CN1917253A

CN1917253A - 有机电激发光元件及减缓其侧向漏电的方法

Info

Publication number: CN1917253A
Application number: CN 200610108228
Authority: CN
Inventors: 李兴铨; 李重君
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-02-21

Abstract

一种有机电激发光元件及减缓其侧向漏电的方法，该有机电激发光元件包括阴极、阳极和设置在阴极与阳极之间的有机电激发光单元，有机电激发光单元包括发光层和空穴注入层，通过调整该空穴注入层的厚度和/或控制其导电性掺杂物浓度，使该空穴注入层具有相对高的电阻值。

Description

有机电激发光元件及减缓其侧向漏电的方法

技术领域

本发明涉及一种有机电激发光元件；特别是一种具有减缓侧向漏电的有机电激发光元件。

背景技术

自1987年Tang等人发表高亮度有机电激发光元件(organicelectroluminescence device)以来，利用有机发光元件作为显示器元件即备受瞩目，业界及学术界间也相继进行各项相关研究开发。

图1所示为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器的平面示意图，OLED显示器1包括多个像素区域10，每一像素区域10上都有薄膜晶体管(TFT)11和有机电激发光元件13，通过多条扫描线(scanline)15和数据线(data line)17来控制该等像素区域10的显示。

图2所示为每一像素区域10的结构的剖面图，当来自扫描线15和数据线17的电压导通薄膜晶体管11后，驱动有机电激发光元件13，其通过透明电极21和有机电激发光单元30，在发光区131达到预期的发光效果。

图3所示为图2中圆形虚线区域的有机电激发光元件13的放大图，有机电激发光元件13包括透明电极21(阳极)、有机电激发光单元30和公共电极23(阴极)，而有机电激发光单元30的详细结构依次为：空穴注入层31(Hole Injection Layer，HIL)、空穴传输层32(Hole Transport Layer，HTL)、发光层33、电子传输层34(Electron Transport Layer，ETL)、电子注入层35(Electron Injection Layer，EIL)。其中，依实际应用和材料选择，空穴注入层31、空穴传输层32、电子传输层34和电子注入层35可视需要合并于单层或分别存在，甚至于不存在于有机电激发光单元30中。当以特定电压或电流驱动元件时，元件会由公共电极23产生电子流，而由透明电极21产生空穴流，并传输至发光层33而结合成激子(exciton)，进而发光。

更详细地来说，当加入外加偏压后，使电子流与空穴流分别经过电子传输层与空穴传输层后进入发光层33，发光层33由具有发光特性的有机物质组成，电子与空穴结合形成激子后，再将能量释放出来而回到基态(groundstate)，而这些释放出来的能量当中，通常由于发光材料的选择和电子自旋的特性(spin state characteristics)，以不同颜色的光的形式辐射(radiation)释放出来，而形成发光现象。

一般而言，为了改善元件的热储存稳定性和提升空穴注入特性或其导电度，进而降低元件的操作电压，现有的空穴注入层31通常为高浓度p-型(正型)物质掺杂的空穴传输材料。此结构虽可大幅改善空穴的注入和传输特性，却也造成了因为侧向导电度的增加所产生的漏电现象，导致元件效能降低。

请再次参阅图2和图3，理论上有机电激发光元件13应仅在发光区131上产生反应，提供显示效果。但由于上述侧向漏电现象，最后的产品在区域132中也会发光，造成严重的漏光现象，此为OLED显示器所极不希望发生的现象。

因此，本领域殷切期盼具有减缓侧向漏电问题的有机电激发光元件。

发明内容

本发明的目的在于提供有机电激发光元件，通过适度提高空穴注入层的电阻值，使得侧向漏电受到抑制，可确保发光元件在固定的显示区内发光，有效改善各显示像素中OLED的漏光现象。

本发明的另一目的在于提供有机电激发光元件，可在不影响元件操作电压、热储存稳定性和元件寿命的前提下，提升元件的效能。该有机电激发光元件包括阴极、阳极和有机电激发光单元，有机电激发光单元设置在阴极与阳极之间，包括发光层和空穴注入层，该空穴注入层具有相对高的电阻值。

本发明的再一目的在于提供一种减缓有机电激发光元件侧向漏电的方法，通过调整空穴注入层至含有相对高的电阻值，以抑制侧向漏电流。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种有机电激发光元件，其包括：阴极；阳极；和设置在该阴极与该阳极之间的有机电激发光单元；其中，该有机电激发光单元包括发光层和空穴注入层，该空穴注入层具有相对高的电阻值。

本发明另一方面提供一种减缓有机电激发光元件侧向漏电的方法，该有机电激发光元件包括阴极、阳极和设置在该阴极与该阳极之间的有机电激发光单元，该有机电激发光单元包括空穴注入层和发光层；该方法包括：调整该空穴注入层至含有相对高的电阻值。

为让本发明的上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下文以优选实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1为现有OLED显示器的平面示意图；

图2为图1各像素区域的剖面示意图；

图3为OLED在发光区的局部剖面放大示意图；和

图4为本发明的有机电激发光元件示意图。

简单符号说明

1 OLED显示器

10 像素区域

11 薄膜晶体管

13 有机电激发光元件

131 发光区

132 区域

15 扫描线

17 数据线

21 透明电极

23 公共电极

30 有机电激发光单元

31 空穴注入层

32 空穴传输层

33 发光层

34 电子传输层

35 电子注入层

41 阳极

43 阴极

5 有机电激发光元件

50 有机电激发光单元

51 空穴注入层

52 空穴传输层

53 发光层

54 电子传输层

55 电子注入层

具体实施方式

请参阅图4，所示为本发明的有机电激发光元件5，包括阳极41、阴极43和有机电激发光单元50，有机电激发光单元50设置在阳极41与阴极43之间。其中，阳极41优选为由具相对高功函数的材料所构成的透明电极，例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)电极，而阴极43可为公共电极，其优选由具相对低功函数的材料所构成，例如镁、镁银合金、钙和锂铝合金等等。

