TW200843100A - Organic electroluminescent structure and method of making the same - Google Patents

Description

200843100 v 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種有機電激發光結構及其製作方法，尤指一種 具有同時具備有機發光與電子傳輸雙重作用之發光暨電子傳輸層 . 之有機電激發光結構，以及一種可減少用於定義有機發光層之遮 罩使用數目的有機電激發光結構的製作方法。 φ 【先前技術】 平面顯示器(Flat Panel Display)具有傳統陰極射線管（。她。^ Ray Tube ’ CRT)顯示器不可比擬的優勢，例如省電、無輻射與輕 薄短小等，因此平面齡II漸漸取代了陰極射線管顯示器。隨著 平面顯示技術的提昇，平面顯示器的產品價格不斷降低，使得平 面顯示器更普及並朝向大顯示尺寸發展，而在現今各種平面顯示 為之中，有機電激發光顯示器由於具有高對比與自發光等優勢， 更是目前市場上最受期待的產品。 請參考第1圖。第i圖為有機電激發光面板之一晝素區之習知 有機電激發光結構的剖面示意圖。如第1圖所示，習知有機電激 發光結構包含有-陽極10、—電洞注入層12設置於_ 10之表 面、-電洞傳輸層14設置於電洞注入層12之表面、一有機發光 矩陣設置於電洞傳輸層14之表面、一電子傳輸層18設置於有 機發光矩陣16之表面，以及-陰極2〇設置於電子傳輸層18之上。 6 200843100 、、、、示王彩之晝面，在有機電激發光面板之任一晝素區的有 機^發絲構巾均包含有—藍色次畫素、—綠色次晝素與一紅 ^欠晝素’而有機發光矩陣16包含有一藍色有機發光圖案16B、 彔色有機％光圖案16G與一紅色有機發光圖案16R，其中藍色 有機發光—16B係負#提供藍色次畫素之發光、綠色有機發光 Θ案係負貝提供綠色次晝素之發光，而紅色有機發光圖案 則係負貝紅色次畫素之發光，藉此組合出亮麗的全彩晝面。 有機發光矩陣Μ係利用蒸鍍製程配合使用遮罩(shad〇w咖幻 力;以製作’而就習知有機電激發光結構的有機發光矩陣i6而言， 藍色有機發光圖案1犯、綠色有機發光圖案撕與紅色有機發光 圖案16R必須分別利用三道遮罩進行蒸鑛。首先在製程上，由於 使用遮罩時無可避免的會產生對位誤差，㈣知製作有機電激發 $結構之有機發光矩陣16必須使用三道鮮，_增加了對鮮 仏的風險’而有機發光矩陣16的對位不佳會產生如陰影效應 (shadoweffect)等問題而導致顯示品質不佳。另外，當所欲製作之 有，電激發光面板的尺推大時，必須使肢魏罩，而大型遮 罩容易產生變曲形變效雜endingeffect)，亦會使有機發光矩陣Μ 的圖形轉移產生偏差。 ρ因此，如何減少遮罩的使用數目’以避免因對位不佳對有機電

