TWI303270B - - Google Patents

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Description

1303270 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關高分子型有機電致發光顯示裝置（高分 子型有機EL顯示裝置），特別是有關改良電洞輸送層/透 明陽極之層合結構的高分子型有機EL顯示裝置。 【先前技術】 有機EL顯示裝置中，具有磺酸基之高分子電解質， 如：做爲摻雜劑之含聚（4-苯乙烯磺酸酯）[PSS]之水溶 性導電性高分子，如：聚（3，4-乙烯二氧噻吩） [PEDOT]之薄膜（PEDOT: PSS薄膜）被廣泛做爲挾於銦 錫氧化物膜（ITO膜）與發光層間之電洞輸送層使用之。 該PEDOT:PSS水溶液爲強酸（pH=l〜2)，因此，於ITO膜 表面塗佈此水溶液，乾燥後形成PEDOT: PSS薄膜時，特 別於乾燥步驟中，出現腐蝕該ITO薄膜表面之問題點。 ITO薄膜表面被腐蝕後，降低有機EL顯示裝置之性能，特 別是降低發光效率與驅動壽命。 又，該PEDOT: PSS薄膜中，該PSS分子具有被離子化 2_so3H基，因此，PSS濃度高至ITO膜表面側之濃度梯 度產生。結果該PEDOT: PSS薄膜中之電導性不均造成電 洞（hole)之注入效率降低。 有關電洞輸送之阻隔高度（能量障礙）被期待於 ITO/PEDOT: PSS界面中爲1.5eV，降低此等界面之能量障 礙後，提昇電洞輸送效率。 -4 - (2) 1303270 另外，於專利文獻1之段落[0018]、[003 4]中揭示爲提 升阻隔注入效率，發光效率，於ITO之陽極A上形成功函 數高之金（An)後，其上更形成低分子之Ν’，Ν’-二苯基· Ν，，Ν、（3-甲基苯基）-1，1’-聯苯基-4，4、二胺（TPD )所成之電洞輸送層。 [專利文獻1] 特開 2002-260852 惟，專利文獻1爲具有低分子型之電洞輸送層有機 EL元件者，未被記載使用高分子型電洞輸送層類之強腐 蝕性材料者。又，專利文獻1之段落[0036]、[003 7]中記 載Au (陽極Β ) -Α1 (陰極）間之膜厚被設定呈滿足光之 共振條件，且，以Au做爲光干擾（反射）部材利用者。 實際上[0035]、[0039]中記載Αιι之厚度未透光之40〇A( 4Onm ) 、6Ο0A ( 6Onm )者。 【發明內容】 本發明係提供一種做爲摻雜劑含有之具有磺酸基的高 分子電解質水溶性之導電性高分子水溶液所形成之如： PEDOT:具有由PSS薄膜所成之電洞輸送層，且，此電洞 輸送層具備透過介著由於ITO薄膜之陽極具有可透過可見 光之厚度的不活性金屬所成薄膜所形成之發光層透過ITO 類之陽極，透明基板之構成，防止該陽極之腐蝕，同時， 降低於該電洞輸送層之電洞注入時阻隔高度之高分子型有 機EL顯示裝置者。 (3) 1303270 本發明形態係提供一種其特徵爲具備透明基板與，於 該基板上所形成之透明陽極，與 形成於該陽極之具可透過可見光厚度之不活性金屬所 成薄膜以及做爲摻雜劑含有具磺酸基高分子電解質水溶性 導電性高分子水溶液塗佈於該薄膜後，乾燥後形成電洞輸 送層與， 該電洞輸送層上形成發光層者之高分子型有機EL顯 示裝置者。 【實施方式】 [發明實施之最佳形態] 以下，參考圖1進行本發明實施形態之詳細說明。 圖1代表本發明實施形態高分子型有機EL顯示裝置之 槪略圖者。 於透明基板，如玻璃基板1上形成如由ITO所成透明電 極2者。具可透光之厚度的不活性金屬所成薄膜3被形成於 該透明電極2者。電洞輸送層4於該薄膜3上被形成之。此 電洞輸送層4係使做爲摻雜劑含有之具磺酸基高分子電解 質水溶性導電性高分子水溶液塗佈於該薄膜3後，進行乾 燥後被形成者。發光層5，電子輸送層6及陰極7於該電洞 輸送層4被層合之。 做爲該不活性金屬例者如：Au、Pt、Rh、Ir例者。此 等不活性金屬中，於人眼之視感度最高可視域中央部波長 5 5 0nm附近光吸收之消化係數爲Au: 2·7、Pt: 3.7、Rh: 4.9 (4) 1303270 、Ir: 4.3者。