TW200412191A - Manufacturing method of organic light emitting diode for reducing reflection of external light - Google Patents
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Classifications
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- H10K50/00—Organic light-emitting devices
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Description
200412191 五、發明說明(1) 發明所屬技術領域: 本發明係關於一種古祕益止_ α ^ 4主如《—播!_古牧種有機發先一極體元件之製作方法, 製作方法。 -有機么光二極體元件外部光線反射之 先前技術:
有機電激發光顯示器(Organic Electroluminescence Display, 〇LED, Organic EL
Display)又稱為有機發光二極體 E.Ut.n.D.ode^UD) ^h;t^ 應速度快、輕薄短小、全彩、無視角i、不需液晶顯示器 式背光板以及節省燈源及耗電量,因此可率先取代扭曲向 列(Twist Nematic ;TN)與超扭曲向列(Super 了^以
Nematic ; STN )液晶顯示器的市場,並進一步取代小尺寸 薄膜電晶體液晶顯示器,而成為新一代攜帶型資訊產品'、 行動電話、個人數位助理以及攜帶型電腦普遍使用^ 材料。 ,μ
請參照第一圖,有機發光二極體之基本結構是在鍍有 透明陽極12的透明基板10上’依序鍍上有機材料以形成有 機層14,其係包括電洞注入層(hole-in iert、, JCCI1ng layer, HIL )、電洞傳輸層(hole-transport ing layer HTL )、發光層(emitting layer,EML)和電子傳輸芦 (electron-transporting layer, ETL ),接莫蔽辦 μ 々
第5頁 200412191 五、發明說明(2) 屬形成一金屬陰極16。通常陰極金屬為不透明且具反射 性’當外加電壓使元件發光,光經由透明陽極丨2和透明基 板1 0的路徑放射出來,此種透過基板方向發光的方式稱做 底部發光(bottom emission);反之,將透明導電陽極 鐘在不透明具反射性的基板上(也有在透明基板上鍍上一 層反射金屬層),接著鍍上相同的有機層後,再鍍上透明 陰極’此時元件發光是經由透明陰極放射,稱為頂部發光 (top emission ) 〇
上述的兩種結構皆因具有金屬反射層而容易反射外在 環境的入射光,使得顯示器面板的對比降低。因此,傳統 上在底部發光結構中會利用黑色且具導電性的材料,如: 氧化鋅,插入有機層與反射陰極之間,使外在環境的入射 光被此材料吸收而避免產生反射,此種結構稱之為黑色陰 極(black cathode)。另有一種稱之為干涉層(Mack 1 ayer )的結構,明參照第二圖所示,並非將入射光吸 收,而是藉由鍍上多層不同折射率的薄膜於有機層22與金 屬陰極28 (即反射陰極)之間,並藉由調整干涉層26的厚 度使半透明電子注入陰極層24與反射陰極的反射光產生
180度的相位差,造成破壞性干涉而達到降低反射光的效 果,進而提昇對比。 不管疋黑色陰極(black cathode)或是干涉層 (black layer )的製作,材料的導電性都是考量^因
