专利名称：全彩有机电致发光显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种平面显示装置，尤其指一种适用于彩色显示的有机电致发光显示装置。
而公知技术的彩色滤光片法如图2所示，该技术是于基扳200上印刷一层彩色滤光片210，该彩色滤光片上置有一有机白光混成层220，该有机白光混成层主要是由桔色有机发光体222与蓝色有机发光体224组成。本技术主要是利用，例如蓝色有机发光体230所发出的蓝光与桔色有机发光体220所发出的桔光混合形成白光，再经由彩色滤光片210产生各种色彩。但此技术的最大缺点在于所形成的白光并非由三原色混合而成，而是利用如蓝色与桔色的互补色混成的白光，如此的白光频谱并非一均匀分布的宽带频谱，频谱上会出现肩峰，纯度并非很理想，无法满足高品质的全彩显示器色彩标准的要求。
再者也曾有提议一新型的全彩有机发光二极管技术，利用发射紫外光的有机发光二极管，所产生的紫光激发预先定位好的红、蓝、绿三色萤光体，以产生全彩的效果。然此法所产生的紫外光由于能量较强，对于有机发光二极管元件中所使用的有机官能材料会产生劣化的效应而降低使用寿命；且紫外光也容易被其元件结构中的其他材料所吸收，使得光转换效率降低；若有无法完全转换的残余的紫外光逸出对人眼更会造成伤害。
因此，目前市面上仍需要一种新的全彩技术，可避免上述制程问题，同时可达到色彩解析度高，发光均匀且纯度理想，并可应用于大尺寸萤幕的全彩有机电致发光显示装置。
本发明的另一目的在于提供有机电致发光显示装置的制造方法，不须使用红色有机发光材料，并可提高白色光色的纯度。
为实现上述目的，本发明提供的全彩有机电致发光显示装置，包括一基板；一第一电极层(阴极)，位于该基扳的一侧；一第二电极层(阳极)，夹置于该第一电极层(阴极)与该基板之间；至少一有机电致发光层，夹置于该第二电极层(阳极)与该第一电极层(阴极)之间；以及一萤光粉体色转换层，夹置于该第二极层(阳极)与该基板之间；其中该有机电致发光层经电流激发后发出主要波长介于蓝光波长范围之间的光；
该萤光粉体色转换层是将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光，转换为红光或绿光，以产生红、蓝、绿各颜色的独立图素资讯。
还包含一隔离层，该隔离层夹置于该第二电极层(阳极)与该萤光粉体色转换层之间，且该隔离层夹置于该第二电极层与该萤光粉体色转换层之间，以保护该萤光粉体色转换层。
还包含一保护层，该保护层位于该第一电极层(阴极)的表面以保护该第一电极层(阴极)，该保护层如Aromatic Polyimide、Parylene或TeflonCopolymer。
还包含至少一暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
其中该第二电极层(阳极)为一透明电极层。
其中该第二电极层(阳极)为铟锡氧化物(ITO)。
其中该隔离层为透明的环氧树脂、聚亚酰胺树脂、硅酮或无机透明黏著剂如SiO2或TiO2。
其中该有机电致发光层为高分子有机电致发光层或小分子有机电致发光层，用于产生短波长蓝光以激发萤光粉体色转换层为红光与绿光。
其中该萤光粉体为无机萤先粉体。
其中该第一电极层(阴极)为复数个条状电极，该第二电极层(阳极)为复数个条状电极，且该第一电极层(阴极)与该第二电极层(阳极)交错。
本发明提供的全彩有机电致发光显示装置的制造方法，包括以下的步骤于一基板上形成一萤光粉体色转换层；于该萤光粉体色转换层上形成一第二电极层(阳极)层；于该第二电极层(阳极)上形成至少一有机电致发光层；以及于该有机电致发光层上形成一第一电极层(阴极)；其中，该有机电致发光层经电流激发后发出主要波长介于蓝光的波长范围之间的光；该萤光粉体色转换层将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光，转换为红光或绿光，以产生产生红、蓝、绿各颜色的独立图素资讯。
其还包含于萤光粉体色转换层形成后，于该萤光粉体色转换层上形成一透明隔离层，且该透明隔离层夹置于该第二电极层与该萤光粉体色转换层之间，以保护该萤光粉体色转换层。
其还包含于该萤光粉体色转换层形成后，于该基板上形成暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
其还包含于该隔离层形成前，于该基板上形成暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