此不活性金屬之消化係數其Αιι所成薄膜之 度以3nm以下者宜，較佳者爲1〜3nm。Pt所成薄膜之厚 以3nm以下爲宜，較佳者爲0.5〜2.5nm。Rh所成薄膜之 度爲3nm以下者宜，較佳者爲0.5〜2nm。Ir所成薄膜之厚 爲3nm以下者宜，較佳者爲0·5〜2nm。另外，圖2代表 薄膜可見光透過率之一例者。 該不活性金屬An、Pt ' Rh、Ir之功函數分別爲5.1 、5.65 eV、4.98 eV、5·27 eV者 p 做爲具有構成該電洞輸送層之磺酸基高分子電解質 可使用如聚（4-苯乙烯磺酸酯）[PSS]、聚乙烯磺酸酯 部份磺化聚（Θ -羥基醚）、部份磺化聚丁二烯等者。 做爲構成該電洞輸送層之水溶性導電性高分子例者 使用如：聚（3，4-乙烯二氧噻吩）[PEDOT]、下記化1 結構式（A ) 、 （ B )所示之PEDOT衍生物、聚（3， 亞甲基二氧噻吩）、聚（3，4-丁烯二氧噻吩）等。 厚 度 厚 度 Pt eV 者 可 之 4-
0 II
(A) ⑻ 做爲該發光層例者可使用如：聚（P·苯亞乙烯）、 (3-烷基噻吩）、聚（1，4-萘乙烯）等。 做爲該電子輸送層輒者可使用如：聚吡啶、聚（p- 聚 吡 (5) 1303270 啶基亞乙烯）、聚（3，4-二烷基-1，6-苯乙烯）[烷基爲 甲基、乙基、丙基等]等者。 如以上說明，藉由本發明之實施形態，於透明基板上 塗佈透明陽極（ITO所成之陽極）與做爲摻雜劑含有之具 磺酸基高分子電解質水溶性導電性高分子水溶液，乾燥後 形成如：PEDOT、與PSS之電洞輸送層之間存在由具可透 過可見光厚度之不活性金屬所成之薄膜後，使形成於該電 洞輸送層之發光層進行發光時，該發光透過該電洞輸送層 ，薄膜、透明電極後可由該透明基板側取出。 又，於ITO所成陽極上進行PEDOT: PSS類之電洞輸送 層之塗佈，乾燥後直接形成後，藉由PSS之強酸作用後該 陽極被腐蝕。且，該PEDOT: PSS之電洞輸送層其該PSS分 子被離子化後生成-S03H基，產生呈ITO 陽極側之PSS 濃度高度之濃度梯度，該電洞輸送層中導電性不均導致電 洞注入效率降低。如本發明之實施形態，此等陽極與電洞 輸送層之間介在對的具高度耐性之不活性金屬所成薄膜後 ，可防止該I τ 0所成陽極之腐蝕。又，藉由不活性金屬所 成之薄膜緩和該電洞輸送層中PSS之濃度梯度，可使電導 性均勻，因此，可有效使發生於與該陽極連接之該不活性 金屬所成薄膜產生之孔有效注入該電洞輸送層中。 更且，不活性金屬所成薄膜（如：AU 薄膜）與 PEDOT: PSS之電洞輸送層相互界面之能量障礙（電洞注 入阻隔）低於ITO之陽極/PEDOT: PSSI之電洞輸送層相互 界面之其（1.5eV )，因此，可有效以該不活性金屬所成 -8- (6) 1303270 薄膜所產生之電洞（hole)注入該電洞輸送層。 又，不活性金屬所成薄膜（電極）與電洞輸送層界面 之電洞注入阻隔（Einj )定義於圖3者。
因此，本發明實施形態係提供一種，可使發光層之發 光由透明基板側取出，防止IT0所成陽極之腐鈾，更藉由 提昇對於不活性金屬所成薄膜（電極）所產生電洞之電洞 輸送層之注入效率，提昇發光效率及驅動壽命之高分子型 有機EL顯示裝置。 [實施例] 以下，進行本發明實施例之說明。
首先，於玻璃基板上形成厚度500nm之IT0所成陽極 ，於此陽極表面進行厚度lnm之Au薄膜的成膜。再於此 Au薄膜表面進行PEDOT: PSS7JC溶液之塗佈，乾燥後，形 成PEDOT·· PSS薄膜所成之電洞輸送層。進行此PED0T: PSS水溶液之塗佈、乾燥時，ITO (陽極）藉由Au薄膜被 保護，藉由該PEDOT: PSS水溶液抑制IT0 (陽極）腐鈾。 該電洞輸送層上形成聚（P-苯亞乙烯）所成之發光層 ，於此發光層上形成聚吡啶所成之電子輸送層，更於此電 子輸送層上形成A1所成之陰極後製造前述圖1所示之有機 EL顯示裝置。
