TWI378741B - Tandem oled having stable intermediate connectors - Google Patents

Description

1378741 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於提供複數個有機電致發光（EL)單元以形成 一串聯式（或級聯式，或堆疊式）有機電致發光裝置。 【先前技術】 有機電致發光（EL)裝置或有機發光二級體（OLED)為電子 裝置，其回應於一施加的電位而發射光。一 OLED之結構 順次包括一陽極、一有機EL介質及一陰極》安置於陽極與 陰極之間的有機EL介質通常包含一有機電洞傳遞層（HTL) 及一有機電子傳遞層（ETL)。在ETL中靠近HTL/ETL之介面 處電洞及電子再結合並發射光。Tang等人之"〇rganic electroluminescent diodes''{Applied Physics Letters ， 51， 913 (1987))及共同讓渡的美國專利第4,769,292號論證了使 用此層結構之高度有效OLED。其後，已揭示了無數具有 替代層結構的OLED。例如，存在在HTL與ETL之間包含一 有機發光層（LEL)之三層式OLED，諸如由Adachi等人之 "Electroluminescence in Organic Films with Three-Layer SXruQiViXQ'' {Japanese Journal of Applied Physics, 27, L269(1988))及由 Tang 等人之"Electroluminescence of doped organic thin {Journal of Applied Physics, 65, 3610 (1989))所揭示之OLED。LEL通常包括一摻雜有客體材料 之主體材料，其中層結構被表示為HTL/LEL/ETL。另外’ 存在於裝置中包含一電洞注入層（HIL)及/或一電子注入層 (EIL)及/或一電洞阻擋層及/或一電子阻擋層之其它多層式 100929.doc 1378741 OLED。此等結構已進一步導致改良的裝置效能。 此外，為了進一步改良OLED之效能，亦已製造了一種 被稱作串聯式OLED(或堆疊式OLED，或級聯式OLED)之 新的OLED結構’其由Tanaka等人之美國專利第6，107,734 號、Jones等人之美國專利第6,337,492號、Kido等人之曰 本專利公開案2003045676A及美國專利公開案 2003/0189401 Al、Liao等人之美國專利第6,717,358號、美 國專利申請公開案2003/01 70491 A1及於2003年5月13曰申 8月的才示為"Cascaded Organic Electroluminescent Device Having Connecting Units with n-Type and p-Type Organic Layers"之共同讓渡的美國專利申請案第1〇/437,195號（其揭 示内容皆以引用之方式併入本文中）製造而成，且此種 OLED結構係藉由垂直地堆疊若干個別〇lED來製造並由單 一電源來驅動。例如’ Tanaka等人之美國專利第6，107,734 號論證了一將In-Zn-O(IZO)膜或Mg:Ag/IZO膜用作中間連 接器的具有3個EL單元的串聯式OLED並達成了自純參（8-經基-喹琳）鋁發射層的10.1 cd/A之發光效率。Kido等人之 "High Efficiency Organic EL Devices Having Charge

