TWI333277B - Organic electroluminescence pixel, organic electroluminescence decive, and manufacture method thereof - Google Patents

Description

1333277 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種具有高色彩飽和度以及高發光效率之有機 電激發光(Organic Electroluminescence ; OEL)晝素、包含該有機電 激發光晝素之有機電激發光元件及其製造方法。 【先前技術】

由於有機電激發光顯示器（organic electroluminescence display，OELD)具有自發光性、高發光率、高對比、超廣視角等 優點，越來越多之研究集中在此一領域。有機電激發光顯示器又 可區分為主動式有機電激發光顯示器(active matrix organic light emitting display ; AMOLED)以及被動式有機電激發光顯示器 (passive matrix organic light emitting display ； PMOLED) ° 相較於液晶顯示器，由於有機電激發光顯示器不需要背光模 組，，具備自發光、高對比、省電、廣視角、輕薄、以及反應速 夬荨優點，更付合電子產品的發展趨勢，故已被視為下一世代 最有潛力的顯示器技術之一。 如第1圖所示，習知的主動式有機電激發光顯示器之一有4 電激發光元件1包含複數個有機電激發光晝素lr、lg、lb、一』 板11、一主動矩陣電路層(active matrix circuitry)】2、複數個透明_ 電極13r、13g、13b、-晝素絕緣層15、一有機發光層㈣an] e_mg layer)17以及一上電極19。有機電激發光畫素卜、！ 色光以及藍色光。基板11更包含侧 ^ 丨Ϊ i 以及複數條訊號線116。薄膜電晶體11 用^控制有機電激發光元件！之有機電激發光畫素k是否要發^ 膜電晶體113用以控制有機電激發光元件1之有^ 嬙是否要發出綠色光。薄膜電晶體115貝1J用以控制琴 機電激發光元件1之核發光晝素lb是否要發出藍色光= 5 川 3277 素絕緣層15則用以定義有機電激發光畫素“、“、比之 訊號線116則分別用以傳輪訊號。 乾圍。 當欲使別段所述之有機電激發光元件！發出紅色光時 膜電晶體111使透明下電極13r通電用以讓有機電 光;日日日體113、115 _電使得以—= f素lg、lb不發先。因此有機電激發光元件丨即僅能發出紅色 …但在這類的傳統下發射型(bottom_emission)之主動式 發光巾，f會因為獅的關而使得有機電激發光元 2之色彩飽和度不足。因此’在習知之技術當中則會進一步 作微共振腔結構(microcavity)，以增進有機電激發光畫素lr、 lb發光效率及其色彩飽和度。如第2圖輯 元件1她== 發先里素g、2b、一基板21、一主動矩陣電路層22、 =個透明下電極23r、23g、23b、一晝素絕緣層25、一有機發光 &屮一H極29。有機電激發光晝素2Γ、2g、2b分別用以 色光以及藍色光。基板21更包含複數個薄膜電晶 體211、213、215以及複數條訊號線216。 圖^不之習知技術中製作微共振腔結構之主動式有 ίί 利用黃光韻刻製程在透明下電極23r、柳、 t製作出圖形化之半穿透半反射金屬電極24r、24g、24b，然 Ϊίΐΐίΐ作晝素絕緣層25用以定義晝素航細，然而此結 製程中再增加—道黃光侧製程而增加成本。 «化、^Γ錢程後之半穿辭反射金屬電極表面可能會造成 性物質殘留' 及有機物質殘留其中 電ί改ί 酬如：發生瓣、繼變、操作 而前述之微共振腔結構除了需要在透明下電極23r、23g、23b 1333277 上製作出圖形化之半穿透半反射金屬電極之外，還需要在有機電 激發光70件2中置人適當厚度之有機闕，該有機卿必須選擇 適當的厚度才可有效提升錢電激發光元件2之色彩飽和度以及 其發光效率。若元件之有機膜層（即有機發光層27)厚产 固然可使機電激發光元件2有較好的發光效率及^和产， 但由於有機膜層之厚度過薄，常因透明下電極23r、23 = 穿透半反射金屬電極24r、24g、24b之表面不平整，例如^ 半穿透半反射金㈣極24g之表面突起，而造成有 件2之上電極29及透明下電極23r、23g、23b或巧 屬，極24r、24g、24b間產生漏電甚至於短路的情形。若 除前段所述之現象，而將有機膜層之厚度增加，雖铁有機電激發 光元件2漏㈣現象可以鱗’但是此舉將會造成有 ^ 兀件2之發光效率及色健和度的變異量因為有機