其中该萤光粉体转换层以沉积法形成。
其中该第二电极层(阳极)为铟锡氧化物(ITO)。
其中该隔离层为透明的环氧树脂、聚亚酰胺树脂、硅酮或无机透明黏著剂如SiO2或TiO2。
其中该有机电致发光层为高分子有机电致发光层或小分子有机电激发光层。
其中该萤光粉体为无机萤光粉体。
其中该第一电极层(阴极)为复数个条状电极，该第二电极层(阳极)为复数个条状电极，且该第一电极层(阴极)与该第二电极层(阳极)交错。
图2为公知“彩色滤光片法”的示意图。
图3为本发明有机电致发光显示装置的一较佳例的示意图。
本发明较佳可包含一隔离层，该隔离层夹置于该第二电极层(阳极)与该萤光粉体色转换层之间，且该隔离层夹置于该第二电极层与该萤光粉体色转换层之间，以保护该萤光粉体色转换层。并可进一步包含一保护层，该保护层位于该第一电极层(阴极)的表面以保护该第一电极层(阴极)。本发明的萤光粉体色转换层之间或萤光粉体色转换层与基板间可以选择性地形成一遮光的暗色吸光矩阵框，用以减少环境光的干扰，防止漏光以及增加图素边缘的影像锐化。
本发明的色转换层为一由萤光粉体以及黏合性聚合物所组成的薄层，其用以将有机电致发光层经电流激发所发出的光转换为红光，绿光或蓝光，以产生色彩。整个色转换层结构由可吸收短波长蓝光的萤光粉体，经均匀混合后以湿式涂布或干式沉积方式成型。该萤光粉体的选择条件较佳为可耐高强度光照、能与有机蓝色，白光或紫外光发光元件混成红光，绿光或蓝光、对温度稳定性佳，以及对环境耐候性佳。本发明黏合性聚合物较佳为透明环氧树脂、聚亚酰胺树脂、尿素树脂、硅酮或无机透明黏著剂。无机透明黏著剂较佳可为SiO2或TiO2。其中该透明环氧树脂较佳为适用于湿式涂布制程，该透明黏著剂则较适用于干式沉积制程。该萤光粉体与黏合性聚合物之间的比例可依据各颜色的发光效率调整，以达到发光效率平衡。色转换层中萤光粉体的分布可由调整色转换层的结构、萤光粉体的形成温度、黏度、晶体结构与粒径分布来控制。本发明有机电致发光显示装置，可视需要地还包含一隔离层，该隔离层夹置于该第二电极层(阳极)与该色转换层之间，且该隔离层夹置于该第二电极层(阳极)与该基板之间，以保护该色转换层。本发明的隔离层材料无限制，较佳为透明环氧树脂、聚亚酰胺树脂、尿素树脂、硅酮或无机透明黏著剂。无机透明黏著剂较佳可为SiO2或TiO2。其中该透明环氧树脂较佳为适用于湿式涂布制程，该透明黏著剂则较适用于干式沉积制程。
本发明所使用的萤光粉体种类无限制，较佳为掺有稀土元素的Y3Al5O12(YAG)萤光粉体。因为在晶格中稀土族元素可取代部分Y，因此形成Y2.9R0.1Al5O12(R为稀土元素)。而YAG为一热稳定的透明物质，在加入不同稀土元素后，可发出不同颜色的光。例如加入Tb于Y3Al5O12(YAG)会发绿光，加入Ce则会发黄光。
上述的色转换层的制备方法可分为湿式制程与干式制程两种方式。湿式制程之一方法是将所需萤光粉体末秤重计量后直接掺合，加入适当溶剂与环氧树脂混合；其湿式制程的另一方式为利用溶胶凝胶或共沉法将萤光粉体末于溶液原子级状态下混合后，再与环氧树脂混合。之后可利用旋转涂布或印刷涂布方式，旋涂于隔离层或发光面板上，之后再加以烘烤除去溶剂与水分，再视需要涂布或沉积一层保护层后完成白光色转换层，为一原予级微观掺合单层白光的色转换层技术，以克服先前技术发光效率落差太大或发光效率不良的问题。
而干式制程则是将所需萤光粉体末秤重计量后直接掺合或是使用溶胶凝胶或共沉法将萤光粉体末于溶液原子级状态下混合后，再与透明黏著剂如SiO2、TiO2混合。沉积时须考量不同颜色萤光粉体的沉积速率不同，来进行蒸镀、溅镀或离子束沉积，直接于隔离层或发光面板上形成一白光色转换层，并可在同样制程中沉积另一保护层，完成白光色转换层结构。
本发明的有机电光元件显示器较佳为具有红、绿及蓝复数发光像素(pixel)阵列的显示面板，以显示影像；本发明的有机电光元件显示器当然也可以因需要而为单色复数发光像素(pixel)阵列的显示面板。本发明制造的有机电致发光显示面板可应用于任何影像、图片、符号及文字显示的用途或设备，较佳为电视、电脑、印表机、萤幕、运输载具(vehicle)的显示板、信号机器、通讯设备、电话、灯具、车灯、交谈式电子书、微显示器(microdisplay)、钓鱼(fishing)设备的显示、个人数字助理(personaldigital assistant)、游戏机(game)、飞机(airplane)设备的显示及游戏眼罩的显示等。