Generation LayersIS/D Dz.gew，964 (2003))製造了將 In-Sn-O(ITO)膜或V2〇5膜用作中間連接器的具有3個el單元的 串聯式OLED並達成了自經螢光染料摻雜之發射層的高達 48 cd/A 的發光效率。Liao 等人之"High-efficiency tandem organic light-emitting ά\οά^''{Applied Physics Letters, 84, 1 67 (2004))論證了一將經摻雜之有機"p_n"接面層用作中間 100929.doc 1378741 ^接器的具有3個EL單元的串聯式〇LED並達成了自經麟光 染料換雜之發射層的136 cd/A之發光效率。 將有機"Ρ·η"接面用作一中間連接器對於光學外耦合及對 於裝置之簡易製造而言係有效的。然巾，亦有必要在串聯 式OLED中使用無機中間連接器以作為一種替代方法。因 此’仍需搜尋穩定的無機中間連接器。 將ΙΖΟ或ΠΌ膜用作中間連接器將具有高的橫向傳導 性，從而導致像素串擾問題。此外，ΙΖ〇及ΙΤ〇膜之製造需 要可能會導致對下面有機層造成損害之濺鍍。雖然將Ah 膜用作中間連接器可限制像素串擾，但是LA已被歸類為 高度有毒的物質（例如，參見Aldrich Catalogue)並又難以 被熱蒸錄。 【發明内容】 本發明之一目標為使用無毒材料來製造串聯式〇LED。 本發明之另一目標為製造具有經改良的操作穩定性之串 聯式OLED。 本發明之又一目標為製造具有經改良的驅動電壓之串聯 式OLED。 本發明之另一目標為製造具有經改良的功率效率之串聯 式OLED。 本發明之又一目標為製造具有經改良的光學透明度之串 聯式OLED。 此等目標係由一串聯式OLED達成，其包含： a)—陽極； 100929.doc 1378741 b) —陰極； c) 安置於該陽極與該陰極之間的複數個有機電致發光單 元’其中每個有機電致發光單元均包括至少一發光層；及 d) 一安置於每個鄰近的有機電致發光單元之間的中間連 接器’其中該中間連接器包括具有一不小於4.0 eV之功函 數的至少一而功函數金屬層及一金屬化合物層，其中該中 間連接器具有一高於每平方100 kQ的薄層電阻，且其中該 高功函數金屬層可改良OLED之操作穩定性。 本發明之有利影響 本發明之一優勢為：用於串聯式OLED之製造的材料可 為無毒的材料。此對於OLED之廣泛應用而言將為重要 的。 本發明之另一優勢為：藉由在中間連接器中使用一薄 (如0.2 nm厚）的高功函數金屬層，串聯式〇led之操作穩定 性可得到改良。 本發明之又一優勢為：藉由使用具有一薄的高功函數金 屬層之中間連接器，串聯式OLED之驅動電壓可得以減 少。結果’串聯式OLED之功率效率可得以增加。 本發明之另一優勢為：中間連接器可薄達約2 nm，藉此 使得串聯式OLED中之有效光學透射成為可能。 本發明之又一優勢為：可藉由熱蒸鍍方法在同一真空腔 室中製備所有用於串聯式OLED之構造的層，藉此使得低 製造成本及高產品良率成為可能。 【實施方式】 100929.doc 1378741 在Liao等人之共同讓渡的美國專利第6,717,358號、美國 專利申請公開案2003/0170491 A1及於2003年5月13日申請 的才币 為 Cascaded Organic Electroluminescent Device Having Connecting Units with n-Type and p-Type Organic Layers”之共同讓渡的美國專利申請案第1〇/43 7,195號（其揭 示内容皆以引用之方式併入本文中）中，已揭示了 一串聯 式OLED(或級聯式〇LED，或堆疊式OLED)之層結構。該 裝置結構包括一陽極、一陰極、複數個有機EL單元及複數 個連接單元（或其後的中間連接器），其中每個中間連接器 均被安置於兩個有機EL單元之間。在此串聯式結構中，僅 需單一外部電源來連接至陽極及陰極，且正電位被施加於 極且負電位被施加於陰極。由於具有有效的光學透明度 及電荷注入’因此串聯式OLED顯示出高電致發光效率。 本發明構造了一串聯式OLED並藉由在裝置中形成一包 括至少一高功函數金屬層及一金屬化合物層的中間連接器 來改良其效能。 圖1根據本發明展示了一串聯式OLED 100。此串聯式 OLED具有一陽極丨00及一陰極14〇，其中至少一者呈透 明。被安置於陽極與陰極之間的為N個有機EL單元120， 其中N為大於1的整數。將此等逐次堆疊至彼此並堆疊至陽 極與陰極的有機£乙單元表示為120.1至120.N，其中120.1為 第一個EL單元（鄰近陽極）且12〇 N為第N個單元（鄰近陰 極）。術語EL單元120表示本發明中被自12〇1命名至12〇 N 的任一 EL單元。被安置於任何兩個鄰近的有機E]L單元之 100929.doc 1378741 間的為一中間連接器（或連接器）130。存在與n個有機el單 元相關聯的總計N-1個中間連接器且將該等中間連接器表 示為130.1至130·(Ν-1)。中間連接器130.1被安置於有機EL 單元120.1與120.2之間，中間連接器130.2被安置於有機EL 單元120.2與下一 EL單元之間’且中間連接器13〇(N1)被 安置於有機EL單元120·(Ν-1)與120.N之間β術語中間連接 器130表示本發明中被自bo」命名至13〇 (N l)的任一連接 器。串聯式OLED 100經由電導體16〇被外部地連接至一電 壓/電流源150。 在一對接觸電極（陽 串聯式OLED 100係藉由施加 極〗10與陰極140)之間的電壓/電流源】50所產生的電位來操 作，以使得陽極110相對於陰極14〇而言處於一個更高的正 電位。此被外部地施加的電位以與該等Ν個有機EL單元之 母一者的電阻成比例而被分配於此等單元之間。跨越串聯 式OLED的電位導致電洞（帶正電荷的載流子）被自陽極心 主入至第一有機肛單元12〇1中，並導致電子(帶負電荷的 載流子）被自陰極140注入至”個有機EL單幻2〇財。同 2 ’電子及電洞產生於中間連接器（13〇1_13〇 (N i))之每 -者中並與巾間連接之每—者分離。 於(例如)中間連接器释·1)中的電子被朝向陽 / '被注入至鄰近的有機EL單元12〇 (N_ 地，產生於Φ μ β & 问樣 並被、、主入： 3導D中的電洞被朝向陰極注入 、’ ^ 鄰近的有機EL單元120.Ν中。结果，此耸 及電洞在乂拟& τ 、·=禾此專電子 -對應的有機EL單元中再結合以產生光，該光可 100929.doc 1378741 經由OLED之一或多個透明電極觀察到。換言之，自陰極 注入的電子自第N個有機EL單元高能地級聯至第1個有機 EL單元，並在每個有機EL單元中發射光。 串聯式OLED 100中之每個有機EL單元120均能夠支持電 洞與電子傳遞及電子電洞再結合以產生光。每個有機EL單 元120均可包含複數個層。存在許多此項技術中已知的可 用作本發明之有機EL單元的有機EL多層式結構。此等結 構包括 HTL/ETL、HTL/LEL/ETL、HIL/HTL/LEL/ETL、 HIL/HTL/LEL/ETL/EIL ' HIL/HTL/電子阻擋層或電洞阻擋 層 /LEL/ETL/EIL、HIL/HTL/LEL/電洞阻擋層 /ETL/ EIL。 串聯式OLED中之每個有機EL單元均可具有相同的層結構 或具有與其它有機EL單元不同的層結構。鄰近陽極的第一 個有機EL單元之層結構較佳地為HIL/HTL/LEL/ETL，且鄰 近陽極的第N個有機EL單元之層結構較佳地為 HTL/LEL/ETL/EIL，且其它有機EL單元之層結構較佳地為 HTL/LEL/ETL。圖2(EL單元220)根據本發明展示了串聯式 OLED 100中之EL單元120的一實施例，其中EL單元220具 有一 HTL 221、一 LEL 222及一 ETL 223。 有機EL單元中之有機層可自此項技術中皆為已知的小分 子OLED材料或聚合LED材料或其組合而形成。串聯式 OLED中之每個有機EL單元中的對應有機層可相同或可與 其它對應的有機層不同。某些有機EL單元可為聚合型而其 它單元則可具有小分子。 可選擇每個有機EL單元以便改良效能或達成一所要的屬 100929.doc 1378741 性，例如，經由0LED多層式結構之光透射、驅動電壓、 免度效率、光發射顏色、可製造性、裝置穩定性等。 為了減少用於串聯式OLED之驅動電壓，需要在不損害 電致發光效率之前提下將每個有機EL單元製得盡可能地 薄。較佳地，每個有機EL單元的厚度小於5〇〇 nm，且更佳 地，厚度為2-200 nm。亦較佳地，有機]£]^單元内之每個層 為200 nm厚或更小’且更佳地，厚度為0.1-100 nm。 串聯式OLED中之有機EL單元的數目理論上等於或大於 2。較佳地，串聯式0LED中之有機£1^單元的數目係如此使 仔單兀中之發光效率（cd/A)被改良或被最大化。對於燈應 用而言，有機EL單元之數目可根據電源之最大電壓來判 定。 如眾所周知，習知0LED包括一陽極、—有機介質及一 陰極。在本發明中，串聯切咖包括—陽極、複數個有 ，EL單A、複數個巾間連接器及一陰極，《中該中間連接 器為一用於串聯式OLED之新穎特徵。 為使一串聯式〇LED有效地起作用，有必要的是中間連 接器應提供至鄰近有機虹單元中的有效載流子注入。歸因 於金屬、金屬化合物或其它無機化合物之電阻率比有機材 料之電阻率低，所以其對於載流子注入而言可為有效的。 然而，低電阻率可導致低薄層電阻，從而導致像素串擾。 若正穿過鄰近像素而導致像素串擾的橫向電流被限制為小 於用於驅動像素的電流之10% ’則中間連接器之橫向電阻 (Ric)應至少為串聯式0LED之電阻的8倍。通常，在一習知 100929.doc •12· 1378741 OLED之兩個電極之間的靜態電阻為約若干個⑸，且一串

聯式0LED在兩個電極之間應具有約10 ω或若干個1() kQ 的電阻S此Rlc應大於J 00 。考慮到每個像素之間的空 間小於-平方’中間連接器之薄層電阻每平方則應大於 100 kQ(橫向電阻等於薄層電阻乘以平方數卜由於薄層電 阻係由電阻率與膜厚度來判定（薄層電阻等於用膜厚度除 膜電阻率），因此當構成一中間連接器之層係選自金屬、 •金屬化合物或其它具有低電阻率的無機化合物時，若該等 層足夠薄，則仍可達成每平方大於1〇〇⑸的中間連接器之 薄層電阻》 口使串聯式0LED有效地起作用之另—要求為構成有機弘 單元及中間連接器之層的光學透明度應盡可能高以允許產 生於有機EL單元中之輻射退出該裝置。根據—簡單的計 算，若每個中間連接器之光學透射為發射光之7〇%，則由 於無論裝置中存在多少個EL單元，當與一習知裝置相比較 φ時該電致發光效率永遠不會成雙倍，因此一串聯式〇LE〇 將不會具有很多益處。構成有機肛單力之層通常對由肛 單元產生的轄射呈光學透明，且因此其透明度對串聯式 OLED之構造而言通常不具有重要性。如所知金屬、金 屬化合物或其它無機化合物可具有低透明度。然而，當構 成-中間連接器之層係選自金屬、金屬化合物或其它：機 化合物時’若層足夠薄，則仍可達成一高於戰的光學透 射。較佳地’中間連接器在光譜之可見區域中具 75%的光學透射。 100929.doc •13- 1378741

