专利名称：有机电激发光组件及其制造方法
技术领域：
本发明是有关一种有机电激发光组件，特别是关于一种顶发光(topemission)型式的有机电激发光组件及其制造方法。
背景技术：
有机电激发光组件近来是在显示技术中被热烈地研究与讨论，其可用以制成薄型化的显示器，且相较于另一种薄型化的显示器-液晶显示器而言，有机电激发光组件为一种自发光的组件，液晶显示器则需要背光源，因此有机电激发光组件是更容易达成较饱合的色彩重现度。
请参照图1，其为一现有有机电激发光组件侧剖面示意图。有机电激发光组件100通常依序包括一基板102、一电洞注入电极104、一电洞传输层110、一发光层120、一电子传输层140以及一电子注入电极150。其中，电洞传输层110、发光层120与电子传输层140通常为有机材料并以有机制程来制备。
电子与电洞在发光层120的结合可使得电能转换成为光能，若释放出的光线经由基板102而朝向下方出射有机电激发光组件100，则此种有机电激发光组件100是属于底发光(bottom emission)型式。底发光型式的有机电激发光组件100较为常见，其中的电洞注入电极104可采用透明的铟锡氧化物(ITO)材料，而电子注入电极150则利用低功函数的金属材料，例如铝、钙、镁与银等材料来制作。且利用此类电子注入电极150可反光的特性，使得光线经由基板102而由有机电激发光组件100底部出射。
然而，由于在制作显示器时，一些必要的导线(例如讯号线与扫瞄线)是制作于基板102上，而若是欲制作主动式有机电激发光组件(AMOLEDs)，则更需要在基板102上制作薄膜晶体管数组，这些导线或薄膜晶体管会阻碍光线穿透。因此，底发光型式的有机电激发光组件100是具有开口率的问题。
如图2所示，另一种称为顶发光(top emission)型式的有机电激发光组件100是被提供，其是使光线经由电子注入电极150而由顶部出射，则可使得光线有更佳的使用率。
在发展顶发光型式的有机电激发光组件100时，首先需要的是透明的电子注入电极150，但是在利用透明且导电的铟锡氧化物材料来实施时，首先遭遇到的问题是在溅镀铟锡氧化物时，容易破坏其下方的有机材料。因此，请参考图2，G.Parthasaraty等人提出了以苯二甲蓝-铜化合物(CuPc)当作缓冲层145的技术，该技术在形成电子注入电极150之前，首先提供一层缓冲层145，如此一来则可抵挡溅镀程序的破坏。但本案发明人指出，依据G.Parthasaraty等人所提供的有机电激发光组件100a的电流注入特性极差，因此该技术并不适合更进一步的商业化应用。经实验，依据G.Parthasaraty等人的技术所制备的电激发光组件100a，在工作电压6V时约只有3.7mA/cm2的电流注入效率，而能量效率小于11m/W。
请参照图3，图3是显示另一现有技术。Hung Liang-sun等人所提供的另一种关于有机电激发光组件100b的现有技术，其中，缓冲层145仍然采用苯二甲蓝-铜化合物(CuPc)，然而其在形成缓冲层145之前，先行镀上了一层薄金属，文献中是以一氟-锂化合物(LiF)接口层143以实行之。此技术是藉由氟-锂化合物接口层143之中的锂扩散至其下方的有机材料中，以使得电子传输层140的铝螯合物的介能障碍(energy barrier)降低，以利电子注入。由此观之，Hung Liang-sun等人似乎解决了图2所示现有技术的缺点。
然而，本案发明人指出，图3所示的现有技术之中，由于锂容易进一步地扩散至发光层120内部，因此会损耗有机电激发光组件100b的组件寿命。此外，发光层120、电子传输层140与缓冲层145皆可利用有机制程设备(organic chamber)来制作，然而氟-锂化合物接口层143则需要利用金属制程设备(metal chamber)来制作，因此图3的现有技术在形成发光层120与电子传输层140等有机材料(在有机制程设备中)之后，至少需要移至金属制程设备、再移至有机制程设备、最后再移至溅镀制程设备(sputtering chamber)以形成电子注入电极150，至少需要三次的制程转移，因此制程复杂为此种现有技术的一项缺点。
有鉴于此，如何提供一种顶发光型式的有机电激发光组件，且同时能解决现有技术中，溅镀程序的破坏、电流注入效率的低落、组件寿命过短以及制程复杂...等种种缺点，为当前技术所缺乏且需要发展的方向。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种具有高电流注入效率的顶发光型式的有机电激发光组件。
