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有第二能障。第二有機層設置於第一發光層與第二發光層上。第二電極設置於第二有機層上。

於本發明之一或多個實施方式中，第一能障之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，第二能障之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，共同發光層的最低未占分子軌域的能階與第一有機層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，第一發光層的最高占據分子軌域的能階與第二有機層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，共同發光層的最低未占分子軌域的能階與第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，第二發光層的最高占據分子軌域的能階與第二有機層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於約0.3eV。

於本發明之一或多個實施方式中，共同發光層與第一發光層為藍色發光層，第二發光層為紅色發光層或綠色發光層。

於本發明之一或多個實施方式中，共同發光層與第一發光層的摻雜發光材料相同。

於本發明之一或多個實施方式中，共同發光層作為第二發光層的電子傳輸層或電洞傳輸層。

本發明上述實施方式藉由使共同發光層的最高占據分子軌域的能階與第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差夠大而形成第一能障，於是自第一電極與第一有機層傳輸而進入共同發光層的電洞將會因為無法通過第一能障而被阻擋於共同發光層與第一發光層的介面之間；藉由使共同發光層的最低未占分子軌域的能階與第一發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差夠大而形成第二能障，於是自第二電極、第二有機層傳輸而進入第一發 光層的電子將會因為無法通過第二能障而被阻擋於共同發光層與第一發光層的介面之間。於是，電子與電洞將會在共同發光層與第一發光層的介面結合，因而提升有機發光二極體顯示裝置的發光效率，同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層，因而得以簡化製程。

100:有機發光二極體顯示裝置

110:基板

120:第一電極

130:第一有機層

121、131、132、141、142、151、152、161、162、171、172、182:能階

140:共同發光層

150:第一發光層

160、160a、160b:第二發光層

170:第二有機層

180:第二電極

B1:第一能障

B2:第二能障

D1、D2、D3、D4:能階差

第1圖繪示依照本發明一實施方式的有機發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。

第2圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置的能階示意圖。

第3圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置的另一能階示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依照本發明一實施方式的有機發光二極體顯示裝置100的剖面示意圖。本發明不同實施方式提供一種有機發光二極體顯示裝置100。具體而言，有機發光二極體顯示裝置100可為傳統式有機發光二極體顯示裝置、倒置型有機發光二極體顯示裝置、穿透式有機發光二極體顯示裝置、上發光型有機發光二極體顯示裝置、下發光型有機發光二極體顯示裝置、串聯式有機發光二極體顯示裝置或可撓曲式有機發光二極體顯示裝置。

如第1圖所繪示，一種有機發光二極體顯示裝置100包含基板110、第一電極120、第一有機層130、共同發光層140、第一發光層150、第二發光層160、第二有機層170以及第二電極180。第一電極120設置於基板110上。第一有機層130設置於第一電極120上。共同發光層140設置於第一有機層130上。第一發光層150與第二發光層160分別設置於共同發光層140上，其中共同發光層140與第一發光層150發射相同的原色光，第一發光層150與第二發光層160發射不同的原色光。第二有機層170設置於第一發光層150與第二發光層160上。第二電極180設置於第二有機層170上。具體而言，第一電極120可包含複數個電極分支120b，分別對應於第一發光層150與第二發光層160。

第2圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置100的能階示意圖。如第2圖所繪示，共同發光層140的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能階141與第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間具有第一能障B1，共同發光層140的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能階142與第一發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間具有第二能障B2。

藉由使共同發光層140的最高占據分子軌域的能階141與第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間的能階差夠大而形成第一能障B1，於是自第一電極120與第一有機層130傳輸而進入共同發光層140的電洞將會因為無法通過第一能障B1而被阻擋於共同發光層140與第一發光層150的介面之間；藉由使共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第一發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間的能階差夠大而形成第二能障B2，於是自第二電極180、第二有機層170傳輸而進入第一發光層150的電子將會因為無法通過第二能障B2而被阻擋於共同發光層140與第一發光層150的介面之間。於是，電子與電洞將會在共同發光層140與第一發光層150的介面結合，因而提升有機發光二極體顯示裝置100的發光效率，同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層，因而得以簡化製程。

具體而言，第一能障B1之絕對值大於或等於約0.3eV，第二能障B2之絕對值大於或等於約0.3eV。應了解到，以上所舉之第一能障B1與第二能障B2的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術 領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇第一能障B1與第二能障B2的具體實施方式。

