TWI814124B - 有機發光二極體及包含其之有機發光裝置 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光二極體，包含第一電極、面對第一電極的第二電極以及第一發光材料層，第一發光材料層包含第一化合物、第二化合物及第三化合物並位於第一及第二電極之間，其中第二化合物的起始波長大於第一化合物的起始波長且小於第三化合物的起始波長，第二化合物的最大發射波長小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長，第二及第三化合物各自的半高寬小於第一化合物的半高寬。

Description

有機發光二極體及包含其之有機發光裝置
本發明係關於有機發光二極體，尤其係關於具有優異的發光特性之有機發光二極體及包含此有機發光二極體的有機發光裝置。
近來，對於具有小佔位面積之平板顯示裝置的需求增加。在平板顯示裝置之中，包含有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)且可被稱為有機電致發光裝置(organic electroluminescent device)之有機發光顯示裝置之技術正迅速發展。
有機發光二極體藉由將來自作為電子注入電極之陰極的電子以及來自作為電洞注入電極之陽極的電洞注入發光材料層中，電子與電洞結合產生激子，並激子從激發態轉變為基態，進而發出光線。
在有機發光二極體的發光材料層中的發光材料可分為磷光材料、螢光材料及延遲螢光材料。延遲螢光材料及磷光材料各自較螢光材料具有較寬的半高寬(full width at half maximum，FWHM)，而螢光材料較延遲螢光材料及磷光材料具有較低的發光效率。
因此，本發明實施例係針對有機發光二極體及有機發光裝置，其實質上消除了與先前技術之限制及缺點相關的一或多個問題。
額外特徵及態樣將闡述於以下描述中，部分將透過以下描述而顯而易見，或可藉由實施本文所提供之發明概念而習得。本發明概念之其他特徵及態樣可由說明書中特別指出之結構或其衍生以及申請專利範圍及圖式來實現並獲得。
為了達成本發明實施例之這些及其他優點，如於此所實施並廣泛描述，在一態樣中，一種有機發光二極體包含：第一電極；第二電極，面對第一電極；以及第一發光材料層，包含第一化合物、第二化合物及第三化合物並位於第一及第二電極之間，其中第二化合物的起始波長大於第一化合物的起始波長且小於第三化合物的起始波長，第二化合物的最大發射波長小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長，並且第二及第三化合物各自的半高寬小於第一化合物的半高寬。
在另一態樣中，一種有機發光裝置包含：基板；以及有機發光二極體，設置於基板或設置於基板之上，有機發光二極體包含：第一電極；第二電極，面對第一電極；以及第一發光材料層，包含第一化合物、第二化合物及第三化合物並位於第一及第二電極之間，其中第二化合物的起始波長大於第一化合物的起始波長且小於第三化合物的起始波長，第二化合物的最大發射波長小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長，並且第二及第三化合物各自的半高寬小於第一化合物的半高寬。
應理解，上述概略描述與下述詳細描述皆為示例性且解釋性的，並旨在提供所請發明概念之進一步解釋。
以下詳細參考本發明之示例與較佳的實施例，其繪示於附圖中。
本發明係關於有機發光二極體以及包含此有機發光二極體的有機發光裝置，在有機發光二極體中延遲螢光材料、磷光材料及螢光材料應用於單一發光材料層或相鄰發光材料層。舉例而言，有機發光裝置可為有機發光顯示裝置或有機發光裝置(organic lightening device)。作為一示例，以下主要說明包含本發明之有機發光二極體的顯示裝置之有機發光顯示裝置。
圖1為本發明之有機發光顯示裝置的電路示意圖。
如圖1所示，有機發光顯示裝置包含閘極線路GL、資料線路DL、電源線路PL、開關薄膜電晶體Ts、驅動薄膜電晶體Td、儲存電容器Cst及有機發光二極體D。閘極線路GL及資料線路DL彼此相交以界定出像素區域P。像素區域可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域。
關薄膜電晶體Ts連接於閘極線路GL及資料線路DL，驅動薄膜電晶體Td及儲存電容器Cst連接於開關薄膜電晶體Ts及電源線路PL。有機發光二極體D連接於驅動薄膜電晶體Td。
在有機發光顯示裝置中，當開關薄膜電晶體Ts由透過閘極線路GL施加的閘極訊號開啟時，來自資料線路DL的資料訊號會施加於驅動薄膜電晶體Td的閘極電極及儲存電容器Cst的一電極。
當驅動薄膜電晶體Td由資料訊號開啟時，電流會從電源線路PL供應至有機發光二極體D。因此，有機發光二極體D會發出光線。在此情況下，當驅動薄膜電晶體Td開啟時，確定從電源線路PL施加於有機發光二極體D之電流的水平，而使得有機發光二極體D能產生灰階。
儲存電容器Cst用以在開關薄膜電晶體Ts關閉時維持驅動薄膜電晶體Td的閘極電極的電壓。因此，即使開關薄膜電晶體Ts關閉，從電源線路PL施加於有機發光二極體D的電流之水平仍可維持至下一幀(frame)。
因此，有機發光顯示裝置會顯示出期望的影像。
圖2為根據本發明第一實施例之有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
如圖2所示，有機發光顯示裝置100包含基板110、薄膜電晶體Tr以及連接於薄膜電晶體Tr的有機發光二極體D。
基板110可為玻璃基板或可撓性基板。舉例而言，可撓性基板可為聚醯亞胺(PI)基板、聚醚碸(PES)基板、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板或聚碳酸酯(PC)基板。
緩衝層122形成於基板上，薄膜電晶體Tr形成於緩衝層122上。緩衝層122可被省略。
半導體層120形成於緩衝層122上。半導體層120可包含氧化物半導體材料或多晶矽。
當半導體層120包含氧化物半導體材料時，光遮蔽圖案(未繪示)可形成於半導體層120之下。光遮蔽圖案可遮蔽或阻擋入射至半導體層120的光，進而能防止半導體層120的熱降解。另一方面，當半導體層120包含多晶矽時，雜質可摻雜至半導體層120的兩側。
閘極絕緣層124形成於半導體層120上。閘極絕緣層124可由例如氧化矽或氮化矽之無機絕緣材料形成。
由導電材料(例如金屬)形成之閘極電極130形成於閘極絕緣層124上以對應半導體層120的中心。在圖2中，閘極絕緣層124形成於基板110的整個表面。或者，閘極絕緣層124可被圖案化以具有與閘極電極130相同的形狀。
由絕緣材料形成之層間絕緣層132形成於閘極電極130上。層間絕緣層132可由無機絕緣材料或有機絕緣材料形成，無機絕緣材料例如氧化矽或氮化矽，有機絕緣材料例如苯并環丁烯或光丙烯酸樹脂(photo-acryl)。
層間絕緣層132包含暴露半導體層120的兩側的第一及第二接觸孔134及136。第一及第二接觸孔134及136位於閘極電極130的兩側以與閘極電極130分隔開來。第一及第二接觸孔134及136形成為穿過閘極絕緣層124。或者，當閘極絕緣層124被圖案化而具有與閘極電極130相同的形狀時，第一及第二接觸孔134及136形成為僅穿過層間絕緣層132。
由導電材料(例如金屬)形成之源極電極144和汲極電極146形成於層間絕緣層132上。源極電極144和汲極電極146相對閘極電極130彼此分隔開來並分別透過第一及第二接觸孔134及136接觸半導體層120的兩側。
半導體層120、閘極電極130、源極電極144和汲極電極146構成薄膜電晶體Tr。薄膜電晶體Tr作為驅動元件。亦即，薄膜電晶體Tr為(圖1的)驅動薄膜電晶體Td。
在薄膜電晶體Tr中，閘極電極130、源極電極144和汲極電極146位於半導體層120之上。亦即，薄膜電晶體Tr具有共平面結構。或者，在薄膜電晶體Tr中，閘極電極可位於半導體層之下，源極和汲極電極可位於半導體層之上，而使得薄膜電晶體Tr可具有反向堆疊結構(inverted staggered structure)。在此情況下，半導體層可包含非晶矽。
儘管未繪示，但閘極線路及資料線路彼此相交以界定出像素區域，開關薄膜電晶體形成為連接於閘極線路及資料線路。開關薄膜電晶體連接於作為驅動元件的薄膜電晶體Tr。此外，可進一步形成電源線路及儲存電容器，電源線路可形成為與閘極線路及資料線路之一者平行且分隔開來，儲存電容器用以在一像素格(one frame)中維持薄膜電晶體Tr的閘極電極的電壓。
平坦化層150形成於基板110的整個表面上以覆蓋源極電極144和汲極電極146。平坦化層150提供平坦的頂面並具有暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極146的汲極接觸孔152。
有機發光二極體D設置於平坦化層150上，並包含第一電極210、發光層220及第二電極230，其中第一電極210連接於薄膜電晶體Tr的汲極電極146。發光層220及第二電極230依序堆疊於第一電極210上。有機發光二極體D設置於各紅色、綠色及藍色像素區域中並分別發出紅色、綠色及藍色光。
第一電極210分別形成於各像素區域中。第一電極210可為陽極並可由具有相對高功函數的導電材料形成，例如透明導電氧化物(TCO)。舉例而言，第一電極210可由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦銅(ICO)或氧化鋁鋅(Al：ZnO，AZO)形成。
當有機發光顯示裝置100以底部發光型(bottom-emission type)運作時，第一電極210可具有透明導電氧化物之單層結構。當有機發光顯示裝置100以頂部發光型(top-emission type)運作時，反射電極或反射層可形成於第一電極210之下。舉例而言，反射電極或反射層可由銀(Ag)或鋁鈀銅(APC)合金形成。在此情況下，第一電極210可具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO之三層結構。
此外，堤層160形成於平坦化層150上以覆蓋第一電極210的邊緣。亦即，堤層160位於像素區域的邊界處並暴露位於像素區域中之第一電極210的中心。
作為發光單元之發光層220形成於第一電極210上。發光層220可具有包含發光材料之發光材料層(emitting material layer，EML)之單層結構。為了提升有機發光顯示裝置的發光效率，發光層220可具有多層結構。舉例而言，發光層220可包含電洞注入層(hole injection layer，HIL)、電洞傳輸層(hole transporting layer，HTL)、電子阻擋層(electron blocking layer，EBL)、電洞阻擋層(hole blocking layer，HBL)、電子傳輸層(electron transporting layer，ETL)及電子注入層(electron injection layer，EIL)。電洞注入層、電洞傳輸層及電子阻擋層依序設置於第一電極210及發光材料層之間，電洞阻擋層、電子傳輸層及電子注入層依序設置於發光材料層及第二電極230之間。此外，發光材料層可具有單層結構或多層結構。再者，二或更多個發光層可彼此分隔設置，而使得有機發光二極體D具有串聯結構(tandem structure)。
第二電極230可形成於形成有發光層220的基板110之上。第二電極230覆蓋顯示區域的整個表面，並可由具有相對低功函數的導電材料形成以作為陰極。舉例而言，第二電極230可由鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、銀(Ag)或是其合金或組合形成。在頂部發光型之有機發光顯示裝置100中，第二電極230可具有薄的外形(小的厚度)以提供光透射特性(或半透射特性)。
儘管未繪示，但有機發光顯示裝置100可對應紅色、綠色及藍色像素區域而具有彩色濾光器。舉例而言，當具有串聯結構且發出白光之有機發光二極體D形成至所有紅色、綠色及藍色像素區域時，紅色濾光圖案、綠色濾光圖案及藍色濾光圖案可分別形成於紅色、綠色及藍色像素區域中，進而提供全彩顯示器。當有機發光顯示裝置100以底部發光型運作時，彩色濾光器可設置於有機發光二極體D及基板110之間，例如層間絕緣層132及平坦化層150之間。或者，當有機發光顯示裝置100以頂部發光型運作時，彩色濾光器可設置於有機發光二極體D之上，例如第二電極230之上。
封裝膜170形成於第二電極230上以防止水氣滲透至有機發光二極體D。封裝膜170包含依序堆疊的第一無機絕緣層172、有機絕緣層174及第二無機絕緣層176，但不限於此。
有機發光顯示裝置100可更包含偏光板(未繪示)以減少環境光反射。舉例而言，偏光板可為圓形偏光板。在底部發光型之有機發光顯示裝置100中，偏光板可設置於基板110之下。在頂部發光型之有機發光顯示裝置100中，偏光板可設置於封裝膜170或設置於封裝膜170之上。
此外，在頂部發光型之有機發光顯示裝置100中，覆蓋窗(未繪示)可附接於封裝膜170或偏光板上。在此情況下，基板110及覆蓋窗具有可撓性，進而提供可撓性有機發光顯示裝置。
圖3為根據本發明第二實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖3所示，有機發光二極體D1包含彼此面對的第一電極210及第二電極230以及位於它們之間的發光層220。發光層220包含發光材料層240。(圖2之)有機發光顯示裝置100可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域，有機發光二極體D1可位於各紅色、綠色及藍色像素區域中。
第一電極210可為陽極，第二電極230可為陰極。
發光層220可更包含位於第一電極210及發光材料層240之間的電洞傳輸層260以及位於第二電極230及發光材料層240之間的電子傳輸層270之至少一者。
此外，發光層220可更包含位於第一電極210及電洞傳輸層260之間的電洞注入層250以及位於第二電極230及電子傳輸層270之間的電子注入層28之至少一者。
再者，發光層220可更包含位於電洞傳輸層260及發光材料層240之間的電子阻擋層265以及位於發光材料層240及電子傳輸層270之間的電洞阻擋層275之至少一者。
舉例而言，電洞注入層250可包含選自由4,4′,4′′-三(3-甲基苯基胺基)三苯胺(MTDATA)、4,4′,4′′-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(NATA)、4,4′,4′′-三(N-(萘-1-基)-N-苯基胺基)三苯胺(1T-NATA)、4,4′,4′′-三(N-(萘-2-基)-N-苯基胺基)三苯胺(2T-NATA)、銅酞青(CuPc)、三(4-咔唑-9-基苯基)胺(TCTA)、4,4′-二胺基-N,N′-二苯基-N,N′-雙(1-萘基)-1,1′-聯苯(NPB或NPD)、1,4,5,8,9,11-六氮聯伸三苯六腈(二吡𠯤[2,3-f:2′3′-h]喹㗁啉-2,3,6,7,10,11-六腈；HAT-CN)、1,3,5-三[4-(二苯基胺基)苯基]苯(TDAPB)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)以及2-胺基-N-(聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀所組成之群組之至少一化合物，但不限於此。電洞注入層250的厚度可為約1至30奈米(nm)。
