影像显示系统的制作方法

专利名称：：影像显示系统的制作方法
技术领域：
：本发明关于一种包含电致发光装置的影像显示系统及其制造方法，特别关于一种包含具有P型掺杂空穴注入层的电致发光装置的影像显示系统及其制造方法。
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及笔记型计算机的问市，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，成为目前作重要的电子应用产品之一。在平面显示器当中，由于有机电致发光器件具有自发光、高亮度、广视角、高应答速度及制造容易等特性，使得有机电致发光装置无疑将成为下一代平面显示器的最佳选择。传统有机电致发光装置由于利用半导体材料的迭层及未掺杂的空穴注入层，因此具有较高的驱动电压，且传统有机电致发光的组件的耗电量甚至高于同类型的液晶显示器。为了解决上述驱动电压及耗电量的问题，Huang在其著作"LowVoltageOrganicElectroluminescentDevicesUsingpinStructures"(AppliedPhysicsLetters,Vol.80，No.1,pp139-141(2002))揭露了一种具有p-i-n结构的有机电致发光装置，其特征在于具有一层P型掺杂的空穴注入层。StephenR.Forrest也揭露一种具有p-i-n结构的有机电致发光装置，其特征在于使用有机材料F4-TCNQ(四氟四氰基-对喹啉并二曱烷，2，3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-p-quinodimethane)作为P型掺杂物，并且利用m-MTDATA(4，4',4"-三(3-曱基苯基苯氨基)三苯胺4,4'，4"-tris(3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine)作为该P型掺杂空穴层的主体材料。其可在操作电流为100cd/mS下将驱动电压下降2伏特。然而，由于F4-丁CNQ具有较差的热稳定性，因此很容易在蒸镀时裂解掉，导致有机电致发光装置的可靠度及效能降低。此外，由于F4-TCNQ的蒸镀温度较低，因此F4-TCNQ的掺杂量不容易控制。综上所述，为改善电致发光装置的发光效率，发展出新颖的P型掺杂物来改善具有p-i-n结构的电致发光装置的性能表现，是目前有源型有机电致发光装置制造技术上亟需研究的重点之一。
发明内容有鉴于此，本发明的目的是提供一种包含具有高发光效率的电致发光装置的影像显示系统及其制造方法，以符合平面显示器市场的需求。为达成本发明的目的，该影像显示系统包含具有空穴注入层的有机电致发光二极管，其中该空穴注入层具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(i)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(n)其中至少一边两相邻的R1与其键结的碳原子相连，形成饱和且具有4~20个原子的环，而未成环的W以及I^为独立的氢或卤素原子。根据本发明另一优选实施例，本发明所述的影像显示系统包含电致发光装置，其中该电致发光二极管包含阳极；电致发光层形成于该阳极之上；以及阴极形成于该电致发光层之上，其中该电致发光层包含有P型掺杂的空穴注入层直接形成于阳极之上，该空穴注入层具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物公式(I)公式(II)其中至少一边两相邻的R1与其键结的碳原子相连，形成一饱和且具有420个原子的环，而未成环的P^以及R2为独立的氢或囟素原子。为使本发明之上述目的、特征能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细i兌明如下图1显示本发明一个优选实施例所述的有机电致发光二极管的剖面示意图。图2显示实施例2与对比例1~2所述的电致发光二极管的操作电压与亮度的关系图。图3显示本发明所述的包含有机电致发光二极管的影像显示系统的配置示意图。主要附图标记说明电致发光二极管100;基板110;阳极120;电致发光层130;P型掺杂的空穴注入层131;发光层132;空穴传输层133;电子传输层134;电子注入层135;阴极140;显示面板200;输入单元300;以及电子装置400。具体实施例方式本发明利用P型掺杂的空穴注入层以降低有机电致发光二极管的驱动电压及电能消耗。请参照图1，是显示本发明一个优选实施例所述的影像显示系统所包含的电致发光二极管100。该电致发光二极管100包含基板110、阳极120、电致发光层130以及阴极140。该基板110可为玻璃、塑料、陶瓷基板或半导体基板。