TW201340433A - 電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器 - Google Patents
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Abstract
一種電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器。電子注入結構形成於有機發光二極體結構之負電極上且包括第一金屬層及第二金屬層。第一金屬層形成於負電極上，第一金屬層之功函數小於負電極之功函數。第二金屬層的導電性大於該有機金屬層的導電性。
Description
本發明是有關於一種電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器，且特別是有關於一種其電子注入層係具多層結構的電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器。
有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)面板之發光原理類似一般二極體。同樣是利用材料的特性，將電子與電洞分別由電子傳輸層(Electron Transport Layer,ETL)和電洞傳輸層(Hole Transport Layer,HTL)發出，並在發光層(Emitting Material Layer,EML)結合。在電子及電洞的結合過程中，將電子激發的形式降回基態，將多餘的能量以光波的形式釋出。視材料的不同，電子與電洞所具的能階也有差異，進而產生不同波長與不同顏色之光線。
傳統OLED更可包含電子注入層(Electron injection Layer,EIL)，其可幫助電子注入。
然而，傳統之電子注入層(Electron injection Layer,EIL)係單純由鹼金屬、鹼土金屬等無機材料所組成，其通常僅限於應用在”一般型有機發光二極體結構(Norma OLED)”。
本發明係有關於一種電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器，可提高有機發光二極體結構的發光效率。
根據本發明之一實施例，提出一種電子注入結構。電子注入結構形成於一有機發光二極體結構之一負電極上且包括一第一金屬層及一第二金屬層。第一金屬層形成於負電極上，第一金屬層之功函數小於負電極之功函數。第二金屬層的導電性大於該有機金屬層的導電性。
根據本發明之另一實施例，提出一種有機發光二極體結構。有機發光二極體結構包括一負電極、一電子注入結構、一電子傳輸層、一正電極、一電洞注入層、一電洞傳輸層及一發光層。電子注入結構形成於負電極上，且包括包括一第一金屬層及一第二金屬層。第一金屬層形成於負電極上，第一金屬層之功函數小於負電極之功函數。第二金屬層的導電性大於該有機金屬層的導電性。電子傳輸層形成於電子注入結構上。電洞注入層形成於正電極上。電洞傳輸層形成於電洞注入層上。發光層形成於電洞傳輸層與電子傳輸層之間。
根據本發明之另一實施例，提出一種顯示器。顯示器包括一有機發光二極體面板、一第二基板及一濾光層。有機發光二極體面板包括一第一基板及上述有機發光二極體結構，有機發光二極體結構形成於第一基板上。第二基板與第一基板相對設置。濾光層形成於第一基板與第二基板之間。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。本實施例之有機發光二極體結構100係以”向下發光的反置型有機發光二極體結構(Inverted Bottom Emission OLED)”為例說明，然本發明實施例不限於此，其亦可為向上發光的反置型有機發光二極體結構(Inverted Top Emission OLED)、向下發光的一般型有機發光二極體結構(Normal Bottom Emission OLED)或向上發光的一般型有機發光二極體結構(Normal Top Emission OLED)，此些結構將於後說明。
如第1圖所示，有機發光二極體結構100包括基板110、負電極120、電子注入結構130、電子傳輸層140、發光層150、電洞傳輸層160、電洞注入層(hole injection layer,HIL)170及正電極180。
本實施例中，負電極120形成於基板110上，且從基板110往上的層結構依序為負電極120、電子注入結構130、電子傳輸層140、發光層150、電洞傳輸層160、電洞注入層170及正電極180。
當負電極120及正電極180被施加一電壓時，電子將由負電極120發出，並往發光層150移動，而電洞將由正電極180發出，並往發光層150移動。當電子及電洞在發光層150中結合時，發光層150的發光材料會受激而發光。
如第1圖所示，電子注入結構130係一多層結構，其形成於負電極120上，且位於負電極120與電子傳輸層140之間。具體而言，電子注入結構130包括第一金屬層131、有機金屬層(organic-metallic layer)132及第二金屬層133。
如第1圖所示，第一金屬層131形成於負電極120上。第一金屬層131之功函數(work function)小於負電極120之功函數，使第一金屬層131相較於負電極120更容易釋放電子且幫助電子經由負電極120進入到電子傳輸層140，進而使傳輸至發光層150的電子數增加，而提升有機發光二極體結構100的發光效率。
本實施例中，負電極120係透明材料，例如是透明銦錫氧化物(ITO)，而第一金屬層131係鎂(Mg)。鎂的功函數約3.7 eV，其小於透明ITO的功函數(約4.7至5.1 eV)。另一實施例中，第一金屬層131的材料可選自於由鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鑭系元素及其組合所構成的群組，其中鑭系元素例如是IA族及IIA族元素中至少一元素。