電洞傳輸層260可包含選自由4,4′-二胺基-N,N′-二苯基-N,N′-雙(3-甲基苯基)-1,1′-聯苯(TPD)、NPB(或NPD)、4,4′-雙(N-咔唑基)-1,1′-聯苯(CBP)、聚[N,N′-雙(4-丁基苯基)-N,N′-雙(苯基)-聯苯胺](poly-TPD)、共聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)/(4,4′-(N-(4-二級丁基苯基)二苯胺))](TFB)、二[4-(N,N′-二對甲苯基胺基)苯基]環己烷(TAPC)、3,5-二(9H-咔唑-9-基)-N,N-二苯基苯胺(DCDPA)、2-胺基-N-(聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀及4-胺基-N-(聯苯-4-基)-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)聯苯所組成之群組之至少一化合物，但不限於此。電洞傳輸層260的厚度可為約10至100 nm。
電子傳輸層270可包含基於㗁二唑之化合物、基於三唑之化合物、基於啡啉之化合物、基於苯并㗁唑之化合物、基於苯并噻唑之化合物、基於苯并咪唑之化合物以及基於三𠯤之化合物之至少一者。舉例而言，電子傳輸層270可包含選自由三(8-羥喹啉)鋁(Alq 3)、2-聯苯-4-基-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-㗁二唑(PBD)、螺-PBD、喹啉鋰(Liq)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、雙(2-甲基-8-喹啉-N1,O8)-(1,1′-聯苯-4-基)鋁(Balq)、4,7-二苯基-1,10-菲啉(Bphen)、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲啉(Nbphen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啉(BCP)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-三級丁基苯基-1,2,4-三𠯤(TAZ)、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三𠯤(NTAZ)、1,3,5-三(對吡啶-3-基-苯基)苯(TpPyPB)、2,4,6-三(3′-(吡啶-3-基)聯苯-3-基)-1,3,5-三𠯤(TmPPPyTz)、交替共聚[9,9-雙(3′-((N,N-二甲基)-N-乙基銨)-丙基)-2,7-茀]/2,7-(9,9-二辛基茀)]二溴化物(PFNBr)、三(苯基喹㗁啉)(TPQ)以及氧化二苯基-4-三苯基矽基苯基膦(TSPO1)所組成之群組之至少一化合物，但不限於此。電子傳輸層270的厚度可為約10至100 nm。
電子注入層280可包含鹼金屬鹵化物及有機金屬化合物之至少一者，鹼金屬鹵化物例如LiF、CsF、NaF或BaF2，有機金屬化合物例如Liq、苯甲酸鋰或硬脂酸鈉，但不限於此。電子注入層280的厚度可為約0.1至10 nm。
電子阻擋層265位於電洞傳輸層260及發光材料層240之間以阻擋電子從發光材料層240轉移至電洞傳輸層260，電子阻擋層265可包含選自由TCTA、三[4-(二乙基胺基)苯基]胺、2-胺基-N-(聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀、TAPC、MTDATA、1,3-雙(咔唑-9-基)苯(mCP)、3,3′-雙(N-咔唑基)-1,1′-聯苯(mCBP)、CuPc、4,4′-二胺基-N,N′-雙[4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基]-N,N′-二苯基-1,1′-聯苯(DNTPD)、TDAPB、DCDPA以及2,8-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯[b,d]噻吩所組成之群組之至少一化合物，但不限於此。電子阻擋層265的厚度可為約5至30 nm。
電洞阻擋層275位於發光材料層240及電子傳輸層270之間以阻擋電洞從發光材料層240轉移至電子傳輸層270，電洞阻擋層275可包含上述電子傳輸層270之材料。舉例而言，電洞阻擋層275的材料具有小於發光材料層240的材料的最高佔有分子軌域(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)能階，並可為選自由BCP、Balq、Alq 3、PBD、螺-PBD、Liq、雙-4,6-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)、氧化雙[2-(二苯基膦基)苯基]醚(DPEPO)、9-(6-9H-咔唑-9-基)吡啶-3-基)-9H-3,9′-二咔唑以及TSPO1所組成之群組之至少一化合物，但不限於此。電洞阻擋層275的厚度可為約1至30 nm。
發光材料層240包含具有延遲螢光特性(或特徵)之第一化合物241以及具有螢光特性之第二化合物243。此外，發光材料層240可更包含第三化合物(未繪示)作為主體材料(host)。
具有延遲螢光特性之第一化合物241具有高發光效率。然而，第一化合物241具有寬的半高寬。因此，當發光材料層240中之第一化合物241作為摻雜物(即，發射體(emitter))時，有機發光二極體的色純度不佳。
為了克服上述色純度的問題，有機發光二極體D1的發光材料層240更包含具有螢光特性的第二化合物243。
第一化合物241之單重態能階與三重態能階之間的差異非常小(小於約0.3 eV)。第一化合物241的三重態激子的能量透過反向系間轉換(reverse intersystem crossing，RISC)轉變成單重態激子，而使得第一化合物241具有高量子效率。第一化合物241的單重態激子傳遞至第二化合物，並從第二化合物243產生光發射。因此，有機發光二極體D1透過第二化合物243提供具有窄的半高寬的光發射以及透過第一化合物241提供高發光效率。
亦即，請參考圖4，圖4為根據本發明第二實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖，作為主體材料(Host)之第三化合物所產生之單重態能階S1及三重態能階T1的激子傳遞至第一化合物241(TD)。由於第一化合物241之單重態能階與三重態能階之間的差異小，故第一化合物241之三重態能階T1的能量可透過反向系間轉換轉變至第一化合物241的單重態能階S1。接著，第一化合物241的單重態能階S1的激子傳遞至第二化合物243(FD)的單重態能階S1，第二化合物243提供光發射。
然而，在反向系間轉換的期間，三重態激子會停留在第一化合物241，從而可能會發生發光材料層240的熱降解及三重態激子的非發光淬滅(non-emission quenching)。因此，有機發光二極體D1的壽命及發光效率可能會降低。此外，當從第一化合物241產生光發射時，有機發光二極體D1的半高寬會增加。
圖5為根據本發明第三實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖5所示，根據本發明第三實施例之有機發光二極體D2包含彼此面對的第一電極310及第二電極330以及位於它們之間的發光層320。發光層320包含發光材料層340。(圖2之)有機發光顯示裝置100可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域，有機發光二極體D2可位於各紅色、綠色及藍色像素區域中。
第一電極310可為陽極，第二電極330可為陰極。
發光層320可更包含位於第一電極310及發光材料層340之間的電洞傳輸層360以及位於第二電極330及發光材料層340之間的電子傳輸層370之至少一者。
此外，發光層320可更包含位於第一電極310及電洞傳輸層360之間的電洞注入層350以及位於第二電極330及電子傳輸層370之間的電子注入層380之至少一者。
再者，發光層320可更包含位於電洞傳輸層360及發光材料層340之間的電子阻擋層365以及位於發光材料層340及電子傳輸層370之間的電洞阻擋層375之至少一者。
發光材料層340包含各自具有延遲螢光特性之第一化合物341及第三化合物345、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物343以及具有磷光特性之第四化合物347。發光材料層340包含第一層340a以及位於第一層340a及第二電極330之間的第二層340b。亦即，第二層340b設置於第一層340a上。第一層340a及第二層340b之一者包含第一化合物341及第二化合物343，第一層340a及第二層340b之另一者包含第三化合物345及第四化合物347。亦即，第三化合物345及第四化合物347不存在於包含第一化合物341及第二化合物343之第一層340a及第二層340b之一者，第一化合物341及第二化合物343不存在於包含第三化合物345及第四化合物347之第一層340a及第二層340b之另一者。第一化合物341與第三化合物345可為相同。
第二化合物343具有多共振結構之螢光特性或延遲螢光特性。因此，第二化合物343中存在反向系間轉換，進而第二化合物343具有窄的半高寬。
以下說明有機發光二極體D2，其中作為下層之第一層340a包含第一化合物341及第二化合物343，作為上層之第二層340b包含第三化合物345及第四化合物347。
發光材料層340包含各自具有延遲螢光特性之第一化合物341及第三化合物345、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物343以及具有磷光特性之第四化合物347，第二化合物343及第四化合物347分別包含於分開的第一層340a及第二層340b中。
第一層340a的厚度可小於第二層340b。舉例而言，第一層340a的厚度可為約50至150埃(Å)，第二層340b的厚度可為約150至250 Å。在第一層340a中之第二化合物343的重量百分比可等於或大於在第二層340b中之第四化合物347的重量百分比。舉例而言，在第一層340a中之第二化合物343的重量百分比(%)可為約1至5，較佳為約3至5。在第二層340b中之第四化合物347的重量百分比(%)可為約1至3。
第一化合物341及第三化合物345各自可由化學式1-1表示。
〔化學式1-1〕
在化學式1-1中，R1及R2各自獨立選自由H、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組。舉例而言，R1及R2各自可為三級丁基。
或者，第一化合物341及第三化合物345各自可由化學式1-2表示。
〔化學式1-2〕
在化學式1-2中，R3至R6各自獨立選自由H、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組。舉例而言，R3至R6各自可為H。
舉例而言，第一化合物341及第三化合物345各自可為化學式2中之化合物之一者。
〔化學式2〕
第二化合物343可由化學式3表示。
〔化學式3〕
在化學式3中，R11至R14各自獨立選自由H、氘(D)、C1至C10烷基、C6至C30芳基及C6至C30芳胺基組成之群組。
舉例而言，R11可為二苯基胺基，R12可為H，R13及R14各自可為苯基。第二化合物343可為化學式4之化合物。
〔化學式4〕
第四化合物347可由化學式5-1或化學式5-2表示。
〔化學式5-1〕
〔化學式5-2〕
在各化學式5-1及5-2中，R21至R24各自獨立選自由H、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組。
舉例而言，R21及R22各自可為三級丁基，R23及R24各自可獨立為H、甲基或聯三苯基。第四化合物347可為化學式6之化合物。
〔化學式6〕
第二化合物343的起始波長(onset wavelength)大於(長於)第一化合物341及第三化合物345各自的起始波長，且小於(短於)第四化合物347的起始波長。此外，第二化合物343的最大發射波長(λmax)小於第一化合物341及第三化合物345各自的最大發射波長，第四化合物347的最大發射波長等於或小於第一化合物341及第三化合物345各自的最大發射波長。再者，第二化合物343的半高寬小於第一化合物341及第三化合物345各自的半高寬，第四化合物347的半高寬小於第一化合物341及第三化合物345各自的半高寬。
起始波長係在光致發光(PL)光譜圖中於短波長區域之線性區域中外插線(extrapolation line)與X軸(即，波長)交會之點的波長值。更具體而言，起始波長可定義為在光致發光(PL)光譜圖中發光強度對應最大值的1/10之兩個波長之中對應較短波長的波長。
在發光材料層340中，第一層340a及第二層340b各自可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物341及第三化合物345各自的三重態能階。當主體材料的三重態能階小於(低於)第一化合物341及第三化合物345各自的三重態能階時，第一化合物341及第三化合物345的三重態激子會傳遞至主體材料，而無法在第一化合物341及第三化合物345中透過反向系間轉換改善量子效率(或發光效率)及/或壽命。
此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第四化合物347的三重態能階。當主體材料的三重態能階小於第四化合物347的三重態能階時，大部分三重態激子會在主體材料中淬滅(非發光淬滅)，而無法改善發光效率。
在各第一層340a及第二層340b中之主體材料可包含p型主體材料及n型主體材料。
第一化合物341、第二化合物343、第三化合物345及第四化合物347滿足上述條件(關係)，而使得第二化合物343及第四化合物347分別在第一層340a及第二層340b中作為光發射體(摻雜物)。
舉例而言，當第一化合物341的起始波長大於第二化合物343的起始波長時，會無法確保(足以產生)從第一化合物341至第二化合物343的能量轉移，而使得從第一化合物341發生光發射。因此，有機發光二極體D2的色純度因第一化合物341之寬的半高寬而降低。換言之，來自有機發光二極體D2之光線的CIEy值增加。
