有機發光二極體的製作方法
2023-10-20 13:49:52 1
專利名稱：有機發光二極體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機發光二極體，特別是關於一種以紅、藍、綠光發射單元串行堆疊而成的有機發光二極體。
背景技術：
公知的主動式全彩有機電激發光的平面顯示器產生三原色光的方法可粗分為兩種一、以紅、綠、藍三種顏色的光發射單元並列方式(side by side pattern)各自發光；二、以白光發射單元為背光源搭配濾光片(Color Filter)。然而，若是以並列方式，對於大尺寸的平面顯示器製造上會有遮蔽效應(shadow effect)的問題。若是以白光為背光源搭配濾光片，雖然可以解決製造工藝上的問題，但是經由濾光片濾出來的單一色光強度會相對較低，這也使得製作顯示器遭遇到相當大的瓶頸。
請參照圖1A，為公知紅、綠、藍三種光發射單元並列的有機電激發光面板。一基板10上設有並列的紅藍綠三種光發射單元20，每個光發射單元20的結構包括二電極21a、21b之間夾置一空穴注入層22、一空穴傳輸層23、一發光層24、一電子傳輸層25及一電子注入層26。電極21b形成於基板10上，其通常為陽極，隨後於電極21b上依序形成空穴注入層22、空穴傳輸層23、發光層24及電子傳輸層25及電子注入層26。最後，於電子注入層26的上形成電極21a以作為陰極。如圖1B所示，圖1A的有機電激發光面板在蒸鍍發光層24時通常必須針對不同顏色作對位，因此會有不同的蒸鍍角度θ，導致整個面板中的發光層24蒸鍍的不均勻而造成所謂的遮蔽效應。
請參照圖1C，為公知的以白光發射單元為背光源搭配濾光片的有機電激發光面板。一基板10上先形成一紅色濾光層11、一綠色濾光層12及一藍色濾光層13，在三種濾光層11、12、13之上設置一白光發射單元20a。公知的白光發射單元20a通過一藍色發光層201配合黃色螢光材料而產生白光，例如美國專利US 6696177。由於此種型式顯示器的發射單元不是並列的，所以在蒸鍍發光層時無須針對不同顏色作對位，並無上述遮蔽效應的問題，但光線經過濾光層11、12、13後其發光強度會降低。不同色光的發光強度降低比例不同，通常藍光及紅光的發光效率比綠光差。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種發出純白光的有機發光二極體。
本發明的另一目的在於提供一種具有光補償單元，且該光補償單元與紅、藍、綠、白光發射單元組成串行堆疊結構的有機發光二極體。
本發明有機發光二極體的基本結構包括二電極以及一有機電激發光結構。該有機電激發光結構設於二電極之間，其包含一紅光發射單元；一綠光發射單元與紅光發射單元相堆疊；一藍光發射單元與紅光發射單元及綠光發射單元相堆疊；一白光發射單元選擇性地與上述光發射單元相堆疊；以及一光補償單元與紅光發射單元、綠光發射單元及藍光發射單元相堆疊。所述光補償單元是選自一白光補償單元、一紅光補償單元、一綠光補償單元、一藍光補償單元及其任意堆疊組合的群組其中之一。於兩相鄰光發射單元之間或光補償單元與光發射單元之間皆具有一電荷產生層。當光補償單元為白光補償單元、紅光補償單元、綠光補償單元、藍光補償單元的任意堆疊組合時，兩相鄰光補償單元之間也具有一電荷產生層。
本發明所提供的裝置，與公知技術相互比較時，具備如下的特性及優點當加上白光補償單元時，可加強所述紅光發射單元、綠光發射單元、藍光發射單元的效率並且更能使得紅光、綠光、藍光更飽和。若加上紅光補償單元或是藍光補償單元來增強發光效率以補足所述紅光發射單元、藍光發射單元的效率進而達到與綠光補償單元效率平衡的狀態而使組件得到CIE色坐標中x，y＝
的純白光。而且，即使用濾光片過濾也不影響原有的發光強度，並且還可提升組件的壽命。此外，大尺寸的平面顯示器若採串行堆疊型式，則於蒸鍍發光層時無須針對不同顏色作對位，故無遮蔽效應的問題，可以同時解決製程以及組件效能的問題。
圖1A為公知紅、綠、藍三種光發射單元並列的有機電激發光面板。
圖1B為圖1A的有機電激發光面板的發光層蒸鍍過程。
圖1C為公知以白光發射單元為背光源搭配濾光片的有機電激發光面板。
圖2為本發明有機發光二極體的基本結構圖。
圖3為本發明的第一較佳實施例。