因此，提供於鄰近有機EL罝亓·》Ρθ AA 揿^早^之間的中間連接器至關重

要，因為需要該等中間連接器在不會導致像素串擾且不會 損害光學透明度之前提下提供至鄰近有機肛單元中的有效 電子及電洞注人。圖3中所示的為本發明中之中間連接器 的—實施例。中間連接器33()順次包括··—低功函數金屬 層33卜—高功函數金屬層332及一金屬化合物層如。本 文中，將一低功函數金屬界定為一具有小於4〇〜之功函 數的金屬》同樣地，將一高功函數金屬界定為一具有不小 於4.0 eV之功函數的金屬。低功函數金屬層331被朝向陽極 側而安置於鄰近一有機EL單元的ETL之處，且金屬化合物 層333被朝向陰極側而安置於鄰近另一有機£1^單元的htl 之處。選擇低功函數金屬層331以提供至鄰近電子傳遞層 中的有效電子注入。選擇金屬化合物層333以提供至鄰近 電洞傳遞層中的有效電洞注入。較佳地，金屬化合物層包 括（但不限於）一 p型半導體。選擇高功函數金屬層332以藉 由防止低功函數層331與金屬化合物層333之間的可能相互 作用或相互擴散來改良OLED之操作穩定性。 圖4展示了本發明中之中間連接器之另一實施例。中間 連接器430順次包括：一 η型半導體層431、一高功函數金 屬層332及一金屬化合物層333。η型半導體層431被朝向陽 極側而安置於鄰近一有機EL單元的ETL之處，且金屬化合 物層333被朝向陰極側而安置於鄰近另一有機el單元的 HTL之處。本文中’ n型半導體層意謂該層可導電，且將 電子作為主要的電荷載流子。同樣地，ρ型半導體層意謂 100929.doc •14- 1378741 該層可導電，絲電洞作為主要的電荷載流子。與圖3中 之低功函數金屬層331相類似，選擇η型半導體層431以提 供至鄰近電子傳遞層中的有效電子注入。與圖3中相同， 選擇金屬化合物層333以提供至鄰近電洞傳遞層中的有效 電洞注入’且選擇高功函數金屬層说以藉由防止η型半導 體層⑶與金屬化合物層333之間的可能相互作用或相互擴 散來改良OLED之操作穩定性。

在使得EL單元中之ETL為一 η型推雜有機層的狀況下， 可如圖5中所示簡化中間連接器之層結構，其中中間連接 器530順次包括：-高功函數金屬層332，其被朝向陽極側 而安置於鄰近一有機EL單元的η型摻雜ETL丨及一金屬化 合物層333，其被朝向陰極側而安置於鄰近另一有機£匕單 元的HTL。選擇該金屬化合物層333以提供至鄰近電洞傳 遞層中的有效電洞注入，且選擇該高功函數金屬層332以 藉由防止η型摻雜ETL與金屬化合物層333之間的可能相互 作用或相互擴散來改良〇LED之操作穩定性。本文中，打型 摻雜有機層意謂該層可導電，且電荷載流子主要為電子。 傳導性係藉由由於電子自摻雜劑轉移至主體材料而形成電 何轉移錯合物來提供。視在將電子贈予至主體材料時的摻 雜劑之濃度及有效性而定’層電傳導性可改變若干量級。 藉由將一 η型摻雜有機層作為El單元中之一 ETL，可將電 子有效地自鄰近中間連接器注入至Ετχ中。 為了使中間連接益具有有效的光學透射（在光譜之可見 區域中具有至少75%光學透射）、有效的載流子注入能力及 100929.doc 15 1378741 有效的操作穩定性，必須 声β φ „ 4 。 、—考慮中間連接器中的層之厚 又。中間連接器中之低功 nm5 , n ^ 凼數金屬層331的厚度在自 nm至5.0 nm之範圍中，鲂杜 Φ"佳地在自〇_2⑽至2.0 nm之範圍 中。中間連接器中之高功^ ^ ⑷双笼屬層332的厚度在自〇」 nm至5.0 nm之範圍中，較祛 佳地在自〇‘2 nm至2.〇 nm之範圍 中中間連接盗中之金屬化合物層如的厚度在自〇 5⑽ 至2〇⑽之範圍中，較佳地在自1.0 nm至5.0 nm之範圍中。

中間連接器中之η型半導體層431的厚度在自〇 5咖至⑼ nm之範圍中’較佳地在自1〇 11〇1至5 〇 nm之範圍中。 用於製造t間連接器的材料基本上選自無毒材料。低功 函數金層層 331 包括：U、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、

Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy 或 Yb。較佳地， 低功函數金屬層331包括Li、Na、Cs、Ca、Ba或Yb。 高功函數金屬層332包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、

Mo、W、Re、Fe、Ru、〇s、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、

Cu、Ag、Au、Zn、A卜in或sn。較佳地，高功函數金屬 層332包括Ag、Al、Cu、Au ' Zn、In或Sn。更佳地，高功 函數金屬層332包括Ag或A1。 金屬化合物層333可選自鉢、錄、給、銳、鉅、鉬、 鎢、錳、鐵、釕、铑、銥、鎳、钯、鉑、銅、鋅、矽或鍺 或其組合之化學計量氧化物或#化學計量氧化物。金屬化 合物層333可選自鈦、鍅、铃、鈮、组、鉬、鎢、錳、 鐵、釕、铑、銥、鎳、鈀、鉑、鈉、矽或鍺或其組合之化 學計量硫化物或非化學計量硫化物。金屬化合物層333可 100929.doc • 16 - 1378741 選自欽、錯、給、銳、鼓、侮、鎢、锰、鐵、釕、錄' 银、錄、le、鉑、銅、石夕或錯或其組合之化學計量袍化物 或非化學計量硒化物。金屬化合物層333可選自鈦、鍅、 铪、鈮 '鈕、鉬、鎢、錳、鐵、釕、铑、銥、鎳 '鈀、 鉑、銅、矽或鍺或其組合之化學計量碲化物或非化學計量 碲化物。金屬化合物層333可選自鈦、銼、铪、銳、鈕、 、鶴、猛、鐵、釕、錄、銀、鎮、把、鉑 '銅、鋅、 鎵、矽或鍺或其組合之化學計量氮化物或非化學計量氮化 鲁 物。金屬化合物層333亦可選自鈦、錯、铪、鈮、鈕、 钥、鎢、猛、鐵、釕、姥、銀、錄、纪、姑、銅、鋅、 鋁、矽或鍺或其組合之化學計量破化物或非化學計量碳化 物。 金屬化合物層333可選自Mo03、NiM〇04、CuMo04、 W03、ZnTe、A14C3、A1F3、B2S3、CuS、GaP、InP 或

