專利名稱：降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體及其制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顯示器部件及其制程，特別是一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體及其制程。
背景技術(shù)：
有機(jī)電激發(fā)光顯示器(Organic Electro luminescence Display；OLED；Organic EL Display)又稱為有機(jī)發(fā)光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示器由于擁有高亮度、熒幕反應(yīng)速度快、輕薄短小、全彩、無(wú)視角差、不需液晶顯示器式背光板及節(jié)省光源及耗電量，因此，可率先取代扭曲向列(Twist Nematic；TN)及超扭曲向列(Super Twist Nematic；STN)液晶顯示器的市場(chǎng)，并進(jìn)一步取代小尺寸薄膜電晶體液晶顯示器，而成為新一代攜帶型資訊產(chǎn)品、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)位助理器及攜帶型電腦普遍使用的顯示裝置。
如圖1所示，有機(jī)發(fā)光二極體的基本結(jié)構(gòu)是在鍍有透明陽(yáng)極12的透明基板10上，依序鍍上有機(jī)材料以形成有機(jī)層14、鍍上金屬以形成金屬陰極16。
有機(jī)層14系包括電洞注入層(hole-Injecting layer；HIL)、電洞傳輸層(hole-transporting layer；HTL)、發(fā)光層(emitting layer；EML)及電子傳輸層(electron-transporting layer；ETL)。
通常陰極金屬為不透明且具反射性。當(dāng)外加電壓使元件發(fā)光，光經(jīng)由透明陽(yáng)極12及透明基板10的路徑放射出來(lái)。
此種通過(guò)基板方向發(fā)光的方式稱為底部發(fā)光(bottom emission)；反之，將透明導(dǎo)電陽(yáng)極鍍?cè)诓煌该骶叻瓷湫缘幕迳?也可為在透明基板上鍍上一層反射金屬層)，接著鍍上相同的有機(jī)層后，再鍍上透明陰極，此時(shí)，元件發(fā)光系經(jīng)由透明陰極放射，稱之為頂部發(fā)光(top emission)。
上述兩種結(jié)構(gòu)皆因具有金屬反射層而容易反射外在環(huán)境的入射光，使得顯示器面板的對(duì)比度降低。因此，傳統(tǒng)上，在底部發(fā)光結(jié)構(gòu)中會(huì)利用黑色且具導(dǎo)電性材料，如氧化鋅，插入有機(jī)層與反射陰極之間，使外在環(huán)境的入射光被此材料吸收而避免產(chǎn)生反射。此種結(jié)構(gòu)稱之為黑色陰極(black cathode)。
如圖2所示，另一種稱之為干涉層(black layer)結(jié)構(gòu)，其并非將入射光吸收，而是藉由于有機(jī)層22與金屬陰板(即反射陰極)28之間鍍上多層不同折射率的薄膜構(gòu)成的干涉層26，并藉由調(diào)整干涉層26的厚度使半透明電子注入陰極層24與反射陰極28的反射光產(chǎn)生180°的相位差，造成破壞性干涉而達(dá)到降低反射光的效果，進(jìn)而提升對(duì)比。
不管是黑色陰極(black cathode)或是干涉層(black layer)的制作，材料的導(dǎo)電性都是考慮的因素。若是選擇的材料導(dǎo)電性不佳，可能導(dǎo)致元件的驅(qū)動(dòng)電壓增加，與現(xiàn)今要求的低功率消耗不相符合。而干涉層更有各層薄膜折射率的考慮。如此，材料的選擇上有一定的難度。此外，制程上只要多一層結(jié)構(gòu)，將會(huì)增加不為人們所樂(lè)見(jiàn)的成本及時(shí)間的增加。在講究time to market的時(shí)程考慮下，制程上只要能減少一層結(jié)構(gòu)，不僅可降低成本，而且縮短制程時(shí)間，也毋須為因結(jié)構(gòu)增加而調(diào)整相關(guān)的制程參數(shù)，這將使得產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、降低外界光線反射干擾、發(fā)光效率佳的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體及其制程。
本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體包括基板、形成于基板上的金屬反射層、形成于金屬反射層上的透明陽(yáng)極電極、形成于透明陽(yáng)極電極上有機(jī)層、形成于有機(jī)層上的半透明電子注入陰極層、形成于半透明電子注入陰極層的緩沖層及形成于緩沖層上的透明電極；制程包括提供基板、于基板形成金屬反射層、于金屬反射層上形成透明陽(yáng)極電極、于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。
其中一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，它包括提供基板、于基板形成金屬陽(yáng)極電極、于金屬陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。