激發光結構造成的負面影響，實為現今有機電激發光結構研發上 之一重要課題。 X 200843100 【發明内容】 本發明之目的之一在於提供一種有機電激發光結構與其製作 方法’以提升元件穩定性並簡化製程。 • 為達上述目的，本發明提供一種有機電激發光結構。上述有機 電激發光結構至少包含有-第一電極、一第一原色發光圖案層設 置於該第-電極之表關以產生第—原色色發光圖 Φ 案層設置於該第一電極之表面用以產生第二原色光、一第三原色 發光暨電子傳輸層設置於該第—電極之表面、該第—原色發光圖 案層之表面，以及該第二原色發光圖案層之表面，用以產生第三 原色光並-併發揮電子傳輸之_ H第二電極，設置於該 第三原色發光層暨電子傳輸層上。 為達上述目的，本發明提供一種製作有機電激發光結構之方 法。上述方法至少包含有： 春提供—基板，該基板上包含有-第-電極，以及-電洞注入結 構； 於《洞注入結構之表面形成—第一原色發光圖案層； 於該電洞注入結構之表面形成—第二原色發光圖案層； 全面性地於該電洞注入結構之表面、該第一原色發光圖案層之 表面與該第二原色發光_層之表面形成—第三原色發 光暨電子傳輸層；以及 ㈣第三原色發光暨電子傳輸層上形成—第二電極。 8 200843100 與輔助說物謂。•所_输參考 非用來對本發明加以限制者。 【實施方式】 ^#21|。第2圖為本發 流程圖。如第2圖％ _ ^ ^ 々冤斌發光結構之方法 程步驟包含有： 本發賴作錢電激發光結 構之主要流 第—電極，以及一 步驟3〇 :提供—基板，且該基板上包含有 電洞注入結構； 步驟-層於該電洞注入結構之表面形成〜 步驟34 :於該電酿入結構之表面形成―第二原色發光圖案 層； 步驟36 :全面性地於該電洞注入結構之表面、該第一原色發光 圖々案層之表面與該第二原色發光圖案層之表面形二 一第二原色發光暨電子傳輸層,·以及 步驟38 :於該第三原色發光暨電子傳輸層上形成一第二電極。 為進-步制本發明製作有機絲發絲構之綠的詳細步 驟’請繼續參考第3圖至第7圖。第3圖至第7圖為本發明製作 有機电麟絲福板之—畫素區的有機電激發光結構一較佳實 施例的方知賴，其巾絲顯本發明之特點第3圖至第7圖係 以刹面示意。如第3圖所示，提供—基板5g，基板如上包含有二 200843100 ? -第一電極52 ’以及一電洞注入結構54。基板50可為一翻基板， 例如玻璃級、碎基減娜基板H電極52係為陽極， 而視有機電激發光顯示面板為紐光型(bottomemission)或頂發光 型⑼p emissi⑽)的不同，第一電極52可為透明電極，例如ΙΊ^電

* 極，或不透明電極，例如金屬電極。電洞注入結構54則包含有I 電洞注入層56與一電洞傳輸層58。 • 如第4圖所示’利用一圖案化遮罩59，例如—遮罩，進行一落 鍍製程’於電洞注入結構54之表面形成一第一原色發光圖案層、$ 6〇 ’㈣發出第―原色光，其中於本實施例巾第—原色包括藍I，

而第一原色光係為藍光。 I 如第5圖所示，接著再利用另一圖案化遮罩6卜例如一遮罩， 進行另-蒸鑛製程，於電洞注入結構54之表面形成一第二原^ 光®㈣62 ’其巾於本實麵巾第二原色包括 ^ •光係為綠光。弟一原色 如第6圖所示，接著不使用任何贿化遮罩，進行―基 =全面性地於電洞注入結構54之表面、第-原色發光圖二 =與第二原色發光圖案層62之表面形成—第三原色發二 子傳輸層64，用以發出第三原声氺 其中於本實施射㈣色係為紅色，而㈣色， 第三原色發光暨電子傳輸層64之材質則包含有—㈣ 10 200843100 以及一可產生紅光之· 作用之電子傳輸与材料，㈣tr_e3i4 發光摻質材料，例如。 —原色發光暨電子傳輸層64上依序 二電極(陰極)68，即製作出本發明之 隶後如第7圖所示，於第 形成一電子注入層66與一第 有機電激發光結構。

