JP2015019071A - 倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】該製造方法には、一の基板を提供し、陰極として基板上に一層の導電材をスパッタリングするステップと、陰極上に多結晶状態である一の電子輸送層を形成するステップと、電子輸送層上に非晶質状態である一の発光層を形成するステップと、発光層上に非晶質状態である一の正孔輸送層を真空蒸着するステップと、正孔輸送層上に非晶質状態である一の正孔注入層を真空蒸着するステップと、及び真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層上に陰極を形成するステップとが含まれる。本発明よれば、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
【選択図】図3
【解決手段】該製造方法には、一の基板を提供し、陰極として基板上に一層の導電材をスパッタリングするステップと、陰極上に多結晶状態である一の電子輸送層を形成するステップと、電子輸送層上に非晶質状態である一の発光層を形成するステップと、発光層上に非晶質状態である一の正孔輸送層を真空蒸着するステップと、正孔輸送層上に非晶質状態である一の正孔注入層を真空蒸着するステップと、及び真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層上に陰極を形成するステップとが含まれる。本発明よれば、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
【選択図】図3
Description
本発明は、有機発光ダイオード表示装置に関し、特に倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法に関するものである。
従来より、有機発光ダイオード(OLED)は、表示および照明などの分野において応用されている。OLEDは、主動的にR、G、Bの3色発光を提供することが可能であり、別途のフィルターが必要なくフルカラー表示を実現することができ、高い光利用率を得ることができる。またAMOLEDは、高いコントラスト、広視野角、低消費電力、より軽量で薄いなどのメリットを有し、AMLCD技術の有力なライバルになっている。従って、AMOLEDは次世代のフラットパネル表示技術中のメイン技術になると言われている。
図1は、従来技術における有機発光ダイオード表示装置の構造を示す概略図である。図1に示すように、有機発光ダイオード表示装置には、下から上まで基板1と、陽極7と、正孔注入層6(HIL)と、正孔輸送層5(HTL)と、発光層4(EML)と、電子輸送層3(ETL)と、及び陰極2とが順次に含まれる。従来技術におけるOLEDでは、正孔輸送材料の移動度は電子輸送材料より多く大きく、通常1乃至2桁を超え、有機層の成膜は何れも非晶質状態(amorphous state)に形成されているため、OLED構造において電子と正孔の輸送アンバランスを招き、それにより電子と正孔が発光層において完全に複合することができなく、従って発光効率にだけではなく装置寿命にも影響を与えている。伝統的なOLED構造では、陽極を下に、陰極を上にするものを採用することが多く、製造順序上では、一般的に先ず基板上に陽極を形成し、その後HIL、HTL、EML、ETL、(EIL)及び陰極を順次に蒸着する。このような製造順序は、有機材料と電極の接触障壁の観点から見ると、電子に有利であるが正孔には不利であり、また正孔輸送層が一般的には厚く形成されるため、正孔輸送材料の移動度の高すぎによる輸送アンバランスを抑制することができる。但し、これは、正孔の輸送速度を犠牲することによって電子の輸送バランスを取ることに当たり、すべての有機材料が最適な伝導效果を発揮するようにできることではない。このような構造では、電子輸送層の移動度が低く、また正孔輸送層の高速輸送を制限することがある。そして、このような製造順序は、転換過程における高温により下部の他の層を破壊してしまうので、単独にETL層を多結晶状態に転換することができない。
有機材料の移動度が低い原因は、主には有機材料成膜における結晶形と関係あるが、非晶質状態のフィルム結晶配列が比較的に乱されており、欠陥状態のものが多く、それによりキャリアの輸送速度が影響を受けることになる。但し、有機フィルム成膜が多結晶状態であれば、移動度のレベルを1乃至2桁、ひいてはそれ以上向上することができる。
本発明は、従来技術における問題点に鑑みて、その問題点を克服した倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法を提供している。従来の有機材料系では、電子輸送材料の移動度が低く、一般的には正孔輸送材料に比べて1乃至2桁低い。本発明の主な目的は、特殊なプロセス方法により電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにすることにある。そして、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用できるため、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、また駆動電圧を低下することができる。
本発明の一局面によれば、
基板と、
前記基板上に設けられた陰極と、
前記陰極と離れている陽極と、
前記陰極と前記陽極の間に設けられた少なくとも一の発光層と、
前記陰極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた電子輸送層と、
前記陽極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた正孔輸送層と、及び
前記正孔輸送層と前記陽極の間に設けられた正孔注入層と、を備え、
前記電子輸送層は多結晶状態であり、且つ前記発光層、正孔輸送層及び正孔注入層はいずれも非晶質状態である倒置型有機発光ダイオード表示装置を提供する。
基板と、
前記基板上に設けられた陰極と、
前記陰極と離れている陽極と、
前記陰極と前記陽極の間に設けられた少なくとも一の発光層と、
前記陰極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた電子輸送層と、
前記陽極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた正孔輸送層と、及び
前記正孔輸送層と前記陽極の間に設けられた正孔注入層と、を備え、
前記電子輸送層は多結晶状態であり、且つ前記発光層、正孔輸送層及び正孔注入層はいずれも非晶質状態である倒置型有機発光ダイオード表示装置を提供する。
前記電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と第1電子輸送層とを備え、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第1電子輸送層は前記発光層の下面に設けられることが好ましい。