取得之實施例有機EL顯示裝置於陽極與陰極間外加 電壓後，由陽極之電洞注入該電洞輸送層時可降低阻隔高 度。亦即，如圖4 ( a )所示之IT0 (陽極）/PEDOT·· PSS -9 - (7) 1303270 (電洞輸送層）界面之電洞注入阻(Einj)爲1.5 eV者 。另外，圖4之（b)所示之Au (薄膜）/PEDOT: PSS (電 洞輸送層）界面之電洞注入阻隔（Einj )爲0.2 eV。因此 ，圖5所示之ITO (陽極）/Au (薄膜）/PEDOT: PSS (電 洞輸送層）界面之電洞注入阻隔（Einj )低於圖4 ( a )所 示之ITO (陽極）/PEDOT: PSS (電洞輸送層）界面之電 洞注入阻隔（Einj )。 又，針對ITO (陽極）直接形成PEDOT: PSS(電洞輸 送層）之形態及Αιι薄膜上形成PEDOT: PSS (電洞輸送層 )形態下之XP S於基板側與大氣側間之電洞輸送層中 PEDOT之PSS強度比，進行測定PSS之濃度。其結果示於 圖6。另外，圖6A代表ITO (陽極）直接形成PEDOT: PSS (電洞輸送層）形態之PSS濃度比之特性線，B代表於Au 薄膜形成PEDOT: PSS (電洞輸送層）形態下之PSS濃度 比的特性線者。由圖6顯示，P S S濃度高至基板側之傾 向，惟，如本實施例1藉由存在不活性Au薄膜之構成比 ITO更可均勻分佈PEDOT: PSS (電洞輸送層）中摻雜劑之 PSS。其結果可更提昇電洞注入效率者。 如以上詳述，本發明可提供一種由透明基側可取出發 光層之發光，且，可防止I TO所成陽極之腐蝕，更藉由提 昇對於不活性金屬所成薄膜（電極）所產生電洞輸送層之 注入效率後，提高發光效率及驅動壽命之高分子型有機 EL顯示裝置。 -10- (8) 1303270 【圖式簡單說明】 [圖1]代表本發明高分子型有機EL顯示裝置之一形態 的槪略圖。 [圖2]代表不同厚度之Pt薄膜中光波長（可見光域 )及其光透過率相互關係之特性圖。 [圖3]代表電洞注入阻隔（Einj )定義之槪念圖。 [圖4]代表ITO (陽極）/PEDOT: PSS (電洞輸送層 )界面，及Au (薄膜）/PEDOT: PSS (電洞輸送層）界面 之阻隔高度之槪念圖。 [圖 5]代表 ITO (陽極）/Au (薄膜）/PEDOT: PSS( 電洞輸送層）界面高度之槪念圖。 [圖6]代表藉由直接形成PEDOT: PSS (電洞輸送層 )於ITO (陽極）之形態，及形成PEDOT: PSS (電涧輸送 層）於Au薄膜之形態下XPS對於PEDOT之PSS濃度比的 特性圖。 【主要元件符號說明】 1 玻璃基板 2 透明電極 3 不活性金屬所成之薄膜 4 電洞輸送層 5 發光層 6 電子輸送層 7 陰極 -11 -

Claims (1)

1303270 十、申請專利範圍 丨?料月丨？日修(吏)正替換胃 第93 121 01 3號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國97年6月17曰修正 1· 一種高分子型有機電致發光顯示裝置，其特徵係 具備： 透明基板； 形成於該基板上之透明的陽極；形成於該陽極上，具 有可見光可透過之厚度，比前述陽極更不活性之不活性金 屬所成的薄膜；將含有具磺酸基之高分子電解質作爲摻雜 劑之水溶性的導電性高分子水溶液塗佈於前述薄膜上，經 乾燥後形成的電洞輸送層；及形成於前述電洞輸送層上的 發光層。 2 ·如申請專利範圍第1項之高分子型有機電致發光 顯示裝置，其中該不活性金屬爲選自Au、Pt、Rh及Ir之 中任一者。 3.如申請專利範圍第1項之高分子型有機電致發光 顯示裝置'其中該薄膜係由Au所製作，具有3nm以下之 厚度者。 4 ·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之高分 子型有機電致發光顯示裝置，其中該具有磺酸基之高分子 電解質爲聚（4-苯乙烯磺酸酯），該水溶性之導電性高分 子爲聚（3，4 -乙烯二氧噻吩）。
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