有機電致發光裝置及提升其效率的方法

專利名稱：有機電致發光裝置及提升其效率的方法
技術領域：
本發明涉及到一種光電裝置，更進一步地，涉及一種有機電致發光裝置。
背景技術：
有機電致發光裝置(organic light-emitting device，OLED)是目前被廣為研究的熱門技術領域。在美國專利第5,776,623號中，揭示了一種電場發光裝置(electroluminescent device)，此電場發光裝置使用15納米厚的花青銅(copper-phthalocyanine，以下簡稱CuPc)作為空穴注入層(hole injection layer，HIL)，60納米厚的N，N’-雙-(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯苯-4，4’(N，N’-bis-(1-naphthyl)-N，N’-diphenyl-1，1’-biphenyl-4，4’；以下簡稱NPB)作為空穴傳輸層(hole transport layer，HTL)，75納米厚的8-羥喹鋁鹽(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum；即Alq3)作為電子傳輸層(electron transportlayer，ETL)；然后在Alq3上沉積0.5納米厚的氟化鋰，此氟化鋰可使用以下材料替代氟化鎂、氟化鈣、氧化鋰或氧化鎂。
在美國專利第6,013,384號中，揭示了一種有機電場發光裝置，如圖1a所示，此有機電場發光裝置10是在基板11上制造形成，而陽極12、空穴傳輸層13、發光層14、摻雜有金屬的有機化合物層15與陰極16則依序形成于基板11上。有機電場發光裝置10中包括形成于陽極12與陰極16之間的有機層17，該有機層17中包括空穴傳輸層13、發光層14與摻雜有金屬的有機化合物層15。
在美國專利公開號第2004/0032206A1中，揭示了另一種包含堿金屬鹵化物的有機電致發光裝置，如圖1b所示，此有機電致發光裝置20是在塑料基板21上制造形成，而陽極22、空穴傳輸層23、發光層24、電子傳輸層25、堿金屬化合物層26與陰極27則依序形成于基板21上；其中，此塑料基板21預先涂覆有ITO陽極22。陰極27由金屬氧化層27b與含鎂層27a構成，而含鎂層27a可由鎂或鎂合金(例如鎂銀合金)構成。堿金屬化合物層26可由堿金屬鹵化物(例如LiF)或堿金屬氧化物(例如Li-2O)構成。有機層28包括空穴傳輸層23、發光層24與電子傳輸層25。
在美國專利第6,551,725B2號中，揭示了一種有機電致發光裝置，如圖1c所示的有機電致發光裝置30是形成于基板31上，而陽極32、空穴注入層33、空穴傳輸層34、發光層35、電子傳輸層36、緩沖結構37與陰極38則依序形成于基板31上；此有機電致發光裝置30包括一緩沖結構37，形成于有機層39與陰極38之間。此緩沖結構37包括第一緩沖層37a與第二緩沖層37b，第一緩沖層37a由堿金屬鹵化物構成，形成于電子傳輸層36上，而第二緩沖層37b由功函數介于2.0-4.0電子伏特(eV)的金屬或金屬合金構成，形成于第一緩沖層37a上。除此的外，空穴注入層33是形成于陽極32與有機層39之間。空穴注入層33可由吡咯紫質(porphorinic)或花青(phthalocyanine)構成，也可由碳氟高分子CFx構成，其中x為1或2。空穴傳輸層34可由各種不同種類的芳香胺(aromatic amines)構成。在發光層35中，由于電子與空穴在此進行復合(recombination)，因而可發射出光線。陰極38使用濺射沉積(sputter deposition)方式形成，用以提供此有機電致發光裝置30較高的導電率(conductivity)以及較好的反射能力。
一般的有機電致發光裝置則如圖2所示，有機電致發光裝置40是形成于基板41上，而陽極42、空穴源43、發光層44、電子源45、第一緩沖層46、第二緩沖層47與陰極48則依序形成于基板41上；其中，空穴注入層43a與空穴傳輸層43b共同構成空穴源43；電子注入層45b與電子傳輸層45a共同構成電子源45。空穴源43及/或電子源45可由有機材料或無機材料構成。發光層44由摻雜有熒光(fluorescent)摻雜物或磷光(phosphorescent)摻雜物的有機主體(organic host)構成。一般說來，傳統電子源或空穴源的導電率是小于10-8S/cm，因此而限制了一般有機電致發光裝置40的發光效率。
