TWI840009B - 發光裝置及包含該發光裝置的發光顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露發光裝置和發光顯示裝置，其等能藉由改變在與陰極接觸的藍色螢光疊層中相鄰於藍色發光層的層的配置來改善發光效率、驅動電壓和壽命。該發光裝置包括n個（其中，n是2或更大的自然數）疊層，位於彼此面對的陽極與陰極之間，其中，接觸陰極的第n個疊層是第一藍色疊層，其中，第一藍色疊層包含：第一電洞傳輸層；第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有具430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；第一電子傳輸層，接觸第一藍色發光層；以及電子注入層，其兩側分別與第一電子傳輸層和陰極接觸，其中，第一電子傳輸層含有式1的第一材料和式2的第二材料的混合物。

Description

發光裝置及包含該發光裝置的發光顯示裝置
本發明涉及一種發光裝置及一種包含該發光裝置的發光顯示裝置，更具體地，涉及一種包含複數個疊層以實現白色的發光裝置，其中，該發光裝置能夠提高與陰極相鄰的藍色疊層的效率，並在整體疊層結構中降低驅動電壓及提高白色發光效率。
近來，不需要獨立光源且在顯示面板中具有發光裝置而沒有獨立光源以使顯示裝置緊湊並實現清晰色彩的發光顯示裝置已被視為是具有競爭力的應用。
同時，用在發光顯示裝置中的發光裝置需要更高的效率以實現期望的影像品質，且較佳以複數個疊層的形式實現。然而，由於各個疊層之間所實現的發光顏色和發光機制的差異，僅藉由使用複數個疊層來提高效率存在著侷限性。此外，因為在改變材料以提高效率時沒有考慮到穩定性，因此還是有可靠度降低的問題。
因此，本發明涉及一種發光裝置和一種包含該發光裝置的發光顯示裝置，其等基本上消除了由於先前技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題 。
本發明的目的是提供一種發光裝置，其能夠基於對具有低內部量子效率的螢光發光層及與其相鄰的結構的改良，將驅動電壓和壽命均改善至期望的程度。
本發明的其他優點、目的和特徵將在隨後的描述中部分地闡述，並且部分地對於所屬技術領域中具有通常知識者在檢視以下內容之後將變得顯而易見，或者可以從本發明的實踐中獲知。本發明的目的和其他優點可以透過說明書和申請專利範圍以及所附圖式中特別指出的結構來實現和達成。
在本發明的發光裝置和發光顯示裝置中，可以藉由改變在與陰極接觸的藍色螢光疊層中與藍色發光層相鄰的層的配置，來實現提高的效率、降低的驅動電壓、以及延長的壽命。
為了實現根據本發明的目的這些目的和其他優點，如本文中具體化和廣泛描述的，根據本發明一實施方式的發光裝置包括：n個（其中，n是2或更大的自然數）疊層，位於彼此面對的陽極與陰極之間，其中，接觸陰極的第n個疊層是第一藍色疊層，其中，第一藍色疊層包含：第一電洞傳輸層；第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有具430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；第一電子傳輸層，接觸第一藍色發光層；以及電子注入層，其兩側分別與第一電子傳輸層和陰極接觸，其中，第一電子傳輸層含有式1的第一材料和式2的第二材料的混合物。
在另一態樣中，一種發光顯示裝置包括：基板，包含複數個子像素；薄膜電晶體，設置在基板上的每個子像素中；以及發光裝置，連接到薄膜電晶體。
應當理解的是，本發明前面的廣義描述和以下的詳細描述均為示例性及範例性的，並且旨在提供對所請求保護的本發明的進一步解釋。
現在將詳細參照本發明的較佳實施方式，其示例在所附圖式中示出。在可能的情況下，將在全部所附圖式中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部分。在本發明的以下描述中，當併入本文的已知功能和配置的詳細描述可能模糊本發明的主題時，將省略其詳細描述。此外，以下描述中使用的元件名稱是考慮到說明書的明確描述而選擇的，可能與實際產品的元件名稱不同。
為了說明本發明的各個實施方式而在所附圖式中所示出的形狀、尺寸、比例、角度、數量等僅供說明之用，並不侷限於所附圖式所示的內容。在可能的情況下，將在全部所附圖式中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部分。在以下描述中，可以省略與本發明相關的技術或配置的詳細描述，以避免不必要地模糊本發明的主題。當在整個說明書中使用諸如「包含」、「具有」和「包括」的術語時，除非使用「僅」，否則可以存在另外的組件。除非另有特別說明，否則以單數形式描述的組件涵蓋其複數形式。
本發明實施方式所包含的組件，即使沒有額外具體說明，也應理解為包括誤差範圍。
在描述本發明的各種實施方式時，當使用諸如「上」、「上方」、「下方」和「旁邊」等位置關係的術語時，除非使用「立即」或「直接」，否則兩個元件之間可以存在至少一個中間元件。
在描述本發明的各種實施方式時，當使用諸如「之後」、「隨後」、「接下來」和「之前」等與時間關係相關的術語時，除非使用「立即」或「直接」，否則可以包括非連續情況。
在描述本發明的各種實施方式時，可能會使用諸如「第一」和「第二」的術語來描述各種組件，但這些術語僅用於區分相同或相似的組件。因此，在整個說明書中，除非另有具體說明，否則在本發明的技術概念內，「第一」組件可以與「第二」組件相同。
本發明中各種實施方式的特徵可以彼此部分地或完全地耦接或組合，並可以進行各種相互運作和技術性驅動。本發明的實施方式可以彼此獨立實施，也可以相互關聯的方式一起實施。
如本文所用，術語「摻雜的」是指在佔據一個層的大部分重量比的材料中，以小於30重量%的量添加具有不同於佔據該層的大部分重量比的材料的物理特性的材料（例如，N型和P型材料，或有機物和無機物）。換句話說，「摻雜的」層是指考慮到重量比的比重，用於區分特定層的主體材料和摻雜劑材料的層。此外，術語「未摻雜的」是指「摻雜的」情況以外的任何情況。舉例來說，當一個層含有單一材料或彼此具有相同特性的材料的混合物時，該層被包含在「未摻雜的」層中。舉例來說，若構成特定層的材料中的至少一種是p型，而並非構成該層的所有材料都是n型，則該層被包含在「未摻雜的」層中。舉例來說，若構成層的材料中的至少一種是有機材料，而並非構成該層的材料都是無機材料，則該層被包含在「未摻雜的」層中。舉例來說，當構成特定層的所有材料均為有機材料時，構成該層的材料中的至少一種為n型，另一種為p型，當n型材料以小於30 wt%的量存在，或者當p型材料以小於30 wt%的量存在時，該層被視為是「摻雜的」層。
在下文中，將參照所附圖式描述本發明的發光裝置和包含該發光裝置的發光顯示裝置。
圖1是示意性地示出本發明的發光裝置的剖面圖。
如圖1所示，根據本發明的發光裝置具有在陽極110與陰極200之間的n個（其中，n為2或更大的自然數）疊層（諸如BS1和PS），並且該些疊層由電荷產生層CGL分開。
本發明的發光裝置具有包含至少一個藍色螢光疊層（諸如BS1）和磷光疊層PS的基本配置，並可以取決於所需特定顏色的產生效率，進一步包括對應的發光疊層。這將參照圖2A和圖2B進行描述。
在本發明的發光裝置中，接觸陰極200的疊層是第一藍色螢光疊層BS1。第一藍色螢光疊層BS1包括：第一電洞傳輸層HTL1；第一電子阻擋層EBL1；第一藍色發光層BEML1，包含具有430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；第一電子傳輸層ETL1，接觸第一藍色發光層BEML1；以及電子注入層180，其兩側分別接觸第一電子傳輸層ETL1和陰極200。
此外，本發明的發光裝置包括磷光疊層PS，在其靠近陽極110的一側發出波長比藍光更長的光。磷光疊層PS至少包含紅色磷光發光層REML和綠色磷光發光層GEML。從第一藍色發光層BEML1發出的光、從紅色磷光發光層REML發出的光、以及從綠色磷光發光層GEML發出的光可以聚集在陽極110和陰極200中的至少一側上以發出白光。
發光裝置可以進一步包括分別位於圖1的紅色磷光發光層REML下方和綠色磷光發光層GEML上方的電洞相關傳輸層和電子相關傳輸層。
當發光裝置是底部發光型時，陽極110可以是由ITO、IZO或ITZO製成的透明電極，而陰極200可以是鋁（Al）、鋁合金、銀（Ag）、銀合金、鎂（Mg）或鎂合金。
當發光裝置是頂部發光型時，陽極110可以包含諸如銀、銀合金或鋁的反射金屬，而陰極200可以是薄透明電極或反射透明電極。
考慮到壽命和外部量子效率兩者，應用於本發明的發光裝置的第一藍色螢光疊層BS1是發出螢光的疊層。作為第一藍色發光層BEML1的螢光材料的硼基摻雜劑相比於磷光藍色摻雜劑，具有提高的穩定性和更長的壽命，並且相比其他螢光摻雜劑具有提高的外部量子效率。此外，在本發明的發光裝置中，第一藍色螢光疊層BS1設置以接觸陰極200，從而根據使用微腔的共振效應在光學上增加藍色發光效率。
同時，在本發明的發光裝置中，磷光疊層PS和第一藍色螢光疊層BS1經由電荷產生層CGL連接，以確保白光的實現效率高於特定程度。本發明的發光裝置旨在提高與陰極200接觸的第一藍色螢光疊層BS1的效率，以克服磷光發光機制與螢光發光機制之間的內部量子效率差異。為此，促進了在第一藍色螢光疊層BS1的第一藍色發光層BEML1中的三重態-三重態湮滅（TTA），以提高陰極200中的電子注入效率和第一藍色螢光疊層BS1中的電子傳輸效率，從而將電子快速轉移到第一藍色發光層BEML1中，並將電子和激子限制在第一藍色發光層BEML1中。
為了從陰極200注入電子而設置的電子注入層180含有含鋰（Li）的化合物，從而降低了與設置在陰極200中的有機材料的界面處的電阻，以促進電子的注入。電子注入層180可以例如含有LiF和Liq中的任一種。
在本發明的發光裝置中，藉由改變構成接觸電子注入層180的第一電子傳輸層ETL1的無機材料，來提高電子傳輸效率。此外，本發明的發光裝置含有第二材料C2以及下列式1之具有高電子傳輸效率的第一材料C1，以避免以下現象：當第一電子傳輸層ETL1包含具有高電子傳輸效率的單一材料時，由於在第一電子傳輸層ETL1與電子注入層180之間的界面處的物理特性或排斥力的差異，而使電子從陰極200轉移到第一電子傳輸層ETL1的能量障壁增加。另外，第二材料C2是由下列式2表示的材料，並與構成電子注入層180的材料，例如LiF或Liq（喹啉鋰），具有低界面電阻及很小的能量障壁，或者沒有能量障壁。亦即，在最靠近陰極200的第一藍色螢光疊層BS1中，第一電子傳輸層ETL1含有具高電子傳輸效率的第一材料C1與第二材料C2的混合物，其中，第二材料C2允許在第一電子傳輸層ETL1與電子注入層180之間的界面處的排斥力很小或沒有排斥力的情況下注入電子。
[式1]
R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基、雜芳基和咔唑基。X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH。X 4、X 5和X 6中的至少一個應為N，而其餘者為CH。
此處，構成第一電子傳輸層ETL1之式1的第一材料在結構外側上維持每個對稱苯環的結構鍵，並且由於對稱苯環末端的氮（N）的強電子予體活性，能夠以高效率將電子轉移到第一藍色發光層BEML1。
[式2]
L 1和L 2可以獨立地為單鍵。或者，L 1和L 2可以獨立地包含選自苯基和萘基中的一種。在一些實施方式中，L 1和L 2可以獨立地包含選自伸苯基和伸萘基中的一種。
R 3、R 4和R 6可以獨立地包含選自苯基、萘基和蒽基中的一種。R 5可以為單鍵或可以包含選自甲基、乙基、苯基、萘基和蒽基中的一種。
在一些實施方式中，R 3可以獨立地選自伸苯基、伸萘基和伸蒽基。R 4可以選自苯基、萘基和蒽基。R 5可以為單鍵或包含伸烷基，諸如伸苯基、伸萘基和伸蒽基。R 6可以選自烷基，諸如苯基、萘基和蒽基。
同時，在本發明的發光裝置中，由於第一電子傳輸層ETL1的優異電子傳輸效率，可以將電子和激子快速轉移到第一藍色發光層BEML1與第一電子阻擋層EBL1之間的界面。
作為本發明的發光裝置的另一個特徵，第一電子阻擋層EBL1可以由被氘取代的材料形成，以防止由於電子轉移到第一電子阻擋層EBL1而降低發光裝置的效率和壽命。
例如，第一電子阻擋層EBL1可以含有下列式3的第三材料C3。
[式3]
L 3可以為單鍵，或可以包含苯基或萘基。在一些實施方式中，L 3可以包含選自伸苯基和伸萘基中的一種。R 7至R 14可以為氘。或者，R 7至R 14可以被氘取代。R 15和R 16可以各自獨立地選自苯基、被氘取代的苯基、聯苯基、被氘取代的聯苯基、茀基、被氘取代的茀基、雜芳基、被氘取代的雜芳基、咔唑基、被氘取代的咔唑基、二苯并呋喃基、被氘取代的二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、和被氘取代的二苯并噻吩基。在一實施方式中，進行部分氘取代。在較佳的實施方式中，進行完全氘取代。
具體而言，式3的第三材料C3的示例稍後將參照實驗描述。
在下文中，將分別描述本發明的發光裝置應用於雙疊層結構和三疊層結構的示例。然而，本發明的發光裝置不限於所提出的兩層或三層結構，並可以適於具有任何疊層數、包含四疊層或更多疊層的結構，只要其包含藍色螢光疊層及磷光疊層，其中接觸陰極的疊層為藍色螢光疊層，而接觸電子注入層的第一電子傳輸層同時包含第一材料和第二材料。
圖2A和2B是示出本發明的發光裝置的實施方式的剖面圖。
如圖2A所示，根據本發明第一實施方式的發光裝置包括：陽極110和陰極200，在基板100上彼此面對；以及磷光疊層PS、電荷產生層CGL和藍色螢光疊層BS，依序設置在陽極110與陰極200之間。
與圖1的第一藍色螢光疊層BS1相似，藍色螢光疊層BS包含：第一電洞傳輸層（HTL1）141；第一電子阻擋層（EBL1）142；第一藍色發光層（BEML1）143，含有具430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；第一電子傳輸層（ETL1）144，接觸第一藍色發光層（BEML1）143；以及電子注入層180，其兩側分別與第一電子傳輸層（ETL1）144和陰極200接觸。第一電子傳輸層（ETL1）144含有式1的第一材料C1和式2的第二材料C2。
此外，磷光疊層PS包含：電洞注入層（HIL）121；第二電洞傳輸層（HTL2）131；紅色磷光發光層（REML）132；綠色磷光發光層（GEML）134；以及第二電子傳輸層（ETL2）135。
