TWI539635B - 有機發光二極體裝置 - Google Patents

Description

有機發光二極體裝置

實施例關於一種有機發光二極體裝置。

近來，有機發光二極體(OLED)裝置在作為顯示裝置及照明裝置上受到關注。

一種有機發光二極體裝置通常包兩個電極以及介於其之間之發光層介置，具有自一電極注入之電子、自另一電極注入之電洞並且電子與電洞在發光層中複合以產生釋放能量及發射光之激子。

由於該有機發光二極體裝置不需額外之光源即可發光，其具有低功率消耗、較佳之反應速度、視角以及對比度。

一種有機發光二極體裝置通常包含複數個子像素，諸如用於每一像素中之紅色子像素、藍色子像素以及綠色子像素，以及藉由結合該些子像素所表現之全彩。

紅色子像素、藍色子像素以及綠色子像素分別包含紅色發光層、藍色發光層以及綠色發光層以表現每一色彩。該發光層可藉由使用微蔭罩(fine shadow mask)來沉積以用於個別之子像素。然而，當顯示裝置變大時，難以使用微蔭罩來沉積用於個別子像素之發光層。

一種替代係藉由使用開口遮罩依續地沉積紅色發光層、藍色發光層以及綠色發光層於整個顯示裝置中，從而發射白光並且安置發射之光所通過的彩色濾光器，從而呈現個別的子像素之紅、綠及藍。

在上述任意的描述中，白光發射之穩定度可能惡化，因為色彩特性及每一發光層的效率可能依據發光層之特性而不同。

本發明之態樣係一種有機發光二極體裝置。該裝置包含第一電極、面對該第一電極之第二電極以及介置於該第一電極與第二電極之間之發光體，其中該發光體包含至少兩個藍光子發射器以及至少一個橘光子發射器。

另一態樣係一種有機發光二極體裝置。該裝置包含第一電極、安置在該第一電極上之第一藍色發光層、安置在第一藍色發光層之第一電荷產生層、安置在該第一電荷產生層上之第二藍色發光層、安置在該第二藍色發光層上之第二電荷產生層、安置在該第二電荷產生層上之橘色發光層以及安置在該橘色發光層上之第二電極。

20‧‧‧第一藍光子發射器

21‧‧‧輔助層

22‧‧‧藍色發光層

23‧‧‧輔助層

30‧‧‧第二藍光子發射器

31‧‧‧輔助層

32‧‧‧藍色發光層

33‧‧‧輔助層

40‧‧‧橘光子發射器

41‧‧‧輔助層

42‧‧‧橘色發光層

43‧‧‧輔助層

50a-b‧‧‧電荷產生層

100‧‧‧下電極

100B、100G、100R、100W‧‧‧像素電極

110‧‧‧絕緣基板

112‧‧‧下絕緣層

114‧‧‧上絕緣層

200‧‧‧上電極

220‧‧‧光阻擋器

230B‧‧‧藍色濾光器

230G‧‧‧綠色濾光器

230R‧‧‧紅色濾光器

235‧‧‧透明絕緣層

300‧‧‧橘光發射器

361‧‧‧絕緣體

R‧‧‧紅色子像素

G‧‧‧綠色子像素

B‧‧‧藍色子像素

W‧‧‧白色子像素

Qs‧‧‧切換薄膜電晶體

Qd‧‧‧驅動薄膜電晶體

圖1為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之剖面圖。

圖2為上平面圖，其顯示根據範例性實施例之有機發光二極體裝置的複數個像素之排列。

圖3為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之結構剖面圖。

圖4為一圖表說明根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之強度與波長之函數關係。

圖5為圖表，其為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之壽命特性。

本揭示將於後文中參照隨附圖示更詳細的描述，其中係顯示範例性之實施例。如所屬技術領域中具有通常知識者將了解，所述之實施例可在不背離本揭示之精神及範疇下以各種不同形式修改。

在圖示中，層、膜、平板、區域等之厚度係放大用以闡明。在說明書之全文中，相同之參考符號通常指相同元件。應該了解的是，當一元件諸如層、膜、平板、區域或基板係經提到“在另一元件上”時，其可為直接在另一元件上或是亦可出現有中介元件。

參照圖1，一種根據範例性實施例之有機發光二極體裝置係詳細地描述。

圖1為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之剖面圖。

根據範例性實施例之有機發光二極體裝置包含下電極100以及彼此互相面對之上電極200，以及介置於下電極100及上電極200之間之橘光發射器300。

下電極100及上電極200之一者可為陰極，而另一者可為陽極。舉例來說，下電極100可為陽極並且上電極200可為陰極。

該下電極100及上電極200之至少一者可為透明電極。當下電極100為透明電極時，則可能有底部發射式結構向下發光。當上電極200為透明電極時，則可能有頂部發射式結構向上發光。同時，當下電極100及上電極200兩者皆為透明電極時，光線可能透過發射結構同時向上及向下發射。透明電極可由ITO、IZO或是其之結合而製成，或是其可由鋁(Al)、銀(Ag)或是其之組合以薄的厚度製成。

