有機電激發光元件、平面顯示器及可攜帶式電子裝置的製作方法
2023-07-04 05:15:11
專利名稱：：有機電激發光元件、平面顯示器及可攜帶式電子裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種有機電激發光元件(organicelectroluminescencedevice)，特別是涉及在透明陽極表面或是透明陰極表面設置光學補償層(opticalcompensator)的有機電激發光元件以及應用此有機電激發光元件的平面顯示器以及可攜帶式電子裝置。
背景技術：
：有機電激發光元件不需要設置如液晶顯示裝置的背光(backlight)模塊，因此可簡化工藝。隨著有機電激發光元件的技術迅速的發展，有機電激發光元件已經漸漸地被運用於各種具有顯示區域的電子裝置，尤其是可攜式電子裝置，例如行動電話、個人數字助理、可攜式計算機、數位照相機、數碼攝影機等。如何提高有機電激發光元件的亮度、發光效率以達到減少電源消耗量與延長有機電激發光元件的使用壽命，為本領域的技術人員研發的重要課題之一。美國專利第5,714,838號揭示一種頂部發光型有機電激發光元件，藉由在透明電極(ZnS、GaN、ITO等)與有機發光層的形成鈣薄膜或鈣合金薄膜，以防止此透明電極之中的物質往有機發光層擴散。然而，此鈣薄膜或鈣合金薄膜的形成有可能影響有機電激發光元件的發光效率。美國專利第6,831,407號揭示一種有機發光二極體，利用在有機發光層之中形成凹凸不平的構造，以提高發光效率，然而形成凹凸不平的構造的工藝較為複雜。因此，有需要提供一種能夠提高發光效率且簡化工藝的有機電激發光元件以及應用此有機電激發光元件的平面顯示器。
發明內容有鑑於此，本發明的目的在於提供一種有機電激發光元件，利用光學補償層以產生建設性幹涉效應(constructioninterference)，而提高有機電激發光元件的發光效率(luminanceefficiency)，甚至改善視角上的色偏(colorshift)。本發明的另一目的在於提供一種有機電激發光元件，選用能夠以蒸鍍(evaporation)等方式形成的單層或多層的過渡金屬氧化物(transitionmetaloxide)，以鄰接於透明陽極或透明陰極，不需要複雜的工藝藉以提高有機電激發光元件的生產效率。根據上述目的，本發明提供一種有機電激發光元件，包括一基板、透明陽極、相對設置的透明陰極以及有機發光層，此透明陽極與透明陰極設置於上述基板上，且有機發光層設置於上述透明陽極與上述透明陰極之間。上述有機電激發光元件還包括至少一透光性學補償層，設置於透明陽極與基板之間以及/或者設置於透明陰極的表面，且此透光性光學補償層材料為過渡金屬氧化物所構成。再者，當作光學補償層的過渡金屬氧化物的沉積厚度可以是10,000埃以下，其中又以500埃至1000埃的厚度更佳。再者，此光學補償層的光學特性例如為，在可見光的波長(380nm至780nm)折射率(n-ik)的n值大致上不大於3.5，而折射率(n-ik)的k值大致上小於0.2。再者，上述光學補償層例如是使用透光度達到40％以上的材料，另外，光學補償層的透光度越高越有利於發光效率。其次，上述光學補償層形成的方法包括電子束沉積、熱蒸鍍、分子束外延、氣相外延、或者有機金屬化學氣相沉積法。另外，本發明亦提供一種使用有機電激發光元件的平面顯示器與可攜帶式電子裝置。再者，上述可攜帶式電子裝置例如為行動電話、掌上型遊戲裝置、數碼攝影機、數碼錄像機、數字播放裝置、個人數字助理或可攜帶式計算機。為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下配合附圖以及優選實施例，以更詳細地說明本發明。圖1為根據本發明第一實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖2為根據本發明第二實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖3為根據本發明第三實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖4為根據本發明實施例的單層光學補償層的剖面示意圖。圖5為根據本發明實施例的多層光學補償層的剖面示意圖。圖6為根據本發明第四實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖7為根據本發明第五實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖8為根據本發明第六實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件的剖面示意圖。圖9為根據本發明實施例的平面顯示器的示意圖。圖10A為包含本發明實施例的有機電激發光元件的行動電話示意圖。圖10B為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數位照相機示意圖。圖10C為包含本發明實施例的有機電激發光元件的個人數字助理示意圖。圖10D為包含本發明實施例的有機電激發光元件的手攜式計算機示意圖。圖10E為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數字式播放裝置示意圖。