此處，藍色螢光疊層BS與磷光疊層PS之間的電荷產生層CGL可以包含n型電荷產生層N-CGL和p型電荷產生層P-CGL。n型電荷產生層N-CGL藉由用鹼金屬、鹼土金屬或過渡金屬摻雜電子傳輸主體來形成，以產生電子並將其供應給相鄰疊層的電子傳輸層。參照圖2A，n型電荷產生層N-CGL將產生的電子供應給設置在其下方的磷光疊層PS的第二電子傳輸層（ETL2）135。此外，p型電荷產生層P-CGL產生電洞，並將產生的電洞供應給設置在其上的藍色螢光疊層BS的第一電洞傳輸層（HTL1）141。p型電荷產生層P-CGL包含電洞傳輸主體中的p型摻雜劑。在本發明的發光裝置中，具有高電子傳輸效率的第一材料C1用於藍色螢光疊層BS中的第一電子傳輸層144，因此可以將電子快速轉移到第一藍色發光層143。對此，本發明的發光裝置的特徵還在於，具有高電洞傳輸效率之式4的有機摻雜劑（第四材料：C4）被用為p型電荷產生層P-CGL中的p型摻雜劑。
[式4]
此處，A選自氫、氘、鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、被取代或未被取代的芳基或雜芳基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷氧基。在式2中，A的取代基可以包含氰基、鹵基、三氟甲基、三氟甲氧基、氫和氘中的一種。C 1和C 2可以各自獨立地為氫、氘、鹵基或氰基中的一種。D 1至D 4可以各自獨立地由單鍵或雙鍵連接，並且被鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基和三氟甲氧基中的一種取代，且D 1至D 4中的至少兩個包含氰基。
具體而言，式4的第四材料C4的示例稍後將參照實驗描述。
圖2B所示之根據本發明第二實施方式的發光裝置旨在進一步提高藍色發光效率，並包含：第一藍色螢光疊層BS1和第二藍色螢光疊層BS2，分別與陰極200和陽極110接觸；以及磷光疊層PS，位於第一藍色螢光疊層BS1與第二藍色螢光疊層BS2之間。第一藍色螢光疊層BS1與如上圖1和圖2A所述者相同，因此將省略其描述。
第二藍色螢光疊層BS2包含：電洞注入層（HIL）121；第三電洞傳輸層（HTL3）122；第二電子阻擋層（EBL2）123；第二藍色發光層（BEML2）124；以及第三電子傳輸層（ETL3）125，其等依序堆疊在陽極110上。
此外，磷光疊層PS包含：第二電洞傳輸層（HTL2）131；磷光發光層PEML；以及第二電子傳輸層（ETL2）135。在圖2B的第二實施方式中，磷光發光層PEML包含：紅色磷光發光層（REML）132；黃綠色磷光發光層（YGEML）133；以及綠色磷光發光層（GEML）134。圖2B的第二實施方式與圖2A的第一實施方式的不同之處在於，圖2B的第二實施方式進一步包含在紅色磷光發光層（REML）132與綠色磷光發光層（GEML）134之間的黃綠色磷光發光層（YGEML）133 。與第一實施方式相比，第二實施方式可以在更寬的色域內表現更多種顏色。
第一電荷產生層170設置在第一藍色螢光疊層BS1與磷光疊層PS之間，而第二電荷產生層150設置在磷光疊層PS與第二藍色螢光疊層BS2之間。
第一電荷產生層170和第二電荷產生層150中的每一個從底部依序設置有n型電荷產生層（N-CGL）171或151和p型電荷產生層（P-CGL）173或153。
在下文中，將基於實驗描述對靠近陰極的藍色螢光疊層中的電子傳輸層材料進行改變的效果。
此外，形成電子傳輸層之式1的第一材料C1的示例包含以下材料ETM-01至ETM-60。
作為式1的代表性材料，ETM-01透過以下製備方法來獲得。
（1）第一化合物的合成：
準備6.0 g（49.5 mmol）的4-乙醯基吡啶和9.0g（48.6 mmol）的4-溴苯甲醛，並與200 mL的2 wt% NaOH水溶液一起放入燒瓶中，隨後在室溫下攪拌10小時，並觀察反應溶液的顏色變化。接著，向其中添加6.0 g（49.5 mmol）的4-乙醯基吡啶，並將NaOH濃度設定為20 wt%，隨後在80℃下攪拌8小時。將產物不經純化脫水，並在回流條件下於在500 mL乙醇中含有超過36.0 g乙酸銨的溶液中攪拌5小時。接著，使用乙醇將產物從所得反應溶液中再結晶出來，以獲得第一化合物（11 g，產率60%）。
（2）第二化合物的合成：
將8.1 g（48.75 mmol）的咔唑、6.0 g（19.5 mmol）的1-三甲基矽基-3,5-二溴苯、0.89 g（1.0 mmol）的三(二亞芐基丙酮)二鈀(0)（Pd 2(dba) 3）、0.59 g（2.0 mmol）的三(三級丁基)膦四氟硼酸鹽（P(tBu) 3BF 4）、以及4.7 g（48.8 mmol）的NaOtBu添加到乾燥甲苯（200 mL）中，隨後在90℃下攪拌10小時。反應完成後，過濾NaOtBu殘餘物，接著將產物用乙酸乙酯萃取。將所得產物用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 20：1 (v/v)），以獲得第二化合物（6.1 g，產率65%）。
（3）第三化合物的合成：
將第二化合物（4.0 g，8.3 mmol）溶解於CCl 4（70 mL）中，並在0℃下向其中逐滴添加一氯化碘溶液（1.0 M在二氯甲烷中，8.3 mL，8.3 mmol），隨後攪拌1小時。接著，將反應溶液添加到5 wt%的硫代硫酸鈉（Na 2S 2O 3）水溶液中，隨後劇烈攪拌直至反應溶液變得透明。將反應溶液用乙酸乙酯萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 20：1 (v/v)），以獲得第三化合物（3.6 g，產率80%）。
（4）第四化合物的合成：
將第三化合物（3 g，5.6 mmol）、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙(1,3,2,-二氧雜環戊硼烷)（2.1 g，8.4 mmol）、[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(II)（Pd(dppf)Cl 2）（0.21 g，0.28 mmol）、以及乙酸鉀（KOAc）（1.65 g，16.8 mmol）在透過注入氮氣形成的惰性環境下混合，接著向其中添加1,4-二㗁烷（30 mL），隨後在130℃下攪拌12小時。反應完成後，將混合物用乙酸乙酯萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 7：1 (v/v)），以獲得第四化合物（2.3 g，產率75%）。
（5）ETM-01的合成：
將第一化合物（1.8 g，4.6 mmol）、第四化合物（2.3 g，4.3 mmol）、乙酸鈀(II) （Pd(OAc) 2）（0.048 g，0.2 mmol）、三苯膦（PPh 3）（0.28 g，1.0 mmol）、以及碳酸鉀（K 2CO 3）（3.0 g，21.5 mmol）裝入形成惰性環境的圓底燒瓶中，並向其中添加除氣的THF/H 2O（35 mL/5 mL），隨後在70℃下攪拌10小時。反應完成後，將反應溶液用二氯甲烷萃取，用MgSO 4脫水，並透過管柱層析法純化（己烷：EA = 7：1 (v/v)），以獲得ETM-01（2.6 g，產率85%）。
同時，上述合成方法用以合成式1的代表性材料ETM-01，其他式1的材料ETM-02至ETM-60可以透過以下方法獲得：在（1）第一化合物的合成期間改變氮取代基的數量，或在（2）第二化合物的合成期間改變合成的咔唑或苯基的數量。
此外，形成電子傳輸層之式2的第二材料C2的示例包含以下材料ETMB-01至ETMB-40。
圖3是示出使用在第一實驗例群組至第四實驗例群組中的發光裝置的剖面圖。
進行第一驗例群組至第四實驗例群組中的實驗以確定與陰極相鄰的藍色螢光疊層中的變化，並且該些實驗是在如圖3所示之未連接至磷光疊層的單位螢光疊層中進行。
如圖3所示，用於第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）、第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）、第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）和第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27）的發光裝置在由ITO形成的陽極10上依序具有以下配置。
亦即，在陽極10上，將式5的DNTPD和MgF 2以1：1的重量比混合，並將所得混合物沉積至7.5 nm的厚度，以形成電洞注入層（HIL）11。
[式5]
接著，在電洞注入層11上將α-NPD沉積至80 nm的厚度，以形成電洞傳輸層（HTL）12。
接著，在電洞傳輸層12上使用式6的TAPC形成厚度為20 nm的電子阻擋層（EBL）13。
[式6]
接著，在電子阻擋層13上形成摻雜有3 wt%之式8的硼基摻雜劑DABNA-1的式7的MADN，以形成厚度為30 nm的藍色發光層（BEML）14。
[式7]
[式8]
接著，在第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）的每個實驗例中，使用式2的第二材料C2（ETMB-01至ETMB-40）作為單一材料，形成厚度為25 nm的電子傳輸層（ETL）15。透過相同的製程，在第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）中，使用式1的第一材料C1（ETM-01至ETM-60）作為單一材料，形成厚度為25 nm的電子傳輸層15。同時，在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）中，將第一材料C1和第二材料C2以5：5的重量比混合，並將所得混合物用以形成厚度為25 nm的電子傳輸層15。在第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27）中，將第二材料C2與第一材料C1的重量比改變為1：9至9：1的範圍，以形成厚度為25 nm的電子傳輸層15。
接著，在電子傳輸層15上使用LiF形成厚度為2 nm的電子注入層（EIL）16。接著，在電子注入層16上形成由鋁（Al）成分製成的陰極20。
首先，在表1的第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）中，在圖3的發光裝置的結構中，電子傳輸層15的材料是式2的單一材料，並且是ETMB-01至ETMB-40中的一種，並比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。
[表1]
項目 ETL (C2) 在0.1 Cd/m 2下的導通電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%)
Ex1-1 ETMB-01 2.83 3.95 4.71 3.9 6.3
Ex1-2 ETMB-02 2.76 3.95 4.74 3.1 5.0
Ex1-3 ETMB-03 2.84 3.99 4.67 3.2 5.1
Ex1-4 ETMB-04 2.88 3.84 4.77 2.8 4.6
Ex1-5 ETMB-05 2.78 4.02 4.70 4.2 6.7
Ex1-6 ETMB-06 2.83 4.06 5.53 2.7 4.4
Ex1-7 ETMB-07 2.77 4.24 5.83 3.8 6.1
Ex1-8 ETMB-08 2.71 4.27 5.63 3.1 5.0
Ex1-9 ETMB-09 2.74 3.75 4.72 3.8 6.1
Ex1-10 ETMB-10 2.77 3.76 4.85 2.9 4.7
Ex1-11 ETMB-11 2.78 4.06 4.99 4.2 6.7
Ex1-12 ETMB-12 2.71 3.83 4.90 3.9 6.3
Ex1-13 ETMB-13 2.74 4.08 4.86 2.9 4.7
Ex1-14 ETMB-14 2.84 4.06 5.03 4.3 7.0
Ex1-15 ETMB-15 2.74 4.48 5.78 3.5 5.7
Ex1-16 ETMB-16 2.80 4.33 5.80 3.2 5.2
Ex1-17 ETMB-17 2.79 3.86 4.78 3.9 6.2
Ex1-18 ETMB-18 2.88 3.97 4.80 2.7 4.3
Ex1-19 ETMB-19 2.87 3.76 4.62 2.9 4.6
Ex1-20 ETMB-20 2.87 3.88 4.96 3.7 6.0
Ex1-21 ETMB-21 2.79 4.08 4.62 2.7 4.3
Ex1-22 ETMB-22 2.74 3.89 4.93 2.7 4.3
Ex1-23 ETMB-23 2.89 4.00 5.00 3.3 5.4
Ex1-24 ETMB-24 2.86 4.03 4.62 3.0 4.8
Ex1-25 ETMB-25 2.84 3.78 4.89 3.2 5.1
Ex1-26 ETMB-26 2.77 3.97 5.20 3.8 6.2
Ex1-27 ETMB-27 2.82 4.09 6.25 3.3 5.2
Ex1-28 ETMB-28 2.82 4.28 5.51 4.2 6.7
Ex1-29 ETMB-29 2.87 3.79 4.79 3.5 5.6
Ex1-30 ETMB-30 2.79 3.77 4.73 4.0 6.5
Ex1-31 ETMB-31 2.87 3.82 4.68 3.6 5.7
Ex1-32 ETMB-32 2.72 3.94 4.91 4.1 6.6
Ex1-33 ETMB-33 2.84 4.08 4.85 2.9 4.7
Ex1-34 ETMB-34 2.81 4.08 5.00 3.7 6.0
Ex1-35 ETMB-35 2.72 3.71 4.71 3.3 5.3
Ex1-36 ETMB-36 2.77 3.78 4.81 3.3 5.3
Ex1-37 ETMB-37 2.79 3.98 4.92 3.4 5.5
Ex1-38 ETMB-38 2.84 4.01 4.93 3.3 5.3
Ex1-39 ETMB-39 2.71 4.01 5.00 3.0 4.9
Ex1-40 ETMB-40 2.86 4.28 5.55 3.4 5.5
在第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）中，在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓為2.71 V至2.89 V，在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為3.71 V至4.48 V，而在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為4.62 V至6.25 V。此外，在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度為2.7 Cd/A至4.3 Cd/A，並且外部量子效率為4.3至7.0%。在表2的第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）中，在圖3的發光裝置的結構中，電子傳輸層15的材料是式1的單一材料，將該材料從ETM-01變化到ETM-60，並比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。