如第1圖所示，有機金屬層132形成於第一金屬層131與第二金屬層133之間。
有機金屬層132的材料可選自於由Lithium quinolate(Liq),鹼性醋酸鹽(alkali acetate salt)、鹼性氟化物(alkali fluoride)及其組合所構成的群組。本實施例中，有機金屬層132係以Liq為例說明，其功函數約3.0 eV。此外，有機金屬層132的厚度介於約10 至500 之間或不限於此範圍。較佳地，有機金屬層132的厚度小於100 ，本實施例之有機金屬層132的厚度係以約10 為例說明。
一般來說，向下發光的反置型有機發光二極體結構必須使用較厚的電子注入層，因此導致穿透度下降而影響光輸出。本實施例中，雖然有機發光二極體結構的形式係為向下發光的反置型，然可使用厚度薄的有機金屬層132，如10 的厚度。
如第1圖所示，第二金屬層133形成於有機金屬層132上，第二金屬層133的導電性大於有機金屬層132的導電性，以提高電子注入結構130的整體導電性。
本實施例中，第二金屬層133係鋁(Al)，其功函數約4.2 eV。另一實施例中，第二金屬層133可以是功函數小於4.5 eV的其它純金屬或合金，例如銀、鈣鋁合金、鋰鋁合金、鎂銀合金。
第二金屬層133與第一金屬層131的總厚度小於150埃()，其中第二金屬層133的厚度可小於第一金屬層131的厚度。本實施例中，第一金屬層131的厚度小於或約為100 ，而第二金屬層133的厚度小於或約為50 。第一金屬層131的厚度及第二金屬層133的厚度可視其透光率而定，例如，當第二金屬層133的透光率較小時，其厚度可以較小，例如是至多50 。本實施例中，第一金屬層131的厚度以約10 ，而第二金屬層133的厚度以約20 為例說明。
一般來說，向下發光的反置型有機發光二極體結構必須使用較厚的電子注入層，因此導致穿透度下降而影響光輸出。本實施例中，雖然有機發光二極體結構的形式係為向下發光的反置型，然可使用厚度薄的第一金屬層131及第二金屬層133，例如各別是10 及20 的厚度。
一實施例中，較佳但非限定地，第一金屬層131與第二金屬層133的透光率大於50%。藉由設計第一金屬層131及第二金屬層133的材質及/或厚度，可獲得對應的透光率。
由於第二金屬層133及第一金屬層131的透光率被控制在一可接受範圍，故來自於發光層150的光線L大部分可穿透電子注入結構130而往外射出基板110，藉以提升有機發光二極體結構100的發光效率。
如第1圖所示，電子傳輸層140形成於電子注入結構130上。一實施例中，電子傳輸層140的材料例如是TPD有機材料。
如第1圖所示，發光層150形成於電洞傳輸層160與電子傳輸層140之間。發光層150的發光材料可包含螢光及磷光兩類，其中螢光材料可由有機分子組成，而磷光材料可由重金屬原子所組成的錯合物組成。一實施例中，發光層150的材料例如是DCJTB(DCJTB：4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran)或Alq3。
如第1圖所示，電洞傳輸層160形成於電洞注入層170上，並。一實施例中，電洞傳輸層160的材料例如是NPB(NPB：N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine)有機材料。
如第1圖所示，電洞注入層170形成於正電極180上，且位於正電極180與電洞傳輸層160之間。一實施例中，電洞注入層170的材料例如是CuPc(CuPc：Phthalocyanine,copper-complex)、m-MTDATA(m-MTDATA：4,4',4"-Tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、CFx(CFx：fluorocarbon)。
本實施例中，正電極180係反射電極，其具有反射光線的特性。正電極180的材料可以是純金屬或合金。
請參照第2圖，其繪示依照本發明另一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。本實施例之有機發光二極體結構200係以”向上發光的反置型有機發光二極體結構”為例說明。
有機發光二極體結構200包括基板110、負電極220、電子注入結構130、電子傳輸層140、發光層150、電洞傳輸層160、電洞注入層170及正電極280。
本實施例中，負電極220係反射電極，而正電極280係透明電極，其中，負電極220的材料可相似於上述實施例之正電極180(反射電極)。另一實施例中，負電極220可包括一透明材料層及一反射材料層，其中透明材料層例如是透明ITO，而反射材料層例如是純金屬或合金，其可形成於基板110與透明ITO之間。正電極280的材料可相似於上述實施例之負電極120(透明電極)，容此不再贅述。
本實施例中，來自於發光層150的光線L係經由正電極280(透明電極)往外射出，故本實施例之電子注入結構130中各層的厚度並不受上述實施例(第1圖)所限制。本實施例之電子注入結構130的各層厚度可依據有機發光二極體結構200的性能而定。
請參照第3圖，其繪示依照本發明再一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。本實施例之有機發光二極體結構300係以”向下發光的一般型有機發光二極體結構”為例說明。
有機發光二極體結構300包括基板110、正電極280、電洞注入層170、電洞傳輸層160、發光層150、電子傳輸層140、電子注入結構130及負電極220。