圖10F為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數碼錄像機示意圖。簡單符號說明10、20、30、40、50、60、70、200～有機電激發光元件100～基板102、102a、102b～第一透光性光學補償層103b～空穴傳輸層103a～空穴注入層104～透明陽極105～高分子導電層106～有機發光層107a～電子注入層107b～電子傳輸層108～透明陰極110～第二透光性光學補償層A、B～發光方向202～周邊元件301、401、501、601、701、802～主體302、602、702～外框303、402、502、603、702、802～顯示區域306、404、504、604、706、804～操作按鍵307、405、605～外部連接部308～天線406～快門403、806～影像接收部503～電源開關606～觸控板滑鼠705～媒體讀取部707～揚聲器803～聲音輸入部805～電池具體實施方式圖1為根據本發明第一實施例的具有光學補償層的雙面發光型有機電激發光元件的剖面示意圖。此有機電激發光元件10包括例如玻璃材料、石英或塑料基板構成的基板100、透明陽極104與相對設置的透明陰極108。另外，此有機電激發光元件10還包括有機發光層106，設置於上述透明陽極104與上述透明陰極108之間，並且與透明陽極104與透明陰極108直接接觸。此有機電激發光元件10也包括分別設置於基板100與透明陽極之間的第一透光性(lighttransmittable)光學補償層102以及設置於透明陰極108上的第二透光性光學補償層110。此第一、第二透光性光學補償層102、110可以採用不大於10,000埃的過渡金屬氧化物所構成，其優選厚度大約為500埃至1000埃之間，並且此第一透光性光學補償層102或第二透光性光學補償層110折射率(n-ik)的n值在波長範圍380nm至780nm之間大致上不大於3.5，且折射率(n-ik)的k值在波長範圍380nm至780nm之間大致上小於0.2。形成此有機電激發光元件10的步驟為，在基板100表面依序形成第一透光性光學補償層102、透明陽極104、有機發光層106、透明陰極108以及第二透光性光學補償層110。值得注意的是，上述第一透光性光學補償層102、第二透光性光學補償層110可以採用熱蒸鍍法(thermalevaporation)、電子束沉積法(electricalbeamdeposition)、分子束外延(molecularbeamepitaxy)、氣相外延(vaporphaseepitaxy；VPE)、有機金屬化學氣相沉積法(metalorganicchemicalvapordeposition；MOCVD)、或熱阻絲蒸鍍法(resistanceheatingevaporation)。再者，第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層選自由二氧化鈦(TiO2)層、三氧化鎢(WO3)層、三氧化二鉭(Ta2O3)、五氧化二釩(V2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋯(ZrO)、二氧化鈰(CeO2)、五氧化二鈮(Nb2O5)、氧化釓(Gd2O3)、三氧化二鉻(Cr2O3)、氧化鎳(NiO)、氧化鉍(Bi2O3)、氧化釤(SmO)以及氧化釹(Nd2O5)構成的族群或其組合。形成於基板100表面的第一透光性光學補償層102可以是包括下方光學補償層102a以及上方光學補償層102b的雙層結構，如圖4所示。也可以是如圖5所示的單層結構，再者，下方光學補償層102a以及上方光學補償層102b的厚度分別為500埃至1000埃之間，最好為700埃至900埃之間。然而，本發明不限於此，第一透光性光學補償層102也可以是兩層以上的結構。再者，第二透光性光學補償層110也可以是單層、雙層或雙層以上的結構。透明陽極104可採用厚度700埃至800埃的銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)等透明導電材料構成。而透明陰極108可採用厚度700埃至800埃的銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或者厚度大約僅5納米的鋁等導電材料構成。有機發光層106例如是摻雜的三(8-羥基喹啉合)鋁(III)Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)，當有機電激發光元件10受到直流電流所產生的順向偏壓時，外加的電壓將電子與空穴分別由透明陰極108與透明陽極104注入有機發光層106，使得有機發光層106之中的化學分子受到能量激發，而產生螢光(fluorescence)或是磷光(phosphorescence)，接著經由透明陽極104、第一透光性光學補償層102與基板100往發光方向A(箭頭方向)釋放出。另一方面，有機發光層106產生的螢光或是磷光也經由透明陰極108與第二透光性光學補償層110往發光方向B(箭頭方向)釋放出。詳言之，本實施例的有機電激發光元件10為可向上發光(A方向)與向下發光(B方向)的雙面發光型有機電激發光元件。