CN101887946B

CN101887946B - 有机电激发光装置的制作方法与其影像显示系统

Info

Publication number: CN101887946B
Application number: CN200910246299.8A
Authority: CN
Inventors: 陈英杰; 西川龙司
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: TW201044906A; TWI513368B; CN101887946A

Abstract

本发明涉及一种有机电激发光装置的制作方法，以及包括此有机电激发光装置的影像显示系统。上述有机电激发光装置的制作方法包括提供一基板，在基板上形成一第一电极，在第一电极上形成含有多个结晶体的一有机层，在有机层上以及形成一第二电极。各结晶体包括微粒。

Description

有机电激发光装置的制作方法与其影像显示系统

技术领域

本发明涉及一种有机电激发光装置(organic electroluminescencedevice)和其制作方法，以及包括此有机电激发光装置的影像显示系统。本发明所提供的有机电激发光装置、制作方法及影像显示系统系具有改善的电荷注入能力(charge injection ability)及发光效能。

背景技术

有机电激发光装置又可称为有机发光二极管(Organic lightemitting diodes；OLEDs)装置，其具有自发光、无视角、省电、制作容易、成本低、高应答速度以及全彩化等优点，因此具有极大的应用潜力，可望成为下一代平面显示器的主流。

现有技术用于增进有机电激发光装置的发光效能的方式多半利用材料改善、元件结构改变或光学模型修饰(optical modelingmodification)等方式，然而这些方式通常伴随着研发成本高、制作繁杂及其它缺点，因此对于批量生产有机电激发光装置而言是相当不利的。

发明内容

有鉴于上述，本发明的一个目的是提供一种具有改善的电荷注入能力及发光效能的有机电激发光装置和其制作方法，以及包括此有机电激发光装置的影像显示系统。

为实现上述与其它目的，本发明的一个实施例提供了一种有机电激发光装置的制作方法，包括：提供一基板；在基板上形成一第一电极；在第一电极上形成含有多个结晶体的一有机层，各结晶体包括微粒，且有机层包括一发光层；以及在有机层上形成一第二电极。

本发明的另一个实施例提供了一种影像显示系统，包括一有机电激发光装置，且其包括：一基板；位于基板上方的一第一电极；位于第一电极上的一有机层，此有机层包括一发光层；以及位于有机层上的一第二电极。上述有机层包括多个结晶体，而各结晶体包括微粒作为晶核。

为使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1显示根据本发明的一个实施例所提供的制作有机电激发光装置的流程图；

图2A为根据本发明的一个实施例所提供的一有机电激发光装置的简单剖面示意图；

图2B为根据本发明的另一实施例所提供的一有机电激发光装置的简单剖面示意图；

图2C为根据本发明的又另一实施例所提供的一有机电激发光装置的简单剖面示意图；及

图3显示根据本发明的一个实施例所提供的一种影像显示系统的配置示意图。

主要元件符号说明

20、20’、20”、20’”有机电激发光装置

22基板 24第一电极

26微粒 28有机层

29、29’次有机层 30结晶体

32电洞注入层 34电洞传输层

36发光层 38电子传输层

40电子注入层 44第二电极

200显示面板 300输入单元

600影像显示系统

具体实施方式

本发明列举的一些实施例详述如下，其中相同数字的元件符号表示相同或具有相同功能的元件，而所附的相关附图并未依据实际比例绘制，其作用仅在于表达本发明的结构特征。当以下说明表示一元件位于另一元件之上时，其可表示此元件为直接位于另一元件的上面或可存有中间元件，而当表示一元件“直接”位于另一元件上时，则表示其间没有中间元件。

首先，本发明的一个实施例主要提供一种有机电激发光装置的制作方法，其可在不影响当前有机电激发光装置的制作的情况下，有效改善有机电激发光装置的电荷注入能力和发光效能。