SnTe。較佳地，金屬化合物層333選自M〇〇3、Ni]y[〇〇4、 CuMo〇4或 W03。

n型半導體層43丨包括（但不限於）ZnSe、ZnS、ζη5^、

SnSe、SnS、SnSSe、LaCu〇3 或 La4Ru6〇i9。較佳地，η型半 導體層43 1包括ZnSe或ZnS。 中間連接器可由埶暮餹、雷工* # 上 ‘ ‘W電子束热鍵或離子減链技術產 生。較佳地，一熱蒸錄方法用於對制6 + π ± 、対l&包括中間連接器的 串聯式OLED中之所有材料進行沉積。 本發明之串聯式〇L_常被提供於—支樓基板上，其 中陰極或極中之任一者均可斑兮其把技 J與忒基板接觸。將與基板相 I00929.doc 1378741 接觸的電極便利地稱為底部電極。習知地，底部電極㈣ 極，但是本發明並不限於彼組態。基板可視光發射之吾人 所欲的方向而定可透光或不透明。透光性能對於經由基板 觀察EL發射而言為合意的。在此等情形中，通常使用透明 的玻璃或塑料。對於經由頂部電極來觀察EL發射的應用而 a ，底部支撐件之透射特徵並不重要，且因此其可具有透 光性、吸光性或反光性。用於此情形中之基板包括（但不 限於）玻螭塑料 '半導體材料、石夕、陶瓷及電路板材 料。當然，有必要在此等裝置組態中提供一光透明的頂部 電極。 當經由陽極110來觀察EL發射時，陽極對相關發射應透 明或大體上透明。本發明中所使用的通用透明陽極材料為 氧化銦錫（ITO)、氧化銦鋅（IZ0)及氧化錫，但是其它金屬 氧化物亦可起作用，其包括（但不限於）：摻鋁氧化鋅或摻 銦氧化鋅、氧化鎂銦及氧化鎳鎢。除此等氧化物之外，諸 如氮化鎵之金屬氮化物、及諸如硒化鋅之金屬硒化物、及 諸如硫化鋅之金屬硫化物亦可用作陽極。對於其中僅經由 陰極電極來楗察EL發射的應用而言，陽極之透射特徵並不 重要且可使用任何導電材料而不管其是否具有透明性、不 透明性或反射性。用於此應用之實例導體包括（但不限 於）.金、銥 '鉬、鈀及鉑。典型的陽極材料（透射的或其 匕情況）具有一不小於4.0 eV之功函數。所要的陽極材料通 常藉由諸如蒸鍍、濺鍍、化學氣相沉積或電化學方法之任 何適合方式來沉積。陽極可藉由使用熟知的光微影過程來 100929.doc 1378741 進行圖案化。視情況，陽極可在沉積其它層之前被拋光以 減少表面粗糙性以便減少電短路或提高反射率。 儘管並非總是必要，但是在有機EL單元中提供一 HIL常 常是有用的。HIL可用來改良隨後的有機層之膜成形特性 並有助於電洞至HTL中之注入，從而減少串聯式〇LED之 驅動電壓。用於mL中之適合的材料包括（但不限於）：如 美國專利第4,720,432號中所述的外啉系化合物、如美國專 利第6,2G8，G75號中所述的經電聚沉積之碳氟聚合物、及某 些芳族胺，例如，111-1^丁0八丁入(4,4'，4，，-參[(3-乙基苯基）苯 基胺基]三苯胺）。在EP 0 891 121 A1及EP 1 029 909 A1中 描述了據報導在有機EL裝置中適用的替代性電洞注入材 料。另外，如美國專利第6,423,429號中所述，p型摻雜有 機層亦適用於HIL。p型摻雜有機層意謂該層可導電，且電 荷載流子主要為電洞。傳導性係藉由由於電洞自摻雜劑轉 移至主體材料而形成電荷轉移錯合物來提供。 有機EL單元中之HTL包含至少一電洞傳遞化合物，諸如 方族三級胺，其中後者被理解為一種包含僅鍵結至碳原子 (其至少一者為芳香環之組員）之至少一三價氮原子的化合 物。在一形態中，該芳族三級胺可為諸如單芳基胺、二芳 基胺、三芳基胺或聚合芳基胺之芳基胺。Klupfel等人在美 國專利第3，180,730號中說明了例示性單體三芳基胺。 Brantley等人在美國專利第3,567,45〇號及第3,658,52〇號中 揭示了至或多個乙稀基取代及/或包含至少一活性含氫 基團之其它適合的三芳基胺。 I00929.doc 一類更佳的芳族三級胺為彼等如在美國專利第4 72〇,43 2 號及第5,061，569號中所述的包括至少兩個芳族三級胺部分 之芳族三級胺。HTL可由單一芳族三級胺化合物或芳族三 級胺化合物之混合物形成。適用的芳族三級胺之說明如 下： 1，1·雙（4-二-對-曱苯基胺基苯基）環已烷； 1，1-雙（4-二-對-曱苯基胺基笨基）-4-苯基環己炫（； Ν，Ν，Ν’，Ν·-四苯基-4,4’"-二胺基-l，l，:4，，i":4"，i，"_ 四聯 苯； 雙（4-二甲胺基-2-曱基苯基）苯基甲烷； 1，4-雙[2·[4-[Ν，Ν-二（對-曱苯基）胺基]苯基]乙烯基]苯 (BDTAPVB)； Ν，Ν，Ν’，Ν’-四-對-甲苯基-4,4’-二胺基聯苯； Ν，Ν，Ν·，Ν·-四苯基·4,4·-二胺基聯苯； Ν，Ν，Ν'，Ν'-四-1-萘基-4,4·-二胺基聯苯； Ν，Ν，Ν·，Ν·-四-2-萘基-4,4'-二胺基聯苯； Ν-苯基味吐； 4,4'-雙[N-(l-萘基）-Ν-苯胺基]聯苯（ΝΡΒ); 4,4’-雙[N-(l-萘基）-Ν-(2-萘基）胺基]聯苯（ΤΝΒ); 4,4'-雙[N-(l-萘基）-Ν-苯胺基]對-三聯苯； 4,4’-雙[Ν-(2-萘基）-Ν-苯胺基]聯苯； 4,4’-雙[Ν-(3-二氫苊基）-Ν-苯胺基]聯苯； 