如圖2所示的傳統有機電致發光裝置40，除了陽極42與陰極48為高導電率(導電率大于或等于102S/cm)的材料外，位于兩電極之間的有機材料均為導電率極低的絕緣體(導電率小于10-8S/cm)，因此，傳統有機電致發光裝置40內部的導電率分布為高(陽極)→低(有機層)→高(陰極)。由于電極與有機層界面處的導電率落差太大，因此，電極與有機層的界面處容易累積電荷，以致于界面處會產生大量的焦耳熱并形成高的載子注入能壘，這個現象會造成組件不穩定，并導致高的操作電壓。
此外，由于操作電壓過高，因此傳統有機電致發光裝置必須將結構厚度限制在特定的厚度的內以防止操作電壓過高，但過薄的結構厚度往往使組件的穩定性較差。舉例而言，由于陽極ITO一般采用濺射(sputter)的方式制作，故其表面容易具有尖銳的結晶(spike)，此時，若有機層的厚度不夠厚，則尖銳的ITO容易刺穿有機膜而造成短路。另外，在制作主動式面板時，由于連接ITO陽極的薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)在運作時會產生高熱，而一般有機材料的熔點皆不高(約100-200℃左右)，所以，當有機層太薄時，發光區域會受到嚴重的熱干擾而影響發光效率。

發明內容
有鑒在此，本發明主要提供一種有機電致發光裝置，以及提升有機電致發光裝置效率的方法，可經由選擇電子源與空穴源的材料，使該些材料的導電率比發光區的導電率大來達成。電子源與空穴源的導電率優選介于10-8至102S/cm之間。
更進一步的說，在本發明的一個實施例中，利用將有機電致發光裝置的導電率分布改為以下形式高(大于或等于102S/cm)→中(介于10-8至102S/cm)→低(小于10-8S/cm)→中(介于10-8至102S/cm)→高(大于或等于102S/cm)，取代傳統傳統有機電致發光裝置的導電率分布高(大于102S/cm)→低(小于10-8S/cm)→高(大于102S/cm)，用以改善傳統有機電致發光裝置操作電壓高與穩定性差等缺點。而實施方法是經由在高導電率的電極與低導電率的有機層之間，形成一層或多層具有中度導電率(介于10-8至102S/cm)的半金屬(semi-metal)材料，由于半金屬材料具有高于有機材料約5個級數(一萬倍)的導電率，所以增加半金屬層的厚度對有機電致發光裝置的操作電壓的影響并不大，因此，可利用此特性來增厚半金屬層的厚度，以制造良好的有機電致發光裝置，使其具有高穩定性的組件、低操作電壓、具有良好的熱流緩沖層，以及降低ITO陽極的表面尖銳結晶(spike)的影響。
此外，由于在本發明的一個實施例中，將有機電致發光裝置的導電率分布調整為高→中→低→中→高，因此，有機電致發光裝置的各層界面處的導電率落差較為和緩，可達到降低載子注入能壘以及降低界面處的焦耳熱的目的，對于有機電致發光裝置的組件穩定性具有很大的幫助。
在本發明的一個實施例中提供一種有機電致發光裝置，包括有陰極、陽極以及層狀結構，此層狀結構形成于陰極與陽極之間，層狀結構包括有空穴源、電子源以及發光區；空穴源緊鄰于陽極；電子源緊鄰于陰極；發光區形成于空穴源與電子源之間，發光區可由有機材料構成，此有機材料含有摻雜物，而上述空穴源、電子源與發光區分別具有各自的導電率，其中，空穴源的導電率介于10-8至102S/cm之間；電子源的導電率介于10-8至102S/cm之間；發光區的導電率小于10-8S/cm；陰極與該陽極的導電率大于或等于102S/cm，其中電子源及/或空穴源包含無機材料。
在本發明的另一實施例中提供一種提升有機電致發光裝置效率的方法，包括提供有機電致發光裝置，將離子導入此有機電致發光裝置的空穴源材料中，使空穴源的導電率介于10-8至102S/cm之間；以及將離子導入此有機電致發光裝置的電子源材料中，使電子源的導電率介于10-8至102S/cm之間；其中，發光區的導電率小于空穴源與電子源的導電率，而陰極與陽極的導電率大于空穴源與電子源的導電率。上述有機電致發光裝置包括有陰極、陽極以及層狀結構，此層狀結構形成于陰極與陽極之間，而層狀結構包括有空穴源、電子源以及發光區；空穴源緊鄰于陽極，且空穴源由空穴源材料構成；電子源緊鄰于陰極，且電子源由電子源材料構成，其中空穴源材料及/或電子源材料包括無機材料；發光區形成于空穴源與電子源之間，發光區由有機材料構成，此有機材料含有摻雜物，而空穴源、電子源與發光區分別具有各自的導電率。