前記第1電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差が0.3eV以下であることが好ましい。
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と、第1電子輸送層と及び第2電子輸送層とを備え、前記第1電子輸送層は前記仕事関数整合層と第2電子輸送層との間に設けられ、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第2電子輸送層は前記発光層の下面に設けられ、前記第2電子輸送層の表面粗度が前記第1電子輸送層の表面粗度より小さいことが好ましい。
前記第1電子輸送層または第2電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差が0.3eV以下であることが好ましい。
前記第2電子輸送層の厚さは、10Å乃至10nm(ナノメートル)であることが好ましい。
前記陰極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることが好ましい。
前記発光層材料は、ADN、TCTA、BCP、CBPのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPeのうちの一つまたはいくつかを混合したものであることが好ましい。
前記正孔輸送層の材料は、NPB、TPD、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATAのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記正孔注入層の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記陽極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等の導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることが好ましい。
本発明のその他の局面によれば、さらに、前記の倒置型有機発光ダイオード表示装置を含んだディスプレイを提供する。
本発明のその他の局面によれば、
一の基板を提供し、陰極として前記基板上に一層の導電材をスパッタリングするステップと、
前記陰極上に多結晶状態である一の電子輸送層を形成するステップと、
前記電子輸送層上に非晶質状態である一の発光層を形成するステップと、
前記発光層上に非晶質状態である一の正孔輸送層を真空蒸着するステップと、
前記正孔輸送層上に非晶質状態である一の正孔注入層を真空蒸着するステップと、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、前記正孔注入層上に陰極を形成するステップとを含む倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法を提供する。
一の基板を提供し、陰極として前記基板上に一層の導電材をスパッタリングするステップと、
前記陰極上に多結晶状態である一の電子輸送層を形成するステップと、
前記電子輸送層上に非晶質状態である一の発光層を形成するステップと、
前記発光層上に非晶質状態である一の正孔輸送層を真空蒸着するステップと、
前記正孔輸送層上に非晶質状態である一の正孔注入層を真空蒸着するステップと、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、前記正孔注入層上に陰極を形成するステップとを含む倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法を提供する。
まず、前記基板を100〜250℃まで加熱し、その後真空蒸発により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着することが好ましい。
電子輸送層を形成するステップにおいて、まず真空蒸発により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含むことが好ましい。
電子輸送層を形成するステップにおいて、まず溶液塗布により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含むことが好ましい。
発光層を形成するステップにおいて、まず前記基板の温度を80度以下まで下げ、その後真空蒸発により前記発光層材料を蒸着する工程を含むことが好ましい。
前記電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と第1電子輸送層とを含み、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第1電子輸送層は前記発光層の下面に設けられることが好ましい。
前記第1電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差は0.3eV以下であることが好ましい。
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と、第1電子輸送層と、及び第2電子輸送層を含み、前記第1電子輸送層は前記仕事関数整合層と第2電子輸送層の間に設けられ、前記仕事関数整合層は、前記陰極の上面に設けられ、前記第2電子輸送層は前記発光層の下面に設けられ、前記第2電子輸送層の表面粗度は前記第1電子輸送層の表面粗度に小さいことが好ましい。
前記第1電子輸送層または第2電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差は、0.3eVであることが好ましい。
前記第2電子輸送層の厚さは10Å〜10nmであることが好ましい。
前記陰極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることが好ましい。
前記陰極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることが好ましい。
前記発光層材料は、ADN、TCTA、BCP、CBPのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPeのうちの一つまたはいくつかを混合したものであることが好ましい。
前記正孔輸送層の材料は、NPB、TPD、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATAのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記正孔注入層の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることが好ましい。
