影像顯示系統的制作方法

專利名稱：影像顯示系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種影像顯示系統，特別涉及一種具有串聯式有機電致發光 二極管的影像顯示系統。
背景技術：
近年來，隨著電子產品發展技術的進步及其日益廣泛的應用，如移動電
話、PDA及筆記本型計算機的問市，使得與傳統顯示器相比具有較小體積及 電力消耗特性的平面顯示器的需求與日俱增，成為目前最重要的電子應用產 品之一。在平面顯示器當中，由于有機電致發光件具有自發光、高亮度、廣 視角、高應答速度及容易制備等特性，使得有機電致發光件無疑的將成為下 一代平面顯示器的最佳選擇。
有機電致發光件為使用有機層作為主動層(active layer)的發光二極管，近 年來已漸漸使用于平面面板顯示器(flat panel display)上。開發出具有高發光 效率及長使用壽命的有機電致發光器件是目前平面顯示技術的主要趨勢之
近年來，為進一步增加有機電致發光器件單一畫素的亮度及達到全彩色 化的目的， 一種稱為串聯式(tandem)有機電致發光裝置在業界所提出。串聯 式有機電致發光裝置，顧名思義即為將多個有機發光二極管(organic light emitting doide、 OLED)垂直堆疊，以串聯方式連接在一起，并以單一電源驅動。
請參照圖1，其顯示常規串聯式有機電致發光裝置IO剖面結構的示意 圖。該常規串聯式有機電致發光裝置10包含第一有機發光二極管20及堆疊 于該第有機發光二極管20之上的第二有機發光二極管30,其中，該第一有 機發光二極管20依序包含第一電極21、第一有機材料層22、連接電極23, 而該第二有機發光二極管30則以該連接電極23作為下電極，并依序包含第 二有機材料層32及第二電極33。值得注意的是，該連接電極23作為該第一
有機發光二極管20的上電極，并作為該第二有機發光二極管30的下電極。 在串聯式(tandem)有機電致發光裝置的研究及開發展上，最大的挑戰即 在于如何研發出有效的連接電極結構，其設置于相鄰的發光單元之間，以便 使電流可順利地流經而不受實質界面的能壘所阻礙。
目前常規的連接電極的結構及形成方式列舉并討論如下 Forrest, S. R.等人(Science 1997, 276, 2009; J. App. Phys. 1999, 86, 4067; J. App. Phys. 1999， 864076)第一次提出串聯式有機電致發光結構(tandem OLED，s structure)概念，其用來作為連接電極的是ITO，其方法為在完成第 一有機發光二極管之有機材料層后，利用濺鍍的方式形成ITO電極于該第一 有機發光二極管的有機材料層上，接著再形成第二有機發光二極管的有機材 料層及電極層于ITO電極之上。然而，在、賊鍍形成ITO透明導電層的過程中， 由于作為襯層(under layer)的有機材料層會受到靶材所射出的離子轟擊，進而 使得有機材料層表面氧化、變質、或使原本的平整度被破壞，因而使得透明 陰極與有機材料層之間的異質界面的能壘增加，導致電荷載體不易由透明陰 極進入至有機材料層而在界面產生累積，如此一來，將導致器件操作電壓的 上升及器件壽命下降。
Howard, W. E, and Jones, G.W等人(US專利6337492 Bl)則利用 Mg:Ag/IZO的復合結構作為連接電極，其作法為在完成第一有機發光二極管 之有機材料層后，利用濺鍍的方式依序形成Mg:Ag電極層及IZO電極層， 接著再形成第二有機發光二極管的有機材料層及電極層于IZO電極。Howard 利用Mg:Ag/IZO的復合結構有利于電荷載體的傳輸，然而，由于仍利用濺 鍍的方式形成連接電極，所以仍會傷害到作為襯層的有機材料層。
Kido， J等人(SID 03 Digest 2003, 34， 979)則利用Cs:Bphen/V205作為連 接電極結構，其作法為在完成第一有機發光二極管的有機材料層后，利用濺 鍍的方式依序形成Cs:Bphen電極層及V205電極層接著再形成第二有機發光
二極管的有機材料層及電極層于V20s電極。所得的器件其器件效率為單一
層器件結構的2倍。然而，Cs及Bphen原料成本高，此串聯式有機發光二 極管不易量產。此外，Cs極易在蒸鍍的過程中氧化。
Tang， C. W.等人(Appl. Phys. Lett. 2004， 84， 167)則利用Alq丄i(或 TPBI:Li)/NPB:FeCl3作為連接電極結構，其作法為在完成第一有機發光二極 管的有機材料層后，利用蒸鍍的方式形成Alq:Li(或TPBI:Li)層，并接著形成