图1显示根据本发明的一个实施例所提供的制作有机电激发光装置的方法的流程图，而图2A为根据本发明一个实施例所提供的一有机电激发光装置20’的简单剖面示意图。

参照图1及图2A，首先在步骤S10中提供一基板22。基板22一般可为玻璃或塑料材质，其根据有机电激发光装置20’的实际需求而定。

接着，在步骤S12中，在基板22上形成第一电极24。当第一电极24为阳极，其材质可包含透明的金属氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌铝(AZO)、氧化锌(ZnO)或类似材料，或不透明的金属，例如金、银、铝、铂或其它类似材料。第一电极24可例如利用溅镀、电子束蒸镀、热蒸镀、化学气相沉积或其它方法而形成，本发明并非以此为限。在本实施例中，第一电极24为阳极，其由厚度约30纳米的氧化铟锡所构成。

参照步骤S14，在第一电极24上形成含有多个结晶体30的有机层28，而各结晶体30包含微粒26。有机层28包括一发光层36(emitting layer；EL)使电子和电洞可于其内再结合以产生激子(exciton)，进而可依据发光层36的材料特性产生不同颜色的发光机制。然而一般而言，形成有机层28的步骤可再包括形成一个或多个次有机层29、29’的步骤，其中，次有机层29、29’通常用以辅助发光层36的发光效率，且一般选自由电洞注入层32(Hole InjectionLayer；HIL)、电洞传输层34(Hole Transport Layer；HTL)、电子传输层(Electron Transport Layer；ETL)38和电子注入层(Electron InjectionLayer；EIL)40所组成的族群。

在本实施例中，将直径尺寸约0.2微米(μm)的硅材质的微粒26直接散布于第一电极24的表面上，接着利用蒸镀法(vapordeposition)而于第一电极24上依次沉积有机层28的电洞注入层32、电洞传输层34、发光层36、电子传输层38以及电子注入层40。如此一来，当有机材料进行沉积时，这些微粒26会作为晶核，而诱导有机材料形成结晶体30，其中，次有机层29与结晶体30系同时形成。在此实施例中，有机电激发光装置20’的有机层28包含有机小分子材料，且有机层28可利用热蒸镀法于例如约280℃至约500℃的高温以及例如10^-6torr以下的低压条件下而形成。

在本实施例中，电洞注入层32由厚度约5纳米的4，4′，4″-三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]三苯胺(4，4′，4″-tris[N，(3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-triphenylamine、m-TDATA)所构成，电洞传输层34由厚度约10纳米的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]联苯(4，4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl、α-NPD)所构成，电子传输层38由厚度约30纳米的双-10-羟基苯铍(bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium、BeBq2)所构成，而电子注入层40则由厚度约1奈米的氟化锂(LiF)所构成。发光层36可例如包含8-羟基喹啉-铝(8-hydroxyquinoline aluminum、Alq₃)的主体材料掺以适量的RD3红光掺杂物(由Kodak制造贩售)、或8-羟基喹啉-铝(8-hydroxyquinoline aluminum、Alq3)的主体材料掺以适量的绿光掺杂物10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氢-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7-8-i，j]-喹啉-11-酮(10-(2-Benzothiazolyl)-2，3，6，7-tetrahydro-1，1，7，7-tetramethyl-1H，5H，11H-(1)benzopyropyrano(6，7-8-I，j)quinolizin-11-one、C545T)，或9，10-双-(2-萘基)(9，10-bis(2-naphthyl)anthracene、ADN)的主体材料掺以适量的蓝光掺杂物双[4-(二对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl、DPAVBi)。然而，上述层别的材质及厚度系可视实际需求而改变，本发明并非受限于此。

之后，在步骤S16中，在有机层28上形成一第二电极44。当第二电极44为阴极，其主要可包含可注入电子于发光层36的任何材质，例如为低功函数的材料。在本实施例中，第二电极44为阴极，其由厚度约80纳米的氧化铟锌所构成。

在本发明的实施例中，当有机层28中存在结晶体30，则有机电激发光装置10’将具有较佳的电荷注入能力和发光效能。

参照图2A所示的实施例，有机电激发光装置20’的有机层28包含分别位于发光层36与第一电极24以及发光层36与第二电极44之间的次有机层29和29’，其中，次有机层29包含电洞注入层32与电洞传输层34，而次有机层29’则包含电子传输层38以及电子注入层40。