然而，在本發明之有機發光二極體D2中，第一化合物341、第二化合物343、第三化合物345及第四化合物347滿足上述條件，而使得第一化合物341及第三化合物345的能量分別轉移至第二化合物343及第四化合物347，進而從第二化合物343及第四化合物347發生光發射。因此，防止了由具有延遲螢光特性之第一化合物341及第三化合物345中的三重態激子所致之壽命及/或發光效率下降之問題。
此外，由於第二化合物343及第四化合物347分別包含於第一層340a及第二層340b中，故防止了從第四化合物347至第二化合物343的能量轉移。亦即，防止了三重態激子從第四化合物347至第二化合物343的轉移以及三重態激子的非發光淬滅。
請參考圖6，圖6為根據本發明第三實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖，在第一層(EML1)(或EML2)中，激子產生於主體材料(Host)及第一化合物(TD)中，主體材料中的激子轉移至第一化合物(TD)。在第一化合物(TD)中，發生系間轉換(intersystem crossing，ISC)。亦即，在第三化合物TD中，一部分的單重態激子轉變成三重態激子，一部分的三重態激子轉變成單重態激子。此外，在第二層(EML2)(或EML1)中，激子產生於主體材料(Host)及第三化合物(TD)中，主體材料中的激子轉移至第三化合物(TD)。在第三化合物(TD)中，發生系間轉換(intersystem crossing，ISC)。亦即，在第三化合物TD中，一部分的單重態激子轉變成三重態激子，一部分的三重態激子轉變成單重態激子。
同時，第一化合物(TD)及第三化合物(TD)的單重態激子轉變成第二化合物(FD)的單重態激子(即，弗斯特能量轉移(Forster Energy Transfer，FET))，第一化合物(TD)的三重態激子轉變成第四化合物(PD)的三重態激子(即，德克斯特能量轉移(Dexter Energy Transfer，DET))。因此，光發射發生於第二化合物(FD)及第四化合物(PD)。
另一方面，由於第二化合物(FD)及第四化合物(PD)分開包含於發光材料層的第一層及第二層中，故抑制了從第四化合物(PD)至第二化合物(FD)的能量轉移。因此，有機發光二極體的量子效率(發光效率)受到改善。
圖7為根據本發明第四實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖7所示，有機發光二極體D3包含彼此面對的第一電極410及第二電極430以及位於它們之間的發光層420。發光層420包含發光材料層440。(圖2之)有機發光顯示裝置100可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域，有機發光二極體D3可位於各紅色、綠色及藍色像素區域中。
第一電極410可為陽極，第二電極430可為陰極。
發光層420可更包含位於第一電極410及發光材料層440之間的電洞傳輸層460以及位於第二電極430及發光材料層440之間的電子傳輸層470之至少一者。
此外，發光層420可更包含位於第一電極410及電洞傳輸層460之間的電洞注入層450以及位於第二電極430及電子傳輸層470之間的電子注入層480之至少一者。
再者，發光層420可包含位於電洞傳輸層460及發光材料層440之間的電子阻擋層465以及位於發光材料層440及電子傳輸層470之間的電洞阻擋層475。
發光材料層440包含第一化合物441、第二化合物443、第三化合物445a、第四化合物447a、第五化合物445b及第六化合物447b。第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自具有延遲螢光特性，第二化合物443具有螢光特性或延遲螢光特性。第四化合物447a及第六化合物447b各自具有磷光特性。發光材料層440包含第一層440a、位於第一層440a及第一電極410之間的第二層440b以及位於第一層440a及第二電極430之間的第三層440c。亦即，第一層440a及第三層440c依序設置於第二層440b上。第一層440a包含第一化合物441及第二化合物443，第二層440b包含第三化合物445a及第四化合物447a。第三層440c包含第五化合物445b及第六化合物447b。亦即，第三化合物445a、第四化合物447a、第五化合物445b及第六化合物447b不存在於第一層440a中，第一化合物441、第二化合物443、第五化合物445b及第六化合物447b不存在於第二層440b中。此外，第一化合物441、第二化合物443、第三化合物445a及第四化合物447a不存在於第三層440c中。第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b可為相同。第四化合物447a、第六化合物447b可為相同。
第一層440a、第二層440b及第三層440c的厚度可為相同。舉例而言，第一層440a、第二層440b及第三層440c各自的厚度可為約50至150 Å。在第一層440a中之第二化合物443的重量百分比可等於或大於在第二層440b中之第四化合物447a以及在第三層440c中之第六化合物447b各自的重量百分比。舉例而言，在第一層440a中之第二化合物443的重量百分比(%)可為約1至5，較佳為約3至5，在第二層440b中之第四化合物447a以及在第三層440c中之第六化合物447b各自的重量百分比(%)可為約1至3。
發光材料層440包含：各自具有延遲螢光特性之第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b；具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物443；以及各自具有磷光特性之第四化合物447a及第六化合物447b。第二化合物443、第四化合物447a及第六化合物447b存在於不同的層體，即第一層440a、第二層440b及第三層440c。
第二化合物443的起始波長大於第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自的起始波長，且小於第四化合物447a及第六化合物447b各自的起始波長。此外，第二化合物443的最大發射波長(λmax)小於第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自的最大發射波長，第四化合物447a及第六化合物447b各自的最大發射波長等於或小於第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自的最大發射波長。再者，第二化合物443的半高寬小於第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自的半高寬，第四化合物447a及第六化合物447b各自的半高寬小於第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b各自的半高寬。
在有機發光二極體D3中，第一化合物441、第二化合物443、第三化合物445a、第四化合物447a、第五化合物445b及第六化合物447b滿足上述條件，第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b的能量會分別轉移至第二化合物443、第四化合物447a及第六化合物447b，進而從第二化合物443、第四化合物447a及第六化合物447b發生光發射。因此，防止了由具有延遲螢光特性之第一化合物441、第三化合物445a及第五化合物445b中的三重態激子所致之壽命及/或發光效率下降之問題。
此外，由於第二化合物443、第四化合物447a及第六化合物447b分別包含於第一層440a、第二層440b及第三層440c中，故防止了從第四化合物447a及第六化合物447b至第二化合物443的能量轉移。亦即，防止了三重態激子從第四化合物447a及第六化合物447b至第二化合物443的轉移以及三重態激子的非發光淬滅。
〔有機發光二極體1〕
依序沉積陽極(ITO，50 nm)、電洞注入層(化學式7，7 nm)、電洞傳輸層(化學式8，78 nm)、電子阻擋層(化學式9，10 nm)、發光材料層(30 nm)、電洞阻擋層(化學式10，10 nm)、電子傳輸層(化學式11，25 nm)、電子注入層(LiF，1 nm)及陰極(Al，100 nm)以形成有機發光二極體。
1.比較例
(1)比較例1(Ref1)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成發光材料層。
(2)比較例2(Ref2)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)來形成發光材料層。
2.示例
(1)示例1(Ex1)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(2)示例2(Ex2)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，57 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(3 wt%)來形成上發光材料層EML。
(3)示例3(Ex3)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，55 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(5 wt%)來形成上發光材料層。
(4)示例4(Ex4)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(5)示例5(Ex5)
使用主體材料(化學式12，57 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(3 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(6)示例6(Ex6)
使用主體材料(化學式12，55 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(5 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(7)示例7(Ex7)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)來形成中發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(8)示例8(Ex8)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，57 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(3 wt%)來形成中發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
(9)示例9(Ex9)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成下發光材料層，使用主體材料(化學式12，55 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(5 wt%)來形成中發光材料層，使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成上發光材料層。
〔化學式7〕
〔化學式8〕
〔化學式9〕
〔化學式10〕
〔化學式11〕
〔化學式12〕
量測比較例1、比較例2以及示例1至9之有機發光二極體的發光特性並揭示於表1，有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖揭示於圖8A至圖8G。(EQE =外部量子效率(External Quantum Efficiency))
表1
  發光效率 (cd/A) EQE (%) CIEy FWHM (nm) LT95 (@300nit)
Ref1 19.6 13.6 0.204 48 1.2
Ref2 12.2 11.9 0.126 36 0.6
Ex1 21.2 14.9 0.199 46 0.7
Ex2 21.3 15.0 0.201 46 0.7
Ex3 20.6 14.4 0.201 46 0.7
Ex4 12.2 11.9 0.125 36 0.6
Ex5 10.2 10.6 0.116 32 0.7
Ex6 9.3 9.8 0.115 30 0.7
Ex7 20.6 14.8 0.193 46 0.9
Ex8 20.7 15.2 0.188 44 0.8
Ex9 20.2 15.1 0.183 42 0.9
如表1以及圖8A至圖8G所示，在Ref1之有機發光二極體中，發光係由磷光化合物(即，化合物「PD」)提供，而使得有機發光二極體具有寬的半高寬。另一方面，在Ref2之有機發光二極體中，由於三重態激子停留於第一化合物中，故光發射係由第一化合物(即，化合物「TD1」)以及螢光化合物(即，化合物「FD1」)提供。因此，在Ref2之有機發光二極體中，半高寬變得相對較寬且發光效率降低。
然而，Ex1至Ex9之有機發光二極體提供窄的半高寬及相對高的發光效率。尤其，在相鄰於陽極之第一層中包含第二化合物之Ex4至Ex6之有機發光二極體中，最小化或防止了來自第一化合物的光發射，而使得相較於Ref2之有機發光二極體，Ex4至Ex6之有機發光二極體提供相等或較窄的半高寬。此外，在Ex5及Ex6之有機發光二極體中，其中在第一層(即，下發光材料層)中之第二化合物(即，化合物「FD1」)的重量百分比大於在第二層(即，上發光材料層)中之第四化合物(即，化合物「PD」)的重量百分比，半高寬進一步變窄，進而改善色純度。
再者，在Ex4至Ex9之有機發光二極體中，有機發光二極體具有較低的CIEy值以提供高色純度。
亦即，在根據本發明第三及第四實施例之有機發光二極體中，包含第四化合物的第二層設置於作為陰極之第二電極之側，包含第二化合物之第一層設置於作為陽極之第一電極及第二層之間。因此，改善了有機發光二極體的光學特性。再者，包含第四化合物的第三層更設置於第一層及第一電極之間，而使得有機發光二極體的色純度及發光效率進一步受到改善。在根據本發明第四實施例之有機發光二極體(例如Ex7至Ex9之有機發光二極體)中，發光效率顯著提升、半高寬減少且壽命增加。
當在第一層中之第二化合物的重量百分比大於在第二層中之第四化合物的重量百分比時，有機發光二極體的色純度進一步受到改善。
圖9為根據本發明第五實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖9所示，有機發光二極體D4包含彼此面對的第一電極510及第二電極530以及位於它們之間的發光層520。發光層520包含發光材料層540。(圖2之)有機發光顯示裝置100可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域，有機發光二極體D4可位於各紅色、綠色及藍色像素區域中。