本发明的另一目的是在于改善现有技术中有机电激发光组件的组件寿命过短的缺点。
本发明的另一目的是在于提供一种制程简易的有机电激发光组件制造方法。
本发明是提供一种有机电激发光组件与其制造方法，有机电激发光组件包括一基板、一电洞注入电极形成于该基板上、一有机层形成于该电洞注入层上、一缓冲层形成于该有机层上，以及一电子注入电极于该缓冲层上。其中，缓冲层可在形成该电子注入电极的高能量镀膜程序中保护下方的有机层。本发明的有机层至少包括一发光层以及一电子传输层形成于该发光层上。该电子传输层至少包括一氟-铯(CsF)化合物，可降低介能障碍(energybarrier)，以利电子注入。
图1为一现有有机电激发光组件侧剖面示意图；图2为一现有顶发光型式的有机电激发光组件；图3为另一现有顶发光型式的有机电激发光组件；以及图4为本发明有机电激发光组件侧剖面示意图。
符号说明有机电激发光组件100、100a、100b、200 基板102、202电洞注入电极104、204 电洞传输层110、210
发光层120、220 电子传输层140、240氟-锂化合物接口层143 缓冲层145、245电子注入电极150、250 有机层23第一电子传输层241第二电子传输层2具体实施方式
请参照图4，图4为本发明有机电激发光组件侧剖面示意图。在制作有机电激发光组件200时，是首先提供一基板202。接着则将电洞注入电极204形成于基板202上。基板202可选自透明或不透明但具有反射性质的材质。而电洞注入电极204可选自透明的导电材质，例如铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)等材料，并以溅镀法来制成；若电洞注入电极204采用金属材质，则可选择导电性较佳的镁、锂金属或合金，并以蒸镀或溅镀方式制作于基板202上。
接着，则形成有机层23于电洞注入电极204上。有机层23可为一多层结构，其至少包括一发光层220以及一电子传输层240，电子传输层240形成于发光层220上，且电子传输层240是包括一氟-铯(CsF)化合物。其中，有机层23可具有一电洞传输层210于发光层220与电洞注入电极204之间。
其中，发光层220材料可以使用Alq3、NPB、CuPc、C545T、DCJTB、CBP、Balq、Ir(ppy)3等萤光或磷光色素或螯合物材料。形成方法是选自真空蒸镀法、电子束加热的真空蒸镀法、离子化蒸镀法、有机分子线蒸镀法、电浆聚合法、真空蒸镀聚合法、有机分子线蒸镀法、电浆聚合法、真空蒸镀聚合法、浸泡被覆法、旋转披覆法、Langmuir-Blodgett(LB)薄膜法、Sol-Gel法、电解聚合法....等。
之后，则形成电子传输层240于发光层220之上。电子传输层240的形成方法是包括1)沉积一金属螯合物于该发光层上；以及2)将氟-铯化合物(CsF)搀杂至上述金属螯合物中。其中，金属螯合物例如铝螯合物(Alq3)，而氟-铯化合物(CsF)的搀杂方式则可为例如热蒸镀法。
当搀杂氟-铯化合物(CsF)时，可使得氟-铯化合物仅搀杂至部分的金属螯合物，而使得电子传输层240成为一双层结构，如图4所示，其是包括一第一电子传输层241与一第二电子传输层242，第二电子传输层242位于第一电子传输层241上。其中第二电子传输层242包含上述氟-铯化合物与金属螯合物；而第一电子传输层241仅包含金属螯合物，例如铝螯合物。
后续，则形成缓冲层245于有机层23上，实施上，缓冲层245包括一苯二甲蓝材料(phthalocyanine material)，例如苯二甲蓝-铜化合物(CuPc)。关于上述形成有机层23的步骤，直至形成其上方的缓冲层245的步骤，皆可在有机制程设备(organic chamber)中完成，即便是其间形成电子传输层240的步骤亦不需进行制程或设备的转移，可直接在有机制程设备中进行。
最后，电子注入电极250则形成于缓冲层245上，电子注入电极250是选用透明可导电材料例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)，其是以高能量的镀膜法，例如溅镀，以成膜于缓冲层245上，缓冲层245可在溅镀时保护下方各层结构。
