有機電激發光組件及其製造方法
2023-07-07 09:04:11
專利名稱：有機電激發光組件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機電激發光組件(Organic Electroluminescentdevice，OEL device)及其製造方法，且特別涉及一種同時兼顧發光效率(Luminous efficiency)、壽命(Lifetime)與亮度(Brightness)的有機電激發光組件及其製造方法。
背景技術：
信息通訊產業已成為現今的主流產業，特別是可攜式的各式通訊顯示產品更是發展的重點，而平面顯示器為人與信息的溝通界面，因此顯得特別重要。現在的平面顯示器主要有下列幾種有機電激發光顯示器(Organic Electro-Luminescent Display，OELD)、等離子顯示器(Plasma Display Panel，PDP)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、真空螢光顯示器(Vacuum Fluorescent Display)、場致發射顯示器(Field EmissionDisplay，FED)以及電變色顯示器(Electro-chromic Display)等。其中，有機電激發光顯示器以其自發光、無視角依存、省電、工藝簡易、低成本、低操作溫度範圍、高響應速度以及全彩化等優點而具有極大的應用潛力，可望成為下一代的平面顯示器主流。
有機電激發光顯示器是一種利用有機發光材料自發光的特性來達到顯示效果的顯示組件。其發光結構主要是由一對電極以及發光層(Emitting layer，EMT)所構成。當電流通過陽極及陰極間，使電子和電洞在有機發光層內結合而產生激子(Exciton)時，便可以使發光層依照其材料的特性，而產生不同顏色的發光，此即為有機電激發光組件的發光原理。為獲得高效率發光特性的有機電激發光組件，最普遍的方法是將小分子有機電激發光材料以真空蒸鍍方式(Vacuumevaporation)製成發光層。關於有機電激發光組件結構的說明如下。
圖1是一種公知技術的有機電激發光組件的剖面示意圖。請參照圖1，公知有機電激發光組件100包括一基板110、配置在基板110上的一陽極120、配置在陽極120上的一發光層130、配置在發光層130上的一陰極140。另外，在陰極140的上方配置有一蓋板160，以將有機電激發光組件100封包起來。
其中，若欲使公知技術的有機電激發光組件100發出藍光時，發光層130是由一藍色發光層132所構成。公知技術的藍色發光層132由於其主發光體(Host)僅與單獨一種摻質(Dopant)搭配，而藍光有機電激發光組件經常會因為主發光體以及單一摻質的搭配效果不佳，而造成藍色發光層132的形態(Morphology)穩定度不佳，不僅會造成藍色發光層132本身的衰減(Decay)，更會在與藍色發光層132接觸的接口出現問題，導致有機電激發光組件100的驅動電壓上升，進而縮短組件壽命。
此外，若欲使公知技術的有機電激發光組件100發出白光時，發光層130典型的是以一藍色發光層132與一橘紅色發光層134搭配所構成，通過其分別發出互補色(Complementary color)的藍光與橘紅光來組成白光。但是，如同以上所述，因藍色發光層132與單獨一種摻質的搭配效果不佳，因此藍色發光層132的形態(Morphology)穩定度不佳。所以，當藍色發光層130a發生衰減現象時，有機電激發光組件100所發出的白光即會產生色偏(Chromatic aberration)。
發明內容
本發明的目的就是在提供一種有機電激發光組件及其製造方法，適於通過在藍色發光層中搭配使用兩種摻質，而使有機電激發光組件同時兼顧發光效率、壽命與亮度。
基於上述目的，本發明提出一種有機電激發光組件。此有機電激發光組件主要由一基板、一陽極、一藍色發光層以及一陰極所構成。其中，陽極配置在基板上。藍色發光層配置在陽極上。陰極配置在發光層上。
而且，藍色發光層主要包含一主發光體、一第一摻質以及一第二摻質。第一摻質與第二摻質摻雜於主發光體中。
此外，藍色發光層內的第一摻質的重量百分比例如大於第二摻質的重量百分比。第一摻質的重量百分比例如介於0.01％～50％，且最大發光波長例如介於400nm～470nm。第二摻質的重量百分比例如介於0.01％～50％，且最大發光波長例如介於420nm～490nm。
另外，第二摻質的吸收波長例如短於第一摻質的發光波長。第一摻質例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。第二摻質例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
此外，本實施例的有機電激發光組件例如還包括一橘紅色發光層，配置在陽極與藍色發光層之間，亦或是配置在陰極與藍色發光層之間。
基於上述目的，本發明提出一種有機電激發光組件的製造方法。此有機電激發光組件的製造方法主要首先在一基板上形成一陽極。接著在陽極上形成一藍色發光層。之後在藍色發光層上形成一陰極。