一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體，它包括基板、形成于基板上的金屬陽(yáng)極電極、形成于透明陽(yáng)極電極上有機(jī)層、形成于有機(jī)層上的半透明電子注入陰極層、形成于半透明電子注入陰極層上的緩沖層及形成于緩沖層上的透明電極。
半透明電子注入陰極層上以有機(jī)材料形成以便在濺鍍透明電極時(shí)產(chǎn)生保護(hù)效果的緩沖層；透明電極系形成于緩沖層上。
半透明電子注入陰極層的厚度約為0.5～5nm。
由于本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體包括基板、形成于基板上的金屬反射層、形成于金屬反射層上的透明陽(yáng)極電極、形成于透明陽(yáng)極電極上有機(jī)層、形成于有機(jī)層上的半透明電子注入陰極層、形成于半透明電子注入陰極層的緩沖層及形成于緩沖層上的透明電極；制程包括提供基板、于基板形成金屬反射層、于金屬反射層上形成透明陽(yáng)極電極、于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。當(dāng)外界光線經(jīng)過(guò)半透明電子注入陰極層時(shí)，入射的光一部分經(jīng)由半透明電子注入陰極層反射而產(chǎn)生第一反射光；至于入射的光的另一部分則會(huì)穿半透明電子注入陰極層直到金屬反射層才產(chǎn)生反射并形成第二反射光；使用時(shí)，藉由調(diào)整有機(jī)層的厚度及透明陽(yáng)極電極的厚度，使得由半透明電子注入陰極層反射的第一反射光與由金屬反射層反射的第二反射光產(chǎn)生180°的相位差，從而造成破壞性干涉，進(jìn)而降低外界光的反射，減少外部入射光的干擾，并提升元件的對(duì)比；即本發(fā)明藉由調(diào)整有機(jī)層與透明陽(yáng)極電極的厚度，即可達(dá)到降低外界入射光線干擾，提升顯示器的對(duì)比，發(fā)光效率佳。不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，而且降低外界光線反射干擾、發(fā)光效率佳，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。


圖1、為習(xí)知的底部發(fā)光方式發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、為習(xí)知的底部發(fā)光方式發(fā)光二極體結(jié)構(gòu)示意圖(干涉層結(jié)構(gòu))。
圖3、為本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程實(shí)施例一步驟二示意圖。
圖4、為本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、為本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程實(shí)施例二步驟二示意圖。
圖6、為本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如圖4所示，本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體包括基板30、形成于基板30上的金屬反射層32、形成于金屬反射層32上的透明陽(yáng)極電極34、形成于透明陽(yáng)極電極34上的有機(jī)層36、形成于有機(jī)層36上的半透明注入陰極層38、形成于半透明注入陰極層38上的緩沖層40及形成于緩沖層40上的透明電極42。
半透明注入陰極層38的厚度約為0.5～5nm。
本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體(OLED)制程包括如下步驟步驟一如圖3所示，提供基板30基板30材質(zhì)可選自透光或不透光的適當(dāng)材質(zhì)，以利承載有機(jī)發(fā)光二極體元件；步驟二如圖3所示，形成金屬反射層32以蒸鍍(Evaporation)或?yàn)R鍍(Sputtering)成膜的方式將金屬材料，如鋁、鉻形成于基板30上，形成金屬反射層32，藉以反射有機(jī)發(fā)光二極體本身發(fā)出的光線；步驟三如圖4所示，形成透明陽(yáng)極電極34選自為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)、銦鋅氧化物(Indium ZincOxide；IZO)等透明導(dǎo)電電極材料，并以濺鍍法、電子束蒸法(Electron BeamEvaporation)、熱蒸法(thermal Evaporation)、化學(xué)氣相鍍膜法(ChemicalVapor Deposition)或噴霧熱裂解法(Spray Pyrolysis)等法于金屬反射層32上形成透明陽(yáng)極電極34，用以作為有機(jī)發(fā)光二體的陽(yáng)極電極；步驟四形成有機(jī)層36選自為Alq、NPB、CuPc、C545T、DCJTB、CBP、Balq、Ir(ppy)3等熒光或磷光色素或錯(cuò)合物材料，并以真空蒸鍍法、電子束加熱的真空蒸鍍法、離子化蒸鍍法、有機(jī)分子線蒸鍍法、電漿聚合法、真空蒸鍍聚合法、浸泡被覆法、旋轉(zhuǎn)被覆法、Langmuir-Blodgett(LB)薄膜法、Sol-Gel法或電解聚合法等方法于透明陽(yáng)極電極34上形成有機(jī)層36；步驟五形成半透明電子注入陰極層38選擇導(dǎo)電性較佳且比較安定的材料，如氟化鋰(LiF)金屬化合物作為電子注入陰極層38的材料，以濺鍍或蒸鍍于有機(jī)層36上形成半透明電子注入陰極層38，再蒸鍍鋁金屬與之搭配，即可有效降低驅(qū)動(dòng)電壓值，且厚度須足夠薄藉以具有一定透光性而構(gòu)成半透明狀態(tài)，其數(shù)原子層厚度約為0.5～5nm即可。