TWI324496B - Organic light-emitting diode and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1324496 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種有機發光二極體，特別是關於一種 具有η型摻雜物之電子傳輸層的有機發光二極體。 【先前技術】 有機電激發光顯示器主要由一有機發光二極體及其驅 _電晶體所組成。有機發光二極體可分為底部發光及反相 型(inverted)底部發光、頂部發光、反相型頂部發光或兩面 發光等型式。反相型有機發光二極體與平常的有機發光二 極體不同之處在於其製程由陰極開始形成於基板上，接著 形成有機層，最後再形成陽極，因此陰極較靠近基板表面 以便與驅動電晶體的》及極端連接。 清參照圖1A與圖1B，圖1A係為習知有機電激發光 顯示器的晝素結構，圖1B係為習知反相型有機電激發光 顯不器的晝素結構。該兩圖示中，有機發光二極體2〇、2〇& 的亮度必須藉由驅動電晶體10的閉極端G與源極端s電 壓差變化來㈣。因此，當祕端s電壓轉歡時，方 能藉由調變_端G電壓來穩定控财機發光二極體 20、20a的亮度。 然而，在圖1A中，有機發光二極體2〇連接於驅動電 晶體ίο之源極端s ’其操作電壓將影響源極端s之電壓穩 定性。若改為如圖1B之結構，將有機發光二極體2〇a連 接於驅動電晶體i〇之沒極端D，則其操作電壓不會影響源 極端s之電壓穩定性。若驅動電晶體10為η型通道i膜 電晶體’開啟狀態帽極端s電壓必須維持低電壓。因此， 電流通常由汲極端D流向源極端s使得有機發光二極體 20a也須以陰極連接於驅動電晶體1〇之沒極端d。為了便 於與驅動電晶體10連接’陰極通常與薄膜電晶體同樣製作 於基板上而形成圖1C之結構。 、 請參照圖1C’係為習知反相型有機發光二極體^反相 型有機發光二極體20a包括一基板21、一陰極22、一陽極 23與一有機電激發光結構24夾置於陰極22與陽極23之 間。圖示之陰極22形成於基板21表面，可包括一氣化鐘 層(LiF)221與一鋁金屬層(Αι)222。 %激發光，，，、貞示器之製程可分為二階段，即驅動電 製程階段財機發光二極體製靖段。在現行的主動 發光顯示器發展中’驅動電晶體製程可分為低 咖夕曰曰石夕薄臈電晶體（LTps_TFT)製程 5HTIT)製程兩大類。在非晶㈣膜電晶體製程中， 的處理，因此不會有晶格化程度 可以得到彳不均的情形發生，在大尺寸的應用上 型通道薄膜性。但非轉薄膜電晶體通常為一 η 沒極端。因’運用時需要將有機發光二極體設置在 基板21上，盡J 1C之鋁金屬層222於製造時先蒸鍍於 屬層222若在^鋰層221在鋁金屬層222之後蒸鍍。鋁金 大而使得高溫時動^體製程中製作，容易因為膨脹係數 w㈣子往上運動而產生突丘(hilUock)。 驅 BA 體 5月參照圖出，< !動電晶體製程眇^為習知反相型有機電激發光顯示器的 :製程階段成長:段示意圖。鋁金屬層222如在驅動電晶 曰因為經過高溫程序而產生突丘222丨，造 conductive oxide; TCO)來當反相型有機發光二極體的陰 極，即可克服電極在非晶矽薄臈電晶體階段製程上的困 難。再藉由搭配含有鹼金、鹼土族化合物的電子傳輸層， 如此一來可讓元件擁有較簡易的製程與較低的操作電壓、 高效率等特性。 在簡化製程方面，透明陰極層如在驅動電晶體製程階 段成長不會因為經過高溫程序而產生突丘，造成元件特性 不良。