而且，藍色發光層主要包含一主發光體、一第一摻質以及一第二摻質。第一摻質與第二摻質系摻雜於主發光體中。
此外，藍色發光層內的第一摻質的重量百分比例如大於第二摻質的重量百分比。第一摻質的重量百分比例如介於0.01％～50％，且最大發光波長例如介於400nm～470nm。第二摻質的重量百分比例如介於0.01％～50％，且最大發光波長例如介於420nm～490nm。
另外，第二摻質的吸收波長例如短於第一摻質的發光波長。第一摻質例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。第二摻質例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
此外，本發明的有機電激發光組件的製造方法，例如還包括在陽極與藍色發光層之間形成一橘紅色發光層。亦或是在陰極與藍色發光層之間形成一橘紅色發光層。
綜上所述，本發明的有機電激發光組件及其製造方法，由於藍色發光層內搭配使用了第一摻質與第二摻質，因此具有使用第一摻質的高藍光光色與高發光效率的優點，同時亦具有使用第二摻質的長壽命的優點。而且，當有機電激發光組件內更配置橘紅色發光層而發出白光時，亦可避免所發出的白光產生色偏。
圖1是一種公知技術的知有機電激發光組件的剖面示意圖；圖2是本發明的第一較佳實施例的有機電激發光組件的剖面示意圖；圖3是使用單一摻質與兩種摻質於藍色發光層內時，有機電激發光組件的驅動電壓與時間的關係圖；圖4A～4K是本發明的較佳實施例的藍色發光層其主發光體、第一摻質與第二摻質的結構式；圖5A與圖5B是本發明的第二較佳實施例的有機電激發光組件的剖面示意圖。
100有機電激發光組件110基板120陽極130藍色發光層140陰極160蓋板200、202有機電激發光組件210基板220陽極230藍色發光層232主發光體234第一摻質
236第二摻質240陰極260蓋板272電洞注入層274電洞傳輸層276電子傳輸層278電子注入層280橘紅色發光層具體實施方式
第一實施例圖2是本發明的第一較佳實施例的有機電激發光組件的剖面示意圖，其是一種藍光有機電激發光組件。請參照圖2，有機電激發光組件200主要由一基板210、一陽極220、一藍色發光層230以及一陰極240所構成。其中，基板210例如玻璃基板、塑料基板或可撓式基板(Flexible substrate)。陽極220配置在基板210上。由於陽極210是用以將電洞有效率的注入藍色發光層230中，因此陽極210的材質以具有較高的工作函數的材質為較佳。陽極210的材質例如是銦錫氧化物(ITO)、氧化錫、金、銀、白金或銅等。發光層230配置在陽極220上。陰極240配置在藍色發光層230上，其目的是用以將電子有效率的注入藍色發光層230中。陰極240例如是單層導電層，其材質例如是高功能函數的金屬鋁或銀等。陰極106亦可以是雙層導電層，其材質例如是氟化鋰/鋁、鋇/鋁、鎂/銀等。
更進一步說明，藍色發光層230主要包含一主發光體232、一第一摻質234以及一第二摻質236所。第一摻質234與第二摻質236是摻雜於主發光體232中。
其中，主發光體232與第一摻質234搭配所發出的光線的波長較短，因此在經過彩色濾光片(Color Filter，CF)之後可獲得極佳的藍光光色與發光效率。主發光體232與第二摻質236搭配所發出的藍光雖較淡，但是卻具有壽命較長的優點，亦可對其他與藍光材料層230相接的材料層產生穩定的作用。
承上所述，本發明的有機電激發光組件200其藍色發光層230由於搭配使用了第一摻質234與第二摻質236，因此可兼具高發光效率、長壽命與高亮度等優點。其中，由於搭配使用第一摻質234與第二摻質236，藍色發光層230即使在長時間使用後仍不會衰減，因此還可避免有機電激發光組件200所需的驅動電壓提高，其實驗結果請參照圖3所示。
此外，由於主發光體232與第二摻質236搭配所發出的藍光較淡，為避免影響有機電激發光組件200的藍光光色，藍色發光層230內的第一摻質234的重量百分比例如是大於第二摻質236的重量百分比。第一摻質234的重量百分比例如介於0.01％～50％，尤以0.1％～10％為佳。第一摻質234的最大發光波長例如介於400nm～470nm。第二摻質236的重量百分比例如介於0.01％～50％，尤以0.1％～10％為佳。第二摻質236的最大發光波長例如介於420nm～490nm。
另外，第二摻質236的吸收波長例如短於第一摻質234的發光波長。如此，即可避免第一摻質234所發出的光能量被第二摻質236所吸收，進而造成有機電激發光組件200的發光效率降低。
