專利名稱：有機電激發(fā)光裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與發(fā)光裝置有關(guān)，詳細地說是指一種可產(chǎn)生白光的有機電激發(fā)光裝置及其制作方法。
背景技術(shù)：
請參閱圖1所示的公知可產(chǎn)生白光的有機電激發(fā)光裝置1，其利用于一陽極2與一陰極3之間設(shè)置有三個以不同發(fā)光材料所形成的有機層4a、4b與4c，各該有機層在陽極2與陰極3受到一外加偏壓作用時，分別產(chǎn)生紅光、綠光與藍光，且在紅、綠與藍三種色光的發(fā)光強度相當(dāng)并互為混合后，即可獲得白色光源。
惟，由于各獨立發(fā)光的有機層(4a、4b與4c)各需不同的驅(qū)動電壓，且其等發(fā)光效率及使用壽命不同，例如可產(chǎn)生紅光的有機層4a使用壽命相較其他二者為短，間接導(dǎo)致該發(fā)光裝置1可使用壽命縮短，受制于上述因素，使得該發(fā)光裝置1在制作與控制方面更顯不易。
請再參閱圖2所示的另一公知可產(chǎn)生白光的有機電激發(fā)光裝置5(臺灣公告第556,446號專利)，其用以產(chǎn)生光發(fā)射的主要積層為一以DPVBi構(gòu)成的第一主體材料層6與一以CBP構(gòu)成的第二主體材料層7，于第一主體材料層6中并摻雜有可投射藍光的DSA物質(zhì)，于該第二主體材料層7中則摻雜有可投射綠光的Ir(ppy)3物質(zhì)及可投射紅光的DCM2物質(zhì)，各該主體材料層(6、7)在該發(fā)光裝置5的陽極與陰極受一外加偏壓作用時，可投射出紅、綠與藍三種色光，并于互為混合后形成白光。
誠然，該發(fā)光裝置5可提供所需的白色光源，但，由于各主體材料層(6、7)均是以小分子(molecules)材料所構(gòu)成，以及發(fā)光裝置5的電洞/電子傳輸層(8、9)亦是選擇小分子材料(如CuPc/Alq3)制得，因此，在各積層的成膜制作方面，是采真空蒸鍍方式制作，惟，在蒸鍍過程中，存在著有機分子摻雜濃度不易控制及制程繁瑣等缺失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種有機電激發(fā)光裝置及其制作方法，具有制程簡易、成膜因素易于控制的優(yōu)點。
本發(fā)明的次要目的在于提供一種有機電激發(fā)光裝置及其制作方法，具有以較低電壓即可獲得較高電力效率與發(fā)光輝度高的優(yōu)點。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種有機電激發(fā)光裝置及其制作方法，可獲得穩(wěn)定性高及色純度佳的白色光源。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種有機電激發(fā)光裝置其包含有一陽極；一陰極；以及一介于該陽極與該陰極之間的光發(fā)射層，該光發(fā)射層由一高分子發(fā)光材料摻雜至少一種小分子發(fā)光材料所形成。
所述的有機電激發(fā)光裝置，其中該高分子發(fā)光材料與該小分子發(fā)光材料的重量比為1∶0.0001至1∶0.1之間。
所述的有機電激發(fā)光裝置，其中該光發(fā)射層厚度在5至2500埃之間。
所述的有機電激發(fā)光裝置，其中該高分子發(fā)光材料選自聚{2，7-[(9，9-二烷基)芴]、苯乙烯(para-phenylene ethylene，PPV)或聚乙烯唑(poly-(N-vinylcarbazole)，PVK)之一。
所述的有機電激發(fā)光裝置，其中該小分子發(fā)光材料選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene或PtOEP之一。
所述的有機電激發(fā)光裝置，該陽極與該光發(fā)射層之間，還包含有一以高分子材料制成的電洞傳輸層。
所述的有機電激發(fā)光裝置，該陰極與該光發(fā)射層之間，還包含有一以小分子材料制成的電子注入層。
所述的有機電激發(fā)光裝置，該電子注入層與該光發(fā)射層之間，還包含有一電洞阻隔層。
本發(fā)明提供的一種有機電激發(fā)光裝置的制作方法，其包含下列步驟備料取一上表面具有陽極的基板做為支撐材；制作電洞傳輸層