第一電極510可為陽極，第二電極530可為陰極。
發光層520可更包含位於第一電極510及發光材料層540之間的電洞傳輸層560以及位於第二電極530及發光材料層540之間的電子傳輸層570之至少一者。
此外，發光層520可更包含位於第一電極510及電洞傳輸層560之間的電洞注入層550以及位於第二電極530及電子傳輸層570之間的電子注入層580之至少一者。
再者，發光層520可更包含位於電洞傳輸層560及發光材料層540之間的電子阻擋層565以及位於發光材料層540及電子傳輸層570之間的電洞阻擋層575之至少一者。
發光材料層540包含具有延遲螢光特性之第一化合物541、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物543以及具有磷光特性之第三化合物547。第一化合物541、第二化合物543及第三化合物547混合且包含於一個層體(單一層體)中。
如上所述，第二化合物543具有多共振結構之螢光特性或延遲螢光特性。因此，第二化合物543中存在反向系間轉換，進而第二化合物543具有窄的半高寬。
在發光材料層540中，第二化合物543的重量百分比可等於或小於第三化合物547的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物543，第三化合物547的重量百分比為100至1200。
第一化合物541可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物543可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物547可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
第二化合物543的起始波長大於(長於)第一化合物541的起始波長，且小於(短於)第三化合物547的起始波長。此外，第二化合物543的最大發射波長(λmax)小於第一化合物541的最大發射波長，第三化合物547的最大發射波長等於或小於第一化合物541的最大發射波長。第二化合物543的最大發射波長小於第三化合物547的最大發射波長。再者，第二化合物543的半高寬小於第一化合物541的半高寬，第三化合物547的半高寬小於第一化合物541的半高寬。
請參考圖10，圖10為根據本發明第五實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中化合物之間的關係示意圖。第二化合物543(FD)的起始波長大於第一化合物541(TD)的起始波長且小於第三化合物547(PD)的起始波長。此外，第二化合物543(FD)及第三化合物547(PD)各自的最大發射波長小於第一化合物541(TD)的最大發射波長，第二化合物543(FD)的最大發射波長小於第三化合物547(PD)的最大發射波長。再者，第二化合物543(FD)及第三化合物547(PD)各自的半高寬小於第一化合物541(TD)的半高寬。
舉例而言，第二化合物543的起始波長與第一化合物541的起始波長之間的差異可為約1至30 nm，較佳為約5至25 nm，第二化合物543的起始波長與第三化合物547的起始波長之間的差異可為約1至20 nm，較佳為約5至15 nm。第二化合物543的最大發射波長與第一化合物541的最大發射波長之間的差異可為約1至20 nm，較佳為約3至15 nm，第三化合物547的最大發射波長與第一化合物541的最大發射波長之間的差異可為約0.1至10 nm，較佳為約0.1至5 nm。此外， 第二化合物543的最大發射波長與第三化合物547的最大發射波長之間的差異可為約1至5 nm，較佳為約1至3 nm。
發光材料層540可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物541的三重態能階。當主體材料的三重態能階小於(低於)第一化合物541的三重態能階時，第一化合物541的三重態激子會傳遞至主體材料，而無法在第一化合物541中透過反向系間轉換改善量子效率(或發光效率)及/或壽命。
此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物547的三重態能階。當主體材料的三重態能階小於第三化合物547的三重態能階時，大部分三重態激子會在主體材料中淬滅(非發光淬滅)，而無法改善發光效率。
發光材料層540的主體材料可與電子阻擋層565的材料為相同的材料。在此情況下，發光材料層540可具有發光功能以及電子阻擋功能。亦即，發光材料層540可作為用以阻擋電子的緩衝層。當電子阻擋層565被省略時，發光材料層540可作為發光材料層及電子阻擋層。
或者，發光材料層540的主體材料與電洞阻擋層575的材料可以是相同的材料。在此情況下，發光材料層540可具有電洞阻擋功能以及發光功能。亦即，發光材料層540可作為用以阻擋電洞的緩衝層。當電洞阻擋層575被省略時，發光材料層540可作為發光材料層及電洞阻擋層。
在發光材料層540中之主體材料可包含p型主體材料及n型主體材料。
第一化合物541、第二化合物543及第三化合物547滿足上述條件(關係)，而使得第二化合物543及第三化合物547在發光材料層540中作為發射體(摻雜物)。
舉例而言，當第一化合物541的起始波長大於第二化合物543的起始波長時，會無法確保(足以產生)從第一化合物541至第二化合物543的能量轉移，而使得從第一化合物541發生光發射。因此，有機發光二極體D4的色純度因第一化合物541之寬的半高寬而降低。換言之，來自有機發光二極體D4之光線的CIEy值增加。
然而，在本發明之有機發光二極體D4中，第一化合物541、第二化合物543及第三化合物547滿足上述條件，而使得第一化合物541的能量分別轉移至第二化合物543及第三化合物547，進而從第二化合物543及第三化合物547發生光發射。因此，防止了由具有延遲螢光特性之第一化合物541中的三重態激子所致之壽命及/或發光效率下降之問題。
此外，由於第二化合物543及第三化合物547包含於單一層體(即，發光材料層540)中，故第一化合物541的單重態激子及三重態激子分別轉移至第二化合物543及第三化合物547。因此，防止了在第一化合物541及/或第二化合物543中三重態激子的非發光淬滅之問題。
再者，第二化合物543的最大發射波長小於第三化合物547的最大發射波長，最小化或防止了從第三化合物547至第二化合物543的能量轉移。
因此，有機發光二極體D4提供高發光效率及高色純度。
圖11為根據本發明第五實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖。
請參考圖11，單重態激子及三重態激子產生於第一化合物(TD)中。一部分的單重態激子透過系間轉換轉變成三重態激子，一部分的三重態激子轉變成單重態激子。同時，第一化合物(TD)的單重態激子轉變成第二化合物(FD)的單重態激子(即，弗斯特能量轉移(Forster Energy Transfer，FET))，第一化合物(TD)的三重態激子轉變成第三化合物(PD)的三重態激子(即，德克斯特能量轉移(Dexter Energy Transfer，DET))。
此外，當發光材料層更包含主體材料時，產生於主體材料中的單重態激子轉變成第一化合物(TD)的單重態激子(即，FET)，產生於主體材料中的三重態激子轉變成第一化合物(TD)的三重態激子(即，DET)。因此，能夠進一步提升發光效率。
結果，由於從第二化合物(FD)及第三化合物(PD)發生光發射且第一化合物(TD)的三重態激子轉變成第三化合物(PD)的三重態激子，故三重態激子不會保留(或停留)在第一化合物(TD)中。因此，防止了由第一化合物(TD)中的三重態激子所致之熱降解、非發光淬滅及短壽命。
亦即，當發光材料層中包含有第一化合物(TD)及第二化合物(FD)但沒有第三化合物(PD)時，一部分的三重態激子會保留於第一化合物(TD)中，從而可能會造成熱降解、非發光淬滅及短壽命。然而，在本發明之有機發光二極體D4中，發光材料層包含第一化合物(TD)、第二化合物(FD)及第三化合物(PD)，從而能夠最小化或防止上述問題。
此外，第二化合物(FD)及第三化合物(PD)滿足上述條件，防止了三重態激子從第三化合物(PD)至第二化合物(FD)的轉移。
〔有機發光二極體2〕
依序沉積陽極(ITO，50 nm)、電洞注入層(化學式7，10 nm)、電洞傳輸層(化學式8，45 nm)、電子阻擋層(化學式9，15 nm)、發光材料層(30 nm)、電洞阻擋層(化學式10，5 nm)、電子傳輸層(化學式11，35 nm)、電子注入層(LiF，1 nm)及陰極(Al，100 nm)以形成有機發光二極體。
1.比較例
(1)比較例1(Ref1)
使用主體材料(化學式12，60 wt%)以及化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)來形成發光材料層。
(2)比較例2(Ref2)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成發光材料層。
(3)比較例3(Ref3)
使用主體材料(化學式12，57 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(3 wt%)來形成發光材料層。
(4)比較例4(Ref4)
使用主體材料(化學式12，52 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(8 wt%)來形成發光材料層。
(5)比較例5(Ref5)
使用主體材料(化學式12，48 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(12 wt%)來形成發光材料層。
(6)比較例6(Ref6)
使用主體材料(化學式12，59 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)以及化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)來形成發光材料層。
2.示例
(1)示例1(Ex1)
使用主體材料(化學式12，58 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成發光材料層。
(2)示例2(Ex2)
使用主體材料(化學式12，56 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(3 wt%)來形成發光材料層。
(3)示例3(Ex3)
使用主體材料(化學式12，51 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(8 wt%)來形成發光材料層。
(4)示例4(Ex4)
使用主體材料(化學式12，47 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(1 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(12 wt%)來形成發光材料層。
(5)示例5(Ex5)
使用主體材料(化學式12，56 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(3 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成發光材料層。
(6)示例6(Ex6)
使用主體材料(化學式12，54 wt%)、化學式2中之化合物「TD1」(40 wt%)、化學式4中之化合物「FD1」(5 wt%)以及化學式6中之化合物「PD」(1 wt%)來形成發光材料層。
量測於上述有機發光二極體的發光材料層所使用之化合物「TD1」、「FD1」及「PD」的光致發光(PL)光譜圖並揭示於圖12。量測化合物「TD1」、「FD1」及「PD」的最大發射波長(λmax)及起始波長並揭示於表2。量側比較例1至6及示例1至6之有機發光二極體的特性並揭示於表3，有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖揭示於圖13A至圖13L。
表2
  λmax (nm) 起始波長(nm)
TD1 469 430
FD1 461 440
PD 467 450
表3
  @ 8.6 mA/cm 2 LT95
cd/A EQE(%) CIEy EL λmax (nm) FWHM (nm) cd/A/CIEy @300nit
Ref1 14.3 10.4 0.191 474 58 75 0.3
Ref2 19.6 13.6 0.204 468 48 96 1.2
Ref3 21.8 14.5 0.217 468 46 100 2.4
Ref4 22.3 14.6 0.225 468 42 99 7.5
Ref5 23.3 15.3 0.225 470 42 104 8.8
Ref6 12.2 11.9 0.126 462 36 97 0.6
Ex1 15.8 13.8 0.145 464 36 109 1
Ex2 18.7 15.7 0.153 466 34 122 2.8
Ex3 20.4 16.1 0.168 466 32 121 6.4
Ex4 20.8 15.8 0.179 468 34 116 8.3
Ex5 13.0 13.0 0.122 464 32 107 1.4
Ex6 11.6 11.9 0.119 464 30 97 1.2
如圖12及表2所示，第一化合物「TD1」、第二化合物「FD1」及第三化合物「PD」滿足上述起始波長及最大發射波長的關係。因此，光發射係由化合物「FD1」及「PD」提供，而使得有機發光二極體具有高發光效率及優異的色純度。
亦即，如表3及圖13A至圖13L，相較於Ref1至Ref6之有機發光二極體，Ex1至Ex6之有機發光二極體具有窄的半高寬及/或長壽命。此外，在Ex1至Ex6之有機發光二極體中，可被稱為「藍色指數(blue index)」的「cd/A/CIEy」之值提升。這表示基於可見度(visibility)的發光效率受到改善。
舉例而言，當在發光材料層中之第三化合物「PD」的重量百分比大於在發光材料層中之第二化合物「FD1」的重量百分比時，有機發光二極體在色純度、發光效率及壽命方面具有優勢。
〔有機發光二極體3〕
依序沉積陽極(ITO，50 nm)、電洞注入層(化學式7，10 nm)、電洞傳輸層(化學式8，45 nm)、電子阻擋層(化學式9，15 nm)、發光材料層(30 nm)、電洞阻擋層(化學式10，5 nm)、電子傳輸層(化學式11，35 nm)、電子注入層(LiF，1 nm)及陰極(Al，100 nm)以形成有機發光二極體。