另外，透明陰極層如在有機發光二極體製程階段蒸 鑛，則不需要額外的遮罩(shadowmask)來定義導通面積。 【實施方式】 茲配合圖示詳述本發明「有機發光二極體及其製造方 法」’並列舉較佳實施例說明如下： 請參照圖2A’係為本發明之有機發光二極體。有機發 光一極體30之基本結構包括一第一電極32、一電子傳輸 層33a、一發光層34以及一第二電極35。第一電極32形 成於基板31上，而電子傳輸層33a設置於第一電極32之 上，並具有至少一 η型摻雜物，發光層34再設置於電子傳 輸層33a之上，採用螢光性或碟光性等發光性強之低分子 或高分子化合物’第二電極35設置於發光層34之上。如 圖2A所示，在發光層34形成後，可選擇性地形成一電洞 傳輸層37或一電洞注入層36於其上。電洞傳輸層37可採 用婦丙基胺類材料’而電洞注入層36可為鈦菁類或摻雜路 以士 (Lewis)酸的有機材料。 本實施例中，電子傳輸層33a可採用8-羥基喹嘛铭 (Alq)、二聚苯耕咪°^(TPBI)、蒽(anthracene)衍生物、苟衍 生物(fluorme，spirofluorine)等材料，再加以摻雜鹼金屬齒化 物、鹼土金屬函化物、鹼金屬氧化物或金屬碳酸化合物等 η型摻雜物以增強其電子遷移率。第一電極％與電子傳輸 層33a之間，可增加一電子注入層，例如圖3Ε所示，電 子注入層38之材料可為金屬化合物，係採用與第一電極 32功函數配合度良好之鹼金屬_化物、鹼土金屬自化物、 鹼金屬氧化物或金屬碳酸化合物或包含上述η型摻雜物之 有機層。 另外，為了防止突丘的發生，形成於基板31表面的第 一電極32材料應避免使用在高溫環境下易產生形變的金 屬’因此本實施例採用氧化銦竭、氧化銦鋅、氡化鋅、氣 化錮及一氧化秒等透明導電氧化物作為第一電極32。第二 電極35接觸於電洞傳輸層37或電洞注入層36，因此使用 功函數與電洞傳輸層37或電洞注入層36的最高占有分子 軌道準位(HOMO)相近的材料’通常為銘、銘鐘合金或鎖 銀合金等金屬材料。 請參照圖2B及圖2C，圖2B為電流密度對操作電壓 的趨勢圖。其中’曲線J1顯示習知有機發光二極體的電流 密度隨操作電壓的變化；曲線J2顯示具有本發明結構之藍 光有機發光二極體’其電流密度隨操作電壓的變化。習知 有機發光二極體係使用LiF/Al作為其電子注入廣與陰極的 材料，其中A1之厚度約為30 A以確保導電性與穿透率。 本實施例之有機發光二極體係以銀為陽極、以氧化銦錫為 陰極，並包括一發光層，該發光層係可為藍光發光層，以 及一換雜驗金屬鹵化物的電子傳輸層。由此圖可以得知在 35b之材料可為透明導電材料，其中第一電極％設置於基 板3la上。為了避免高溫製程的影響，第一電極32材料可 為一透明導電材料而不選擇反射性的金屬材料。基板31a 則可使用透明材質或不透明材質，不透明材質例如為不透 明塑膠或金屬以遮蔽光線。基板31a與第一電極32間可形 成一反射層39，其材質可為金屬，用以反射發光層34所 發射出之光線，而使有機發光二極體5〇由第二電極35b 出射光線。第一電極32與發光層34之間可採用具有η型 摻雜物之電子傳輸層33a。 凊參照圖6，係為一兩面發光有機發光二極體❶有機 發光一極體60的第一電極32與發光層34之間仍採用n 型摻雜物之電子傳輸層33a，第-電極32、第二電極35 及基板31均採用透明材料。 上述實施例中，電祖人層或電洞傳輸層、發光層及 電子傳輸層或電子注入屠等有機層皆可以蒸鍍法為之。其 中摻雜物可贿_有共驗或_ 等方法。糾，電子注人層柯加人_摻雜物以^= 子提供能力、電洞注人層可加人？型摻雜物以加強電洞提 供能力。耻無機材料形成的部分，例如電極，則以蒸· 法或濺鑛法為之。 