CN100369287C - 有机电激发光组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机电激发光组件，主要由一基板、一阳极、一蓝色发光层以及一阴极所构成。其中，此有机电激发光元阳极配置在基板上，蓝色发光层配置在阳极上，阴极配置在蓝色发光层上。蓝色发光层主要由一主发光体、一第一掺质以及一第二掺质所构成，且第一掺质与第二掺质配置于主发光体中。由于第一掺质能使蓝色发光层具有极佳蓝光光色与亮度，而第二掺质能使蓝色发光层具有较长寿命，因此本发明的有机电激发光组件兼具极佳蓝光光色、高亮度与长寿命的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电激发光组件(Organic Electroluminescentdevice，OEL device)及其制造方法，且特别涉及一种同时兼顾发光效率(Luminous efficiency)、寿命(Lifetime)与亮度(Brightness)的有机电激发光组件及其制造方法。
背景技术
信息通讯产业已成为现今的主流产业，特别是便携式的各式通讯显示产品更是发展的重点，而平面显示器为人与信息的沟通界面，因此显得特别重要。现在的平面显示器主要有下列几种：有机电激发光显示器(Organic Electro-Luminescent Display，OELD)、等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、真空萤光显示器(Vacuum Fluorescent Display)、场致发射显示器(Field EmissionDisplay，FED)以及电变色显示器(Electro-chromic Display)等。其中，有机电激发光显示器以其自发光、无视角依存、省电、工艺简易、低成本、低操作温度范围、高响应速度以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器主流。
有机电激发光显示器是一种利用有机发光材料自发光的特性来达到显示效果的显示组件。其发光结构主要是由一对电极以及发光层(Emitting layer，EMT)所构成。当电流通过阳极及阴极间，使电子和电洞在有机发光层内结合而产生激子(Exciton)时，便可以使发光层依照其材料的特性，而产生不同颜色的发光，此即为有机电激发光组件的发光原理。为获得高效率发光特性的有机电激发光组件，最普遍的方法是将小分子有机电激发光材料以真空蒸镀方式(Vacuumevaporation)制成发光层。关于有机电激发光组件结构的说明如下。
图1是一种公知技术的有机电激发光组件的剖面示意图。请参照图1，公知有机电激发光组件100包括一基板110、配置在基板110上的一阳极120、配置在阳极120上的一发光层130、配置在发光层130上的一阴极140。另外，在阴极140的上方配置有一盖板160，以将有机电激发光组件100封包起来。
其中，若欲使公知技术的有机电激发光组件100发出蓝光时，发光层130是由一蓝色发光层132所构成。公知技术的蓝色发光层132由于其主发光体(Host)仅与单独一种掺质(Dopant)搭配，而蓝光有机电激发光组件经常会因为主发光体以及单一掺质的搭配效果不佳，而造成蓝色发光层132的形态(Morphology)稳定度不佳，不仅会造成蓝色发光层132本身的衰减(Decay)，更会在与蓝色发光层132接触的接口出现问题，导致有机电激发光组件100的驱动电压上升，进而缩短组件寿命。
此外，若欲使公知技术的有机电激发光组件100发出白光时，发光层130典型的是以一蓝色发光层132与一橘红色发光层134搭配所构成，通过其分别发出互补色(Complementary color)的蓝光与橘红光来组成白光。但是，如同以上所述，因蓝色发光层132与单独一种掺质的搭配效果不佳，因此蓝色发光层132的形态(Morphology)稳定度不佳。所以，当蓝色发光层130a发生衰减现象时，有机电激发光组件100所发出的白光即会产生色偏(Chromatic aberration)。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种有机电激发光组件及其制造方法，适于通过在蓝色发光层中搭配使用两种掺质，而使有机电激发光组件同时兼顾发光效率、寿命与亮度。
基于上述目的，本发明提出一种有机电激发光组件。此有机电激发光组件主要由一基板、一阳极、一蓝色发光层以及一阴极所构成。其中，阳极配置在基板上。蓝色发光层配置在阳极上。阴极配置在发光层上。
而且，蓝色发光层主要包含一主发光体、一第一掺质以及一第二掺质。第一掺质与第二掺质掺杂于主发光体中，该第一掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长短于该第二掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长。
此外，蓝色发光层内的第一掺质的重量百分比例如大于第二掺质的重量百分比。第一掺质的重量百分比例如介于0.01％～50％，且最大发光波长例如介于400nm～470nm。第二掺质的重量百分比例如为大于或者等于0.01％且小于50％，且最大发光波长例如介于420nm～490nm。