均勻而增大。 I 因此要如何增加錢電激發絲㈣之錢紐發光元件的 發光效率及色彩飽和度，但又不會增加或改變現有之製程以 良率，仍然是此領域之產業亟需努力的目標。 ^ 【發明内容】

本發明之一目的在於提供一種有機電激發光晝素，盆包含一 基^二第-電極、-第-載子注人層、—半穿透半反射金屬層、 一苐-，機發光層以及-第二電極。該第—電極形成於該基板之 上。該第一載子注入層、該半穿透半反射金屬層以及該 發光層形成於該第-電極以及該第二電極之間，該第 第二電極之至少其中之一為透明電極。 ^本發明之又一目的在於提供一種有機電激發光元件苴 複數個電性連接之有機電激發光晝素。而該等有機電激發光書 之至少其中之-為前述之有機電激發光晝素；藉以提升有機g激 7 1333277 發光元件之色彩飽和度以及發光效率。 法。在於提供—種有機電激發光元件之製造方 i第晝素於該第一電極之上；以及形成-第== 形成人層；形成-半穿透半反射金屬層；以及 1有機發先層。而至少該第—電極及該第 一者為透明電極。 ^發明可以有效地提升有機f激發光元狀發級率及色彩 並且有效地降低有機電激發光元件之漏電流之情形，另 卜亦不會增加或改變現有之製程以及其良率。 j參關式及隨後描述之實财錢，該技術佩具有通常 u便可轉本發明之其他目的，以及本發明之猶手 施態樣。 【實施方式】

帛實&例如第3圖所示’為—種有機電激發光元 。有機電激發光元件3可包含(但不限於)下發光型(b〇tt〇m emitting type)： ±^^^(t〇p emitting type) > «#^^(dual emitting type)、或上述之組合’在本實施例中，以有機電激發光元件3為 一下發光型之有機電激發光元件來做為實施範例描述如下。 有機電激發光元件3包含複數個有機電激發光畫素3r、3g、 3b、一基板31、複數個第一電極33r、33g、33b、一第一載子注入 層(cairier-injection layer ; CIL)33、一半穿透半反射金屬層 ％、— 有機發光層35、-第二電極36、-絕緣層37以及-主動矩陣電 路層38。有機電激發光畫素3]·、3g、3b分綱以發出紅色光、綠 色光以及藍色光。主動矩陣電路層38更包含一主動層381、一閘 極介電層382、-層間介電層383、一保護層384、複數個薄膜電 8

Ιό ό ό ΙΙ I 質、含石夕之i晶材質、、ϊίίϋίΐ非、含石夕之單晶材 ^單晶材f、讀之微晶、含叙多ί材ΐ非材J鍺 或上述之組合。而本發明之實施例以含石夕之多晶質如、 ίΓΖ 例，但不於此限。薄膜電晶體31ηΪ3、 3/、3b激發光元件3之有機電激發光畫素3r、 3g 3b疋否要發出紅色光、綠色光 =，，號(如:位準)至薄膜電晶==二 穿透二反射金屬層34以及有機發光層％ 域:Ί極33r、33g、33b以及第二電極36之間。 ^-^33r.33g.33b#^^t