1，5-雙[N-(l-萘基）-Ν-苯胺基]萘； 4,4匕雙[Ν-(9-蒽基）-Ν-苯胺基]聯苯； 100929.doc -20· 1378741 4,4’-雙[N-(l-葱基）-N-苯胺基]-對-三聯苯； 4,4’-雙[N-(2-菲基）-N-苯胺基]聯苯； 4,4’·雙[N-(8-螢蒽基）-N-苯胺基]聯苯； 4,4’-雙[N-(2-范基）-N-苯胺基]聯苯； 4,4'_雙[N-(2-稍四苯基）-N-苯胺基]聯苯； 4,4'-雙[N-(2-茈基）-N-苯胺基]聯苯； 4,4'-雙[N-(l-蔻基）-N-苯胺基]聯苯； 2.6- 雙（二-對-甲苯胺基）萘； 2.6- 雙[二-(1-萘基）胺基]萘； 2.6- 雙[N-(l-萘基）-N-(2-萘基）胺基]萘； N，N，N’，N’-四（2·萘基）·4,4"-二胺基_對-三聯苯； 4,4，-雙{Ν-苯基·Ν_[4_(1_萘基）_苯基]胺基}聯苯； 2’6-雙[Ν，Ν-二（2-萘基）胺基]苐； 4,4,4 -參[(3-甲基苯基）苯胺基]三苯胺（MTDATA);及 4’4 -雙[N-(3 -甲基苯基）·ν_苯胺基]聯苯（tpd)。 另一類適用的電洞傳遞材料包括如Ερ 1 〇〇9 〇4丨中所述 的多環芳族化合物。可使用昇有兩個以上的胺基之三級芳 族胺，其包括寡聚材料。此外，可使用聚合電洞傳遞材 料，諸如聚（N_乙烯基咔唑）(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚 苯胺，及共聚物，諸如聚（3,4-乙二氧基噻吩）/聚（4·苯乙烯 績酸鹽），其亦稱作PEDOT/PSS。 如在美國專利第4,769,292號及美國專利第5,935,721號中 更充分之描述，有機£1單元中之LEL·包含一發光材料或螢 光材料’其中電致發光由於電子電洞對在此區域中再結合 100929.doc •21 - 。該LEL可包含—種單—材料，但更通常包括一推 决：種或多種客體化合物之主體材料其中光發射主要 早值j雜劑且可具有任何色彩。LEL中之主體材料可為電 傳遞材料、電洞傳遞材料或支持電洞電子再結合之另一 種材料或材料之組合。摻雜劑通常選自高度螢光染料，但 亦可使用4光化合物，例如如wo 98/55561、觸 WO 00/57676及WO 00/70655中所述之過渡金屬 •曰物通*按0.0 1重量％至i 〇重量％將推雜劑塗覆於主 材料中It如聚第及芳基聚乙稀（例如，聚（對-伸苯基伸 乙稀基）、PPV)之聚合材料亦可用作主體材料。在此情況 下’小分子摻雜劑可以分子形式被分散於聚合主體中，或 者可藉由將一微量組份共聚合於主體聚合物中來添加摻雜 劑0 將染料選擇作為摻雜劑之-重要關係為電子能帶隙之比 較。對於自主體至摻雜劑分子之有效能量轉移而言，必要 條件為摻雜劑之帶隙小於主體材料之帶隙。對於鱗光發射 體而言’亦為重要的是主體之主體三重態能級應足夠高以 使得自主體至摻雜劑之能量轉移成為可能。 已知有用的主體及發射分子包括（但不限於）美國專利第 4’76M92 號 '第 5,⑷，671 號、帛 5，15〇，_ 號第 5,⑸，629 號、帛 5,405,709 號、帛 5,484,922 號第 S’593’788 號 '第 5’645’948 E、第 5,683,823 號、第 V/55,999 號、f 5,92M02 號、帛 5,935,72〇 號第 5,935,721號及第6,020,078號中所揭示的彼等主體及發射分 100929.doc -22- 1378741 子。 8-烴基喹啉（号辛）及類似衍生物之金屬錯合物構成了一 类員能夠支持電致發光之適用的主體化合物。適用的經螯合 之類咢辛化合物之說明為以下所示： C〇_1:二咢辛鋁[別名，三（8-喹啉根基）銘（in)]; C0-2.雙可辛鎂[別名，雙（8喹啉根基）鎮⑴)]; C0-3··雙[苯幷•喹啉根基]鋅（π); 〇 4·又（2-曱基·8_喹琳根基）銘^氧基雙（2甲基_ 喹啉根基）鋁（ΠΙ); C0-5:二咢辛銦[別名，三（8喹啉根基）銦]; co·6:二（5·甲基号辛）铭[別名，三（5甲基_8喹啉根基） 鋁（III)]; C0-7:咢辛鋰[別名，（8_喹啉根基）鋰⑴]; C〇-8 .可辛鎵[別名’參（8-喹啉根基）鎵（III)];及 C〇_9.亏辛鍅[別名，四（8-喹啉根基）锆（iv)]。 另一類適用的主體材料包括（但不限於）：蒽之衍生物， 諸如如美國專利第5,935,721號中所述之9，10-二-(2-萘基）蒽 及其何生物，如美國專利第5，121，〇29號中所述之二苯烯丙 , , , 2, 2\ 2"-(l,3,5- 伸苯基）參[1 -苯基_ 1 H_苯幷味峻]"专唾衍生物為尤其適用 於鱗光發射體之主體。 適用的螢光摻雜劑包括（但不限於）：蒽、幷四苯 '二苯 幷哌喃、茈、紅螢烯、香豆素、若丹明及喹吖啶酮之衍生 物，一氰基亞甲基哌喃化合物；噻喃化合物；聚甲川化合 100929.doc -23. 17 10/6/41 ，雜本麵及硫雜苯鑌化合物，·苐衍生物；環弗辛 丫秦基）？炫化合物及經啥琳基化合物。 材：為發明之有機EL單元中形成£几的較佳薄臈成形 ^ 心合的㈣辛化合物，其包括寻辛本身之聲和 劑，其通常亦被稱作8•啥琳醇或8.經基㈣。此等化合物

