TWI242303B - Light emitting device with inorganic-organic converter layer - Google Patents

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TWI242303B
TWI242303B TW093107475A TW93107475A TWI242303B TW I242303 B TWI242303 B TW I242303B TW 093107475 A TW093107475 A TW 093107475A TW 93107475 A TW93107475 A TW 93107475A TW I242303 B TWI242303 B TW I242303B
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Karl Leo
Jan Blochwitz-Nomoth
Joerg Amelung
Hartmut Froeb
Martin Pfeiffer
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Fraunhofer Ges Forschung
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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Description

1242303 玖、發明說明: ㈠【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係有關於發光裝置,特別是有關於有機發 光二極體(organic light emitting diodes,〇LEDs)之具體實 施。本發明特別是有關於用以將上述發光裝置之發射光譜 之光轉換成爲不同發射光譜之光的轉換器層。 ㈡【先前技術】 有機發光二極體經由一有機材料所形成之有機層來發 射光,當施加一橫跨於上述有機層之電壓時,上述有機層 會發出某一發射光譜之光。因此有機發光二極體通常包括 一具有上述特性之一有機材料所形成之有機層(針對上述 特性將於下面使用上述所表明之有機發光二極體材料)、一 隔著上述有機層彼此相對且用以施加一橫跨於上述有機層 之電壓的兩個電極之電極結構、以及一基材,其中上述層 係依序放置於上述基材上。 在上述有機發光二極體中,所謂基材射極(substrate emitters)係不同於頂射極(top emitters)。上述基材射極型之 有機發光二極體經由上述基材自上述有機層發射光,然而 上述頂射極係提供用以將其有效動作所發射之光朝遠離上 述基材之方向發射。再者,有機發光二極體可依據上述有 機材料之聚集狀態(state of aggregation)的形態來做區別, 其中上述有機材料在沈積上述有機層之前係爲蒸氣形態或 者液體形態。 一有機發光二極體分別發射何種發射光譜及何種顏色 係先依上述有機材料之型態而定。將上述電壓施加於上述 1242303 有機層之兩側,以產生一電場,上述電場會造成在上述有 機材料中原子之激發,最後造成電子與電洞朝彼此相反方 向遷移。當電子與電洞相會時,會產生復合,其中依據上 述有機材料之狀態,會以光之形式釋放不同數量之能量。 因爲有機材料之選擇係受限制的,所以會有下面之有機發 光二極體’其除了具有上述有機發光層之外,同時具一光 轉換層,上述光轉換層具有可藉由吸收作用以在某些區域 中過濾上述有機層之發射光譜的濾光特性或者具有螢光 或磷光特性,依據上述螢光或磷光特性,在上述光轉換層 中吸收由上述有機層所發射之光以及在從一激發狀態轉 移至其它能量狀態之後,再次以不同發射光譜來發射光。 有機發光一極體已成爲許多被看好之新式平面顯示器 及平面螢幕之基礎。相較於已知平面顯示器之觀念,以有 機發光二極體爲主之顯示器具有許多之優點,例如大角度 視野,上述顯示器之自行發射而不需任何之背光以及以非 常低之功率耗損以完成顯示之可能性。爲了實現一彩色顯 示,必須將上述顯示器之複數個圖元(picture elements)(亦 稱爲圖素)分別分割成爲複數個圖素區域,上述圖素區域會 發射一不同顏色之光。 基本上,具有兩個用以分別產生不同顏色及一彩色顯示 之方式。一方面,分別佈置上述複數個圖元及圖素,以便 在可將每一圖元分割成爲具有個自發射顏色之複數個次圖 素(subpixels)。亦即,在上述個別次圖素之發光區域產生不 同之光。因此,可藉由個別空間上分離之複數個有機發光 二極體來產生上述顯示器之個別顏色及原色(primary col or s)(例如,紅色、綠色及藍色),上述複數個有機發光二 1242303 極體在空間上彼此分離之複數個圖素區域上具有不同發射 顏色,然後在觀視者眼睛中將上述不同發射顏色混合成爲 一任意所需之顏色。