1.比較例7至12(Ref7至Ref12)
使用化學式2中之化合物「TD2」取代比較例1至4中之化合物「TD1」。
2.示例7至10(Ex7至Ex10)
使用化學式2中之化合物「TD2」取代示例1至6中之化合物「TD1」。
量測於上述有機發光二極體的發光材料層所使用之化合物「TD2」、「FD1」及「PD」的光致發光(PL)光譜圖並揭示於圖14。量測化合物「TD2」、「FD1」及「PD」的最大發射波長(λmax)及起始波長並揭示於表4。量側比較例7至12及示例7至10之有機發光二極體的特性並揭示於表5，有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖揭示於圖15A至圖15J。
表4
  λmax (nm) 起始波長(nm)
TD2 467 420
FD1 461 440
PD 467 450
表5
  @ 8.6 mA/cm 2 T95
cd/A EQE(%) CIEy EL λmax FWHM cd/A/CIEy 300nit
Ref7 19.7 12.8 0.211 468 64 94 0.1
Ref8 21.5 13.9 0.214 468 54 100 1
Ref9 22.4 14.5 0.218 468 48 103 1.4
Ref10 22.8 14.7 0.222 468 44 103 3
Ref11 20.8 13.5 0.221 468 42 94 4.2
Ref12 20.8 14.7 0.186 464 46 112 0.2
Ex7 19.3 12.8 0.205 466 48 94 1.2
Ex8 23.8 15.7 0.211 466 46 113 1.6
Ex9 25.2 15.9 0.226 468 46 111 4
Ex10 25.0 15.4 0.235 468 46 106 5.2
如圖14及表4所示，第一化合物「TD2」、第二化合物「FD1」及第三化合物「PD」滿足上述起始波長及最大發射波長的關係。因此，發光係由化合物「FD1」及「PD」提供，而使得有機發光二極體具有高發光效率及優異的色純度。
亦即，如表5及圖15A至圖15J所示，相較於Ref7至Ref12之有機發光二極體，Ex7至Ex10之有機發光二極體具有窄的半高寬及/或長壽命。此外，在Ex7至Ex10之有機發光二極體中，可被稱為「藍色指數(blue index)」的「cd/A/CIEy」之值提升。這表示基於可見度的發光效率受到改善。
舉例而言，當在發光材料層中之第三化合物「PD」的重量百分比大於在發光材料層中之第二化合物「FD1」的重量百分比時，有機發光二極體在色純度、發光效率及壽命方面具有優勢。
〔有機發光二極體4〕
依序沉積陽極(ITO，50 nm)、電洞注入層(化學式7，10 nm)、電洞傳輸層(化學式8，45 nm)、電子阻擋層(化學式9，15 nm)、發光材料層(30 nm)、電洞阻擋層(化學式10，5 nm)、電子傳輸層(化學式11，35 nm)、電子注入層(LiF，1 nm)及陰極(Al，100 nm)以形成有機發光二極體。
1.比較例13至17(Ref13至Ref17)
使用化學式13中之化合物「FD2」取代比較例6及示例1至4中之化合物「FD1」。
〔化學式13〕
量測於上述有機發光二極體的發光材料層所使用之化合物「TD1」、「FD2」及「PD」的光致發光(PL)光譜圖並揭示於圖16。量測化合物「TD1」、「FD2」及「PD」的最大發射波長(λmax)及起始波長並揭示於表6。量側比較例13至17之有機發光二極體的特性並揭示於表7，有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖揭示於圖17A至圖17E。
表6
  λmax (nm) 起始波長(nm)
TD1 469 430
FD2 537 513
PD 467 450
表7
  @ 8.6 mA/cm 2 T95
cd/A EQE(%) CIEy EL λmax FWHM cd/A/CIEy 300nit
Ref13 4.4 1.1 0.603 536 32 7 5
Ref14 5.9 1.5 0.588 536 30 10 8
Ref15 7.1 1.9 0.581 534 30 12 12
Ref16 7.3 1.9 0.584 534 32 12 18
Ref17 6.1 1.6 0.586 534 32 10 26
如圖16及表6所示，第一化合物「TD1」、第二化合物「FD2」及第三化合物「PD」不滿足上述起始波長及最大發射波長的關係。亦即，第二化合物「FD2」的起始波長及最大發射波長大於第三化合物「PD」的起始波長及最大發射波長，而使得能量集中於第二化合物「FD2」。因此，三重態激子會淬滅於第二化合物「FD2」，如表7及圖17A至圖17E所示，發光效率及色覺(color sense)會顯著降低。
圖18為根據本發明第六實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖18所示，有機發光二極體D5包含彼此面對的第一電極610及第二電極630以及位於它們之間的發光層620。(圖2之)有機發光顯示裝置100可包含紅色像素區域、綠色像素區域及藍色像素區域，有機發光二極體D5可位於各紅色、綠色及藍色像素區域中。
第一電極610可為陽極，第二電極630可為陰極。
發光層620可包含第一發光部640及第二發光部660，其中第一發光部640包含第一發光材料層650，第二發光部660包含第二發光材料層670。此外，發光層620可更包含位於第一發光部640及第二發光部660之間的電荷產生層680。
電荷產生層680位於第一發光部640及第二發光部660之間，而使得第一發光部640、電荷產生層680及第二發光部660依序堆疊於第一電極610上。亦即，第一發光部640位於第一電極610及電荷產生層680之間，第二發光部660位於第二電極630及電荷產生層680之間。
第一發光部640包含第一發光材料層650。
此外，第一發光部640可更包含位於第一電極610及第一發光材料層650之間的第一電洞傳輸層640b、位於第一電極610及第一電洞傳輸層640b之間的電洞注入層640a以及位於第一發光材料層650及電荷產生層680之間的第一電子傳輸層640e之至少一者。
再者，第一發光部640可更包含位於第一電洞傳輸層640b及第一發光材料層650之間的第一電子阻擋層640c以及位於第一發光材料層650及第一電子傳輸層640e之間的第一電洞阻擋層640d之至少一者。
第二發光部660包含第二發光材料層670。
此外，第二發光部660可更包含位於電荷產生層680及第二發光材料層670之間的第二電洞傳輸層660a、位於第二發光材料層670及第二電極630之間的第二電子傳輸層660d以及位於第二電子傳輸層660d及第二電極630之間的電子注入層660e之至少一者。
再者，第二發光部660可更包含位於第二電洞傳輸層660a及第二發光材料層670之間的第二電子阻擋層660b以及位於第二發光材料層670及第二電子傳輸層660d之間的第二電洞阻擋層660c之至少一者。
電荷產生層680位於第一發光部640及第二發光部660之間。亦即，第一發光部640及第二發光部660透過電荷產生層680彼此連接。電荷產生層680可為PN接合型(P-N junction type)電荷產生層之N型電荷產生層682及P型電荷產生層684。
N型電荷產生層682位於第一電子傳輸層640e及第二電洞傳輸層660a之間，P型電荷產生層684位於N型電荷產生層682及第二電洞傳輸層660a之間。N型電荷產生層682提供電子至第一發光部640的第一發光材料層650，P型電荷產生層684提供電洞至第二發光部660的第二發光材料層670。
第一發光材料層650及第二發光材料層670為藍色發光材料層。或者，第一發光材料層650為藍色發光材料層、綠色發光材料層及紅色發光材料層中之一者，第二發光材料層670為藍色發光材料層。第一發光材料層650及第二發光材料層670之至少一者具有與以圖9說明之有機發光二極體的發光材料層540相同的結構或配置。
亦即，第一發光材料層650及第二發光材料層670之至少一者包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。第一至第三化合物混合且包含於單一發光材料層中。
第一化合物可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
如上所述，第二化合物的起始波長大於(長於)第一化合物的起始波長，且小於(短於)第三化合物的起始波長。此外，第二化合物的最大發射波長(λmax)小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長。第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長。再者，第二化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬，第三化合物的半高寬的小於第一化合物的半高寬。
在各第一發光材料層650及第二發光材料層670中，第二化合物的重量百分比可等於或小於第三化合物的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物，第三化合物的重量百分比(%)為約100至1200。
第一發光材料層650及第二發光材料層670各自可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物的三重態能階。此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物的三重態能階。
在有機發光二極體D5中，由於第一至第三化合物滿足上述條件(關係)，故第一化合物的能量會轉移至各第二及第三化合物，進而從第二及第三化合物發生光發射。因此，防止了由第一化合物中的三重態激子所致之壽命及發光效率的下降。
此外，由於第二及第三化合物包含於單一層體(即，各第一發光材料層650及第二發光材料層670)中，故第一化合物的單重態激子及三重態激子分別轉移至第二及第三化合物。因此，防止了在第一化合物及/或第二化合物中三重態激子的非發光淬滅之問題。
再者，第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長，最小化或防止了從第三化合物至第二化合物的能量轉移。
因此，有機發光二極體D5提供高發光效率及高色純度。
圖19為根據本發明第七實施例之有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
如圖19所示，有機發光顯示裝置1000包含界定有第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的基板1010、位於基板1010之上的薄膜電晶體Tr以及有機發光二極體D6。有機發光二極體D6設置於薄膜電晶體Tr之上並連接於薄膜電晶體Tr。舉例而言，第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3可分別為藍色像素區域、綠色像素區域及紅色像素區域。
基板1010可為玻璃基板或可撓性基板。舉例而言，可撓性基板可為聚醯亞胺(PI)基板、聚醚碸(PES)基板、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板或聚碳酸酯(PC)基板。
緩衝層1012形成於基板1010上，薄膜電晶體Tr形成於緩衝層1012上。緩衝層1012可被省略。
如圖2之說明，薄膜電晶體Tr可包含半導體層、閘極電極、源極電極和汲極電極，並可作為驅動元件。
平坦化層1050(或鈍化層)形成於薄膜電晶體Tr上。平坦化層1050具有平坦的頂面並包含暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極的汲極接觸孔1052。
有機發光二極體D6設置於平坦化層1050上，並包含第一電極1060、發光層1062及第二電極1064。第一電極1060連接於薄膜電晶體Tr的汲極電極，發光層1062及第二電極1064依序堆疊於第一電極1060上。有機發光二極體D6設置於各第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中。舉例而言，在第一像素區域P1中的有機發光二極體D6可發出藍光，在第二像素區域P2中的有機發光二極體D6可發出綠光，在第三像素區域P3中的有機發光二極體D6可發出紅光。
第一電極1060分開形成於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中，第二電極1064形成為一體以覆蓋第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3。
第一電極1060為陽極及陰極之一者，第二電極1064為陽極及陰極之另一者。此外，第一電極1060及第二電極1064之一者可為光透射電極(或半透射電極)，第一電極1060及第二電極1064之另一者可為反射電極。
舉例而言，第一電極1060可為陽極，並可包含由具有相對高功函數之透明導電氧化物(TCO)材料形成之透明導電氧化物材料層。第二電極1064可為陰極，並可包含由具有相對低功函數之低電阻金屬材料形成之金屬材料層。舉例而言，第一電極1060之透明導電氧化物材料層包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦銅(ICO)及氧化鋁鋅合金(Al：ZnO)之至少一者，第二電極1064可包含Al、Mg、Ca、Ag、其合金(例如Mg-Ag合金)或其組合。
在底部發光型之有機發光顯示裝置1000中，第一電極1060可具有透明導電氧化物材料層之單層結構。
另一方面，在頂部發光型之有機發光顯示裝置1000中，反射電極或反射層可形成於第一電極1060之下。舉例而言，反射電極或反射層可由Ag或鋁鈀銅(APC)合金形成。在此情況下，第一電極1060可具有ITO/Ag/ITO或ITO/APC/ITO之三層結構。此外，第二電極1064可具有薄的外形(小的厚度)以提供光透射特性(或半透射特性)。
堤層1066形成於平坦化層1050上以覆蓋第一電極1060的邊緣。亦即，堤層1066位於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的邊界處並暴露位於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中之第一電極1060的中心。
作為發光單元之發光層1062形成於第一電極1060上。發光層1062可具有發光材料層之單層結構。或者，發光層1062可更包含依序堆疊於第一電極1060及發光材料層之間的電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、依序堆疊於發光材料層及第二電極1064之間的電洞阻擋層、電子傳輸層及電子注入層之至少一者。