另外，鎂銀(Mg-Ag)、鋁鋰(Al-Li)合金電極材料也有同樣的效果；步驟六形成緩沖層40于半透明電子注入陰極層38上以自CuPc等有機(jī)材料形成緩沖層40；以便在濺鍍下一層透明電極時(shí)產(chǎn)生保護(hù)效果，因?yàn)楦吣芰康臑R鍍成膜恐有損及有機(jī)層之虞，遂需加入此緩沖層40吸收大部分能量；步驟七形成透明電極42選自為銦錫氧化物、銦鋅氧化物等透明導(dǎo)電材料，并以濺鍍法、電子束蒸法等法于緩沖層40上形成透明電極42；濺鍍法具有大面積成膜、良好膜厚均勻性及再現(xiàn)性等優(yōu)點(diǎn)，從而被應(yīng)用作為量產(chǎn)的成膜技術(shù)。
當(dāng)對(duì)有機(jī)發(fā)光二極體外加電壓時(shí)，自有機(jī)層36發(fā)射的光線部分透過(guò)透明電極42方向向外部放射，部分則藉由金屬反射層32朝外部放射而出，于此同時(shí)，來(lái)自外界的入射光線100也會(huì)經(jīng)由金屬反射層32反射，這將使得顯示器面板的對(duì)比降低。
如圖4所示，當(dāng)外界光線100經(jīng)過(guò)半透明電子注入陰極層38時(shí)，入射的光一部分經(jīng)由半透明電子注入陰極層38反射而產(chǎn)生第一反射光200；至于入射的光的另一部分則會(huì)穿半透明電子注入陰極層38直到金屬反射層32才產(chǎn)生反射并形成第二反射光300。值得注意的是在本發(fā)明中可藉由調(diào)整有機(jī)層36的厚度1d及透明陽(yáng)極電極34的厚度1d’，使得由半透明電子注入陰極層38反射的第一反射光200與由金屬反射層32反射的第二反射光300產(chǎn)生180°的相位差，從而造成破壞性干涉，進(jìn)而降低外界光100的反射，減少外部入射光的干擾，并提升元件的對(duì)比。
實(shí)施例二如圖6所示，本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體包括基板50、形成于基板30上的金屬陽(yáng)極電極52、形成于金屬陽(yáng)極電極52上的有機(jī)層54、形成于有機(jī)層54上的半透明注入陰極層56、形成于半透明注入陰極層56上的緩沖層58及形成于緩沖層58上的透明電極60。
半透明注入陰極層52的厚度約為0.5～5nm。
本發(fā)明降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體(OLED)制程包括如下步驟步驟一如圖5所示，提供基板50基板50材質(zhì)可選自透光或不透光的適當(dāng)材質(zhì)，以利承載有機(jī)發(fā)光二極體元件；步驟二形成金屬陽(yáng)極電極52選擇導(dǎo)電性較佳及工作函數(shù)較大的鎳、鈀、鉑、金、銀、鉻等金屬或合金，以干式電阻加熱或電子束加熱的真空蒸鍍法、離子化蒸鍍法/濺鍍法或濕式的無(wú)電電鍍法等于基板50上直接形成金屬陽(yáng)極電極52；步驟三形成有機(jī)層54選自為Alq、NPB、CuPc、C545T、DCJTB、CBP、Balq、Ir(ppy)3等熒光或磷光色素或錯(cuò)合物材料，并以真空蒸鍍法、電子束加熱的真空蒸鍍法、離子化蒸鍍法、有機(jī)分子線蒸鍍法、電漿聚合法、真空蒸鍍聚合法、浸泡被覆法、旋轉(zhuǎn)被覆法、Langmuir-Blodgett(LB)薄膜法、Sol-Gel法或電解聚合法等方法于金屬陽(yáng)極電極52上形成有機(jī)層54；步驟四形成半透明電子注入陰極層56選擇導(dǎo)電性較佳且比較安定的材料，如氟化鋰(LiF)金屬化合物作為電子注入陰極層56的材料，以濺鍍或蒸鍍于有機(jī)層54上形成半透明電子注入陰極層56，再蒸鍍鋁金屬與之搭配，即可有效降低驅(qū)動(dòng)電壓值，且厚度須足夠薄藉以具有一定透光性而構(gòu)成半透明狀態(tài)，其數(shù)原子層厚度約為0.5～5nm即可。另外，鎂銀(Mg-Ag)、鋁鋰(Al-Li)合金電極材料也有同樣的效果；步驟五形成緩沖層58于半透明電子注入陰極層56上以自CuPc等有機(jī)材料形成緩沖層58；以便在濺鍍下一層透明電極時(shí)產(chǎn)生保護(hù)效果，因?yàn)楦吣芰康臑R鍍成膜恐有損及有機(jī)層之虞，遂需加入此緩沖層58吸收大部分能量；步驟六形成透明電極60選自為銦錫氧化物、銦鋅氧化物等透明導(dǎo)電材料，并以濺鍍法、電子束蒸法等法于緩沖層58上形成透明電極60；濺鍍法具有大面積成膜、良好膜厚均勻性及再現(xiàn)性等優(yōu)點(diǎn)，從而被應(yīng)用作為量產(chǎn)的成膜技術(shù)。
當(dāng)對(duì)有機(jī)發(fā)光二極體外加電壓時(shí)，自有機(jī)層54發(fā)射的光線部分透過(guò)透明電極60方向向外部放射，部分則藉由金屬陽(yáng)極電極52朝外部放射而出，于此同時(shí)，來(lái)自外界的入射光線400也會(huì)經(jīng)由金屬陽(yáng)極電極52反射，這將使得顯示器面板的對(duì)比降低。
