專利名稱：有機電激發光裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種平面顯示裝置，特別是涉及一種有機電激發光裝置(organic electro-luminescence device，OELD)，用以改善影像色彩的品質。
背景技術：
有機電激發光裝置(OELD)或發光二極管(organic light-emitting diode，OLED)，為一種使用有機材料的自發光型元件。相較于傳統的無機發光二極管(LED)需嚴格的長晶要求，有機電激發光裝置可輕易制作在大面積基板上，形成非晶質(amorphous)薄膜。另一方面，有機電激發光裝置也異于液晶顯示技術，不需要背光板(backlight)，因此可簡化工藝。隨著技術迅速的發展，未來有機電激發光裝置將應用在個人數字助理、數碼相機等小尺寸全彩顯示面板上，一旦此技術更趨成熟時，將可擴展至大尺寸的計算機及電視屏幕上，甚至應用于可撓式顯示器。
請參照圖1，其繪示出現有的有機電激發光裝置。有機電激發光裝置10包括一陽極100、一陰極114以及設置于陽極100與陰極114之間的多層有機材料層110。其中，多層有機材料層110包括一鄰近陽極100的空穴傳輸層(hole transport layer，HTL)104、一鄰近陰極的電子傳輸層(electrontransport layer，ETL)108、及設置于空穴傳輸層104與電子傳輸層108之間的電激發光層(electro-luminescence layer，EL)106。另外，若陽極100為金屬材料，可選擇性地在陽極100與空穴傳輸層104之間設置一銦錫氧化物(ITO)層102，使陽極100的功函數能與多層有機材料層110相匹配。
當施加一電位差于陰極114與陽極100之間時，電子會從陰極114注入電子傳輸層108，并穿越電子傳輸層108及電激發光層106。同時，空穴會從陽極100注入并穿越空穴傳輸層104。之后，電子與空穴會于鄰近電激發光層106與空穴傳輸層104的界面重新結合(recombine)而以發光的形式來釋放能量。
典型的有機電激發光裝置分為底部發光(bottom-emitting)和頂部發光(top-emitting)兩種類型。對于全彩有源矩陣式有機電激發光顯示器(AM-OELDs)中，結合白光有機電激發光裝置及濾光片而構成之。然而，對于全彩有源矩陣式有機電激發光顯示器而言，提供均勻一致的驅動電流是相當重要的。為了獲得均勻一致的驅動電流，必須于驅動電路中使用四個以上的薄膜晶體管搭配一個電容。底部發光有機電激發光裝置的發光面積受限于薄膜晶體管。當裝置的薄膜晶體管數量增加時，有機電激發光裝置的開口率(aperture ratio，AR)會縮小。為了維持面板亮度，耗電量會因而增加，使電激發光裝置的壽命縮短。相反地，頂部發光有機電激發光顯示裝置的發光面積并未受限于薄膜晶體管，所以不會縮短其壽命。然而，對于白光頂部發光電激發光裝置而言，由于微腔效應(microcavity effect)，使白光產生干涉而變成單色光(mono-chromatic light)。亦即，微腔效應會降低光譜的半高寬(full width at halfmaxima，FWHM)，而無法產生具有寬發射波段(broademissive band)的白光，降低有機電激發光裝置的效率。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種有機電激發光裝置，其利用特定的陰極及多層有機材料層的組合，以改善其發射光色(light emitting color)而增加裝置的效率。
本發明提供一種有機電激發光裝置，包括一金屬陽極、一多層有機材料層以及一復合陰極。多層有機材料層位于金屬陽極上，其包括一碳氟化合物層與金屬陽極接觸。復合陰極位于多層有機材料層上，其包括一低功函數金屬層、一低活性金屬層以及一上蓋層。低活性金屬層位于低功函數金屬層上。而上蓋層位于低活性金屬層上。
為了讓本發明的上述和其它目的、特征、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繪示出現有的有機電激發光裝置的剖面示意圖。
圖2繪示出根據本發明實施例的有機電激發光裝置的剖面示意圖。
圖3繪示出陽極反射率(％)與光波長(nm)的關系曲線圖。
圖4繪示出電激發光強度(a.u.)與光波長(nm)的關系曲線圖。
簡單符號說明現有10～有機電激發光裝置；100～陽極；102～銦錫氧化物層；104～空穴傳輸層；106～電激發光層；108～電子傳輸層；110～多層有機材料層；114～陰極。
本發明20～有機電激發光裝置；200～金屬陽極；201～碳氟化合物層；210～多層有機材料層；212～低功函數金屬層；214～低活性金屬層；216～上蓋層；218～復合陰極。
具體實施例方式
以下配合圖2說明本發明實施例的有機電激發光裝置。請參照圖2，有機電激發光裝置20包括一金屬陽極200、一復合陰極218、以及位于金屬陽極200與復合陰極218之間的一多層有機材料層210。金屬陽極200的材料包括銀或鋁金屬。
在本實施例中，多層有機材料層210包括一鄰近金屬陽極200的空穴注入層(hole injection layer，HIL)201、一位于空穴注入層201上的空穴傳輸層(HTL)(未繪示)、一位于空穴傳輸層上的電激發光層(EL)(未繪示)、一位于電激發光層上的電子傳輸層(ETL)(未繪示)以及位于電子傳輸層與復合陰極218之間的電子注入層(electron injection layer，EIL)(未繪示)。多層有機材料層210的厚度約在1000至5000埃()的范圍。
