专利名称：有机电激发光元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电激发光元件(Organic Electroluminescentdevice，OEL device)及其制造方法，特别是涉及一种同时兼顾发光效率(Luminous efficiency)、寿命(Lifetime)与亮度(Brightness)的有机电激发光元件及其制造方法。
背景技术：
信息通讯产业已经成为现今的主流产业，特别是便携式的各式通讯显示产品更是发展的重点，而平面显示器是为人与信息的沟通界面，因此显得特别重要。现有的平面显示器主要有下列几种有机电激发光显示器(Organic Electro-Luminescent Display，OELD)、电浆显示器(PlasmaDisplay Panel，PDP)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、真空荧光显示器(VacuumFluorescent Display).场致发射显示器(Field Emission Display，FED)以及电变色显示器(Electro-chromic Display)等。其中，有机电激发光显示器以其自发光、无视角依存、省电、制程简易、低成本、低操作温度范围、高应答速度以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器的主流。
有机电激发光显示器，是一种利用有机发光材料自发光的特性来达到显示效果的显示元件。其发光结构主要是由一对电极以及发光层(Emittinglayer，EMT)所构成。当电流通过阳极及阴极间，使电子和电洞在有发光层内结合而产生激子时，便可以使发光层依照其材料的特性，而产生不同颜色的放光机制，此即为有机电激发光元件的发光原理。为了获得高效率发光特性的有机电激发光元件，最普遍的方法是将小分子有机电激发光材料以真空蒸镀方式制成发光层。现将关于有机电激发光元件的结构说明如下。
请参阅图1所示，是一种现有习知有机电激发光元件的剖面示意图。该现有习知的有机电激发光元件100，包括一基板110、配置在基板110上的一阳极120、配置在阳极120上的一发光层130、配置在发光层130上的一阴极140。另外，在阴极140的上方是配置有一盖板160，以将有机电激发光元件100封包起来。
其中，若欲使现有习知的有机电激发光元件100发出白光时，发光层130是设计为由一蓝色发光层132与一橘红色发光层134所构成，藉由其分别发出互补色(Complementary color)的蓝光与橘红光来组成白光。但是，目前蓝色发光材料的寿命仍然偏低，亦即是蓝色发光材料的衰减(Decay)速度快于橘红色发光材料。因此，当蓝色发光层130a发生衰减现象时，有机电激发光元件100所发出的白光即会产生色偏(Chromatic aberration)。
由此可见，上述现有的有机电激发光元件及其制造方法仍存在缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的有机电激发光元件及其制造方法的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的有机电激发光元件及其制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的有机电激发光元件及其制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的有机电激发光元件及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新的有机电激发光元件及其制造方法，所要解决的技术问题是使其藉由深蓝色发光层与浅蓝色发光层的搭配，使得有机电激发光元件可以同时兼顾发光效率、寿命与亮度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种有机电激发光元件，其至少包括一阳极，配置在一基板上；一发光层，配置在该阳极上，该发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且该蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成；以及一阴极，配置在该发光层上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的有机电激发光元件，其中所述的蓝色发光层配置在该阳极上，且该橘红色发光层是配置于该蓝色发光层与该阴极之间。
前述的有机电激发光元件，其中所述的深蓝色发光层是配置在该阳极上，且该浅蓝色发光层是配置于该深蓝色发光层与该橘红色发光层之间。