如圖6所示，當(dāng)外界光線400經(jīng)過(guò)半透明電子注入陰極層56時(shí)，入射的光一部分經(jīng)由半透明電子注入陰極層56反射而產(chǎn)生第一反射光500；至于入射的光的另一部分則會(huì)穿半透明電子注入陰極層56直到金屬陽(yáng)極電極52才產(chǎn)生反射并形成第二反射光600。值得注意的是在本發(fā)明中可藉由調(diào)整有機(jī)層54的厚度1p，使得由半透明電子注入陰極層56反射的第一反射光500與由金屬陽(yáng)極電極52反射的第二反射光600產(chǎn)生180°的相位差，從而造成破壞性干涉，進(jìn)而降低外界光400的反射，達(dá)到提升元件的對(duì)比的效果。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、習(xí)知的增加黑色陰極(black cathode)以吸收外界的入射光，雖可達(dá)到降低外界入射光的干擾，但也可能吸收有機(jī)材料發(fā)出的光，減低了有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光效率。本發(fā)明因并未增加黑色陰極(black cathode)故發(fā)光效率較習(xí)知技術(shù)為佳。
2、習(xí)知的增加以吸收外界的入射光的黑色陰極(black cathode)，不僅增加制程上的困難、增加成本、減低單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。而本發(fā)明則藉由調(diào)整有機(jī)層與透明陽(yáng)極電極的厚度，即可達(dá)到降低外界入射光線干擾，提升顯示器的對(duì)比。
權(quán)利要求
1.一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，它包括提供基板；其特征在于它還包括于基板形成金屬反射層、于金屬反射層上形成透明陽(yáng)極電極、于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層上以有機(jī)材料形成以便在濺鍍透明電極時(shí)產(chǎn)生保護(hù)效果的緩沖層；透明電極系形成于緩沖層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層的厚度約為0.5～5nm。
4.一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，它包括提供基板；其特征在于它還包括于基板形成金屬陽(yáng)極電極、于金屬陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層上以有機(jī)材料形成以便在濺鍍透明電極時(shí)產(chǎn)生保護(hù)效果的緩沖層；透明電極系形成于緩沖層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體制程，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層的厚度約為0.5～5nm。
7.一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體，它包括基板及透明陽(yáng)極電極；其特征在于所述的基板上形成有金屬反射層；透明陽(yáng)極電極系形成于金屬反射層上；于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層、于半透明電子注入陰極層上形成緩沖層及于緩沖層上形成透明電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層的厚度約為0.5～5nm。
9.一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體，它包括基板及陽(yáng)極電極；其特征在于所述的陽(yáng)極電極為金屬陽(yáng)極電極，于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層、于半透明電子注入陰極層上形成緩沖層及于緩沖層上形成透明電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體，其特征在于所述的半透明電子注入陰極層的厚度約為0.5～5nm。
全文摘要
一種降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體及其制程。為提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、降低外界光線反射干擾、發(fā)光效率佳的顯示器部件及其制程，提出本發(fā)明，降低外界光線反射的有機(jī)發(fā)光二極體包括基板、形成于基板上的金屬反射層、形成于金屬反射層上的透明陽(yáng)極電極、形成于透明陽(yáng)極電極上有機(jī)層、形成于有機(jī)層上的半透明電子注入陰極層、形成于半透明電子注入陰極層的緩沖層及形成于緩沖層上的透明電極；制程包括提供基板、于基板形成金屬反射層、于金屬反射層上形成透明陽(yáng)極電極、于透明陽(yáng)極電極上形成有機(jī)層、于有機(jī)層上形成半透明電子注入陰極層及形成透明電極。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1518132SQ0310065
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者柯崇文 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司