[表2]
項目 ETL (C1) 在0.1 Cd/m 2下的導通電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%)
Ex2-1 ETM-01 4.25 5.52 8.57 4.3 6.9
Ex2-2 ETM-02 4.17 5.55 8.59 3.3 5.3
Ex2-3 ETM-03 4.29 5.51 8.35 3.8 6.1
Ex2-4 ETM-04 4.20 5.70 8.65 3.7 5.9
Ex2-5 ETM-05 4.20 5.64 8.42 4.3 7.0
Ex2-6 ETM-06 4.13 5.59 8.44 2.7 4.4
Ex2-7 ETM-07 4.25 5.64 8.67 4.2 6.7
Ex2-8 ETM-08 4.16 5.42 8.52 2.6 4.2
Ex2-9 ETM-09 4.15 5.46 8.60 2.7 4.3
Ex2-10 ETM-10 4.29 5.54 8.60 3.7 6.0
Ex2-11 ETM-11 4.29 5.80 8.56 2.9 4.7
Ex2-12 ETM-12 4.23 5.58 8.45 3.5 5.7
Ex2-13 ETM-13 4.27 5.80 8.54 3.3 5.4
Ex2-14 ETM-14 4.12 5.40 8.48 4.0 6.5
Ex2-15 ETM-15 4.28 5.44 8.56 4.3 6.8
Ex2-16 ETM-16 4.27 5.72 8.47 4.2 6.8
Ex2-17 ETM-17 4.17 5.44 8.46 2.9 4.6
Ex2-18 ETM-18 4.20 5.70 8.69 3.2 5.1
Ex2-19 ETM-19 4.10 5.42 8.64 3.7 5.9
Ex2-20 ETM-20 4.10 5.45 8.57 4.2 6.8
Ex2-21 ETM-21 4.16 5.55 8.54 3.4 5.4
Ex2-22 ETM-22 4.18 5.75 8.70 3.4 5.5
Ex2-23 ETM-23 4.15 5.76 8.34 3.7 6.0
Ex2-24 ETM-24 4.14 5.72 8.50 3.4 5.5
Ex2-25 ETM-25 4.12 5.69 8.58 4.2 6.7
Ex2-26 ETM-26 4.24 5.60 8.34 2.7 4.4
Ex2-27 ETM-27 4.13 5.48 8.63 2.6 4.1
Ex2-28 ETM-28 4.23 5.45 8.46 4.1 6.7
Ex2-29 ETM-29 4.12 5.50 8.45 3.0 4.9
Ex2-30 ETM-30 4.24 5.46 8.32 3.4 5.4
Ex2-31 ETM-31 4.11 5.66 8.70 2.7 4.3
Ex2-32 ETM-32 4.22 5.59 8.31 2.7 4.4
Ex2-33 ETM-33 4.27 5.55 8.61 3.9 6.3
Ex2-34 ETM-34 4.20 5.76 8.58 4.2 6.7
Ex2-35 ETM-35 4.17 5.51 8.59 3.3 5.4
Ex2-36 ETM-36 4.19 5.60 8.35 3.8 6.0
Ex2-37 ETM-37 4.20 5.79 8.41 4.2 6.8
Ex2-38 ETM-38 4.27 5.50 8.45 2.6 4.2
Ex2-39 ETM-39 4.20 5.55 8.43 3.7 5.9
Ex2-40 ETM-40 4.25 5.60 8.70 2.8 4.6
Ex2-41 ETM-41 4.16 5.72 8.70 3.8 6.2
Ex2-42 ETM-42 4.21 5.48 8.65 3.6 5.7
Ex2-43 ETM-43 4.12 5.56 8.52 4.3 6.9
Ex2-44 ETM-44 4.27 5.45 8.31 3.6 5.8
Ex2-45 ETM-45 4.21 5.45 8.45 3.2 5.2
Ex2-46 ETM-46 4.26 5.73 8.42 4.1 6.6
Ex2-47 ETM-47 4.21 5.62 8.48 2.6 4.2
Ex2-48 ETM-48 4.29 5.44 8.62 3.6 5.8
Ex2-49 ETM-49 4.27 5.55 8.35 3.2 5.1
Ex2-50 ETM-50 4.12 5.73 8.35 3.9 6.3
Ex2-51 ETM-51 4.18 5.66 8.34 2.8 4.5
Ex2-52 ETM-52 4.27 5.46 8.38 4.3 6.8
Ex2-53 ETM-53 4.25 5.79 8.52 2.7 4.3
Ex2-54 ETM-54 4.11 5.42 8.53 4.0 6.5
Ex2-55 ETM-55 4.18 5.63 8.57 3.1 5.0
Ex2-56 ETM-56 4.27 5.46 8.38 4.2 6.8
Ex2-57 ETM-57 4.14 5.47 8.66 2.7 4.4
Ex2-58 ETM-58 4.15 5.52 8.67 3.7 6.0
Ex2-59 ETM-59 4.12 5.51 8.60 3.4 5.5
Ex2-60 ETM-60 4.21 5.59 8.54 2.7 4.3
在第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）中，在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓為4.10 V至4.29 V，在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為5.40 V至5.80 V、以及在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為8.31 V至8.70 V。在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度為2.6 Cd/A至4.3 Cd/A，而在10 mA/cm 2的電流密度下的外部量子效率為4.1%至7.0%。
將第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）與第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）進行比較，亮度和外部量子效率相似，但第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）表現出增加的導通電壓和驅動電壓。
圖4A和圖4B示出了當透過第一實驗例群組和第二實驗例群組評估的第二材料和第一材料分別用為與陰極相鄰的電子傳輸層時，藍色發光層和周圍層的能帶圖以及電洞和電子傳輸特性。
從表1和圖4A的結果可以看出，使用第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）的式2的第二材料C2的電子傳輸層15a，在電子注入層16和陰極20的功函數與第二材料C2自身的LUMO能階之間的差異很小，並且能夠順利地傳輸電子。此外，在第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）中，當第二材料C2與鋰化合物反應時，排斥力很小或沒有排斥力，因此即使當向陰極20供應電壓時，電子傳輸層15a在電子供應給第二材料C2時也表現出優異的電子注入特性而在能量障壁方面沒有變化。
同時，從表2和圖4B的結果可以看出，在含有用於第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）的第一材料C1的電子傳輸層15b中，在未施加電壓時處於初始狀態下之式1的第一材料C1具有與第二材料C2相似的LUMO能階，並具有高電子傳輸能力，但對構成電子注入層16的鋰化合物具有很大的排斥力，當向陰極20供應電壓時，與固有的LUMO能階相比，在與電子注入層16的界面處的能量障壁增加，並在供應電子時表現出增加的導通電壓和驅動電壓。
考慮到第一實驗例群組和第二實驗例群組的結果，發明人對第三實驗例群組和第四實驗例群組進行實驗，其中包含：使用具有高電子傳輸能力的第一材料C1和對構成電子注入層16的材料沒有排斥力並促進電子注入的第二材料C2的混合物形成電子傳輸層15。
在表3的第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）中，在圖3的發光裝置的結構中，透過將式2的第二材料C2和式1的第一材料C1的混合物以1：1的重量比共沉積來形成電子傳輸層15。如表3所示，第二材料C2改變為ETMB-04、ETMB-09、ETMB-12或ETMB-17，而第一材料C1改變為ETM-01、ETM-02、ETM-07、ETM-08、ETM-13、ETM-16、ETM-17、ETM-19、ETM-21、ETM-22、ETM-30、ETM-38、ETM-41、ETM-50或ETM-53。在各實驗例中，比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。
[表3]
項目 ETL (C2+C1) 在0.1 Cd/m 2下的導通電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%)
C2 C1
Ex3-1 ETMB-04 ETM-01 2.75 4.00 4.70 5.4 8.7
Ex3-2 ETMB-04 ETM-02 2.82 3.88 4.82 5.5 8.9
Ex3-3 ETMB-04 ETM-07 2.87 3.72 4.97 5.6 9.1
Ex3-4 ETMB-04 ETM-08 2.76 3.90 4.67 5.6 8.9
Ex3-5 ETMB-04 ETM-13 2.71 3.60 4.96 5.6 9.1
Ex3-6 ETMB-04 ETM-16 2.79 3.98 4.66 5.7 9.2
Ex3-7 ETMB-04 ETM-17 2.80 3.73 4.82 5.4 8.7
Ex3-8 ETMB-04 ETM-19 2.72 3.90 4.97 5.7 9.2
Ex3-9 ETMB-04 ETM-21 2.85 3.93 4.68 5.8 9.4
Ex3-10 ETMB-04 ETM-22 2.81 3.90 4.85 5.6 8.9
Ex3-11 ETMB-04 ETM-30 2.85 3.96 4.83 5.6 9.0
Ex3-12 ETMB-04 ETM-38 2.89 3.67 4.74 5.6 9.1
Ex3-13 ETMB-04 ETM-41 2.75 3.98 4.88 5.8 9.3
Ex3-14 ETMB-04 ETM-50 2.84 3.65 4.63 5.8 9.4
Ex3-15 ETMB-04 ETM-53 2.82 3.94 4.80 5.8 9.4
Ex3-16 ETMB-09 ETM-01 2.85 3.87 4.93 5.4 8.6
Ex3-17 ETMB-09 ETM-02 2.70 3.74 4.88 5.5 8.8
Ex3-18 ETMB-09 ETM-07 2.77 3.99 4.98 5.3 8.5
Ex3-19 ETMB-09 ETM-08 2.87 3.98 4.99 5.4 8.7
Ex3-20 ETMB-09 ETM-13 2.77 3.82 4.95 5.6 9.0
Ex3-21 ETMB-09 ETM-16 2.81 3.63 4.70 5.4 8.7
Ex3-22 ETMB-09 ETM-17 2.76 3.62 4.86 5.6 9.1
Ex3-23 ETMB-09 ETM-19 2.72 3.74 4.89 5.4 8.7
Ex3-24 ETMB-09 ETM-21 2.75 3.73 4.63 5.3 8.5
Ex3-25 ETMB-09 ETM-22 2.75 3.68 4.78 5.6 9.0
Ex3-26 ETMB-09 ETM-30 2.88 3.61 4.88 5.3 8.6
Ex3-27 ETMB-09 ETM-38 2.85 3.85 4.87 5.7 9.1
Ex3-28 ETMB-09 ETM-41 2.70 3.98 4.74 5.3 8.5
Ex3-29 ETMB-09 ETM-50 2.71 3.94 4.75 5.9 9.4
Ex3-30 ETMB-09 ETM-53 2.72 3.67 4.64 5.7 9.1
Ex3-31 ETMB-12 ETM-01 2.89 3.63 4.96 5.5 8.8
Ex3-32 ETMB-12 ETM-02 2.76 3.92 4.66 5.8 9.4
Ex3-33 ETMB-12 ETM-07 2.84 3.91 4.73 5.6 9.0
Ex3-34 ETMB-12 ETM-08 2.83 3.79 4.83 5.9 9.4
Ex3-35 ETMB-12 ETM-13 2.87 3.74 4.88 5.8 9.2
Ex3-36 ETMB-12 ETM-16 2.75 3.61 4.80 5.7 9.1
Ex3-37 ETMB-12 ETM-17 2.87 3.74 4.80 5.7 9.1
Ex3-38 ETMB-12 ETM-19 2.72 3.77 4.72 5.4 8.7
Ex3-39 ETMB-12 ETM-21 2.77 3.78 5.01 5.9 9.4
Ex3-40 ETMB-12 ETM-22 2.79 3.75 4.77 5.7 9.1
Ex3-41 ETMB-12 ETM-30 2.74 3.95 4.74 5.9 9.4
Ex3-42 ETMB-12 ETM-38 2.75 3.75 4.82 5.4 8.6
Ex3-43 ETMB-12 ETM-41 2.81 3.90 4.76 5.6 9.0
Ex3-44 ETMB-12 ETM-50 2.80 3.67 4.90 5.8 9.3
Ex3-45 ETMB-12 ETM-53 2.78 3.84 4.75 5.6 8.9
Ex3-46 ETMB-17 ETM-01 2.84 3.90 4.95 5.5 8.9
Ex3-47 ETMB-17 ETM-02 2.83 3.86 4.65 5.5 8.8
Ex3-48 ETMB-17 ETM-07 2.77 3.87 4.78 5.5 8.9
Ex3-49 ETMB-17 ETM-08 2.83 3.74 4.92 5.5 8.9