在作為藍色像素區域之第一像素區域P1中，發光層1062的發光材料層包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。第一至第三化合物混合於單一層體中。
第一化合物可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
如上所述，第二化合物的起始波長大於(長於)第一化合物的起始波長，且小於(短於)第三化合物的起始波長。此外，第二化合物的最大發射波長(λmax)小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長。第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長。再者，第二化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬，第三化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬。
在發光層1062的發光材料層中，第二化合物的重量百分比可等於或小於第三化合物的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物，第三化合物的的重量百分比為約100至1200。
在第一像素區域P1中，發光層1062的發光材料層可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物的三重態能階。此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物的三重態能階。
封裝膜1070形成於第二電極1064上以防止水氣滲透至有機發光二極體D6。封裝膜1070可具有包含第一無機絕緣層、有機絕緣層及第二無機絕緣層之三層結構，但不限於此。
有機發光顯示裝置1000可更包含偏光板(未繪示)以減少環境光反射。舉例而言，偏光板可為圓形偏光板。在底部發光型之有機發光顯示裝置1000中，偏光板可設置於基板1010之下。在頂部發光型之有機發光顯示裝置1000中，偏光板可設置於封裝膜1070或設置於封裝膜1070之上。
圖20為根據本發明第八實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
請參考圖19與圖20，有機發光二極體D6位於各第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中，並包含彼此面對的第一電極1060及第二電極1064以及位於它們之間的發光層1062。發光層1062包含發光材料層1090。
第一電極1060可為陽極，第二電極1064可為陰極。舉例而言，第一電極1060可為反射電極，第二電極1064可為透射電極(或半透射電極)。
發光層1062可更包含位於第一電極1060及發光材料層1090之間的電洞傳輸層1082以及位於發光材料層1090及第二電極1064之間的電子傳輸層1094。
此外，發光層1062可更包含位於第一電極1060及電洞傳輸層1082之間的電洞注入層1080以及位於電子傳輸層1094及第二電極1064之間的電子注入層1096。
再者，發光層1062可更包含位於發光材料層1090及電洞傳輸層1082之間的電子阻擋層1086以及位於發光材料層1090及電子傳輸層1094之間的電洞阻擋層1092。
再者，發光層1062可更包含位於電洞傳輸層1082及電子阻擋層1086之間的輔助電洞傳輸層1084。輔助電洞傳輸層1084可包含位於第一像素區域P1中之第一輔助電洞傳輸層1084a、位於第二像素區域P2中之第二輔助電洞傳輸層1084b以及位於第三像素區域P3中之第三輔助電洞傳輸層1084c。
第一輔助電洞傳輸層1084a具有第一厚度，第二輔助電洞傳輸層1084b具有第二厚度，第三輔助電洞傳輸層1084c具有第三厚度。第二厚度大於第一厚度且小於第三厚度，而使得有機發光二極體D6具有微腔結構(micro-cavity structure)。
亦即，藉由具有不同厚度之第一輔助電洞傳輸層1084a、第二輔助電洞傳輸層1084b及第三輔助電洞傳輸層1084c，在發出第一波長範圍光(例如綠光)之第二像素區域P2中的第一電極1060及第二電極1064之間的距離小於在發出第二波長範圍光(例如紅光)之第三像素區域P3中的第一電極1060及第二電極1064之間的距離，且大於在發出第三波長範圍光(例如藍光)之第一像素區域P1中的第一電極1060及第二電極1064之間的距離(第二波長範圍長於第一波長範圍，第三波長範圍短於第一波長範圍)。因此，有機發光二極體D6的發光效率受到改善。
在圖20中，第一輔助電洞傳輸層1084a形成於第一像素區域P1中。或者，可在沒有第一輔助電洞傳輸層1084a提供微腔結構。
用以改善光萃取性質之覆蓋層(未繪示)可進一步形成於第二電極1064上。
發光材料層1090包含位於第一像素區域P1中之第一發光材料層1090a、位於第二像素區域P2中之第二發光材料層1090b以及位於第三像素區域P3中之第三發光材料層1090c。第一發光材料層1090a、第二發光材料層1090b及第三發光材料層1090c可分別為藍色發光材料層、綠色發光材料層及紅色發光材料層。
第一發光材料層1090a包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。第一至第三化合物混合於單一發光材料層中。
第一化合物可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
如上所述，第二化合物的起始波長大於(長於)第一化合物的起始波長，且小於(短於)第三化合物的起始波長。此外，第二化合物的最大發射波長(λmax)小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長。第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長。再者，第二化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬，第三化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬。
在第一像素區域P1中之第一發光材料層1090a中，第二化合物的重量百分比可等於或小於第三化合物的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物，第三化合物的重量百分比(%)為約100至1200。
在第一像素區域P1中的第一發光材料層1090a可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物的三重態能階。此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物的三重態能階。
在第二像素區域P2中的第二發光材料層1090b以及在第三像素區域P3中的第三發光材料層1090c各自可包含主體材料及摻雜物。舉例而言，在各第二像素區域P2中的第二發光材料層1090b以及第三像素區域P3中的第三發光材料層1090c中，摻雜物可包含磷光化合物、螢光化合物及延遲螢光化合物之至少一者。
圖20之有機發光二極體D6在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3分別發出藍光、綠光及紅光，而使得(圖19之)有機發光顯示裝置1000能提供全彩影像。
有機發光顯示裝置1000可更包含對應第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的濾光層以改善色純度。舉例而言，濾光層可包含對應第一像素區域P1之第一濾光層(例如藍色濾光層)、對應第二像素區域P2之第二濾光層(例如綠色濾光層)以及對應第三像素區域P3之第三濾光層(例如紅色濾光層)。
在底部發光型之有機發光顯示裝置1000中，濾光層可設置於有機發光二極體D6及基板1010之間。另一方面，在頂部發光型之有機發光顯示裝置1000中，濾光層可設置於有機發光二極體D6或設置於有機發光二極體D6之上。
圖21為根據本發明第九實施例之有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
如圖21所示，有機發光顯示裝置1100包含界定有第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的基板1110、位於基板1110之上的薄膜電晶體Tr、設置於薄膜電晶體Tr之上且連接於薄膜電晶體Tr的有機發光二極體D以及對應第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的濾光層1120。舉例而言，第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的可分別為藍色像素區域、綠色像素區域及紅色像素區域。
基板1110可為玻璃基板或可撓性基板。舉例而言，可撓性基板可為聚醯亞胺(PI)基板、聚醚碸(PES)基板、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板或聚碳酸酯(PC)基板。
薄膜電晶體Tr形成於基板1110上。或者，緩衝層(未繪示)可形成於基板1110上，薄膜電晶體Tr可形成於緩衝層上。
如圖2之說明，薄膜電晶體Tr可包含半導體層、閘極電極、源極電極和汲極電極，並可作為驅動元件。
此外，濾光層1120設置於基板1110上。舉例而言，濾光層1120可包含對應第一像素區域P1的第一濾光層1122、對應第二像素區域P2的第二濾光層1124以及對應第三像素區域P3的第三濾光層1126。第一濾光層1122、第二濾光層1124及第三濾光層1126可分別為藍色濾光層、綠色濾光層及紅色濾光層。舉例而言，第一濾光層1122可包含藍色染料及藍色色素之至少一者，第二濾光層1124可包含綠色染料及綠色色素之至少一者。第三濾光層1126可包含紅色染料及紅色色素之至少一者。
平坦化層1150(或鈍化層)形成於薄膜電晶體Tr及濾光層1120上。平坦化層1150具有平坦的頂面並包含暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極的汲極接觸孔1152。
有機發光二極體D設置於平坦化層1150上並對應濾光層1120。有機發光二極體D包含第一電極1160、發光層1162及第二電極1164。第一電極1160連接於薄膜電晶體Tr的汲極電極，發光層1162及第二電極1164依序堆疊於第一電極1160上。有機發光二極體D在各第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中發出白光。
第一電極1160分開形成於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中，第二電極1164形成為一體以覆蓋第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3。
第一電極1160為陽極及陰極之一者，第二電極1164為陽極及陰極之另一者。此外，第一電極1160可為光透射電極(或半透射電極)，第二電極1164可為反射電極。
舉例而言，第一電極1160可為陽極，並可包含由具有相對高功函數之透明導電氧化物(TCO)材料形成之透明導電氧化物材料層。第二電極1164可為陰極，並可包含由具有相對低功函數之低電阻金屬材料形成之金屬材料層。舉例而言，第一電極1160之透明導電氧化物材料層包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦銅(ICO)及氧化鋁鋅合金(Al：ZnO)之至少一者，第二電極1164可包含Al、Mg、Ca、Ag、其合金(例如Mg-Ag合金)或其組合。
作為發光單元的發光層1162形成於第一電極1160上。發光層1162包含發出不同光線的至少二發光部。發光部各自可具有發光材料層之單層結構。或者，發光部各自可更包含電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、電洞阻擋層、電子傳輸層及電子注入層之至少一者。此外，發光層1162可更包含位於發光部之間的電荷產生層。
發光部之一者的發光材料層包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。
堤層1166形成於平坦化層1150上以覆蓋第一電極1160的邊緣。亦即，堤層1166位於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的邊界處並暴露位於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中之第一電極1160的中心。如上所述，由於有機發光二極體D在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中發出白光，故發光層1162可在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中形成為共用層，而不分開形成於第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中。堤層1166可形成以防止在第一電極1160的邊緣處的漏電流(current leakage)，並可被省略。
儘管未繪示，但有機發光顯示裝置1100可更包含封裝膜，封裝膜形成於第二電極1164上以防止水氣滲透至有機發光二極體D。此外，有機發光顯示裝置1100可更包含偏光板於基板1110之下以減少環境光反射。
在圖21之有機發光顯示裝置1100中，第一電極1160為透射電極(光透射電極)，第二電極1164為反射電極。此外，濾光層1120位於基板1110及有機發光二極體D之間。亦即，有機發光顯示裝置1100為底部發光型。
或者，在有機發光顯示裝置1100中，第一電極1160可為反射電極，第二電極1164可為透射電極(或半透射電極)。在此情況下，濾光層1120位於有機發光二極體D或位於有機發光二極體D之上。
在有機發光顯示裝置1100中，在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中的有機發光二極體D發出白光，白光通過第一濾光層1122、第二濾光層1124及第三濾光層1126。因此，在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中分別顯示出藍光、綠光及紅光。
儘管未繪示，但色彩轉換層可形成於有機發光二極體D及濾光層1120之間。色彩轉換層可包含分別對應第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3的藍色轉換層、綠色轉換層及紅色轉換層，來自有機發光二極體D的白光能夠轉換為藍光、綠光及紅光。色彩轉換層可包含量子點(quantum dot)。因此，有機發光二極體D的色純度可進一步受到改善。
