CN1568108A - 有机电激发光组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种有机电激发光组件及其制造方法，此组件包括一基板、配置在基板上的一阳极、配置在阳极上一发光层、配置在发光层上的一阴极以及配置在阴极与发光层之间的一离子掺杂层，其中离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或其它离子化合物。

Description

有机电激发光组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种有机电激发光组件(OEL)及其制造方法，特别是一种具有低驱动电压的有机电激发光组件及其制造方法。

背景技术

目前具有重量轻与高效率特性的显示器，例如液晶显示器，已广泛发展。然而，液晶显示器仍然有许多的问题，例如视角不够广、应答时间不够快而使其无法使用在高速的动画中以及需要背光板以致更耗电等等。尤其是，液晶显示器还存在一问题，就是无法做到大型化面板。

而现今已有一种新的平面显示器技术可以解决上述的问题，此种新的平面显示器即近年来所发展的有机电激发光显示器。有机电激发光显示器是一种利用有机发光材料自发光的特性来达到显示效果的显示组件。其主要是由一对电极以及一发光层所构成，其中此发光层中含有发光材料。当电流通过透明阳极及金属阴极间，以使电子和电洞在发光材料内结合而产生激子时，便可以使发光材料产生放光机制。

有机电激发光组件包括有机发光二极管组件(OLED)以及高分子发光二极管组件(PLED)。此二种组件主要的差别仅在发光层材质的应用不同。有机发光二极管组件的发光层所使用的材料是具有发光特性的小分子有机物。而高分子发光二极管组件的发光层所使用的材料是具有发光特性的高分子材料。

关于有机电激发光组件结构的说明如下。

如图1所示的一种习知有机电激发光组件剖面示意图。

参照图1，习知的有机电激发光组件包括一基板100、配置在基板100上的一阳极102、配置在阳极102上的一发光层104、配置在发光层104上的一阴极106。另外，在阴极106的上方配置有一盖板110，且盖板110与基板100的周围配置有一框胶108，以将此有机电激发光组件封包起来。

其中，习知有机电激发光组件的阴极106材质常用的是氟化锂/铝(LiF/Al)、钡/铝(Ba/Al)或镁/银(Mg/Ag)等双层导电层。特别是，钡/铝，其是现今最常被使用在有机电激发光组件的阴极106。而这些用来作为阴极106的双层导电层中，会与发光层104接触部分必须具有低功能函数(Low Work Function)的性质，藉以提高电子注入效率。举例来说，钡/铝双层导电层的钡(2.7eV)就是具有低功能函数的金属。另外，为了保护阴极电极层受到氧气或水分子等的氧化反应，以避免阴极的电子传导效率受到影响，通常在阴极的外层部分会选用具有高功能函数的金属。举例来说，钡/铝双层导电层之铝(4.28eV)就是具有高功能函数的金属。

在习知技术中，阴极双层导电层中的低功能函数的金属钡所需的厚度需大于50埃。然而，由于目前工艺的限制，要形成3000埃以上膜厚的钡需要历经至少两次以上的镀膜工艺步骤才得以形成。因此，习知组件的阴极工艺较为繁杂且耗时。另外，由于钡是一种高反应性的金属材料，因此非常容易于空气中产生激烈的氧化还原反应。如此一来，非但不易控制其纯度，而且还具有高度的危险性。而由于危险性极高，因此，此阴极工艺便不适用于高分子发光二极管组件其单色或全彩喷墨印表量产工艺中。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机电激发光组件及其制造方法，以避免习知组件的阴极工艺具有高危险性问题。

本发明的另一目的是提供一种有机电激发光组件及其制造方法，以减少工艺所需耗费的时间。

本发明提出一种有机电激发光组件，此组件包括一基板、一阳极、一发光层、一阴极以及一离子掺杂层。其中，阳极配置在基板上。发光层配置在阳极上，其中发光层可以是具有发光特性的高分子材料或是具有发光特性的小分子有机物。阴极配置在发光层上，其中阴极可以是单层导电层，例如是具有高功能函数的金属铝或银。而阴极亦可以是双层导电层，例如是氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。另外，离子掺杂层配置在阴极与发光层之间，其中离子掺杂层例如是于三(8-奎琳醇)铝(tris(8-quinolinol)Aluminum，Alq3)中掺杂0.1％～1 0％的高氯酸锂(LiClO₄)或其它类似Li的离子化合物，其中类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物，且其厚度例如是100埃～5000埃，较佳的是100埃～2000埃。