圖4為本發明的第二較佳實施例。
圖5為本發明的第三較佳實施例。
圖6為本發明的第四較佳實施例。
圖7為本發明的第五較佳實施例。
圖8為本發明的第六較佳實施例。
圖9為本發明的第七較佳實施例。
10基板 37電荷產生層11紅色濾光層 40有機發光二極體
12綠色濾光層401有機電激發光結構13藍色濾光層41白光補償單元20光發射單元42基板20a白光發射單元 43紅色濾光層201藍色發光層 44綠色濾光層21a電極 45藍色濾光層21b電極 46白色濾光層22空穴注入層50有機發光二極體23空穴傳輸層501有機電激發光結構24發光層51紅光補償單元25電子傳輸層60有機發光二極體26電子注入層601有機電激發光結構30有機發光二極體61藍光補償單元301有機電激發光結構 70有機發光二極體31電極 701有機電激發光結構32電極 71紅光補償單元33藍光發射單元 80有機發光二極體34綠光發射單元 801有機電激發光結構35紅光發射單元 81藍光補償單元351空穴注入/傳輸層 90有機發光二極體352發光層 901有機電激發光結構353電子注入/傳輸層 91藍光補償單元36光補償單元92紅光補償單元361空穴注入/傳輸層 100有機發光二極體362發光層 1001有機電激發光結構
363電子注入/傳輸層 101白光補償單元具體實施方式
請參照圖2，為本發明有機發光二極體的基本結構圖。有機發光二極體30包括二電極31、32以及一有機電激發光結構301。有機電激發光結構301設於二電極31、32之間，其包含一紅光發射單元35、一綠光發射單元34、一藍光發射單元33以及一光補償單元36所串行堆疊而成的結構體。
如圖2例示，電極31上方為藍光發射單元33，其通過一電荷產生層37與綠光發射單元34堆疊組合。同樣的，綠光發射單元34也是通過電荷產生層37與紅光發射單元35堆疊組合。紅光發射單元35再以電荷產生層37與光補償單元36堆疊組合。本發明更可包括白光發射單元(未繪示)，選擇性地與光發射單元以及光補償單元相堆疊。在光補償單元36之上的是另一電極32。上述光發射單元與光補償單元至少由一空穴注入層或一空穴傳輸層、一發光層及一電子傳輸層或一電子注入層所組成，例如光補償單元36包含空穴注入/傳輸層361、一發光層362及電子注入/傳輸層363。本發明與熟知技術不同之處在於有機電激發光結構301的各個單元之間為串行堆疊，且較熟知技術多了光補償單元36。特別地，光補償單元36是選自一白光補償單元、一紅光補償單元、一綠光補償單元、一藍光補償單元及其任意堆疊組合的群組其中之一。此外，本發明中的光發射單元以及光補償單元的堆疊順序並未局限。
請參照圖3，為本發明的第一較佳實施例。基板42上方並列一紅色濾光層43、一綠色濾光層44、一藍色濾光層45及一白色濾光層46。在濾光層43、44、45、46上方具有本發明的有機發光二極體40。為了增強紅、綠、藍三種光發射單元35、34、33的發光強度及發光效率，同時增加該三者混合所產生的白光的飽和度，可選擇一白光補償單元41來彌補色偏。如圖所示，二電極31、32之間的有機電激發光結構401為白光補償單元41、紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33串行堆疊而成。任意兩相鄰的光發射單元之間，或白光補償單元41與光發射單元之間具有一電荷產生層37。電荷產生層37是進行氧化還原反應產生電子空穴而達到傳導電流的目的。
請參照圖4，為本發明的第二較佳實施例。當紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33所發出的色光混合產生的白光顏色偏藍綠時，可選擇一紅光補償單元51來彌補色偏。如圖所示，二電極31、32之間有機電激發光結構501為紅光補償單元51、紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33串行堆疊而成。任意兩相鄰的發光單元之間，或紅光補償單元51與光發射單元之間具有電荷產生層37。其中紅光補償單元51最適當的堆疊位置為相鄰於紅光發射單元35。