为更了解本发明的技术内容，特举有机电致发光显示装置较佳具体实施例说明如下。
实施例1 有机电致发光显示装置请参照本发明的图3，图3为本发明有机电致发光显示装置的一较佳例的示意图。本发明有机电致发光显示装置为一被动式有机电致发光显示装置，包含一基板300；一阴极(第一电极层)352；一阳极(第二电极层)354；一蓝色有机电致发光层350；以及一萤光粉体色转换层310，该萤光粉体色转换层310包含复数个红色萤光体314、绿色萤光体316与透明图素体318；暗色吸光罩网312；隔离层(overcoating)340；隔绝体360以及一阴极保护层370。
其中基板300的表面为先形成暗色吸光罩网与复数个红色萤光体314、绿色萤光体316与透明图素体318，该萤光粉体色转换层将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光转换为红光或绿光；因此每一个萤光体314、316或318对应一图素。此处所称的图素指的是由阴极(第一电极层)352，阳极(第二电极层)354以及有机电致发光层350所构成。本较佳例的有机电致发光层可以选择性地为多层的结构，于本较佳例为单层的有机电致发光层。该暗色吸光矩阵框312为一黑色的遮光罩，其用以遮蔽图素边缘的散射光。该暗色吸光矩阵框312围绕于该圈素的边缘以定义图素的范围。而于黑色吸光罩网312及该萤光粉体色转换层310的上则形成一隔离层(overcoating)340，该隔离层(overcoating)是用以保护黑色暗色吸光罩网及该滤光片。隔离层(overcoating)340之上，设有一条状透明铟锡氧化物层(ITO层)354。该铟锡氧化物层(ITO层)354之间，可选择性地形成有平行隔绝体隔离，作为画素间阴极物质形成时，分隔阴极物质范围之用。于铟锡氧化物层(ITO层)之上，蒸镀或溅镀有机发光层350，用以发出特定波长领域的光。于本较佳例中，该有机发光层350为经通过电流激发后发出波长为蓝色波长范围的光。
本较佳例的有机电致发光显示装置的制造，是先制备一萤光粉体，以于基板上形成一萤光体层之用。该萤光粉体是以草酸-三乙基胺共沉法制备。该制备方法约略如下本制备例以草酸-三乙基胺共沉法制备YAG萤光粉体。将个别的R(NO3)3(R为La、Ce、Pr、Sm、Tb、Ho、Tm，或Yb)、Y(NO3)3与Al(NO3)3依计量比混合，使其完全溶于25毫升去离子水中，同时加入15毫升三乙基胺与10毫升1.2M草酸，制备中pH值约为10.22，此时有白色胶体沉淀产生。搅拌数分钟后进行抽气过滤，过滤后，将白色粉末放入烘箱烘干，约12小时后取出。之后将白色粉末放入高温炉中烧解，烧解的进行首先于300℃停留1小时，随之再升温至500℃停留1小时，最后于1000℃停留24小时，待冷却后即可得掺有稀土元素的萤光粉体。制得的萤光粉体具约120n sec短残光特性，可应用于应答速度快的元件上。
本实施例根据不同发光来源所制备的萤光粉体成分如下表1表1
待萤光粉体层制备完成后，继之进行白光色转换层的制备。其制备的方法约略如下制备例2及3所述制备例2色转换层的制备-湿式制程该萤光材料的特定剂量比例，由该长波长发光频谱依平衡不同三原色萤光材料发光效率的原理调制，使用溶胶凝胶法，与环氧树脂于溶液原子级状态下混合。
制备例3色转换层的制备-干式制程在干式制程里，萤光材料与透明介质直接秤重计量后均匀掺合，制成靶材，或以溶胶-凝胶，或以共沉法制成的靶材，进行蒸镀、溅镀或离子束沉积，在有机发光二极管上形成平面化萤光色转换层，其中萤光材料的特定剂量比例，是由平衡不同萤光材料的沉积速率差异的原理所决定，使得该有机发光二极管的短波长转换为长波长发光频谱。
本实施例中是先于基板300上形成暗色吸光罩网，再以蒸镀方式，并依红、绿、蓝的矩阵沉积形成复数个红色萤光体314、绿色萤光体316与透明图素体318。再于该萤光体色转换层310上沉积形成一隔离层340，并于该隔离层340上以溅镀方式形成一阳极层354；阳极层354的形成是将ITO透明电极物质以黄光微影图样(pattern)的方法于基板上形成平行长条形透明电极。充分清洗干净。接著于基板上将正型化学增幅型隔绝体组成物以旋涂的方式形成一厚度均匀的隔绝体层360。而后将此已经涂覆正型化学增幅型隔绝体组成物的基板于烘箱中进行前烘烤(prebake)，接著使用具有条形图样的光罩，配合曝光机具于基板上进行曝光。