本发明提出一种有机电激发光组件的制造方法，此方法是首先在一基板形成一阳极。接着阳极上形成一发光层，其中发光层可以是具有发光特性的高分子材料或是具有发光特性的小分子有机物。之后，在发光层上以真空蒸镀法形成一离子掺杂层，其中离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或其它类似Li的离子化合物，其中类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物，且其厚度例如是50埃～5000埃，较佳的是50埃～2000埃。然后，于离子掺杂层上形成一阴极，其中，阴极可以是单层导电层，例如是具有高功能函数的金属铝或银。而阴极亦可以是双层导电层，例如是氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。

本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可避免习知技术的阴极因使用具有低功能函数金属，会有高危险性的问题，进而改善有机电激发光组件的喷墨印表量产工艺的阴极工艺。

本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可减少组件的工艺时间。

本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可改善阴极金属与发光层材质之间的接口障碍(interface barrier)，进而提高组件的电流密度(current density)。

本发明之有机电激发光组件及其制造方法，可提高发光层于量产工艺上的稳定性。

附图说明

图1为习知的一种有机电激发光组件剖面示意图；

图2为依照本发明一实施例的有机电激发光组件剖面示意图；

图3为依照本发明另一实施例的有机电激发光组件剖面示意图；

图4为依照本发明另一实施例的有机电激发光组件剖面示意图；

图5为依照本发明另一实施例的有机电激发光组件剖面示意图；

图6为依照本发明另一实施例的有机电激发光组件剖面示意图；以及

图7为依照本发明另一实施例的有机电激发光组件剖面示意图。

标示说明：

100：透明基板

102：阳极

104：发光层

106：阴极

105：离子掺杂层

108：框胶

110：盖板

112：电洞传输层

112a：电洞注入层

114：电子传输层

114a：电子注入层

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面特举一较佳实施例，并配合所附图式作详细说明。

实施例1

如图2所示，为依照本发明实施例的有机电激发光组件的剖面示意图。

参照图2，图中的有机电激发光组件是一双层结构的组件，其包括一透明基板100、一阳极102、一发光层104、一离子掺杂层105、一阴极106、一盖板110以及一框胶108。而形成此有机电激发光组件的方法是依序于透明基板100上形成阳极102、发光层104、离子掺杂层105以及阴极106。之后再于阴极106上方形成盖板110，并于透明基板100与盖板110的周围形成一框胶108，以使此有机电激发光组件封包起来。

其中，透明基板100例如是玻璃基板、塑料基板或可绕式基板。

阳极102是配置在透明基板100上。而阳极102是用来将电洞有效率的注入发光层104中，因此阳极102较佳的是具有4.5eV以上的工作函数。阳极102的材料可以是铟锡氧化物(ITO)、氧化锡、金、银、白金或铜等。而阳极102的厚度例如是500埃～2000埃。

发光层104配置在阳极102上。其中，发光层104可以是具有发光特性的高分子材料，或是具有发光特性的小分子有机物。其中，可举例的具有发光特性高分子材料有聚苯乙烯(PPV)与Polyfulerene(PF)。而形成发光层104的方法例如是旋转涂布法。发光层104的厚度例如是500埃～2000埃。发光层104中的发光材料的特性，是依照其材料基态和激发态之间的能阶差而有发光色度不同的特性。

阴极106配置在发光层104上，其目的是用来将电子有效率的注入发光层104中。阴极106的材料可以是单层导电层，例如是高功能函数的金属铝或银等。阴极106亦可以是双层导电层，例如是氟化锂/铝、钡/铝、镁/银等。而形成阴极106的方式例如是真空蒸镀法。且其厚度例如是500埃～5000埃。

为了使阴极106能有效率的将电子注入发光层104中，并减少整个组件工艺的危险性，本发明的有机发光二极管组件更包括于阴极106与发光层104之间配置有一离子掺杂层105。其中，此离子掺杂层105的材料例如是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或其它类似Li的离子化合物，其中类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物。而形成离子掺杂层105的方法例如是真空蒸镀法。其厚度例如是50埃～5000埃，较佳的是50埃～2000埃。