NPB:FeCl3電極層，接著再形成第二有機發光二極管的有機材料層及電極層 于NPB:FeCl3電極層上。所得的器件其器件效率為單一層器件結構的2倍。 然而，其缺點在于Li摻雜(doping)時濃度控制不易，且Li易在蒸鍍時氧化 成Li20。
Chen, C. H.等人(Jpn J. Appl. Phys. 2004， 43, 6418)利用Alq:Mg/W03作 為連接電極結構，其作法為在完成第一有機發光二極管的有機材料層后，利 用蒸鍍的方式依序形成Alq:Mg/W03,接著再形成第二有機發光二極管的有 機材料層及電極層于W03上，其器件效率為單一層器件結構的4倍。但其 缺點為會導致色移(color shift)的情形發生。
Tsutsui， T等人(Cmr. Appl, Phys. 2005, 5, 341)利用Alq:Mg/V205作為連 接電極結構，其作法為在完成第一有機發光二極管的有機材料層后，利用濺 鍍的方式依序形成Alq:Mg電極層及￥205電極層接著再形成第二有機發光二 極管的有機材料層及電極層于V205電極上。所得器件的器件效率為單一層 器件結構的2倍。
Kwok, H. S.等人(Appl. Phys. Lett. 2005， 87， 093504)利用LiF/Ca/Ag(或 Au)作為連接電極結構，其作法為在完成第 一有機發光二極管的有機材料層 后，利用蒸鍍法依序形成LiF、 Ca、及Ag電極層，接著再形成第二有機發 光二極管的有機材料層及電極層于Ag電極上。所得器件的器件效率為單一 層器件結構的1.9倍。然而，其缺點在于Ca極易氧化。
有鑒于此，發展出新穎的串聯式有機電致發光裝置的連接電極結構，以 克服常規技術所產生的問題，是目前串聯式有機電致發光裝置技術的一項重 要課題。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的為提供一種具有有機電致發光二極管的影像 顯示系統，其具有新穎的復合電極結構(或連接電極結構)，可增加有機電致 發光二極管(或串聯式電致發光二極管)的發光效率，且可避免色移(color shift) 的情形，符合目前平面顯示器市場的需求。
為達成本發明目的，本發明的優選實施例為提供影像顯示系統，該影 像顯示系統包含電致發光二極管，該電致發光二極管具有復合電極結構，其
中該復合電極結構包含具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層，其中該堿金 屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟；以及金屬氧化物層或半導體化合物層。
此外，根據本發明另一優選實施例，該影像顯示系統包含串聯式電致 發光二才及管，而該電致發光二才及管包含第一電極、第二電才及、多個有4幾電 致發光單元、以及至少一個連接電極結構。其中，該多個有機電致發光單元 形成于該第一電極及該第二電極之間，且該連接電極結構設置于任意兩相鄰 的有機電致發光單元之間。其中，該連接電極結構包含具有堿金屬或堿土 金屬化合物的膜層，其中該堿金屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟基，以及 金屬氧化物層或半導體化合物層。
為使本發明上述目的、特征能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并 配合附圖，作詳細說明如下


圖1為示出常規串聯式有機電致發光裝置的剖面結構示意圖。
圖2為示出本發明優選實施所述的包含復合電極結構的一般有機電致發 光二極管的示意圖。
圖3示出本發明優選實施例所述的串聯式電致發光二極管。
圖4示出本發明另 一優選實施例所述的串聯式電致發光二極管。
圖5為示出本發明實施例1 4及比較實施例1所述的電致發光二極管的 操作電壓與電流密度關系的圖。
圖6為示出本發明實施例1 4及比較實施例1所述的電致發光二極管的 電流密度與亮度關系的圖。
圖7為示出本發明實施例l-4及比較實施例1所述的電致發光二極管的 電流密度與發光效率關系的圖。
圖8為示出本發明實施例5 7及比較實施例2所述的電致發光二極管的 操作電壓與電流密度關系的圖。
圖9為示出本發明實施例5 7及比較實施例2所述的電致發光二極管的 電流密度與亮度關系的圖。
圖10為示出本發明實施例5-7及比較實施例2所述的電致發光二極管 的電流密度與發光效率關系的圖。