有助於&人及傳遞電子'顯示出高水平效能且其易於沉積 以形成薄膜。先前已列出例示性類等辛化合物。 _其匕電子傳遞材料包括如美國專利第4,356,429號中所揭 :的各種丁 一烯衍生物及如美國專利第4,539,撕號中所揭 不的各種雜環光學增亮劑。朵及三嗓亦為適用的電子 遞材料。 例如，如美國專利第6,〇13,384號中所述，η型摻雜有機 層亦適用於ETL。該η型摻雜有機層包括—主體有機材料 及至少—η型摻雜劑。該η型摻雜有機層中的主體材料包括 J刀子材料或聚合材料，或其組合。較佳地，此主體材料 選自前述電子傳遞材料。 用作π型摻雜ETL中之η型摻雜劑的材料包括具有功函數 小於4.0 eV之金屬或金屬化合物。尤其適用的摻雜劑包括 驗金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬及鹼土金屬化合物。術 浯”金屬化合物"包括有機金屬錯合物、金屬有機鹽及無機 鹽、氧化物及鹵化物。在該類含金屬的η型換雜劑中，

Li、Na、Κ ' Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、

Sm、EU、Tb、Dy或Yb及其無機或有機化合物亦尤其適 100929.doc •24· 1378741 作中間連接益型摻雜有機層中的η型推雜劑的材 ^括具有強電子料特性之有機還原劑。"強電子贈 予特性”意謂有機接雜劑應能夠將至少某種電子電荷贈予9 主體;:與該主體形成一電荷轉移錯合物。有機分子之非限 制杜實例包括雙（伸乙基二硫）·四硫富瓦烤（BEDT-TTF)、 四硫富瓦稀（TTF)及其衍生物。在聚合主體之情況下，摻 雜劑可為上述任何材料或亦可為一種以分子方式分散之材 料或作為-微量組份與主體共聚合的材料。一經與適合的 η型摻雜劑摻雜，該摻雜有機層即可主要顯示出電子傳遞 特性° 11型摻雜濃度較佳地在H2G體積％之範圍中。 ，儘管並非總是必要’但是在此單元中提供—肌常常是 適用的。EIL可用於有助於電子至肌中的注入並可增加 導電率，從而導致串聯式〇LED之低驅動電壓。用於肌中 的適合的材枓為前述摻雜有強還原劑之ETL材料或低功函 數金屬（<4.G eV)。替代性無機電子淳人材料亦可適用於有 機EL單元中，在以下段落中將描述該等替代性無機電子注 入材料。 當僅經由陽極來觀察光發射時，用於本發明中之陰極 140幾乎可包含任何導電材料。所要的材料具有有效的臈 成形特性以確保與下面有機層的有效接觸、促進在低電壓 下之電子注入並具有有效的穩定性。適用的陰極材料常常 包含一低功函數金屬（<4.0 eV)或金屬合金。如美國專利第 4,885,221號中所描述，一種較佳的陰極材料包含一 合金’其中銀之百分比在i至20%之範圍内。另_類適合 I00929.doc •25· 1378741 的陰極材料包括若干雙層，料雙層包含—與有機層（例 如，ETL)相接觸之薄無機EIL，該薄無機卽乙覆蓋有一層厚 的導電金屬。此處，無機EIL較佳地包括低功函數金屬或 金屬鹽，且若如此’則該較厚的覆蓋層無需具有低功函 數。如美國專利第5,677,572號中所描述，一個此陰極包含 層薄的LiF，接著為一層厚的A〗。其它適用的陰極材料 組包括（但不限於）於美國專利第5,〇59 861號、第5,〇59,862 號及第6,140,763號中所揭示之彼等陰極材料組。 當經由陰極來觀察光發射時，該陰極必須透明或接近於 透明。對於此等應用而言，金屬必須薄或應使用透明導電 性氧化物或包括此等材料。已在美國專利第4,885,21 1號、 第 5,247，190力、第 5,703,436 @、第 5,6〇8,287 號、第 5,837’391 號、第 5,677,572 ^、第 5,776,622 號、第 5，頂，623 號、帛 5,714,838 號、帛 5,969,474 號、第 5,739,545 號、第 5,981，306 &、帛 6,137,223 號 '第 6’140’763 號、第 6，172,459 E、第 6,278,236 號、第 6,284,393 號、JP 3,234,963 及 EP 1 076 368 中更詳細地描述 了光學透明陰極。陰極材料通常藉由熱該、電子束蒸 鍍、離子濺鍍或化學氣相沉積來沉積。當需要時，可藉由 許多熟知之方法來達成圖案化，該等方法包括（但不限 於）（例如）如美國專利第5,276,38〇號及Ep 〇 732 868中所述 之透過遮罩沉積法、整體蔭罩法、雷射切除法及選擇性化 學氣相沉積法。 在某些情況下，有機EL單元中2LEL&ETL可視情況被 100929.doc •26- 1378741 壓縮為一起支持光發射與電子傳遞作用的單一層。在此項 技術中亦已知可將發射摻雜劑添加至可充當一主體的 中。例如，藉由結合藍光發射材料與黃光發射材料、結合 青色發射材料與紅色發射材料或結合紅色發射材料、綠色 發射材料與藍色發射材料，可將多種摻雜劑添加至一或多 個層中以便產生白光發射0LEDe例如，在美國專利申請 公開案2002/0025419 A1、美國專利第5 683 823號第 5’5〇3,910 號、第 5,405,709 號、第 5,283,182 號、EP 1 187 235及EP 1 182 244中描述了白光發射裝置。 諸如如此項技術中所教示的電子阻擋層或電洞阻擋層之 額外層可用於本發明之裝置中。例如，如在美國專利申請 公開案2〇〇2/0Ο15859 Αι1ϊ，電洞阻擋層可通常用於改良磷 光發射體裝置之效率。 以上提到之有機材料可經由諸如熱蒸鑛之氣相方法而得 以適當地沉積，但是其可自一流體沉積，例如，可自一具 有可選的黏合劑之溶劑沉積以改良膜成形。若材料為聚 物’則溶劑沉積可適用，但亦可使用諸如激鐘或自施體薄 片之熱轉移的其匕方法。待藉由熱蒸鍍來沉積之材料可 (例如）如美國專利第6,237,529號中所描述自—f常包含组 材料之洛發"船"汽化，或可首先被塗覆於__施體薄片上並 接著在與基板更為接近之處被昇華。具有材料之混合物的 層可使用單獨蒸發船或該等材料可預混合並自單一船或施 體薄片塗覆。為了完整的顏色顯示，可能需要LEL之像素 化。LEL之此經像素化之沉積可藉由使用㊣罩、㊣體陰罩 100929.doc •27· 1378741 (美國專利第5,294，請號）、空間界定的自施體薄片之熱染 料轉移（美國專利第5,688,55 1號第、8517〇9號及第 ,66,357號）及喷墨方法（美國專利第6 〇66 357號）來達 成:對於在有«L單元中或在中間連接器中之其它有機層 而言’未必需要經像素化之沉積。 大夕數QLED^ t氣或氧氣或兩者較為敏感，因此通常 將其密封在諸如氮或氬之惰性氣氛中並與諸如氧化銘、链 土礦、硫酸好、點土、坊腺& π ^鄱土矽膠、沸石、鹼金屬氧化物、鹼土 金屬氧化物、硫酸鹽、或金屬齒化物與高氯酸鹽之乾燥劑 放在一起。用於密封及乾燥的方法包括（但不限於）：㈣ 描述於美國專利第6,226,89〇號中的方法。此外，將諸如

Si〇x、鐵弗龍之障壁層與交#無機/聚合層在此項技術中 用於被封已為吾人知曉。 實例 呈現了以下實例以進一步瞭解本發明。為簡潔之目的， 材料及自該等材料所形成的層將被縮寫為如下文所給 形式： u IT〇 *氧化銦錫；用於在玻璃基板上形成陽極； CFx ·聚合碳氟化合物層；用於在ιτο之頂部上形成一 洞注入層； NPB: N’N1-二（萘·ι·基）·Ν，Ν’·二苯基_聯苯胺；用於在有 機EL單元中形成電洞傳遞層；

Alq :參（8-羥基喹啉）鋁（III);在形成發光層中 J王體 且在於有機EL單元中形成η型摻雜電子傳遞層時用 100929.doc «28- 1378741 作主體； C545T： 10-(2-^^^^^)-1,1,7,7.,, f ^-2,3,6,7-^ - 1H，5H，11H(1)本幷娘锋幷（6,7,8_ij)嗜。秦 _11_酮；用 作EL單元中之發光層中的綠色摻雜劑；

Li .鋰，在於有機EL單元中形成n型摻雜電子傳遞層時 用作η型摻雜劑；及

Mg:Ag:體積比為10:0.5之鎂：銀；用於形成陰極。 在以下貫例中，使用經校正的厚度監控器（INFIC〇N IC/5 >儿積控制器）來就地控制並量測有機層之厚度及摻雜濃 度。所有製造裝置之EL特徵均藉由在室溫下使用恆定電流 源（KEITHLEY 2400電源電錶）及光度計（pH〇T〇 RESEARCH的光譜掃描儀spectraScan pR 65〇)來評定。顏 色將使用國際照明委員會（c〇mmissi〇n Internati〇nale心 l’Eclairage)(CIE)座標來報導。 如下製備習知的0 L E D :使用商用玻璃洗滌器工具來清 潔並乾燥-塗覆有ϋ明IT〇導電層之約U麵厚的玻璃基 板。ιτο之厚度為約42 nm&IT〇之薄層電阻為約68 平 方。隨後使用氧化電t來處理⑽表面以使該表面達到作 為陽極的條件。藉由在灯電漿處理腔室中分解匚肝3氣體 而將1 nm厚的CFx層沉積於乾淨的IT〇表面上作為ηι[。接 著將基板轉移至真空沉積腔室（tr〇vat〇 中以 在基板之頂部上沉積所有其它層。藉由在接近ι〇·6托之真 空下自-加熱的船蒸鍍來以下列順序沉積下列層： 1.EL單元： 100929.doc -29- 1378741 a) HTL，約90 nm厚，其包括NPB ; b) LEL，30 nm厚，其包括摻雜了 1.0體積％ C545T之 Alq ;及 c) 第一 ETL，30 nm厚，其包括摻雜了 1.2體積％ Li之 Alq。 2.陰極：大約210nm厚，其包括MgAg。 在沉積了此等層之後，將該裝置自沉積腔室轉移至一乾 燥箱（VAC真空氣氛公司）中以進行密封。在20 mA/cm2下且 在室溫下量測裝置之EL效能。 此習知的OLED需要約6.1 V之驅動電壓以傳遞20 mA/cm2。在此測試條件下，裝置具有2110 cd/m2之亮度、 約10.6 cd/A之發光效率及約5.45 lm/W之功率效率。其 CIEx及CIEy分別為0.279、0.651，其中發射峰在520 nm 處。 實例2(對照） 以實例1中所描述之方式構造一串聯式OLED，且沉積的 層結構為： 1. 第一 EL單元： a) HTL，約 1 00 nm厚，其包括 NPB ; b) LEL，20nm厚，其包括摻雜了 1.0體積％ C545T之Alq ;及 c) 第一 ETL，40 nm厚，其包括摻雜1.2體積％ Li之Alq。 2. 第一中間連接器： a)高功函數金屬層，10 nm厚，其包括Ag。 3. 第二EL單元： 100929.doc -30- 其包括NPB ; 其包括摻雜了 Ι·〇體積％ C545T之 c)第一 ETL，40 nm厚 Alq。 4.極：近似210nm厚’其包括MgAge

