TWI428054B - 有機發光二極體結構及其製造方法 - Google Patents

Description

有機發光二極體結構及其製造方法

本發明是有關於一種有機發光二極體結構及其製作方法，且特別是有關於一種全彩有機發光二極體結構及其製作方法。

全彩化(full-color)的效果一直是顯示器發展成功與否的關鍵。以有機電激發光顯示裝置(OLED)而言，將顯示器全彩化最常見的方法包含有三原色並置法、白光結合彩色濾光片、色彩轉換法等方法，其中三原色並置法係分別將可產生紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色之有機電激發光元件獨立相鄰設置(Side by Side)，並將此三種原色光以適當比例混合搭配而產生全彩的顯示效果。

然而，由於此種原理之有機發光二極體於製作時需要經由多次的蒸鍍及遮罩對位步驟來產生不同色光的有機發光層，不僅在製作程序上較為繁瑣，且相對提高蒸鍍與遮罩對位時的困難度，降低了產品良率並增加製作成本。

因此，如何減少三色有機發光二極體製程中蒸鍍及遮罩的使用次數，進而提升良率，便成為一個重要的課題。

因此本發明的目的就是在提供一種有機發光二極體結構之製作方法，用以降低蒸鍍對位偏差的機率。

依照本發明之一態樣，提出一種有機發光二極體結構，包含第一電極、設置於第一電極上之電洞注入層、設置於電洞注入層上之電洞傳輸層，其中電洞傳輸層更作為一第一原色發光層、設置於部分之該電洞傳輸層上之第二原色發光單元、設置於部分之電洞傳輸層上且相鄰於第二原色發光單元之第三原色發光單元、設置於第二原色發光單元和第三元原色發光單元及部份之電洞傳輸層上之電子傳輸層、設置於電子傳輸層上之電子注入層，以及設置於電子注入層上之第二電極。

電洞傳輸層之材料可為藍光發光材料。電洞傳輸層之材料可包含主體材料與摻質材料。摻質材料可為綠光發光材料或紅光發光材料。有機發光二極體結構更選擇性地包含反射層，反射層可設置在第一電極下或是位於第一電極與電洞注入層之間。電洞傳輸層可具有平坦表面，第二原色發光單元與第三原色發光單元設置於部分之平坦表面。或者，電子傳輸層可具有平坦表面，第二原色發光單元與第三原色發光單元設置於部分之平坦表面。

本發明之另一態樣為一種有機發光二極體之製造方法，包含提供基板，接著，形成第一電極於基板上，再形成電洞注入層於第一電極上，接著，形成電洞傳輸層於電洞注入層上，其中電洞傳輸層更作為第一原色發光層，再形成第二原色發光單元及第三原色發光單元於部分之電洞傳輸層上，其中第二原色發光單元相鄰於第三原色發光單元，接著形成電子傳輸層於第二原色發光單元和第三原色發光單元及部分之電洞傳輸層上，接著，形成電子注入層於電子傳輸層上，最後形成第二電極於電子注入層上。

電洞傳輸層之材料可為藍光發光材料。有機發光二極體之製造方法更可包含摻雜紅光發光材料於電洞傳輸層之材料中。有機發光二極體之製造方法更選擇性地包含形成反射層於基板或是陽極上。其中形成第二原色發光單元及第三原色發光單元之步驟包含使用圖案化遮罩。

本發明之又一態樣為一種有機發光二極體之製造方法，包含提供基板，接著，形成第二電極於基板上，再形成電子注入層於第二電極上，再形成電子傳輸層於電子注入層上，接著，形成第二原色發光單元與第三原色發光單元於部分之電子傳輸層上，其中第二原色發光單元相鄰於第三原色發光單元，接著形成電洞傳輸層於第二原色發光單元和第三原色發光單元及部分之電子傳輸層上，其中電洞傳輸層更作為第一原色發光層，接著，形成電洞注入層於電洞傳輸層上，以及形成第一電極於電洞注入層上。