前記陽極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等の導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることが好ましい。
従来技術に比べて、上述のような技術を利用したため、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法において、まず基板上に陰極を形成し、その後基板上に多結晶状態の電子輸送層を蒸着し、その後順次に非晶質状態の発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を蒸着する必要がある。これにより、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
本発明のその他の特徴、目的及び利点は、非制限的な実施例について図面を参照しながら行なった詳細な説明により、さらに明確になるものである。
当業者は、当業者ならば従来技術及び前記の実施例を組み合わせることによって変形例を実現できることを理解すべきであり、ここではそれに関する説明を省略することにする。このような変形例は、本発明の実質的な内容に影響を与えず、ここでは省略することにする。
図2は本発明の第1実施例に係る本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置の構造を示した概略図である。図2に示すように、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置は、基板1と、陰極2と、電子輸送層3と、発光層4と、正孔輸送層5と、正孔注入層6と及び陽極7とを備えている。陰極2は基板1の上に設けられている。陽極7と陰極2とは離れている。少なくとも一の発光層4が陰極2と陽極7との間に設けられている。電子輸送層3は、陰極2と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔輸送層5は、陽極7と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔注入層6は、正孔輸送層5と陽極7との間に設けられている。その中、電子輸送層3は多結晶状態であり、且つ発光層4、正孔輸送層5及び正孔注入層6はいずれも非晶質状態である。多結晶状態の電子輸送層3のフィルム結晶配列は、整列になっており、また結晶間隔も小さく、キャリアの輸送速度の向上に有利であり、移動度のレベルを1乃至2桁、ひいてはそれ以上向上することができる。
陰極2材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
電子輸送層3の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
本発明の構造によれば、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
また、前記の倒置型有機発光ダイオード表示装置を利用してディスプレイを製造することは容易に想到できることである。同様に、従来のディスプレイに比べて、本発明のディスプレイにおいて、電子と正孔はいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
図3は、本発明の第1実施例に係る、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法を示したフローチャートである。図3に示すように、本発明は、さらに、
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とを含む倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法を提供する。
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とを含む倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法を提供する。
その中、ステップS102では、主に電子輸送層3を単独に多結晶状態に転換するが、以下の方法を利用することができる。
ステップS102では、まず基板1を100〜250℃まで加熱し、その後真空蒸発により基板1の表面に少なくとも一層の電子輸送層3の材料を蒸着する工程を含む。
または、ステップS102では、まず真空蒸発により基板1の表面に少なくとも一層の電子輸送層3の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
または、ステップS102では、まず溶液塗布により基板1の表面に少なくとも一層の電子輸送層3の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
その中、電子輸送層3の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
ステップS103の発光層4を形成するステップでは、まず基板1の温度を80度以下まで低下させ、その後真空蒸発により発光層4の材料を蒸着する工程を含む。
陰極2の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
以下では、製造方法における一組みのプロセスパラメータを例として実施例1を説明することにする。
ガラス基板上に、ITOを1500Aの厚さにスパッタリングしてOLEDの陰極とする。
基板温度が150度の条件で、F16CuPcを400Aの厚さに蒸着して電子輸送層とする。
基板温度を50度まで冷却して、その後に500nmの厚さに発光層(主材料は、BCPであり、TBPeを混合してなる)を蒸着する。
次に、NPBを蒸着して正孔輸送層とし、その正孔輸送層の厚さは350Aとする。
その後、MoO3を10Aの厚さに蒸着して正孔注入層とする。
その後、MoO3を10Aの厚さに蒸着して正孔注入層とする。
最後、Alを1500Aの厚さに蒸着してOLEDの陽極とする。
本発明の製造方法では、特殊なプロセスにより電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにする。また、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用でき、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、駆動電圧を低下することができる。
本発明の製造方法では、特殊なプロセスにより電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにする。また、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用でき、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、駆動電圧を低下することができる。