另一選擇是藉由將上述發光二極體佈 置成爲裝置以實施上述方式,因而將用以發出個別顏色之 複數個層彼此堆疊在一起,以便可自任何圖素區域發射出 任何顏色之光。 用以實現上述顯示器之不同顏色之第二可能性係不要 提供具有不同發射顏色之有機發光二極體之彩色顯示器, 而是僅使用會發射出一相同顏色之有機發光二極體,但是 會藉由個別之光轉換元件,以將上述發射顏色轉換成爲上 述原色之一。以此設置,可解決在實現依據有機發光二極 體之彩色顯示時所造成之重大問題:有機發光二極體在操 作期間之老化及針對一所給予之電流密度釋放亮度。對於 不同之顏色會有不同之老化,此即所謂之差異性老化 (differential aging),因此如果沒有實施後調整(post adjustment),則上述老化會漸漸地使上述顯示之顏色變得 不好。 在此轉換中,又有兩種不同之原則。一方面,當每一圖 素區域之有機發光二極體產生第一白光,以及之後藉由一 濾光層(filter layer)自每一圖素區域中之白光過濾出上述 所需顯示顏色或所需原色時,可在上述個別圖素區域中針 對一全色顯示器實現上述不同之顏色。上述設置具有下列 缺點:在過濾期間會失去其它不需要之顏色,因而嚴重地減 少上述顯示器之效率。 上述第二可能解決方式比較有利,每一圖素區域之有機 發光二極體及上述有機層分別只發射出一種原色,然後藉 1242303 由一螢光或磷光轉換器將上述所發射之顏色轉換成爲另一 種原色。針對不同原色提供不同之轉換器。正常地,當上 述發光二極體發射藍光及綠光時,例如藉由上述轉換產生 紅光,即可實現此程序。 到目前爲止,上述轉換解決方式具有重大之缺點。上述 所獲得之現有材料不是只具有非常有限之顏色區域,就是 上述現有材料不夠穩定。上述第一個適用於使用無機磷光 材料之轉換。通常係使用金屬原子之內殼層(inner shell)之 轉移(transition)。然而,上述轉移只涵蓋相對有限之光譜 區域,以及只能以有限方式來改變。因此,基本上,因爲 基於在有機合成化學性質中之可能性(possibility)的原因, 有機染料可允許上述吸收與發射波長之無限變化,所以上 述有機染料比較適合做爲轉換器。 然而,因爲上述有機染料經常不夠穩定,所以將以上述 有機染料之轉換應用於發光裝置中會造成非常大的問題。 正常地,當使用上述有機染料以做爲轉換器時,會將上述 有機染料嵌入一聚合物矩陣(polymer matrix)中。正常地, 上述轉換器染料之壽命時間太短,而無法針對照明或顯示 應用達成一足夠的壽命時間。到目前爲止,以具有轉換器 之無機藍色發光二極體爲主之發光二極體只能以無機轉換 器材料來達成。 現在期望能有一具有一足夠壽命時間之轉換器層。 ㈢【發明內容】 因此,本發明之目的在於提供一種發光裝置及上述發光 裝置之製造方法,以便一方面能改善上述壽命時間,另一 方面可易於製造上述發光裝置。 -10- 1242303 可藉由如申請專利範圍第1項之發光裝置及如申請專利 範圍第1 2項之方法來達成本發明上述目的。 本發明之知識在於··藉由將一有機染料與一無機材料混 合,以獲得一具有較長壽命時間之用以將一第一發射光譜 之光轉換成爲一第二發射光譜之光的轉換器層,其中上述 有機染料吸收上述第一發射光譜中至少某一波長之光,以 及發射具有弟一發射光譜之光,以回應上述吸收作用。 因此,可維持有關於上述有機合成化學之吸收與發射波長 之幾乎無限變化的優點。有關於上述有機染料之不夠穩定 的問題則可藉由將上述有機染料混入上述無機材料來解 決。總之’當選擇上述合適無機材料時,上述轉換器層可 同時扮演一透明陽極或陰極之角色,在此情況中,可簡化 上述發光裝置之結構。總之,當選擇上述合適無機材料時, 本發明之混合物可使上述轉換器簡單化,並且能有便宜之 建構方法(例如’在氧化矽或二氧化鈦之情況中之介層平版 餓刻方法(via lithographic methods))。 依據本發明之特定實施例,上述混合物係由在上述無機 矩陣材料中之上述有機轉換器材料之一固態溶液所組成。 在大部分應用情況中,上述有機染料對無機材料之混合比 爲:上述有機部分所佔之體積係少於5 %,但是大於〇. 1 %。 依據一特定實施例,藉由在重疊氣相沈積區域上同時氣 相沈積上述有機染料與無機材料以獲得上述混合物。上述 結果會產生一固態溶液,其中將上述有機染料嵌入上述無 機材料中。 ㈣【實施方式】 首先’第1圖顯示依據本發明之一實施例的一頂射極有 1242303 機發光二極體(topemitter organic light emitting diode)之 結構。第1圖之由元件符號1 0所代表之有機發光二極體包 括一下接觸層1 2、一有機發光二極體材料層1 4 (亦即,有 機材料)以及一爲導電材料之轉換器層1 6,其中上述有機發 光二極體材料層1 4在施加一橫跨於其兩側之電壓時具有 發射出某一波長之光的特性,以及上述轉換器層1 6對於上 述層1 4所發射之光係屬透明的,上述導電材料例如係經適 當摻雜之二氧化矽(silica)或二氧化鈦(titanium dioxide),用 以做爲一有機染料1 8之矩陣,上述有機染料1 8係嵌入於 上述轉換器層16之無機材料中,其中上述層12至16係依 · 序沉積於一基材20上。 