CN1190998C - 白光有机电激发光元件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种有机电激发光元件及其制作方法，尤指一种可投射出白色光源的有机电激发光元件，其主要构造是包括有一基板、下部电极、有机层、对向电极、隔离密封层，其中有机层是选用可投射出蓝色光源，而该蓝色光源一旦照射到已固设于隔离密封层内表面上的一色彩转换层时，其中部分蓝光将会转换为红光及绿光，藉由此三色的混合而投射出所需要的白光，由于该色彩转换层是事先形成于密封隔离层的内表面，而非直接成长于基板或对向电极表面，故无需考虑后续构件形成时因制程高温对先前已形成的色彩转换层或有机层造成伤害，不仅制程较为简易，且可致使元件使用寿命得以延长。

Description

白光有机电激发光元件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种有机电激发光元件及其制作方法，尤指一种白光有机电激发光元件及其制作方法。

背景技术

白光发光二极管由于具备有体积小、使用寿命长、耐撞击、省电源、不含有毒化合物及低应答时间等功效，因此一直被视为新世纪照明光源的最佳。

而可发射出白色光源的发光二极管诸多材质中，其中有机电激发光元件(Organic electroluminescent device，后称有机EL元件)由于具有视野角度大、低应答时间、显示器厚度薄、低电力消耗、制程简单、耐撞击、不需背光源及可发射出全彩光源的优点，因此在新一代显示面板中受到各方的注目及使用。

请参阅图1，是常用有机电激发光元件的构造截面图，其主要是在一基板11上形成一下部电极(transparent electrode)13，并在下部电极13的适当位置依序蒸镀形成有一包括有一空穴注入层(hole injection layer)、空穴传递层(hole transport layer)、有机发射层(organic emitting layer)或电子传递层(electron transport layer)的有机层15、对向电极(opposed electrode)17及隔离密封层19。由于有机层15受限于材质特性关系，一次只能发射出一种色光，例如蓝光、红光或绿光，因此若要有机EL元件投射出白色光源，则必须对上述构件做些许的改变。

例如，美国专利第5,757,026号由The Trustees of Princeton University所揭察的「Multicolor organic light emitting devices」、或美国专利第6,037,190号由Industrial.Technology research Institute所揭露的{Method forfabricating an organic electro-luminescent device」。请参阅图2，是类似美国专利第6,037,190号所揭露可投射白光有机EL元件的构造截面图，其主要是在下部电极13与对向电极17之间分别形成有三个有机层25G、25R及25B，并可个别发射出相对应的绿光(G)、红光(R)及蓝光(B)来，再藉由这三色光的混合即可投射出所需要的白色光源。

然而，此种有机EL元件却存在有下述的缺点；

(1)由于红光有机层的使用寿命相较于其它色光有机层较短，因此常因为红光有机层的不能使用而致使整个有机EL元件失去效用；(2)欲在一个基板上分别形成不同色光的有机层，制程上非常烦琐；及(3)不同的色光有机层所需要的驱动电压并不相同，相对亦形成使用设计上的麻烦。

为此，具有白光有机EL元件的第二种研究方向，如美国专利第6,008,578号由Hsing Chen所揭露的[Full-color organic electroluminescentdevice with spaced apart fluorescent areas]、美国专利第5,294,870号，由Bastman Kodak Company所揭露的[organic electroluminescent multicolorimage display device]、或美国专利第5,717,289号由NEC Corporation所揭露的[Multicolor Organic light emitting devices]。请参阅图3，是类似美国专利第5,717,289号的白光有机EL元件构造截面图，其主要是在下部电极13与基板11之间形成有一色彩转换层30，该色彩转换层30是可由荧光粉物质所组成，当下部电极13与对向电极17通电时，有机层15将可发射出蓝色光源(B)，而蓝光B在通过色彩转换层30时将有部分可转换为红光(R)及绿光(G)，所以可将有R、B、G三原色投射出来，业经混合作用后即可投射出所需要的白色光源。

但是，上述由色彩转换层30以转换色光的构件，其色彩转换层30是将设置于基板11与下部电极13之间，如此将影响有机层15在后续制作时的表面不平坦，相对也将影响有机层15的使用寿命。

又，另有一种常用构造是将色彩转换层30设于有机层15的垂直延伸上表面位置，但是，此种构造是在有机层15形成后才制作色彩转换层30，如此在制作色彩转换层30时，其蒸镀工作高温将伤害了先前已形成的有机层15，同样将可能造成显像品质的不稳定及裂化遗憾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述各种常用白光有机EL元件所发生的问题，而提出一种利用简单的制程以达到延长元件使用寿命及显示品质稳定功效的白光有机电激发光元件及其制作方法。

本发明的上述技术问题是由如下技术方案来实现的。

一种白光有机电激发光元件，包括有：一基板；一形成于该基板上表面的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，横设于该下部电极的表面，可发射出第一色光；至少一透光对向电极，形成于该有机层的表面；及一覆盖该有机层及对向电极的隔离密封层；其特征是：