该基板可视需要加以选用，即若欲形成上发光式(t叩-emission)有机电致发光组件，则该基板也可为不透明基板；此外，若欲形成下发光或两面发光式有机电致发光组件，则该基板可为透明基板。该阳极120的材质可为透明的金属或金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)、氧化锌(ZnO)、锂、镁、钙、铝、银、铟、金、鵠、镍、柏或上述元素所形成的合金，而形成方法可例如为賊镀、电子束蒸镀、热蒸镀或是化学气相沉积。该电致发光层130可包含P型掺杂的空穴注入层131及发光层132,可还包含空穴传输层133、电子传输层134、及电子注入层135，如图1所示。值得注意的是，该P型掺杂的空穴注入层131可直接形成于该阳极120之上。该电致发光层130的材质可以为有机半导体材料，例如小分子有机材料、高分子化合物材料或有机金属化合物材料，形成方式可为真空蒸镀、旋转涂布、浸没涂布、滚动式涂布、喷墨填充、浮雕法、压印法、物理气相沉积或是化学气相沉积。该发光层132可包含有机电致发光材料及掺杂物(d叩ant),本领域的技术人员可视所使用的有机电致发光材料及所需的组件特性而改变所搭配的掺杂物的掺杂量。因此，掺杂物的掺杂量的多少不属于本发明的特征，不是限制本发明范围的依据。该掺杂物可为能量传移(energytransfer)型掺杂材料或是载流子捕获(carriertrapping)型掺杂材料。该有机电致发光材料可为荧光(fluorescence)发光材料。而在本发明的某些优选实施例中，该有机电致发光材料也可为磷光(phosphorescence)发光材料。该发光层132、空穴传输层133、电子传输层134及电子注入层135的厚度不是本发明的技术特征，并无特别的限制，可视本领域的技术人员的需要调整。本发明的技术特征之一，是该P型掺杂的空穴注入层131包含作为主体的空穴注入材料及P型掺杂物。此外，该空穴注入层具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物，作为P型掺杂物其中至少一边两相邻的R1与其键结的碳原子相连，形成饱和且具有420个原子的环，而未成环的R^以及I^为独立的氢或卣素原子。此外，该公式(I)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>公式(n)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>饱和且具有420个原子的环选自由苯环、噻吩曱环、吡咯环、呋喃环、含硫杂环、及p塞溱(dhhiin)环所组成的族群。其中在该饱和且具有4~20个原子的环可至少具有卣素原子取代氢原子与环上的碳原子键结。具有公式(I)所示结构的化合物可为具有氰基(cyano)取代的衍生物，例如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中X为O、N-R"或S，且112和113为氢原子或卣素原子。再者，具有公式(I)所示结构的化合物可为具有氰基(cyano)取代的衍生物，例如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中X为O、N-W或S，且112及113为氢原子或卣素原子。该阴极140是形成于该电致发光层130上(例如该电子注入层135之上)，可为可注入电子于该有机电致发光层的材质(经由该电子注入层135),例如为低功函数的材料，像是Ca、Ag、Mg、Al、Li或是其任意的合金，形成方法可例如为賊镀、电子束蒸镀、热蒸镀或是化学气相沉积。以下，列举数个实施例，并请配合附图，以说明符合本发明的包含电致发光装置的影像显示系统。P型掺杂物的合成实施例1:合成化合物(A)取0.635g的4,8-双(二氰曱亚基)-4.8-二氢苯并[1，2七:4，5-13，]二噻吩-4,8-又又S同(4，8-Bis(dicyanomethylene)-4.8-dihydrobenzo[l，2-b:4，5-b，]diththiophene-4,8-dione)、3.8g的丙二晴(malononitrile)及10ml吡咬(pyridine)溶于200ml的氯仿。在加入0.8ml的TiCU后，加热回流5小时。冷却后，经过萃取、过滤、浓缩及干燥后，得到红色的化合物(A)，其熔点为332。C。有机电致发光二极管的制备对比例1:使用清洁剂、丙酮及异丙醇以超声波振荡将具有100nm厚的ITO透明电极(阳极)的玻璃基材洗净。以氮气将基材吹干，进一步以UV/臭氧清洁。接着于10-Spa的压力下依序沉积空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及铝电极于该ITO电极上，以获得该有机电致发光二极管装置(l)。以下列出各层的材质及厚度。空穴注入层厚度为1500nm,材质为HI406(由IdemitsuCo.