在此,上述有機發光二極體10係佈置成爲一頂射極 (topemitter),亦即分別爲一朝遠離上述基材20之方向發射 光之結構以及一朝遠離上述基材20之方向發射光之發光 裝置。上述下接觸層(電極層)12係做爲一陰極,然而上述 轉換器層1 6除了做爲光轉換層的功能之外,亦扮演陽極之 角色。在另外一種情況下,上述下接觸層1 2可做爲陽極, 而上述轉換器層16可做爲陰極。一旦將一電壓施加於上述 φ 陽極16與上述陰極12之間時,上述層14會發射出光。 在上述有機發光二極體10係一有機發光二極體被動矩 陣顯示器之一圖素的情況下,其中上述有機發光二極體被 動矩陣顯示器係由位於上述基材20上之例如以列與行方 式排列之數個有機發光二極體(每一有機發光二極體係針 對每一圖素)所組成,上述下陰極層1 2例如係建構成彼此 電性隔離之複數個列導電層(row conductive layers),然而 上述轉換器層1 6係建構成彼此隔離之複數個行導電線跡 -12- 1242303 (column conductive traces)中,上述複數個行導電線跡之行 進方向係垂直於上述複數個列導電層。儘管係一藉由在氣 相沉積期間經由上述複數個行導電線跡間之複數個阻斷邊 緣來遮蔽複數個狹長帶(narr〇w Gripes)之全區域氣相沉 積’上述轉換器層丨6上可分別藉由朝行方向行進之上述複 數個阻斷邊緣(interrupti〇11 edges)及複數個分離器 (separator)而建構成上述複數個行導電線跡。當針對上述有 機發光一極體材料層1 4氣相沉積上述有機發光二極體材 料時’上述複數個分離器可藉由在氣相沉積期間遮蔽上述 有機發光二極體材料,以便使上述有機發光二極體材料層 1 4建構於沿著行方向行進之路徑中。藉由在上述陰極層丄2 中之某一列導電線跡與上述轉換器層1 6中之某一行導電 線跡間施加一電壓,可個別啓動在此被動矩陣有機發光二 極體顯示器中之有機發光二極體(亦即並非相依於其它有 機發光二極體)。 另外一種情況,上述下陰極層1 2可代表一形成於上述 基材20之積體主動矩陣電路,其中在一有機發光二極體顯 示器之情況中,可分別針對每一圖素及每一有機發光二極 體以在上述基材20上提供上述下陰極層12。如果上述有機 發光二極體10係一主動矩陣有機發光二極體顯示器之部 分,則上述轉換器層1 6可以是一連續轉換器層,用以做爲 上述顯示器之所有有機發光二極體之陽極,上述陽極係處 於相同預定之電位,然而上述有關於每一有機發光二極體 之主動矩陣電路係藉由設定在上述陰極側之電位,以控制 上述個別有機發光二極體。 依據橫跨於上述有機發光二極體材料層1 4之電壓而 1242303 定’上述有機發光二極體材料層1 4之有機材料會發射具有 較多或較少強度之光。上述確實有效光(actually effective light)係指遠離上述基材20之方向(意指朝上述轉換器層16 之方向)所發射之光。因此,上述基材20對於光來說沒有 必要是透明的。一旦以橫跨上述有機發光二極體材料層1 4 方式施加上述電壓,上述有機發光二極體材料層14會因複 數個電洞與電子之復合而發光,以及上述所發射之光包括 一依據上述有機發光二極體而定之發射光譜。爲了達到能 在上述觀視者之眼睛中分別產生一不同發射光譜之光及一 不同顏色之光(上述有機發光二極體材料層14所發射),因 · 而提供上述轉換器層16,上述轉換器層16除了扮演透明陽 極之角色之外,同時用以將由上述有機發光二極體材料層 14所發射之光轉換成爲一具有不同光譜之光。嚴格來說, 整合於上述透明陽極及具有螢光特性之有機染料1 8係用 以吸收上述有機發光二極體之光以及將上述所發射之光以 一不同之波長再度發射。上述矩陣材料應該是透明的,並 且除了別的以外亦可用以增加上述整合染料之壽命時間。 由於上述有機合成化學之多樣性,所以上述吸收能帶及發 φ 射能帶間之變化可能性係很大的,以致例如可容易地從 上述有機發光二極體材料層14之藍光產生紅光或綠 光。 爲了製造上述有機發光二極體10,首先,提供一具有上 述下接觸層12之基材20。在上述有機發光二極體10係一 有機發光二極體顯示器之部分的情況中,上述方式例如針 對一被動矩陣有機發光二極體顯示器之情況來說可包含氣 相沉積列導電線跡於上述基材20上,或者針對一主動矩陣 -14- 1242303 有機發光二極體顯示器之情況來說,上述方式包括 主動矩陣電路,以控制上述有機發光二極體10。 最後,將上述有機發光二極體材料層1 4設置於 接觸層12上。在例如藉由氣相沉積來沉積上述有機 極體材料之情況中,上述有機發光二極體材料層1 4 有機材料所組成。針對一被動矩陣有機發光二極體 之情況,在上述基材20與上述下接觸層12之一行 域間所提供之邊緣(edges)藉由遮蔽(shadowing),以 述有機發光二極體材料層14在實施氣相沉積之後 於一行路徑中。