专利名称：透明电极及包含此透明电极的有机电致发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光元件，特别涉及一种有机电致发光元件的 电极结构改良。
背景技术：
近年来，随着电子产品发展技术的进步及其日益广泛的应用，像是移动电话、PDA及笔记本电脑的问市，使得与传统显示器相比具有较小体积及电 力消耗特性的平面显示器的需求与日俱增，成为目前最重要的电子应用产品 之一。在平面显示器当中，由于有机电致发光元件具有自发光、高亮度、广 视角、高应答速度及工艺容易等特性，使得有机电致发光元件无疑将成为下 一代平面显示器的最佳选择。有机电致发光元件，主要由两阴、阳电极间夹置多层有机材料层，包含 空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、和电子注入层组成。其中 电极需具有高透射率以利发光层材料所产生的光导出。该透明电极的制备方 式， 一般以溅射方式形成透明且高导电度的金属氧化物，例如铟锡氧化物 (n'o)、或是铟锌氧化物(IZO)。然而，ITO本身功函数的关系，使其只适用 于空穴注入的阳极；若是要作为电子注入的阴极会使元件的操作电压过高， 且在有机层上进行溅射过程会破坏有机材料，造成元件效率下降。此外，IT() 的面电阻会随着时间与挠曲次数而增加，所以ITO耐挠曲性差且不适用于挠 曲式的有机电致发光装置。取代ITO电极的方式，可利用具有高导电度和延展性的金属材质；但金 属的吸收数大唯有在较薄的厚度下才有好的透射率。在前案中US5739545 揭示在薄金属上覆盖一大势垒的半导体材料，如ZnSe、 ZnS或GaN;或是 KP1076368、 JP2003-288993及JP2004-006249在薄金属上覆盖金属氧化物或 有机材料，如MgO、 NPB或Alq3,来提高金属材质的透射率；但前案皆为 双层式的金属电极，工艺较为复杂。因此，如何发展同时具有高导电度、透射率及耐挠曲的透明电极，是目前有机电致发光元件工艺技术上亟需研究的重点之一。发明内容本发明的目的为提供一种高导电度、透射率及挠曲度的透明电极，可应 用于有机电致发光元件。为达上述目的，本发明提供一种透明电极，包括导电层，由金属材质与 金属氧化物共蒸镀而成。为达上述目的，本发明另提供一种有机电致发光元件，包括基板，第一 电极，形成于该基板之上，多层有机材料层，包含空穴注入层、空穴传输层、 发光层、电子传输层、和电子注入层，形成于该第一电极之上，以及第二电 极，形成于该多层有机材料层之上，其中该第一与/或第二电极包括导电层， 由金属材质与金属氧化物共蒸镀而成。为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特 举优选实施例，并配合所附图示，作详细i兌明如下。
图1显示本发明的有机电致发光元件剖面图。图2显示在本发明的透明电极上形成光取出层。 图3显示银掺杂Mo03的透射率。 图4显示银掺杂Mo03的电阻值。 图5显示在银金属层上形成光取出层的透射率。 附图标记说明10a、 10b 有机电致发光元件 12 基板14 第一电才及 16a 空穴注入层16b 空穴传输层 16c 发光层16d 电子传输层 16e 电子注入层18 第二电极 20 光取出层具体实施方式
本发明提供一种透明电极，包括电极层，由金属材质与金属氧化物共蒸 镀而成。金属材质可为钙、镁、铟、钼、铝或银等，其功函数在2.6 eV至5.3 eV，且可依所需的电极功函数来选择适合的金属材质。金属氧化物可为 Mo03、 Sn02、 Te02、 1102或丁3203等，且金属氧化物的折射率大于1.7,优 选大于2.0，金属氧化物的掺杂比例在10%至90%(\￥1%)之间，优选为30% 至70。/。之间。本发明的透明电极的电阻小于50 Q/sq，优选小于20 D/sq， 且在可见光的范围下，透射率大于50%,优选大于70%。此外，本发明的透 明电极可依情况需要作为有机电致发光元件中的阳极与/或阴极。在另一实施例中，更包括光取出层形成于上述透明电极之上。光取出层 的材质可为Mo03、 Sn02、 Te02、 丁102或丁3203等，且折射率大于1.7，优选 大于2.0。额外的光取层可提升电极的透射率，使本发明的透明电极在可见 光的范围下，透射率大于60%，优选大于80%。本发明的透明电极可应用于显示器或需要透明电极的元件上，例如，液 晶显示器元件(LCD)、发光二极体(LED)或有机电致发光元件等(OLED)等， 但不限于此。本发明另提供一种有机电致发光元件。本发明所述的有机电致发光元 件，其特点在于其具上述的掺杂金属氧化物的透明金属电极。本发明所述的 有机电致发光装置，其至少包括基板、阴极、阳极、多层有机材料层。其中， 阴极、阳极之一为上述所提供的透明电极。以下，显示符合本发明所述的有机电致发光元件的实施例，配合附图详 细i兌明^口下请参照图1，该有机电致发光元件10包括基板12,例如玻璃、陶瓷、 塑胶基板、柔性基板或是半导体基板。该基板可视需要加以选用，亦即若期 望形成上发光式(top-emission)有机电致发光元件，则该基板可为不透明基 板此外，若期望形成两面发光式有机电致发光元件，则该基板可为透明基板。接着，形成第一电极14于该基板12的上表面。该第一电极为阳极，其 可为透明电极、金属电极或是复合电极，其材质可例如为可择自于由、镁、 《丐、铅、银、铟、金、鴒、镍、柏、钼、上述元素所形成的合金、铟锡氧化 物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氣化物(AZO)、氧化锌(ZnO)或其结合，而 其形成方式可为热蒸镀、溅射或等离子体增强化学气相沉积方式。