以高分子材料溶于有機溶劑中，經(jīng)濕式制程于該基板上形成薄膜；制作光發(fā)射層將高分子發(fā)光材料做為宿主以及至少一種小分子發(fā)光材料做為摻雜物而溶于有機溶劑中，復(fù)經(jīng)濕式制程于該電洞傳輸層上形成薄膜；制作電洞阻隔層以成膜加工方式于該光發(fā)射層上制得一可將電洞局限于該光發(fā)射層內(nèi)的薄膜；制作電子注入層以小分子材料經(jīng)成膜制作于該電洞阻隔層上形成薄膜；于該電子注入層上制作一陰極。
所述的制作方法，用以制作該光發(fā)射層的高分子發(fā)光材料選自聚{2，7-[(9，9-二烷基)芴]、苯乙烯(para-phenylene ethylene，PPV)或聚乙烯唑(pol-(N-vinylcarbazole)，PVK)之一；用以制作該光發(fā)射層的小分子發(fā)光材料選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene或PtOEP之一。
所述的制作方法，其中該高分子發(fā)光材料與該小分子發(fā)光材料的重量比為1∶0.0001至1∶0.1之間。


以下列舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合下列附圖詳細說明于后，其中圖1為公知有機電激發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為另一公知有機電激發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明的制作流程圖。
圖4為本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明的發(fā)光裝置產(chǎn)生白光時的光波長示意圖。
圖6為一種彩色濾光片的光透射比示意圖，該濾光片可與本發(fā)明的發(fā)光裝置搭配應(yīng)用。
具體實施例方式
請參閱圖3、4所示，本發(fā)明可產(chǎn)生白色光源的有機電激發(fā)光裝置100的制作方法如下所述備料取一上表面具有陽極12的基板10做為支撐材，前述基板10可為玻璃基板、可卷曲的塑膠基板、具可導(dǎo)電性質(zhì)的金屬基板或是以有機材料直接制成的基板，而該陽極12是由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或鋁鋅氧化物(AZO)等材料擇一制成厚度在1000至6000埃(A)之間的薄膜所構(gòu)成。
制作電洞傳輸層20以高分子材料(如PEDOT、polyaniline等)溶于有機溶劑中，經(jīng)屬于濕式制程(wet process)的旋轉(zhuǎn)被覆方法(spin coating)涂布于該基板10后，再于充滿惰性氣體的環(huán)境下進行烘烤而形成厚度在5至2500埃(A)之間的薄膜；于本實施例中，是以PEDOT為例，并利用摻雜有機酸PSS以提高電洞注入性，且該電洞傳輸層20厚度在700埃(A)為佳；前述濕式制程當(dāng)然包括有噴墨涂布(Ink Inject hinting)、滾輪涂布(roller coating)、網(wǎng)版印刷(screen printing)、刮刀涂布(doctor blade coating)及轉(zhuǎn)貼層壓(thermoprinting)等。
制作光發(fā)射層30以高分子發(fā)光材料做為宿主(host)，二種小分子發(fā)光材料做為摻雜物(dopant)，依一定重量比例混合后一同溶于有機溶劑(如二甲苯、CH2Cl2或THF)中，之后，經(jīng)濕式制程涂布于該電洞傳輸層20上，且于充滿惰性氣體的環(huán)境下進行烘烤以形成厚度在5至2500埃(A)之間的薄膜；本實施例所采用的濕式制程為旋轉(zhuǎn)被覆方法，前述高分子發(fā)光材料可選自聚{2，7-[(9，9-二烷基)芴]、苯乙烯(para-phenylene ethylene，PPV)、聚乙烯唑(poly-(N-vinylcarbazole)，PVK)或是陶氏化學(xué)公司(DOW Chemical)所生產(chǎn)的Blue J材料，而小分子發(fā)光材料則可選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene或PtOEP等材料；在本實施例中，于高分子發(fā)光材料方面選用陶氏化學(xué)公司(DOWChemical)可產(chǎn)生藍光的Blue J材料，在小分子發(fā)光材料方面則分別選擇可產(chǎn)生綠光的C545T及可產(chǎn)生紅光的DCJTB材料，且Blue J與C545T及DCJTB的混合比例為1∶0.07∶0.04，且該光發(fā)射層30厚度在600埃(A)為佳。