在主發光體232、第一摻質234與第二摻質236的材質方面，主發光體232可以是9，10-二芳基葸(9，10-diarylanthracene)，如圖4A所示，其中Ar、Ar』為芳基(aryl)，而R為氫，烷基(alkyl)、芳基，其例如系9，10-二苯基葸(9，10-diphenylanthracene，DPA)、9，10-雙(2-基)葸(9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，ADN)與2-(1，1-二甲基)-9，10-雙(2-基)葸(2-(1，1-dimethyl)-9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，TBADN)，依序分別如圖4B～4D所示。主發光體232亦可以是二苯乙烯基芳基醚(distyrylarylene，DSA)，如圖4E所示，其中Ar，Ar1，Ar2，Ar3，Ar4為芳基，其例如是DPVBi與9，10-雙[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]葸(9，10-bis[4-(2，2-diphenylethenyl)phenyl]anthracene)，依序分別如圖4F～4G所示。而且，第一摻質234例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituted distyrylarylene，DSA-amine)，如圖4H、4I所示。第二摻質例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)，如圖4J、4K所示。
此外，有機電激發光組件200例如還包括一蓋板260。蓋板260例如是覆蓋在陰極240的上方，用以將整個組件封包起來。
在本發明中，施加於有機電激發光組件200的電流通常為直流電，當然亦可以是脈衝電流或是交流電。另外，有機電激發光組件200的發光方式，可以是穿透陽極220而射出光線，或是穿透陰極240而射出光線。
請繼續參照圖2，有機電激發光組件200例如還包括一電洞注入層(Hole-Injecting Layer，HIL)272、一電洞傳輸層(Hole-TransportingLayer，HTL)274、一電子傳輸層(Electron-Transporting Layer，ETL)276與一電子注入層(Electron-Injecting Layer，EIL)278。其中，電洞注入層272例如配置於藍色發光層230與陽極220之間，電洞傳輸層274例如配置於藍色發光層230與電洞注入層272之間。另外，電子傳輸層276例如配置於藍色發光層230與陰極240之間，電子注入層278例如配置於陰極240與電子傳輸層276之間。
請再參照圖2，本發明的第一較佳實施例的有機電激發光組件200的製造方法，主要是首先在基板210上形成陽極220。接著在陽極220上形成藍色發光層230，其形成方式例如是蒸鍍法(Evaporation)或塗布法(Coating)。其中，藍色發光層230主要包含一主發光體232、一第一摻質234以及一第二摻質236。第一摻質234與第二摻質236是摻雜於主發光體232中。之後在藍色發光層230上形成一陰極240。另外，形成陽極220與陰極240的方式例如是蒸鍍法或濺鍍法(Sputtering)。
此外，本發明的有機電激發光組件200的製造方法例如還包括在形成陽極220後以及形成藍色發光層230前，依序形成電洞注入層272與電洞傳輸層274。在形成藍色發光層230後以及形成陰極240前例如還包括，依序形成電子傳輸層276與電子注入層278。其中，電洞注入層272、電洞傳輸層274、電子傳輸層276與電子注入層278的形成方法例如是旋轉塗布法(Spin coating)。
第二實施例圖5A與圖5B是本發明的第二較佳實施例的有機電激發光組件的剖面示意圖。其是一種白光有機電激發光組件。請同時參照圖5A與圖B，此有機電激發光組件202與上述實施例藍光有機電激發光組件的差異主要在於在藍色發光層230的上一層還形成有一橘紅色發光層280，(如圖5A所示)，或是在藍色發光層230的下一層還形成有一橘紅色發光層280(如圖5B所示)。而其餘的結構與製造方法皆與本發明的第一較佳實施例的有機電激發光組件200相同，在此即不再贅述。在此，由於有機電激發光組件202的藍色發光層230所發出的藍光與橘紅色發光層280所發出的橘紅光的互補作用，因此可以發出白光，更增加了有機電激發光組件202的應用範圍。而且，有機電激發光組件202其藍色發光層230由於搭配使用了第一摻質234與第二摻質236，因此可兼具高發光效率、長壽命與高亮度等優點，也避免所發出的白光容易因藍色發光層230衰減而產生色偏。
綜上所述，本發明的有機電激發光組件由於是搭配使用第一摻質與第二摻質於藍色發光層中，因此不但具有極佳的藍光表現，同時也具有較高的發光效率與整體亮度，而且藍色發光層的壽命較公知技術的有機電激發光組件長，因此可避免白光有機電激發光組件所發出的光線發生色偏。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其並非用以限定本發明，任何熟悉該項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，所作的些許的更動與潤飾，均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種有機電激發光組件，其特徵在於至少包括一陽極，配置在一基板上；一陰極，配置在該陽極上方；一藍色發光層，配置在該陽極與該陰極之間，該藍色發光層至少包括一主發光體；一第一摻質，摻雜於該主發光體中；以及一第二摻質，摻雜於該主發光體中。