由上述本发明有机电激发光组件200的制法说明可看出，相较于现有技术，本发明是具有制程简易的优点。在图3相关的现有技术说明中已及，HungLiang-sun等人所提供的技术，在形成发光层之后，至少需要需要三次的制程转移(有机制程设备→金属制程设备→有机制程设备→溅镀制程设备)，而本发明自发光层120直至缓冲层245皆可在有机制程设备中制作，仅需在形成电子注入电极250时移至溅镀制程设备中，仅一次的转移，是大幅地提升制程的效率。
进一步依据本发明所提供的技术，对本发明的有机电激发光组件200进行电流注入与电流效率的实测，在工作电压6V的情况下，本发明有机电激发光组件200为52mA/cm2，不但较图2所示G.Parthasaraty等人所提供的现有技术高出十数倍，且亦高于图3所示Hung Liang-sun等人所提供的现有技术。而本发明的能量效率约为11.61m/W，亦高于上述二种现有技术(分别约为小于11m/W，与91m/W)。除此之外，本发明有机电激发光组件200的亮度在2000nits时，其组件寿命是可达一千五百小时以上，现有技术中，锂容易进一步地扩散至发光层内部，而损耗有机电激发光组件的组件寿命的现有缺点已有效地改善。
本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例尔。对熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在所述的申请专利范围内。
权利要求
1.一种有机电激发光组件，至少包括一基板；一电洞注入电极形成于该基板上；一有机层形成于该电洞注入电极上，该有机层至少包括一发光层，以及一电子传输层形成于该发光层上，该电子传输层是包括一氟-铯化合物；一缓冲层形成于该有机层上；以及一电子注入电极形成于该缓冲层上。
2.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其中该电子传输层更包括一金属螯合物。
3.根据权利要求2所述的有机电激发光组件，其中该金属螯合物为一铝螯合物。
4.根据0权利要求1所述的有机电激发光组件，其中该电子传输层为一双层结构，包括一第一电子传输层与一第二电子传输层位于该第一电子传输层上，其中该第二电子传输层包括该氟-铯化合物。
5.根据权利要求4所述的有机电激发光组件，其中该第二电子传输层包括一金属螯合物。
6.根据权利要求5所述的有机电激发光组件，其中该金属螯合物为铝螯合物。
7.根据权利要求4所述的有机电激发光组件，其中该第一电子传输层包括一金属螯合物。
8.根据权利要求7所述的有机电激发光组件，其中该金属螯合物为铝螯合物。
9.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其中该缓冲层是包括一苯二甲蓝材料。
10.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其中该缓冲层是包括一苯二甲蓝-铜化合物。
11.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其中该有机层更包括一电洞传输层，形成于该发光层下。
12.一种有机电激发光组件的制造方法，依序至少包括提供一基板；形成一电洞注入电极于该基板上；形成一有机层于该电洞注入电极上，该有机层至少包括一发光层，以及一电子传输层形成于该发光层上，该电子传输层是包括一氟-铯化合物；形成一缓冲层形成于该有机层上；以及形成一电子注入电极于该缓冲层上。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中该电子传输层的形成方法包括沉积一金属螯合物于该发光层上；以及将该氟-铯化合物搀杂至该金属螯合物中。
全文摘要
一种有机电激发光组件包括一基板、一电洞注入电极形成于该基板上、一有机层形成于该电洞注入层上、一缓冲层形成于该有机层上，以及一电子注入电极于该缓冲层上。该缓冲层可在形成该电子注入电极时保护该有机层。其中，该有机层至少包括一发光层，以及一电子传输层形成于该发光层上。该电子传输层至少包括一氟－铯(CsF)化合物。
文档编号H05B33/10GK1845647SQ200510063270
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者李世昊, 游宗烨 申请人:友达光电股份有限公司