Li 為透明電極、不透明電極、或上述之組合(如： 透明電極）°由於本實施例之有機電激發光 3W用、# ^之有機電激發光元件，因此第-電極33r、33g、 L包含姻錫氧化物Tin 0xlde ; IT0)、銦 2ϊί!?ΐ T^c 〇xide ： IZO)'> 、’物、或其它材料、或上述之組合，以製成透明雷極，而 m6採用反射材料包含金、銀、銅、鐵、錫、鋁、鈦、鈕、 或上述之tt、m或上述之合金 '或上述之氮化物、 成上也之德物、或上狀組合，崎成不透明電極。 時，電激發光疋件3為上發光型之有機電激發光元件 2 2第Γ電、33g、33b可採用反射材料包含金、銀、銅、 ί令^、鈦、纽、钥、鶴、鈥、給、链、鎂、約、或上述之 2读iif之氮化物、或上述之氧化物、或上述之組合，以製 物編.I極而第二電極36則可採用透明材料，包含銦錫氧化 ium m 〇xlcje，ιτο)、銦鋅氧化物(Indium 石沉⑸也；IZ〇)、 9 133*3277 fi氧化ϊ、賴氧化物、錦錫氧化物、或其它材料、或上述之 =Ϊ6比合1 Λ光元件時，則第一電極说、柳、现以及第二 ITO) ^ Tin 0xlde ^ . ：ΤΤ：' 右嬙#•m-Μ , e 材枓、或上述之組合。更甚而之， 電激發光元d 下發光型及雙向發光型之有機 ^ -ί ^ 36 % -32r' 32g ' 32b 料其中至少-者。域之材f包含上述之透紐料及反射材 制其必須形成於所有之第一電 3, ^ 32g. 32b 厚㈣擇⑽於__相同i不同尺一寸載 353 ίΠί射二載子注入層35卜一载子傳輸層 眚^ 卩為形賴共振腔之基核構。在本 1=1載,傳 形成於第二载子注人層351之上。^ 發射層355卿成於載子傳輸層353之上 光 例如:_匕物綱氧化物其中之至 ^ =屬 錯化合物材質包含錢材質、無機财、或上述之金屬 細人而光層35並不限制前述形成微共振腔結構之 組合，或可視需要另外增衫層結構。 ，之严依序為光發射層355/載子傳輸層=== 351。其可選擇性地為其它順序，舉例而言，但不限於L此= 133*3277 ，構可分別為下列各種層間順序··載子傳輸層353/光發射層355/ 第二載子注入層351、第二載子注入層351/載子傳輸層353/光發射 層355、或光發射層355/第二載子注入層351/載子傳輸層353等數 種結構。 而半穿透半反射金屬層34則形成於第一載子注入層33以及 ^-電極33p 33g、33b之間。在本實施例中’為提升有機電激發 光讀3中發藍色光之有機電激發光畫素％之色彩飽和度以及發 光效J ’因此半穿透半反射金屬層34僅形成於第一载子注入層幻 電極33b之間。而其製作方式即為利用特殊設計之光阻 ΐΪί鑛2，使得半穿透半反射金屬層34僅沈積並完 ίίΪίίίίΐΪίΪ激發光畫素北範圍，而不會沉積在發出 ^色先以及綠色先之有機電激發光畫素3r、3g，而不 二=相連接。細，半穿透枝射金屬層ί 擇; 之光反射率及光穿透率之=、或穿透半反射金屬層34 n，厚度愈小光穿透率愈大\、‘來=機 透與否可依其厚度來判斷。作有ί iiii^ 金屬層34之厚度符合，秋仁有時，+穿透+反射 ,此’靖各有機電激晝 較佳地，可依其厚度及錢卩絲觸Γ献射或牙透與否， 範圍電激發光元件3之發光 定義晝素範圍絕緣層37 電f發光科3之發光效率。 素範圍區域34!，畫素範圍^區^透+金屬層34定義出-畫 半反射金屬層34之-橫向寸向尺寸將會小於半穿透 了(未私§主）。而在半穿透半反射金屬 1333277 i電激ίίίΞΐ 外的部份即是邊界區域343。為了確保有 ，門之發光效*，在半穿透半反射金屬層34之晝素 中5之i3半穿透半反射金屬層34邊界間之邊界區域343 内之最大之f。上小於或等於晝素範圍區細 入層反射金麟34並祕_狀帛—載子注 第二載子、、主人^L、33g、33b之間的位置。其亦可以形成於 351 之中、第—載子注人層33及第二載子注入層 子#入層351之中、第二載子注入層351以及載 層35匕上H ΐ子傳輸層353之十或者是形成於載子傳輸 二及發光效率 提財機f激發光元件3之色彩飽和度 元件ίίίΐί二ΐΐΐ如第4圖所示，為—種在有機電激發光 於該提供一基板。執行步驟403，形成一第一電極 407^成丰驟4〇5 ’形成一第一載子注入層。執行步驟 層。執行ϊΐ二上形形成另―第-載子注入 成- 3广，415所形成之第二晝素之上。然後，依 及第二電極 本發明並视倾段所述H素之半？透半反射金屬層 12 1333277 的形成位置，其可以形成於第—電 、第 =光層之間或者是有機發光層之中，皆可以』 發光兀件之色_和如及發光鱗。 ㈣·有機電激 實 除了刖述之步驟所形成之第一晝素以及第二晝素外， 施例所述之製造方法亦可以相同步卿成其量之晝素。 心圖所顯示之步驟外，第二實施例亦可執行第一實施 t ’ ί技術領域具有通常知識者可藉由第—實施例的 說月膽第—實施例之相對應步驟，故不再資述。 可ί ’相對於f知技術之具有微共振腔結構的有機電 激發^讀。本發明之有機電激發光元件可⑽成—半穿透 屬ΐ及/或—載子注入層於其所包含之不同的有機電激發光畫 2中’ j可以調整載子注入層之縱向尺寸(即载子注人層之厚度)。 a ώ：即可以有效地提升有機電激發光元件之發光效率以及 色衫飽t度，並且有效地降低有機電激發光元件之漏電流之情 形’另外亦不會增加或改魏有之製程以及其良率，以達到所需 之技術突破目的。 上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發 明之技術特徵，並_來關本發明之㈣。任何減此技術者 可輕易π成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍， 本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。 【圖式簡單說明】 $ 1圖為習知有機電激發光元件之示意圖； ，2圖為另一習知有機電激發光元件之示意圖； 第3圖為本發明之第一實施例之示意圖；以及 第4圖為本發明之第二實施例之流程圖。 【主要元件符號說明】 13 1333277