前述的有机电激发光元件，其中所述的浅蓝色发光层是配置在该阳极上，且该深蓝色发光层是配置于该浅蓝色发光层与该橘红色发光层之间。
前述的有机电激发光元件，其中所述的橘红色发光层是配置在该阳极上，且该蓝色发光层是配置于该橘红色发光层与该阴极之间。
前述的有机电激发光元件，其中所述的深蓝色发光层是配置在该橘红色发光层上，且该浅蓝色发光层是配置于该深蓝色发光层与该阴极之间。
前述的有机电激发光元件，其中所述的浅蓝色发光层是配置在该橘红色发光层上，且该深蓝色发光层是配置于该浅蓝色发光层与该阴极之间。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种有机电激发光元件的制造方法，其至少包括以下步骤在一基板上形成一阳极；在该阳极上形成一发光层，该发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且该蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成；以及在该发光层上形成一阴极。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该发光层的方法包括在该阳极上形成该蓝色发光层；以及在该蓝色发光层上形成该橘红色发光层。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该阳极上形成该深蓝色发光层；以及在该深蓝色发光层上形成该浅蓝色发光层。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该阳极上形成该浅蓝色发光层；以及在该浅蓝色发光层上形成该深蓝色发光层。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该发光层的方法包括在该阳极上形成该橘红色发光层；以及在该橘红色发光层上形成该蓝色发光层。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该橘红色发光层上形成该深蓝色发光层；以及在该深蓝色发光层上形成该浅蓝色发光层。
前述的有机电激发光元件的制造方法，其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该橘红色发光层上形成该浅蓝色发光层；以及在该浅蓝色发光层上形成该深蓝色发光层。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种有机电激发光元件，该有机电激发光元件主要由一基板、一阳极、一发光层以及一阴极所构成。其中，阳极是配置在基板上。发光层是配置在阳极上。发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成。阴极是配置在发光层上。
在一较佳实施例中，蓝色发光层例如是配置在阳极上，且橘红色发光层例如是配置于蓝色发光层与阴极之间。其中，深蓝色发光层例如是配置在阳极上，且浅蓝色发光层例如是配置于深蓝色发光层与橘红色发光层之间。或者，浅蓝色发光层例如是配置在阳极上，且深蓝色发光层例如是配置于浅蓝色发光层与橘红色发光层之间。
在另一较佳实施例中，橘红色发光层亦可配置在阳极上，且蓝色发光层例如是配置于橘红色发光层与阴极之间。其中，深蓝色发光层例如是配置在橘红色发光层上，且浅蓝色发光层例如是配置于深蓝色发光层与阴极之间。或者，浅蓝色发光层例如是配置在橘红色发光层上，且深蓝色发光层例如是配置于浅蓝色发光层与阴极之间。
基于上述目的，本发明还提出一种有机电激发光元件的制造方法。该有机电激发光元件的制造方法，主要是首先在一基板上形成一阳极。接着在阳极上形成一发光层。其中，发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成。之后在发光层上形成一阴极。
在一较佳实施例中，该形成发光层的方法，例如是首先在阳极上形成蓝色发光层，接着例如在蓝色发光层上形成橘红色发光层。其中，形成蓝色发光层的方法例如是首先在阳极上形成深蓝色发光层，接着例如在深蓝色发光层上形成浅蓝色发光层。或者，形成蓝色发光层的方法亦可为首先在阳极上形成浅蓝色发光层，接着例如在浅蓝色发光层上形成深蓝色发光层。
在另一较佳实施例中，该形成发光层的方法，亦可是首先在阳极上形成橘红色发光层，接着例如在橘红色发光层上形成蓝色发光层。其中，形成蓝色发光层的方法例如是首先在橘红色发光层上形成深蓝色发光层，接着例如在深蓝色发光层上形成浅蓝色发光层。或者，形成蓝色发光层的方法亦可是首先在橘红色发光层上形成浅蓝色发光层，接着例如在浅蓝色发光层上形成深蓝色发光层。
经由上述可知，本发明是关于一种有机电激发光元件及其制造方法，该有机电激发光元件，主要是由一基板、一阳极、一发光层以及一阴极所构成。其中，阳极是配置在基板上，发光层是配置在阳极上，阴极是配置在发光层上。发光层是以深蓝色发光层/浅蓝色发光层/橘红色发光层或浅蓝色发光层/深蓝色发光层/橘红色发光层的顺序组合而成。由于深蓝色发光层具有极佳的蓝光光色与亮度，而浅蓝色发光层具有较长的寿命，因此本发明的有机电激发光元件兼具有极佳的蓝光光色、高亮度及长寿命的优点。