Ex3-50 ETMB-17 ETM-13 2.81 3.87 4.88 5.4 8.7
Ex3-51 ETMB-17 ETM-16 2.75 3.63 4.65 5.4 8.8
Ex3-52 ETMB-17 ETM-17 2.82 3.71 4.88 5.4 8.6
Ex3-53 ETMB-17 ETM-19 2.82 3.84 4.90 5.6 9.0
Ex3-54 ETMB-17 ETM-21 2.87 3.89 4.69 5.6 9.0
Ex3-55 ETMB-17 ETM-22 2.84 3.93 4.89 5.6 9.1
Ex3-56 ETMB-17 ETM-30 2.77 3.85 5.00 5.5 8.8
Ex3-57 ETMB-17 ETM-38 2.85 3.95 4.98 5.7 9.2
Ex3-58 ETMB-17 ETM-41 2.77 3.83 4.98 5.6 9.0
Ex3-59 ETMB-17 ETM-50 2.88 3.86 4.89 5.3 8.6
Ex3-60 ETMB-17 ETM-53 2.78 3.78 4.77 5.3 8.5
在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）中，在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓為2.70 V至2.89 V，在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為3.60 V至4.00 V、以及在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓為4.63 V至5.01 V。此外，在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度為5.3 Cd/A至5.9 Cd/A，並且外部量子效率為8.5至9.4%。結果顯示，第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓為2.70 V至2.89 V，其變化範圍小，為0.19 V或更小，並且不大於第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）的導通電壓；其餘的驅動電壓的變化範圍小，且不大於第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）的驅動電壓。此外，結果顯示，與第一實驗例群組（Ex1-1至Ex1-40）相比，第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）的亮度和外部量子效率均有所提高，並且提高了2倍。第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）的結果顯示，導通電壓平均為2.8 V，比第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）的導通電壓4.2 V降低了66%，且其餘的驅動電壓在第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）中亦顯著降低。此外，與第二實驗例群組（Ex2-1至Ex2-60）相比，第三實驗例群組（Ex3-1至Ex3-60）的亮度或外部量子效率均有所提高，並且提高了2倍。
圖5A至圖5C是顯示第一實驗例群組至第三實驗例群組的發光光譜的曲線圖。
具體而言，圖5A為第一實驗例群組的實驗例Ex1-4的發光光譜；圖5B為第二實驗例群組的實驗例Ex2-1的發光光譜；以及圖5C為第三實驗例群組的實驗例Ex3-1的發光光譜。
其比較結果顯示，第三實驗例群組表現出優異的藍色發光效率，如圖5C所示。
下文中，將參照表4和圖6A至圖6C描述第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27），其中，藉由在圖3的結構中將第二材料C2和第一材料C1以不同重量比共沉積來形成電子傳輸層15。
圖6A至圖6C是顯示第四實驗例群組的發光光譜的曲線圖。
關於圖3的發光裝置的結構中的電子傳輸層15的材料，表4所示的第四實驗例群組的實驗例Ex4-1至Ex4-9，以1：9、2：8、3：7、4：6、5：5、6：4、7：3、8：2或9：1的重量比，使用ETMB-04作為第二材料C2及ETM-07作為第一材料C1，其中第二材料C2的比例逐漸增加。關於圖3的發光裝置的結構中的電子傳輸層15的材料，表4所示的第四實驗例群組的實驗例Ex4-10至Ex4-18，分別以1：9、2：8、3：7、4：6、5：5、6：4、7：3、8：2或9：1的不同重量比，使用ETMB-09作為第二材料C2及ETM-13作為第一材料C1，其中第二材料C2的比例逐漸增加。
在各實驗例中，比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在10 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。
[表4]
項目 ETL (C2+C1) 在0.1 Cd/m 2下的導通電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%)
C2 C1 比例
Ex4-1 ETMB-04 ETM-07 1:9 3.83 5.11 6.75 4.2 6.7
Ex4-2 ETMB-04 ETM-07 2:8 3.58 4.85 5.84 5.0 8.0
Ex4-3 ETMB-04 ETM-07 3:7 3.19 4.46 5.34 5.0 8.0
Ex4-4 ETMB-04 ETM-07 4:6 2.97 4.13 4.93 5.4 8.7
Ex4-5 ETMB-04 ETM-07 5:5 2.89 3.83 4.68 5.7 9.2
Ex4-6 ETMB-04 ETM-07 6:4 2.85 3.94 4.67 5.8 9.3
Ex4-7 ETMB-04 ETM-07 7:2 2.71 3.61 5.00 5.9 7.9
Ex4-8 ETMB-04 ETM-07 8:2 2.72 3.96 4.80 4.9 7.8
Ex4-9 ETMB-04 ETM-07 9:1 2.80 3.73 4.86 4.4 7.0
Ex4-10 ETMB-04 ETM-13 1:9 3.95 4.93 6.79 4.0 6.4
Ex4-11 ETMB-04 ETM-13 2:8 3.65 4.63 5.90 4.2 6.7
Ex4-12 ETMB-04 ETM-13 3:7 3.36 4.34 5.31 5.2 8.3
Ex4-13 ETMB-04 ETM-13 4:6 2.76 3.75 4.71 5.5 8.8
Ex4-14 ETMB-04 ETM-13 5:5 2.78 3.78 4.76 5.7 9.1
Ex4-15 ETMB-04 ETM-13 6:4 2.84 3.96 4.95 5.6 8.9
Ex4-16 ETMB-04 ETM-13 7:2 2.79 3.98 4.97 4.7 7.5
Ex4-17 ETMB-04 ETM-13 8:2 2.89 3.71 4.96 4.1 6.6
Ex4-18 ETMB-04 ETM-13 9:1 2.81 3.63 4.90 3.9 6.2
Ex4-19 ETMB-09 ETM-13 1:9 4.19 5.01 6.56 3.7 5.9
Ex4-20 ETMB-09 ETM-13 2:8 3.51 4.72 5.36 4.9 7.8
Ex4-21 ETMB-09 ETM-13 3:7 3.44 3.92 4.96 5.0 8.0
Ex4-22 ETMB-09 ETM-13 4:6 3.04 3.72 4.56 5.4 8.7
Ex4-23 ETMB-09 ETM-13 5:5 2.90 3.75 4.70 5.8 9.3
Ex4-24 ETMB-09 ETM-13 6:4 2.71 3.71 4.90 5.4 8.7
Ex4-25 ETMB-09 ETM-13 7:2 2.76 3.73 4.93 5.1 8.2
Ex4-26 ETMB-09 ETM-13 8:2 2.89 3.73 4.72 4.1 6.6
Ex4-27 ETMB-09 ETM-13 9:1 2.82 3.98 4.72 3.9 6.3
從表4可以看出，包含重量比為4：6至6：4（wt%比例）的第二材料C2和第一材料C1的第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27）的實驗例（Ex4-4、Ex4-5、Ex4-6、Ex4-13、Ex4-14、Ex4-15、Ex4-22、Ex4-23、Ex4-24）具有降低的導通電壓，為2.71 V至3.04 V。此外，可以看出亮度為5.4 Cd/A至5.8 Cd/A，外部量子效率為8.7%至9.3%。這也可以從顯示圖6A至圖6C所示的第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27）的發光光譜的曲線圖中看出。另外，包含重量比為4：6至6：4（wt%比例）的第二材料C2和第一材料C1的第四實驗例群組（Ex4-1至Ex4-27）的實驗例（Ex4-4、Ex4-5、Ex4-6、Ex4-13、Ex4-14、Ex4-15、Ex4-22、Ex4-23、Ex4-24），與包含僅含有單一材料的電子傳輸層的第一實驗例群組或第二實驗例群組相比，具有降低的導通電壓和驅動電壓、以及提高的亮度和外部量子效率。
同時，第四實驗例群組的實驗結果亦顯示，當構成電子傳輸層的第二材料和第一材料中的任一種不作為摻雜劑存在，而第二材料和第一材料以相當於或接近1：1的比例，即在4：6至6：4的範圍內的比例構成該層時，亮度和外部量子效率均得到提高。
在下文中，將基於接觸陰極的藍色螢光疊層中含有式9的苯并咪唑的電子傳輸層的示例、以及改變透過介於其間的藍色發光層面向電子傳輸層的電子阻擋層的材料的實驗例，來研究用於電子阻擋層的材料的意義。
同時，使用以下EBM-01至EBM-12作為電子阻擋層的材料進行第五實驗例群組和第六實驗例群組的實驗。電子阻擋層材料EBM-01至EBM-12均為螺茀，並且EBM-01至EBM-04的群組與EBM-05至EMB-12的群組之間取決於是否進行氘取代而存在差異。
圖7是示出使用在第五實驗例群組至第六實驗例群組中的發光裝置的剖面圖；以及圖8是示出第六實驗例群組的發光光譜的曲線圖。
如圖7所示，使用在第五實驗例群組（Ex5-1至Ex5-42）中的發光裝置在由ITO製成的陽極10上依序包含以下配置。
亦即，在陽極10上，將式5的DNTPD和MgF 2的比例為1：1的混合物沉積至7.5 nm的厚度，以形成電洞注入層（HIL）11。
接著，在電洞注入層11上將α-NPD沉積至80 nm的厚度，以形成電洞傳輸層（HTL）12。
接著，在電洞傳輸層12上形成厚度為20 nm的電子阻擋層（EBL）23。如表5和表6所示，在第五實驗例群組和第六實驗例群組中，上述EBM-01至EBM-12用作電子阻擋材料。接著，在電子阻擋層13上形成摻雜有3 wt%之式8的硼基摻雜劑DABNA-1的式7的MADN，以形成厚度為30 nm的藍色發光層（BEML）14。
接著，在第五實驗例群組的各個實驗例（Ex5-1至Ex5-42）中，使用式9的ZADN作為單一材料或式1的第一材料C1作為單一材料，形成厚度為25 nm的電子傳輸層（ETL）25。
接著，在電子傳輸層25上使用LiF形成厚度為2 nm的電子注入層（EIL）16。接著，在電子注入層16上形成由鋁（Al）成分製成的陰極20。
同時，如表5所示，第五實驗例群組（Ex5-1至Ex5-42）的實驗例Ex5-1至Ex5-12是使用式9的ZADN作為電子傳輸層的材料，並使用EBM-01至EBM-12中的一種作為電子阻擋層的材料來獲得。
[式9]
此外，實驗例Ex5-13至Ex5-27是藉由使用EBM-01作為電子阻擋層材料，並將電子傳輸層材料改變為ETM-07、ETM-09、ETM-12、ETM-14、 ETM-18、ETM-22、ETM-28、ETM-32、ETM-37、ETM-41、ETM-44、ETM-48、ETM-51、ETM-54或ETM-58來獲得。實驗例Ex5-28至Ex5-42是藉由使用EBM-03作為電子阻擋層材料，並將電子傳輸層材料改變為ETM-07、ETM-09、ETM-12、ETM-14、ETM-18、ETM-22、ETM-28、ETM-32、ETM-37、ETM-41、ETM-44、ETM-48、ETM-51、ETM-54或ETM-58來獲得。
在各實驗例中，比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在55 mA/cm 2以及10 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。其餘實驗例是根據第五實驗例群組中的Ex5-2的壽命來進行比較評估。
[表5]
項目 結構 在0.1 Cd/m 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%) 在55 mA/cm 2下的壽命(%)
EBM (C3) ETL
Ex5-1 EBM-01 ZADN 2.89 3.62 4.70 5.1 8.2 98
Ex5-2 EBM-02 ZADN 2.89 3.79 4.62 4.6 7.3 100
Ex5-3 EBM-03 ZADN 2.75 3.76 4.50 4.7 7.5 99
Ex5-4 EBM-04 ZADN 2.77 3.70 4.53 4.9 7.9 94
Ex5-5 EBM-05 ZADN 2.86 3.62 4.69 5.0 8.0 105
Ex5-6 EBM-06 ZADN 2.80 3.62 4.65 4.5 7.3 107
Ex5-7 EBM-07 ZADN 2.79 3.66 4.68 4.8 7.7 106
Ex5-8 EBM-08 ZADN 2.80 3.75 4.67 4.4 7.1 101
Ex5-9 EBM-09 ZADN 2.75 3.65 4.70 4.6 7.3 113
Ex5-10 EBM-10 ZADN 2.77 3.77 4.62 5.0 8.1 114
Ex5-11 EBM-11 ZADN 2.86 3.76 4.50 4.7 7.5 113
Ex5-12 EBM-12 ZADN 2.80 3.76 4.53 5.0 8.0 108
Ex5-13 EBM-01 ETM-07 3.69 4.65 7.08 4.5 7.2 69
Ex5-14 EBM-01 ETM-09 3.67 4.60 7.14 5.1 8.2 65
Ex5-15 EBM-01 ETM-12 3.67 4.51 7.01 5.2 8.3 82
Ex5-16 EBM-01 ETM-14 3.69 4.54 7.08 5.1 8.2 66