，Ltd贩卖制造)。空穴传输层厚度为20nm，材质为NPB(N，N'-两-萘基-两-苯基-联苯胺，N,lST-di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1，1'-biphenyl-1,1'-biphenyl-4，4'-diamine)。发光层厚度为31nm,包括(l)掺杂有BD102(由IdemitsuCo.，Ltd贩卖制造)的BH120(由IdemitsuCo"Ltd贩卖制造)层，其中该BH120/BD102=100A/3.5A，以及(2)掺杂有RD01(由IdemitsuCo.，Ltd贩卖制造)的BH120,其中该BH120/RD01=200A/7A。电子传输层厚度为13nm,材质为Alq3(三-(8-羟基)喹啉4吕)(tris-(8勿droxyquinoline)aluminum)。电子注入层厚度为lnm，材质为氟化锂(LiF)。铝电极厚度为150nm。接着，以PR650(由PhotoResearchInc.购入)及MinoltaLSI10测量该有机电致发光二极管装置(l)的光学特性，其测量结果如表1及图2所示。对比例2:使用清洁剂、丙酮及异丙醇以超声波振荡将具有100nm厚的ITO透明电极(阳极)的玻璃基材洗净。以氮气将基材吹干，进一步以UV/臭氧清洁。接着于10-Spa的压力下依序沉积空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及铝电极于该ITO电极上，以获得该有机电致发光二极管装置(2)。以下列出各层的材质及厚度。空穴注入层厚度为1500nm,材质为掺杂有F4-TCNQ的HI406(由IdemitsuCo.,Ltd贩卖制造)。F4-TCNQ与HI406的重量比为2.5:100.空穴传输层厚度为20nm,材质为NPB(N,N'-两-萘基-两-苯基-联苯胺、N，N'-di-1-naphthyl-N，N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-1，1'-biphenyl-4,4'-diamine)。发光层厚度为31nm，包括(l)掺杂有BD102(由IdemitsuCo.，Ltd贩卖制造)的BH120(由IdemitsuCo"Ltd贩卖制造)层，其中该BH120/BD102=100A/3.5A，以及(2)掺杂有RD01(由IdemitsuCo.，Ltd贩卖制造)的BH120,其中该BH120/RD01=200A/7A。电子传输层厚度为13nm，材质为Alq3(三-(8-羟基)喹啉铝)(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)。电子注入层厚度为lnm，材质为氟化锂(LiF)。铝电极厚度为150nm。接着，以PR650(由PhotoResearchInc.购入)及MinoltaLSI10测量该有机电致发光二极管装置(2)的光学特性，其测量结果如表1及图2所示。实施例2:使用清洁剂、丙酮及异丙醇以超声波振荡将具有100nm厚的ITO透明电极(阳极)的玻璃基材洗净。以氮气将基材吹干，进一步以UV/臭氧清洁。接着于10-Spa的压力下依序沉积P型掺杂的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及铝电极于该ITO电极上，以获得该有机电致发光二极管装置(3)。以下列出各层的材质及厚度。P型掺杂的空穴注入层厚度为1500nm，材质为掺杂有化合物(A)的HI406(由IdemitsuCo.,Ltd贩卖制造)。化合物(A)的重量百分比为4%。空穴传输层厚度为20nm,材质为NPB(N,N'-两-萘基-两-苯基-联苯胺、N，N'-di-l-naphthyl-N，N'-diphenyl-l，1'-bipheny-，1'-biphenyl-4，4'-diamine)。发光层厚度为31nm，包括(l)掺杂有BD102(由IdemitsuCo"Ltd贩卖制造)的BH120(由IdemitsuCo.,Ltd贩卖制造)层，其中该BH120/BD102=100A/3.5A,以及(2)掺杂有RD01(由IdemitsuCo.,Ltd贩卖制造)的BH120,其中该BH120/RD01=200A/7A。电子传输层厚度为13nm，材质为Alq3(三-(8-羟基)喹啉铝)(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)。电子注入层厚度为lnm，材质为氟化锂(LiF)。铝电极厚度为150nm。接着，以PR650(由PhotoResearchInc.购入)及MinoltaLSI10测量该有机电致发光二极管装置(3)的光学特性，其测量结果如表1及图2所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>请参照图2,为实施例2及对比例12所述的发光组件一系列的光电特性比较。