专利名称：有机电激发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面显示装置，特别是涉及一种有机电激发光装置(organic electro-luminescence device，OELD)，用以改善影像色彩的品质。
背景技术：
有机电激发光装置(OELD)或发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)，为一种使用有机材料的自发光型元件。相较于传统的无机发光二极管(LED)需严格的长晶要求，有机电激发光装置可轻易制作在大面积基板上，形成非晶质(amorphous)薄膜。另一方面，有机电激发光装置也异于液晶显示技术，不需要背光板(backlight)，因此可简化工艺。随着技术迅速的发展，未来有机电激发光装置将应用在个人数字助理、数码相机等小尺寸全彩显示面板上，一旦此技术更趋成熟时，将可扩展至大尺寸的计算机及电视屏幕上，甚至应用于可挠式显示器。
请参照图1，其绘示出现有的有机电激发光装置。有机电激发光装置10包括一阳极100、一阴极114以及设置于阳极100与阴极114之间的多层有机材料层110。其中，多层有机材料层110包括一邻近阳极100的空穴传输层(hole transport layer，HTL)104、一邻近阴极的电子传输层(electrontransport layer，ETL)108、及设置于空穴传输层104与电子传输层108之间的电激发光层(electro-luminescence layer，EL)106。另外，若阳极100为金属材料，可选择性地在阳极100与空穴传输层104之间设置一铟锡氧化物(ITO)层102，使阳极100的功函数能与多层有机材料层110相匹配。
当施加一电位差于阴极114与阳极100之间时，电子会从阴极114注入电子传输层108，并穿越电子传输层108及电激发光层106。同时，空穴会从阳极100注入并穿越空穴传输层104。之后，电子与空穴会于邻近电激发光层106与空穴传输层104的界面重新结合(recombine)而以发光的形式来释放能量。
典型的有机电激发光装置分为底部发光(bottom-emitting)和顶部发光(top-emitting)两种类型。对于全彩有源矩阵式有机电激发光显示器(AM-OELDs)中，结合白光有机电激发光装置及滤光片而构成之。然而，对于全彩有源矩阵式有机电激发光显示器而言，提供均匀一致的驱动电流是相当重要的。为了获得均匀一致的驱动电流，必须于驱动电路中使用四个以上的薄膜晶体管搭配一个电容。底部发光有机电激发光装置的发光面积受限于薄膜晶体管。当装置的薄膜晶体管数量增加时，有机电激发光装置的开口率(aperture ratio，AR)会缩小。为了维持面板亮度，耗电量会因而增加，使电激发光装置的寿命缩短。相反地，顶部发光有机电激发光显示装置的发光面积并未受限于薄膜晶体管，所以不会缩短其寿命。然而，对于白光顶部发光电激发光装置而言，由于微腔效应(microcavity effect)，使白光产生干涉而变成单色光(mono-chromatic light)。亦即，微腔效应会降低光谱的半高宽(full width at halfmaxima，FWHM)，而无法产生具有宽发射波段(broademissive band)的白光，降低有机电激发光装置的效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机电激发光装置，其利用特定的阴极及多层有机材料层的组合，以改善其发射光色(light emitting color)而增加装置的效率。
本发明提供一种有机电激发光装置，包括一金属阳极、一多层有机材料层以及一复合阴极。多层有机材料层位于金属阳极上，其包括一碳氟化合物层与金属阳极接触。复合阴极位于多层有机材料层上，其包括一低功函数金属层、一低活性金属层以及一上盖层。低活性金属层位于低功函数金属层上。而上盖层位于低活性金属层上。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。
图1绘示出现有的有机电激发光装置的剖面示意图。
图2绘示出根据本发明实施例的有机电激发光装置的剖面示意图。
图3绘示出阳极反射率(％)与光波长(nm)的关系曲线图。
图4绘示出电激发光强度(a.u.)与光波长(nm)的关系曲线图。
简单符号说明现有10～有机电激发光装置；100～阳极；102～铟锡氧化物层；104～空穴传输层；106～电激发光层；108～电子传输层；110～多层有机材料层；114～阴极。
本发明20～有机电激发光装置；200～金属阳极；201～碳氟化合物层；210～多层有机材料层；212～低功函数金属层；214～低活性金属层；216～上盖层；218～复合阴极。
具体实施例方式
以下配合图2说明本发明实施例的有机电激发光装置。请参照图2，有机电激发光装置20包括一金属阳极200、一复合阴极218、以及位于金属阳极200与复合阴极218之间的一多层有机材料层210。金属阳极200的材料包括银或铝金属。