再者,上述有機發光二極體材料層 入一矩陣材料中。上述矩陣材料例如可以是一聚合 無機材料。依據上述矩陣材料之型態而定,可藉由 相沉積(co-vapor deposition)(其意指同時在一共同 積區域中氣相沉積上述有機發光二極體材料及上述 料)或者藉由將一溶解於一聚合物並且具有溶液形 機染料分別沉積於上述基材20與上述下接觸層12 施上述沉積。 在目前所形成之上述層12、14及20的結構上, 時沉積上述有機材料18與一無機矩陣材料以及將 相沉積材料氣相沉積於上述層1 4上之一共同氣相 域’以形成上述轉換器層1 6。上述共同氣相沉積區 包括上述有機發光二極體1〇與上述有機發光二極 器之整個區域或者其部分區域,其中藉由氣相沉積 所要蒸發之上述層20、1 2及14間之相對運動,以 述轉換器層16所要沉積之整個區域的方式來移動 相沉積區域。 整合一 上述下 發光二 係由純 顯示器 圖素區 確保上 係建構 14可嵌 物或一 共同氣 氣相沉 矩陣材 式之有 上來實 藉由同 上述氣 沉積區 域可以 體顯示 設備與 橫過上 上述氣 -15- 1242303 第2圖槪要地顯不一用以獲得上述有機染料(以下有時 稱之爲有機摻質)與上述無機矩陣材料之共同氣相沉積之 可能氣相沉積裝置。第2圖顯示以元件符號40代表之上述 層之配置及上述基材,而上述所要形成之轉換器層係要沉 積於上述層之配置與上述基材上。爲了保持與第丨圖之實 施例中之一致性,上述層序結構(1 a y e r s e q u e n c e) 4 0對應於 上述層20、1 2及1 4。第2圖之氣相沉積裝置係以元件符號 42來表示。上述氣相沉積裝置係由一用以沉積上述有機材 料之氣相沉積設備44及一用以氣相沉積上述無機矩陣材 料之蒸發源4 6所組成。上述氣相沉積設備4 4係由一氣相鲁 沉積容器4 8與一位於上述氣相沉積容器4 8中用以蒸發上 述有機材料之蒸發源50所組成。 上述氣相沉積容器48之內壁形成一大體上封閉之內室 52。上述氣相沉積容器48之面對上述基材40的一下側54 係形成用以做爲一屏幕(screen)或隙孔(aperture),以及包括 一個或多個孔56,其中藉由上述蒸發源50蒸發之上述有機 發光二極體經由上述孔56以氣相沉積圓形突出部(vap〇r deposition lobe)58之形式排出’以撞擊上述基材40。 爲了避免上述氣相沉積之有機發光二極體材料堵塞上 述複數個孔5 6,因而提供一隙孔加熱裝置,上述隙孔加熱 裝置包括複數條加熱線,其例如係位於上述複數個孔54中 或沿著上述複數個孔54來佈置,以及上述隙孔加熱裝置係 用以將上述圓形突出部5 8加熱至可以有效地防止上述複 數個孔56堵塞之溫度。選擇上述溫度時,最好使上述溫度 能足夠低,以便在上述隙孔54之表面形成單層之有機發光 二極體材料,但是在另外一方面,上述溫度需足夠高,以 -16- 1242303 防止再次形成額外有機發光二極體材料層。因爲不期望上 述溫度太高以避免任何單層之形成以及額外吸收層之有機 發光二極體材料只在一非常低之溫度以下形成,所以此一 溫度設定是非常有利的。可使用陶瓷來做爲上述圓形突出 部58之材料。上述溫度例如可以是20CTC〜40CTC。同時, 亦可加熱上述氣相沉積容器48之其它內壁,其中上述加熱 溫度最好大於用以加熱上述隙孔54之溫度。 上述矩陣材料蒸發源46(例如,用以蒸發做爲無機矩陣 材料之一氧化砂(silica)及二氧化欽(titanium dioxide))傳送 一定向氣相沉積圓形突出部(directed vapor deposition lobe)60於上述基材40上,其中將氣相沉積設備44與蒸發 源46固定地彼此對齊,以便將上述氣相沉積圓形突出部58 及60重疊’以在上述基材40上界定出一共同沉積區域62。 藉由在上述氣相沉積裝置4 2與上述基材4 0間實施一相對 運動64,可將嵌入於上述無機矩陣材料中之有機染料的轉 換器層16沉積於上述整個區域,或者藉由橫越上述基材40 以適當定位上述氣相沉積區域,以便刻意地將上述轉換器 層16沉積於上述基材40之某些區域。 氣相沉積設備44、蒸發源50及蒸發源46最好以細長形 狀來形成,以便能在一延伸方向(例如,上述行延伸方向) 對應於或超越一有機發光二極體顯示器,因而在上述基材 4 0與上述氣相沉積裝置4 2間有足夠之一維相對運動。上述 細長形狀設計之另一優點在於:可避免上述共同染料損失 (上述共同染料損失例如發生於藉由一點源(point source)氣 相沉積上述有機材料之時),以及藉由上述氣相沉積設備44 只曝露上述基材40之一條狀區域來加熱。 -17- 1242303 在上述共同氣相沉積中,可同時氣相沉積另一摻質,上 述另一摻質用以增加上述無機矩陣材料之導電特性。 上述先前描述僅有關於一有機發光二極體(一有機發光 二極體顯示器之圖素部分)之形成。