在此实施例中，结晶体30位于次有机层29中，而形成此次有机层29时可将微粒26散布于第一电极24上，接着通过蒸镀一有机材料而具有结晶体30的次有机层29，其中次有机层29与结晶体30同时形成。参照图2A，结晶体30位于次有机层29的电洞注入层32与电洞传输层34中。

一般而言，利用蒸镀法形成有机层的有机小分子材料并不容易结晶，因此现有有机小分子材料所构成的有机层通常为非晶形结构。然而本发明的实施例利用微粒26本身作为用以诱导有机小分子材料结晶之晶核，进而在有机层28中形成结晶体30。对于有机电激发光装置20’而言，有机层28中的结晶体30将具有相对于有机层28的非晶形结构有较高的电荷迁移率，因此有机电激发光装置20’的电荷注入能力以及元件效能均能获得提升。在此实施例中，在固定电流密度20Ma/cm²下量测有机电激发光装置20’的亮度(luminance)，其证实结晶体30的发光效能会较非结晶形态提升20％。

在本发明的实施例中，微粒26主要作为诱导有机层28形成结晶体30的晶核，其材质、尺寸和形状并非影响本发明的实施的重要因素。然而，微粒26的尺寸一般可根据实际需求而介于约10埃至约80,000埃之间，且微粒26可选自由元素周期表第IIIB族、第IVB族、第VB族、第VIB族、第VIIIB族、第IB族、第IIB族、第IIIA族及第IVA族所组成之族群中，例如选自于Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、C或Si及其混合物。

在此实施例中，每一微粒26所诱导形成的结晶体30可大抵为球状，而这些结晶体30的直径尺寸则可根据有机层28的有机小分子材料而大抵介于约1微米(μm)至约70微米之间，且各个结晶体30在有机电激发光装置20’的操作下将造成大抵为圆形的亮点区域，而此亮点区域的直径尺寸介于1微米至90微米之间。

在一实施例中，微粒26在第一电极24上的散布浓度优选为每平方厘米的60％～80％的面积。

尽管在此实施例中，结晶体30大抵位于有机层28的靠近第一电极24的次有机层29中，然而本发明并非以此为限，例如图2B显示根据本发明另一实施例所提供的有机电激发光装置20”的简单剖面示意图，其中，结晶体30位于次有机层29’中，例如电子传输层38以及电子注入层40中。附图中相同数字的元件符号表示相同或具有相同功能的元件，此处不再赘述。

图2C则显示根据本发明又一实施例所提供的有机电激发光装置20’”的简单剖面示意图。在此实施例中，多个结晶体30位于发光层36中，而形成发光层36的步骤包括散布多个微粒26于例如次有机层29之电洞传输层34上，之后使用一发光材料进行沉积而形成发光层36，使得这些微粒26可作为晶核而用以诱导上述发光材料围绕于晶核产生结晶，其中发光层36及结晶体30同时形成。

在本发明的实施例中，微粒26可选择性地散布于电极的表面或者有机层28的某一层别上，而微粒26的散布则可于沉积有机小分子材料的有机层28的步骤前或同时而进行，如此微粒26可作为晶核而用以诱导有机层28形成结晶体30，进而增进有机电激发光装置(20’、20”、20’”)的电荷注入能力及元件效能。在本发明的实施例中，有机层28的电洞注入层32、电洞传输层34、发光层36、电子传输层38和电子注入层40的厚度并无特别的限制，其可视实际需求而调整。微粒26和结晶体30可根据微粒26的尺寸以及有机层28的各个层别的厚度和材料而涵盖于有机层28中的一个或多个层别内，本发明并非以此为限。

在实际应用时，有机层28中所包含的有机层别可视实际情况而增加或减少，本发明并非限于上述实施例所示的结构。

在本发明的实施例中，有机层28仅需利用微粒26诱导而形成结晶体30，如此可在不需影响当前制作的条件下，简单并且有效增进有机电激发光装置(20’、20”、20’”)的电荷注入能力、以及电流效率和能量效率。