為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下


圖1a-1c與圖2是示出傳統有機電致發光裝置的比較例。
圖3是根據本發明實施例所示的有機電致發光裝置的不同分層的導電率關系圖。
圖4a-4c、圖5a-5c、圖6-7、圖8a-8c、圖9a-9c、圖10a-10c與圖11-12是根據本發明的不同實施例所示的有機電致發光裝置。
主要組件符號說明13、23、34、43b～空穴傳輸層；
15～摻雜有金屬的有機化合物層；17、28、39～有機層；21～塑料基板；25、36、45a～電子傳輸層；26～堿金屬化合物層；27a～含鎂層；27b～金屬氧化層；33、43a～空穴注入層；37～緩沖結構；37a、46～第一緩沖層；37b、47～第二緩沖層；45b～電子注入層；10、20、30、40、400a、400b、400c、500a、500b、500c、600、700、800a、800b、800c、900a、900b、900c、1000a、1000b、1000c、1100、1200～有機電致發光裝置；11、31、41、401、501、601、701、801、901、1001、1101、1201～基板；12、22、32、42、402、502、602、702、802、902、1002、1102、1202～陽極；43、403、503、603、703、803a、803b、803c、903、1003、1103、1203～空穴源；14、24、35、44、404、504、604、704、804、904、1004、1104、1204～發光區；45、405、505、605、705、805a、805b、805c、905、1005、1105、1205～電子源；16、27、38、48、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206～陰極；405a、405c、705a～第一電子源；405b、405d、705b～第二電子源；503a、503c、703a～第一空穴源；503b、503d、703b～第二空穴源；
806a、906a、1006a、1106a～鋁電極；806b、906b、1006b、1106b～電子注入層；905a、905c、1105a、1205a～第一電子傳輸層；905b、905d、1105b、1205b～第二電子傳輸層；1003a、1003c、1103a、1203a～第一空穴注入層；1003b、1003d、1103b、1203b～第二空穴注入層；804a、904a、1004a、1104a、1204a～N-型緩沖層；804b、904b、1004b、1104b、1204b～發光層；804c、904c、1004c、1104c、1204c～P-型緩沖層。
具體實施例方式
PIN二極管(Positive-Intrinsic-Negative diode)是一種光電二極管(photodiode)，此光電二極管具有寬大(large)且摻雜中性(neutrally)物質的本質區(intrinsic region)，本質區是位于P型摻雜區與N型摻雜區之間。P型摻雜區與N型摻雜區的中的摻雜物質顯著地增加了此摻雜區中半導體材料的導電率，并提升了裝置效能。
在本發明一個實施例的有機電致發光裝置中，包括陰極、電子源、發光層、空穴源以及陽極。上述電子源及空穴源所使用的材料，是采用導電率大于發光層、但小于陰極與陽極的材料。如第3圖所示，發光區的導電率小于10-8S/cm，而電子源及空穴源的導電率則介于10-8至102S/cm之間。基本上陰極與陽極的導電率大于或等于102S/cm，若陰極是由例如銀或鋁的金屬構成，則其導電率會高于106S/cm；若陽極是由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)構成，則其導電率會介于103至5*103S/cm之間。