電洞傳輸層之材料可為藍光發光材料。有機發光二極體之製造方法可更包含摻雜紅光發光材料於電洞傳輸層之材料中。有機發光二極體之製造方法更選擇性地包含形成反射層於陽極上。形成第二原色發光單元及形成第三原色發光單元之步驟包含使用圖案化遮罩。

電洞傳輸層兼作為第一原色發光層，可將蒸鍍三色發光單元的三道蒸鍍製程減少為兩次，減少了蒸鍍時對位偏差的可能性，並仍能提供三原色並置之全彩顯示的功效。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

參照第1圖，其係繪示本發明之有機發光二極體結構第一實施例的示意圖。有機發光二極體結構100包含有第一電極110、設置於第一電極110上之電洞注入層120、設置於電洞注入層120上之電洞傳輸層130。其中電洞傳輸層130更兼作為第一原色發光層，以發出第一原色波長之光線。有機發光二極體結構100包含有第二原色發光單元140及第三原色發光單元150，第二原色發光單元140以及第三原色發光單元150設置於部分之電洞傳輸層130上，其中第二原色發光單元140與第三原色發光單元150為相鄰設置，並且露出一部分兼作為第一原色發光層之電洞傳輸層130。有機發光二極體結構100包含有電子傳輸層160，電子傳輸層160設置於第二原色發光單元140、第三原色發光單元150及原暴露的部分之電洞傳輸層130上。有機發光二極體結構100包含有電子注入層170，電子注入層170設置於電子傳輸層160上。有機發光二極體結構100更包含設置於電子注入層170上之第二電極180。其中第一電極110為陽極，第二電極180為陰極。第一電極110或第二電極180皆可為有機發光二極體結構100之發光面。

兼作為第一原色發光層之電洞傳輸層130、第二原色發光單元140以及第三原色發光單元150可分別發出三原色光，以達成全彩顯示的目標。其中兼作為第一原色發光層的電洞傳輸層130的材料可以為藍光發光材料，特別是本身具有藍光發光特性之電洞傳輸材料，例如CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl)，對應之第二原色發光單元140及第三原色發光單元150則是分別發出紅光及綠光。

或者，兼作為第一原色發光層的電洞傳輸層130之材料可以包含有主體材料及摻質材料，摻質材料可以為紅光發光材料或是綠光發光材料。舉例而言，電洞傳輸層可以以CBP為主體材料，再摻雜重量百分比1~10%的紅色磷光客發光體RD07(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層130發出紅光。或者，電洞傳輸層130可以以CBP作為主體材料，再摻雜重量百分比1~15%的綠色磷光客發光體GD33(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層130發出綠光。

本實施例中，電洞傳輸層130具有平坦表面，電洞傳輸層130先形成於電洞注入層120上，接著，第二原色發光單元140與第三原色發光單元150再形成在具有平坦表面之電洞傳輸層130上。

參照第2圖，其係繪示本發明之有機發光二極體結構之第二實施例的示意圖。如前所述，有機發光二極體結構100中之電洞傳輸層130兼作為第一原色發光層，電洞傳輸層130之材料可為可發出藍光之CBP材料，或是以CBP為主體材料再摻雜紅光或綠光發光材料。有機發光二極體結構100可更包含有設置於第一電極110上之反射層190。本實施例中反射層190可以設置於第一電極110與電洞注入層120之間，或者，在其他實施例中，反射層190亦可形成在第一電極110相對於電洞注入層120之另一表面。反射層190可用以將光線反射，使得第二電極180作為發光面。