而后将此基板以曝光后烘烤(PEB)处理，而于后烘烤(PEB)处理时同时以导入氢氧化四甲基铵的气氛进行对隔绝体层的表面处理，经显影后于基扳上形成与平行长条形ITO透明电极垂直的平行长条形隔绝体层，且此平行长条形隔绝体层的横截面为具顶宽基部窄形状顶部，厚度0.8μm，长条形隔绝体层线宽0.18μm。之后并于该阳极层344上以蒸镀方式形成一有机电致发光层350，其是以此顶宽基部窄形状的条状隔绝体层为阴影光罩，于诸平行阴影光罩间的间隙区域，以真空蒸镀方式蒸镀上250埃厚度的CuPc(copper phthalocyanine；之后再蒸镀上500埃厚度的NPB(4，4’-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl；之后再蒸镀上500埃厚度的BA-1(Bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)；之后再蒸镀上15埃厚度的LiF；最后以蒸镀方式形成阴极层352，于有机电致发光层350上将阴极电极铝，同样以真空蒸镀方式蒸镀至1000埃厚度，如此而形成有机电光显示元件。最后再于阴极层352上沉积一层保护层370如AromaticPolyimide、Parylene或Teflon Copolymer。
本装置启动时，是经由阴极352与阳极354通以电流，驱使有机发光层350发出蓝光，该蓝光照射于红色萤光体314、绿色萤光体316与透明图素体318，产生红、蓝、绿各颜色的独立图素。
本发明首度提出一单色有机电致发光体为激发光源，再以目前已相当成熟的萤光色转换层技术，分别沉积不同颜色的萤光物质以产生各种色彩，可以克服先前技术红色有机发光材料缺乏的问题。而因为萤光技术相当成熟，本发明可以利用以已知发光效率的各颜色萤光体组成物作为色转换层的材料，发光量均匀，并不会具有公知技术中发光效率落差太大或发光效率不良的问题；进而提供一高亮度、均匀度佳的元件结构，以提供显示器全彩化的应用。另一方面，本发明有机电致发光装置所产生的光非由互补色混合而成，而是由三原色所组成，纯度高且发光均匀，更加强全彩化有机发光显示器的应用价值，并加速商业化问世。
此外，本发明是由有机发光元件的短波蓝光来激发萤光粉体而放出光线，故不会形成特定方向的频谱，可提供均一、宽频的光辐射频谱，尤其适合于扫描器或显示器光源用。
应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种全彩有机电致发光显示装置，包括一基板；一第一电极层(阴极)，位于该基扳的一侧；一第二电极层(阳极)，夹置于该第一电极层(阴极)与该基板之间；至少一有机电致发光层，夹置于该第二电极层(阳极)与该第一电极层(阴极)之间；以及一萤光粉体色转换层，夹置于该第二极层(阳极)与该基板之间；其中该有机电致发光层经电流激发后发出主要波长介于蓝光波长范围之间的光；该萤光粉体色转换层是将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光，转换为红光或绿光，以产生红、蓝、绿各颜色的独立图素资讯。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，还包含一隔离层，该隔离层夹置于该第二电极层(阳极)与该萤光粉体色转换层之间，且该隔离层夹置于该第二电极层与该萤光粉体色转换层之间，以保护该萤光粉体色转换层。
3.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，还包含一保护层，该保护层位于该第一电极层(阴极)的表面以保护该第一电极层(阴极)，该保护层如Aromatic Polyimide、Parylene或TeflonCopolymer。
4.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，还包含至少一暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
5.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该第二电极层(阳极)为一透明电极层。
6.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该第二电极层(阳极)为铟锡氧化物(ITO)。