x 本發明所提供之有機發光二極體及其製作方法，與習 知技術相互比較時，更具備下列特性及優點： 一 1·製程簡易。 2.低操作電壓。 12 3.尚發光效率。 综上·，本料但在技術思想上销_，並能較 習用方法增進上述魏，應已充分符合_性及進步性 法定發明專利要件。 上列詳細說明係針對本發明較佳實施例之具體說明， 惟上述實_並_赚㈣之專種g，凡未脫離 本發明技藝精神所為之敎實施或較，均應包含於本 之專利範圍中。 / 【圖式簡單說明】 圖1A係為習知有機電激發光顯示器的畫素結構； 圖1B係為習知反相型有機電激發光顯示器的晝素结 構； … 圖1C係為習知反相型有機發光二極體； 圖1D係為習知反相型有機電激發光顯示器高溫製程 所造成的突丘； 圖2A係為本發明有機發光二極體之基本結構圖； 圖2B係為電流密度對操作電壓的趨勢圖； 圖2C係為發光亮度對操作電壓的趨勢圖； 圖3A-3D係為本發明之第一較佳實施例； 圖3E係為本發明有機電激發光顯示器製程示意圖； 圖4係為本發明之反相型底部發光有機發光二極體； 圖5係為本發明之反相型頂部發光有機發光二極體； 以及 13

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： -- L 一種有機電激發光面板，包括： —基板； —驅動電晶體，設置於該基板上；以及 一有機發光二極體，設置於該基板上，其中該有機發 光二極體係包含： =第一電極與該驅動電晶體電性連接，係以氧化銦 t氧化銦鋅、氧化鋅、氧化銦或二氧化秒製成，其中該 弟一電極之一部份係位在該驅動電晶體上並與該驅動電晶 體接觸； ’該電子傳輪 一電子傳輸層，設置於該第一電極之上 層包括至少一 η型摻雜物； 一發光層，設置於該電子傳輸膚之上；以及 一第二電極，設置於該發光層之上。 板，其愧鶴電㈣為-光面 機發光二極體為反相财機料二極^核電晶體，該有 3.如申請專利範圍第i項所述之有 板’其中該第—電極可與該驅動電晶 概先面 上。 j4疋義於該基板 4· 一種有機電激發光面板製造方法，勹括 形成一驅動電晶體於一基板上； 形成一有機發光二極體於該基板上， 其中形成該有機 發光二極體之步驟更包括· 形成一第一電極於該基板上，其中該 :::立在_動電晶體上並與該驅動電晶體接觸，且該第P =之材料係包括—透明電極材料，該 ^ 包含氧化鋼錫、氧化銦鋅、氧化鋅、氧化銦或二係 上.形成—具有η型摻雜之電子傳輪層於該第-電極之

   幵乂成發光層於該電子傳輸層之上；以及 形成一第二電極於該發光層之上。 5·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該 =係包含驗金屬純物、驗土金心化物、驗魏 物或金屬碳酸化合物。 虱化 6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包括形成— 电子主入層於料—電極與該電子傳輸層之間，該電子注

   ^層之材料係包括驗金屬鹵化物、驗土金屬鹵化物、驗金 屬氧化物或金屬碳酸化合物。 7. 如申請專利範圍帛4項所述之方法，更包括形成— 電洞傳輸層位於該發光層與該第二電極之間。 8. 如申請專利範圍帛4項所述之方法，更包括形成— 兒洞>主入層位於該發光層與該第二電極之間。 :9.如申5月專利範圍帛4項所述之方法，更包括形成— 電子注入層於鄕-雜與該電子傳輸層之間，該電子注 入層之材料係為金屬化合物。 16 1324496 10.如申請專利範圍第4項所述之方法，更包括形成 一反射層於該基板以及該第一電極之間。 17