如图所示，与对比例相比，有机电致发光二极管装置(3)(实施例2)具有较低的操作电压及较高的效率。由于本发明空穴注入层中的特定掺杂物(例如上述的化合物(A))具有优选的热稳定性及高的蒸镀温度(大于170°C)，因此蒸镀时不会变质且易于控制掺杂比例，因此可解决现有技术P型掺杂化合物所造成的问题，取代传统P型掺杂化合物。本发明具有特定掺杂物的有机电致发光二极管具有优选的可靠度及发光效能。此外，由于其具有极高的蒸镀温度，因此在少量掺杂蒸镀时极易控制其蒸镀速度，进而精准控制掺杂量。请参照图3,显示本发明所述的包含有机电致发光二极管装置的影像显示系统的配置示意图，其中该包含有机电致发光二极管装置的电子装置400可包含显示面板200,该显示面板具有本发明所述的有源有机电致发光装置(例如图1所示的有机电致发光二极管装置100)，而该显示面板200可例如为有机电致发光二极管面板。仍请参照图3，该显示面板200可为电子装置的一部分(如图所示的电子装置400)。一般来说，该电子装置400可包含显示面板200及输入单元300，与该显示面板耦接，其中该输入单元300传输讯号(例如影像讯号)至该显示面板，以使该显示面板200显示影像。该电子装置400可例如为移动电话、数字相机、PDA(个人数据助理)、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器或是可携式DVD放映机。虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然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的情况下，应当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。权利要求1.一种影像显示系统，包含具有空穴注入层的有机电致发光二极管，其中该空穴注入层具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物其中至少一边两相邻的R1与其键结的碳原子相连，形成饱和且具有4～20个原子的环，而未成环的R1以及R2为独立的氢或卤素原子。2.根据权利要求1的影像显示系统，其中在该饱和且具有420个原子的环至少具有卤素原子取代氢原子与环上的碳原子键结。3.根据权利要求1的影像显示系统，其中该饱和且具有420个原子的环选自由苯环、噻吩曱环、吡咯环、呋喃环、含硫杂环、及噻畊(d他iin)环所组成的族群。4.根据权利要求1的影像显示系统，其中具有公式(I)所示结构的化合<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>物包含<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中X为O、N-W或S，且112及113为氢原子或卣素原子。5.根据权利要求1的影像显示系统，其中具有公式(I)所示结构的化合物包含<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中X为O、N-R或S，且W为氢原子或卣素原子。6.根据权利要求1的影像显示系统，其中具有公式(I)所示结构的化合物包含或NC其中X为O、N-R或S,且112及113为氢原子或卤素原子。7.根据权利要求1的影像显示系统，其中具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物作为该空穴注入层的P型掺杂物。8.根据权利要求1的影像显示系统，更包含显示面板，其中该电致发光装置构成该显示面板的一部分。9.根据权利要求8的影像显示系统，更包含电子装置，其中该电子装置包含该显示面^反；以及输入单元，与该显示面板耦接，其中该输入单元传输讯号至该显示面板，以使该显示面板显示影像。10.根据权利要求9的影像显示系统，其中该电子装置为移动电话、数字相机、个人数据助理(PDA)、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器或可携式数字化视频光盘(DVD)播放机。全文摘要本发明有关于一种含电致发光二极管的影像显示系统。该影像显示系统包含具有空穴注入层的有机电致发光二极管，其中该空穴注入层具有如公式(I)或公式(II)所示结构的化合物，其中至少一边两相邻的R¹与其键结的碳原子相连，形成饱和且具有4～20个原子的环，而未成环的R¹以及R²为独立的氢或卤素原子。文档编号H01L51/50GK101222024SQ200810003918公开日2008年7月16日申请日期2008年1月11日优先权日2007年1月11日发明者徐湘伦,陈良吉申请人:统宝光电股份有限公司