圖11為示出本發明實施例5 7及比較實施例2所述的電致發光二極管
的強度與發光波長關系的圖。
圖12為示出本發明所述的影像顯示系統的構造示意圖。
主要器件符號說明
常規串聯式有機電致發光裝置 10;第一有機發光二極管 20;第二有機 發光二極管 30;第一電極 21;第一有機材料層 22;連接電極 23;第二有 機材料層 32;第二電極 33; —般有機電致發光二極管(單一發光單元結 構) 100;基板 110;陽極 120;有機電致發光單元 130;發光層 131;空 穴注入層 132;空穴傳輸層 133;電子傳輸層 134;電子注入層 135;復合 電極結構 140;具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層 142;金屬氧化物層或 半導體化合物層 144;串聯式電致發光二極管 200;基板 210;陽極 220; 第一有機電致發光單元 23();發光層 231;空穴注入層 232;空穴傳輸層 ~233;電子傳輸層 234;電子注入層 235;連接電極結構 240;具有堿金屬 或堿土金屬化合物的膜層 242;金屬氧化物層或半導體化合物層 244;金屬 層 246;第二有機電致發光單元 250;陰極 260;串聯式電致發光二極管 300。
具體實施例方式
本發明提供一種新穎的復合電極結構，其可作為 一般有機電致發光二極 管(單一發光單元結構)的陰極電極或陽極電極，或是串聯式有機電致發光二 極管的連接電極結構，可增加有機電致發光二極管(或串聯式電致發光二極 管)的發光效率，且可避免色移(color shift)的情形。
請參照圖2，其示出以本發明所述的復合電極結構作為陰極的一般有機 電致發光二極管(單一發光單元結構)IOO。該單一發光單元結構的有機電致發 光器件100包括基板110，例如玻璃、陶瓷、塑料基板或是半導體基板。 該基板可視需要加以選用，亦即若要形成上發光式(top-emission)有機電致發 光器件，則該基板亦可為不透明基板此外，如要形成下發光或兩面發光式 有機電致發光器件，則該基板可為透明基板。陽極120形于該基板UO之上 表面。該陽極可為透明電極、金屬電極或是復合電極，其材料例如可選自鋰、 鎂、鉤、鋁、銀、銦、金、鴒、鎳、柏、上述元素所形成的合金、銦錫氧化 物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)、氧化鋅(ZnO)或其結合，而 其形成方式可為熱蒸鍍、濺射或等離子強化式化學氣相沉積方式。
接著，有機電致發光單元130形成于該陽極120之上。該有機電致發光 單元130至少包含發光層131(light emitting layer),且還可包含空穴注入層 132、空穴傳輸層133、電子傳輸層134、及電子注入層135。該有機電致發 光單元130的各膜層可分別為小分子有機電致發光材料或高分子有機電致發 光材料，若為小分子有機發光二極管材料，可利用真空蒸鍍方式形成有機發 光二極管材料層；若為高分子有機發光二極管材料，則可使用旋涂、噴墨或 網版印刷等方式形成有機發光二極管材料層。此外，該發光層131可包含有 機電致發光材料及摻雜物(dopant),本領域技術人員可視所使用的有機電致 發光材料及所需的器件特性而改變所搭配的摻雜物的摻雜量。因此，摻雜物 之摻雜量的多少不是本發明的特征，不是限制本發明范圍的依據。該摻雜物 可為能量傳移(energy transfer)型摻雜材料或是載體捕集(carrier trapping)型摻 雜材料，且該摻雜物有助于抑制該有機電致發光材料的濃度消光現象，并使 器件獲得高效率及高亮度。該有機電致發光材料可為熒光(fluorescence)發光 材料。而在本發明的某些優選實施例中，該有機電致發光材料也可為磷光 (phosphorescence)發光才才料。
參照圖2,本發明所述的復合電極結構140設置在該有機電致發光單元 130之上，在此實施例中作為該一般有機電致發光二極管(單一發光單元結 構)IOO的陰極。