図4は、本発明の第2実施例に係る、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置の構造を示した概略図である。図4に示すように、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置は、基板1と、陰極2と、電子輸送層3と、発光層4と、正孔輸送層5と、正孔注入層6と及び陽極7とを備えている。陰極2は基板1の上に設けられている。陽極7と陰極2とは離れている。少なくとも一の発光層4が陰極2と陽極7との間に設けられている。電子輸送層3は、陰極2と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔輸送層5は、陽極7と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔注入層6は、正孔輸送層5と陽極7との間に設けられている。その中、電子輸送層3は多結晶状態であり、且つ発光層4、正孔輸送層5及び正孔注入層6はいずれも非晶質状態である。多結晶状態の電子輸送層3のフィルム結晶配列は、整列になっており、また結晶間隔も小さく、キャリアの輸送速度の向上に有利であり、移動度のレベルを1乃至2桁、ひいてはそれ以上向上することができる。そして、実施例1との相違点は、実施例2における電子輸送層3は、一の仕事関数整合層31と第1電子輸送層32とを含んであり、仕事関数整合層31は陰極2の上面に設けられ、第1電子輸送層32は発光層4の下面に設けられていることにある。仕事関数整合層31は、第1電子輸送層32と陰極2との間でよりよいエネルギー効率の整合を実現することができる。
第1電子輸送層32の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものである。
仕事関数整合層31の最低非占有軌道のエネルギー準位と陰極2の最低非占有軌道のエネルギー準位の差は0.3eV以下である。
最低非占有軌道のエネルギー準位(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)とは、非占有電子のエネルギー準位が一番低い軌道を最低非占有軌道のエネルギー準位と称する。
陰極2材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
本発明の構造によれば、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
また、前記の倒置型有機発光ダイオード表示装置を利用してディスプレイを製造することは容易に想到できることである。同様に、従来のディスプレイに比べて、本発明のディスプレイにおいて、電子と正孔はいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
この構造に対応する倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法には、
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とが含まれる。
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とが含まれる。
その中、ステップS102では、主に電子輸送層3を単独に多結晶状態に転換するが、以下の方法を利用することができる。
ステップS102では、まず基板1を100〜250℃まで加熱し、その後真空蒸発により基板1の表面に仕事関数整合層31と第1電子輸送層32の材料を順次に蒸着する工程を含む。
または、ステップS102では、まず真空蒸発により基板1の表面に仕事関数整合層31と第1電子輸送層32の材料を順次に蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
または、ステップS102では、まず溶液塗布により基板1の表面に仕事関数整合層31と第1電子輸送層32の材料を順次に蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
その中、第1電子輸送層32の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
ステップS103の発光層4を形成するステップでは、まず基板1の温度を80度以下まで低下させ、その後真空蒸発により発光層4の材料を蒸着する工程を含む。
陰極2の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
以下では、製造方法における一組みのプロセスパラメータを例として実施例2を説明することにする。
ガラス基板上に、ITOを2000Aの厚さにスパッタリングしてOLEDの陰極とする。
基板温度が210度の条件で、20Aの厚さの仕事関数整合層とAlq3による800Aの厚さの電子輸送層とを順次に蒸着する。
基板温度を60度まで冷却して、その後に800nmの厚さに発光層(主材料は、ANDとTCTAであり、Ir(ppy)3を混合してなる)を蒸着する。
次に、CuPcを蒸着して正孔輸送層とし、その正孔輸送層の厚さは520Aとする。
その後、WO3を20Aの厚さに蒸着して正孔注入層とする。
その後、WO3を20Aの厚さに蒸着して正孔注入層とする。
最後、Auを2200Aの厚さに蒸着してOLEDの陽極とする。
本発明の製造方法では、特殊なプロセスにより電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにする。また、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用でき、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、駆動電圧を低下することができる。
本発明の製造方法では、特殊なプロセスにより電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにする。また、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用でき、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、駆動電圧を低下することができる。