參照第3圖，其係繪示本發明之有機發光二極體結構第三實施例的示意圖。有機發光二極體結構200包含有第二電極280、設置於第二電極280上之電子注入層270、設置於電子注入層270上之電子傳輸層260、設置於部分之電子傳輸層260上之第二原色發光單元240及第三原色發光單元250，其中第二原色發光單元240與第三原色發光單元250為相鄰設置，且暴露出一部分之電子傳輸層260。有機發光二極體結構200更包含設置於第二原色發光單元240、第三原色發光單元250及原暴露的部分之電子傳輸層260上之電洞傳輸層230，其中電洞傳輸層230更兼作為第一原色發光層。有機發光二極體結構200包含設置於電洞傳輸層230上之電洞注入層220，以及設置於電洞注入層220上之第一電極210。

其中第一電極210為陽極，第二電極280為陰極。兼作為第一原色發光層之電洞傳輸層230之材料可以為本身具有藍光發光特性之電洞傳輸材料，例如CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl)。或者，電洞傳輸層230之材料可以以CBP作為主體材料再摻雜紅光或綠光發光材料。

第二原色發光單元240與第三原色發光單元250為先形成在部份電子傳輸層260上，接著，電洞傳輸層230再形成在第二原色發光單元240、第三原色發光單元250及原暴露的部分之電子傳輸層260上。電子傳輸層260具有平坦表面，第二原色發光單元240與第三原色發光單元25設置於部分之平坦表面。

參照第4圖，其係繪示本發明之有機發光二極體之製造方法第一實施例的流程圖。步驟410為提供基板，接著，步驟420為形成第一電極於基板上，接著，步驟430為形成電洞注入層於第一電極上，步驟440為形成電洞傳輸層於電洞注入層上，其中電洞傳輸層更作為第一原色發光層，以發出第一原色之光線。

接著，步驟450為形成第二原色發光單元及第三原色發光單元於部分之電洞傳輸層上，其中第三原色發光單元與第二原色發光單元相鄰設置，並露出一部分之電洞傳輸層。

接著，步驟460為形成電子傳輸層於第二原色發光單元、第三原色發光單元及部分之電洞傳輸層上，步驟470為形成電子注入層於電子傳輸層上，步驟480為形成第二電極於電子注入層上。

步驟440中之電洞傳輸層的材料可以為具有藍光發光特性之電洞傳輸材料，如CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl)。或者，電洞傳輸層之材料可以以CBP為主體材料，再摻雜紅光發光材料或是綠光材料於CBP中。例如電洞傳輸層可以以CBP為主體材料，再摻雜重量百分比1~10%的紅色磷光客發光體RD07(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層發出紅光。或者，電洞傳輸層可以以CBP作為主體材料，再摻雜重量百分比1~15%的綠色磷光客發光體GD33(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層發出綠光。

步驟430、440、460、470包含使用熱蒸鍍或是旋轉塗佈等方法。形成第二原色發光單元及第三原色發光單元之步驟450包含有使用圖案化遮罩。本方法更包含選擇性地形成反射層於基板或是第一電極上。其中第一電極為陽極，第二電極為陰極。

參照第5圖，其係繪示本發明之有機發光二極體結構之製造方法第二實施例的流程圖。步驟510為提供基板，接著，步驟520為形成第二電極於基板上，步驟530為形成電子注入層於第二電極上，步驟540為形成電子傳輸層於電子注入層上，接著，步驟550為形成第二原色發光層及第三原色發光層於部分之電子傳輸層上，其中第二原色發光單元相鄰於第三原色發光單元，並且露出一部分之電子注入層。接著，步驟560為形成電洞傳輸層於第二原色發光單元、第三原色發光單元及部分之電子傳輸層上。步驟570為形成電洞注入層於電洞傳輸層上，最後，步驟580為形成第一電極於電洞注入層上。

步驟560中之電洞傳輸層的材料可以為具有藍光發光特性之電洞傳輸材料，如CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl)。或者，電洞傳輸層之材料可以以CBP為主體材料，再摻雜紅光發光材料或是綠光材料於CBP中。例如電洞傳輸層可以以CBP為主體材料，再摻雜重量百分比1~10%的紅色磷光客發光體RD07(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層發出紅光。或者，電洞傳輸層可以以CBP作為主體材料，再摻雜重量百分比1~15%的綠色磷光客發光體GD33(Universal Display Corporation)或其相關材料，使得電洞傳輸層發出綠光。