Ex5-17 EBM-01 ETM-18 3.68 4.62 7.12 5.0 8.0 74
Ex5-18 EBM-01 ETM-22 3.59 4.60 7.17 4.7 7.5 81
Ex5-19 EBM-01 ETM-28 3.62 4.56 7.14 4.5 7.3 79
Ex5-20 EBM-01 ETM-32 3.64 4.55 7.13 4.5 7.2 64
Ex5-21 EBM-01 ETM-37 3.64 4.65 7.19 5.1 8.3 86
Ex5-22 EBM-01 ETM-41 3.63 4.60 7.18 4.8 7.7 76
Ex5-23 EBM-01 ETM-44 3.52 4.68 7.17 4.8 7.9 71
Ex5-24 EBM-01 ETM-48 3.52 4.66 7.07 4.6 7.4 76
Ex5-25 EBM-01 ETM-51 3.63 4.62 7.19 4.4 7.1 85
Ex5-26 EBM-01 ETM-54 3.68 4.52 7.16 4.7 7.6 75
Ex5-27 EBM-01 ETM-58 3.59 4.58 7.04 4.43 7.1 69
Ex5-28 EBM-03 ETM-07 3.53 4.65 7.11 4.3 7.0 85
Ex5-29 EBM-03 ETM-09 3.56 4.59 7.16 4.6 7.4 73
Ex5-30 EBM-03 ETM-12 3.58 4.56 7.17 4.7 7.6 81
Ex5-31 EBM-03 ETM-14 3.58 4.65 7.16 5.1 8.3 71
Ex5-32 EBM-03 ETM-18 3.70 4.70 7.18 4.7 7.6 84
Ex5-33 EBM-03 ETM-22 3.53 4.66 7.05 5.2 8.3 72
Ex5-34 EBM-03 ETM-28 3.52 4.63 7.17 4.7 7.5 86
Ex5-35 EBM-03 ETM-32 3.50 4.67 7.07 5.2 8.3 66
Ex5-36 EBM-03 ETM-37 3.55 4.68 7.03 4.8 7.8 84
Ex5-37 EBM-03 ETM-41 3.51 4.56 7.16 4.6 7.4 79
Ex5-38 EBM-03 ETM-44 3.57 4.60 7.19 5.0 8.1 77
Ex5-39 EBM-03 ETM-48 3.62 4.51 7.13 5.1 8.1 80
Ex5-40 EBM-03 ETM-51 3.60 4.62 7.06 4.4 7.1 71
Ex5-41 EBM-03 ETM-54 3.6 4.68 7.10 4.5 7.2 86
Ex5-42 EBM-03 ETM-58 3.56 4.59 7.15 4.7 7.6 85
在第五實驗例群組（Ex5-1至Ex5-42）的實驗例Ex5-1至Ex5-12中，當電子傳輸層材料同為ZADN而僅電子阻擋層材料不同時，壽命取決於氘取代率而延長。此時，在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓平均約為2.8 V。相比之下，在實驗例Ex5-13至Ex5-42中，當電子阻擋層是未被氘取代的螺茀時，因為電子傳輸層材料改變為具有高外部量子效率的式1的材料，所以外部量子效率提高至8%或更高，但導通電壓增加到平均3.6 V的程度。另外，在實驗例Ex5-13至Ex5-42中壽命亦降低。
在第六實驗例群組（Ex6-1至Ex6-60）中，如表6所示，將電子阻擋層的材料改變為EBM-01至EBM-12中的一種，電子傳輸層的材料改變為兩種材料的混合物，其中一種是ZADN，另一種是ETM-07、ETM-14、ETM-28、ETM-37或ETM-54。在各實驗例中，比較評估：在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓、在10 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、在100 mA/cm 2的電流密度下的驅動電壓、以及在55 mA/cm 2的電流密度下的亮度和外部量子效率。其餘實驗例是根據第五實驗例群組中的Ex5-2的壽命來進行比較評估。在此處共沉積的電子傳輸層的材料以1：1（5：5）的重量比混合。
[表6]
項目 結構 在0.1 Cd/m 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的電壓 [V] 在100 mA/cm 2下的電壓 [V] 在10 mA/cm 2下的亮度 [Cd/A] 在10 mA/cm 2下的EQE (%) 在55 mA/cm 2下的壽命(%)
EBM (C3) ETL (ZADN+C1)
ZADN C1
Ex6-1 EBM-01 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-2 EBM-01 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-3 EBM-01 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-4 EBM-01 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-5 EBM-01 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-6 EBM-02 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-7 EBM-02 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-8 EBM-02 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-9 EBM-02 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-10 EBM-02 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-11 EBM-03 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-12 EBM-03 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-13 EBM-03 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-14 EBM-03 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-15 EBM-03 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-16 EBM-04 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-17 EBM-04 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-18 EBM-04 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-19 EBM-04 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-20 EBM-04 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-21 EBM-05 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-22 EBM-05 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-23 EBM-05 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-24 EBM-05 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-25 EBM-05 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-26 EBM-06 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-27 EBM-06 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-28 EBM-06 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-29 EBM-06 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-30 EBM-06 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-31 EBM-07 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-32 EBM-07 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-33 EBM-07 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-34 EBM-07 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-35 EBM-07 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-36 EBM-08 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-37 EBM-08 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-38 EBM-08 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-39 EBM-08 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-40 EBM-08 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-41 EBM-09 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-42 EBM-09 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-43 EBM-09 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-44 EBM-09 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-45 EBM-09 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-46 EBM-10 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-47 EBM-10 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-48 EBM-10 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-49 EBM-10 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-50 EBM-10 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-51 EBM-11 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-52 EBM-11 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-53 EBM-11 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-54 EBM-11 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-55 EBM-11 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
Ex6-56 EBM-12 ZADN ETM-07 2.74 3.76 4.68 5.1 9.0 75
Ex6-57 EBM-12 ZADN ETM-14 2.82 3.66 4.59 5.3 8.5 77
Ex6-58 EBM-12 ZADN ETM-28 2.77 3.69 4.65 5.6 9.0 83
Ex6-59 EBM-12 ZADN ETM-37 2.75 3.70 4.52 5.5 8.8 76
Ex6-60 EBM-12 ZADN ETM-54 2.72 3.79 4.61 5.4 8.6 83
從第六實驗例群組（Ex6-1至Ex6-60）的結果可以看出，與第五實驗例群組（Ex5-1至Ex5-42）相比，在0.1 Cd/m 2的亮度下的導通電壓增加至平均約2.8 V，且外部量子效率高，約為8.5至9.0%。此外，電子阻擋層的氘取代率越高，壽命越長。因此，可以看出，第六實驗例群組（Ex6-1至Ex6-60）在比第五實驗例群組的Ex5-2更高的外部量子效率下具有相似的壽命。可以看出，圖8顯示了類似於示出第三實驗例群組的發光光譜之圖5C中所示的光譜。
還可以看出，當將具有良好電子傳輸效率的式1的第一材料C1和包含與電子注入層具有優異相容性的苯并咪唑的ZADN的混合物用於靠近陰極的藍色螢光單元的電子傳輸層時，第五實驗例群組和第六實驗例群組表現出優異的電子注入效率，從而提高了外部量子效率。可以看出，當構成電子阻擋層的第三材料C3的氘取代位置更多時，壽命特性得到提高。此處，混合在電子傳輸層中的ZADN包含苯并咪唑，與上述式2的第二材料C2相似，其與電子注入層具有良好的相容性，在電子注入期間具有降低界面電阻的類似效果。即使以第二材料C2代替ZADN也可以獲得相同的效果。
圖9是示出由於藍色螢光疊層的電子傳輸層的傳輸能力和藍色螢光疊層與磷光疊層之間的p型電荷產生層的電洞產生能力所引起的驅動電壓變化的示意圖。