接下來，請參照圖2，其為根據本發明第二實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件20的剖面示意圖，第二實施例的有機電激發光元件20與第一實施例的有機電激發光元件10大致相同，包括依序形成於基板100的第一透光性光學補償層102、透明陽極104、有機發光層106以及透明陰極108，然而不形成有機電激發光元件10之中的第二透光性光學補償層110。接下來，請參照圖3，其根據本發明第三實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件30的剖面示意圖，第三實施例的有機電激發光元件20與第一實施例的有機電激發光元件10大致相同，包括依序形成於基板100的透明陽極104、有機發光層106、透明陰極108以及第二透光性光學補償層110，然而不需要形成有機電激發光元件10之中的第一透光性光學補償層102。然後，請參照圖6，其根據本發明第四實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件40的剖面示意圖。第四實施例的有機電激發光元件40與第一實施例的有機電激發光元件10大致相同，包括依序形成於基板100的第一透光性光學補償層102、透明陽極104、有機發光層106、透明陰極108以及第二透光性光學補償層110，而且，有機電激發光元件40還包括在透明陽極104與有機發光層106之間設置高分子導電層105，當作空穴注入層，例如採用聚苯乙烯二氧基噻吩(polystyrenedioxythiophene；PEDT)或磺酸聚苯乙烯(polystyrenesulphonate；PSS)的混合物。本實施例的有機發光層106可採用聚(對亞苯基亞乙烯)(poly(p-phenylenevinylene)；PPV)。接著，請參照圖7，其根據本發明第五實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件50的剖面示意圖。第五實施例的有機電激發光元件50與第一實施例的有機電激發光元件10大致相同，包括依序形成於基板100的第一透光性光學補償層102、透明陽極104、有機發光層106、透明陰極108以及第二透光性光學補償層110，第五實施例的有機電激發光元件50還包括空穴傳輸層103b與電子傳輸層107b。上述空穴注入層103a可採用NPB(naphtha-phenylbenzidine)，而電子傳輸層107b可以採用Alq3。然後，請參照圖8，其根據本發明第六實施例的具有光學補償層的有機電激發光元件60的剖面示意圖。第六實施例的有機電激發光元件60與第五實施例的有機電激發光元件50大致相同，包括依序形成於基板100的第一透光性光學補償層102、透明陽極104、空穴傳輸層103b、有機發光層106、電子傳輸層107b、透明陰極108以及第二透光性光學補償層110，第六實施例的有機電激發光元件50還包括空穴注入層103a與電子注入層107a。上述空穴注入層103a例如為CuPc(copperphthalocyanine)。電子注入層107a可以使用氟化鋰薄膜。本發明上述實施例在有機電激發光元件的透明陽極104及/或透明陰極108的出光側設置光學補償層，經驗證後，發現有機電激發光元件的發光效率有了顯著的改善，另外，也改善了有機電激發光元件在視角上的色偏現象。圖9為根據本發明實施例的平面顯示器的示意圖，其包含本發明實施例的任何一個有機電激發光元件200與外部框架與外部電路的周邊元件202組合後的平面顯示器。以下描述使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的可攜式電子裝置的例子。圖10A為包含本發明實施例的有機電激發光元件的行動電話示意圖，此行動電話包括主體301、外框302、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的顯示區域303、操作按鍵306、外部連接部307、天線308。圖10B為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數位照相機示意圖。圖10B所示的數位照相機包括主體401、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的顯示區域402、影像接收部403、操作按鍵404、外部連接部405、以及快門406。圖10C為包含本發明實施例的有機電激發光元件的個人數字助理示意圖，此個人數字助理包括主體501、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的顯示區域502、電源開關503、操作按鍵504以及紅外線埠505。圖10D為包含本發明實施例的有機電激發光元件的手攜式計算機示意圖，此手攜式計算機包括本體601、外框602、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的顯示區域603、操作按鍵604、外部連接部605以及觸控板滑鼠606。圖10E為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數字式播放裝置示意圖，此數字式播放式裝置亦即數字視訊影碟或是類似的播放裝置，其包括主體701、外框702、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件的顯示區域703、媒體讀取部705、操作按鍵706以及揚聲器707。