由于此离子掺杂层105是一非高反应性材料，且具有低功能函数的性质。因此，若直接于高功能函数的金属阴极106(例如铝)的表面上形成此离子掺杂层105，非但可有效提高电子注入效率，且可避免习知具有低功能函数金属(例如钡)因容易与空气产生剧烈氧化还原反应而有高危险性问题。因此，本发明可改善习知因阴极材质的高危险性而不适用于有机电激发光组件的单色或全彩喷墨印表量产工艺之问题。此外，由于此离子掺杂层105的厚度的要求较薄，因此可节省许多工艺时间。

另外，本发明亦可将离子掺杂层105形成在双层导电层的阴极106表面上，而使阴极106的具有低功能函数的金属层(例如钡)能被离子掺杂层105覆盖住。如此，亦可同样达到防止具有低功能函数的金属层因容易与空气产生剧烈氧化还原反应而有高危险性的问题。

特别值得一提的是，此在阴极106与发光层104之间形成此离子掺杂层105可改善阴极106金属与发光层104材料之间的界面障碍，进而增加组件的电流密度。另外，形成有离子掺杂层105的有机电激发光组件在经过热处理或是电性处理(electric burn-in)之后，可有效的增加发光层104材料在量产工艺上的稳定性，进而缩短组件达到光学与信赖性稳定的时间。如此，可降低量产时的量测时间，而有效的提高产能。

盖板110覆盖在阴极106的上方。而框胶108配置在基板100与盖板110的周围，用以将整个组件封包起来。

在本发明中，施加于有机电激发光组件的电流通常为直流电，亦可以是脉冲电流或是交流电。另外，有机电激发光组件的冷光发光的方式，可以是穿透式由阳极102放光，或是反射式由阴极106放光。

本发明的有机电激发光组件亦可以是具有三层结构的组件(如图3所示)。参照图3，此三层结构的组件，除了具有图2中各层膜的结构外，在发光层104与阳极102之间更包括配置有一电洞传输层112。

另外，本发明的有机电激发光组件亦可以是具有四层结构的组件(如图4与图5所示)。参照图4，此四层结构的有机电激发光组件，除了在发光层104与阳极102之间配置有一电洞传输层112之外。在发光层104与离子掺杂层105之间更包括配置有一电子传输层114。此外，请参照图5，另一种四层结构的有机电激发光组件，其在发光层104与离子掺杂层105之间配置有一电子传输层114，在发光层104与阳极102之间则配置一电洞注入层112a。

此外，本发明的有机发光二极管还可以是具有五层结构的有机发光二极管(如图5所示)。参照图5，此五层结构的有机发光二极管，除了在发光层104与金属掺杂层105之间配置有一电子传输层114之外，在发光层104与阳极102之间配置有一电洞传输层112，且在阳极102与电洞传输层112之间更包括配置有一电洞注入层112a。

再者，本发明的有机发光二极管还可以是具有六层结构的有机发光二极管(如图6所示)。请参照图6，此六层结构的有机发光二极管，其除了在发光层104与金属掺杂层105之间配置有一电子传输层114之外，在电子传输层114与发光层104之间更包括配置有一电子注入层114a。另外，在发光层104与阳极102之间除了配置有一电洞传输层112，在阳极102与电洞传输层112之间更包括配置有一电洞注入层112a。

本发明的电洞传输层112、电子传输层114、电洞注入层112a、电子注入层114a的形成方法例如是旋转涂布法。另外，本发明的有机电激发光组件的电洞传输层112的材质例如是聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)或聚苯胺(PANi)。其厚度例如是500埃～2500埃。

综合以上所述，本发明具有下列优点：

1.本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可避免习知使用具有低功能函数金属会有高危险性的问题，进而改善有机电激发光组件的喷墨印表量产工艺的阴极工艺。

2.本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可减少组件的工艺时间。

3.本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可改善阴极金属与发光层的高分子之间的接口障碍，进而提高组件的电流密度。

4.本发明的有机电激发光组件及其制造方法，可提高发光层于量产工艺上的稳定性。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但是并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求书为准。

Claims (47)

1.一种有机电激发光组件，包括：

一基板；

一阳极，配置在该基板上；

一发光层，配置在该阳极上；

一阴极，配置在该发光层上；以及

一离子掺杂层，配置在该阴极与该发光层之间，其中该离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或是一类似Li之离子化合物。