图3显示根据本发明的一个实施例所提供的一种影像显示系统600的配置示意图，其中，影像显示系统600包含具有上述实施例所提供的有机电激发光装置20的显示面板200。影像显示系统600还包含与显示面板200耦接的输入单元300，其中，输入单元300传输讯号至显示面板200，以使显示面板200显示影像。本实施例所提供的影像显示系统600可例如为移动电话、数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器、或可携式播放机。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种有机电激发光装置的制作方法，包括以下步骤：

提供一基板；

在所述基板上形成一第一电极；

在所述第一电极上形成含有多个结晶体的有机层，各结晶体包括微粒，且所述有机层包括一发光层；以及

在所述有机层上形成一第二电极；

其中，所述结晶体位于所述发光层中，形成发光层的步骤包括：

将所述微粒散布于所述第一电极上；以及

使用一发光材料进行沉积而形成所述发光层，使得这些微粒作为晶核而诱导所述发光材料围绕于所述晶核产生结晶，而产生所述结晶体，其中，所述发光层及所述结晶体同时形成。

2.根据权利要求1所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，所述微粒于所述第一电极上的散布浓度为每平方厘米的60％～80％的面积。

3.根据权利要求1所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，含有所述结晶体的所述有机层的形成步骤包括：以蒸镀法形成所述有机层。

4.根据权利要求1所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，所述有机层为有机小分子材料。

5.根据权利要求1所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，所述微粒的尺寸介于10埃至80,000埃。

6.一种有机电激发光装置的制作方法，包括以下步骤：

提供一基板；

在所述基板上形成一第一电极；

在所述有机层上形成一第二电极；

其中，所述形成有机层的步骤包括：

形成一次有机层，且所述结晶体位于所述次有机层中；

所述形成次有机层的步骤包括：

将所述微粒散布于所述第一电极上；以及

使用一有机材料进行沉积而形成所述次有机层，使得所述微粒作为晶核而诱导所述有机材料围绕于晶核产生结晶，而产生所述结晶体，其中，所述次有机层及所述结晶体同时形成。

7.根据权利要求6所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，所述次有机层选自由一电子传输层、一电子注入层、一电洞传输层及一电洞注入层所组成的族群中。

8.根据权利要求6所述的有机电激发光装置的制作方法，其中，所述微粒于所述第一电极上的散布浓度为每平方厘米的60％～80％的面积。

9.一种影像显示系统，包括：

一有机电激发光装置，包括：

一基板(22)；

一第一电极(24)，位于所述基板(22)上方；

一有机层(28)，由一有机材料形成且位于所述第一电极(24)上，且所述有机层包括一发光层(36)与多个结晶体；以及

一第二电极(44)，位于所述有机层(28)上，

其中，所述有机层(28)包括多个微粒(26)，所述微粒作为晶核而诱导所述有机材料围绕于该晶核以产生所述结晶体，其中，所述有机层与所述结晶体是同时形成的。

10.根据权利要求9所述的影像显示系统，其中，所述结晶体位于所述发光层中。

11.根据权利要求9所述的影像显示系统，其中，所述有机层还包括一次有机层，且所述结晶体位于所述次有机层中，其中，所述次有机层选自由一电子传输层、一电子注入层、一电洞传输层及一电洞注入层所组成的族群中。

12.根据权利要求9所述的影像显示系统，其中，所述有机层为有机小分子材料。

13.根据权利要求9所述的影像显示系统，其中，所述微粒的尺寸介于10埃至80,000埃。

14.根据权利要求9所述的影像显示系统，还包括：

一显示装置，所述显示装置包括所述有机电激发光装置。

15.根据权利要求14所述的影像显示系统，还包括：

一电子装置，其中，所述电子装置包括：

所述显示装置；以及

一输入单元，与所述显示装置耦接，其中，所述输入单元传输讯号至所述显示装置，以使所述显示装置显示影像。

16.根据权利要求15所述的影像显示系统，其中，所述电子装置为一移动电话、数码相机、个人数字助理、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器、或携带式数字激光视盘播放器。