根據本發明優選實施例，該用于電致發光二極管的復合電極結構140, 包含具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層142,以及金屬氧化物層或半導體 化合物層144。其中，該堿金屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟。該堿金屬 或堿土金屬化合物可為含Li、 Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba 的氟化物，在本發明之一 系列的實施例中，該堿金屬或堿土金屬化合物為 NaF、 KF、 RbF、 CsF、 BeF2、 MgF2、 CaF2、 SrF2、或BaF2。該堿金屬或石成 土金屬化合物可為含Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba的羰基化 合物，在本發明的一系列的實施例中，該堿金屬或堿土金屬化合物為Li2C03、 LiC03、 Na2C03、 NaC03、 K2C03、 KC03、 Rb2C03、 RbC03、 Cs2C03、 CsC03、 BeCO、 BeC03、 MgCO、 MgC03、 CaO、 Ca2C03、 CaC03、 SrCO、 SrC03、 BaC0或BaC03。值得注意的是，該具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層， 可進一步摻雜有電子傳輸材料(electron transport material),該電子傳輸材料可 為常規任何的電子傳輸材料，例如為Alq3、 BeBq2、 TPBI、 PBD、或TAZ。
該金屬氧化物層包含過渡金屬氧化物，其中該過渡金屬氧化物為IB族、
IIB族、IVB族、VB族、或VIIIB族金屬的氧化物、Cr的氧化物、或W的 氧化物。優選為V、或W的氧化物，在本發明的一系列的實施例中，該金
屬氧化物層可包4舌wo、 w2o3、 wo2、 wo3、 w2o5、 VO、 v2o3、 vo2、或
V205。
該半導體化合物層包含Si、 Ge、 GaAs、 SiC、或SiGe的半導體層。根 據本發明優選實施例，該半導體化合物層為未摻雜的半導體化合物層。此外， 根據本發明另 一優選實施例，該半導體化合物層為摻雜P型元素或N型元素 的半導體化合物層，其中該P型元素可例如為硼，而N型元素可例如為磷、 砷、或銻。
請參照圖3,示出本發明一個優選實施例所述的串聯式電致發光二極管 200,在此以具有兩個有機電致發光單元的串聯式電致發光二極管為例。根 據本發明精神，本發明所述的串聯式電致發光二極管200也可包含兩個以上 的有機電致發光單元。該串聯式電致發光二極管200包括基板210,例如 玻璃、陶瓷、塑料基板或是半導體基板。該基板210可視需要加以選用，亦 即如要形成上發光式(top-emission)有機電致發光器件，則該基板也可為不透 明基板此外，如要形成下發光或兩面發光式有機電致發光器件，則該基板 可為透明基板。陽極220形于該基板210的上表面上。該陽極可為透明電極、 金屬電極或是復合電極，其材料可例如為選自鋰、鎂、鈣、鋁、銀、銦、金、 鵪、鎳、鈾、上述元素所形成的合金、銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、 鋅鋁氧化物(AZO)、氧化鋅(ZnO)或其結合，而其形成方式可為熱蒸鍍、濺射 或等離子強化式化學氣相沉積方式。
接著，第一有機電致發光單元230形成于該陽極220之上。該有機電致 發光單元230至少包含發光層231(light emitting layer),且更可包含空穴注入 層232、空穴傳輸層233、電子傳輸層234、及電子注入層235。該第一有機 電致發光單元230的各膜層可分別為小分子有機電致發光材料或高分子有機 電致發光材料，若為小分子有機發光二極管材料，可利用真空蒸鍍方式形成 有機發光二極管材料層；若為高分子有機發光二極管材料，則可使用旋涂、 噴墨或網版印刷等方式形成有機發光二極管材料層。此外，該發光層231可 包含有機電致發光材料及摻雜物(dopant),本領域技術人員可視所使用的有 機電致發光材料及所需的器件特性而改變所搭配的摻雜物的摻雜量。因此，
摻雜物的摻雜量的多少不是本發明的必要特征，不是限制本發明范圍的依
據。該摻雜物可為能量傳移(energy transfer)型摻雜材料或是載體捕集(carrier trapping)型摻雜材料，且該摻雜物有助于抑制該有機電致發光材料的濃度消 光現象，并使器件獲得高效率及高亮度。該有機電致發光材料可為熒光 (fluorescence)發光材料。而在本發明的某些優選實施例中，該有機電致發光 材4牛也可為石粦光(phosphorescence)發光材津牛。