I .虿機電激發光元件II :基板 13r.、i3g、13b :透明下電極 17 :有機發光層 ⑴、113、115 :薄膜電晶體 2:有機電激發光元件 21:基板 23r、23g、23b:透明下電極 24r、24g、24b:半穿透半反射金屬電極 25 :晝素絕緣層 27 29:上電極 ^7·有機發光層 216 :訊號線 3'1有215 :薄膜電晶體3P3g、3b:有機電激發光晝;.有機電激發光元件 31 . f 板斗 33r、33g、33b :第一電極 弟-載子注入層 34 :半穿透半反射金屬層 有機發光層 36:第二電極 絕緣層 38 :主動矩陣電路層 、313、315 :薄膜電晶體341 , mg，…一 12 .主動矩陣電路層 晝素絕緣層 上電極 116 :訊號線 2f'2g、2b:有機電激發光晝素 22 :主動矩陣電路層 有機電激發光畫素 15 19

33 ： 35 ： 37 ： 311 343 353 381 383 316 邊界區域 載子傳輸層 主動層 層間介電層 訊號線 X :第一載子注入層厚度 晝素範圍區域 351 :第二載子注入層 355 :光發射層 382 :閘極介電層 384 :保護層 385、386、387 :線段

Claims (1)

1. 申請專利範圍： 一種有機電激發光晝素，包含： —基板； 一第一電極’形成於該基板之上； 第載子〉主入層(carrier-injection layer ; CIL); 半牙透半反射金屬層(semi-trans-flectivemetal layer); 一有機發光層(organic emitting layer);以及 一第二電極；