此串聯式OLED需要約22 Q 女约22.9 V之驅動電壓以傳遞20

在此測試條件下，震置具有937義2之亮度、 約4.68心之發光效率及約0.64 lm/W之功率效率。直 ⑽及CIEy分別為0.179、〇 689，其中發射峰在川咖 處。在2〇 ^咖2下，驅動電麼幾乎高達實例！之驅動電壓 的四倍，且發光效率小於實m之發光效率的一半。其清 晰地表明瞭高功函數金屬之單—層不能在串聯式〇led中 形成有效的中間連接器。該極高的軀動電壓係歸因於形成 於间功函數層與EL單元之間的高注入障壁。該低發光效率

a) HTL，約 70 nm厚 b) LEL，20 nm 厚 Alq ;及 其包括摻雜了 1.2體積％ Li之 係歸因於中間連接器與EL單元之間的弱載流子注入且係歸 因於厚金屬層之光學吸收。 實例3(對照） 以實例2中所描述之方式構造串聯式〇LED，且沉積的層 結構為： 1 ·第一 EL單元： a) HTL ’約90 nm厚，其包括^叩； b) LEL，30⑽厚，其包括摻雜了 1.0體積％ C545T之 Alq ;及 100929.doc 31 1^/8741 C)第一 ETL ’ 30 nm厚，其包括换 ^ #穆雜了 1.2體積。/D Li之

Alq。 2. 第一中間連接器： a)金屬化合物層，2 nm厚，其包括心^。 3. 第二EL單元： a) HTL，約88 nm厚，其包括NPB ; b) LEL，30帥厚，其包括摻雜了丨〇體積％ c545丁之 Alq ;及 Ο第一 ETL，3〇nm厚，其包括摻雜！ 2體積％以构。 4.陰極：近似210 nm厚，其包括MgAg。 此串聯式OLED需要14.3 V之驅動電壓以傳遞2〇 mA/cm2。在此測試條件下，該裝置具有478i cd/m2之亮 度、約23.9 cd/A之發光效率及約5 24 lm/w之功率效率。 其CIEx及CIEy分別為0.267、0.660，其中發射峰在52〇 nm 處。在20 mA/Cm2下驅動電壓高達實例1之驅動電壓的約 2.3倍，且發光效率亦高達實例發光效率的約23倍。其 表明了作為金屬化合物層之2 nm厚的M〇〇3可在串聯式 LED中形成有效的中間連接器。已在8〇 mA/cm2且在室溫 下測試了裝置之操作穩定性。圖6中展示了標準化亮度對 操作時間的減少，且圖7中展示了驅動電壓對操作時間的 增加。在80 mA/cm2下，裝置之初始亮度為約21，22〇 Cd/m °當保持此電流密度不變時，其在彼亮度下之操作 可叩（被界定為當已降低了其初始亮度之5〇%時的操作時 間）為約145小時。若在100 cd/m2之初始亮度下測試此裝 100929.doc •32· 1378741 置，則其操作壽命將長於145x212.2 = 30,769小時。然而， 當在操作期間檢查電壓增加時，初始值與該裝置被驅動達 到其壽命之後的值之間的電壓増加為約3 6 ν(在8〇 mA/cm2 下自18.53 V增加至22.13 V) 〇若以一恆定電壓機制驅動該 裝置，則其初始亮度之降低速度將比以恆定電流機制驅動 時初始π度之降低速度快得多，且其壽命將相應地短得 夕。因此，雖然Μ0Ο3為無毒金屬，但是當將其單獨用作 一中間連接器時其不夠穩定。 • 實例4 將一串聯式OLED構造成具有與實例3相同的層結構， 除了在步驟2中第一中間連接器為： 1) 咼功函數金屬層，〇.511111厚，其包括Ag;及 2) 金屬化合物層，2 nm厚，其包括M〇〇3。 此串聯式OLED需要13·4 v之驅動電壓以傳遞2〇 mA/cm2。在此測試條件下，裝置具有4627 ed/m2之亮度、 • ’力23 · 1 cd/A之發光效率及約$ .43 lm/w之功率效率。其 CIEx及CIEy分別為〇·270、〇 66〇，其中發射峰在52〇⑽ 處。在20 mA/cm2下驅動電壓高達實例驅動電壓的約 2.2倍，且發光效率高達實例丨之發光效率的約2 2倍。其表 明了 Ag/Mo〇3雙層可在串聯式〇LED中形成一有效的中間 連接器。已在80 mA/cm2且在室溫下測試了該裝置之操作 穩定性。圖6中展示了標準化亮度對操作時間的減少，且 圖7 t展不了驅動電壓對操作時間的增加。在8〇爪入化^2 處，裝置之初始亮度為約2〇，〗3〇 cd/m2。當保持此電流密 *〇〇929.doc •33· 1378741 度不變時，其在彼亮度下之操作壽命為約164小時。若在 100 cd/W之初始亮度下測試此裝置’則其操作壽命將長於 146x201.3 = 33,013小時。 當將2實例4之效能與實例3之效能相比較時，在2〇 mA/cm2下實例4之初始驅動電壓為約低於ιν，從而導致較 高的功率效率，且壽命亦較長。此外，當在操作期間檢查 電壓增加時，初始值與該裝置被驅動達到其壽命之後的值 之間的電壓增加為約〇·7 V(在8〇 mAW下自Μ V增加至 18.5 V)。此電壓增加比實例3之電壓增加小得多。若以一 恆疋電壓機制驅動實例3與4，則實例4將具有比實例3長得 夕的可叩因此，藉由將一咼功函數金屬層與一金屬化合 物層合併’可’形成—穩定的中間連接器。此穩定的中間連 接器將既能減少初始電壓且亦能改良串聯式〇led之 命。 【圖式簡單說明】 _ 圖1根據本發明描繪了一串聯式OLED之示意橫截面圖， 该串聯式OLED具有複數個有機EL單元並具有一在每個有 機EL單元之間的中間連接器； 圖2根據本發明描繪了在串聯式〇LED中的具有 HTL/LEL/ETL"之層結構的有機肛單元之一者的示意橫截 面圖； 圖3根據本發明描繪了一在串聯式中的具有"一低 功函數金屬層/-高功函數金屬層/一金屬化合物層"之層社 構的中間連接器之示意橫截面圖； I00929.doc •34· 1^/8741 圖4根據本發明描繪了在串聯式〇lED中的具有n型半 導體層/一高功函數金屬層/—金屬化合物層"之層結構的另 一中間連接器之示意橫截面圖； 圖5根據本發明描繪了在串聯式〇LED中的具有"一高功 函數金屬層/ 一金屬化合物層„之層結構的又一中間連接器 之示意橫截面圖； 圖6為根據本發明以及參考裝置的串聯式〇LED在一恆定 驅動電流密度80 mA/cm2及在室溫下標準化亮度對操作時 間的圖；及 圖7為根攄本發明以及參考裝置的串聯式〇LED之在一恆 疋驅動電流密度80 mA/cm2及在室溫下之驅動電壓對操作 時間的圖。 應瞭解，由於個別層太薄且各個層之厚度差異太大而不 允許按比例描繪，因此圖丨_5並非按比例描繪。 【主要元件符號說明】 100 串聯式OLED 110 陽極 120 EL單元 120.1 第一 EL單元 120.2 第二EL單元 120.N 第N EL單元 ^O^N-l) 第（N-l)EL單元 130 中間連接器 130.1 第一中間連接器（或第一連接器） 100929.doc •35- 1378741