仍參照圖3,連接電極結構240設置在該第一有機電致發光單元230之 上。其中，該用于串聯式電致發光二極管200的連接電極結構240，包含具 有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層242,以及金屬氧化物層或半導體化合物 層244。其中，該堿金屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟。該堿金屬或堿土 金屬化合物可為含Li、 Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba的氟化 物，在本發明的一系列的實施例中，該堿金屬或堿土金屬化合物為NaF、 KF、 RbF、 CsF、 BeF2、 MgF2、 CaF2、 SrF2、或BaF2。該堿金屬或石威土金屬化合 物系可為含Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba的羰基化合物，在 本發明的一系列的實施例中，該堿金屬或堿土金屬化合物為Li2C03、 LiC03、 Na2C03、 NaC03、 K2C03、 KC03、 Rb2C03、 RbC03、 Cs2C03、 CsC03、 BeCO、 BeC03、 MgCO、 MgC03、 CaO、 Ca2C03、 CaC03、 SrCO、 SrC03、 BaCO或 BaC03。
值得注意的是，該具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層，可進一步摻雜 有電子傳輸材料(electron transport material),該電子傳輸材料可為常規的任何 電子傳輸材料，例如為Alq3、 BeBq2、 TPBI、 PBD、或TAZ。
該金屬氧化物層包含過渡金屬氧化物，其中該過渡金屬氧化物為IB族、 IIB族、IVB族、VB族、或VIIIB族金屬的氧化物、Cr的氧化物、或W的 氧化物。優選為V、或W的氧化物，在本發明的一系列的實施例中，該金 屬氧化物層可包括WO、 W203、 W02、 W03、 W205、 VO、 V203、 V02、或
v2o5。
該半導體化合物層包含Si、 Ge、 GaAs、 SiC、或SiGe的半導體層。根 據本發明一優選實施例，該半導體化合物層為未摻雜的半導體化合物層。此 夕卜，根據本發明另一優選實施例，該半導體化合物層為摻雜P型元素或N型 元素的半導體化合物層，其中該P型元素可例如為硼，而N型元素可例如為 磷、石申、或銻。
第二有機電致發光單元250至少包含發光層231(light emitting layer),且更可 包含空穴注入層232、空穴傳輸層233、電子傳輸層234、及電子注入層235。 最后，形成陰極260于該笫二有機電致發光單元250之上。值得注意的是， 該多個有機電致發光單元可具有相同光色的激發光，例如，紅、藍、綠光；
電致發光二極管發出白光。
此外，根據本發明的另一優選實施例，該復合電極結構或該連接電極結 構，還可包含金屬層。請參照圖4，為本發明某一優選實施例所述的串聯式 電致發光二極管300,該連接電極結構240還包含金屬層246,其設置在該 具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層242與該金屬氧化物層或半導體化合物 層之間244。其中，該金屬層246包含A1、 Ag、 Au、或其合金。
以下通過實施例1、實施例2及比較實施例1來說明本發明所述的有機 電致發光器件各層的實際組成及本發明的優點所在。
單色電致發光二極管的制備
比較實施例1:
使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超聲振蕩將100nm厚的具有ITO透 明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。 接著于10^Pa的壓力下依序沉積空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層兼發 光層、電子注入層、金屬電極于該ITO電極上，以得到該電致發光裝置(l). 以下為列出各層的材料及厚度。
空穴注入層厚度為20nm，材料為PEDT/PSS(聚(3，4-亞乙基二氧噻吩) 聚(苯乙烯磺酸)水溶性分散體)。
空穴傳輸層厚度為40nm,材料為NPB (N，N'-二-l-萘基-N，N'-二苯基 -1,1 '-聯苯基-1 ， 1 '-聯苯基-4，4'-二胺)。
電子傳輸層兼發光層厚度為60nm,材料為Alq3 (三(8-羥基喹啉)鋁)， 光色為黃綠色，Amax= 540 nm。