借由上述技术方案，本发明有机电激发光元件及其制造方法中，蓝色发光层是由深蓝色发光层与浅蓝色发光层所构成，而深蓝色发光层具有极佳蓝光光色与亮度，浅蓝色发光层则具有高发光效率与较长寿命。因此，本发明的有机电激发光元件兼具有高蓝光光色、高亮度、高发光效率与长寿命的优点。
综上所述，本发明特殊结构的有机电激发光元件及其制造方法，藉由深蓝色发光层与浅蓝色发光层的搭配，使得有机电激发光元件可以同时兼顾发光效率、寿命与亮度，从而更加适于实用。其具有上述诸多优点及实用价值，并在同类产品及制造方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的有机电激发光元件及其制造方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是一种现有习知的有机电激发光元件的剖面示意图。
图2A～图2D是依照本发明较佳实施例的四种有机电激发光元件的结构剖面示意图。
图3A是深蓝色发光层、浅蓝色发光层以及两者搭配时的光谱图。
图3B是深蓝色发光层以及深蓝色发光层搭配浅蓝色发光层时的发光寿命示意图。
图4A～图4K是本发明较佳实施例的蓝色发光层其主发光体与掺质的结构式图。
100有机电激发光元件110基板120阳极130发光层140阴极160盖板200有机电激发光元件210基板220阳极230发光层232蓝色发光层 232a深蓝色发光层232b浅蓝色发光层 234橘红色发光层240阴极260盖板272电洞注入层 274电洞传输层276电子传输层 278电子注入层C1、C2、C3曲线具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的有机电激发光元件及其制造方法其具体结构、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
图2A～图2D是依照本发明的较佳实施例的四种有机电激发光元件的结构剖面示意图，其是一种白光的有机电激发光元件。首先请参阅图2A所示，该有机电激发光元件200，主要是由一基板210、一阳极220、一发光层230以及一阴极240所构成。其中，基板210例如是玻璃基板、塑料基板或可挠式基板(Flexible substrate)。阳极220是配置在基板210上。由于阳极210是用以将电洞有效率的注入发光层230中，因此阳极210的材质是以具有较高的工作函数的材质为较佳。阳极210的材质例如是铟锡氧化物(ITO)、氧化锡、金、银、白金或铜等。发光层230是配置在阳极220上。阴极240是配置在发光层230上，其目的是用以将电子有效率的注入发光层230中。阴极240例如是单层导电层，其材质例如是高功能函数的金属铝或银等。阴极106亦可以是双层导电层，其材质例如是氟化锂/铝、钡/铝、镁/银等。
更进一步的说明，发光层230是由一蓝色发光层232与一橘红色发光层234所叠合而成。由于蓝色发光层232与橘红色发光层234所分别发出的蓝光与橘红光是互为互补色，因此即可获得发出白光的有机电激发光元件200。
尤其重要的是，本发明的蓝色发光层232是由一深蓝色发光层232a与一浅蓝色发光层232b所叠合而成。图3A为深蓝色发光层、浅蓝色发光层以及两者搭配时的光谱图，而图3B为深蓝色发光层以及深蓝色发光层搭配浅蓝色发光层时的发光寿命图。请首先参阅图3A所示，其横轴为波长，而纵轴为光强度。由曲线C3可发现深蓝色发光层所发出的光线的波长较短，因此在经过彩色滤光片(Color Filter，C/F)之后可以获得较佳的亮度与蓝光表现。由曲线C1可发现，浅蓝色发光层所发出的光线可提供部份蓝光与部份绿光，同时也具有提高白光有机电激发光元件的发光效率与整体亮度的功能。而由曲线C2则可发现，同时使用深蓝色发光层以及浅蓝色发光层时，蓝光的色范围(Color gamut)最大。接着请参阅图3B所示，其横轴为时间，而纵轴为光强度。形态(Morphology)较稳定的浅蓝色发光层不仅具有寿命较长的优点，亦可对其他与其相接的材料层产生稳定的作用。
在各色发光层的排列组合方面，蓝色发光层232例如是配置在阳极220上，且橘红色发光层234例如是配置于蓝色发光层232与阴极240之间。其中，如图2A所示，深蓝色发光层232a例如是配置在阳极220上，且浅蓝色发光层232b例如是配置于深蓝色发光层232a与橘红色发光层234之间。或者，如图2B所示，浅蓝色发光层232b例如是配置在阳极220上，且深蓝色发光层232a例如是配置于浅蓝色发光层232b与橘红色发光层234之间。