圖10F為包含本發明實施例的有機電激發光元件的數碼錄像機示意圖，上述數字式錄像機包括主體801、使用本發明任一實施例的有機電激發光元件802、聲音輸入部803、操作按鍵804、電池805以及影像接收部806。雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當以後附的權利要求所界定者為準。權利要求1.一種有機電激發光元件，包括一基板；一透明陽極及一相對設置的透明陰極，設置於該基板上；一有機發光層，設置於該透明陽極與該透明陰極之間；以及一第一透光性光學補償層，設置於該透明陽極與該基板之間，且該第一透光性光學補償層材料為過渡金屬氧化物所構成。2.如權利要求1所述的有機電激發光元件，還包括一第二透光性光學補償層，設置在該透明陰極上，且該第二透光性光學補償層材料為過渡金屬氧化物所構成。3.如權利要求2所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層的折射率(n-ik)的n值在波長範圍380nm至780nm之間大致上不大於3.5，且折射率(n-ik)的k值在波長範圍380nm至780nm之間大致上小於0.2。4.如權利要求2所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層選自由二氧化鈦(TiO2)層、三氧化鎢(WO3)層、三氧化二鉭(Ta2O3)、五氧化二釩(V2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋯(ZrO)、二氧化鈰(CeO2)、五氧化二鈮(Nb2O5)、氧化釓(Gd2O3)、三氧化二鉻(Cr2O3)、氧化鎳(NiO)、氧化鉍(Bi2O3)、氧化釤(SmO)以及氧化釹(Nd2O5)構成的族群或其組合。5.如權利要求2所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層為單層結構。6.如權利要求2所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層為多層結構。7.如權利要求2所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層的厚度大致上不大於10,000埃。8.如權利要求7所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層的厚度大約於500至1000埃之間。9.如權利要求1所述的有機電激發光元件，其中該透明陽極包括銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。10.如權利要求1所述的有機電激發光元件，其中該透明陰極包括銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。11.如權利要求1所述的有機電激發光元件，還包括一高分子導電層，設置在該透明陽極與該有機發光層之間。12.如權利要求1所述的有機電激發光元件，還包括一電子傳輸層，鄰接於該透明陰極；以及一空穴傳輸層，鄰接於該透明陽極。13.如權利要求1所述的有機電激發光元件，其中該第一透光性光學補償層或第二透光性光學補償層藉由電子束沉積、熱蒸鍍、分子束外延、氣相外延、及有機金屬化學氣相沉積的任一種而形成。14.一種有機電激發光元件，包括一基板；一透明陽極及一相對設置的透明陰極，設置於該基板上；一有機發光層，設置於該透明陽極與該透明陰極之間；以及一透光性光學補償層，設置在該透明陰極上，且該透光性光學補償層材料為過渡金屬氧化物所構成。15.如權利要求14所述的有機電激發光元件，其中該透光性光學補償層的折射率(n-ik)的n值在波長範圍380nm至780nm之間大致上不大於3.5，且折射率(n-ik)的k值在波長範圍380nm至780nm之間大致上小於0.2。16.如權利要求14所述的有機電激發光元件，其中該透光性光學補償層選自由二氧化鈦(TiO2)層、三氧化鎢(WO3)層、三氧化二鉭(Ta2O3)、五氧化二釩(V2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋯(ZrO)、二氧化鈰(CeO2)、五氧化二鈮(Nb2O5)、氧化釓(Gd2O3)、三氧化二鉻(Cr2O3)、氧化鎳(NiO)、氧化鉍(Bi2O3)、氧化釤(SmO)以及氧化釹(Nd2O5)構成的族群或其組合。17.一種平面顯示器，包含如權利要求1所述的有機電激發光元件。18.一種可攜帶式電子裝置，包含如權利要求1所述的有機電激發光元件。19.如權利要求18所述的可攜帶式電子裝置，其中該可攜帶式電子裝置包括行動電話、掌上型遊戲裝置、數碼攝影機、數碼錄像機、數字播放裝置、個人數字助理、可攜帶式計算機。全文摘要本發明提供一種有機電激發光元件，包括基板、透明陽極、相對設置的透明陰極以及有機發光層，此透明陽極與透明陰極設置於上述基板上，且有機發光層設置於上述透明陽極與上述透明陰極之間。上述有機電激發光元件還包括透光性學補償層，設置於透明陽極與基板之間或者設置於透明陰極的表面，且此透光性光學補償層材料為過渡金屬氧化物所構成。文檔編號H05B33/14GK1668154SQ200510054268公開日2005年9月14日申請日期2005年3月21日優先權日2005年3月21日發明者蔡子健,陳哲仁申請人:友達光電股份有限公司