請參照圖5，為本發明的第三較佳實施例。當紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33所發出的色光混合產生的白光顏色偏紅時，可選擇一藍光補償單元61來彌補色偏。如圖所示，二電極31、32之間有機電激發光結構601為紅光發射單元35、綠光發射單元34、藍光發射單元33及藍光補償單元61串行堆疊而成。任意兩相鄰的光發射單元之間，或藍光補償單元61與光發射單元之間同樣具有電荷產生層37。其中藍光補償單元61最適當的堆疊位置為相鄰於藍光發射單元33。
以上圖2至圖5為例示說明當色偏現象不嚴重時，僅使用一個單色的光補償單元以調整紅綠藍的發光強度比例達到1∶1～2∶1，進而消除白光色偏。
請參照圖6，為本發明的第四較佳實施例。當白光顏色偏藍綠時，為了補償白光的色偏，所選擇光補償單元為紅光補償單元71。然而，若僅使用一個紅光補償單元71仍未能平衡紅綠藍三色光強度時，則考慮增加多個相堆疊的紅光補償單元71。如圖所示，二電極31、32之間具有二個紅光補償單元71與一紅光發射單元35、一綠光發射單元34及一藍光發射單元33。於兩紅光補償單元71之間、兩相鄰的光發射單元之間或紅光補償單元71與光發射單元之間皆具有電荷產生層37。其中紅光補償單元71最適當的堆疊位置為與紅光發射單元35相鄰。適當的紅光補償單元71數目為2～4個，換言之，有機電激發光結構701具有2～4個串行的紅色發光層來補償紅光亮度及飽和度。
請參照圖7，為本發明的第五較佳實施例。當白光顏色偏紅時，為了補償白光的色偏，所選擇光補償單元為藍光補償單元81。如圖所示，二電極之間具有紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33及多個藍光補償單元81。於任意兩相鄰的藍光補償單元81之間、兩相鄰的光發射單元之間或藍光補償單元81與光發射單元之間皆具有電荷產生層37。其中藍光補償單元81最適當的堆疊位置為與藍光發射單元33相鄰。適當的藍光補償單元數目為2～4個，換言之，有機電激發光結構801具有2～4個串行的藍色發光層來補償藍光亮度及飽和度。
與圖2至圖5所列實施例不同的是，圖6至圖7的各實施例具有多個單色的光補償單元以調整紅綠藍的發光強度比例達到1∶1～2∶1，進而消除白光色偏。造成光補償單元個數不同的原因在於電極材料、電子注入/傳輸層材料、電子注入/傳輸層材料或發光層材料的不同而產生發光強度的差異。
請參照圖8，為本發明的第六較佳實施例。當白光顏色偏綠時，為了補償白光的色偏，所選擇光補償單元為藍光補償單元91搭配紅光補償單元92。如圖所示，二電極31、32之間具有多個紅光補償單元92、紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33及多個藍光補償單元91。於任意兩相鄰的紅光補償單元91之間、兩相鄰的藍光補償單元92之間、兩相鄰的光發射單元之間或光補償單元與光發射單元之間皆具有電荷產生層37。其中藍光補償單元92最適當的堆疊位置為與藍光發射單元33相鄰；而紅光補償單元91最適當的堆疊位置為與紅光發射單元35相鄰。適當的紅光補償單元92或藍光補償單元91數目為2～4個，因此，有機電激發光結構901具有2～4個串行的紅色發光層以及2～4個串行的藍色發光層。
請參照圖9，為本發明的第七較佳實施例。當紅、綠、藍光發射單元35、34、33的發光強度不足時，可選擇性地增加白光發射單元41或可選擇白光補償單元101來加強發光強度及白光飽和度。如圖所示，二電極31、32之間具有白光發射單元41、紅光發射單元35、綠光發射單元34及藍光發射單元33及多個白光補償單元101。兩相鄰白光補償單元101之間、兩相鄰光發射單元之間或光補償單元與光發射單元之間皆具有一電荷產生層37。其中白光補償單元101最適當的堆疊位置為與白光發射單元41相鄰。適當的光補償單元數目為2～4個，因此，有機電激發光結構1001具有2～4個串行的白色發光層。
上述所有實施例僅為例示說明，所述有機電激發光結構中的紅光發射單元、綠光發射單元及藍光發射單元若以任意順序堆疊仍屬本發明的範圍。而濾光層可製作於有機發光二極體與基板之間，或貼附於基板外側。所述紅光發射單元、綠光發射單元與藍光發射單元的發光強度比例最佳的是1∶2∶1。其中光補償單元是用以平衡紅綠藍三原色光的強度以產生純白光，而紅光發射單元與紅光補償單元的材料可為相同或不相同；綠光發射單元與綠光補償單元的材料可為相同或不相同；藍光發射單元與藍光補償單元的材料亦可為相同或不相同。