另外，第二掺质的吸收波长例如短于第一掺质的发光波长。第一掺质例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。第二掺质例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
此外，本实施例的有机电激发光组件例如还包括一橘红色发光层，配置在阳极与蓝色发光层之间，亦或是配置在阴极与蓝色发光层之间。
基于上述目的，本发明提出一种有机电激发光组件的制造方法。此有机电激发光组件的制造方法主要首先在一基板上形成一阳极。接着在阳极上形成一蓝色发光层。之后在蓝色发光层上形成一阴极。
而且，蓝色发光层主要包含一主发光体、一第一掺质以及一第二掺质。第一掺质与第二掺质系掺杂于主发光体中，该第一掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长短于该第二掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长。
此外，蓝色发光层内的第一掺质的重量百分比例如大于第二掺质的重量百分比。第一掺质的重量百分比例如介于0.01％～50％，且最大发光波长例如介于400nm～470nm。第二掺质的重量百分比例如为大于或者等于0.01％且小于50％，且最大发光波长例如介于420nm～490nm。
另外，第二掺质的吸收波长例如短于第一掺质的发光波长。第一掺质例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。第二掺质例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
此外，本发明的有机电激发光组件的制造方法，例如还包括在阳极与蓝色发光层之间形成一橘红色发光层。亦或是在阴极与蓝色发光层之间形成一橘红色发光层。
综上所述，本发明的有机电激发光组件及其制造方法，由于蓝色发光层内搭配使用了第一掺质与第二掺质，因此具有使用第一掺质的高蓝光光色与高发光效率的优点，同时亦具有使用第二掺质的长寿命的优点。而且，当有机电激发光组件内更配置橘红色发光层而发出白光时，亦可避免所发出的白光产生色偏。
附图说明
图1是一种公知技术的知有机电激发光组件的剖面示意图；
图2是本发明的第一较佳实施例的有机电激发光组件的剖面示意图；
图3是使用单一掺质与两种掺质于蓝色发光层内时，有机电激发光组件的驱动电压与时间的关系图；
图4A～4K是本发明的较佳实施例的蓝色发光层其主发光体、第一掺质与第二掺质的结构式；
图5A与图5B是本发明的第二较佳实施例的有机电激发光组件的剖面示意图。
100：有机电激发光组件
110：基板
120：阳极
130：蓝色发光层
140：阴极
160：盖板
200、202：有机电激发光组件
210：基板
220：阳极
230：蓝色发光层
232：主发光体
234：第一掺质
236：第二掺质
240：阴极
260：盖板
272：电洞注入层
274：电洞传输层
276：电子传输层
278：电子注入层
280：橘红色发光层
具体实施方式
第一实施例
图2是本发明的第一较佳实施例的有机电激发光组件的剖面示意图，其是一种蓝光有机电激发光组件。请参照图2，有机电激发光组件200主要由一基板210、一阳极220、一蓝色发光层230以及一阴极240所构成。其中，基板210例如玻璃基板、塑料基板或可挠式基板(Flexible substrate)。阳极220配置在基板210上。由于阳极220是用以将电洞有效率的注入蓝色发光层230中，因此阳极220的材质以具有较高的工作函数的材质为较佳。阳极220的材质例如是铟锡氧化物(ITO)、氧化锡、金、银、白金或铜等。发光层230配置在阳极220上。阴极240配置在蓝色发光层230上，其目的是用以将电子有效率的注入蓝色发光层230中。阴极240例如是单层导电层，其材质例如是高功能函数的金属铝或银等。阴极240亦可以是双层导电层，其材质例如是氟化锂/铝、钡/铝、镁/银等。
更进一步说明，蓝色发光层230主要包含一主发光体232、一第一掺质234以及一第二掺质236所。第一掺质234与第二掺质236是掺杂于主发光体232中。
其中，主发光体232与第一掺质234搭配所发出的光线的波长较短，因此在经过彩色滤光片(Color Filter，CF)之后可获得极佳的蓝光光色与发光效率。主发光体232与第二掺质236搭配所发出的蓝光虽较淡，但是却具有寿命较长的优点，亦可对其他与蓝光材料层230相接的材料层产生稳定的作用。
承上所述，本发明的有机电激发光组件200其蓝色发光层230由于搭配使用了第一掺质234与第二掺质236，因此可兼具高发光效率、长寿命与高亮度等优点。其中，由于搭配使用第一掺质234与第二掺质236，蓝色发光层230即使在长时间使用后仍不会衰减，因此还可避免有机电激发光组件200所需的驱动电压提高，其实验结果请参照图3所示。
此外，由于主发光体232与第二掺质236搭配所发出的蓝光较淡，为避免影响有机电激发光组件200的蓝光光色，蓝色发光层230内的第一掺质234的重量百分比例如是大于第二掺质236的重量百分比。第一掺质234的重量百分比例如介于0.01％～50％，尤以0.1％～10％为佳。第一掺质234的最大发光波长例如介于400nm～470nm。第二掺质236的重量百分比例如为大于或者等于0.01％且小于50％，尤以0.1％～10％为佳。第二掺质236的最大发光波长例如介于420nm～490nm。