可包含色彩轉換層以取代濾光層1120。
圖22為根據本發明第十實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖22所示，有機發光二極體D7包含彼此面對的第一電極1160及第二電極1164以及位於它們之間的發光層1162。
第一電極1160可為陽極，第二電極1164可為陰極。第一電極1160為透射電極(光透射電極)，第二電極1164為反射電極。
發光層1162包含第一發光部1210、第二發光部1230及第三發光部1250，第一發光部1210包含第一發光材料層1220，第二發光部1230包含第二發光材料層1240，第三發光部1250包含第三發光材料層1260。此外，發光層1162可更包含位於第一發光部1210及第二發光部1230之間的第一電荷產生層1270以及位於第二發光部1230及第三發光部1250之間的第二電荷產生層1280。
第一電荷產生層1270位於第一發光部1210及第二發光部1230之間並包含N型電荷產生層1270a及P型電荷產生層1270b，第二電荷產生層1280位於第二發光部1230及第三發光部1250之間並包含N型電荷產生層1280a及P型電荷產生層1280b。亦即，第一發光部1210、第一電荷產生層1270、第二發光部1230、第二電荷產生層1280及第三發光部1250依序堆疊於第一電極1160上。換言之，第一發光部1210位於第一電極1160及第一電荷產生層1270之間，第二發光部1230位於第一電荷產生層1270及第二電荷產生層1280之間。第三發光部1250位於第二電荷產生層1280及第二電極1164。
第一發光部1210可更包含位於第一發光材料層1220之下的電洞注入層1210a及第一電洞傳輸層1210b以及位於第一發光材料層1220之上的第一電子傳輸層1210c。亦即，電洞注入層1210a及第一電洞傳輸層1210b位於第一電極1160及第一發光材料層1220之間，第一電子傳輸層1210c位於第一發光材料層1220及第一電荷產生層1270之間。
此外，第一發光部1210可更包含位於第一電洞傳輸層1210b及第一發光材料層1220之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第一電子傳輸層1210c及第一發光材料層1220之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第二發光部1230可更包含位於第二發光材料層1240之下的第二電洞傳輸層1230a以及位於第二發光材料層1240之上的第二電子傳輸層1230b。亦即，第二電洞傳輸層1230a位於第二發光材料層1240及第一電荷產生層1270之間，第二電子傳輸層1230b位於第二發光材料層1240及第二電荷產生層1280之間。
此外，第二發光部1230可更包含位於第二電洞傳輸層1230a及第二發光材料層1240之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第二電子傳輸層1230b及第二發光材料層1240之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第三發光部1250可更包含位於第三發光材料層1260之下的第三電洞傳輸層1250a以及位於第三發光材料層1260之上的第三電子傳輸層1250b及電子注入層1250c。亦即，第三電洞傳輸層1250a位於第三發光材料層1260及第二電荷產生層1280之間，第三電子傳輸層1250b及電子注入層1250c位於第三發光材料層1260及第二電極1164之間。.
此外，第三發光部1250可更包含位於第三電洞傳輸層1250a及第三發光材料層1260之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第三電子傳輸層1250b及第三發光材料層1260之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第一發光材料層1220、第二發光材料層1240及第三發光材料層1260之一者為藍色發光材料層。第一發光材料層1220、第二發光材料層1240及第三發光材料層1260之另一者為綠色發光材料層，第一發光材料層1220、第二發光材料層1240及第三發光材料層1260之剩餘一者為紅色發光材料層。
舉例而言，第一發光材料層1220可為紅色發光材料層，第二發光材料層1240可為綠色發光材料層，第三發光材料層1260可為藍色發光材料層。或者，第一發光材料層1220可為綠色發光材料層，第二發光材料層1240可為紅色發光材料層，第三發光材料層1260可為藍色。
作為第藍色發光材料層之三發光材料層1260具有與以圖9說明之有機發光二極體的發光材料層540相同的結構或配置。亦即，第三發光材料層1260包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。第一至第三化合物混合於單一發光材料層中。
第一化合物可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
如上所述，第二化合物的起始波長大於(長於)第一化合物的起始波長，且小於(短於)第三化合物的起始波長。此外，第二化合物的最大發射波長(λmax)小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長。第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長。再者，第二化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬，第三化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬。
在第三發光材料層1260，第二化合物的重量百分比可等於或小於第三化合物的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物，第三化合物的重量百分比(%)為約100至1200。
第三發光材料層1260可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物的三重態能階。此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物的三重態能階。
第一發光材料層1220包含主體材料及綠色摻雜物(或紅色摻雜物)第二發光材料層1240包含主體材料及紅色摻雜物(或綠色摻雜物)。舉例而言，在各第一發光材料層1220及第二發光材料層1240中，摻雜物可為磷光化合物、螢光化合物及延遲螢光化合物之一者。
在(圖21)之第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中的有機發光二極體D7發出白光，白光通過在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中之(圖21之)濾光層1120。因此，(圖21之)有機發光顯示裝置1100能提供全彩影像。
在有機發光二極體D7中，由於第一至第三化合物滿足上述條件(或關係)，故第一化合物的能量會轉移至各第二及第三化合物，進而從第二及第三化合物發生光發射。因此，防止了由第一化合物中的三重態激子所致之壽命及發光效率的下降。
此外，由於第二及第三化合物包含於單一層體(即，各第三發光材料層1260)中，故第一化合物的單重態激子及三重態激子分別轉移至第二及第三化合物。因此，防止了在第一化合物及/或第二化合物中三重態激子的非發光淬滅之問題。
再者，第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長，最小化或防止了從第三化合物至第二化合物的能量轉移。
因此，有機發光二極體D7提供高發光效率及高色純度。
圖23為根據本發明第十一實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
如圖23所示，有機發光二極體D8包含彼此面對的第一電極1360及第二電極1364以及位於它們之間的發光層1362。
第一電極1360可為陽極，第二電極1364可為陰極。第一電極1360為透射電極(光透射電極)，第二電極1364為反射電極。
發光層1362包含第一發光部1410、第二發光部1430及第三發光部1450，第一發光部1410包含第一發光材料層1420，第二發光部1430包含第二發光材料層1440，第三發光部1450包含第三發光材料層1460。此外，發光層1362可更包含位於第一發光部1410及第二發光部1430之間的第一電荷產生層1470以及位於第一發光部1410及第三發光部1450之間的第二電荷產生層1480。
第一發光材料層1420包含下發光材料層1420a及上發光材料層1420b。亦即，下發光材料層1420a位於較靠近第一電極1360的位置，上發光材料層1420b位於較靠近第二電極1364的位置。
第一電荷產生層1470位於第一發光部1410及第二發光部1430之間並包含N型電荷產生層1470a及P型電荷產生層1470b，第二電荷產生層1480位於第一發光部1410及第三發光部1450之間並包含N型電荷產生層1480a及P型電荷產生層1480b。亦即，第三發光部1450、第二電荷產生層1480、第一發光部1410、第一電荷產生層1470及第二發光部1430依序堆疊於第一電極1360上。換言之，第一發光部1410位於第一電荷產生層1470及第二電荷產生層1480之間，第二發光部1430位於第一電荷產生層1470及第二電極1364之間。第三發光部1450位於第二電荷產生層1480及第一電極1360之間。
第一發光部1410可更包含位於第一發光材料層1420之下的第一電洞傳輸層1410a以及位於第一發光材料層1420之上的第一電子傳輸層1410b。亦即，第一電洞傳輸層1410a可位於第一發光材料層1420及第二電荷產生層1480之間，第一電子傳輸層1410b可位於第一發光材料層1420及第一電荷產生層1470之間。
此外，第一發光部1410可更包含位於第一電洞傳輸層1410a及第一發光材料層1420之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第一電子傳輸層1410b及第一發光材料層1420之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第二發光部1430可更包含位於第二發光材料層1440之下的第二電洞傳輸層1430a、位於第二發光材料層1440之上的第二電子傳輸層1430b以及位於第二電子傳輸層1430b上的電子注入層1430c。亦即，第二電洞傳輸層1430a可位於第二發光材料層1440及第一電荷產生層1470之間，第二電子傳輸層1430b及電子注入層1430c可位於第二發光材料層1440及第二電極1364之間。
此外，第二發光部1430可更包含位於第二電洞傳輸層1430a及第二發光材料層1440之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第二電子傳輸層1430b及第二發光材料層1440之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第三發光部1450可更包含位於第三發光材料層1460之下的第三電洞傳輸層1450b、位於第三電洞傳輸層1450b之下的電洞注入層1450a以及位於第三發光材料層1460之上的第三電子傳輸層1450c。亦即，電洞注入層1450a及第三電洞傳輸層1450b可位於第一電極1360及第三發光材料層1460之間，第三電子傳輸層1450c可位於第三發光材料層1460及第二電荷產生層1480之間。
此外，第三發光部1450可更包含位於第三電洞傳輸層1450b及第三發光材料層1460之間的電子阻擋層(未繪示)以及位於第三電子傳輸層1450c及第三發光材料層1460之間的電洞阻擋層(未繪示)。
第一發光材料層1420的下發光材料層1420a及上發光材料層1420b之一者為紅色發光材料層，第一發光材料層1420的下發光材料層1420a及上發光材料層1420b之另一者為綠色發光材料層。亦即，紅色發光材料層(或綠色發光材料層)及綠色發光材料層(或紅色發光材料層)依序堆疊以形成第一發光材料層1420。
第二發光材料層1440及第三發光材料層1460各自可為藍色發光材料層。第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之至少一者具有與以圖9說明之有機發光二極體的發光材料層540相同的結構或配置。
亦即，第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之至少一者包含具有延遲螢光特性之第一化合物、具有螢光特性或延遲螢光特性之第二化合物以及具有磷光特性之第三化合物。第一至第三化合物混合於單一發光材料層中。
第一化合物可由化學式1-1或化學式1-2表示並可為化學式2中之化合物之一者。第二化合物可由化學式3表示並可為化學式4中之化合物。第三化合物可由化學式5-1或化學式5-2表示並可為化學式6中之化合物。
如上所述，第二化合物的起始波長大於(長於)第一化合物的起始波長，且小於(短於)第三化合物的起始波長。此外，第二化合物的最大發射波長(λmax)小於第一化合物的最大發射波長，第三化合物的最大發射波長等於或小於第一化合物的最大發射波長。第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長。再者，第二化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬，第三化合物的半高寬小於第一化合物的半高寬。
在第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之至少一者中，第二化合物的重量百分比可等於或小於第三化合物的重量百分比。舉例而言，相對於第二化合物，第三化合物的重量百分比為約100至1200。
第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之至少一者可更包含主體材料。主體材料的三重態能階可等於或大於(高於)作為延遲螢光化合物之第一化合物的三重態能階。此外，主體材料的三重態能階可大於具有磷光特性之第三化合物的三重態能階。
在(圖21)之第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中的有機發光二極體D8發出白光，白光通過在第一像素區域P1、第二像素區域P2及第三像素區域P3中之(圖21之)濾光層1120。因此，(圖21之)有機發光顯示裝置1100能提供全彩影像。
在圖23中，有機發光二極體D8具有三層堆疊結構，其具有作為發光材料層之第二發光材料層1440及第三發光材料層1460。或者，有機發光二極體D8可具有雙層堆疊結構，其不具有包含第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之一者的發光部。