在本实施例中，多层有机材料层210包括一邻近金属阳极200的空穴注入层(hole injection layer，HIL)201、一位于空穴注入层201上的空穴传输层(HTL)(未绘示)、一位于空穴传输层上的电激发光层(EL)(未绘示)、一位于电激发光层上的电子传输层(ETL)(未绘示)以及位于电子传输层与复合阴极218之间的电子注入层(electron injection layer，EIL)(未绘示)。多层有机材料层210的厚度约在1000至5000埃()的范围。
再者，设置于金属阳极200上方并与其接触的空穴注入层201，其材料包括碳氟化合物(CFx)，例如含氢的碳氟化合物(CHF3)。此作为空穴注入层的碳氟化合物层201可降低多层有机材料层210与金属阳极200之间的能障。再者，碳氟化合物层201可降低金属阳极200的反射率以缓和光的干涉效应。
请参照图3，其绘示出阳极反射率(％)与光波长(nm)的关系曲线图，其中实线表示厚度为200nm的单层银金属层，而虚线表示厚度为200nm的银金属层与位于上方的碳氟化合物层的双层结构。由图3可知，在不同的光波长之下，碳氟化合物层201可降低金属阳极200的反射率。在本实施例中，多层有机材料层210中的电激发光层的材料为白光发光材料，其包括两种以上的掺杂物。
复合阴极218包括一低功函数金属层212及一位于低功函数金属层212上的低活性金属层214。相较于以单一薄金属层作为阴极而言，可增加阴极的导电度。在本实施例中，低功函数金属层212的材料包括碱金或碱土金属，例如钙金属。再者，低功函数金属层212的厚度在50至200埃的范围。此处，“低功函数”所表示的是功函数不大于3.0eV。
低活性金属层214的材料包括银、铝或铜金属。再者，低活性金属层214的厚度在50至200埃的范围。此处，“低活性”所表示的是功函数大于氧的电子亲合力，约为3.5eV。
在本实施例中，为了进一步改善有机电激发光装置20的发射光色，复合阴极218需进一步包括一具有适当折射率及穿透率的上盖层216，其位于低活性金属层214上方。举例而言，上盖层216折射率需大于2.0，而其穿透率需大于8.0。因此，上盖层216的材料可包括氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、硫化锌(ZnS)或硒化锌(ZnSe)。另外，上盖层216的厚度必须控制在一特定范围，避免其严重降低复合阴极218的穿透率。在本实施例中，上盖层216厚度在7.5至30nm的范围，而优选为15至22.5nm的范围。
请参照图4，其绘示出电激发光强度(a.u.)与光波长(nm)的关系曲线图，其中曲线A表示现有的白光有机电激发光装置10，如图1所示；曲线B表示根据本发明实施例的白光有机电激发光装置20，如图2所示。由图4可知，没有上盖层以及碳氟化合物层的有机电激发光装置10，其电激发光层所发出的白光因微腔效应使得白光光谱的半高宽降低而变成单色光。相反地，具有上盖层216以及碳氟化合物层201的有机电激发光装置20，电激发光层所发出的白光仍具有宽发射波段。
因此，根据本发明的有机电激发光装置可运用于全彩有源矩阵式有机电激发光显示器，特别是具有顶部发光结构的有机电激发光显示器，以在提供均匀一致的驱动电流的同时，仍能改善显示器的发射光色，进而提升显示器的效率。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种有机电激发光装置，包括金属阳极；多层有机材料层，位于该金属阳极上，其包括碳氟化合物层与该金属阳极接触；以及复合阴极，位于该多层有机材料层上，其包括低功函数金属层；低活性金属层，位于该低功函数金属层上；以及上盖层，位于该低活性金属层上。
2.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该金属阳极包括银或铝金属。
3.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该多层有机材料层包括白光发光材料。
4.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该多层有机材料层包括发光材料，其包括两种以上的掺杂物。
5.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该低功函数金属层包括碱金或碱土金属。
6.如权利要求5所述的有机电激发光装置，其中该低功函数金属层包括钙金属层。
7.如权利要求5所述的有机电激发光装置，其中该低功函数金属层的厚度在50至200埃的范围。
8.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该低活性金属层包括银、铝或铜金属。
9.如权利要求8所述的有机电激发光装置，其中该低活性金属层的厚度在50至200埃的范围。
10.如权利要求1所述的有机电激发光装置，其中该上盖层包括SnO2、WO3、ZnS、或ZnSe。
全文摘要
本发明揭示一种有机电激发光装置，其包括一金属阳极、一复合阴极、以及位于两电极之间的一多层有机材料层。多层有机材料层包括一碳氟化合物层与金属阳极接触。复合阴极包括一低功函数金属层、一位于低功函数金属层上的低活性金属层以及一位于低活性金属层上的上盖层。
文档编号H01L51/52GK1825662SQ20061000713
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者李重君, 李世昊, 陈金鑫, 徐士峰, 黄孝文 申请人:友达光电股份有限公司