當下電極100及上電極200為不透明電極時，其可由諸如鋁(Al)、銀(Ag)或是其相似物之不透明材料製成。

橘光發射器300包含複數個子發光射器(light sub-emitter)，每一者表現不同的顏色並且藉由結合自子發光器所發射之光可發射白光。

橘光發射器300包含第一藍光子發射器20、第二藍光子發射器30以及橘光子發射器40。橘光發射器300亦包含形成於該第一藍光子發射器與第二藍光子發射器30之間之電荷產生層50a，以及形成於該第二藍光子發射器30與橘光子發射器40之間之電荷產生層50b。在另外的實施例中，額外的藍光子發射器及/或橘光子發射器可被包含。在該實施例中，額外的電荷產生層可被形成於該額外的子發光器之間。

第一藍光子發射器20包含發射藍光波長範圍的光之藍色發光層22，以及分別安置於該藍色發光層22之上部及下部之輔助層21及23。當下電極100為陽極時，輔助層21可為電洞注入層(HIL)及電子傳輸層中之至少一者，並且輔助層23可為電子注入層(EIL)及電子傳輸層(ETL)中之至少一者。在任意之實施例中，輔助層21及/或輔助層23可被省略。

第二藍光子發射器30包含發射藍光波長範圍的光之藍色發光層32以及分別安置於該藍色發光層32之上部及下部之輔助層31及33。當下電極100為陽極時，輔助層31可為電洞注入層(HIL)及電子傳輸層中之至少一者，並且輔助層33可為電子注入層(EIL)及電子傳輸層(ETL)中之至少一者。在任意之實施例中，輔助層31及/或輔助層33可被省略。

橘光子發射器40包含發射橘光波長範圍的光之橘色發光層42以及分別安置於該橘色發光層42之上部及下部之輔助層41及43。當下電極100為陽極時，輔助層41可為電洞注入層(HIL)及電子傳輸層中之至少一者，並且輔助層43可為電子注入層(EIL)及電子傳輸層(ETL)中之至少一者。在任意之實施例中，輔助層41及/或輔助層43可被省略。

橘色發光層42可為發射一種顏色之光的單層或是其可為堆疊兩層或是更多層之堆疊層，而每一個層發射不同光；或是其可為堆疊兩層或是更多層之堆疊層，而每一層發射不同的光。

當橘色發光層42為單層時，橘色發光層42可能由發光材料所製成，該發光材料發射波長範圍自約550nm到650nm之橘光。

橘色發光層42可包含一層，該層包含經摻雜紅色發光材料及綠色發光材料之主材料。該主材料可能為一種使用作為主要之綠色發光層之材料，並且可為一種其之三重態能量係大於該綠色摻雜之三重態能量之材料。該摻雜可為磷光材料。

當橘色發光層42為一堆疊層時，橘色發光層42可包含在此堆疊之發射紅光波長範圍之紅色發光層以及發出綠光波長範圍之綠色發光層。在此情況中，紅色發光層可具有電洞傳輸特性，並且該綠色發光層可具有電子傳導特 性。主要之紅色發光層的範例可能包含三苯胺之衍生物，並且主要之綠色發光層的範例可能包含咔唑(carbazole)之衍生物，其包含三嗪團(triazine group)與哦二唑團(oxadiazole group)、螺環茀(spirofluorene)之衍生物以及該些之組合中之至少一者。

藍色發光層22與32可包含一種螢光材料，並且橘色發光層42可包含一種磷光材料。

電荷產生層50a與50b係在此處產生電子與電洞對的層。該產生之電洞係經傳輸至在側上之子發光器並且該產生之電子係經傳輸至在另一側上之子發光器。舉例來說，當下電極100為陽極並且上電極200為陰極時，產生在電荷產生層50a中之電子可被傳輸至第一藍光子發射器20，且產生在電荷產生層50a中之電洞可被傳輸至第二藍光子發射器30。並且，產生在電荷產生層50b中之電子可被傳輸至第二藍光子發射器30，且產生在電荷產生層50b中之電洞可被傳輸至橘光子發射器40。

具有形成於該些子發光器之間之該些電荷產生層，則藉由提升電流效益以提升該裝置之壽命係為可能的。

如上所述，根據範例性實施例之有機發光二極體裝置結合每一者表現出不同顏色之發光層，從而層發射出白光。在範例性實施例中，發射白光係藉由結合至少兩個藍光子發射器以及至少一個橘光子發射器。