本發明的有機發光二極體製造方法，包括提供一第一電極；形成並串行堆疊多個光發射單元、至少一光補償單元以及至少一電荷產生層於第一電極之上，其中該至少一電荷產生層是位於所述光發射單元之間；以及形成一第二電極於該至少一光補償單元、該多個光發射單元以及該至少一電荷產生層之上，其中該多個光發射單元包含一紅光發射單元、一綠光發射單元、一白光發射單元以及一藍光發射單元。
若有機電激發光結構包括多個紅光補償單元時，形成光補償單元的步驟更包括形成多個發出紅色光的發光層。較佳的是形成2～4個發出紅色光的發光層。若有機電激發光結構包括多個藍光補償單元時，形成光補償單元的步驟更包括形成多個發出藍色光的發光層。較佳的是形成2～4個發出藍色光的發光層。本發明中，形成光發射單元或光補償單元的空穴注入層或空穴傳輸層、發光層及電子傳輸層或電子注入層等有機層皆可以蒸鍍法為之。電子注入層可加入n型摻雜材料以加強電子提供能力、空穴注入層可加入p型摻雜材料以加強空穴提供能力。對於無機材料形成的部分，例如電極，則以蒸鍍法或濺鍍法為之。
權利要求
1.一種有機發光二極體，其特徵在於，該二極體包括二電極；以及一有機電激發光結構，設置於二電極之間，該有機電激發光結構包含一紅光發射單元；一綠光發射單元；一藍光發射單元，其中所述紅光發射單元、綠光發射單元以及藍光發射單元相互堆疊；至少一電荷產生層，設置於所述光發射單元之間；以及至少一光補償單元，與所述紅光發射單元、綠光發射單元及藍光發射單元相堆疊，且該光補償單元是選自一白光補償單元、一紅光補償單元、一綠光補償單元、一藍光補償單元及其任意堆疊組合的群組其中之一。
2.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機電激發光結構包括2～4個串行的藍色發光層。
3.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機電激發光結構包括2～4個串行的紅色發光層。
4.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述電荷產生層是設置於有機電激發光結構的各個光發射單元之間。
5.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述電荷產生層是設置於光補償單元與其相鄰的光發射單元之間。
6.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機電激發光結構包括多個紅光補償單元，所述電荷產生層是設置於兩相鄰紅光補償單元之間。
7.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機電激發光結構包括多個藍光補償單元，所述電荷產生層是設置於兩相鄰藍光補償單元之間。
8.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機電激發光結構包括多個白光補償單元，所述電荷產生層是設置於兩相鄰白光補償單元之間。
9.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機發光二極體發出的紅光、綠光及藍光強度比例為1∶1～2∶1。
10.如權利要求1所述的有機發光二極體，其特徵在於，所述有機發光二極體更包括一白光發射單元與所述光發射單元相互堆疊。
全文摘要
一種有機發光二極體，其基本結構包括二電極以及一有機電激發光結構。該有機電激發光結構設於該二電極之間，其包含一紅光發射單元；一綠光發射單元與該紅光發射單元相堆疊；一藍光發射單元與該紅光發射單元及該綠光發射單元相堆疊；以及一光補償單元與該紅光發射單元、該綠光發射單元及該藍光發射單元相堆疊。該光補償單元是選自一白光補償單元、一紅光補償單元、一綠光補償單元、一藍光補償單元及其任意堆疊組合的群組其中之一。
文檔編號H01L51/50GK1828964SQ20051005127
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月3日 優先權日2005年3月3日
發明者遊宗燁 申請人:友達光電股份有限公司