在本發明另一個實施例的有機電致發光裝置中，電子源及/或空穴源是由無機材料構成，并且此無機材料具有大于10-8S/cm的導電率。圖4a-4c是根據本發明1實施例所示的有機電致發光裝置400a、400b與400c，具有基板401，而陽極402、空穴源403、發光區404、電子源405與陰極406則依序形成于基板401上；其中，空穴源403是由有機材料構成，發光區404的導電率小于10-8S/cm，空穴源403與電子源405的導電率則大于10-8S/cm。本發明的一個實施例中的有機電致發光裝置400a、400b與400c具有陰極406，此陰極406可由單一電極構成，或者由電極與電子注入材料的組合構成。電子源405可由相同材料的單層結構，或由不同材料的多層結構構成。如圖4a所示，電子源405可由單層無機材料構成；或者如圖4b所示，電子源405由多層結構構成，其中，第一電子源405a可為無機材料，而第二電子源405b可為有機材料；或者如圖4c所示，第一電子源405c可為有機材料，而第二電子源405d可為無機材料。
圖5a-5c是根據本發明另一實施例所示的有機電致發光裝置500a、500b與500c，具有基板501，而陽極502、空穴源503、發光區504、電子源505與陰極506則依序形成于基板501上；其中，電子源505是由有機材料構成，而空穴源503則可由無機材料或有機材料構成。如第5a圖所示，空穴源503可由單層無機材料構成；或者如第5b圖所示，空穴源503由多層結構構成，其中，第一空穴源503a可為無機材料，而第二空穴源503b可為有機材料；或者如第5c圖所示，第一空穴源503c可為有機材料，而第二空穴源503d可為無機材料。
圖6是根據本發明另一實施例所示的有機電致發光裝置600，具有基板601，而陽極602、空穴源603、發光區604、電子源605與陰極606則依序形成于基板601上；其中，電子源605與空穴源603皆由無機材料構成。
圖7是根據本發明另一實施例所示的有機電致發光裝置700，具有基板701，而陽極702、空穴源703、發光區704、電子源705與陰極706則依序形成于基板701上；其中，電子源705與空穴源703皆由多層結構構成，而電子源705與空穴源703的各分層(sub-layer)705a、705b、703a或703b可分別由無機材料或有機材料構成。
為了增加各電子源與空穴源的導電率，可使用半金屬(semi-metal)作為各電子源與空穴源的材料來達到此目的。例如，含有離子添加物(ion-intercalated)的無機材料，或者含有離子摻雜物(ion-doped)的有機材料，來作為電子源與空穴源的材料，可達到10-6S/cm或更高的導電率。
圖8a-8c是根據本發明另一實施例所示的有機電致發光裝置800a、800b與800c，具有基板801，而陽極802、空穴源803a，803b或803c、發光區804、電子源805a，805b或805c與陰極806則依序形成于基板801上。請參照第8a圖，在本發明的一個實施例中，電子源805a由含有離子添加物的無機材料(N-型半金屬)構成，空穴源803a由含有離子摻雜物的有機材料(P-型半金屬)構成，而發光區804由一或多種有機材料構成。請參照第8b圖，在本發明的另一實施例中，空穴源803b由含有離子添加物的無機材料(P-型半金屬)構成，電子源805b由含有離子摻雜物的有機材料(N-型半金屬)構成，而發光區804由一或多種有機材料構成。請參照第8c圖，在本發明的又一實施例中，電子源805c由含有離子添加物的無機材料(N-型半金屬)構成，空穴源803c由含有離子添加物的無機材料(P-型半金屬)構成，而發光區804由一或多種有機材料構成。
上述使用于電子源的含有離子添加物的無機材料可例如是以氧化物為基礎(oxide-based)的堿金屬或堿土金屬化合物。以氧化物為基礎的無機化合物可由以下化學式所定義(characterized)的金屬氧化物構成Ax(MyOz)其中，x、y與z分別為大于零的正整數；A為堿金屬或堿土金屬元素；M選自金屬、過渡金屬與金屬合金；以及O為氧原子。
上述含有離子添加物的無機材料選自下列化合物LiMn2O4，LiCoO2，LiNbO3，Li2WO4，Cs2WO4，CsMnO4，CsVO4，CsTi6O13，MgTiO3，MgWO4，MgZrO3與Li(Ni0.8Co0.2)O2；在上述化合物中，Li＝鋰，Mn＝錳，O＝氧，Co＝鈷，Nb＝鈮，W＝鎢，Cs＝銫，V＝釩，Ti＝鈦，Mg＝鎂，Zr＝鋯，Ni＝鎳。
上述為可能使用于電子源的含有離子添加物的無機材料；而使用于空穴源的含有離子添加物的無機材料可以是無機化合物，此無機化合物可由以下化學式所定義的氧化物構成Px(MyOz)其中，x、y與z分別為大于零的正整數；P為p-型摻雜物，例如四氟四氰基醌二甲烷(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane，以下簡稱F4-TCNQ)；M選自金屬、過渡金屬與金屬合金；以及O為氧原子。