另外，第二掺质236的吸收波长例如短于第一掺质234的发光波长。如此，即可避免第一掺质234所发出的光能量被第二掺质236所吸收，进而造成有机电激发光组件200的发光效率降低。
在主发光体232、第一掺质234与第二掺质236的材质方面，主发光体232可以是9，10-二芳基葸(9，10-diarylanthracene)，如图4A所示，其中Ar、Ar’为芳基(aryl)，而R为氢，烷基(alkyl)、芳基，其例如系9，10-二苯基葸(9，10-diphenylanthracene，DPA)、9，10-双(2-基)葸(9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，ADN)与2-(1，1-二甲基)-9，10-双(2-基)葸(2-(1，1-dimethyl)-9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，TBADN)，依序分别如图4B～4D所示。主发光体232亦可以是二苯乙烯基芳基醚(distyrylarylene，DSA)，如图4E所示，其中Ar，Ar1，Ar2，Ar3，Ar4为芳基，其例如是DPVBi与9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]葸(9，10-bis[4-(2，2-diphenylethenyl)phenyl]anthracene)，依序分别如图4F～4G所示。而且，第一掺质234例如具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituted distyrylarylene，DSA-amine)，如图4H、4I所示。第二掺质例如二萘嵌苯化合物(Perylene compound)，如图4J、4K所示。
此外，有机电激发光组件200例如还包括一盖板260。盖板260例如是覆盖在阴极240的上方，用以将整个组件封包起来。
在本发明中，施加于有机电激发光组件200的电流通常为直流电，当然亦可以是脉冲电流或是交流电。另外，有机电激发光组件200的发光方式，可以是穿透阳极220而射出光线，或是穿透阴极240而射出光线。
请继续参照图2，有机电激发光组件200例如还包括一电洞注入层(Hole-Injecting Layer，HIL)272、一电洞传输层(Hole-TransportingLayer，HTL)274、一电子传输层(Electron-Transporting Layer，ETL)276与一电子注入层(Electron-Injecting Layer，EIL)278。其中，电洞注入层272例如配置于蓝色发光层230与阳极220之间，电洞传输层274例如配置于蓝色发光层230与电洞注入层272之间。另外，电子传输层276例如配置于蓝色发光层230与阴极240之间，电子注入层278例如配置于阴极240与电子传输层276之间。
请再参照图2，本发明的第一较佳实施例的有机电激发光组件200的制造方法，主要是首先在基板210上形成阳极220。接着在阳极220上形成蓝色发光层230，其形成方式例如是蒸镀法(Evaporation)或涂布法(Coating)。其中，蓝色发光层230主要包含一主发光体232、一第一掺质234以及一第二掺质236。第一掺质234与第二掺质236是掺杂于主发光体232中。之后在蓝色发光层230上形成一阴极240。另外，形成阳极220与阴极240的方式例如是蒸镀法或溅镀法(Sputtering)。
此外，本发明的有机电激发光组件200的制造方法例如还包括在形成阳极220后以及形成蓝色发光层230前，依序形成电洞注入层272与电洞传输层274。在形成蓝色发光层230后以及形成阴极240前例如还包括，依序形成电子传输层276与电子注入层278。其中，电洞注入层272、电洞传输层274、电子传输层276与电子注入层278的形成方法例如是旋转涂布法(Spin coating)。
第二实施例
图5A与图5B是本发明的第二较佳实施例的有机电激发光组件的剖面示意图。其是一种白光有机电激发光组件。请同时参照图5A与图5B，此有机电激发光组件202与上述实施例蓝光有机电激发光组件的差异主要在于在蓝色发光层230的上一层还形成有一橘红色发光层280，(如图5A所示)，或是在蓝色发光层230的下一层还形成有一橘红色发光层280(如图5B所示)。而其余的结构与制造方法皆与本发明的第一较佳实施例的有机电激发光组件200相同，在此即不再赘述。在此，由于有机电激发光组件202的蓝色发光层230所发出的蓝光与橘红色发光层280所发出的橘红光的互补作用，因此可以发出白光，更增加了有机电激发光组件202的应用范围。而且，有机电激发光组件202其蓝色发光层230由于搭配使用了第一掺质234与第二掺质236，因此可兼具高发光效率、长寿命与高亮度等优点，也避免所发出的白光容易因蓝色发光层230衰减而产生色偏。