当然，橘红色发光层234亦可配置在阳极220上，且蓝色发光层232例如是配置于橘红色发光层234与阴极240之间。其中，如图2C所示，深蓝色发光层232a例如是配置在橘红色发光层234上，且浅蓝色发光层232b例如是配置于深蓝色发光层232a与阴极240之间。或者，如图2D所示，浅蓝色发光层232b例如是配置在橘红色发光层234上，且深蓝色发光层232a例如是配置于浅蓝色发光层232b与阴极240之间。
此外，有机电激发光元件200例如更包括一盖板260。该盖板260例如是覆盖在阴极240的上方，用以将整个元件封包起来。
在本发明中，施加于有机电激发光元件200的电流通常为直流电，当然亦可以是脉冲电流或是交流电。另外，有机电激发光元件200的发光方式，可以是穿透阳极220而射出光线，或是穿透阴极240而射出光线。
请继续参阅图2A所示，该有机电激发光元件200，例如更包括一电洞注入层(Hole-Injecting Layer，HIL)272、一电洞传输层(Hole-Transporting Layer，HTL)274、一电子传输层(Electron-Transporting Layer，ETL)276与一电子注入层(Electron-Injecting Layer，EIL)278。其中，电洞注入层272例如是配置于发光层230与阳极220之间，电洞传输层274例如是配置于发光层230与电洞注入层272之间。另外，电子传输层276例如是配置于发光层230与阴极240之间，电子注入层278例如是配置于阴极240与电子传输层276之间。
在蓝色发光层232的材质方面，其主发光体(Host)可以是9，10-二芳基葸(9，10-diarylanthracene)，如图4A所示，其中Ar、Ar’为芳基(aryl)，而R为烷基(alkyl)、芳基，其例如是9，10-二苯基葸(9，10-diphenylanthracene，DPA)、9，10-双(2-萘基)葸(9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，ADN)与2-(1，1-二甲基)-9，10-双(2-萘基)葸(2-(1，1-dimethyl)-9，10-bis(2-naphthalenyl)anthracene，TBADN)，依序分别如图4B-图4D所示。蓝色发光层232的主发光体(Host)亦可以是二苯乙烯基芳基醚(distyrylarylerne，DSA)，如图4E所示，其中Ar，Ar1，Ar2，Ar3，Ar4为芳基，其例如是DPVBi与9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]葸(9，10-bis[4-(2，2-diphenylethenyl)phenyl]anthracene)，依序分别如图4F～图4G所示。此外，蓝色发光层232的掺质(Dopant)可以是具有氨基取代基的二苯乙烯基芳基醚(Amino substituted distyrylarylene，DSA-amine)，例如图4H、图4I所示，或是二萘嵌苯化合物(perylenecompound)，例如图4J、图4K所示。藉由掺质的掺杂浓度即可决定发光层为深蓝色发光层232a或浅蓝色发光层232b，其掺杂浓度范围例如是介于0.01％-50％。
请再参阅图2A～图2D所示，本发明的有机电激发光元件200的制造方法，主要是首先在基板210上形成阳极220。接着在阳极220上形成发光层230。其中，发光层230是由蓝色发光层232与橘红色发光层234所叠合而成，且蓝色发光层232是由深蓝色发光层232a与浅蓝色发光层234a所叠合而成。之后在发光层230上形成一阴极240。另外，形成阳极220与阴极240的方式例如是蒸镀法(Evaporation)或溅镀法(Sputtering)。
此外，形成发光层230的方法例如包括下列四种(a)、在阳极220上依序形成深蓝色发光层232a、浅蓝色发光层232b与橘红色发光层234，如图2A所示。(b)、在阳极220上依序形成浅蓝色发光层232b、深蓝色发光层232a与橘红色发光层234，如图2B所示。(c)、在阳极220上依序形成橘红色发光层234、深蓝色发光层232a与浅蓝色发光层232b，如图2C所示。(d)、在阳极220上依序形成橘红色发光层234、浅蓝色发光层232b与深蓝色发光层232a，如图2D所示。另外，各色发光层的形成方式例如是蒸镀法或涂布法(Coating)。
此外，本发明的有机电激发光元件200的制造方法，例如更包括在形成阳极220后以及形成发光层230前，依序形成电洞注入层272与电洞传输层274。在形成发光层230后以及形成阴极240前例如更包括，依序形成电子传输层276与电子注入层278。其中，电洞注入层272、电洞传输层274、电子传输层276与电子注入层278的形成方法例如是旋转涂布法(Spincoating)。