含有離子摻雜物的有機材料可以是含有p-型摻雜物的胺類(amine)，此種含p-型摻雜物的胺類的導電率約介于4*10-7至6*10-6S/cm之間，而不含離子摻雜物的有機材料的導電率則小于10-9S/cm(可視為電絕緣體)。含有離子摻雜物的有機材料也可以是摻雜鋰的有機材料，其具有約介于2*10-5至5*10-5S/cm之間的導電率。
圖9-12是根據本發明不同實施例所示的有機電致發光裝置。圖9a-9c中的空穴源903是由有機材料構成。如圖9a所示的有機電致發光裝置900a，具有基板901，而陽極902、空穴源903、發光區904、電子源905與陰極906則依序形成于基板901上；其中，空穴源903由空穴注入層構成，此空穴注入層是由摻雜有F4-TCNQ的花青銅(CuPc)構成。F4-TCNQ是一種p-型摻雜物，而摻雜有F4-TCNQ的CuPc則構成p-型半金屬。電子源905則由具有LiMn2O4的電子傳輸層構成，此LiMn2O4為一種含有離子添加物的無機材料。而發光區904則包括以下三個分層發光層904b(emissive layer，EML)，N-型緩沖層904a以及P-型緩沖層904c，其中，N-型緩沖層904a是形成于發光層904b與電子源905之間，而P-型緩沖層904c則形成于發光層904b與空穴源903之間。發光層904b包含一有機主體(organic host)，此有機主體摻雜有可發紅光的摻雜物；N-型緩沖層904a是由4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(4，7-diphenyl-1，10-phenan-throline，以下簡稱BPhen)構成；P-型緩沖層904c是由N，N’-雙-(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯苯-4，4’(NPB)構成。N-型緩沖層904a也可作為電子傳輸層之用；而P-型緩沖層904c也可作為空穴傳輸層之用。陰極906包括鋁電極906a以及電子注入層906b(electron injection layer，EIL)，此電子注入層906b是由LiF薄層構成。
電子源905除了如圖9a所示由單層電子傳輸層構成的外，電子源905也可由雙層電子傳輸層構成；如圖9b-9c所示的有機電致發光裝置900b與900c，具有基板901，而陽極902、空穴源903、發光區904、電子源905與陰極906則依序形成于基板901上；其中，圖9b所示的電子源905可分別由第一電子傳輸層905a與第二電子傳輸層905b構成，而圖9c所示的電子源905可分別由第一電子傳輸層905c與第二電子傳輸層905d構成。各層之間的相對關系如下如圖9b所示，第二電子傳輸層905b形成于發光區904上，第一電子傳輸層905a形成于電子傳輸層905b上，而陰極906則形成于第一電子傳輸層905a上；如圖9c所示，第二電子傳輸層905d形成于發光區904上，第一電子傳輸層905c形成于第二電子傳輸層905d上，而陰極906則形成于第一電子傳輸層905c上。如圖9b所示，在本發明的一個實施例中，第一電子傳輸層905a由LiMn2O4構成，而第二電子傳輸層905b由BPhen:Li構成；如圖9c所示，在本發明的另一實施例中，第一電子傳輸層905c由BPhen:Li構成，而第二電子傳輸層905d由LiMn2O4構成；在上述二實施例中，陰極906可由Mg:Ag構成。由于圖9b-9c中的空穴源903及發光區904的組成及功能，與第9a圖中的空穴源903及發光區904的組成及功能相同，在此不再贅述。