進一步來說，因為有機發光二極體顯示裝置100包含發射相同原色光的共同發光層140與第一發光層150，由於這個多層結構的關係，所以電子電洞結合而形成激子後回到基態的發光區域範圍變大了，因此將可避免激子產生於發光層與傳輸層之間而損失的情況，於是得以提升發光效率。

如第1圖所繪示，共同發光層140與第一發光層150可為藍色發光層，第二發光層160可為紅色發光層或綠色發光層。更具體地說，第二發光層160a可為紅色發光層，第二發光層160b可為綠色發光層。

如第2圖所繪示，在共同發光層140與第一發光層150為藍色發光層時，由於共同發光層140與第一發光層150之間具有第一能障B1與第二能障B2，同時共同發光層140與第一發光層150為一多層結構，因此有機發光二極體顯示裝置100的藍色光發光效率將能有效提升，因而彌補現在業界在藍色材料開發上的不足。

第3圖繪示第1圖的有機發光二極體顯示裝置100的另一能階示意圖。如第3圖所繪示，共同發光層140可作為第二發光層160的電子阻擋層與電洞傳輸層，或者共同發光層140可作為第二發光層160的電子傳輸層與電洞阻擋層。

在本實施方式中，共同發光層140作為第二發光層160的電子阻擋層與電洞傳輸層，而藉由使共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第二發光層160的最低未占分子軌域的能階162之間的能階差D1之絕對值大於或等於約0.3eV可以實現電子阻擋層的功能(即形成能障於能階142、162之間)。

具體而言，電洞將自第一電極120傳輸而通過第一有機層130與共同發光層140進而進入第二發光層160，而自第二電極180、第二有機層170傳輸而進入第二發光層160的電子將會因為無法通過共同發光層140而被阻擋於第二發光層160，於是電子與電洞將會在第二發光層160結合而發光。因為共同發光層140作為電子阻擋層與電洞傳輸層，因此將不需額外製作電子阻擋層與電洞傳輸層，因而得以簡化製程。

如第2圖所繪示，第一有機層130可作為共同發光層140的電子阻擋層或電洞阻擋層。在本實施方式中，第一有機層130作為共同發光層140的電子阻擋層，而這可以藉由使共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第一有機層130的最低未占分子軌域的能階132之間的能階差D2之絕對值大於或等於約0.3eV來實現(即形成能障於能階132、142之間)。

於是，自第二電極180傳輸而通過第二有機層170、第一發光層150進而進入共同發光層140的電子將會因 為無法通過第一有機層130而被阻擋於共同發光層140，電子與電洞將會在共同發光層140結合，進而提升發光效率。

具體而言，第二有機層170可作為第一發光層150的電子阻擋層或電洞阻擋層。在本實施方式中，第二有機層170作為第一發光層150的電洞阻擋層，而這可以藉由使第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151與第二有機層170的最高占據分子軌域的能階171之間的能階差D3之絕對值大於或等於約0.3eV來實現(即形成能障於能階151、171之間)。

於是，自第一電極120傳輸而通過第一有機層130、共同發光層140進而進入第一發光層150的電洞將會因為無法通過第二有機層170而被阻擋於第一發光層150，電子與電洞將會在第一發光層150結合，進而提升發光效率。

具體而言，共同發光層140與第一發光層150的摻雜發光材料相同。於是，無論電子電洞結合而形成激子的位置在共同發光層140或第一發光層150，共同發光層140或第一發光層150皆會發射相同顏色之光線，也就不會有色偏差的問題。

如第3圖所繪示，第二有機層170可作為第二發光層160的電子阻擋層或電洞阻擋層。在本實施方式中，第二有機層170作為第二發光層160的電洞阻擋層，而這可以藉由使第二發光層160的最高占據分子軌域的能階161與第二有機層170的最高占據分子軌域的能階171之間的能階差D4之絕對值大於或等於約0.3eV來實現(即 形成能障於能階161、171之間)。於是，自第一電極120傳輸而通過第一有機層130、共同發光層140進而進入第二發光層160的電洞將會因為無法通過第二有機層170而被阻擋於第二發光層160，於是電子與電洞將會在第二發光層160結合而發光，並且得以有效提升發光效率。