200412191 五、發明說明(3) -- 素|若是選擇的材料導電性不佳,可能導致元件的驅動電 壓增加,與現今要求的低功率消耗並不相符。而干涉層更 有各層薄膜折射率的考量,如此,材料的選擇上有一定的 難度此外,製程上只要多一層的結構,成本及時間上的 增;^都不疋我們所樂見的,在講究u㈣的時程 考^ 製程上只要能減少一層結構,不僅成本降低且縮 短製程時間,也毋須為了增加的結構而調整相關的製程來 數’這將使得產品更具競爭力。 4 主/有鑑於此,本發明提供一種在不需要增加其它結構的 情形下’即可達到降低外界光線反射干擾的目的。 發明内容: ,本發明之目的為提供一種毋須增加額外製程結構的产 形下,即能降低外界光線反射干擾之有機發光二極體^ 之製作方法。 十 電極=之再一目的為提供一種調整有機層與透明陽極 :極:q,即能降低外界光線反射干擾之有機發光二極 體兀件之製作方法。 根據本發明第一實施例’係提供一種能降低外界光 於=機發光二極體製作方法。首先’形成金屬反射層 '土 ί反上。接著,依序形成透明陽極電極、有機層、半透
第7頁 200412191 五、發明說明(4) * 明電子注入陰極層、緩衝層,以及透明電極。當外加電壓 於透明陽極電極與透明電極時,有機層因電子電洞的再結 合現象而發光’其中來自外界的入射光線由頂部的透明電 極入射至金屬反射層形成反射,此時,將與元件的有機層 發射的光線形成干擾,降低元件的對比性。本實施例藉由 調整有機層及透明陽極電極的厚度,使得由半透明電子注 入陰極層反射的第一反射光,與由金屬反射層反射的第二 反射光,兩者產生1 80度的相位差,形成破壞性干涉,進 而降低外界光線的反射干擾,提昇元件的對比。 根據本發明第二實施例,係提供一種能降低外界光線 反射之有機發光二極體製作方法。首先形成金屬陽極於基 板上。接著,依序形成有機層、半透明電子注入陰極層、 緩衝層和透明電極。來自外界的人射光線由頂部的透明電 極入射至金屬陽極形成反射,此時,將與元件的有機層發 射的光線形成干擾’降低元件的對比性。纟實施例藉由調 整有機層及透明陽極電極的厚度,使得由半透明電子注入 ,極層反射的第-反射光,肖由金屬陽極反射的第二反射 光’兩者產生18G度的相位差,形成破壞性干涉,進而降 低外界光線的反射干擾,提昇元件的對比。 實施方式:
本發明所揭示為一種具有降彳 - μ t r . ^ ^ …” 低有機發光二極體(0LED 疋件外部光線反射之製作方法 . 力&。為了使本發明之敘述更
第8頁 200412191
加詳盡與完備,可參照下列描述並配合第三圖至第六圖之 圖不。有關本發明之實施說明將如下所述。 請參照第四圖所示,係根據本發明第一實施例,所製 作能降低外界光線反射之有機發光二極體。請配合第三圖 所不,首先,提供基板3 〇。此基板材質可選自透光或是不 ,光的適當材質,以利承載有機發光二極體元件結構。接 著,形成一金屬反射層3 2於基板3 〇上。此步驟係使用蒸鍍 (Evaporation)或濺鍍(Sputtering)成膜的方式將金 屬材料形成於基板上,上述的金屬材料係選用導電性佳的 材質,如1鋁、鉻等金屬材料。其功能係用以反射有機發 光二極體元件本身發出的光線。 清參照第四圖,接著形成一透明陽極電極34於金屬反 射層32上。此透明導電電極的材質可選自銦錫氧化物 (Indium Tin 〇xide,IT〇)、銦鋅氧化物zinc
Oxide, IZ0 )等材料,並以濺鍍法、電子束蒸鍍法 (Electron Beam Evaporation)、熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)、化學氣相鍍膜法(Chemicai VapQ;r
Deposition)或噴霧熱烈解法(Spray pyr〇lysis)等法 來製成,用以做為有機發光二極體元件之陽極電極。然 後,形成一有機層36於透明陽極電極34上。上述有機層材 料可以使用Alq、ΝΡβ、CuPc、C545T 、CBP、 BAlq、Ir(ppy)3、等螢光或磷光色素或錯合物材料,再以