然而,對於特別之彩色 有機發光二極體顯示器來說,在分別使用上述相同有機發 光二極體材料於所有有機發光二極體及所有圖素(亦即所 有有機發光二極體發射出具有相同光譜之光)之情況中,其 針對上述不同圖素及圖素區域分別需要額外地使用不同有 機染料於上述轉換器16中。第3圖顯示一具有相鄰有機發 光二極體10a、10b、10c、10d及10e之有機發光二極體顯 示器之部分,以做爲範例。上述有機發光二極體l〇a_10e 係以如第1圖所示之相同方法所形成,以及亦一共同層配 置方式來形成,上述共同層配置包括上述基材2〇、上述下 接觸層12、上述有機發光二極體材料層14及上述轉換器層 16。上述轉換器層16及上述下接觸層12係用以做爲陽極/ 陰極結構’以及以適當方式來建構,以便可藉由施加一橫 跨於位在上述個別有機發光二極體及圖素區域中上述層14 之電壓,來個別控制上述有機發光二極體l〇a_1〇e,其中上 述陽極/陰極結構對應到如上所述之主動或被動矩陣原 則。 上述有機發光二極體l〇a-l〇e僅基於下面事實而彼此不 同:不同無機矩陣材料及不同有機染料分別嵌入於位於上 述個別圖素區域中之轉換器層16的無機矩陣材料中。在 此,上述有機發光—極體材料層1 4例如發射藍光。然後, 例如,上述有機發光二極體10a之有機染料吸收上述光, 並且發射出紅光’然而上述有機發光二極體丨〇b之有機染 -18- 1242303 料吸收藍色光’並且發射出綠光。可以相同方式來改變上 述其它有機發光二極體l〇c、l〇d及i〇e。亦可提供在上述 轉換器層16之矩陣材料中不具有有機染料之有機發光二 極體,以便上述有機發光二極體之藍光可簡單地通過上述 控制器層1 ό 〇 在上述方式中,藉由在上述複數個圖素區域中分別提供 不同有機染料及無機染料給上述轉換器層16,可針對一可 個別控制的有機發光二極體矩陣完成三個原色(例如,紅 色、綠色及藍色)中之一,其中上述可個別控制的有機發光 二極體矩陣係以一行與列矩陣來排列,其針對每一圖素區 域發射相同發射光譜之光。上述複數個圖素區域之顏色變 化的一個可能性顯示於第4圖之示意頂視圖中。如同上述 基本之可個別控制的有機發光二極體,上述複數個圖素區 域係以行及列方式來排列,並且在第4圖中係以一矩陣方 塊來表示。因爲字母R代表紅色、G代表綠色、Β代表藍 色,所以在一列圖素區域中上述轉換器層1 6分別具有相同 有機染料及不具有染料。因此,在行方向之相鄰三個有機 發光二極體可整合成爲次圖素(如圖中圈繞所示),其中藉 由適當控制在上述次圖素之複數個有機發光二極體的強 度,可在上述觀視者之眼睛中達成一所需顏色觀感(color impression) 〇 當第2圖之一氣相沉積裝置朝著列方向70以直排式排 列(column-wise alignment)方式相對於或橫跨上述基材來移 動或者上述基材相對於上述氣相沉積裝置來移動時,如第4 圖所示之轉換器層1 6的顏色分佈及結構例如可藉由依據 上述氣相沉積裝置來完成。上述氣相沉積裝置42以橫跨上 -19- 1242303 述整個行範圍方式來延伸,以及將複數個孔5 6彼此隔開, 以致於上述複數個孔5 6與每一第三列對齊。在上述方式 中,例如在一第一次通過動作中,可形成具有有機染料之 每一第三列,其中上述有機染料係用以將藍光轉換成爲紅 光。在上述相對運動中,可保持第2圖之氣相沉積裝置與 基材之對齊,以便上述氣相沉積裝置之長度對齊線係以平 行於上述行方向之方式來移動、每一個孔與每一第三列對 齊、至上述基材之距離比較小以及上述氣相沉積裝置平行 於上述待蒸鍍之基材的主要表面。在一第二製程中,以一 對應方式將上述轉換器層施加於其它列之圖素區域中。上 述不同列之轉換器層亦可藉由使一氣相沉積裝置以唯一相 對運動來同時形成,其中上述氣相沉積裝置包括三個氣相 沉積設備44,上述三個氣相沉積設備44在針對上述蒸發設 備46之矩陣材料摻雜材料的同時氣相沉積不同之有機材 料’並且上述三個氣相沉積設備44之複數個孔彼此以相隔 一個列方式來排列。 上述實施例係有關於頂射極結構,在上述頂射極結構 中’將上述有機發光二極體層放置於上述轉換器層與上述 基材之間。第5圖顯示一基材射極之範例。第5圖顯示一 有機發光二極體10,,其包括一轉換器層16,、一透明陰極 層12’、一有機發光二極體層14,及一陽極層6〇,上述層係 依序形成於一透明基材20,上。 如同在第1圖之實施例中,形成上述陰極與陽極層,以 便可個別施加一橫跨上述有機發光二極體層1 4,之區域的 電壓’上述有機發光二極體層14,係上述有機發光二極體 10’之一部分。在上述有機發光二極體1〇,係一有機發光二 -20- 1242303 極體顯示器之部分的情況中,電壓之施加會以一主動矩陣 裝置或被動矩陣裝置之方式發生。一旦施加一電壓,在上 述有機發光二極體層14’中之有機發光二極體材料會發射 具有某一發射光譜之光。上述光會穿透透明或者半透明之 陰極層12’,並且會被嵌入上述轉換器層16’中之有機材料 1 8 ’所吸收,然後上述有機材料會藉由從一激發狀態遷移至 一較低能量狀態之方式來發射具有一不同發射光譜之光。 