電子注入層厚度為lnm,材料為Cs2C03。 金屬電極厚度為lOOnm,材料為Al。
接著，以PR650及Minolta LSI 10測量該電致發光裝置(l)的光學特性。請參照圖5,示出該電致發光裝置(l)的操作電壓與電流密度的關系；圖6則 顯示電流密度與亮度的關系；此外，圖7則顯示電流密度與發光效率的關系。
實施例1
使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超聲振蕩將100nm厚的具有ITO透 明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。 接著于10-Spa的壓力下依序沉積空穴注入層、第一空穴傳輸層、電子傳輸層 兼第一發光層、連接電極結抅、第二空穴傳輸層、電子傳輸層兼第二發光層、 電子注入層、金屬電極于該ITO電極上，以得到該電致發光裝置(2)。以下 列出各層的材料及厚度。
空穴注入層厚度為20nm,材料為PEDT/PSS(聚(3,4-亞乙基二氧噻吩) 聚(苯乙烯磺酸)水溶性分散體)。
第一空穴傳輸層厚度為40nm,材料為NPB (N，N'-二-l-萘基-N，N'-二 苯基-1,1 '-聯苯基-1,1 '-聯苯基-4,4'-二胺)。
電子傳輸層兼第一發光層厚度為40nm,材料為Alq3 (三(8-羥基喹啉) 鋁)，光色為黃綠色，Xmax=540nm。
連接電極結構該連接電極結構依序包含具有堿金屬或堿土金屬化合 物的膜層、金屬層及金屬氧化物層。其中，該具有堿金屬或堿土金屬化合物 的膜層的厚度為20nm,材料為摻雜有Cs2C03的Alq3層，其中該Cs2C03以 及Alq3的重量比為1:4。該金屬層的厚度為5nm,材料為Al。另外，該金屬 氧化物層的厚度為5nm,材料為Mo03。
第二空穴傳輸層厚度為40nm,材料為NPB (N，N'-二-l-萘基-N，N'-二 苯基-1,1 '-聯苯基-1,1 '-聯苯基-4，4'-二胺)。
電子傳輸層兼第二發光層厚度為60nm,材料為Alq3 (三(8-羥基喹啉) 鋁)，光色為黃綠色，人max-540nm。
電子注入層厚度為lnm，材料為CsC03。 金屬電極厚度為lOOnm,材料為Al。
接著，以PR650及Minolta LSI 10測量該電致發光裝置(2)的光學特性。 請參照圖5，示出該電致發光裝置(2)的操作電壓與電流密度的關系；圖6則 顯示電流密度與亮度的關系；此外，圖7則顯示電流密度與發光效率的關系。實施例2~4:
實施例2所述的電致發光裝置(3)除了金屬層的厚度調整為lnm外，其 余與實施例1相同。
實施例3所述的電致發光裝置(4)除了金屬層的材料改為Ag外，其余與 實施例2相同。
實施例4所述的電致發光裝置(5)除了移除該金屬層外，其余與實施例 1相同。
請參照第5~7圖，其為比較實施例1及實施例1~4 一系列的光電特性 對比。如圖所示，亮度(brightness,在20 mA/cm2時)電致發光裝置(2 4) (3000cd/m2)〉電致發光裝置(5)(1200cd/m2)〉電致發光裝置(l) (700cd/m2); 發光效率(e迅ciency,在20 mA/cm2時)電致發光裝置(2及4)(8.3cd/A)>電 致發光裝置(3)( 8cd/A)〉電致發光裝置(5)(5.8cd/A) >電致發光裝置 (1)(3.8cd/A)。
白光電致發光二極管的制備
比專交實施例2:
使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超聲振蕩將100nm厚的具有ITO透 明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。 接著于10-Spa的壓力下依序沉積空穴注入層、空穴傳輸層、藍光發光層、紅 光發光層、電子傳輸層、電子注入層、金屬電極于該ITO電極上，以得到該 電致發光裝置(6).以下列出各層的材料及厚度。
空穴注入層厚度為60nm,材料為HI-406, Idemitsu日本出光興產的 三苯基胺衍生物)。
空穴傳輸層厚度為20nm,材料為HT-302,日本出光興產的三苯基胺 衍生物。
藍發光層厚度為10nm,材料為摻雜有BD-04(日本出光興產的蒽 (anthence)衍生物)的BH-01層(日本出光興產的蒽(anthence)衍生物)，其中該 BD-04與BH匿Ol的重量比為2.5:97.5。
紅發光層厚度為25nm,材料為摻雜有RD-Ol(日本出光興產的蒽衍生 物)之BH-Ol層(日本出光興產的蒽衍生物，其中該RD-01與BH-01的重量 比為2.68:97.32。