2.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中所述的类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物。

3.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中所述的阴极是一单层导电层，其材质包括铝或银。

4.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中所述的阴极是一双层导电层，其材质包括氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。

5.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中所述的离子掺杂层的厚度是50埃～5000埃。

6.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中所述的离子掺杂层的厚度是50埃～2000埃。

7.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中还包括一电洞传输层，配置在该阳极与该发光层之间。

8.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中还包括一电子传输层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

9.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中还包括一电洞注入层，配置在该发光层与该阳极之间。

10.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中还包括一电子注入层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

11.如权利要求1中所述的有机电激发光组件，其中还包括：

一盖板，配置在该阴极之上方；以及

一框胶，配置在该基板与该盖板的周围，用以将该有机电激发光组件封包起来。

12.一种有机电激发光组件的制造方法，包括：

在一基板形成一阳极；

在该阳极上形成一发光层；

在该发光层上形成一离子掺杂层，其中该离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或是一类似Li的离子化合物；以及

在该离子掺杂层上形成一阴极。

13.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中该类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物。

14.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中所形成的该阴极是一单层导电层，且其材质包括铝或银。

15.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中所形成的该阴极是一双层导电层，且其材质包括氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。

16.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～5000埃。

17.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～2000埃。

18.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中还包括在该阳极与该发光层之间形成一电洞传输层。

19.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中还包括在该离子掺杂层与该发光层之间形成一电子传输层。

20.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中还包括在该发光层与该阳极之间形成一电洞注入层。

21.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中还包括在该离子掺杂层与该发光层之间形成一电子注入层。

22.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中还包括：

在该阴极的上方形成一盖板；以及

在该基板与该盖板的周围形成一框胶，用以将该有机电激发光组件封包起来。

23.如权利要求12中所述的有机电激发光组件的制造方法，其中形成该离子掺杂层的方法包括真空蒸镀法。

24.一种高分子发光二极管组件，包括：

一基板；

一阳极，配置在该基板上；

一高分子发光层，配置在该阳极上；

一阴极，配置在该发光层上；以及

一离子掺杂层，配置在该阴极与该发光层之间，其中该离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或是一类似Li的离子化合物。

25.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近的化合物。

26.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该阴极是一单层导电层，其材质包括铝或银。

27.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该阴极是一双层导电层，其材质包括氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。

28.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～5000埃。

29.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～2000埃。

30.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中该高分子发光层的材质包括PPV或PF。

31.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中还包括一电洞传输层，配置在该阳极与该发光层之间。

32.如权利要求31中所述的高分子发光二极管组件，其中该电洞传输层的材质包括PEDOT或PANi，且其厚度是500埃～2500埃。

33.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中还包括一电子传输层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

34.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中还包括一电洞注入层，配置在该发光层与该阳极之间。

35.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中还包括一电子注入层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

36.如权利要求24中所述的高分子发光二极管组件，其中还包括：

一盖板，配置在该阴极之上方；以及

一框胶，配置在该基板与该盖板之周围，用以将该有机电激发光组件封包起来。

37.一种有机发光二极管组件，包括：

一基板；

一阳极，配置在该基板上；

一有机发光层，配置在该阳极上；

一阴极，配置在该发光层上；以及

一离子掺杂层，配置在该阴极与该发光层之间，其中该离子掺杂层是于Alq3中掺杂0.1％～10％的LiClO₄或是一类似Li的离子化合物。

38.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中该类似Li的离子化合物包括与Li同族的Na、K、Cs的离子化合物或功能相近之化合物。

39.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中该阴极是一单层导电层，其材质包括铝或银。

40.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中该阴极是一双层导电层，其材质包括氟化锂/铝、钡/铝或镁/银。

41.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～5000埃。

42.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中该离子掺杂层的厚度是50埃～2000埃。

43.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中还包括一电洞传输层，配置在该阳极与该发光层之间。

44.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中还包括一电子传输层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

45.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中还包括一电洞注入层，配置在该发光层与该阳极之间。

46.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中还包括一电子注入层，配置在该离子掺杂层与该发光层之间。

47.如权利要求37中所述的有机发光二极管组件，其中还包括：

一盖板，配置在该阴极之上方；以及

一框胶，配置在该基板与该盖板之周围，用以将该有机电激发光组件封包起来。

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