本實施例中，負電極220的材料可相似於上述實施例之正電極180(反射電極)。另一實施例中，負電極220可包括一透明材料層及一反射材料層，其中透明材料層例如是透明ITO，其形成於反射材料層與電子注入結構130之間，而反射材料層例如是純金屬或合金。
本實施例中，正電極280形成於基板110上，且從基板110往上的層結構依序為正電極280、電洞注入層170、電洞傳輸層160、發光層150、電子傳輸層140、電子注入結構130及負電極220。
本實施例中，來自於發光層150的光線L大部分經由正電極280(透明電極)往外射出，故本實施例之電子注入結構130中各層的厚度可不受上述實施例(第1圖)所限制。本實施例之電子注入結構130的各層厚度可依據有機發光二極體結構300的性能而定。
請參照第4圖，其繪示依照本發明又一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。本實施例之有機發光二極體結構400係以”向上發光的一般型有機發光二極體結構”為例說明。
有機發光二極體結構400包括基板110、正電極180、電洞注入層170、電洞傳輸層160、發光層150、電子傳輸層140、電子注入結構130及負電極120(透明電極)。
本實施例中，正電極180形成於基板110上，且從基板110往上的層結構依序為正電極180、電洞注入層170、電洞傳輸層160、發光層150、電子傳輸層140、電子注入結構130及負電極120。
本實施例中，電子注入結構130中各層的厚度可相似於上述第1圖之電子注入結構130的厚度特徵，且產生相似的功效，容此不再贅述。
請參照第5圖，其繪示本發明實施例之有機發光二極體結構的發光效率實驗結果圖。曲線S1表示有機發光二極體結構100的發光效率曲線，而曲線S2表示習知有機發光二極體結構的發光效率曲線。由圖可知，本發明實施例之有機發光二極體結構100及200的發光效率高於習知有機發光二極體結構。此外，其它有機發光二極體結構300及400相較於習知有機發光二極體結構具有相似的實驗結果。
請參照第6圖，其繪示本發明實施例之有機發光二極體結構的壽命實驗結果圖。第6圖中，縱軸待表亮度進行正規化(Normalize)後的數值，而橫軸代表壽命。曲線S1表示有機發光二極體結構100的壽命曲線，而曲線S2表示習知有機發光二極體結構的壽命曲線。
第6圖中，在8倍驅動電流(如80 mA/cm2)下進行加速測試，本實施例之有機發光二極體結構100的壽命(lifetime)約340小時，而傳統有機發光二極體結構的壽命約78小時，顯然，有機發光二極體結構100及200的壽命至少高於傳統有機發光二極體結構的4倍以上。此外，其它有機發光二極體結構300及400相較於習知有機發光二極體結構具有相似的實驗結果。
請參照第7圖，其繪示依照本發明一實施例之顯示器的剖視圖。顯示器10包括有機發光二極體面板(AMOLED)12、第二基板14、濾光層16及封膠18。
有機發光二極體面板12包括第一基板110及至少一有機發光二極體結構100，其中有機發光二極體結構100形成於第一基板110上。另一實施例中，有機發光二極體結構100可以其它有機發光二極體結構200、300或400取代。
第二基板14與第一基板110相對設置。濾光層16形成於第一基板110與第二基板14之間，其中濾光層16可疊設第二基板14上，然不以此為限。封膠18可黏接第一基板110與第二基板14。
本發明上述實施例所揭露之電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器，電子注入結構係一多層結構，兼顧小功函數及優良導電性之特性，可提升有機發光二極體結構的發光效率。此外，電子注入結構可適用於向下發光的反置型有機發光二極體結構、向上發光的反置型有機發光二極體結構、向下發光的一般型有機發光二極體結構及向上發光的一般型有機發光二極體結構。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．顯示器
12．．．有機發光二極體面板
14．．．第二基板
16．．．濾光層
18．．．封膠
100、200、300、400．．．有機發光二極體結構
110．．．基板
120、220．．．負電極
130．．．電子注入結構
131．．．第一金屬層
132．．．有機金屬層
133．．．第二金屬層
140．．．電子傳輸層
150．．．發光層
160．．．電洞傳輸層
170．．．電洞注入層
180、280．．．正電極
L．．．光線
S1、S2．．．曲線
第1圖繪示依照本發明一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。
第2圖繪示依照本發明另一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。
第3圖繪示依照本發明再一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。
第4圖繪示依照本發明又一實施例之有機發光二極體結構的剖視圖。
第5圖繪示本發明實施例之有機發光二極體結構的發光效率實驗結果圖。
第6圖繪示本發明實施例之有機發光二極體結構的壽命實驗結果圖。
第7圖繪示本發明一實施例之顯示器的剖視圖。
100．．．有機發光二極體結構
110．．．基板
120．．．負電極
130．．．電子注入結構
131．．．第一金屬層
132．．．有機金屬層
133．．．第二金屬層
140．．．電子傳輸層
150．．．發光層
160．．．電洞傳輸層
170．．．電洞注入層
180．．．正電極
L．．．光線
Claims (18)