図5は、本発明の第3実施例に係る、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置の構造を示した概略図である。図5に示すように、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置は、基板1と、陰極2と、電子輸送層3と、発光層4と、正孔輸送層5と、正孔注入層6及び陽極7とを備えている。陰極2は基板1の上に設けられている。陽極7と陰極2とは離れている。少なくとも一の発光層4が陰極2と陽極7との間に設けられている。電子輸送層3は、陰極2と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔輸送層5は、陽極7と一つまたは複数の発光層4との間に設けられている。正孔注入層6は、正孔輸送層5と陽極7との間に設けられている。その中、電子輸送層3は多結晶状態であり、且つ発光層4、正孔輸送層5及び正孔注入層6はいずれも非晶質状態である。多結晶状態の電子輸送層3のフィルム結晶配列は、整列になっており、また結晶間隔も小さく、キャリアの輸送速度の向上に有利であり、移動度のレベルを1乃至2桁、ひいてはそれ以上向上することができる。また、実施例1と2との相違点は、実施例3における電子輸送層3は、一の仕事関数整合層31及び第1電子輸送層32と第2電子輸送層33を含んであり、第1電子輸送層32は、仕事関数整合層31と第2電子輸送層33との間に設けられ、仕事関数整合層31は、陰極2の上面に、第2電子輸送層33は発光層4の下面に設けられ、第2電子輸送層33の表面粗度は、第1電子輸送層32の表面粗度より小さい。仕事関数整合層31は、第1電子輸送層32と陰極2との間でよりよいエネルギー効率の整合を実現することができる。第2電子輸送層33は、電子輸送層3と発光層4とがより緊密に貼合するように第1電子輸送層32表面粗度を改善する。
第1電子輸送層32または第2電子輸送層33の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものである。
仕事関数整合層31の最低非占有軌道のエネルギー準位と陰極2の最低非占有軌道のエネルギー準位の差は0.3eV以下である。
第2電子輸送層33の厚さは、10Å〜10nmである。
陰極2材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
陰極2材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
本発明の構造によれば、電子の輸送速度が極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
また、前記の倒置型有機発光ダイオード表示装置を利用してディスプレイを製造することは容易に想到できることである。同様に、従来のディスプレイに比べて、本発明のディスプレイにおいて、電子と正孔はいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
この構造に対応する倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法には、
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とが含まれる。
一の基板1を提供し、陰極2として基板1の上に一層の導電材をスパッタリングするステップS101と、
陰極2の上に多結晶状態である一の電子輸送層3を形成するステップS102と、
電子輸送層3の上に非晶質状態である一の発光層4を形成するステップS103と、
発光層4の上に非晶質状態である一の正孔輸送層5を真空蒸着するステップS104と、
正孔輸送層5の上に非晶質状態である一の正孔注入層6を真空蒸着するステップS105と、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、正孔注入層6の上に陰極2を形成するステップS106とが含まれる。
その中、ステップS102では、主に電子輸送層3を単独に多結晶状態に転換するが、以下の方法を利用することができる。
ステップS102では、まず基板1を100〜250℃まで加熱し、その後真空蒸発により基板1の表面に仕事関数整合層31及び第1電子輸送層32と第2電子輸送層33との材料を順次に蒸着する工程を含む。
または、ステップS102では、まず真空蒸発により基板1の表面に仕事関数整合層31及び第1電子輸送層32と第2電子輸送層33の材料を順次に蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
または、ステップS102では、まず溶液塗布により基板1の表面に仕事関数整合層31及び第1電子輸送層32と第2電子輸送層33の材料を順次に蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含んでもよい。
その中、第1電子輸送層32或第2電子輸送層33の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazol−2−yl)benzene:1,3,5トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、LiQ(8−Hydroxyquinolinolato−lithium:8−ヒドロキシキノリノラト−リチウム)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
仕事関数整合層31の最低非占有軌道のエネルギー準位と陰極2との最低非占有軌道のエネルギー準位の差は、0.3eV以下である。
第2電子輸送層33の厚さは10Å〜10nmである。
ステップS103の発光層4を形成するステップでは、まず基板1の温度を80度以下まで低下させ、その後真空蒸発により発光層4の材料を蒸着する工程を含む。
ステップS103の発光層4を形成するステップでは、まず基板1の温度を80度以下まで低下させ、その後真空蒸発により発光層4の材料を蒸着する工程を含む。
陰極2の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
発光層4の材料は、ADN(ammonium dinitramide:アンモニウムジニトラミド)、TCTA(4,4’,4’’-Tris(carbazol -9-yl)-triphenylamine:4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)-トリ フェニルアミン)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline:2,9−ジメチル−4,7−ジフェニルl−1,10−フェナントロリン)、CBP(4,4’−Bis(carbazol−9−yl)biphenyl:4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic(Bis(4,6−difluorophenylpyridinato−N,C2)picolinatoiridium:ビス〔2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C2′〕イリジウム(III)ピコリネート)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPe(Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester:テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル)のうちの一つまたはいくつかを混合したものであるが、これに限定されることはない。