隔离密封层内表面固设有一色彩转换层，该色彩转换层可将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光。

该元件除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

该下部电极是由一透光材质所制成。

该基板的底表面尚可加设有一彩色滤光片。

该隔离密封层是由一透光材质所制成。

该隔离密封层内包括有多个有机层，而两有机层间存在有一间隙。

该有机层所投射的第一色光是蓝光。

本发明的上述技术问题还可由如下另一技术方案来实现。

一种白光有机电激发光元件，包括有：一基板；一形成于该基板上表面的透光下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，横设于该下部电极的表面，可发射出第一色光；至少一形成于该有机层表面的对向电极：一覆盖该有机层及对向电极的隔离密封层；其特征是：

一固设于该基板底侧的透光下部密封隔离层，该下部密封隔离层内表面固设有一色彩转换层，该色彩转换层可将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光。

该元件除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

该隔离密封层及对向电极是为透光材质所制成，用以方便投射第一色光。

该有机层所发射的第一色光是为蓝光。

本发明还提供一种用于上述白光有机电激发光元件的制作方法，其主要步骤包括：

A.于一基板上表面形成一下部电极；

B.横跨于下部电极的表面形成一可投射第一色光的有机层，而该有机层的表面再形成一对向电极；

C.形成一色彩转换层于一隔离密封层的内表面，该色彩转换层是将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光；及

D.将该隔离密封层连同色彩转换层固设于基板的表面，并将有机层及对向电极密封于隔离密封层内。

该白光有机电激发光元件制作方法，除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

尚可包括于基板的底侧加设一彩色滤光片。

该步骤D以下列步骤将该隔离密封层连同色彩转换层固设于基板的底侧；

基板的上表面加设有一下部隔离密封层，并将有机层及对向电极密封于下部隔离密封层内。

本发明的上述技术问题还可由如下另一技术方案来实现：

一种制作白光有机电激发光元件的方法，其主要步骤包括：

A.于一基板上表面形成一具有透光功能的下部电极；

B.横跨于下部电极的表面形成一可投射第一色光的有机层，而该有机层的表面再形成一对向电极；

C.于该基板的上表面形成有一隔离密封层，该隔离密封层，并可将有机层及对向电极密封于该隔离密封层内；

D.形成一色彩转换层于一下部隔离密封层的内表面，该色彩转换层是将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光；及

E.将该下部隔离密封层连同色彩转换层固设于基板的底侧。

本发明的优点在于：

1、本发明利用一简易的制作方法即可让一色光有机EL元件投射出白色光源，不仅投射光源品质稳定，且可延长元件使用寿命。

2、本发明所提供的一种白光有机电激发光元件及其制作方法，其色彩转换层是事先固设于隔离密封层的内表面，故在制作上将可避免有机层及色彩转换层间所存在的互相影响或伤害，藉此简化制作流程及确保元件品质。

3、经由透光隔离密封层的巧妙设立，而可在一有机EL元件上的两边分别投射出不同的色光。

兹为对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例结合附图详细说明如后：

附图说明

图1是常用有机电激发光元件的构造截面图；

图2是一常用白光有机电激发光元件的构造截面图；

图3是另一种常用白光有机电激发光元件的构造截面图；

图4是本发明一较佳实施例的构造截面图；

图5是本发明另一实施例的构造截面图；及

图6是本发明又一实施例的构造截面图。

具体实施方式

首先，请参阅图4，是本发明一较佳实施例的构造截面图：如图所示，首先仍在一基板41上表面形成一下部电极43，并在下部电极43的适当位置依序形成有一至少包括有一有机发射层(Organic emitting layer)的有机层45及对向电极(opposed electrode)47，在此之前的制作步骤方式与一般常用雷同。但，本发明的特征在于将隔离密封层49固设于基板41之前会事先将一可由荧光物质所组成的色彩转换层40形成于隔离密封层49的内表面，该色彩转换层40将随同隔离密封层49一起密封于基板41上，以完成有机EL元件的制作。当下部电极43与对向电极47产生电流导通时，有机层45将可产生色光，如本实施例所使用的蓝光(B)，投射而出的蓝光B(第一色光)将可穿越对向电极47或隔离密封层49内的其它空间间隔而照射到色彩转换层40，部分第一色光B将可经由色彩转换层40的作用而转换为红光(R；第二色光)及绿光(G；第三色光)，而转换后的G及R可再藉由隔离密封层49的反射，外加上自行照射的蓝光B以穿过基板41而投射出R、G、B三原色(如箭头虚线所示)，由此以混合作用后而成为白色光源。

由于，该有机层45是可自行发射出蓝光B，且其往下照射的光程较接近基板41位置，因此其光强度或光照度相对于反射而来的红光R或绿光G相对较强，为了避免白光太偏于蓝色系列，故本发明亦可在基板41的底侧固设有一彩色滤光片42，以去除一定比例的蓝光B，致使可得到良好的B、R、G混合比例。