200412191 五、發明說明(6) 真空蒸鍍法、電子束加熱的真空蒸鍍法、_子化蒸鍍法、 有機分子線蒸鍍法、電漿聚合法、真空蒸鑛聚合法、浸泡 被覆法、紋轉被覆法、Langmuir_Bl〇dgett 薄膜 法、Sol-Gel法或電解聚合法等方法形成有機層於透明 極電極上。 然後,形成 上。做為電子注 如驗金屬做為電 是濺鍍或蒸鍍比 化合物,再蒸鍍 值,且厚度須夠 約數原子層厚( )、鋁鋰(A 1 - L 著,形成一緩衝 是採用CuPc等有 生保護效果,因 虞,遂需要加入 一半透明電子注入陰極層38於有機層36 入陰極的材料,係選擇導電性較佳的材料 極’但其本質上是不安定的,所以,一般 較安定的材料,如:氟化鋰(L i F )金屬 銘金屬與之搭配即可有效降低驅動電壓 薄才具有一定的透光性而成半透明狀態, 約〇· 5〜5nm )即可。另外,鎂銀(Mg —Ag 1 )合金電極材料也有同樣的效果。接 層40於半透明電子注入陰極層38上。一般 機^料,以便在濺鍍下一層透明電極時產 為高能量的濺鍍成膜恐有損及有機層之 此緩衝層來吸收大部分的能量。 最後,形成一透明電極42於緩衝層4〇上。透明的導電 材質係選自銦錫氧化物或銦辞氧化物,可以濺鍍法、電子 束蒸鍍法(Electron Beam Evap〇rati〇n)等法來製成, 其中濺鍍法具有大面積成膜、良好膜厚均勻性和再現性等 優點’而被應用作為量產之成膜技術。
第10頁 200412191
田上述有機發光二極體結構外加電壓時,發射自 匕6的光線’部分將透過透明電極42方向向外部放射,部 分糟由金屬反射層32朝外部放射而出,於此同時,來自外 界的入射光線1〇〇也會經由金屬反射層32來反射,這將使 仔顯不器面板的對比降低。參照第四圖所#,當外界的入 射光線100進入此有機發氺—搞辦 0 β伐赞九一極體結構,光線1 0 0經過半透 明電子注入陰極層38時,入射的氺加八γ丄, > ^ 了 八对的先一部份經由半透明電子 注入陰極層38反射’而產生第一及私 座王乐 反射光200,至於入射的 光一 4份則會穿過此半透明電子 ^ , ^ β电卞〆玉入陰極層38,直到今屬 « ^ 成第二反射光3 0 0。值得注意的 疋’在本發明中可藉著調整 -^ ^ 、半透明電子注入陰極層38反射 的第一反射光200,盘由冬思^ Qnn ^ ^ ,、由金屬反射層32反射的第二反射光 300,兩者產生18〇度的相 久耵九 政你从田, 伯证是,而造成破壞性干涉,進而 降低外界光的反射,減少外邱 y遷向 件的對比。 夕外J入射先線的干擾,並提昇元 w = ’係根據本發明第二實施例,製作 二2 2,如第五圖所示,於基板5。上直接形ΐ全ί 錄H、金、銀、;工:函數較大的 式的電阻加熱或電子束加金,“膜方式有乾 不加熱的真空蒸鍍法、離子化蒸鍍法 200412191 五、發明說明(8) 和濺鍍法或濕式的無電電鍍法等法來靠 有機層54、半透明電子注入陰極層56、 極60。當來自外界的入射光線4〇〇入射 體元件結構時,藉由調整有機層5 4的眉 明電子注入陰極層56表面反射的第一反 屬陽極52表面反射的第二反射光6〇〇,J 位差,形成破壞性干涉,進而降低外界 昇元件對比的效果。 本發明之設計具有如下之優點: (1 )相較於習知技術之增加一黑色陰極 ),以吸收外界的入射光,此舉雖可達 的干擾,但也可能吸收有機材料發出的 光一極體元件的發光效率;本發明因為 發光效率較習知技術為佳。 “ (2 )相較於習知技術之增加額外的結構 ,困難、徒增成本及減低單位時間的產 調整有機層與透明陽極電極的厚度, 射光線干擾的缺點,以提昇顯示ί的對 本發明雖以較佳實例闡明如上,鈇 ::精神與發明實體僅止於上述實施二 本發明之精神與範圍内所作之修改, 申請專利範圍内。 ^ 成。接著依序形成 緩衝層5 8、透明電 L此有機發光二極 度Ρ,使得由半透 射光500 ’與由金 3者產生180度的相 光的反射,達到提 (b 1 ack cathode 到降低外界入射光 光’減低了有機發 沒有這層結構,故 ’不僅增加製程上 量;本發明則藉由 可達到降低外界入 比。 其並非用以限定本 爾。是以’在不脫 均應包含在下述之 200412191
