TWI236312B - Organic electro-luminescent device and the process to fabricate the same - Google Patents

Description

1236312 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與發光裝置有關，更詳而言之是指一種可產 生白光的有機電激發光裝置及其製作方法。 5【先前技術】 。月參閱第圖所不之習用可產生白光的有機電激發光 裝置1’其係利用於-陽極2與一陰極3之間設置有三個以 不同發光材料所形成的有機層4a、4b與4c，各該有機層在 陽極2與陰極3受到一外加偏壓作用時，分別產生紅光、 1〇綠光與藍光，且在紅、綠與藍三種色光的發光強度相當並 互為混合後，即可獲得白色光源。 惟，由於各獨立發光的有機層(4a、4b與4c)各需不同 的驅動電壓，且其等發光效率及使用壽命不同，例如可產 生紅光的有機層4a使料命相較其他二者為短，間接導致 15該發光裝置1可使用壽命縮短，受制於上述因素，使得該 發光裝置1在製作與控制方面更顯不易。 凊再參閱第二圖所示之另一習用可產生白光的有機電 激發光裝置5(中華民國公告第556，楊號專利），其用以產 2〇 ^光發射的主要積層為一以DPVBi構成的第一主體材料層 與-以CBP構成的第二主體材料層7，於第一主體材料 層6中並摻雜有可投射藍光的DSA物質，於該第二主體材 料層7中則摻雜有可投射綠光的斤(附)3物質及可投射紅光 $ 〇CM2物質，各該主體材料層(6、7)在該發光裝置5之 陽極與陰極受_外加偏壓作用時，可投射出 紅、綠與藍三 1236312 種色光，並於互為混合後形成白光。 誠然，該發光裝置5可提供所需的白色光源，但，由 於各主體材料層（6、7)皆係以小分子(m〇lecules)材料所構 ^以及發光裝置5之電洞/電子傳輸層（8、9)亦是選擇小 分子材料(如：CuPc/Alq3)製得，因此，在各積層的成膜製 作^面，係採真空蒸鍍方式製作，惟，在蒸鍍過程中，、^ 在著有機分子摻雜濃度不易控制及製程繁瑣等缺失。 有鑒於此，本案發明人乃經詳思細索，並積多年從事 有機發光元件之研究開發經驗，終而有本發明之產生。 【發明内容】 15 其製在於提供—種有機電激發光裝置及 '八有製輊簡易、成臈因素易於控制的優點。 $明之次要目的在於提供—财機電激發光裝 忒=二較低電壓即可獲得較高電力效率與發 其製财魏歸光裝置及 笋 ，、、/"侍知疋性鬲及色純度佳的白色光源。 發光裝置及其製作:步驟如下 述.取一、上表 ' * ' 板做為支擇#上表面具有陽極之基 層、將高分子㈣=為電洞傳輸 材料做為摻雜物溶於右二 至^種小分子發光 傳輸層上形成—絲射詞巾’復經濕式製程於該電洞 成紅射層、於該光發射層上形成一電洞阻 20 1236312 隔層、於該電洞阻隔層上形成一電子注入層、最後再於該 電子注入層上製作一陰極。 【實施方式】 以下’紙列舉本發明之較佳實施例，並配合下列圖示 洋細說明於后，其中·· 第一圖係習用有機電激發光裝置之結構剖視圖。 第二圖係另一習用有機電激發光裝置之結構圖。 第三圖係本發明之製作流程圖。 第四圖係本發明一較佳實施例之結構圖。 第五圖係本發明之發光裝置產生白光時之光波長示意 圖。 第六圖係一種彩色濾光片的光透射比示意圖，該濾光 片係可與本發明之發光裝置搭配應用。 請參閱第三、四圖所示，本發明可產生白色光源的有 機電激發光裝置100之製作方法如下所述·· 備料： 取一上表面具有陽極12的基板10做為支撐材， 前述基板10可為玻璃基板、可捲曲的塑膠基板、具 可導電性質的金屬基板或是以有機材料直接製成的 基板，而該陽極12係由銦錫氧化物(IT〇)、銦鋅氧化 物(ΙΖΟ)或鋁鋅氧化物(ΑΖΟ)等材料擇一製成厚度在 1000至6000埃(Α)之間的薄膜所構成。 -6- 1236312 製作電洞傳輪層20 : 係以高分子材料(如：PED〇T、p〇iyaniUne等）溶於 有機/谷以中’經屬於濕式製程(Wetpr〇cess)的旋轉被 覆方法(spin coating)塗佈於該基板1〇後，再於充滿 惰性氣體的環境下進行烘烤而形成厚度在5至2500 埃(A)之間的薄膜；於本實施例中，係以pED〇T為 例，並利用摻雜有機酸pSS以提高電洞注入性，且 該電洞傳輸層20厚度在700埃(人)為佳；前述濕式製春 程當然包括有喷墨塗佈(Ink lnject printing)、滾輪塗 佈（roller coating)、網版印刷（screen ρΓ|ηί_)、到刀 塗佈（doctor blade coating)及轉貼層壓(—„η〇ρΓΜη§) 等。 