制作電洞阻隔層40在材料選擇方面，可以小分子材料或高分子材料制成，前者如BCP、TPBI，后者如F8-TFB；而于本實施例中，選擇TPBI小分子材料經(jīng)成膜加工(如蒸鍍、濺鍍)于該光發(fā)射層30上制得一厚度在5至1000埃(A)之間并可將電洞局限于該光發(fā)射層30內(nèi)的薄膜，該電洞阻隔層40的厚度在200埃(A)為佳；另外，當(dāng)以高分子材料制作時，其成膜方式則采如上述的濕式制程。
制作電子注入層50以小分子材料經(jīng)成膜加工(如蒸鍍、濺鍍)而于該電洞阻隔層40上形成一厚度在5至2000埃(A)之間的薄膜；在本實施例中，是以Alq為例做為構(gòu)成該電洞阻隔層40的材料。
制作陰極60以蒸鍍或濺鍍方法于該電子注入層50上制得厚度在1000至5000埃(A)之間的單層或多層結(jié)構(gòu)，前述形成單層結(jié)構(gòu)所選用的材料可為鋁(Al)或銀(Ag)等金屬材質(zhì)，而形成多層結(jié)構(gòu)所選用的材料則可為鈣(Ca)/鋁(Al)、鋇(Ba)/鋁(Al)、鈣(Ca)/鎂鋁混合物(Mg∶Al)或鋇(Ba)/鎂鋁混合物(Mg∶Al)等復(fù)合金屬材質(zhì)；于本實施例中，是以鈣(Ca)/鋁(Al)復(fù)合金屬制成該陰極60，且鈣(Ca)的厚度在400埃(A)，鋁(Al)的厚度在1000埃(A)為佳。
以上即為本發(fā)明有機電激發(fā)光裝置100結(jié)構(gòu)與制法，而在完成有機層的成膜制作后，接著，復(fù)進行封裝作業(yè)以防止外部大氣中的水分與電極接觸而導(dǎo)致氧化，進一步保護內(nèi)部有機層的性能，于前述封裝作業(yè)中，還可利用增設(shè)一層隔水氧薄膜(desiccant)以強化防止電極氧化的效果。
本發(fā)明的有機電激發(fā)光裝置100在其陽極12與陰極60受到一外加偏壓作用時(電壓為10V，電流強度為50mA/cm2)，將促使電洞與電子在以高分子材料與小分子材料依一定重量比例混合制成的光發(fā)射層30中產(chǎn)生再結(jié)合(recomblnation)，進而激發(fā)Blue J材料發(fā)出藍光同時造成C545T材料與DCJTB材料發(fā)出綠光與紅光，該三種色光在混合后可獲得具有三段波長特性的連續(xù)全波長白光(參照圖5)，該白光的CIE座標為x＝0.30，y＝0.33，即白光的色純度佳，另說明的是，本發(fā)明有機電激發(fā)光裝置100的發(fā)光輝度(luminance)可達6500cd/m2，且具有以較低電壓即可獲得較高電力效率(5.61m/w)的優(yōu)點。
綜上所述，本發(fā)明的有機電激發(fā)光裝置100在成膜作業(yè)的前段制作方面(包括電洞傳輸層與光發(fā)射層的制作)，因以濕式制程而具有簡化制程與成膜因素易于控制的優(yōu)點，改善以蒸鍍制作存在著有機分子摻雜濃度不易控制的缺失，并且，本發(fā)明的有機電激發(fā)光裝置100所發(fā)出的白光不易隨著驅(qū)動電壓的變化而產(chǎn)生偏色情形，具良好穩(wěn)定性。