如圖9所示，當藍色螢光疊層BS和磷光疊層PS彼此相鄰時，在該兩個疊層之間設置n型電荷產生層（N-CGL）和p型電荷產生層（P-CGL），其等分別將產生的電子供應給藍色螢光疊層BS，並將產生的電洞供應給磷光疊層PS。
圖9的（a）、（b）和（c）均顯示n型電荷產生層（N-CGL）具有相同的電子產生能力。
圖9的（a）顯示電子傳輸層（ETL）具有優異的電子傳輸能力而p型電荷產生層（P-CGL）具有低電洞產生能力的示例，其中，產生在n型電荷產生層（N-CGL）中的電子可以快速轉移到藍光發光層（BEML）然後湮滅，但是產生在p型電荷產生層（P-CGL）中的電洞需要很大的驅動電壓才能轉移到紅色磷光發光層（REML）。此外，相鄰疊層之間的電子和電洞傳輸能力存在差異，因此，首先供應給每個發光層的電子會阻擋電洞而抑制激發作用，或者發生相反的作用，從而導致發光層中電子和電洞的再結合率降低。
圖9的（b）是電子傳輸層（ETL）的電子傳輸能力低而p型電荷產生層（P-CGL）的電洞產生能力優異的示例，與圖9的（a）對比，其中，產生在p型電荷產生層（P-CGL）中的電洞可以通過磷光疊層PS的電洞傳輸層（HTL）快速地供應給紅色磷光發光層（REML），但是需要很大的驅動電壓才能將電子從n型電荷產生層（N-CGL）通過電子傳輸層（ETL）轉移到藍色發光層（BEML）。
圖9的（c）顯示p型電荷產生層（P-CGL）具有優異的電洞產生能力而藍色螢光疊層BS的電子傳輸層（ETL）具有優異的電子傳輸能力的示例。在這種情況下，預期驅動電壓會降低。
如上所述，當電子傳輸層（ETL）含有式1的第一材料C1時，可以獲得優異的電子傳輸能力。接觸磷光疊層PS的藍色螢光疊層BS至少含有式1的第一材料C1作為電子傳輸層（ETL）的材料，並含有式4的第四材料C4作為p型電荷產生層（P-CGL）的p型摻雜劑材料，以實現圖9的（c）的示例。
在第七實驗例群組中，存在具有不同於式4之第四材料C4的物理特性的PD-01至PD-03，而PD-04至PD-36可以用作式4的第四材料C4的示例。
圖10示出應用了第七實驗例群組和第八實驗例群組的發光裝置；以及圖11A和圖11B是分別示出第七實驗例群組和第八實驗例群組的發光光譜的曲線圖。
在下文中，第七實驗例群組（Ex7-1至Ex7-44）和第八實驗例群組（Ex8-1至Ex8-54）的發光裝置使用圖10所示的疊層結構由以下製程形成。
含有ITO的陽極310形成在基板300上。
接著，沉積MgF 2至5 nm的厚度以形成電洞注入層321。
接著，沉積DNTPD至100 nm的厚度以形成第一電洞傳輸層322。
接著，沉積TCTA至5 nm的厚度以形成第一電子阻擋層323。
接著，使用MADN作為主體（bh）並摻雜5 wt%的DABNA-1作為藍色摻雜劑（bd），形成厚度為20 nm的第一藍色發光層324。
接著，使用選自上述材料ETM-01至ETM-60中的一種，形成厚度為15 nm的第一電子傳輸層325。
接著，使用Bphen作為主體並摻雜2 wt%的鋰（Li），形成厚度為15 nm的第一n型電荷產生層（N-CGL1）351。
接著，使用DNTPB作為主體並摻雜20 wt%之選自上述p型摻雜劑PD-01至PD-36中的一種，形成厚度為7 nm的第一p型電荷產生層（P-CGL1）353。
第一n型電荷產生層（N-CGL1）351和第一p型電荷產生層（P-CGL1）353構成第一電荷產生層350。
接著，沉積BPBPA至20 nm的厚度以形成第二電洞傳輸層331。
接著，使用重量比為1：1的BPBPA和TPBi作為主體，然後摻雜5 wt%的Ir(piq) 2acac，形成厚度為10 nm的紅色磷光發光層332。
接著，使用重量比為1：1的CBP和TPBi作為主體，然後摻雜15 wt%的PD-01，形成厚度為20 nm的黃綠色磷光發光層333。
接著，使用重量比為1：1的CBP和TPBi作為主體，然後摻雜15 wt%的Ir(ppy)3，形成厚度為10 nm的綠色磷光發光層334。
接著，沉積TPBi至20 nm的厚度以形成第二電子傳輸層335。
接著，使用Bphen作為主體並摻雜3 wt%的Li，形成第二n型電荷產生層（N-CGL2）371。
接著，使用DNTPD作為主體並摻雜20 wt%之上述p型摻雜劑PD-01至PD-03中的任一種，形成第二p型電荷產生層（P-CGL2）373。
第二n型電荷產生層（N-CGL2）371和第二p型電荷產生層（P-CGL2）373構成第二電荷產生層370。
接著，使用DNTPD形成厚度為100 nm的第三電洞傳輸層341。
接著，使用TCTA形成厚度為5 nm的第二電子阻擋層342。
接著，使用MADN作為主體並摻雜5 wt%的DABNA-1，形成厚度為200 nm的第二藍色發光層343。
接著，使用ZADN形成厚度為20 nm的第三電子傳輸層344。
接著，沉積LiF至1.5 nm的厚度以形成電子注入層380。
接著，沉積Al至100 nm的厚度以形成陰極400，從而形成發光裝置。
在改變圖10所示的發光裝置中的第一n型電荷產生層351兩側的第一電子傳輸層325和第一p型電荷產生層353的材料的同時進行以下實驗例。
在第七實驗例群組的實驗例Ex7-1至Ex7-44的每一個中，在圖10的發光裝置中改變了第一p型電荷產生層的p型摻雜劑的材料和第一電子傳輸層的材料，如以下參考表所示。
[參考表1]
結構 p型摻雜劑 ETL1
Ex7-1 PD-01 ETM-02
Ex7-2 PD-01 ETM-07
Ex7-3 PD-01 ETM-14
Ex7-4 PD-01 ETM-22
Ex7-5 PD-01 ETM-28
Ex7-6 PD-01 ETM-35
Ex7-7 PD-01 ETM-37
Ex7-8 PD-01 ETM-46
Ex7-9 PD-01 ETM-54
Ex7-10 PD-02 ETM-02
Ex7-11 PD-02 ETM-07
Ex7-12 PD-02 ETM-14
EX7-13 PD-02 ETM-22
EX7-14 PD-02 ETM-28
Ex7-15 PD-02 ETM-35
Ex7-16 PD-02 ETM-37
Ex7-17 PD-02 ETM-46
Ex7-18 PD-02 ETM-54
Ex7-19 PD-03 ETM-02
Ex7-20 PD-03 ETM-07
Ex7-21 PD-03 ETM-14
Ex7-22 PD-03 ETM-22
Ex7-23 PD-03 ETM-28
Ex7-24 PD-03 ETM-35
Ex7-25 PD-03 ETM-37
Ex7-26 PD-03 ETM-46
Ex7-27 PD-03 ETM-54
Ex7-28 PD-04 ZADN
Ex7-29 PD-05 ZADN
Ex7-30 PD-06 ZADN
Ex7-31 PD-07 ZADN
Ex7-32 PD-08 ZADN
Ex7-33 PD-09 ZADN
Ex7-34 PD-10 ZADN
Ex7-35 PD-11 ZADN
Ex7-36 PD-12 ZADN
Ex7-37 PD-13 ZADN
Ex7-38 PD-14 ZADN
Ex7-39 PD-16 ZADN
Ex7-40 PD-20 ZADN
Ex7-41 PD-22 ZADN
Ex7-42 PD-24 ZADN
Ex7-43 PD-26 ZADN
Ex7-44 PD-30 ZADN
如表7所示，第七實驗例群組（Ex7-1至Ex7-44）得到以下結果。
[表7]
   電壓 @10 mA/cm 2(V) R_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) G_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) B_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) W_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) CIEx CIEy
Ex7-1 12.09 6.0 23.33 4.26 66.0 0.290 0.325
Ex7-2 12.11 5.9 23.49 4.18 66.1 0.291 0.329
Ex7-3 12.18 6.0 23.55 4.28 66.5 0.290 0.325
Ex7-4 12.19 6.0 23.32 4.20 65.9 0.291 0.327
Ex7-5 12.09 5.9 23.31 4.2 65.8 0.292 0.329
Ex7-6 12.03 6.0 23.55 4.3 66.5 0.289 0.325
Ex7-7 12.16 5.9 23.48 4.3 66.2 0.289 0.325
Ex7-8 12.08 5.9 23.50 4.3 66.3 0.290 0.326
Ex7-9 12.16 6.0 23.46 4.2 66.3 0.291 0.327
Ex7-10 12.10 5.9 23.41 4.2 66.1 0.290 0.326
Ex7-11 12.13 6.0 23.57 4.3 66.6 0.289 0.324
Ex7-12 12.02 6.0 23.52 4.2 66.4 0.292 0.328
Ex7-13 12.08 6.0 23.38 4.2 66.1 0.292 0.328
Ex7-14 12.15 6.0 23.40 4.2 66.2 0.291 0.327
Ex7-15 12.14 5.9 23.39 4.3 66.1 0.289 0.324
Ex7-16 12.15 6.0 23.43 4.2 66.2 0.293 0.330
Ex7-17 12.19 6.0 23.38 4.2 66.1 0.293 0.329
Ex7-18 12.09 5.9 23.58 4.3 66.4 0.289 0.326
Ex7-19 12.16 6.0 23.48 4.2 66.2 0.292 0.329
Ex7-20 12.12 6.0 23.54 4.3 66.5 0.289 0.324
Ex7-21 12.00 5.9 23.36 4.2 65.8 0.291 0.329
Ex7-22 12.20 5.9 23.47 4.2 66.2 0.291 0.328
Ex7-23 12.06 6.0 23.36 4.3 66.2 0.291 0.325
Ex7-24 12.06 6.0 23.53 4.2 66.4 0.291 0.328
Ex7-25 12.20 6.0 23.62 4.3 66.7 0.289 0.324
Ex7-26 12.02 6.0 23.51 4.2 66.3 0.291 0.328
Ex7-27 12.01 6.0 23.45 4.3 66.4 0.289 0.324
Ex7-28 12.11 6.0 23.48 4.1 66.3 0.290 0.325
Ex7-29 12.11 5.9 23.28 4.1 65.7 0.290 0.327
Ex7-30 12.05 5.9 23.31 4.0 65.8 0.290 0.327
Ex7-31 12.16 6.0 23.35 4.15 65.9 0.293 0.330
Ex7-32 12.10 6.0 23.12 4.02 65.3 0.296 0.334
Ex7-33 12.13 6.0 23.44 4.10 66.0 0.294 0.333
Ex7-34 12.01 5.9 23.20 4.09 65.5 0.294 0.332
Ex7-35 12.18 5.9 23.21 4.1 65.4 0.293 0.331
Ex7-36 12.14 6.0 23.27 4.0 65.6 0.295 0.335
EX7-37 12.09 6.0 23.18 4.1 65.5 0.295 0.333
Ex7-38 12.05 5.9 23.43 4.1 65.9 0.294 0.334
Ex7-39 12.16 5.9 23.32 4.0 65.6 0.295 0.335
Ex7-40 12.10 5.9 23.30 4.1 65.6 0.294 0.334
Ex7-41 12.07 6.0 23.46 4.2 66.2 0.293 0.330
Ex7-42 12.01 6.0 23.24 4.1 65.6 0.295 0.333
Ex7-43 12.20 5.9 23.11 4.0 65.2 0.296 0.335
Ex7-44 12.11 6.0 23.31 4.0 65.7 0.296 0.336
第七實驗例群組的實驗例Ex7-1至Ex7-27採用PD-01、PD-02、PD-03中的任一種作為p型有機摻雜劑，並表現出約12 V的驅動電壓和平均約為4.2 Cd/A的藍色發光效率（B_效率）。第七實驗例群組的實驗例Ex7-28至Ex7-44表現出當第一電子傳輸層含有單一材料ZADN時的裝置特性，具有略高於12 V的驅動電壓，並且發光效率沒有大的變化。
在下文中，將描述使用具有優異電洞傳輸能力之式4的第四材料C4作為p型摻雜劑的第八實驗例群組（Ex8-1至Ex8-54）的實驗。實驗在以下條件執行：使用在第八實驗例群組的實驗例中的第一p型電荷產生層的p型摻雜劑為PD-04、PD-06、PD-12、PD-20、PD-22或PD-30，並且各個第一電子傳輸層的材料改變為ETM-02、ETM-07、ETM-14、ETM-22、ETM-28、ETM-35、ETM-37、ETM-46或ETM-54。
在第八實驗例群組的實驗例Ex8-1至Ex8-54的每一個中，在圖10的發光裝置中改變了第一p型電荷產生層的p型摻雜劑和第一電子傳輸層的材料，如以下參考表2所示。
[參考表2]
結構 p型摻雜劑 ETL1
Ex8-1 PD-04 ETM-02
Ex8-2 PD-04 ETM-07
Ex8-3 PD-04 ETM-14
Ex8-4 PD-04 ETM-22
Ex8-5 PD-04 ETM-28
Ex8-6 PD-04 ETM-35
Ex8-7 PD-04 ETM-37
Ex8-8 PD-04 ETM-46
Ex8-9 PD-04 ETM-54
Ex8-10 PD-06 ETM-02
Ex8-11 PD-06 ETM-07
Ex8-12 PD-06 ETM-14
Ex8-13 PD-06 ETM-22
Ex8-14 PD-06 ETM-28
Ex8-15 PD-06 ETM-35
Ex8-16 PD-06 ETM-37
Ex8-17 PD-06 ETM-46
Ex8-18 PD-06 ETM-54
Ex8-19 PD-12 ETM-02
Ex8-20 PD-12 ETM-07
Ex8-21 PD-12 ETM-14
Ex8-22 PD-12 ETM-22
Ex8-23 PD-12 ETM-28
Ex8-24 PD-12 ETM-35
Ex8-25 PD-12 ETM-37
Ex8-26 PD-12 ETM-46
Ex8-27 PD-12 ETM-54
Ex8-28 PD-20 ETM-02
Ex8-29 PD-20 ETM-07
Ex8-30 PD-20 ETM-14