正孔輸送層5の材料は、NPB(N,N’−Diphenyl−N,N’−bis(1−naphthalenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine:N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TPD('N,N'-Bis(3-methylphenyl)- N,N'-diphenyl-benzidine:N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)ベンジジン)、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATA(4,4’,4’’-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino):4,4’,4’’−トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン)のうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
正孔注入層6の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであるが、これに限定されることはない。
陽極7の材料は、ITO(Indium tin oxide:インジウムスズ酸化物、透明な導電フィルム)、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であるが、これに限定されることはない。
以下では、製造方法における一組みのプロセスパラメータを例として実施例3を説明することにする。
ガラス基板上に、ITOを2300Aの厚さにスパッタリングしてOLEDの陰極とする。
基板温度が180度の条件で、100Aの厚さの仕事関数整合層、及びBphenによる600Aの厚さの電子輸送層とLiQによる100Aの厚さの電子輸送層とを順次に蒸着する。
基板温度を40度まで冷却して、その後に500nmの厚さに発光層(主材料は、CBPであり、Bcvbiを混合してなる)を蒸着する。
次に、TiOPcを蒸着して正孔輸送層とし、その正孔輸送層の厚さは800Aとする。
その後、CFxを50Aの厚さに蒸着して正孔注入層とする。
最後、Auを4000Aの厚さに蒸着してOLEDの陽極とする。
最後、Auを4000Aの厚さに蒸着してOLEDの陽極とする。
本発明の製造方法では、特殊なプロセスにより電子輸送材料の成膜質を向上し、その移動度のレベルを向上し、電子の移動度が正孔輸送材料の移動度またはその以上まで達するようにする。また、倒置構造を利用することにより、正孔輸送層及び電子輸送層の高速伝導を有効に利用でき、正孔と電子の輸送バランスに有利であり、駆動電圧を低下することができる。
要するに、本発明の倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法では、まず基板上に陰極を形成し、その後基板上に多結晶状態の電子輸送層を蒸着し、その後非晶質状態の発光層、正孔輸送層、正孔注入層、及び陽極を順次に蒸着する必要がある。このように、電子の輸送速度は、極大に強化され、陽極と正孔注入層の障壁も最適化されることができ、電子と正孔のいずれも高速に輸送されることができるので、効率を向上できるのみならず、駆動電圧を低下することもできる。
以上では、本発明の具体的な実施例について説明を行なった。本発明は前記の特定の実施方式に限定されるものではなく、当業者は、特許請求の範囲内でさまざまな変形と修正を行なうことができ、これは本発明の実質的内容に影響しないことであると考えるべきである。
1 基板
2 陰極
3 電子輸送層
31 仕事関数整合層
32 第1電子輸送層
33 第2電子輸送層
4 発光層
5 正孔輸送層
6 正孔注入層
7 陽極
2 陰極
3 電子輸送層
31 仕事関数整合層
32 第1電子輸送層
33 第2電子輸送層
4 発光層
5 正孔輸送層
6 正孔注入層
7 陽極
Claims (31)
- 基板と、
前記基板上に設けられた陰極と、
前記陰極と離れている陽極と、
前記陰極と前記陽極の間に設けられた少なくとも一つの発光層と、
前記陰極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた電子輸送層と、
前記陽極と一つまたは複数の前記発光層の間に設けられた正孔輸送層と、及び
前記正孔輸送層と前記陽極の間に設けられた正孔注入層と、
を備え、
前記電子輸送層は多結晶状態であり、且つ前記発光層、正孔輸送層及び正孔注入層はいずれも非晶質状態であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つ若しくはいくつかが積層されてなるまたはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と第1電子輸送層とを備え、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第1電子輸送層は前記発光層の下面に設けられることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項3に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記第1電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項3に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差が0.3eV以下であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と、第1電子輸送層と及び第2電子輸送層とを備え、前記第1電子輸送層は前記仕事関数整合層と第2電子輸送層との間に設けられ、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第2電子輸送層は前記発光層の下面に設けられ、前記第2電子輸送層の表面粗度が前記第1電子輸送層の表面粗度より小さいことを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項6に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記第1電子輸送層または第2電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項6に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差が0.3eV以下であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項6に