- 一種電子注入結構，形成於一有機發光二極體結構之一負電極上，且包括：一第一金屬層，形成於該負電極上，該第一金屬層之一功函數小於該負電極之功函數；以及一第二金屬層，一有機金屬層形成於該第二金屬層與該第一金屬層之間，該第二金屬層的導電性大於該有機金屬層的導電性。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子注入結構，其中該第一金屬層的該功函數小於3.7電子伏特。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子注入結構，其中該第一金屬層的材料選自於由鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鑭系元素及其組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子注入結構，其中該第二金屬層的功函數小於4.5電子伏特。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子注入結構，其中該第二金屬層的材料係鋁。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子注入結構，其中該負電極係透明材料。
- 一種有機發光二極體結構，包括：一負電極；一電子注入結構，形成於該負電極上，且包括：一第一金屬層，形成於該負電極上，該第一金屬層之一功函數小於該負電極之功函數；及一第二金屬層，一有機金屬層形成於該第二金屬層與該第一金屬層之間，該第二金屬層的導電性大於該有機金屬層的導電性；一電子傳輸層，形成於該電子注入結構上；一正電極；一電洞注入層，形成於該正電極上；一電洞傳輸層，形成於該電洞注入層上；以及一發光層，形成於該電洞傳輸層與該電子傳輸層之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該負電極係透明電極，而該正電極係反射電極。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該負電極係反射電極，而該正電極係透明電極。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該第一金屬層的該功函數小於3.7電子伏特。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該第一金屬層的材料選自於由鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鑭系元素及其組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該第二金屬層的功函數小於4.5電子伏特。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該第二金屬層的材料係鋁。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，其中該負電極係透明材料。
- 一種顯示器，包括：一有機發光二極體面板，包括：一第一基板；及一如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體結構，形成於該第一基板上；一第二基板，與該第一基板相對設置；以及一濾光層，形成於該第一基板與該第二基板之間。
- 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該濾光層係疊設於該第二基板。
- 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中，該負電極形成於該第一基板上。
- 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中，該正電極形成於該第一基板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101109901A TW201340433A (zh) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | 電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| TW101109901A TW201340433A (zh) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | 電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=49771058
Family Applications (1)
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| TW101109901A TW201340433A (zh) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | 電子注入結構及應用其之有機發光二極體結構與顯示器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW201340433A (zh) |
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2012
- 2012-03-22 TW TW101109901A patent/TW201340433A/zh unknown
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