接着，形成多层有机材料层16于该第一电极14之上。该多层有机材料 层16至少包含发光层16c,且更可包含空穴注入层16a、空穴传输层16b、电子传输层16d、及电子注入层16e，仍请参照图1。该多层有机材料层16 的各膜层可分别为小分子有机材料或高分子材料，若为小分子有机材料，可 利用真空蒸镀方式形成多层有机材料层；若为高分子材料，则可使用旋转涂 布、喷墨或网版印刷等方式形成多层有机材料层。此外，该发光层16c可包 含主发光体材料及掺杂物(dopant)。掺杂物的掺杂量的多少不关本发明的特 征，不是限制本发明范围的依据。该掺杂物可为能量传移(energy transfer)型 掺杂材料或是载流子捕集(carrier trapping)型掺杂材料，并使元件获致高效率 及高亮度。最后，形成第二电极18于多层有机材料层16之上，第二电极18为阴 极，且值得注意的是，该第二电极18为透明金属电极。此透明金属电极的 金属材质可为一般的金属材质，例如，钓、镁、铟、钼、铝或银等，且功函 数在2.6 eV至5.3 eV。本发明在此金属材质中掺杂金属氧化物以增加透射率-掺杂的方法可为一般现有技术，例如共蒸镀。金属氧化物可为Mo03、 Sn02、 Te02、 Ti02或Ta203等，且金属氧化物的折射率大于1.7，优选大于2.0。金 属氧化物的掺杂比例在10%至90。/。(wt。/o)之间，优选介于30%至70%之间。 本发明的透明金属电极的电阻小于50 Q/sq，优选小于20 Q/sq，且在可见 光的范围下，透射率大于50%，优选大于70%。参照图2，在本发明另一实施例中，更包括在本发明的透明金属电极18 上形成光取出层20。光取出层可为金属氧化物，例如，Mo03、 Sn02、 Te02、 Ti()2或Ta2()3等，折射率大于1.7，优选大于2.0。额外的光取层可提升电极 的透射率，因此可使本发明的透明电极在可见光的范围下，透射率大于60%, 优选大于80%。在另一实施例中，本发明的透明金属电极为第一电极14，形成于基板 12的上表面，其余步骤与上述的实施例类似，相同的程序不再赘述。请参照图3，其显示银在掺杂不同比例的Mo03后的透射率。Mo03的掺 杂比例分别为0 wt%、 33 wt%、 50 wt。/o及66 wt%。由图中可知，掺杂Mo03 后可增加电极的透射率，由纯银的透射率20%@人=550 nm提升至70%@入 =550 nm当以66 wt。/。的Mo03掺杂于银中。请参照图4，其显示银在掺杂不同比例的Mo03后的电阻。Mo03的掺杂 比例分别为0 wt%、 33 wt%、 50 wt%、 66 wt。/。及80 wt%。由图中可知，掺 杂Mo03后会增加电极的电阻，但仍可维持在20 Q/sq以下，因此Mo()3优选的4参杂比例在30 wt。/o至70 wt。/。之间。请参照图5，其显示在银金属电极上形成光取出层，光取出层的材质为 Mo03，厚度分别为0nm、 15nm、 30nm及50nm。由图中可知，光取出层 可增加电极的透射率，由纯4艮的透射率20%@入=550 nm提升至80%@入 =550 nm当以30 nm厚的Mo03覆盖于银中。虽然本发明以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰， 因此本发明的保护范围当由权利要求所界定的为准。
权利要求
1. 一种透明电极，包括导电层，由金属材质与金属氧化物共蒸镀而成。
2. 如权利要求1所述的透明电极，更包括光取出层形成于该透明电极之上。
3. 如权利要求2所述的透明电极，其中该光取出层的折射率大于1.7。
4. 如权利要求2所述的透明电极，其中该光取出层为Mo03、 Sn()2、 Te()2、 Ti02或Ta203。
5. 如权利要求2所述的透明电极，其中该金属氣化物与光取出层的材质相同。
6. 如权利要求1所述的透明电极，其中该金属材质的功函数在2.6 eV 至5.3 eV之间。
7. 如权利要求1所述的透明电极，其中该金属材质为钙、镁、铟、钼、铝或4艮。
8. 如权利要求1所述的透明电极，其中该金属氧化物的折射率大于1.7。
9. 如权利要求1所述的透明电极，其中该金属氧化物为Mo03、 Sn()2、 Te()2、 1102或Ta2()3。
10. 如权利要求1所述的透明电极，其中该金属氧化物的掺杂比例在30。/。 至70%之间。
11. 如权利要求1所述的透明电极，其中该透明电极的电阻小于50 O/sq。
12. 如权利要求1所述的透明电极，其中该透明电极在可见光的范围下， 透射率大于50%。
13. —种有机电致发光元件，包括基板；第一电极，形成于该基板之上； 多层有机材料层，形成于该第一电极之上；以及 第二电极，形成于该多层有机材料层之上， 其中该第一与/或第二电极为权利要求1所述的透明电极。
全文摘要
本发明提供一种透明电极及包含此透明电极的有机电致发光元件。其中透明电极包括电极层，由金属材质与金属氧化物共蒸镀而成，本发明的透明电极具有良好的导电度、透射率及挠曲度，可作为有机电致发光元件的阳极或阴极。此外，更包括在透明电极上形成额外的光取出层，以增加透明电极的透射率。
文档编号H01L51/54GK101226993SQ20071000392
公开日2008年7月23日 申请日期2007年1月18日 优先权日2007年1月18日
发明者曾美榕, 李孟庭, 陈曼玲, 黄月娟 申请人:财团法人工业技术研究院