在上述情況中,上述轉換器層1 6 ’必須是透明的,以便上述 轉換器層1 6 ’所發射之光能夠離開並且進入到上述觀視者 之眼睛。上述基材20’之適當材料例如可以是二氧化矽或二 氧化鈦。 因此,在上述先前實施例中,有機發光二極體已與轉換 器結合,在上述轉換器中,有機染料係包含於無機材料中。 上述有機層中所需之透光層可用以做爲上述轉換器染料之 矩陣。然而,値得注意的是,本發明不但適用於有機發光 二極體,同時可將上述轉換器層之實施例、沉積以及其在 產品中之使用結合不同發光原理來使用,以製造一發光裝 置。因此,上述轉換器層亦可與一般發光二極體或半導體 雷射二極體結合。 在上述實施例中,上述有機分子經常係以均勻方式 (homogeneous way)包含於上述透明矩陣材料中,以便上述 有機材料在上述層之厚度方向具有一規則密度分佈。然 而,上述有機分子可能以不均勻方式包含於上述層厚度方 向上。在極端情況中,例如上述有機分子可以不均勻方式 只包含於某一深度中,因而導致上述轉換器層分解成兩個 或多個次層,亦即一個包含有上述有機分子之區域以及一 -21- 4 1242303 個沒有包含上述有機分子之區域,然而,取而代之,上、、批 沒有包含有機分子之區域可摻雜一不同摻雜材料,以增力口 導電率,因此會導致上述轉換器層分解成爲一光轉換次層 與一電極次層(亦即陽極與陰極)。 除了上述有關於一有機發光二極體(一顯示器之部分)之 實施例之外,本發明亦可應用於照明目的。因此,可藉由 設g十上述轉換器層以獲得一白光有機發光二極體,以便| 可傳送上述有機發光二極體之藍光的部分,例如以便白光 及具有所需色覺(color perception)之光與上述轉換器層中 之有機材料所轉換之光一起產生。 在上述特別是有關於第2圖之實施例中,已描述可藉由 經由一光罩局部地氣相沉積上述轉換器層,以將一有機發 光二極體彩色顯示器建構成爲具有不同原色之複數個圖素 區域。可選擇的是,亦可使用針對區域沉積之其它沉積技 術(例如’轉印(imprinting))。另外一方面,可先將上述轉 換器層沉積於上述整個區域,然後藉由例如微影 (photolithography)技術建構,以產生具有轉換器層之區域 以及不具有轉換器層之區域。因而,亦可以第2圖以外之 不同方式來產生第3圖所示之一彩色顯示器之現實變化, 其中在上述彩色顯示器中,可藉由一建構於具有不同染料 之次圖素中之轉換器層來實現個別顏色。 可進一步使用依據上述實施例所建構以及依一圖素著 色(pixel raster)而分佈於一基材上之有機發光二極體,以一 簡單方式來建構一有機發光二極體顯示器。首先,如最初 所述,因爲所有有機發光二極體具有一用以從上述發光區 域之藍光產生綠光之第一轉換器次層以及一用以從上述綠 -22- 1242303 光產生紅光之第二轉換器次層,所以基於上述轉換器矩 陣,所有有機發光二極體發射出紅光。然後,在用以發射 出綠光之圖素區域中,使用雷射光或其它適當光來照射上 述轉換器層,以便去除(lifted out)上述轉換器層或使上述 有機染料失去其在上述區域中之轉換特性及破壞上述有機 染料、以便使上述轉換器層無法將綠光轉換成爲紅光(稱之 爲漂白(bleaching)作用)。如同處理有機發光二極體一樣, 可以相同方式來處理上述綠色轉換器層,以便可獲得上述 顯示器之彼此相鄰之藍色、綠色及紅色有機發光二極體。 可藉由上述轉換器材料將使用於區域照射中之光波長設定 成爲一適當吸收帶,然後漂白上述光,或者將上述光波長 設定成爲一上述矩陣材料之吸收帶,藉以漂白上述整合嵌 入式轉換染料。 當將包含有上述有機分子之無機轉換器層放置於上述 有機發光二極體下方時(如第5圖所示),可在以二維方式 放置上述無機發光二極體之前建構上述轉換器層,其提供 有關於上述發光二極體之發光區域結構的可能感受性 (possible susceptibilities)之優點。 一般而言,上述實施例亦顯示出一以有機發光二極體爲 基礎之顯示器,在上述有機發光二極體中,上述複數個圖 元之不同顏色係藉由一轉換器層所產生,以及上述有機分 子係包含於一無機矩陣中。如第1圖所示,可結合電性輸 送層及轉換器層。上述轉換器層(透明接觸層)可在上述有 機發光二極體形成之後沉積(如第1圖所示),或者在上述 有機發光二極體形成之前沉積(如第5圖所示)。可在例如 藉由微影技術來實施沉積之後,建構上述無機-有機轉換器 -23- 1242303 層,以產生具有不同顏色之圖元。在第5圖之實施例中’ 可將上述有機發光二極體沉積於上述已建構完成之轉換器 層上,以便能具有不同顏色。當設計上述轉換器層’以便 使其傳送由上述有機發光二極體所發射之光的部分時’可 以一適當設計從上述經轉換之光及經傳送之光產生具有所 需顏色觀感之光(例如白光)。再者,亦可將數個有機染料 引入上述轉換器層之無機矩陣中。因此,上述無機有機轉 換器層可與複數個濾光層結合,以產生一所需顏色觀感。 有關於第1圖、第3圖及第5圖,値得注意的是’可個 別交換陽極及陰極,然而必須保持上述個別層片之傳送特 性。 ㈤【圖式簡單說明】 以下將討論有關於所附圖示之本發明的較佳實施例。在 上述圖示中: 第1圖係依據本發明之一實施例的一具有轉換器層之有 機發光二極體的剖面圖; 第2圖係依據本發明之一實施例的一用以形成一轉換器 層之可能氣相沈積裝置及方法的示意圖; 第3圖係依據本發明之一實施例的整合於一有機發光二 極體顯示器中之數個有機發光二極體的剖面圖; 第4圖係依據本發明之一實施例之用以描述針對不同原 色之次圖素可能整合於一有機發光二極體顯示器之超極圖 素(superpixels)的示意圖;以及 第5圖係依據本發明之另一實施例的一有機發光二極體 之剖面圖。 -24- 1242303 【元件代表符號簡單說明】 10、10’、10A、10B、10C、10D、10E …有機發光二極體 1 2…下接觸層 14、14’…有機發光二極體材料層 1 6、1 6’…轉換器層 18、18’…有機染料 20、20、40···基材 12’···透明陰極層 42···氣相沉積裝置 44···氣相沉積設備 46、50…蒸發源 48…氣相沉積容器 5 2…內室 54…下側 56···孔 58、60···氣相沉積圓形突出部 62…共同沉積區域 64.··相對運動 7 0…歹[J方向

Claims (1)

  1. 1242303 拾、申請專利範圍:\ ψ/^Γ 第93 1 0747 5號「具有無機-有機轉換器層之發光裝置」專 利案 (2005年5月修正) 1 · 一種發光裝置,包括: 一發光區域(14),發射具有一第一發射光譜之光;以 及 一轉換器層(1 6),用以將該第一發射光譜之光轉換成 爲具有一第二發射光譜之光,其中該轉換器層(16)係由 一無機材料與一有機染料(1 8)之混合物所組成,該有機 染料吸收該第一發射光譜中至少一波長之光以及發射 具有該第二發射光譜之光,以回應該吸收作用; 其中該發光裝置係一有機發光二極體(10)以及該發光 區域(14)係一具有有機發光二極體材料之發光層,一旦 施加一橫跨於該有機發光二極體材料之電壓,該有機 發光二極體材料會發射具有該第一發射光譜之光;以 及 其中該轉換器層(16)緊鄰於該有機發光二極體材料層 (14),以及該轉換器層(16)與一電極(12)—同做爲一陽 極/陰極對,以便可施加一橫跨於該有機發光二極體材 料層(14)之電壓’其中該電極(12)係隔著該有機發光二 極體材料層(14)而面對該轉換器層(ι6),並且亦緊鄰於 該有機發光二極體材料層(14)。 2.如申請專利範圍第1項之發光裝置,其中該有機染料在 該轉換器層(1 6)中所佔體積比例係少於5 %。 1242303 3 ·如申請專利範圍第丨項之發光裝置,其中該有機染料(丨8) 係以一大致均勻分佈方式嵌入於該無機材料中。 4. 如申請專利範圍第丨項之發光裝置,其中該無機材料係 二氧化矽或二氧化鈦。 5. 如申請專利範圍第丨項之發光裝置,其中該無機材料係 以一摻質來摻雜,藉以增加該無機材料之導電率。 6·如申請專利範圍第5項之發光裝置,其中在該無機材料 中,該摻質之摻質分佈及該有機染料(18)之分佈在一層 厚度方向上係不均勻的,因而靠近該有機發光二極體 材料層(14)之摻質密度係高於遠離該有機發光二極體材 料層(14)之摻質密度,反之亦然,靠近該有機發光二極 體材料層(14)之有機染料(14)密度係低於遠離該有機發 光二極體材料層(M)之有機染料(14)密度。 7·—種具有複數個發光裝置之顯示器,其中至少一發光 裝置係依據申請專利範圍第1項所形成。 8.如申請專利範圍第7項之顯示器,其中該顯示器係一具 有一有機發光二極體矩陣之有機發光二極體顯示器, 其中該等有機發光二極體係由一具有有機發光二極體 材料之共同層所形成,以及其中該有機發光二極體_ 示器具有一用以個別控制該等有機發光二極體之陽極/ 陰極結構,其中個別相鄰之有機發光二極體針對一超 極圖素(superpixel)之不同原色形成複數個次圖素 (subpixels),其中用以形成一第一原色之複數個次圖素 的有機發光二極體係依據申請專利範圍第1項所形成 1242303 的。 9. 一種用以製造有機發光二極體之方法,包括: a) 提供一基材; b) 藉由热相丨几積有檢染料及一無機材料於一基材上之一 重疊氣相沉積區域中,沉積一由一無機材料與一有機 染料(1 8 ’)之混合物所組成的轉換器層(1 6,)於該基材 上’以便該轉換器層(16,)同時用以做爲第一透明電 極(12,); c) 沉積一有機發光二極體材料層(14,)於該第一電極(12,) 上,其中選擇該有機發光二極體材料與該有機染料 (1 8 ’),以便該有機染料(1 8 ’)吸收一發射光譜中至少 一波長之光以及發射具有一第二發射光譜之光,以回 應該吸收作用’其中該發射光譜係在施加一橫跨於該 有機發光二極體材料之電壓時,由該有機發光二極體 材料所發射的;以及 d) 沉積一第二電極(60)於該有機發光二極體材料層(14,) 上。 