130.2 第二中間連接器（或第二連接器） 130.(N-l) 第（N-1)中間連接器（或第（N-1)連接器） 140 陰極 150 電壓/電流源 160 電導體 220 EL單元 221 電洞傳遞層 222 發光層 223 電子傳遞層 330 中間連接器 331 低功函數金屬層 332 高功函數金屬層 333 金屬化合物層 430 中間連接器 431 η型半導體層 530 中間連接器

100929.doc .36·

Claims (1)

1. 年今月卜日修(更)正本 、申請專利範圍： 一種串聯式OLED，其包含： a)—陽極； W一陰極； 0文置於該陽極與該陰極之間的複數個有機電致發光 單元其中每個有機電致發光單元均包括至少一發光 層；及 d)—女置於每個鄰近的有機電致發光單元之間的中間 連接器，纟中該中間連接器包括至少-具有不小於4.0 eV之功函數的高功函數金屬層及一金屬化合物層，其中 。玄中間連接器具有高於每平方1〇〇 的薄層電阻，其中 Λ中間連接器未被圖案化，且其中該高功函數金屬層改 良该OLED之該操作穩定性。 士。月求項1之串聯式OLED，其中每個有機電致發光單元 均包括至少一電洞傳遞層、—發光層及一電子傳遞層， 且其中每個中間連接器均包括一具有小於4 〇 eV之功函 數的安置於鄰近該有機電致發光單元中之該電子傳遞層 的低功函數金屬層、一具有不小於4 〇 eV之功函數的高 力函數至屬層及一金屬化合物層，其中該中間連接器具 有高於每平方100 的薄層電阻，且其中該高功函數金 屬層改良該OLED之該操作穩定性。 如請求項1之串聯式〇LED，其中每個有機電致發光單元 句L括至少一電洞傳遞層、一發光層及一電子傳遞層， 且其中每個中間連接器均包括一安置於鄰近該有機電致 1378741 發光單元t之該電子傳遞層的η型半導體層、一具有不 小於4.0 eV之功函數的高功函數金屬層及一金屬化合物 層’其中該中間連瘗器具有高於每平方100 的薄層電 阻，且其中該高功函數金屬層改良該〇LED之該操作穩 定性。 4.如請求項1之串聯式OLED，其中每個有機電致發光單元 均包括至少一電洞傳遞層、一發光層及一電子傳遞層， 且其中該電子傳遞層為一n型摻雜有機層，且其中每個 中間連接器均包括一具有不小於4.0 eV之功函數的安置 於鄰近該有機電致發光單元之該電子傳遞層的高功函數 金屬層及一金屬化合物層，其中該中間連接器具有高於 每平方100 kQ的薄層電阻，且其中該高功函數金屬層改 良該OLED之該操作穩定性。 如請求項1之串聯式OLED，其中該中間連接器中之該高 功函數金屬層的厚度在自〇1 nm至5.0 nm之範圍中。 6. 如請求項1之串聯式0LED，其中該中間連接器中之該高 功函數金屬層的厚度在自〇 2 nm至2.0 nm之範圍中。 如請求項1之串聯式0LED，其中該中間連接器中之該金 屬化s物層的厚度在自0.5. nm至2〇 nm之範圍中。 8. 如請求項1之串聯式OLED，其中該中間連接器中之該金 屬化合物層的厚度在自1.0 nm至5 nm之範圍中。 9. 如”月求項2之串聯式〇LED，其中該中間連接器中之該低 力函數金屬層的厚度在自〇.1 ηηι至1〇 nm之範圍中。 如凊求項2之串聯式〇LED，其中該中間連接器中之該低 10 力Q數金屬層的厚度在自0·2 nm至2.0 nm之範圍中。 11 ·如請灰馆， 崎3之串聯式OLED，其中該中間連接器中之該n &半導體層的厚度在自0.5nm至20nm之範圍中。 ’如印求項3之串聯式〇LED，其中該中間連接器中之該η I半導植層的厚度在自1.0 nm至5.0 nm之範圍中。 13 .5月术項1 2之串聯式OLED ’其中該中間連接器在光譜之 可見區域中具有至少75%光學透射。 月长項1之串聯式〇LED，其中該高功函數金屬層包括 Ti、7 Γ Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、 Rh、Ir、Ni、pd、pt、Cu、Ag、Au、Zn、A1、In或 Sn. ° 15.如請求们之串聯式〇LED，其中該高功函數金屬層包括 Ag、A1、Cu、Au、Zn、In或 Sn。 16·如請求们之串聯式〇刷，其中該高功函數金屬層包括 Ag 或 A1。 Π.如請求項！之串聯式〇LED，其中該金屬化合物層係選自 鈦、锆、銓、鈮、鈕、鉬、鎢、錳、鐵、釕、铑、銥、 鎳免、箱、銅、鋅' 石夕或錯或其組合之化學計量氧化 物或非化學計量氡化物。 18.如請求項K串聯式〇LED’其中該金屬化合物層係選自 鈦锆、#鈮、鈕、鉬、鎢、錳、鐵 '釕、铑、銥、 鎳绝、御銅、石夕或鍺或其組合之化學計量硫化物或 #化學計量碰化物。 1 9如請求項1之·串聯式OT Pn , # 2 1 飞ULED其中該金屬化合物層係選自 1378741 ι 鈦、錯、給、銳、纽、銷、植 鶴、缝、鐵、釕、铑、銥、 化學计I确化物或

   鎳、鈀、鉑、銅、矽或鍺或其組合之 非化學計量涵化物。 20·如請求項！之串聯式〇led，苴中ι人斤 八〒该金屬化合物層係選自 鈦、錯、餘、銳、组、銷、銘、# 螞錳、鐵、釕、铑、銥、 鎮、銳、始、銅、妙；杰甘入 飞鍺或其組合之化學計量碲化物戒 非化學計量碲化物。 21.如請求項丨之串聯式〇LED，盆中兮人β λ Λ , 八甲6亥金屬化合物層係選自 鈦、錯、鈴、銳、组、錮、姨、辟 螞缝、鐵、釕、铑、银、 銻 '銳、鉑、銅、鋅、鎵、石夕古接 多 ^ 吵攻·緒或其組合之化學計f 氮化物或非化學計量氮化物。 22.如請求項】之串聯式〇LED，其中該金屬化合物層係選自 鈦、錯、鈐、鈮、钽、鉬、鎢、錳、鐵、釕、铑、铱、 鎳、銥、鉑、銅、辞、鋁、矽或鍺或其組合之化學計量 碳化物或非化學計量碳化物。 23.如凊求項1之串聯式0LED，其中該金屬化合物層係選自 Mo〇3、NiM〇04、CuM〇04、W03、ZnTe、Al4c3、A1F3、 B2S3、CuS、GaP、InP 或 SnTe。 24.如請求項1之串聯式OLED，其中該金屬化合物層係選自 Mo〇3、NiMo〇4、CuMo04 或 W03。 25·如請求項2之串聯式OLED，其中該低功函數金屬層包括 Li、Na、κ、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、 Nd、Sm、Eu、Tb、Dy 或 Yb。 26·如請求項2之串聯式OLED，其中該低功函數金屬層包栝 1378741 Li、Na、Cs、Ca、Ba或 Yb。 27. 如請求項3之串聯式OLED，其中該n型半導體層包括 ZnSe、ZnS、ZnSSe ' SnSe、SnS、SnSSe、LaCu03 或 La4Ru6019。 28. 如請求項3之串聯式OLED，其申該n型半導體層包括 ZnSe或 ZnS °