圖10a-10c是根據本發明另一實施例所示的有機電致發光裝置1000a、1000b與1000c，其中，電子源1005是由有機材料構成。如圖10a所示的有機電致發光裝置1000a，具有基板1001，而陽極1002、空穴源1003、發光區1004、電子源1005與陰極1006則依序形成于基板1001上；電子源1005為電子傳輸層，由BPhen:Cs構成。發光區1004包括以下三個分層發光層1004b，N-型緩沖層1004a以及P-型緩沖層1004c，其中，N-型緩沖層1004a是形成于發光層1004b與電子傳輸層1005之間，而P-型緩沖層1004c則形成于發光層1004b與空穴注入層1003之間。發光層1004b包含有機主體，此有機主體摻雜有可發紅光的摻雜物；N-型緩沖層1004a是由4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)構成；P-型緩沖層1004c是由N，N’-雙-(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯苯-4，4’(NPB)構成。N-型緩沖層1004a也可作為電子傳輸層之用；而P-型緩沖層1004c也可作為空穴傳輸層之用。在圖10a中，空穴源1003為空穴注入層，由摻雜有F4--TCNQ的氧化鎢(WO3)構成。而陰極1006包括鋁電極1006a以及電子注入層1006b，此電子注入層1006b是由LiF薄層構成。
在圖10b-10c中，陰極由Mg:Ag構成，空穴源1003可分別由圖10b中的第一空穴注入層1003a與第二空穴注入層1003b，或者圖10c中的第一空穴注入層1003c與第二空穴注入層1003d構成。如圖10b-10c所示的有機電致發光裝置1000b與1000c，具有基板1001，而陽極1002、空穴源1003、發光區1004、電子源1005與陰極1006則依序形成于基板1001上；各層之間的相對關系如下在圖10b中，第二空穴注入層1003b形成于陽極1002上，第一空穴注入層1003a形成于第二空穴注入層1003b上，而發光區1004則形成于第一空穴注入層1003a上；在圖10c中，第二空穴注入層1003d形成于陽極1002上，第一空穴注入層1003c形成于第二空穴注入層1003d上，而發光區1004則形成于第一空穴注入層1003c上。如圖10b所示，在本發明的一個實施例中，第一空穴注入層1003a由NPB:F4-TCNQ構成，而第二空穴注入層1003b由F4-TCNQ:WO3構成；如圖10c所示，在本發明的另一實施例中，第一空穴注入層1003c由F4-TCNQ:WO3構成，而第二空穴注入層1003d由NPB:F4-TCNQ構成。圖10b-10c中的電子源1005及發光區1004的組成及功能，與圖10a中的電子源1005及發光區1004的組成及功能相同，在此不再贅述。
圖11是根據本發明的一個實施例所示的有機電致發光裝置結構1100，具有基板1101，而陽極1102、空穴源1103、發光區1104、電子源1105與陰極1106則依序形成于基板1101上；其中，電子源1105與空穴源1103皆由無機材料構成。電子源1105為電子傳輸層，由LiMn2O4構成，空穴源1103為空穴注入層，由F4-TCNQ:WO3構成。陰極1106包括鋁電極1106a以及電子注入層1106b，此電子注入層1106b是由LiF薄層構成。圖11中的發光區1104的組成及功能，與圖9a中的發光區904的組成及功能相同，在此不再贅述。
圖12是根據本發明的一個實施例所示的有機電致發光裝置結構1200，具有基板1201，而陽極1202、空穴源1203、發光區1204、電子源1205與陰極1206則依序形成于基板1201上；其中，陰極1206由Mg:Ag構成，而電子源1205與空穴源1203各包括一無機材料與一有機材料。在圖12中，電子源1205由電子傳輸層1205a與1205b構成，空穴源1203由空穴注入層1203a與1203b構成，其中，電子傳輸層1205a或1205b可由BPhen:Li或LiMn2O4構成，而空穴注入層1203a或1203b可由NPB:F4-TCNQ或F4-TCNQ:WO3構成。在本發明的實施例中，第一電子傳輸層1205a由BPhen:Li構成，第二電子傳輸層1205b由LiMn2O4構成；而第一空穴注入層1203a由NPB:F4-TCNQ構成，第二空穴注入層1203b由F4-TCNQ:WO3構成。圖12中的發光區1204的組成及功能，與圖9a中的發光區904的組成及功能相同，在此不再贅述。
概括而言，有機電致發光裝置結構包括陰極、空穴源、發光區、電子源與陽極，而本發明經由調整空穴源、電子源與發光區的導電率來改善有機電致發光裝置裝置的效能。各層材料的導電率大小分別如下所示電子源與空穴源的導電率大于發光區的導電率，但小于陰極與陽極的導電率。電子源與空穴源的導電率優選介于10-8至102S/cm。除此之外，電子源及/或空穴源基本上由一或多種無機材料構成。另外，一層或多層的緩沖層也可形成于陰極與陽極之間，且上述的緩沖層可為發光區的一部分。