製作光發射層30 : 係以高分子發光材料做為宿主(host)，二種小分子 發光材料做為摻雜物(dopant)，依一定重量比例混合 後一同溶於有機溶劑(如：二甲苯、CH2C12或THF) _ 中，之後，經濕式製程塗佈於該電洞傳輸層2〇上， 且於充滿惰性氣體的環境下進行烘烤以形成厚度在 5至2500埃(A)之間的薄膜；本實施例所採用之濕式 製程為旋轉被覆方法，前述高分子發光材料係可選自 聚{2,7-[(9,9·二院基）苟]、苯乙稀（para-phenylene ethylene，PPV)、聚乙稀口坐(p〇iy-(N_vinylcarbazole)5PVK) 或是陶氏化學公司（DOW Chemical)所生產的glue J 材料，而小分子發光材料則可選自C545T、Ir(ppy)3、 -7- 1236312 DCJTB、Rubrene 或 PtOEP 等材料； 在本實施例中，於高分子發光材料方面係選用陶 氏化學公司（DOW Chemical)可產生藍光的Bhje j材 料，在小分子發光材料方面則分別選擇可產生綠光的 C545T及可產生紅光的DCJTB材料，且Biue j與 C545T及DCJTB的混合比例為1 : 〇 〇7 ·· 〇 〇4，且該 光發射層30厚度在600埃(A)為佳。 製作電洞阻隔層40 : 10 在材料選擇方面，可以小分子材料或高分子材料 製成，前者如BCP、TPBI，後者如F8_TFB ;而於本 實施例中，係選擇TPBI小分子材料經成膜加工(如： 蒸鍍、濺鍍)於該光發射層3〇上製得一厚度在5至 1000埃(A)之間並可將電洞侷限於該光發射層3〇内 的薄膜’該電洞阻隔層40的厚度在埃(A)為佳； 另外，當以高分子材料製作時，其成膜方式則採如上 述之濕式製程為之。 製作電子注入層50 : 以小分子材料經成膜加工(如：蒸鑛、濺鑛)而於該 電洞阻隔層40上形成—厚度在5至雇〇埃⑹之間 的薄膜=本實施例中，係以·為例做 洞阻隔層40的材料。 製作陰極60 : 係以蒸鑛或_方法於該電子注入層5〇上製得厚 又在1000至5_埃(A)之間的單層或多層結構前 20 1236312 述形成單層結構所選用的材料可為鋁(A1)或銀(Ag). 等金屬材質，而形成多層結構所選用的材料則可為鈣 (Ca)/銘(A1)、鋇(Ba)/銘(A1)、約(Ca)/鎂鋁混合物(Mg : A1)或鋇(Ba)/鎂鋁混合物(Mg : A1)等複合金屬材質； 5 於本實施例中，係以鈣(CaV鋁(A1)複合金屬製成該 陰極60 ,且妈(Ca)的厚度在4〇〇埃(A)，紹(A〗)的厚 度在1000埃(A)為佳。 以上即為本發明有機電激發光裝置1〇〇之結構與製 法’而在元成有機層的成膜製作後，接著，復進行封裝作 ίο業以防止外部大氣中的水分與電極接觸而導致氧化，進一 步保護内部有機層的性能，於前述封裝作業中，更可利用 增汉一層隔水氧薄膜(desiccant)以強化防止電極氧化之效 本發明之有機電激發光裝置1〇〇在其陽極12與陰極6〇 15受到一外加偏壓作用時（電壓為10V，電流強度為 50mA/cm2)，將促使電洞與電子在以高分子材料與小分子材 料依一疋重罝比例混合製成的光發射層3〇中產生再結合 (recombination)，進而激發別此：材料發出藍光同時造成 C545T材料與DCJTB材料發出綠光與紅光，該三種色光在 2〇混合後可獲得具有三段波長特性的連續全波長白光(圖五參 照），β亥白光的CIE座仏為X-〇·3〇，y=〇 33 ’即白光的色純 度佳，另說明的是，本發明有機電激發光裝置1〇〇之發光 輝度(luminance)可達6500cd/m2，且具有以較低電壓即可獲 得較高電力效率(5·61 m/w)的優點。 -9« 1236312 紅上所述，本發明之有機電激發光裝置1〇〇在成臈作 業的刚段製作方面（包括電洞傳輸層與光發射層的製作），因 以濕式製㈣之而具有簡化製程與成朗素易於控制的優 點，改善以蒸鑛製作存在著有機分子換雜濃度不易控制的 缺失，並且，本發明之有機電激發光裝置1〇〇所發出的白 光不易隨著轉電壓的變麵產生偏色情形，具良好 性。 "另外，本發明之光發射層3(M系以適當比例的高分子發 光材料摻雜二種光色具互媽性的小分子發光材料製成， 於產生自糾，所得級錢為具有三個波峰的連續全波 長（圖五參照），各該波峰位置恰與彩色濾光片之光透射比 圖六參照），因此’本發明之有機電激發 顯L _搭配應用後’即可獲得全彩色的 #、、、貝不面板。 15 是以，本發明於同類產品中著實具有進步性， 明於申請前並無相同製程與結構見於刊物或如 二 上所述者’僅為本伽之較佳可行實關％ ^ =發明說明書及申請專利範圍所為之等，：： 含在本發明之專利範圍内。 應匕 -10- 20 1236312 【圖式簡單說明】 第一圖係習用有機電激發光裝置之結構剖視圖。 第二圖係另一習用有機電激發光裝置之結構圖。 第三圖係本發明之製作流程圖。 第四圖係本發明一較佳實施例之結構圖。 第五圖係本發明之發光裝置產生白光時之光波長示意 第六圖係一種彩色濾光片的光透射比示意圖，該濾光 片係可與本發明之發光裝置搭配應用。