当然，在上述实施例中，其下部电极43及对向电极47皆需要被光源穿透，故下部电极43及对向电极47都需采用透光导电的材质制成。

由于上述实施例中，其色彩转换层40是事先固定于隔离密封层49内表面，并不直接在基板表面或于有机层垂直延伸方向形成，故制作上就无需考虑两者间孰先孰后流程问题，当然亦就无相互间因工作高温而伤害另一构件的遗憾。

再者，请参阅图5，是本发明的又一实施例构造截面图；如图所示，其主要是为了解决上述实施例蓝光强度相对较强的遗憾，故在同一大小的单位基板41、下部电极43上及隔离密封层59内设有多个截面积相对较小的有机层55及对向电极57，两有机层55间存在有一内部间隙50，以有效减少蓝光B的产生量，但由于有机层55是四面发射，故其照射到色彩转换层40并经作用转换为红光R及绿光G的光子相对减少量较小，因此可得到较佳的R、G、B混合比例。

另外，在此实施例中，其隔离密封层59若是采用透光材质所制成，则有机层55所照射出的光源将可经由色彩转换层40而直接投射出R、G、B三原色或混合成白色光源(如箭头实线所示)，故如此实施例的下部电极43及基板41即无需一定采用透光材质所制成。

最后，请参阅图6，为本发明又一实施例构造截面示意图；如图所示，从基板41起至隔离密封层49为止的制作步骤是与常用有机EL元件制作流程相同。但，本发明却于有机EL元件完成后，在基板41的底侧固设有一透光材质制成的下部隔离密封层69，而该下部隔离密封层69的内表面可事先固设有一色彩转换层40，故同样可转换由有机层45照射过来的部分蓝光B成为红光R及绿光G，并致使混合成白色光源。

又，若在顶面的隔离密封层49及对向电极47若是采用透光材质所制成，则有机层45所向上照射的蓝光B亦可直接经由隔离密封层49投射出去。

综上所述，当知本发明是有关于一种有机电激发光元件及其制作方法，尤指一种可投射出白色光源的有机电激发光元件，不仅制程相对较为简易，且元件的使用寿命可得以延长。故本发明实为一具有新颖性、进步性及可供产业利用者，应符合我国专利法所规定的专利申请要件，依法提出发明专利申请。

以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的专利范围内。

Claims (10)

1、一种白光有机电激发光元件，包括有：一基板；一形成于该基板上表面的下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，横设于该下部电极的表面，可发射出第一色光；至少一透光对向电极，形成于该有机层的表面；及一覆盖该有机层及对向电极的隔离密封层；其特征是：

隔离密封层内表面固设有一色彩转换层，该色彩转换层可将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光。

2、根据权利要求1所述的白光有机电激发光元件，其特征是：该下部电极是由一透光材质所制成。

3、根据权利要求2所述的白光有机电激发光元件，其特征是：该基板的底表面加设有一彩色滤光片。

4、根据权利要求1所述的白光有机电激发光元件，其特征是：该隔离密封层是由一透光材质所制成。

5、根据权利要求1所述的白光有机电激发光元件，其特征是：该下部电极的表面直接设有多个有机层，相邻的两个有机层间存在有一间隙，而多个有机层可被同一个隔离密封层予以覆盖。

6、一种白光有机电激发光元件，包括有：一基板；一形成于该基板上表面的透光下部电极；至少一包括有一有机电激发射层的有机层，横设于该下部电极的表面，可发射出第一色光；至少一形成于该有机层表面的对向电极：一覆盖该有机层及对向电极的隔离密封层；其特征是：

一固设于该基板底侧的透光下部隔离密封层，该下部隔离密封层内表面固设有一色彩转换层，该色彩转换层可将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光。

7、根据权利要求6所述的白光有机电激发光元件，其特征是：该隔离密封层及对向电极是为透光材质所制成，用以方便投射第一色光。

8、一种白光有机电激发光元件的制作方法，其主要步骤包括：

A.于一基板上表面形成一下部电极；

B.横跨于下部电极的表面形成一可投射第一色光的有机层，而该有机层的表面再形成一对向电极；

C.形成一色彩转换层于一隔离密封层的内表面，该色彩转换层是将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光；及

D.将该隔离密封层连同色彩转换层固设于基板的表面，并将有机层及对向电极密封于隔离密封层内。

9、根据权利要求8所述的白光有机电激发光元件制作方法，其特征是：包括于基板的底侧固设一彩色滤光片。

10、一种白光有机电激发光元件的制作方法，其主要步骤包括：

A.于一基板上表面形成一具有透光功能的下部电极；

B.横跨于下部电极的表面形成一可投射第一色光的有机层，而该有机层的表面再形成一对向电极；

C.于该基板的上表面形成有一隔离密封层，该隔离密封层可将有机层及对向电极密封于该隔离密封层内；

D.形成一色彩转换层于一下部隔离密封层的内表面，该色彩转换层是将第一色光的部分转换为第二色光及第三色光；及

E.将该下部隔离密封层连同色彩转换层固设于基板的底侧。

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