本㈣之主要特徵之一在於整合電子傳輸層與有機發 用可發揮電子傳輸作用之電子傳齡體材料，並摻人可產生某一 原色光之發光摻質材料，製作出發光與電子傳輸雙重作用的 發光暨電子傳輸層’觀可減少—道随化料的錢，而降低 對位不準的風險。 、，在本發明中第二原色發光暨電子傳輸層64較佳是由一主體材 =與-摻質材料所構成。其中，在材料的選用上，主體材料與推 _質材料的娜特性較佳是符合二項條件。首先，第三原色發光暨 黾子傳輸層64之主體材料的最高佔據分子執域(highest〇ccupied molecule orbital，HOMO)能階(energy level)應低於或等於第一原色 务光圖案層60之最高佔據分子執域能階與第二原色發光圖案層 62之最高佔據分子執域能階。例如，主體材料的HOMO能階為-6.1 eV ’而第一原色發光圖案層60與第二原色發光圖案層62之發光 材料的HOMO能階皆為_5.8 eV。其次，第三原色發光暨電子傳輸 層之主體材料之最低未佔據分子軌域(least unoccupied molecule 11 200843100 =等於第—原色細案層的 未峨子執域能階與第：原色發繼層62之最低未佔據分子 執域能階。例如，第三原色發光暨電子傳輸層64之主體材料的 疆〇能階為_2.8 eV，而第—原色發光圖案層6〇與第二原色發光 圖案層62之發光材料的_〇能階皆為-2.8 eV。另外，第三^ 色發光暨電子傳輸層64之摻質材料的lum〇能階應低於主體材 料的LUMO 4 ’且摻冑㈣的職^鎌應高於主體材 麵〇能階。例如純材料的L觸能階是·3」…，且職〇 能階是-5.4 eV。 在本實施例中以兩種材料作為說明，例如使用T〇rey公司的 TR-E314 > ffij a Universal Display Corporation ^ η ^ 删7作為摻質材料，但並不限於使用上述材料，亦可選用其它適 合材料。 於上述實關中，第-原色、第二原色與第三原色分別為藍 色、綠色與紅色，但本發明之應用不並限於此，第一原色、第二 原色與弟二原色可分別為藍色、綠色與紅色中之一種。換言之， 在主體材料與摻質材料互相匹配且各發光圖案的材料符合上述條 件的情況下，亦可使用可產生藍光或綠光之摻質材料摻入主體材 料。另外，於本實施例中，第三原色發光暨電子傳輸層糾具有一 不平坦之上表面，如第6圖所示，但若有其它考量因素下，例如 考里第一電極68的反射效果，於其它實施例中，第三原色發光譽 12 200843100 電子傳輸層64的上表面亦可 第8圖為本翻之有機電_^_/_辭面。請參考第8圖， 為便於比較二實施例 /° 4另A例之示意圖，其中 同標號標注。如第8圖1帛8圖與第7 ^ f相同元件使用相 ^回不，舉例來說，可利用調整墓鍍f裎的 參數使弟二原色發_電讀 〜鍍衣㈣ 續製作之第二電極68亦| ;曰H的上表面，使後 一^ + /、有一平坦表面。此外，亦可利用哨敕筮 二_8紐製程的參數，使第二電極68具有—倾表面 請參考第9輕第12圖。”圖骂12圖為針對样明 電激發规構的顯示效果所作之實際測朗果，1中第 =電繼，㈣圖為有機電 辦先陳姆咖咖，帛u __激發光结構 之受度與發光鱗__，第12圖騎機電激發光結構之亮度 與aE-y色度鍊__。