藍色發光層所形成之藍光子發射器可包含一種螢光材料。一般來說，磷光材料可被使用以達到使內部量子效應接近約100%，但是由於該磷光材料發射之藍光具有短壽命，則使用磷光材料於發光層可能縮短有機發光二極體 裝置之壽命。可能的是，藉由使用堆疊複數個螢光材料之藍色發光層同時達到磷光材料之效率以表現出穩定之白光。

如上所述，該穩定之白色可以一具有高色彩純度及效率之顏色同時穿透通過彩色濾光器來被表現。

上述之有機發光二極體裝置可包含複數個像素並且每一像素可包含複數個子像素。其將藉由參照圖2及圖3來加以描述。

圖2為一上平面圖，其顯示根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之複數個像素之排列。圖3為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之結構的剖面圖。

參照圖2，根據範例性實施例之有機發光二極體裝置包含表現紅色之紅色子像素(R)、表現綠色之綠色子像素(G)、表現藍色之藍色子像素(B)以及不表現任何顏色之白色子像素(W)，該些子像素係經任意地排列。

紅色子像素R、綠色子像素G以及藍色子像素B係為用來表現全彩之主要像素。白色子像素W可藉由增加光穿透綠之程度以增加裝置之亮度。

四個子像素包含紅色子像素R、綠色子像素G、藍色子像素B以及白色子像素W構成一個像素並且該像素可沿著行及/或列來重複。在另外的實施例中，該像素之排列可為不同的。

參照圖3，將揭露有機發光二極體裝置之結構包含紅色子像素R、綠色子像素G、藍色子像素B以及白色子像素W。

複數個薄膜電晶體陣列陣列係經排列絕緣基板110上。薄膜電晶體陣列包含切換薄膜電晶體Qs以及驅動薄膜電晶體Qd，經安置以被電性地連接於每一子像素。雖然圖3範例地顯示經形成以用於每一子像素之切換薄膜電晶體 Qs及驅動薄膜電晶體Qd之實施例，另外的實施例可包含複數個之一個或是兩個電晶體經形成用於每一子像素。

下絕緣層112可經形成於薄膜電晶體陣列上。下絕緣層112包含複數個接觸電洞(未顯示)部分地曝露切換薄膜電晶體Qs及驅動薄膜電晶體Qd。

藍色濾光器230B形成於藍色子像素(B)上，並且綠色濾光器230G形成於綠色子像素(G)上，同時紅色濾光器230R形成於在下絕緣層112上之紅色子像素(R)上。彩色濾光器230B、230G以及230R可透過格式化之在陣列上之彩色濾光器(color filter-on-array，CoA)來安置。

透明絕緣層235形成於白色子像素W上而不是彩色濾光器上以平滑其他像素之彩色濾光器具有之階梯高度。在另外的實施例中，透明絕緣層235可被省略。

光阻擋器220經形成於藍色濾光器230B與綠色濾光器230B之間、綠色濾光器230B與紅色濾光器230R之間以及紅色濾光器230R與透明絕緣層235之間。每一個光阻擋器220可防止光自該些像素B、G、R及W之間漏出。

上絕緣層114形成於藍色濾光器230B、綠色濾光器230B、紅色濾光器230R、絕緣層235以及光阻擋器220上。上絕緣層114包含複數個性成於其中之接觸電洞(未顯示)。

像素電極100B、100G、100R及100W形成於上絕緣層114上。像素電極100B、100G、100R及100W係透過該些接觸電洞(未顯示)電性地連接至驅動薄膜電晶體Qd，並且像素電極100B、100G、100R及100W之功能可做為陽極。

複數個絕緣體361形成於像素電極100B、100G、100R及100W上以定義該些子像素，並且橘光發射器300可形成於像素電極100B、100G、100R及100W以及絕緣體361上。

如圖1所示之橘光發射器300包含第一藍光子發射器20、第二藍光子發射器30以及橘光子發射器40。橘光發射器300進一步包含於第一藍光子發射器20與第二藍光子發射器30之間以及於第二藍光子發射器30與橘光子發射器40之間之電荷產生層50a與50b。

在另外的實施例中，有機發光二極體裝置可包含不同數目之藍光子發射器及/或橘光子發射器。在該實施例中，電荷產生層可形成於該些子發光器之間。

橘光發射器300可藉由結合發射自至少兩個藍光子發射器及橘光子發射器之光來發射白光。

共接電極200形成於橘光發射器300上。共接電極200可被形成遍及該基板的整個表面，並且其可為陰極。共接電極200與像素電極100B、100G、100R及100W配對，並且該共接電極傳輸電流至橘光發射器300。

根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之色彩特性及效率將藉由參照圖4及表1隨著圖1至圖3而揭露於後文。