有机电激发光单元50包括发光层53的空穴注入层51，更进一步来说，有机电激发光单元50还可包括空穴传输层52、电子传输层54和电子注入层55。在制作有机电激发光元件5时，首先将阳极41经过紫外线臭氧处理(UVozone treatment)之后，依次蒸镀空穴注入层51、空穴传输层52，在其上接续蒸镀发光层53，随后蒸镀电子传输层54、电子注入层55和阴极43，进行封装后，即完成有机电激发光元件5的制作。需说明的是，发光层53依各显示像素，可为RGB三原色之一。其中，空穴传输层52、电子传输层54和电子注入层55，均为可视需要在有机电激发光单元50中单独存在、合并于一层、或不存在。

借此结构，当施加偏压时，会由阴极43产生电子流，电子流经电子注入层55和电子传输层54，而传输至发光层53，阳极41则产生空穴流，空穴经空穴注入层51和空穴传输层52，传输至发光层53，电子与空穴在发光层53结合而激发产生光。

在上述结构中，控制空穴注入层51的电阻值至相对高值，优选为大于1.00E+9欧姆，从而降低现有有机电激发光元件因侧向漏电所致的漏光程度，使漏光面积小于原像素面积的5％。在此，可通过诸如调整空穴注入层的厚度、掺杂物物种和掺杂物浓度而调整该层的电阻值。一般而言，空穴注入层的厚度越大，导电性掺杂物的浓度越低，导电性掺杂物的导电性越低，越有助于空穴注入层电阻值的调高。

举例来说，当在空穴注入层51中采用F4(一般也称为F4-TCNQ，即，氟代-7，7，8，8，-四氰基喹啉并二甲烷(fluoro-7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane))的p-型掺杂物时，可通过调整该掺杂物浓度至2～5％，优选3～4％，而有效调整空穴注入层51的电阻值至所希望的相对高值。此外，当通过调整空穴注入层51的厚度来达成其电阻值调整时，则可采用厚度在50～5000埃()范围内的空穴注入层51。在此，在前述以F4为掺杂物的方式中，可搭配采用厚度在1000～2000埃()范围，如1500埃()的空穴注入层51，以提供相对高的电阻值。

本发明还揭示一种减缓有机电激发光元件侧向漏电的方法，其包括调整有机电激发光元件中空穴注入层的电阻值至相对高值。具体地说，以上述有机电激发光元件5为例，可调整空穴注入层51的厚度至50～5000埃()，优选1000～2000埃()，如1500埃()，使空穴注入层51的电阻值大于1.00×10⁹欧姆。也可以调低导电性掺杂物的浓度至相对低值。以p-型掺杂物F4为例，可调低其掺杂浓度至2～5％，优选3～4％，以使空穴注入层51具有相对高的电阻值，优选大于1.00×10⁹欧姆。

依据上述的有机电激发光元件和减缓侧向漏电的方法，本发明可在不影响元件操作电压、热储存稳定性和元件寿命的情形下，通过适度调整空穴注入层的电阻值，有效抑制侧向漏电，进而改善各显示像素中OLED的漏光现象，提升元件的效能。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，并且解释本发明的技术特征，而不是用来限制本发明的保护范围。任何本领域的技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims

1、一种有机电激发光元件，其包括：

阴极；

阳极；和

设置在该阴极与该阳极之间的有机电激发光单元；

其中，该有机电激发光单元包括发光层和空穴注入层，该空穴注入层具有相对高的电阻值。

2、如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该空穴注入层具有大于1.00×10⁹欧姆的电阻值。

3、如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该空穴注入层的厚度为50～5000埃()。

4、如权利要求3所述的有机电激发光元件，其中该厚度为1500埃()。

5、如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该空穴注入层掺有导电性物质。

6、如权利要求5所述的有机电激发光元件，其中该导电性物质包括p-型掺杂物。

7、如权利要求6所述的有机电激发光元件，其中该p-型掺杂物包括F4。

8、如权利要求7所述的有机电激发光元件，其中该p-型掺杂物的浓度为2～5％。

9、如权利要求8所述的有机电激发光元件，其中该p-型掺杂物的浓度为3～4％。

10、如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该有机电激发光单元还包括空穴传输层、电子传输层和电子注入层。

11、一种减缓有机电激发光元件侧向漏电的方法，该有机电激发光元件包括阴极、阳极和设置在该阴极与该阳极之间的有机电激发光单元，该有机电激发光单元包括空穴注入层和发光层；该方法包括：调整该空穴注入层至含有相对高的电阻值。

12、如权利要求11所述的方法，其中该电阻值大于1.00×10⁹欧姆。

13、如权利要求12所述的方法，其中通过选自下列群组的一或多个，以调整该空穴注入层的电阻值：空穴注入层的掺杂物物种、空穴注入层的掺杂物浓度和空穴注入层的厚度。

14、如权利要求13所述的方法，其中调整空穴注入层的厚度至50～5000埃。

15、如权利要求14所述的方法，其中该厚度为1500埃。

16、如权利要求12所述的方法，其中调整该空穴注入层的导电性掺杂物浓度。

17、如权利要求16所述的方法，其中该导电性掺杂物包括p-型掺杂物。

18、如权利要求17所述的方法，其中该p-型掺杂物包括F4。

19、如权利要求18所述的方法，其中该p-型掺杂物的浓度为2～5％。

20、如权利要求19所述的方法，其中该p-型掺杂物的浓度为3～4％。