首先，上勒_吨光區域 試，其中各關個中均包含有―對照組與三實驗組，且對昭喊 貫驗組均使議2峨B52作為藍色有機發光層的材質，而不同 之處如下所述： 對照組(G_PC):係、為f知有機電激發光結構，使用孤·纽* 作為電子傳輸層之材質，電子傳輪層之厚度為3〇〇埃； 第-實驗組(G_PI):係林發明之有麵激發1結構，使用 TR-E314’.14.4%RD07作為紅色發光暨電子傳輪層之材質，且紅色 發光暨電子傳輸層之厚度為200埃； 第二實驗組(Group:係為本發明之有機電激發光結構，使用 13 200843100 TR-E314:14.4〇/〇RD07作為紅色發光暨電子傳輸層之材質，且红色 發光暨電子傳輸層之厚度為300埃； 、、 =職14.4侧7作為紅嫩暨電子傳輸層之材質，且紅 色叙光暨電子傳輸層之厚度為400埃。 第9 _示了本發明之有機電激發光結構之跨縣電流爽产的 僅微幅上峨結構賴 整合於電子，明之械電激發統構將紅色發光材料 的耗電量與^ 鮮會_地影響有機 電激發光結構 弟1 〇圖顯示^ 7七 10圖所示，在相，有=電激發光結構之跨壓與亮度的關係。如第 ⑩結構的跨壓相較^^冗度之下，本發明各實驗組之有機電激發光 樣地亦表示了本1 4 4有機電激發光結構的跨壓僅微幅上升，同 電子傳輪層的作^明^有機電激發光結構將紅色發光材料整合於 命。 並不會衫響有機電激發光結構的耗電量與壽 第11圖顯示了 如第11圖所示， 文發光結構之亮度與發光效率的關係。 發光結構的發光相同的冗度之下，本發明各實驗組之有機電激 '率她W知雜電激發絲翻發光效率均 14 200843100 — 具有顯著的提升。 另外，由於藍光的色飽合度係與〇[仏7座標值較具有相關性， 因此第12圖顯示了有機電激發光結構之亮度與CIE-y色度座標的 關係。如第12圖所示，在相同的亮度之下(例如在亮度 lOOOcd/m2)’本發日狀第一實驗組與第二實驗組的cffi_y座標值約 為0.185,而習知有機電激發光結構的Cffi_y座標值則約為ο.·， 籲由於一者差異甚小，表示了本發明之有機電激發光結構並不會影 專藍光的色飽和度。 由上述可知’本發明之錢電激發I賴糊摻f材料換入主 體材料’使得電子傳輸層除了傳輸電子之外亦具财某一單一色 的_，_試結果妓明本發明之有機電激發光結構具 光效率。另外，本發明之有機電激發光結構在製程上 即令-道遮罩的使用，不僅可降低對位不佳的風險，更可避免 使用遮罩所衍生之問題。 以上所述僅林翻之健實施例，凡 圍所做之解變倾修飾，皆闕本發明之涵絲圍胃專利辄 【圖式簡單說明】 知有機麵發光結構 第1圖為有機電激發光面板之一晝素區 的剖面示意圖。 15 200843100 f 2圖為本發明製作有機電激發光結構之方法流程圖。 弟3圖至第7圖為本發明製作有機電激發光顯示面板之一畫素區 第的有機電激發光結構一較佳實施例的方法示意圖。 第圖為本發明之有機電激發光結構另一實施例之示意圖。 ^ 9圖為有機電激發光結構之跨壓與電流密度的關係圖。 ^ 1〇圖為有機電激發紐構之跨壓與亮度的關係圖。 第圖為有機電激發光結構之亮度與發光效率的關係圖。 弟12圖為有機電激發統構之亮度與CIE_y &度座標的關係圖。