電子傳輸層厚度為10nm，材料為Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)。 電子注入層厚度為0.7nm，材料為LiF。 金屬電極厚度為100nm,材料為Al。
接著，以PR650及Minolta LSI 10測量該電致發光裝置(6)的光學特性。 請參照圖8，示出該電致發光裝置(6)的操作電壓與電流密度的關系；圖9則 顯示電流密度與亮度的關系；此外，圖10則顯示電流密度與發光效率的關 系。
實施例5
使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超聲振蕩將100nm厚的具有ITO透 明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。 接著于10-乍a的壓力下依序沉積第一空穴注入層、第一空穴傳輸層、第一藍 光發光層、第一紅光發光層、第一電子傳輸層、連接電極結構、第二空穴注 入層、第二空穴傳輸層、第二藍光發光層、第二紅光發光層、第二電子傳輸 層、電子注入層、金屬電極于該ITO電極上，以得到該電致發光裝置(7)。 以下列出各層的材料及厚度。
第一空穴注入層厚度為60nm,材料為HI-406。
第一空穴傳輸層厚度為20nm,材料為HT-302。
第一藍發光層厚度為10nm,材料為摻雜有BD-04的BH-01層，其 中該BD-04以及BH-Ol的重量比為2.5:97.5。
第一紅發光層厚度為25nm，材料為摻雜有RD-01的BH-01層，其 中該RD-01以及BH-Ol的重量比為2.68:97.32。
第一電子傳輸層厚度為10nm,材料為Alq3 (三(8-羥基喹啉)鋁)。
連接電極結構該連接電極結構依序包含具有堿金屬或堿土金屬化合 物的膜層、金屬層及金屬氧化物層。其中，該具有堿金屬或堿土金屬化合物 的膜層的厚度為20nm,材料為摻雜有Cs2C03的Alq3層，其中該Cs2C03以 及Alq3的重量比為1:4%。該金屬層的厚度為lnm,材料為Al。另外，該金 屬氧化物層的厚度為5nm,材料為Mo03。
第二空穴注入層厚度為50nm,材料為HI-406。
第二空穴傳輸層厚度為20nm,材料為HT-302。
第二藍發光層厚度為10nm,材料為摻雜有BH-04的BH-01層，其
中該BH-04以及BH-Ol的重量比為2.5:97.5。
第二紅發光層厚度為25nm,材料為摻雜有RH-01的BH-01層，其 中該RH-Ol以及BH-Ol的重量比為2.68:97.32。
笫二電子傳輸層厚度為25nm,材料為Alq3 (三(8-羥基喹淋)鋁)。 電子注入層厚度為l畫，材料為Cs2C03。 金屬電極厚度為IOO腿，材料為Al。
接著，以PR650及MinoltaLS110測量該電致發光裝置(7)的光學特性。 請參照圖8，示出該電致發光裝置(7)的操作電壓與電流密度的關系；圖9則 顯示電流密度與亮度的關系；此外，圖10則顯示電流密度與發光效率的關 系。
實施例6~7:
實施例6、7所述的電致發光裝置(8)及(9)除了第二空穴注入層的厚度分 別調整為55nm及60nm外，其余與實施例5相同。
請參照第8~10圖，為比較實施例2及實施例5 7—系列的光電特性比 較。如圖所示，亮度(brightness,在20 mA/cm2時)電致發光裝置(7 9) (3600cd/m2) >電致發光裝置(6) (1500cd/m2);發光效率(efficiency,在20 mA/cm2時)電致發光裝置(9)(17.5cd/A)〉電致發光裝置(7)(16.9cd/A)〉電致 發光裝置(8)(16,6cd/A)〉電致發光裝置(6)(8,3cd/A)。此外，請參照圖11,值 得注意的是，電致發光裝置(7 9)所得的發光光譜的最大放射波長(U與單 層器件結構相同，并無色移(color shift)的情形發生。
請參照圖12，顯示本發明所述的包含電致發光裝置的影像顯示系統的 構造示意圖，其中該包含電致發光裝置的影像顯示系統600包含顯示面板 400，該顯示面板具有本發明所述的主動有機電致發光裝置(例如圖2、圖3、 或圖4所示的電致發光二極管100、 200、或300),而該顯示面板400可例 如為有機電致發光二極管面板。仍參照圖5，該顯示面板400可為電子裝置 的一部份(如圖所示的影像顯示系統600)。 一般來說，該影像顯示系統600 包含顯示面板400及輸入單元500，與該顯示面板連接，其中該輸入單元傳 輸信號至該顯示面板，以使該顯示面板顯示影像。該影像顯示系統600可例 如為移動電話、數字相機、PDA(個人數據助理)、筆記本型計算機、桌上型 計算機、電視、車用顯示器、或是可攜式DVD放映機。