Ex8-31 PD-20 ETM-22
Ex8-32 PD-20 ETM-28
Ex8-33 PD-20 ETM-35
Ex8-34 PD-20 ETM-37
Ex8-35 PD-20 ETM-46
Ex8-36 PD-20 ETM-54
Ex8-37 PD-22 ETM-02
Ex8-38 PD-22 ETM-07
Ex8-39 PD-22 ETM-14
Ex8-40 PD-22 ETM-22
Ex8-41 PD-22 ETM-28
Ex8-42 PD-22 ETM-35
Ex8-43 PD-22 ETM-37
Ex8-44 PD-22 ETM-46
EX8-45 PD-22 ETM-54
Ex8-46 PD-30 ETM-02
Ex8-47 PD-30 ETM-07
Ex8-48 PD-30 ETM-14
Ex8-49 PD-30 ETM-22
Ex8-50 PD-30 ETM-28
EX8-51 PD-30 ETM-35
Ex8-52 PD-30 ETM-37
Ex8-53 PD-30 ETM-46
Ex8-54 PD-30 ETM-54
另外，第八實驗例群組（Ex8-1至Ex8-54）的結果如下表8所示。
[表8]
   電壓 @10 mA/cm 2(V) R_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) G_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) B_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) W_效率 @10 mA/cm 2(cd/A) CIEx CIEy
Ex8-1 11.36 6.0 23.57 4.33 66.5 0.288 0.323
Ex8-2 11.39 6.0 23.55 4.23 66.5 0.291 0.328
Ex8-3 11.42 5.9 23.38 4.31 66.1 0.288 0.323
Ex8-4 11.41 6.0 23.50 4.26 66.4 0.291 0.326
Ex8-5 11.35 6.0 23.71 4.3 66.9 0.288 0.324
Ex8-6 11.35 5.9 23.55 4.2 66.2 0.291 0.330
Ex8-7 11.48 6.0 23.35 4.2 66.0 0.292 0.329
Ex8-8 11.38 6.0 23.50 4.3 66.4 0.289 0.324
Ex8-9 11.34 5.9 23.55 4.3 66.4 0.287 0.323
Ex8-10 11.42 6.0 23.37 4.2 66.0 0.292 0.328
Ex8-11 11.32 6.0 23.26 4.2 65.8 0.291 0.327
Ex8-12 11.33 6.0 23.47 4.2 66.3 0.292 0.329
Ex8-13 11.45 6.0 23.55 4.3 66.5 0.290 0.327
Ex8-14 11.49 6.0 23.67 4.3 66.8 0.289 0.324
Ex8-15 11.32 5.9 23.50 4.3 66.3 0.287 0.323
Ex8-16 11.42 5.9 23.27 4.2 65.7 0.292 0.328
Ex8-17 11.40 5.9 23.32 4.3 65.9 0.289 0.325
Ex8-18 11.35 5.9 23.49 4.3 66.2 0.288 0.323
EX8-19 11.42 6.0 23.45 4.3 66.3 0.290 0.325
Ex8-20 11.43 5.9 23.34 4.3 66.0 0.289 0.325
EX8-21 11.42 6.0 23.46 4.3 66.4 0.288 0.323
Ex8-22 11.35 6.0 23.65 4.3 66.8 0.289 0.325
Ex8-23 11.47 5.9 23.54 4.3 66.4 0.288 0.325
Ex8-24 11.48 6.0 23.50 4.3 66.4 0.289 0.324
EX8-25 11.44 5.9 23.47 4.3 66.2 0.289 0.325
Ex8-26 11.43 6.0 23.51 4.3 66.5 0.289 0.324
Ex8-27 11.32 6.0 23.66 4.3 66.8 0.288 0.324
Ex8-28 11.42 6.0 23.65 4.3 66.8 0.289 0.324
Ex8-29 11.42 6.0 23.50 4.2 66.3 0.292 0.328
Ex8-30 11.45 5.9 23.41 4.2 66.1 0.290 0.326
Ex8-31 11.35 6.0 23.58 4.2 66.5 0.291 0.327
Ex8-32 11.32 5.9 23.24 4.2 65.7 0.290 0.327
Ex8-33 11.36 5.9 23.34 4.3 65.9 0.288 0.324
Ex8-34 11.37 6.0 23.56 4.3 66.5 0.289 0.324
Ex8-35 11.45 5.9 23.49 4.3 66.2 0.288 0.324
Ex8-36 11.32 6.0 23.52 4.3 66.5 0.289 0.323
Ex8-37 11.34 5.9 23.41 4.3 66.1 0.289 0.326
Ex8-38 11.50 6.0 23.56 4.3 66.6 0.289 0.324
Ex8-39 11.34 5.9 23.58 4.2 66.4 0.291 0.328
Ex8-40 11.30 6.0 23.66 4.3 66.8 0.289 0.324
Ex8-41 11.44 5.9 23.27 4.3 65.8 0.289 0.323
Ex8-42 11.33 6.0 23.39 4.3 66.1 0.290 0.326
Ex8-43 11.33 6.0 23.47 4.2 66.2 0.292 0.329
Ex8-44 11.47 6.0 23.55 4.3 66.5 0.289 0.324
Ex8-45 11.30 5.9 23.36 4.2 66.0 0.290 0.326
Ex8-46 11.34 6.0 23.41 4.2 66.2 0.291 0.327
Ex8-47 11.32 5.9 23.23 4.2 65.6 0.290 0.326
Ex8-48 11.44 6.0 23.33 4.3 66.1 0.289 0.323
Ex8-49 11.38 6.0 23.38 4.2 66.0 0.292 0.329
Ex8-50 11.34 6.0 23.48 4.2 66.3 0.292 0.328
Ex8-51 11.45 6.0 23.39 4.3 66.2 0.290 0.325
Ex8-52 11.32 5.9 23.31 4.3 65.9 0.290 0.325
Ex8-53 11.33 6.0 23.51 4.3 66.5 0.289 0.324
Ex8-54 11.39 5.9 23.31 4.2 65.8 0.291 0.328
在表8中，第八實驗例群組（Ex8-1至Ex8-54）的藍色發光效率（B_效率）為4.2 Cd/A，且平均驅動電壓為11.3 V，比第七實驗例群組（Ex7-1至Ex7-44）的平均驅動電壓低約0.7 V。圖11A顯示與第七實驗例群組中的Ex7-1對應的白色發光光譜；以及圖11B顯示與第八實驗例群組中的Ex8-1對應的白色發光光譜。
關於第七實驗例群組和第八實驗例群組中的每一個的白色發光光譜，其中的每一個皆在發光裝置中包含藍色發光層，因此表現出高藍色發光效率，並且在磷光疊層中包含紅色磷光發光層、黃綠色磷光發光層和綠色磷光發光層。
亦即，第七實驗例群組和第八實驗例群組的實驗結果顯示，電子傳輸層和p型電荷產生層彼此相鄰且n型電荷產生層位於其間，維持了預定或更高的發光效率，並且當使用具有優異的電子傳輸能力和電洞產生能力的材料時，驅動電壓會降低。
在下文中，將對應用了上述發光裝置的發光顯示裝置進行說明。
圖12是示出根據本發明的發光顯示裝置的剖面圖。
發光裝置可以共同地應用於複數個子像素以發出白光。
如圖12所示，本發明的發光顯示裝置包括：基板100，具有分別發出紅光R、綠光G、藍光B和白光W的複數個子像素R_SP、G_SP、B_SP和W_SP；發光裝置（亦稱為「OLED，有機發光二極體」），共同設置在基板100上；薄膜電晶體TFT，設置在該些子像素的每一個中，並連接到發光裝置OLED的陽極110；以及濾色器109R、109G或109B，設置在該些子像素中的至少一個的陽極110下方。
所示示例涉及包含白色子像素W_SP的配置，但本發明不限於此。省略白色子像素W_SP而僅提供紅色子像素R_SP、綠色子像素G_SP和藍色子像素B_SP的配置也是可行的。在一些情況下，將紅色、綠色和藍色子像素替換成能夠產生白光的青色子像素、洋紅色子像素和黃色子像素的組合是可行的。
薄膜電晶體TFT包含例如：閘極電極102；半導體層104；以及源極電極106a和汲極電極106b，連接到半導體層104的兩側。此外，可以進一步在半導體層104的通道所在的部分設置通道保護層105，以防止源極電極106a與汲極電極106b之間的直接連接。
閘極絕緣層103設置在閘極電極102與半導體層104之間。
半導體層104可以由例如氧化物半導體、非晶矽、多晶矽、或其組合形成。例如，當半導體層104為氧化物半導體時，形成薄膜電晶體所需的加熱溫度可以降低，因此可以從更多種類的可用類型中選擇基板100，使半導體層104可以有利地應用於可撓性顯示裝置。
此外，薄膜電晶體TFT的汲極電極106b可以連接到設置在第一鈍化層107和第二鈍化層108中的接觸孔CT中的陽極110。
設置第一鈍化層107以主要保護薄膜電晶體TFT，並可以在其上設置濾色器109R、109G和109B。
當複數個子像素包含紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素和白色子像素時，濾色器可以在除了白色子像素W_SP之外的其餘子像素中分別包含第一濾色器109R、第二濾色器109G和第三濾色器109B，並允許發出的白光在各個波長穿過陽極110。第二鈍化層108形成在陽極110下方以覆蓋第一濾色器109R、第二濾色器109G和第三濾色器109B。陽極110形成在第二鈍化層108的表面上，並通過接觸孔CT連接到薄膜電晶體TFT。
此處，從基板100到薄膜電晶體TFT、濾色器109R、109G和109B以及第一鈍化層107和第二鈍化層108的配置稱為「薄膜電晶體陣列基板」1000。
發光裝置OLED形成在包含界定發光部分BH的堤部119的薄膜電晶體陣列基板1000上。如參照圖1、圖2A、圖2B和圖5A至圖5C所描述，發光裝置OLED例如包括：透明陽極110；陰極200，其面向陽極110並由反射電極形成；以及電子傳輸及阻擋單元ETBU，設置在由位於陽極110與陰極200之間的第一電荷產生層170和第二電荷產生層150分開的疊層之中的藍色發光疊層S1和S3的每一個中。其中，電子傳輸及阻擋單元ETBU包括：由式2的電子阻擋材料形成的電子阻擋層123或142；含有硼基藍色摻雜劑的藍色發光層124或143；以及含有式1的電子傳輸材料的電子傳輸層125或144。
陽極110針對每個子像素被分開，並且發光裝置OLED的其餘層一體地設置在整個顯示區域中，而不是分開成獨立的子像素。
同時，在陽極110與陰極200之間包含內部疊層OS的發光裝置OLED可以包含：參照圖1、圖2A、圖2B和圖3所述的發光裝置的結構；參照圖7所述的發光裝置的結構；以及參照圖10所述的發光裝置的結構。或者，各個實驗例的電子傳輸層、電子阻擋層和p型有機摻雜劑可以設置在另一個疊層或電荷產生層中。
本發明的發光裝置OLED的一個特徵在於，發光裝置OLED中的內部疊層OS至少包含藍色螢光疊層和磷光疊層，並且，與陰極接觸的藍色螢光疊層的電子傳輸層由具有高電子傳輸能力的式1的第一材料以及具有優異電子注入效率且對電子注入層沒有排斥力的第二材料的混合物形成。
本發明的發光裝置OLED的另一特徵在於，當電子傳輸層包含式1的第一材料時，在材料優異的電子傳輸效率的基礎上，使面向藍色螢光發光層的電子阻擋層的材料被氘取代，以阻止電子在電子阻擋層與藍色螢光發光層之間的界面處累積。
本發明的發光裝置OLED的另一特徵在於，設置在n型電荷產生層兩側的電子傳輸層和p型電荷產生層分別由具有優異的電子傳輸效率和電洞產生效率的材料形成，從而維持電洞與電子之間的平衡並降低驅動電壓。在這種情況下，可以將式1的材料中的一種用於電子傳輸層，而將式4的材料中的一種用作p型電荷產生層的摻雜劑。
在本發明的發光裝置中，當應用由具有高電子傳輸能力的材料形成的電子傳輸層時，與藍色螢光發光層接觸的電子阻擋層的材料被氘取代，從而防止電子或激子在藍色螢光發光層與電子阻擋層之間的界面處累積，並在不降低壽命的情況下改善驅動電壓、亮度和量子效率。
此外，提高包含藍色螢光發光層的藍色螢光疊層的效率可以減少實現白光的發光裝置中所需的藍色疊層的數量，因此可以減少以相同的效率實現白光所需的疊層的數量，從而基於降低的驅動電壓和簡化的製程來提高產率。
在本發明的發光裝置和發光顯示裝置中，可以藉由改變與陰極接觸的藍色螢光疊層中的藍色發光層的周圍層的配置來實現效率的提高、驅動電壓的降低和壽命的延長。
根據本發明實施方式的發光裝置包括：n個（其中，n是2或更大的自然數）疊層，位於彼此面對的陽極與陰極之間，其中，接觸陰極的第n個疊層是第一藍色疊層，其中，第一藍色疊層包含：第一電洞傳輸層；第一電子阻擋層；第一藍色發光層，含有具430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；第一電子傳輸層，接觸第一藍色發光層；以及電子注入層，其兩側分別與第一電子傳輸層和陰極接觸，其中，第一電子傳輸層含有式1的第一材料和式2的第二材料的混合物。
[式1]
R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基、雜芳基和咔唑基。X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH。X 4、X 5和X 6中的至少一個必須是N，而其餘者可以是CH。
[式2]
L 1和L 2可以獨立地為單鍵。或者，L 1和L 2可以獨立地包含選自苯基和萘基中的一種。在一些實施方式中，L 1和L 2可以獨立地包含選自伸苯基和伸萘基中的一種。
R 3、R 4和R 6可以獨立地包含選自苯基、萘基和蒽基中的一種。R 5可以為單鍵或可以包含選自甲基、乙基、苯基、萘基和蒽基中的一種。
在一些實施方式中，R 3可以獨立地選自伸苯基、伸萘基和伸蒽基。R 4可以選自苯基、萘基和蒽基。R 5可以為單鍵或包含伸烷基，諸如伸苯基、伸萘基和伸蒽基。R 6可以選自烷基，諸如苯基、萘基和蒽基。