2.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於該藍色發光層內的該第一摻質的重量百分比大於該第二摻質的重量百分比。
3.根據權利要求2所述的有機電激發光組件，其特徵在於該藍色發光層內的該第一摻質的重量百分比介於0.01％～50％，且最大發光波長介於400nm～470nm。
4.根據權利要求2所述的有機電激發光組件，其特徵在於該藍色發光層內的該第二摻質的重量百分比介於0.01％～50％，且最大發光波長介於420nm～490nm。
5.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於該第二摻質的吸收波長短於該第一摻質的發光波長。
6.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於該第一摻質包括具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。
7.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於該第二摻質包括二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
8.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於還包括一橘紅色發光層，配置在該陽極與該藍色發光層之間。
9.根據權利要求1所述的有機電激發光組件，其特徵在於還包括一橘紅色發光層，配置在該陰極與該藍色發光層之間。
10.一種有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於至少包括在一基板上形成一陽極；在該陽極上形成一藍色發光層，其中該藍色發光層至少包括一主發光體；一第一摻質，摻雜於該主發光體中；一第二摻質，摻雜於該主發光體中；以及在該藍色發光層上形成一陰極。
11.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該藍色發光層內的該第一摻質的重量百分比大於該第二摻質的重量百分比。
12.根據權利要求11所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該藍色發光層內的該第一摻質的重量百分比介於0.1％～10％，且最大發光波長介於400nm～470nm。
13.根據權利要求11所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該藍色發光層內的該第二摻質的重量百分比介於0.1％～10％，且最大發光波長介於420nm～490nm。
14.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該第二摻質的吸收波長短於該第一摻質的發光波長。
15.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該第一摻質包括具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Aminosubstituted distyrylarylene)。
16.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於該第二摻質包括二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
17.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於還包括在該陽極與該藍色發光層之間形成一橘紅色發光層。
18.根據權利要求10所述的有機電激發光組件的製造方法，其特徵在於還包括在該陰極與該藍色發光層之間形成一橘紅色發光層。
全文摘要
本發明公開了一種有機電激發光組件，主要由一基板、一陽極、一藍色發光層以及一陰極所構成。其中，此有機電激發光元陽極配置在基板上，藍色發光層配置在陽極上，陰極配置在藍色發光層上。藍色發光層主要由一主發光體、一第一摻質以及一第二摻質所構成，且第一摻質與第二摻質配置於主發光體中。由於第一摻質能使藍色發光層具有極佳藍光光色與亮度，而第二摻質能使藍色發光層具有較長壽命，因此本發明的有機電激發光組件兼具極佳藍光光色、高亮度與長壽命的優點。
文檔編號H05B33/12GK1543275SQ20031011320
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月5日 優先權日2003年11月5日
發明者柯崇文, 張凡修, 陳文焜 申請人:友達光電股份有限公司