雖然本發明已用優選實施例描述如上，但是其并非用于限定本發明， 任何本領域熟練技術人員，在不脫離本發明之精神和范圍內，可作各種變更 和修改，因此本發明的保護范圍應當以所附權利要求界定的范圍為準。
權利要求
1.一種影像顯示系統，包含電致發光二極管，其具有復合電極結構，其中該復合電極結構包含具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層，其中該堿金屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟；以及過渡金屬氧化物或半導體化合物層，其中該過渡金屬氧化物為IB族、IIB族、IVB族、VB族、或VIIIB族金屬的氧化物、Cr的氧化物、或W的氧化物。
2. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該堿金屬或堿土金屬化合 物為含Li、 Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba的氟化物。
3. 如權利要求2所述的影像顯示系統，其中該堿金屬或堿土金屬化合 物為NaF、 KF、 RbF、 CsF、 BeF2、 MgF2、 CaF2、 SrF2、或BaF2。
4. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該堿金屬或堿土金屬化合 物為含Na、 K、 Rb、 Cs、 Be、 Mg、 Ca、 Sr、或Ba的羰基化合物。
5. 如權利要求4所述的影像顯示系統，其中該堿金屬或堿土金屬化合 物為Li2C03、 LiC03、 Na2C03、 NaC03、 K2C03、 KC03、 Rb2C03、 RbC03、 Cs2C03、 CsC03、 BeCO、 BeC03、 MgCO、 MgC03、 CaO、 Ca2C03、 CaC03、 SrCO、 SrC03、 BaCO或BaC03。
6. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該金屬氧化物層包含釩(V) 金屬的氧化物。
7. 如權利要求6所述的影像顯示系統，其中該金屬氧化物層包含VO、 V203、 V02、或V20s。
8. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該金屬氧化物層包含WO、 W203、 W02、 W03、或W20s。
9. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該半導體化合物層包含Si、 Ge、 GaAs、 SiC、或SiGec
10. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該具有堿金屬或堿土金屬 化合物的膜層摻雜有電子傳輸材料。
11. 如權利要求1所述的影像顯示系統，其中該復合電極結構還包含金 屬層，其設置在該具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層與該金屬氧化物層或 半導體化合物層之間。
12. 如權利要求8或11所述的影像顯示系統，其中該金屬層包含A1、 Ag、 Au、或其合金。
13. 如權利要求1所述的影像顯示系統，進一步包含顯示面板，其中該 電致發光二極管為該顯示面板的 一部分。
14. 如權利要求13所述的影像顯示系統，進一步包含電子裝置，該電子 裝置包含該顯示面板；以及輸入單元，其與該顯示面板連接。
15. 如權利要求14所述的影像顯示系統，其中該電子裝置為移動電話、 數字相機、個人數據助理、筆記本型計算機、桌上型計算機、電視、車用顯 示器、或可攜式DVD播放機。
全文摘要
本發明涉及影像顯示系統。該影像顯示系統包含電致發光二極管，該電致發光二極管具有復合電極結構，其中該復合電極結構包含具有堿金屬或堿土金屬化合物的膜層，其中該堿金屬或堿土金屬化合物具有羰基或氟；以及金屬氧化物層或半導體化合物層。
文檔編號H01L27/28GK101106180SQ20061009157
公開日2008年1月16日 申請日期2006年6月8日 優先權日2006年6月8日
發明者盧英瑞, 呂伯彥, 吳忠幟, 徐湘倫, 蔡耀銘, 西川龍司, 陳介偉, 陳良吉 申請人:統寶光電股份有限公司;吳忠幟