另外，本發(fā)明的光發(fā)射層30是以適當(dāng)比例的高分子發(fā)光材料摻雜二種光色具互補特性的小分子發(fā)光材料制成，于產(chǎn)生白光時，所得光波長為具有三個波峰的連續(xù)全波長(參照圖5)，各該波峰位置恰與彩色濾光片的光透射比(transmittance)對應(yīng)(參照圖6)，因此，本發(fā)明的有機電激發(fā)光裝置100與彩色濾光片搭配應(yīng)用后，即可獲得全彩色的顯示面板。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，故舉凡應(yīng)用本發(fā)明說明書及申請專利范圍所為的等效變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機電激發(fā)光裝置，其包含有一陽極；一陰極；以及一介于該陽極與該陰極之間的光發(fā)射層，該光發(fā)射層由一高分子發(fā)光材料摻雜至少一種小分子發(fā)光材料所形成。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，其中該高分子發(fā)光材料與該小分子發(fā)光材料的重量比為1∶0.0001至1∶0.1之間。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，其中該光發(fā)射層厚度在5至2500埃之間。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，其中該高分子發(fā)光材料選自聚{2，7-[(9，9-二烷基)芴]、苯乙烯(para-phenyleneethylene，PPV)或聚乙烯唑(poly-(N-vinylcarbazole)，PVK)之一。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，其中該小分子發(fā)光材料選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene或PtOEP之一。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，該陽極與該光發(fā)射層之間，還包含有一以高分子材料制成的電洞傳輸層。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，該陰極與該光發(fā)射層之間，還包含有一以小分子材料制成的電子注入層。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電激發(fā)光裝置，其特征在于，該電子注入層與該光發(fā)射層之間，還包含有一電洞阻隔層。
9.一種有機電激發(fā)光裝置的制作方法，其包含下列步驟備料取一上表面具有陽極的基板做為支撐材；制作電洞傳輸層以高分子材料溶于有機溶劑中，經(jīng)濕式制程于該基板上形成薄膜；制作光發(fā)射層將高分子發(fā)光材料做為宿主以及至少一種小分子發(fā)光材料做為摻雜物而溶于有機溶劑中，復(fù)經(jīng)濕式制程于該電洞傳輸層上形成薄膜；制作電洞阻隔層以成膜加工方式于該光發(fā)射層上制得一可將電洞局限于該光發(fā)射層內(nèi)的薄膜；制作電子注入層以小分子材料經(jīng)成膜制作于該電洞阻隔層上形成薄膜；于該電子注入層上制作一陰極。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，用以制作該光發(fā)射層的高分子發(fā)光材料選自聚{2，7-[(9，9-二烷基)芴]、苯乙烯(para-phenylene ethylene，PPV)或聚乙烯唑(pol-(N-vinylcarbazole)，PVK)之一；用以制作該光發(fā)射層的小分子發(fā)光材料選自C545T、Ir(ppy)3、DCJTB、Rubrene或PtOEP之一。
11.依據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，其中該高分子發(fā)光材料與該小分子發(fā)光材料的重量比為1∶0.0001至1∶0.1之間。
全文摘要
一種有機電激發(fā)光裝置，主要是于一陽極與一陰極之間設(shè)置一由高分子發(fā)光材料摻雜至少一種小分子發(fā)光材料所形成的光發(fā)射層，該發(fā)光裝置的制法則于成膜作業(yè)的前段制作方面(包括光發(fā)射層的制作)，以濕式制程為之，據(jù)以獲得簡化制程與成膜因素易于控制的優(yōu)點。
文檔編號H05B33/10GK1753590SQ20041008248
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者林芠瑄, 張俊欽, 林國森 申請人:勝華科技股份有限公司