10. —種用以製造有機發光二極體之方法,包括: a) 提供一基材(20); b) 沉積一第一電極(12)於該基材(20)上; c) 沉積一有機發光二極體材料層(14)於該第一電極(12) 上,其中在施加一橫跨於該有機發光二極體材料層 (14)之電壓時,該有機發光二極體材料層(14)會發射 一第一發射光譜;以及 1242303 d)沉積一轉換器層(16)於該有機發光二極體材料層上, 該轉換器層用以將該第一發射光譜之光轉換成爲〜 第二發射光譜之光,其中該轉換器層(16)係由一無機 材料與一有機染料之混合物所組成,該有機染料吸 收該第一發射光譜中至少一波長之光,以及發射具 有該第二發射光譜之光,以回應該吸收作用,其中 步驟d)係藉由氣相沉積有機染料及一無機材料於基 材上之一重疊氣相沉積區域中來實施,以便該轉換 器層同時用以做爲第一透明電極。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI502765B (zh) * 2012-02-24 2015-10-01 Phostek Inc 發光二極體裝置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948171B2 (en) * 2005-02-18 2011-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
DE102007049005A1 (de) * 2007-09-11 2009-03-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung
DE102007053286A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102009007587B4 (de) 2009-02-05 2011-06-01 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten aus der Dampfphase
DE102009038519B4 (de) 2009-08-25 2012-05-31 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stöchiometriegradientenschichten

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625993A1 (de) * 1996-06-28 1998-01-02 Philips Patentverwaltung Organisches elektrolumineszentes Bauteil mit Ladungstransportschicht
GB9713074D0 (en) * 1997-06-21 1997-08-27 Cambridge Display Tech Ltd Electrically-conducting colour filters for use in organic light-emitting displays
DE19836943B9 (de) * 1998-08-17 2008-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Photolumineszenzschicht im optischen und angrenzenden Spektralbereichen
WO2000012226A1 (en) * 1998-08-28 2000-03-09 Fed Corporation Full color organic light emitting diode display and method for making the same using inkjet fabrication
US6747405B2 (en) * 2000-11-28 2004-06-08 Demitsu Kosan Co., Ltd. Organic EL display device having conductive color changing layers
WO2002093662A2 (en) * 2001-05-14 2002-11-21 Cdt Oxford Limited A method of providing a layer including a metal or silicon or germanium and oxygen on a surface

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI502765B (zh) * 2012-02-24 2015-10-01 Phostek Inc 發光二極體裝置

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