在有機發光二極體D8的第二發光材料層1440及第三發光材料層1460之至少一者中，由於第一至第三化合物滿足上述條件(或關係)，故第一化合物的能量會轉移至各第二及第三化合物，進而從各第二及第三化合物發生光發射。因此，防止了由第一化合物中的三重態激子所致之壽命及發光效率的下降。
此外，由於第二及第三化合物包含於單一層體中，故第一化合物的單重態激子及三重態激子分別轉移至第二及第三化合物。因此，防止了在第一化合物及/或第二化合物中三重態激子的非發光淬滅之問題。
再者，第二化合物的最大發射波長小於第三化合物的最大發射波長，最小化或防止了從第三化合物至第二化合物的能量轉移。
因此，有機發光二極體D8提供高發光效率及高色純度。
對於本領域具有通常知識者顯而易見的是，在不脫離本發明的範圍下，可對本發明進行多種修改及變化。因此，本發明涵蓋本發明所提供之修改及變化，且這些修改及變化落於申請專利範圍的範圍。
GL:閘極線路 DL:資料線路 PL:電源線路 Ts:開關薄膜電晶體 Td:驅動薄膜電晶體 Cst:儲存電容器 P:像素區域 P1:第一像素區域 P2:第二像素區域 P3:第三像素區域 D,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8:有機發光二極體 Tr:薄膜電晶體 S1:單重態能階 T1:三重態能階 100,1000,1100:有機發光顯示裝置 110,1010,1110:基板 120:半導體層 122,1012:緩衝層 124:閘極絕緣層 130:閘極電極 132:層間絕緣層 134:第一接觸孔 136:第二接觸孔 144:源極電極 146:汲極電極 150,1050,1150:平坦化層 152,1052:汲極接觸孔 160,1066,1166:堤層 170,1070:封裝膜 172:第一無機絕緣層 174:有機絕緣層 176:第二無機絕緣層 210,310,410,510,610,1060,1160,1360:第一電極 220,320,420,520,620,1062,1162,1362:發光層 230,330,430,530,630,1064,1164,1364:第二電極 240,340,440,540,1090:發光材料層 340a,440a:第一層 340b,440b:第二層 440c:第三層 241,341,441,541:第一化合物 243,343,443,543:第二化合物 345,445a,547:第三化合物 347,447a:第四化合物 445b:第五化合物 447b:第六化合物 250,350,450,550,1080:電洞注入層 260,360,460,560,1082:電洞傳輸層 265,365,465,565,1086:電子阻擋層 270,370,470,570,1094:電子傳輸層 275,375,475,575,1092:電洞阻擋層 280,380,480,580,1096:電子注入層 640:第一發光部 640a:電洞注入層 640b:第一電洞傳輸層 640c:第一電子阻擋層 640d:第一電洞阻擋層 640e:第一電子傳輸層 650:第一發光材料層 660:第二發光部 660a:第二電洞傳輸層 660b:第二電子阻擋層 660c:第二電洞阻擋層 660d:第二電子傳輸層 660e:電子注入層 670:第二發光材料層 680:電荷產生層 682:N型電荷產生層 684:P型電荷產生層 1084a:第一輔助電洞傳輸層 1084b:第二輔助電洞傳輸層 1084c:第三輔助電洞傳輸層 1090a:第一發光材料層 1090b:第二發光材料層 1090c:第三發光材料層 1120:濾光層 1122:第一濾光層 1124:第二濾光層 1126:第三濾光層 1210:第一發光部 1210a:電洞注入層 1210b:第一電洞傳輸層 1210c:第一電子傳輸層 1220:第一發光材料層 1230:第二發光部 1230a:第二電洞傳輸層 1230b:第二電子傳輸層 1240:第二發光材料層 1250:第三發光部 1250a:第三電洞傳輸層 1250b:第三電子傳輸層 1250c:電子注入層 1260:第三發光材料層 1270:第一電荷產生層 1270a:N型電荷產生層 1270b:P型電荷產生層 1280:第二電荷產生層 1280a:N型電荷產生層 1280b:P型電荷產生層 1410:第一發光部 1410a:第一電洞傳輸層 1410b:第一電子傳輸層 1420:第一發光材料層 1420a:下發光材料層 1420b:下發光材料層 1430:第二發光部 1430a:第二電洞傳輸層 1430b:第二電子傳輸層 1430c:電子注入層 1440:第二發光材料層 1450:第三發光部 1450a:電洞注入層 1450b:第三電洞傳輸層 1450c:第三電子傳輸層 1460:第三發光材料層 1470:第一電荷產生層 1470a:N型電荷產生層 1470b:P型電荷產生層 1480:第二電荷產生層 1480a:N型電荷產生層 1480b:P型電荷產生層
附圖被包含於此以提供對本發明之進一步的理解並合併於本申請案且構成本申請案的一部分，附圖繪示本發明之實施例並與以下說明一起用以解釋本發明的原理。
圖1為本發明之有機發光顯示裝置的電路示意圖。
圖2為根據本發明第一實施例之有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
圖3為根據本發明第二實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖4為根據本發明第二實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖。
圖5為根據本發明第三實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖6為根據本發明第三實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖。
圖7為根據本發明第四實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖8A至圖8G為根據本發明第三及第四實施例之有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖。
圖9為根據本發明第五實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖10為根據本發明第五實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中化合物之間的關係示意圖。
圖11為根據本發明第五實施例繪示之有機發光二極體的發光材料層中發光機制的示意圖。
圖12為根據本發明之有機發光二極體中所使用之第一化合物、第二化合物及第三化合物的光致發光(PL)光譜圖。
圖13A至圖13L為使用圖12所示之化合物之有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖。
圖14為根據本發明之有機發光二極體中所使用之第一化合物、第二化合物及第三化合物的光致發光(PL)光譜圖。
圖15A至圖15J為使用圖14所示之化合物之有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖。
圖16為根據本發明之有機發光二極體中所使用之第一化合物、第二化合物及第三化合物的光致發光(PL)光譜圖。
圖17A至圖17E為使用圖16所示之化合物之有機發光二極體的電致發光(EL)光譜圖。
圖18為根據本發明第六實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖19為根據本發明第七實施例之有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
圖20為根據本發明第八實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖21為根據本發明第九實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖22為根據本發明第十實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。
圖23為根據本發明第十一實施例之有機發光二極體的剖面示意圖。

Claims (16)

  1. 一種有機發光二極體，包含：一第一電極；一第二電極，面對該第一電極；以及一第一發光材料層，包含一第一化合物、一第二化合物及一第三化合物，該第一發光材料層位於該第一電極及該第二電極之間，其中該第二化合物的一起始波長大於該第一化合物的一起始波長且小於該第三化合物的一起始波長，該第二化合物的一最大發射波長小於該第一化合物的一最大發射波長，該第三化合物的一最大發射波長等於或小於該第一化合物的該最大發射波長，並且該第二化合物及第三化合物各自的一半高寬小於該第一化合物的一半高寬，其中該第一化合物由化學式1-1或化學式1-2表示：〔化學式1-1〕
    Figure 110140911-A0305-02-0091-1
    Figure 110140911-A0305-02-0091-2
     其中R1及R2各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組，並且R3至R6各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組，其中該第二化合物由化學式2表示：〔化學式2〕
    Figure 110140911-A0305-02-0092-3
     其中R11至R14各自獨立選自由氫、氘、C1至C10烷基、C6至C30芳基及C6至C30芳胺基所組成之群組，其中該第三化合物由化學式3-1或化學式3-2表示：
    Figure 110140911-A0305-02-0092-4
    Figure 110140911-A0305-02-0092-5
     其中R21至R24各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組。
  2. 如請求項1所述之有機發光二極體，其中該第一化合物、該第二化合物及該第三化合物包含於單一層體中。
  3. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該第二化合物的該最大發射波長小於該第三化合物的該最大發射波長。
  4. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該第二化合物的重量百分比等於或小於該第三化合物的重量百分比。
  5. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該第一發光材料層更包含一主體材料，該主體材料的三重態能階等於或大於該第一化合物的三重態能階。
  6. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該第一發光材料層更包含一主體材料，該主體材料的三重態能階大於該第三化合物的三重態能階。
  7. 如請求項2所述之有機發光二極體，更包含：一電洞阻擋層，位於該第二電極及該第一發光材料層之間，其中該第一發光材料層更包含一主體材料，該主體材料與該電洞阻擋層的材料相同。
  8. 如請求項2所述之有機發光二極體，更包含：一電子阻擋層，位於該第一電極及該第一發光材料層之間， 其中該第一發光材料層更包含一主體材料，該主體材料與該電子阻擋層的材料相同。
  9. 如請求項1所述之有機發光二極體，其中該第一發光材料層包含一第一層以及位於該第一層及該第二電極之間的一第二層，並且該第一層包含該第一化合物及該第二化合物，該第二層包含該第一化合物及該第三化合物。
  10. 如請求項9所述之有機發光二極體，其中該第一層的厚度小於該第二層的厚度。
  11. 如請求項9所述之有機發光二極體，其中在該第一層中之該第二化合物的重量百分比等於或大於在該第二層中之該第三化合物的重量百分比。
  12. 如請求項9所述之有機發光二極體，其中該第一發光材料層更包含一第三層，該第三層包含該第一化合物及該第三化合物，該第三層位於該第一電極及該第一層之間。
  13. 如請求項9所述之有機發光二極體，其中該第二層更包含一主體材料，該主體材料的三重態能階大於該第三化合物的三重態能階。
  14. 如請求項1所述之有機發光二極體，更包含：一第二發光材料層，位於該第一電極及該第一發光材料層之間；以及 一電荷產生層，位於該第一發光材料層及該第二發光材料層之間，其中該第二發光材料層為紅色發光材料層、綠色發光材料層及藍色發光材料層中之一者。
  15. 一種有機發光裝置，包含：一基板；以及一有機發光二極體，設置於該基板或設置於該基板之上，該有機發光二極體包含：一第一電極；一第二電極，面對該第一電極；以及一第一發光材料層，包含一第一化合物、一第二化合物及一第三化合物，該第一發光材料層位於該第一電極及該第二電極之間，其中該第二化合物的一起始波長大於該第一化合物的一起始波長且小於該第三化合物的一起始波長，其中該第二化合物的一最大發射波長小於該第一化合物的一最大發射波長，該第三化合物的一最大發射波長等於或小於該第一化合物的該最大發射波長，並且該第二化合物及該第三化合物各自的一半高寬小於該第一化合物的一半高寬，其中該第一化合物由化學式1-1或化學式1-2表示：
    Figure 110140911-A0305-02-0096-6
    Figure 110140911-A0305-02-0096-7
     其中R1及R2各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組，R3至R6各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組，該第二化合物由化學式2表示：〔化學式2〕
    Figure 110140911-A0305-02-0097-8
     其中R11至R14各自獨立選自由氫、氘、C1至C10烷基、C6至C30芳基及C6至C30芳胺基所組成之群組，該第三化合物由化學式3-1或化學式3-2表示：
    Figure 110140911-A0305-02-0097-9
    Figure 110140911-A0305-02-0097-10
     其中R21至R24各自獨立選自由氫、C1至C10烷基及C6至C30芳基所組成之群組。
  16. 如請求項15所述之有機發光裝置，其中該第一化合物、該第二化合物及該第三化合物包含於單一層體中，並且該第二化合物的該最大發射波長小於該第三化合物的該最大發射波長。
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