步驟530、540、560、570包含使用熱蒸鍍或是旋轉塗佈等方法。形成第二原色發光單元及第三原色發光單元之步驟550包含有使用圖案化遮罩。本方法更包含選擇性地形成反射層於基板或是陽極上。其中第一電極為陽極，第二電極為陰極。電極之材料可以為透明電極(如：透明ITO或IZO)或為金屬電極(如：銀、鋁、鎂或其合金)。反射層之材料可以為鋁、銀、鎳等具有高反射性質的金屬或是合金。

由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。電洞傳輸層兼作為第一原色發光層，可將蒸鍍三色發光單元的三道蒸鍍製程減少為兩次，減少了蒸鍍時對位偏差的可能性，並仍能提供三原色並置之全彩顯示的功效。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200．．．有機發光二極體結構

110、210．．．第一電極

120、220．．．電洞注入層

130、230．．．電洞傳輸層

140、240．．．第二原色發光單元

150、250．．．第三原色發光單元

160、260．．．電子傳輸層

170、270．．．電子注入層

180、280．．．第二電極

190．．．反射層

410~580．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖係繪示本發明之有機發光二極體結構第一實施例的示意圖。

第2圖係繪示本發明之有機發光二極體結構之第二實施例的示意圖。

第3圖係繪示本發明之有機發光二極體結構第三實施例的示意圖。

第4圖係繪示本發明之有機發光二極體之製造方法第一實施例的流程圖。

第5圖係繪示本發明之有機發光二極體結構之製造方法第二實施例的流程圖。

100．．．有機發光二極體結構

110．．．第一電極

120．．．電洞注入層

130．．．電洞傳輸層

140．．．第二原色發光單元

150．．．第三原色發光單元

160．．．電子傳輸層

170．．．電子注入層

180．．．第二電極

Claims (15)