經由上述調整空穴源、電子源與發光區的導電率的方式，可使本發明的有機電致發光裝置具有以下優點1.使電極與有機層的界面處不容易累積電荷，因此界面處也不容易產生大量的焦耳熱與高的載子注入能壘，進而提高組件的穩定性，并降低操作電壓。
2.在本發明的一個實施例中，經由在高導電率的電極與低導電率的有機層之間形成具有中導電率的半金屬材料，可降低ITO陽極的表面尖銳結晶(spike)的影響，并可作為良好的熱流緩沖層，避免發光區域受到熱干擾而影響發光效率。
雖然本發明已以優選實施例說明如上，但是其并非用以限定本發明，任何本領域熟練技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，可進行更改與修飾，因此本發明的保護范圍以所附權利要求書所要求的為準。
權利要求
1.一種有機電致發光裝置，包括陰極；陽極；以及層狀結構，形成于該陰極與該陽極之間，該層狀結構包括空穴源，緊鄰于該陽極；電子源，緊鄰于該陰極；以及發光區，形成于該空穴源與該電子源之間，該發光區由含有摻雜物的有機材料構成，而該空穴源、電子源與發光區分別具有各自的導電率，其中該空穴源的導電率介于10-8至102S/cm之間；該電子源的導電率介于10-8至102S/cm之間；該發光區的導電率小于10-8S/cm；以及該陰極與該陽極的導電率大于或等于102S/cm，其中該電子源及/或該空穴源包含無機材料。
2.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源包含P-型半金屬，該電子源包含N-型半金屬，而該發光區則包含導電率小于10-8S/cm的電絕緣體。
3.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源包括含離子添加物的無機材料，該電子源包括含離子摻雜物的有機材料。
4.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源包括含離子添加物的無機材料，該電子源包括含離子添加物的無機材料。
5.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源包括含離子摻雜物的有機材料，該電子源包括含離子添加物的無機材料。
6.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該發光區包括發光層以及P-型緩沖層，其中該P-型緩沖層形成于該發光層與該空穴源之間。
7.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該發光區包括發光層以及N-型緩沖層，其中該N-型緩沖層形成于該發光層與該電子源之間。
8.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該電子源為一層或多層結構，且該電子源含有鋰離子。
9.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該電子源包括含有LiMn2O4的分層以及含有BPhen:Li的分層。
10.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源為一層或多層結構，且該空穴源包括TCNQ。
11.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，其中該空穴源包括含有NPBF4-TCNQ的分層以及含有F4-TCNQWO3的分層。
12.如權利要求1所述的有機電致發光裝置，還包括LiF層，其形成于該陰極與該電子源之間。
全文摘要
在本發明實施例中的有機電致發光裝置結構包括陽極、空穴源、發光區、電子源與陰極，其中，電子源與空穴源在材料的選擇上遵守下列原則電子源與空穴源的導電率大于發光區的導電率。在本發明的實施例中，電子源與空穴源的導電率優選為10
文檔編號H01L51/54GK1845356SQ20061007144
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月28日 優先權日2005年8月10日
發明者劉醕炘 申請人:友達光電股份有限公司