n個疊層可以進一步包括：接觸陽極的第二藍色疊層；以及磷光疊層，位於第一藍色疊層與第二藍色疊層之間。
第二藍色疊層可以包括第二電子傳輸層，構成第二電子傳輸層的材料不同於構成第一電子傳輸層的材料。
磷光疊層可以包括：第三電洞傳輸層；紅色磷光發光層；綠色磷光發光層；以及第三電子傳輸層。
或者，磷光疊層可以包括：第三電洞傳輸層；紅色磷光發光層；黃綠色磷光發光層；綠色磷光發光層；以及第三電子傳輸層。
電子注入層可以是包含金屬的化合物。
電子注入層可以是LiF或Liq。
電子注入層的厚度可以為第一電子傳輸層的厚度的1/8至1/100。
在第一電子傳輸層中，第一材料與第二材料的重量比可以為4：6至6：4。
第一電子阻擋層可以含有式3的第三材料。
[式3]
L 3可以為單鍵。或者，L 3可以包含選自苯基或萘基中的一種。在一些實施方式中，L 3選自伸苯基和伸萘基。R 7至R 14可以為氘。或者，R 7至R 14可以被氘取代。R 15和R 16可以獨立地選自苯基、被氘取代的苯基、聯苯基、被氘取代的聯苯基、茀基、被氘取代的茀基、雜芳基、被氘取代的雜芳基、咔唑基、被氘取代的咔唑基、二苯并呋喃基、被氘取代的二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、和被氘取代的二苯并噻吩基。
比第n個疊層更靠近陽極的n個疊層中的至少一個是第二藍色疊層，其中，第二藍色疊層包含：第二電洞傳輸層；第二電子阻擋層；第二藍色發光層，含有具430 nm至480 nm發光峰的硼基摻雜劑；以及第二電子傳輸層，接觸第二藍色發光層，並且包含n型電荷產生層和p型電荷產生層的電荷產生單元存在於第二藍色疊層和與該第二藍色疊層相鄰的下一個疊層之間。
第二電子傳輸層可以包含第一材料，並可以不包含第二材料，且第二電子傳輸層可以接觸n型電荷產生層。
p型電荷產生層可以含有式4的第四材料作為p型摻雜劑。
[式4]
A選自氫、氘、鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、被取代或未被取代的芳基或雜芳基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷氧基。在式2中，A的取代基可以包含氰基、鹵基、三氟甲基、三氟甲氧基、氫和氘中的一種。C 1和C 2各自獨立地為氫、氘、鹵基或氰基中的一種。D 1至D 4各自獨立地由單鍵或雙鍵連接，並且被鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基和三氟甲氧基中的一種取代，且D 1至D 4中的至少兩個包含氰基。
經由介於其間的電荷產生單元與第二藍色疊層相鄰的下一個疊層可以是至少包含紅色磷光發光層的磷光疊層。
磷光疊層可以進一步包含綠色磷光發光層或黃綠色磷光發光層，其與紅色磷光發光層接觸。
n型電荷產生層可以包含鹼金屬、鹼土金屬和過渡金屬中的任一種作為電子傳輸主體中的n型摻雜劑。
第一藍色疊層可以鄰近與陰極相對的磷光疊層，並且第一藍色疊層的第一電洞傳輸層可以接觸包含p型摻雜劑的p型電荷產生層。
根據本發明另一實施方式的發光顯示裝置包括：基板，包含複數個子像素；薄膜電晶體，設置在基板上的每個子像素中；以及發光裝置，連接到薄膜電晶體。
本發明的發光裝置和包含該發光裝置的發光顯示裝置具有以下功效。
第一，在與陰極接觸的藍色疊層中，與鄰近於陰極且由無機化合物製成的電子注入層接觸的電子傳輸層是由兩種材料形成，從而提高材料效率並控制驅動電壓。
第二，當將具有高電子傳輸能力的材料應用於電子傳輸層時，與藍色螢光發光層接觸的電子阻擋層由被氘取代的材料形成，從而防止電子或激子在藍色螢光發光層與電子阻擋層之間的界面處累積，並在不降低壽命的情況下獲得改善驅動電壓、亮度和量子效率的功效。
第三，具有藍色螢光發光層的藍色螢光疊層的效率的提高，能夠減少實現相同白色的發光裝置所需的藍色疊層的數量，從而基於降低的驅動電壓和簡化的製程來提高產率。
第四，在藍色螢光疊層與磷光發光疊層連接的疊層結構中，藉由改變在藍色螢光疊層與磷光發光疊層之間的具有不同物理特性的p型電荷產生層的材料，可以降低驅動電壓，並可以提高基於複數個疊層實施的發光裝置的白色實現效率和色彩特性。
對於所屬技術領域中具有通常知識者來說顯而易見的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對本發明進行各種修改和變化。因此，本發明的目的為涵蓋對其的此類修改和變化，只要它們落入所附申請專利範圍及其均等物的範圍內即可。
本申請主張於2021年12月31日提交的韓國專利申請第10-2021-0194800號和2022年1月1日提交的韓國專利申請第10-2022-0000005號的優先權權益，在此透過引用將其全文併入本文中。
10,110,310:陽極 20,200,400:陰極 11,121,321:電洞注入層（HIL） 12:電洞傳輸層（HTL） 13,23:電子阻擋層（EBL） 14:藍色發光層（BEML） 15,15a,15b,25:電子傳輸層（ETL） 16:電子注入層（EIL） 100,300:基板 102:閘極電極 103:閘極絕緣層 104:半導體層 105:通道保護層 106a:源極電極 106b:汲極電極 107:第一鈍化層 108:第二鈍化層 109R:濾色器、第一濾色器 109G:濾色器、第二濾色器 109B:濾色器、第三濾色器 119:堤部 122,341:第三電洞傳輸層（HTL3） 123,342:第二電子阻擋層（EBL2） 124,343:第二藍色發光層（BEML2） 125,344:第三電子傳輸層（ETL3） 131,331:第二電洞傳輸層（HTL2） 132,332,REML:紅色磷光發光層 133,333:黃綠色磷光發光層（YGEML） 134,334,GEML:綠色磷光發光層 135,335:第二電子傳輸層（ETL2） 141,322,HTL1:第一電洞傳輸層 142,323,EBL1:第一電子阻擋層 143,324,BEML1:第一藍色發光層 144,325,ETL1:第一電子傳輸層 150,370:第二電荷產生層 170,350:第一電荷產生層 151,171,N-CGL:n型電荷產生層 153,173,P-CGL:p型電荷產生層 180,380:電子注入層 351:第一n型電荷產生層（N-CGL1） 353:第一p型電荷產生層（P-CGL1） 371:第二n型電荷產生層（N-CGL2） 373:第二p型電荷產生層（P-CGL2） 1000:薄膜電晶體陣列基板 B:藍光 BS:藍色螢光疊層 BS1:第一藍色螢光疊層 BS2:第二藍色螢光疊層 BH:發光部分 B_SP:子像素、藍色子像素 bd:藍色摻雜劑 bh:主體 CGL:電荷產生層 CT:接觸孔 C1:第一材料 C2:第二材料 C3:第三材料 C4:第四材料 ETBU:電子傳輸及阻擋單元 G:綠光 G_SP:子像素、綠色子像素 OS:內部疊層 OLED:發光裝置 PS:磷光疊層 PEML:磷光發光層 R:紅光 R_SP:子像素、紅色子像素 S1,S2,S3:藍色發光疊層 TFT:薄膜電晶體 W:白光 W_SP:子像素、白色子像素
包含所附圖式以提供對本發明的進一步理解並將所附圖式併入並構成本申請案的一部分中，其說明了本發明的實施方式並與說明書一起用於解釋本發明的原理。在圖式中： 圖1是示意性地示出本發明的發光裝置的剖面圖； 圖2A和圖2B是分別示出本發明的發光裝置的實施方式的剖面圖； 圖3是示出使用在第一實驗例群組至第四實驗例群組中的發光裝置的剖面圖； 圖4A和圖4B是當在第一實驗例群組和第二實驗例群組中評估的第二材料和第一材料分別用於與陰極相鄰的電子傳輸層時，藍色發光層和周圍層的能帶圖以及電洞和電子傳輸特性； 圖5A、圖5B和圖5C是分別顯示第一實驗例群組、第二實驗例群組和第三實驗例群組的發光光譜的曲線圖； 圖6A至圖6C是示出第四實驗例群組的發光光譜的曲線圖； 圖7是示出使用在第五實驗例群組和第六實驗例群組中的發光裝置的剖面圖； 圖8是示出第六實驗例群組的發光光譜的曲線圖； 圖9是示出由於藍色螢光疊層的電子傳輸層的傳輸能力以及藍色螢光疊層與磷光疊層之間的p型電荷產生層的電洞產生能力所引起之驅動電壓變化的示意圖； 圖10是應用第七實驗例群組和第八實驗例群組的發光裝置； 圖11A和圖11B是分別顯示第七實驗例群組和第八實驗例群組的發光光譜的曲線圖；以及 圖12是示出本發明的發光顯示裝置的剖面圖。
在全部所附圖式和詳細描述中，除非另有說明，否則相同的圖式參考符號應理解為指代相同的元件、特徵和結構。
110:陽極
180:電子注入層
200:陰極
BEML1:第一藍色發光層
BS1:第一藍色螢光疊層
CGL:電荷產生層
C1:第一材料
C2:第二材料
C3:第三材料
ETL1:第一電子傳輸層
EBL1:第一電子阻擋層
GEML:綠色磷光發光層
HTL1:第一電洞傳輸層
PS:磷光疊層
REML:紅色磷光發光層

Claims (18)

  1. 一種發光裝置，包括在一陽極與一陰極之間的n個疊層，其中，n是2或更大的自然數， 其中，接觸該陰極的一第n個疊層是一第一藍色疊層， 其中，該第一藍色疊層包括： 一第一電洞傳輸層； 一第一電子阻擋層； 一第一藍色發光層，含有具430 nm至480 nm發光峰的一硼基摻雜劑； 一第一電子傳輸層，接觸該第一藍色發光層；以及 一電子注入層，其兩側分別與該第一電子傳輸層和該陰極接觸， 其中，該第一電子傳輸層包括下列式1的一第一材料和下列式2的一第二材料的一混合物： [式1] ， 其中，R 1和R 2各自獨立地選自環烷基、芳基、雜芳基、和未被取代或被芳基取代的咔唑基； X 1、X 2和X 3各自獨立地為N或CH；以及 X 4、X 5和X 6中的至少一個為N，而其餘者為CH， [式2] ， 其中，L 1和L 2獨立地為單鍵或獨立地包含選自苯基和萘基中的至少一種； R 3、R 4和R 6各自獨立地包含選自苯基、萘基和蒽基中的一種； R 5是單鍵或包含選自甲基、乙基、苯基、萘基和蒽基中的一種。
  2. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該電子注入層包括金屬。
  3. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該電子注入層包括LiF或Liq。
  4. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該電子注入層的厚度為該第一電子傳輸層的厚度的1/8至1/100。
  5. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一電子傳輸層中的該第一材料與該第二材料的重量比為4：6至6：4。
  6. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一電子阻擋層包括下列式3的一第三材料： [式3] ， 其中，L 3為單鍵，或包含苯基或萘基； R 7至R 14為氘；以及 R 15和R 16各自獨立地選自苯基、被氘取代的苯基、聯苯基、被氘取代的聯苯基、茀基、被氘取代的茀基、雜芳基、被氘取代的雜芳基、咔唑基、被氘取代的咔唑基、二苯并呋喃基、被氘取代的二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、和被氘取代的二苯并噻吩基。
  7. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該n個疊層中比該第n個疊層更靠近該陽極的至少一個疊層是一第二藍色疊層， 其中，該第二藍色疊層包括： 一第二電洞傳輸層； 一第二電子阻擋層； 一第二藍色發光層，包括具有430 nm至480 nm發光峰的一硼基摻雜劑；以及 一第二電子傳輸層，接觸該第二藍色發光層， 其中，該發光裝置進一步包括一電荷產生單元，該電荷產生單元包括位於該第二藍色疊層和與該第二藍色疊層相鄰的下一個疊層之間的一n型電荷產生層及一p型電荷產生層。
  8. 如請求項7所述之發光裝置，其中，該第二電子傳輸層包括該第一材料但不包括該第二材料，並且該第二電子傳輸層接觸該n型電荷產生層。
  9. 如請求項7所述之發光裝置，其中，該p型電荷產生層包括下列式4的一第四材料作為一p型摻雜劑： [式4] ， 其中，A選自氫、氘、鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基、三氟甲氧基、被取代或未被取代的芳基或雜芳基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷基、被取代或未被取代的C 1-C 12烷氧基，其中，A的取代基包含氰基、鹵基、三氟甲基、三氟甲氧基、氫和氘中的一種； C 1和C 2各自獨立地為氫、氘、鹵基或氰基中的一種；以及 D 1至D 4各自獨立地由單鍵或雙鍵連接，並被鹵基、氰基、丙二腈基、三氟甲基和三氟甲氧基中的一種取代，且D 1至D 4中的至少兩個包括氰基。
  10. 如請求項7所述之發光裝置，其中，與該第二藍色疊層相鄰且該電荷產生單元介於其間的該下一個疊層是包括至少一紅色磷光發光層的一磷光疊層。
  11. 如請求項10所述之發光裝置，其中，該磷光疊層進一步包括與該紅色磷光發光層接觸的一綠色磷光發光層或一黃綠色磷光發光層。
  12. 如請求項7所述之發光裝置，其中，該n型電荷產生層包括鹼金屬、鹼土金屬和過渡金屬中的任一種作為一電子傳輸主體中的一n型摻雜劑。
  13. 如請求項10所述之發光裝置，其中，該第一藍色疊層相鄰於與該陰極相對的該磷光疊層，並且該第一藍色疊層的該第一電洞傳輸層與包含一p型摻雜劑的該p型電荷產生層接觸。
  14. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該n個疊層進一步包括：一第二藍色疊層，與該陽極接觸；以及一磷光疊層，位於該第一藍色疊層與該第二藍色疊層之間。
  15. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該第二藍色疊層包括一第二電子傳輸層，構成該第二電子傳輸層的材料不同於構成該第一電子傳輸層的材料。
  16. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該磷光疊層包括：一第三電洞傳輸層；一紅色磷光發光層；一綠色磷光發光層；以及一第三電子傳輸層。
  17. 如請求項14所述之發光裝置，其中，該磷光疊層包括：一第三電洞傳輸層；一紅色磷光發光層；一黃綠色磷光發光層；一綠色磷光發光層；以及一第三電子傳輸層。
  18. 一種發光顯示裝置，包括： 一基板，包含複數個子像素； 一薄膜電晶體，設置在該基板上的該複數個子像素的每一個中；以及 如請求項1至17中任一項所述之發光裝置，其連接至該薄膜電晶體。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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