1. 一種有機發光二極體結構，包含：一第一電極；一電洞注入層，設置於該第一電極上；一電洞傳輸層，設置於該電洞注入層上，其中該電洞傳輸層更作為一第一原色發光層；一第二原色發光單元，設置於部份之該電洞傳輸層上；一第三原色發光單元，設置於部份之該電洞傳輸層上，相鄰於該第二原色發光單元；一電子傳輸層，設置於該第二原色發光單元、該第三元原色發光單元及部份之該電洞傳輸層上；一電子注入層，設置於該電子傳輸層上；以及一第二電極，設置於該電子注入層上，其中該第二原色發光單元設置於該電洞傳輸層的一第一部分並與該第一部分實體接觸，該第三原色發光單元設置於該電洞傳輸層的一第二部分並與該第二部分實體接觸，該第二部分不同於該第一部分，該第三原色發光單元為水平地緊密相鄰於該第二原色發光單元，其中該電洞傳輸層包含一第三部分，該第三部分不同於該第一部分與該第二部分，該第三部分暴露於該第二原色發光單元與該第三原色發光單元並且在垂直方向上未被該第二原色發光單元與該第三原色發光單元覆蓋或涵蓋，其中該電子傳輸層為設置於該第二原色發光單元、該第三原色發光單元以及該電洞傳輸層的該第三部分，並且該電子傳輸層與該第二原色發光單元、該 第三原色發光單元以及該電洞傳輸層的該第三部分實體接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體結構，其中該電洞傳輸層之材料為一藍光發光材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體結構，其中該電洞傳輸層之材料包含一主體材料與一摻質材料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之有機發光二極體結構，其中該摻質材料為一綠光發光材料或一紅光發光材料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體結構，更包含一反射層，設置於該第一電極之側面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體結構，其中該電洞傳輸層具有一平坦表面，該第二原色發光單元與該第三原色發光單元設置於部分之該平坦表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體結構，其中該電子傳輸層具有一平坦表面，該第二原色發光單元與該第三原色發光單元設置於部分之該平坦表面。
8. 一種有機發光二極體之製造方法，包含： 提供一基板；形成一第一電極於該基板上；形成一電洞注入層於該第一電極上；形成一電洞傳輸層於該電洞注入層上，其中該電洞傳輸層更作為一第一原色發光層；形成一第二原色發光單元及一第三原色發光單元於部分之該電洞傳輸層上，其中該第二原色發光單元相鄰於該第三原色發光單元；形成一電子傳輸層於該第二原色發光單元、該第三原色發光單元及部分之該電洞傳輸層上；形成一電子注入層於該電子傳輸層上；以及形成一第二電極於該電子注入層上，其中該第二原色發光單元設置於該電洞傳輸層的一第一部分並與該第一部分實體接觸，該第三原色發光單元設置於該電洞傳輸層的一第二部分並與該第二部分實體接觸，該第二部分不同於該第一部分，該第三原色發光單元為水平地緊密相鄰於該第二原色發光單元，其中該電洞傳輸層包含一第三部分，該第三部分不同於該第一部分與該第二部分，該第三部分暴露於該第二原色發光單元與該第三原色發光單元並且在垂直方向上未被該第二原色發光單元與該第三原色發光單元覆蓋或涵蓋，其中該電子傳輸層為設置於該第二原色發光單元、該第三原色發光單元以及該電洞傳輸層的該第三部分，並且該電子傳輸層與該第二原色發光單元、該第三原色發光單元以及該電洞傳輸層的該第三部分實體接觸。
9. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光二極體之製造方法，其中該電洞傳輸層之材料為一藍光發光材料。
10. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光二極體之製造方法，更包含摻雜一紅光發光材料或綠色發光材料於該電洞傳輸層之材料中。
11. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光二極體之製造方法，其中形成該第二原色發光單元及該第三原色發光單元之步驟包含使用一圖案化遮罩。
12. 一種有機發光二極體之製造方法，包含：提供一基板；形成一第二電極於該基板上；形成一電子注入層於該第二電極上；形成一電子傳輸層於該電子注入層上；形成一第二原色發光單元與一第三原色發光單元於部分之該電子傳輸層上，其中該第二原色發光單元相鄰於該第三原色發光單元；形成一電洞傳輸層於該第二原色發光單元、該第三原色發光單元及部分之該電子傳輸層上，其中該電洞傳輸層更作為一第一原色發光層；形成一電洞注入層於該電洞傳輸層上；以及形成一第一電極於該電洞注入層上，其中該第二原色發光單元設置於該電子傳輸層的一第一部分並與該第一部 分實體接觸，該第三原色發光單元設置於該電子傳輸層的一第二部分並與該第二部分實體接觸，該第二部分不同於該第一部分，該第三原色發光單元為水平地緊密相鄰於該第二原色發光單元，其中該電子傳輸層包含一第三部分，該第三部分不同於該第一部分與該第二部分，該第三部分暴露於該第二原色發光單元與該第三原色發光單元並且在垂直方向上未被該第二原色發光單元與該第三原色發光單元覆蓋或涵蓋，其中該電洞傳輸層為設置於該第二原色發光單元、該第三原色發光單元以及該電子傳輸層的該第三部分，並且該電洞傳輸層與該第二原色發光單元、該第三原色發光單元以及該電子傳輸層的該第三部分實體接觸。
13. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體之製造方法，其中該電洞傳輸層之材料為一藍光發光材料。
14. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體之製造方法，更包含摻雜一紅光發光材料或綠光發光材料於該電洞傳輸層之材料中。
15. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體之製造方法，其中形成該第二原色發光單元及形成該第三原色發光單元之步驟包含使用一圖案化遮罩。