10 【主要元件符號說明】 100 有機電激發光裝置 10 基板 12 陽極 20 電洞傳輸層 15 30 光發射層 40 電洞阻隔層 50 電子注入層 60 陰極 -11- 20

Claims (1)

1236312 十、申請專利範圍： 1 ·一種有機電激發光裝置，其包含有： 一陽極； 一陰極；以及 一介於該陽極與該陰極之間的光發射層，該光發射層 5由一高分子發光材料摻雜至少一種小分子發光材料所形 成。 2·依據申請專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 置’其中該高分子發光材料與該小分子發光材料之重量比 為 1 : 0.0001 至 1 : 〇_1 之間。 ίο 3 ·依據申請專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 置，其中該光發射層厚度在5至2500埃(A)之間。 4·依據申請專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 置，其中該高分子發光材料係選自聚{2,7_[(9,9-二烷基) 芴]、苯乙烯（para-phenylene ethylene，PPV)或聚乙烯唾 15 (p〇ly-(N-vinylcarbazole)，PVK)之一者。 5·依據申請專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 置，其中該小分子發光材料係選自C545T、Ir(ppy)3、 DCJTB、Rubrene 或 PtOEP 之一者。 6·依據申請專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 20置，其在該陽極與該光發射層之間，更包含有一以高分子 材料製成的電洞傳輸層。 7 ·依據申睛專利範圍第1項所述之有機電激發光裝 置，其在忒陰極與該光發射層之間，更包含有一以小分子 材料製成的電子注入層。 -12- 1236312 機電激發光裝 更包含有一電 8.依據申請專利範圍第7項所述之有 置’其在該電子注人層無光發射層之間， 洞阻隔層。 9 · 步驟： 一種有機電激發光裝置之製作方法 其包含下列 備料： 取一上表面具有陽極之基板做為支撐材· 製作電洞傳輸層·· ’ 經濕式製程於該基板 10 以高分子材料溶於有機溶劑中， 上形成薄膜； 製作光發射層： 將高分子發光材料做為宿主以及至少—種小 光材料做祕雜㈣财機溶射，復經濕式& 於該電洞傳輸層上形成薄膜； μ 製作電洞阻隔層： 以成膜加卫方式於該光發射層上製得—可將電 限於該光發射層内的薄膜； ^ 製作電子注入層： 以小分子㈣_膜製作於該電洞卩福層上形成薄 膜； 於該電子注入層上製作一陰極。 ，10 ·依據申請專利範圍第9項所述之製作方法，用以 製作該光發射層之高分子發光材料係選自聚{2,7_[(9,9_二 烧基）苟]、苯乙烯(para-Phenyieneethylene，ppv)或聚乙烯： -13- 20 1236312 (poly_(N_vinylcarbazole)，PVK)之一者；用以製作該光發射層 之小分子發光材料係選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene 或PtOEP之一者。 11 ·依據申請專利範圍第10項所述之製作方法，其中 該高分子發光材料與該小分子發光材料之重量比為1: 0.0001 至 1 : 0.1 之間。