   其中該第一載子注入層、該半穿透半反射金屬層與該有機 ^光層形成於該第一電極與該第二電極之間，該第一電極及該 弟一電極之至少一者包含透明電極。 2.如請求項丨所述之有機電激發光晝素，該有機發光層包含： 一第二載子注入層；以及 、一载子傳輸層(carrier-transport layer ; CTL)，形成於該第二 戰子注入層之上。 3· 求項2所述之有機電激發光晝素，其中該半穿透半反射金 田形成於該第一載子注入層及該第二載子注入層之間。 《Ϊΐ求項2所述之有機電激發光4素，其巾該半穿透半反射金 田形成於該第二载子注入層以及該載子傳輸層之間。 5 求項2所述之有機電激發光晝素，其巾該半穿透半反射金 屬層形成於該第二載子注入層之中。 6 求項2所述之有機電激發光晝素，其中該半穿透半反射金 曰形成於該載子傳輸層之中。 7 求項2所述之有機電激發光晝素，其中該半穿透半反射金 _曰形成於該載子傳輸層之上。 15 1333277 8. 其中該半穿透半反射金 9· lO.g求们所述之錢電激發光晝素，該铸透错射金屬層

   穿透寸小於該半 域外Ιίί區域，位於該有機電激發光晝素中，該晝素範圍區 π. —種有機電激發光元件，包含： 一基板；以及 複數個電性連接之有機電激發光畫素，形成於該基板之 上’每該有機電激發光晝素包含·· 一第一電極，形成於該基板之上； 一第一載子注入層(carrier-injection layer ; CIL); 一有機發光層(organic emitting layer);以及 一第二電極； 其中，至少一個該些有機電激發光晝素包含一半穿透半反 射金屬層(semi-trans-flectivemetal layer)，該第一載子注入層、 該半穿透半反射金屬層與該有機發光層形成於該第一電極與 該第二電極之間’該第一電極及該第二電極之至少之一者包‘ 透明電極。 12.如請求項11所述之有機電激發光元件，該有機發光層包含： 一第二載子注入層；以及 16 载子注層(calTi时ansport layer;CTL) ’形成於該第二 13. 如請求項i2 金屬層形成錄^^電激發光元件，其+該半穿透半反射 、以弟载子注入層及該第二載子注入層之間。 14. 如請求項12郎_、+、 金屬層形成於^It電激ί光元件，其中該半穿透半反射 弟一载子注入層以及該載子傳輸層之間。 15. 如請求項I) 金屬層形件’其找半？透半反射 金元件，其+該半？透半反射 ==4¾，元件’細半穿透半反射 18’=^，有載==件’其中該半穿透半反射 19 有機電激發光元件，其中該半穿透半反射 、，屬日戍於該第-载子注人層以及該第一電極之間。 20 項11所述之有機電激發光元件，該半穿透半反射金屬 京區域，該晝素範圍區域之一尺寸實質上小於該 +穿^反射金屬層之—尺寸；以及 域外區域，位於該有機電激發光晝素中’該畫素範圍區 或等於該 17 所述之有機電激發光元件 ‘具有-厚度’該厚度與該有機電激發先畫=二 22. 一種有機電激發光元件之製造方法，包含： 提供一基板； 形成一第一電極於該基板之上； 形成-第-晝素於該第一電極之上 形成一第一载子注入層； 死^成半穿透半反射金屬屬；以及 形成一有機發光層； 以及 开;成一第二電極於該第一晝素之上； 極。其中，該第-電極及該第二電極之至少—者包含透明電 23,如請求項22所述之製造方法， 系形成於該第一電極之上。 其中’該半穿透半反射金 屬層 係形i於!其中’該半穿透半反射金屬層 注入層與該有機發光層之間。 層 25· U求項22所述之製造方法 係形成於财機發紛之t。 4穿射反射金屬 26·如請求項22所述之製造方法，更包含： 圮成一第二畫素於另一第—電極之上，包含： 形成另一第一載子注入層；以及 形成另一有機發光層； 以及 形成該第二電極於該第二晝素之上。