7.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该隔离层为透明的环氧树脂、聚亚酰胺树脂、硅酮或无机透明黏著剂如SiO2或TiO2。
8.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该有机电致发光层为高分子有机电致发光层或小分子有机电致发光层，用于产生短波长蓝光以激发萤光粉体色转换层为红光与绿光。
9.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该萤光粉体为无机萤先粉体。
10.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其特征在于，其中该第一电极层(阴极)为复数个条状电极，该第二电极层(阳极)为复数个条状电极，且该第一电极层(阴极)与该第二电极层(阳极)交错。
11.一种全彩有机电致发光显示装置的制造方法，包括以下的步骤于一基板上形成一萤光粉体色转换层；于该萤光粉体色转换层上形成一第二电极层(阳极)层；于该第二电极层(阳极)上形成至少一有机电致发光层；以及于该有机电致发光层上形成一第一电极层(阴极)；其中，该有机电致发光层经电流激发后发出主要波长介于蓝光的波长范围之间的光；该萤光粉体色转换层将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光，转换为红光或绿光，以产生产生红、蓝、绿各颜色的独立图素资讯。
12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其还包含于萤光粉体色转换层形成后，于该萤光粉体色转换层上形成一透明隔离层，且该透明隔离层夹置于该第二电极层与该萤光粉体色转换层之间，以保护该萤光粉体色转换层。
13.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其还包含于该萤光粉体色转换层形成后，于该基板上形成暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
14.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，其还包含于该隔离层形成前，于该基板上形成暗色吸光矩阵框，该暗色吸光矩阵框位于该萤光粉体色转换层的图素周缘以防止漏光。
15.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中该萤光粉体转换层以沉积法形成。
16.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中该第二电极层(阳极)为铟锡氧化物(ITO)。
17.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，其中该隔离层为透明的环氧树脂、聚亚酰胺树脂、硅酮或无机透明黏著剂如SiO2或TiO2。
18.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中该有机电致发光层为高分子有机电致发光层或小分子有机电激发光层。
19.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中该萤光粉体为无机萤光粉体。
20.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中该第一电极层(阴极)为复数个条状电极，该第二电极层(阳极)为复数个条状电极，且该第一电极层(阴极)与该第二电极层(阳极)交错。
全文摘要
一种全彩有机电致发光显示装置，包括一基板；一位于该基板的一侧的第一电极层(阴极)；一夹置于该第一电极层(阴极)与该基板之间的第二电极层(阳极)；至少一夹置于该第二电极层(阳极)与该第一电极层(阴极)之间的有机电致发光层；以及一夹置于该第二极层(阳极)与该基板之间的荧光粉体色转换层。其中该有机电致发光层经电流激发后发出主要波长范围为蓝光的辐射光；该荧光粉体色转换层将该有机电致发光层经电流激发所发出的蓝光转换为红光或绿光。本发明亦相关于该有机电致发光显示装置的制造方法。
文档编号H05B33/10GK1464766SQ0212491
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月25日 优先权日2002年6月25日
发明者卢添荣 申请人:铼宝科技股份有限公司