再者，設置于金屬陽極200上方并與其接觸的空穴注入層201，其材料包括碳氟化合物(CFx)，例如含氫的碳氟化合物(CHF3)。此作為空穴注入層的碳氟化合物層201可降低多層有機材料層210與金屬陽極200之間的能障。再者，碳氟化合物層201可降低金屬陽極200的反射率以緩和光的干涉效應。
請參照圖3，其繪示出陽極反射率(％)與光波長(nm)的關系曲線圖，其中實線表示厚度為200nm的單層銀金屬層，而虛線表示厚度為200nm的銀金屬層與位于上方的碳氟化合物層的雙層結構。由圖3可知，在不同的光波長之下，碳氟化合物層201可降低金屬陽極200的反射率。在本實施例中，多層有機材料層210中的電激發光層的材料為白光發光材料，其包括兩種以上的摻雜物。
復合陰極218包括一低功函數金屬層212及一位于低功函數金屬層212上的低活性金屬層214。相較于以單一薄金屬層作為陰極而言，可增加陰極的導電度。在本實施例中，低功函數金屬層212的材料包括堿金或堿土金屬，例如鈣金屬。再者，低功函數金屬層212的厚度在50至200埃的范圍。此處，“低功函數”所表示的是功函數不大于3.0eV。
低活性金屬層214的材料包括銀、鋁或銅金屬。再者，低活性金屬層214的厚度在50至200埃的范圍。此處，“低活性”所表示的是功函數大于氧的電子親合力，約為3.5eV。
在本實施例中，為了進一步改善有機電激發光裝置20的發射光色，復合陰極218需進一步包括一具有適當折射率及穿透率的上蓋層216，其位于低活性金屬層214上方。舉例而言，上蓋層216折射率需大于2.0，而其穿透率需大于8.0。因此，上蓋層216的材料可包括氧化錫(SnO2)、氧化鎢(WO3)、硫化鋅(ZnS)或硒化鋅(ZnSe)。另外，上蓋層216的厚度必須控制在一特定范圍，避免其嚴重降低復合陰極218的穿透率。在本實施例中，上蓋層216厚度在7.5至30nm的范圍，而優選為15至22.5nm的范圍。
請參照圖4，其繪示出電激發光強度(a.u.)與光波長(nm)的關系曲線圖，其中曲線A表示現有的白光有機電激發光裝置10，如圖1所示；曲線B表示根據本發明實施例的白光有機電激發光裝置20，如圖2所示。由圖4可知，沒有上蓋層以及碳氟化合物層的有機電激發光裝置10，其電激發光層所發出的白光因微腔效應使得白光光譜的半高寬降低而變成單色光。相反地，具有上蓋層216以及碳氟化合物層201的有機電激發光裝置20，電激發光層所發出的白光仍具有寬發射波段。
因此，根據本發明的有機電激發光裝置可運用于全彩有源矩陣式有機電激發光顯示器，特別是具有頂部發光結構的有機電激發光顯示器，以在提供均勻一致的驅動電流的同時，仍能改善顯示器的發射光色，進而提升顯示器的效率。
雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當以后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裝置，包括金屬陽極；多層有機材料層，位于該金屬陽極上，其包括碳氟化合物層與該金屬陽極接觸；以及復合陰極，位于該多層有機材料層上，其包括低功函數金屬層；低活性金屬層，位于該低功函數金屬層上；以及上蓋層，位于該低活性金屬層上。
2.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該金屬陽極包括銀或鋁金屬。
3.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該多層有機材料層包括白光發光材料。
4.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該多層有機材料層包括發光材料，其包括兩種以上的摻雜物。
5.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該低功函數金屬層包括堿金或堿土金屬。
6.如權利要求5所述的有機電激發光裝置，其中該低功函數金屬層包括鈣金屬層。
7.如權利要求5所述的有機電激發光裝置，其中該低功函數金屬層的厚度在50至200埃的范圍。
8.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該低活性金屬層包括銀、鋁或銅金屬。
9.如權利要求8所述的有機電激發光裝置，其中該低活性金屬層的厚度在50至200埃的范圍。
10.如權利要求1所述的有機電激發光裝置，其中該上蓋層包括SnO2、WO3、ZnS、或ZnSe。
全文摘要
本發明揭示一種有機電激發光裝置，其包括一金屬陽極、一復合陰極、以及位于兩電極之間的一多層有機材料層。多層有機材料層包括一碳氟化合物層與金屬陽極接觸。復合陰極包括一低功函數金屬層、一位于低功函數金屬層上的低活性金屬層以及一位于低活性金屬層上的上蓋層。
文檔編號H01L51/52GK1825662SQ20061000713
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月9日 優先權日2006年2月9日
發明者李重君, 李世昊, 陳金鑫, 徐士峰, 黃孝文 申請人:友達光電股份有限公司