合所附圖示,將可輕易的了解 優點,其中: 之有機發光二極體元件基本結 的基本結構; 第三圖為根據本發明第一實 板截面圖; 藉由以下詳細之描述結 上述内容及此項發明之諸多 第一圖為底部發光方式 構; 第二圖為習知技術之底部發氺 丄,丨… 〜先式有機發光二極體元件 施例形成金屬反射層的基
第四圖為根據本發明第一 件的基本結構; 實施例之有機發光二極體元 第五圖為根據本發 截面圖;以及 第六圖為根據本發 件的基本結構。 明第二實施例形成金屬陽極的基板 明第二實施例之有機發光二極體元 圖號對照表: 1 〇、1 8透明基板 14 ' 22 ' 36、W 有機層 24、38、56半透明電子注 3 0、5 G基板 4 0、5 8緩衝層 5 2金屬陽極 12、20、34透明陽極 1 6、2 8金屬陰極 入陰極層26 干涉層 32金屬反射層 42、60透明電極 100、40 0外界入射光 線
第13頁 200412191 圖式簡單說明 3 0 0、6 0 0 第二反射光 第14頁
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- 200412191 六、申請專利範圍 1 * 一種能降低外界光線反射之有機發光二極體之製 作方法,該方法至少包含下列步驟: 提供一基板; 形成一金屬反射層於該基板上; 形成一透明陽極電極於該金屬反射層上; 形成一有機層於該透明陽極電極上; 形成一半透明電子注入陰極層於該有機層上; 形成一緩衝層於該半透明電子注入陰極層上;以及 形成一透明電極於該緩衝層上丨 =I,藉由調整該有機層及該透明陽極電極的厚度,使得 外界的入射光照射至該半透明電子注入陰極層反射之 ^ ^ ^ ^與照射至该金屬反射層反射的第二反射光, 夕卜;的相位差,並造成破壞性干涉,進而降低 卜界先的反射,提昇有機發光二極體的對比。 # 1女士申。月專利麗圍第1項之方法,其中上述之緩衝層 係具有保護的功能,用以//、丫上之泼风曰 明電極時保護該有機Γ 于賤鍵(sputtering)該透 3 ·如申請專利範圍第1 >丄 電子注入陰極層之厚度約』。員^ 極體之製 4 · 一種能降低外界光绩$ ^ 作方法,該方法至少包含下射之有機發 乂 ι 3下列步驟:200412191提供一基板; 形成一金屬陽極於該基板上; 形成一有機層於該金屬陽極上; 形成一半透明電子注入陰極層於該有機層上; 形成一緩衝層於該半透明電子注入陰極層上;以及 形成一透明電極於該緩衝層上;^中,藉由調整該有機層及該透明陽極電極的厚度,使得 2外界的人射光照射至該半透明電子注人陰極層反射之 一反射光,與照射至該金屬反射層反射的第二反射光, =者產生1 8 0度的相位差,並造成破壞性干涉,進而降低 外界光的反射,提昇有機發光二極體的對比。 5·如广請專利範圍第4項之方法,其中上述之緩衝層 糸具有保護的功能,用以在進行濺鍍(sputtering )該透 明電極時保護該有機層。 ^ 6·如申請專利範圍第1項之方法,其中上述之半透明 電子注入陰極層之厚度約為〇· 5〜5nm。 • 一種能降低外界光線反射之有機發光二極體結 構’該結構至少包含·· 一基板; 一金屬反射層,係形成於該基板上; 一透明陽極電極,係形成於該金屬反射層上;第16頁 200412191 六、申請專利範圍 一有機層,係製作於該透明陽極電極上; 一半透明電子注入陰極層,係形成於該有機層上· 声ϋ作於該半透明電子注入陰極;h具有保 曼茨有機層的功能;以及 I透明電極,係形成於該緩衝層上; ^ 藉由"周整^亥有機層及該透明陽極電極的厚度,使得 I# 一外界的入射光照射至該半透明電子注入陰極層反射之 反射光,與照射至該金屬反射層反射的第二反射光, 7者產生1 8 0度的相位差,並造成破壞性干涉,進而降低 外界光的反射’提昇有機發光二極體的對比。 8·如申請專利範圍第7項之有機發光二極體結構,其 中上述之半透明電子注入陰極層之厚度約g〇.5〜5nm。第17頁
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