具體而言，基板110可作為上基板或下基板，第一電極120可作為上電極或下電極，第二電極180可作為上電極或下電極。更具體地說，在第二電極180作為下電極時，第二電極180可包含複數個電極分支，分別對應於第一發光層150與第二發光層160。應了解到，以上所舉之基板110、第一電極120與第二電極180的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇基板110、第一電極120與第二電極180的具體實施方式。

在本實施方式中，第一電極120的最高占據分子軌域的能階121可大於第一有機層130的最高占據分子軌域的能階131。第一有機層130的最高占據分子軌域的能階131可大於共同發光層140的最高占據分子軌域的能階141。共同發光層140的最高占據分子軌域的能階141可大於第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151。第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151可大於第二有機層170的最高占據分子軌域的能階171。第一有機層130的最低未占分子軌域的能階132可大於共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142。共同發光層140的最 低未占分子軌域的能階142可大於第一發光層150的最低未占分子軌域的能階152。第一發光層150的最低未占分子軌域的能階152可大於第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172。第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172可大於第二電極180的最低未占分子軌域的能階182。共同發光層140的最高占據分子軌域的能階141可大於第二發光層160的最高占據分子軌域的能階161。第二發光層160的最高占據分子軌域的能階161可大於第二有機層170的最高占據分子軌域的能階171。共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142可大於第二發光層160的最低未占分子軌域的能階162。第二發光層160的最低未占分子軌域的能階162可大於第二有機層170的最低未占分子軌域的能階172。

本發明上述實施方式藉由使共同發光層140的最高占據分子軌域的能階141與第一發光層150的最高占據分子軌域的能階151之間的能階差夠大而形成第一能障B1，於是自第一電極120與第一有機層130傳輸而進入共同發光層140的電洞將會因為無法通過第一能障B1而被阻擋於共同發光層140與第一發光層150的介面之間；藉由使共同發光層140的最低未占分子軌域的能階142與第一發光層150的最低未占分子軌域的能階152之間的能階差夠大而形成第二能障B2，於是自第二電極180、第二有機層170傳輸而進入第一發光層150的電子將會因為無法通過第二能障B2而被阻擋於共同發光層140與第一發光層150的介面之 間。於是，電子與電洞將會在共同發光層140與第一發光層150的介面結合，因而提升有機發光二極體顯示裝置100的發光效率，同時因為不需額外製作電子阻擋層與電洞阻擋層，因而得以簡化製程。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:有機發光二極體顯示裝置

120:第一電極

121、131、132、141、142、151、152、171、172、182:能階

130:第一有機層

140:共同發光層

150:第一發光層

170:第二有機層

180:第二電極

B1:第一能障

B2:第二能障

D2、D3:能階差

Claims (10)

1. 一種有機發光二極體顯示裝置，包含：一基板；一第一電極，設置於該基板上；一第一有機層，設置於該第一電極上；一共同發光層，設置於該第一有機層上；一第一發光層與一第二發光層，共平面地設置於該共同發光層上，其中該共同發光層與該第一發光層發射相同的原色光，該第一發光層與該第二發光層發射不同的原色光，該共同發光層作為該第二發光層的電子阻擋層或電洞阻擋層，該共同發光層的最高占據分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能階與該第一發光層的最高占據分子軌域的能階之間具有一第一能障，該共同發光層的最低未占分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能階與該第一發光層的最低未占分子軌域的能階之間具有一第二能障；一第二有機層，設置於該第一發光層與該第二發光層上；以及一第二電極，設置於該第二有機層上。
2. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一能障之絕對值大於或等於0.3eV。
3. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第二能障之絕對值大於或等於0.3eV。
4. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該共同發光層的最低未占分子軌域的能階與該第一有機層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於0.3eV。
5. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一發光層的最高占據分子軌域的能階與該第二有機層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於0.3eV。
6. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該共同發光層的最低未占分子軌域的能階與該第二發光層的最低未占分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於0.3eV。
7. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第二發光層的最高占據分子軌域的能階與該第二有機層的最高占據分子軌域的能階之間的能階差之絕對值大於或等於0.3eV。
8. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該共同發光層與該第一發光層為藍色發光層，該第二發光層為紅色發光層或綠色發光層。
9. 如請求項8所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該共同發光層與該第一發光層的摻雜發光材料相同。
10. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該共同發光層作為該第二發光層的電子傳輸層或電洞傳輸層。

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