综上所述，本发明的有机电激发光组件由于是搭配使用第一掺质与第二掺质于蓝色发光层中，因此不但具有极佳的蓝光表现，同时也具有较高的发光效率与整体亮度，而且蓝色发光层的寿命较公知技术的有机电激发光组件长，因此可避免白光有机电激发光组件所发出的光线发生色偏。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作的些许的更动与润饰，均属于本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种有机电激发光组件，其特征在于：至少包括：
一阳极，配置在一基板上；
一阴极，配置在该阳极上方；
一蓝色发光层，配置在该阳极与该阴极之间，该蓝色发光层至少包括：
一主发光体；
一第一掺质，掺杂于该主发光体中；以及
一第二掺质，掺杂于该主发光体中，该第一掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长短于该第二掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长。
2.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：该蓝色发光层内的该第一掺质的重量百分比大于该第二掺质的重量百分比。
3.根据权利要求2所述的有机电激发光组件，其特征在于：该蓝色发光层内的该第一掺质的重量百分比介于0.01％～50％，且最大发光波长介于400nm～470nm。
4.根据权利要求2所述的有机电激发光组件，其特征在于：该蓝色发光层内的该第二掺质的重量百分比为大于或者等于0.01％且小于50％，且最大发光波长介于420nm～490nm。
5.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：该第二掺质的吸收波长短于该第一掺质的发光波长。
6.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：该第一掺质包括具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituteddistyrylarylene)。
7.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：该第二掺质包括二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
8.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：还包括一橘红色发光层，配置在该阳极与该蓝色发光层之间。
9.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于：还包括一橘红色发光层，配置在该阴极与该蓝色发光层之间。
10.一种有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：至少包括：
在一基板上形成一阳极；
在该阳极上形成一蓝色发光层，其中该蓝色发光层至少包括：
一主发光体；
一第一掺质，掺杂于该主发光体中；
一第二掺质，掺杂于该主发光体中，该第一掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长短于该第二掺质与该主发光体搭配所发出的光线的波长；以及
在该蓝色发光层上形成一阴极。
11.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该蓝色发光层内的该第一掺质的重量百分比大于该第二掺质的重量百分比。
12.根据权利要求11所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该蓝色发光层内的该第一掺质的重量百分比介于0.1％～10％，且最大发光波长介于400nm～470nm。
13.根据权利要求11所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该蓝色发光层内的该第二掺质的重量百分比介于0.1％～10％，且最大发光波长介于420nm～490nm。
14.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该第二掺质的吸收波长短于该第一掺质的发光波长。
15.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该第一掺质包括具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Aminosubstituted distyrylarylene)。
16.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：该第二掺质包括二萘嵌苯化合物(Perylene compound)。
17.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：还包括在该阳极与该蓝色发光层之间形成一橘红色发光层。
18.根据权利要求10所述的有机电激发光组件的制造方法，其特征在于：还包括在该阴极与该蓝色发光层之间形成一橘红色发光层。
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