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記第2電子輸送層の厚さは、10Å乃至10nmであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記陰極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記発光層材料は、ADN、TCTA、BCP、CBPのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPeのうちの一つまたはいくつかを混合したものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記正孔輸送層の材料は、NPB、TPD、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATAのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記正孔注入層の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 請求項1に記載の倒置型有機発光ダイオード表示装置において、
前記陽極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等の導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置。 - 一の基板を提供し、陰極として前記基板上に一層の導電材をスパッタリングするステップと、
前記陰極上に多結晶状態である一の電子輸送層を形成するステップと、
前記電子輸送層上に非晶質状態である一の発光層を形成するステップと、
前記発光層上に非晶質状態である一の正孔輸送層を真空蒸着するステップと、
前記正孔輸送層上に非晶質状態である一の正孔注入層を真空蒸着するステップと、及び
真空蒸着またはスパッタリング堆積により、前記正孔注入層上に陰極を形成するステップとを含む倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
電子輸送層を形成するステップにおいて、まず前記基板を100〜250℃まで加熱し、その後真空蒸発により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着する工程を含むことを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
電子輸送層を形成するステップにおいて、まず真空蒸発により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含むことを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
電子輸送層を形成するステップにおいて、まず溶液塗布により前記基板表面に少なくとも一層の前記電子輸送層の材料を蒸着し、その後100〜250℃まで焼鈍する工程を含むことを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と第1電子輸送層とを含み、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第1電子輸送層は前記発光層の下面に設けられることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項20に記載の製造方法において、
前記第1電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項20に記載の製造方法において、
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差は0.3eV以下であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記電子輸送層は、一の仕事関数整合層と、第1電子輸送層と及び第2電子輸送層とを備え、前記第1電子輸送層は前記仕事関数整合層と第2電子輸送層との間に設けられ、前記仕事関数整合層は前記陰極の上面に設けられ、前記第2電子輸送層は前記発光層の下面に設けられ、前記第2電子輸送層の表面粗度が前記第1電子輸送層の表面粗度より小さいことを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項23に記載の製造方法において、
前記第1電子輸送層または第2電子輸送層の材料は、F16CuPc、C60、Alq3、TPBi、Bphen、LiQのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項23に記載の製造方法において、
前記仕事関数整合層の最低非占有軌道のエネルギー準位と前記陰極の最低非占有軌道のエネルギー準位との差が0.3eV以下であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項23に記載の製造方法において、
前記第2電子輸送層の厚さは、10Å至10nmであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記陰極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、Ca、Zn、Pb及びSnからの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記発光層材料は、ADN、TCTA、BCP、CBPのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものに、さらにFIrpic、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3、C545、Bcvbi、TBPeのうちの一つまたはいくつかを混合したものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記正孔輸送層の材料は、NPB、TPD、F4TCNQ、CuPc、TiOPc、VOPc、MTDATAのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記正孔注入層の材料は、MoO3、WO3、CFxのうちの一つまたはいくつかが積層されてなる、若しくはいくつかが混合されてなるものであることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。 - 請求項15に記載の製造方法において、
前記陽極材料は、ITO、Ag、Al、Mg、Au、Cu、W、Mo、Zn、Pb、Sn、グラフェ等の導電材からの一つ若しくはいくつかの積層または合金であることを特徴とする倒置型有機発光ダイオード表示装置の製造方法。
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