圖4為一圖表說明根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之強度與波長之函數關係。

在根據範例性實施例之有機發光二極體裝置中，自發光層300發射出之白光傳送通過藍色濾光器230B、綠色濾光器230B以及紅色濾光器230R並且顯示紅色尖峰(R)、綠色尖峰(G)以及藍色尖峰顯示於圖4中。

如圖4中所示，每一個紅色尖峰(R)、綠色尖峰(G)以及藍色尖峰(B)在對應之波長範圍可具有良好的色彩特性。再者，未傳送通過彩色濾光器的該白光之白色尖峰(W)亦呈現白光，其在亮度上為穩定且高。

該色彩座標及亮度如下表1所示。

如圖4及上表1所示，根據範例性實施例之有機發光二極體裝置具有優秀之色彩特性及高亮度及效率。特別是，白光在傳送通過彩色濾光器後表現出高色彩純度之色彩。

參照圖5係描述壽命特性。

圖5為圖表，其為根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之壽命特性。

參照圖5，其為顯而易見的是，其根據範例性實施例之有機發光二極體裝置之亮度持續4,400小時，其在一開始的區段具有亮度約為5000nit，將減少一半。

當該時間藉由施加1.5之加速因子經轉換為實際情況時，在大約1,000nit之情況下大約60,000小時之壽命係安全的。因此，可看到的是，根據範例性實施例之有機發光二極體裝置具有長的壽命。

當本揭示被描述以連結某些範例性實施例時，將要了解的是，本揭示並非被揭露之實施例所限制，然而相反的，其意欲涵蓋各種不同的修改。

20‧‧‧第一藍光子發射器

21‧‧‧輔助層

22‧‧‧藍色發光層

23‧‧‧輔助層

30‧‧‧第二藍光子發射器

31‧‧‧輔助層

32‧‧‧藍色發光層

33‧‧‧輔助層

40‧‧‧橘光子發射器

41‧‧‧輔助層

42‧‧‧橘色發光層

43‧‧‧輔助層

50a-b‧‧‧電荷產生層

100‧‧‧下電極

200‧‧‧上電極

300‧‧‧橘光發射器

Claims (11)

1. 一種有機發光二極體裝置，其包含第一電極；面對該第一電極之第二電極；以及介置於該第一電極與第二電極之間之發光體；其中該發光體包含至少兩個藍光子發射器以及至少一個橘光子發射器，其中該橘光子發射器包含含有摻雜紅色發光材料及綠色發光材料之主材料的發光層，其中該主材料為具有高於綠色發光材料之三重態能量。
2. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該發光體進一步包含在該些藍光子發射器之間的第一電荷產生層以及在該藍光子發射器與該橘光子發射器之間的第二電荷產生層。
3. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該發光層發射光之波長之範圍自550nm至650nm。
4. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該紅色發光材料以及該綠色發光材料為磷光摻雜。
5. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該藍光子發射器包含含有螢光材料之發光層，並且該橘光子發射器包含含有磷光材料之發光層。
6. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該藍光子發射器及該橘光子發射器之至少一者包含輔助層。
7. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該發光體藉由結合由該藍光子發射器所發出之光以及由該橘光子發射器所發出之光而發出白光。
8. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置，其中該有機發光二極體裝置包含：第一、第二、第三子像素，每一子像素表現不同的顏色並且每一者包含對應之彩色濾光器；白色子像素；以及該發光體，共接地形成於該第一、第二、第三以及白色子像素中，其中該彩色濾光器係經安置於該發光體之下部或上部中。
9. 一種有機發光二極體裝置，其包含第一電極；安置在該第一電極上之第一藍色發光層；安置在該第一藍色發光層上之第一電荷產生層；安置在該第一電荷產生層上之第二藍色發光層；安置在該第二藍色發光層上之第二電荷產生層；安置在該第二電荷產生層上之橘色發光層；以及安置在該橘色發光層上之第二電極，其中該橘色發光層包含摻雜紅色發光材料及綠色發光材料之主材料，其中該主材料包含一種材料，該材料之三重態能量係高於綠色發光材料之三重態能量。
10. 如申請專利範圍第9項之有機發光二極體裝置，其中該第一藍色發光層及該第二藍色發光層每一者包含螢光材料。
11. 如申請專利範圍第9項之有機發光二極體裝置，其進一步包含：輔助層形成於該第一電極與該第一藍色發光層之間，或是於該第一藍色發光層與該第一電荷產生層之間，或是於該第一電荷產生層與該第二藍色發光層之間，或是於該第二藍色發光層與該第二電荷產生層之間，或是於該第二電荷產生層與該橘色發光層之間，或是於該橘色發光層與該第二電極之間。