综上所述，本发明的有机电激发光元件，由于是搭配使用浅蓝色发光层以及深蓝色发光层，因此不但具有极佳的蓝光表现，同时也具有较高的发光效率与整体亮度，而且蓝光寿命较现有习知的有机电激发光元件长，因此可以避免色偏发生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种有机电激发光元件，其特征在于其至少包括一阳极，配置在一基板上；一发光层，配置在该阳极上，该发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且该蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成；以及一阴极，配置在该发光层上。
2.根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的蓝色发光层是配置在该阳极上，且该橘红色发光层是配置于该蓝色发光层与该阴极之间。
3.根据权利要求2所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的深蓝色发光层是配置在该阳极上，且该浅蓝色发光层是配置于该深蓝色发光层与该橘红色发光层之间。
4.根据权利要求2所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的浅蓝色发光层是配置在该阳极上，且该深蓝色发光层是配置于该浅蓝色发光层与该橘红色发光层之间。
5.根据权利要求1所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的橘红色发光层是配置在该阳极上，且该蓝色发光层是配置于该橘红色发光层与该阴极之间。
6.根据权利要求5所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的深蓝色发光层是配置在该橘红色发光层上，且该浅蓝色发光层是配置于该深蓝色发光层与该阴极之间。
7.根据权利要求5所述的有机电激发光元件，其特征在于其中所述的浅蓝色发光层是配置在该橘红色发光层上，且该深蓝色发光层是配置于该浅蓝色发光层与该阴极之间。
8.一种有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其至少包括以下步骤在一基板上形成一阳极；在该阳极上形成一发光层，该发光层是由一蓝色发光层与一橘红色发光层所叠合而成，且该蓝色发光层是由一深蓝色发光层与一浅蓝色发光层所叠合而成；以及在该发光层上形成一阴极。
9.根据权利要求8所述的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该发光层的方法包括在该阳极上形成该蓝色发光层；以及在该蓝色发光层上形成该橘红色发光层。
10.根据权利要求9所述的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该阳极上形成该深蓝色发光层；以及在该深蓝色发光层上形成该浅蓝色发光层。
11.根据权利要求9所述的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该阳极上形成该浅蓝色发光层；以及在该浅蓝色发光层上形成该深蓝色发光层。
12.根据权利要求8所述的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该发光层的方法包括在该阳极上形成该橘红色发光层；以及在该橘红色发光层上形成该蓝色发光层。
13.根据权利要求12的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该橘红色发光层上形成该深蓝色发光层；以及在该深蓝色发光层上形成该浅蓝色发光层。
14.根据权利要求12所述的有机电激发光元件的制造方法，其特征在于其中所述的形成该蓝色发光层的方法包括在该橘红色发光层上形成该浅蓝色发光层；以及在该浅蓝色发光层上形成该深蓝色发光层。
全文摘要
本发明是关于一种有机电激发光元件及其制造方法，该有机电激发光元件，主要是由一基板、一阳极、一发光层以及一阴极所构成。其中，阳极是配置在基板上，发光层是配置在阳极上，阴极是配置在发光层上。发光层是以深蓝色发光层/浅蓝色发光层/橘红色发光层或浅蓝色发光层/深蓝色发光层/橘红色发光层的顺序组合而成。由于深蓝色发光层具有极佳的蓝光光色与亮度，而浅蓝色发光层具有较长的寿命，因此本发明的有机电激发光元件兼具有极佳的蓝光光色、高亮度及长寿命的优点。本发明藉由深蓝色发光层与浅蓝色发光层的搭配，使得有机电激发光元件可以同时兼顾发光效率、寿命与亮度，从而更加适于实用。
文档编号H05B33/10GK1543278SQ20031010350
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者柯崇文 申请人:友达光电股份有限公司