【主要元件符號說明】 Θ 陽極 14 電洞傳輸層 l6B藍色有機發光圖案 l6R i色有機發光圖案 2()陰極 52 第一電極 56 電洞注入層 59 圖案化遮罩 61 圖案化遮罩 64 第三原色發光暨電子傳 輸層 68 第二電極 12 電洞注入層 16 有機發光矩陣 16G 綠色有機發光圖案 18 電子傳輸層 / 50 基板 54 電洞注入結構 58 電洞傳輸層 60 第一原色發光圖案層 62 第二原色發光圖案層 66 電子注入層 16

Claims (1)

1. 200843100 、申請專利範圍： 一種有機電激發光結構，至少包含有： 一第一電極； 用以產生 用以產生 一第一原色發光圖案層，設置於該第一電極之表面， 第一原色光； 一第二原色發光圖案層，設置於該第一電極之表面， 弟二原色光； 用；以及 第三原色發光暨電子傳輸層，設置於該第一電極之夺面 第-原色發光圖案層之表面，以及該第二原色發=案= 之表面，用以產生第三原色光並一併發揮電子傳輪之作曰 一第二電極，設置於該第三原色發光層暨電子傳輪層上 2·如請求項1所述之有機電激發光結構，其中該第一原色係為餘 色、该弟一原色係為綠色，且該第三原色係為紅色。 、 3.如請求項1所述之有機電激發光結構，其中該第三原色發光替 電子傳輸層‘包含有一主體材料與一摻質材料。 4·如請求項3所述之有機電激發光結構，其中該主體材料之最高 佔據分子轨域(highest occupied molecule orbital，HOMO)能階低 於或等於該第一原色發光圖案層之最高佔據分子轨域能階與該 第二原色發光圖案層之最高佔據分子軌域能階。 17 200843100 • 月東頁4所述之有機電激發光結構，其中該主體材料之最高 佔=子執域此階為W〜，且該第一原色發光圖案層之最高 制77子執域讀與該第二原色發細案層之最高佔據分子軌 域能階皆為-5.8 eV。 、、貞所it之有機電激發光結構，其巾該主體材料之最低 未據刀子執域(least un〇ccupiedlum〇)能階 ❿ 低於^等於σ亥第原色發光圖案層之最低未佔據分子執域能階 與該第二原色發光圖案層之最低未佔據分子執域能階。 7·如請求項6所述之有機電激發絲構，其巾該主體材料之最低 未佔據分子執域能階為以eV，且該第一原色發光圖案層之最 低未佔據分子執域能階與該第二原色發光圖案層之最低未佔據 分子轨域能階皆為-2.8 eV。 _ 8•如請求項3職之有機魏發光結構，其巾姆質材料之最高 佔據分子誠請高於該主體材料之最高彳罐分子轨域能階， 且該摻質材料之最低未佔據分子轨域能階低於該主體材料之最 低未佔據分子軌域能階。 9·如請求項8所述之有機電激發光結構，其中該主體材料之最高 佔據分子軌域能階為4·1 eV，且該摻質材料之最高佔據分子執 域能階為-5.4eV。 18 200843100 10. 如請求項8所述之有機電激發光結構，其中該主體材料之最低 未佔據分子軌域能階為以ev，且該摻質材料之最低未佔據分 子轨域能階為-3.1 eV。 11. 如請求項1所述之有機電激發光結構，其中該第三原色發光暨 電子傳輸層具有一不平垣之上表面。 x 一 12. 如請求項1所述之有機電激發光結構，更包括一電洞注入結 構’設置於該第-電極與該第一原色發光圖案層、第二原色發 光圖㈣、第三原色發光暨電子傳輸層之間。 x 13. 如請求項12所述之_激發光結構，其中該電洞注入結構 包含有一電洞注入層設置於該第一電極之表面，以及-電洞傳 輸層，設置於該電洞注入層之表面。 14. 如請求項1 _之有機電激發光結構，另包含有—電子注入 層，設置於該第二電極與該第三原色發光暨電子傳輸層之間。 15. -種製作有機電激發光結構之方法，至少包含有： 提供-基板’該基板上包含有一第一電極； 於該第一電極之上形成—第-原色發光圖案層； 於該第-電極之上形成—第二原色發光圖案層； 王面!生也於。亥第％極之上、該第一原色發光圖案層之表面與 19 200843100 ' 該第二原色發光圖案層之表面形成—第三原色發光暨電 子傳輸層；以及 於該第三原色發光暨電子傳輸層上形成一第二電極。 16.如請求項15所述之方法，其中該該第—原色發光圖案層、該 弟二原色發細案層_第三原色發級電子傳輸層係利用 蒸鑛製程加以製作。 η.如睛求項is所述之方法’其中形成該第一原色發光圖案層與 該第二原色發光圖案層之步驟包含使用—圖案化遮罩。曰” 18.=求項15所述之方法’其中該第一原色係為藍色或綠色、 為第—原色係為綠色或藍色，且該第三原色係為紅色。

   W·如請求項15所述之方法， 具有一不平坦之上表面。 其中該第三原色發光暨電子傳輪層 20