專利名稱：包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法，特別關于一種包含具有較高電子注入能力的電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法。
背景技術：
近年來，隨著電子產(chǎn)品發(fā)展技術的進步及其日益廣泛的應用，像是移動電話、PDA及筆記本型計算機的問市，使得與傳統(tǒng)顯示器相比具有較小體積及電力消耗特性的平面顯示器的需求與日俱增，成為目前重要的電子應用產(chǎn)品之一。在平面顯示器當中，由于有機電致發(fā)光器件具有自發(fā)光、高亮度、廣視角、高響應速度及制備過程容易等特性，使得有機電致發(fā)光器件無疑將成為下一代平面顯示器的最佳選擇。
如圖1如示，有機電致發(fā)光器件10，其具有陽極14形成于基板12上，以及空穴傳輸層16、發(fā)光層18、電子傳輸層20、及陰極22依序形成于該陽極14之上。在此，該空穴傳輸層16、發(fā)光層18、電子傳輸層20由有機材料所構成。為了降低操作電壓及改善射出電子與空穴數(shù)目使其達到平衡，有必要增加電子由陰極射入電子傳輸層的效率。
為解決上述問題，美國專利5429884、5059862及4885211提出一種方法用以改善電子由陰極射入電子傳輸層的效率。該方法利用具有低功函數(shù)的堿性金屬，例如鋰或鎂，使其與鋁或銀共沉積(或形成合金)，來作為陰極。然而，由于具有低功函數(shù)的堿性金屬非常不穩(wěn)定且具有高活性，因此使得有機電致發(fā)光二極管的可加工性及穩(wěn)定性大幅降低。
美國專利5776622、5776623、5937272及5739635也揭露一種增加電子注入能力的方法，其在陰極與電子傳輸層之間設置電子注入層，該電子注入層為無機材料，例如為LiF、CsF、SrO或Li2O，厚度為5～20。
近年來，利用金屬烷基化物或金屬芳基化合物，例如CH3COOLi或C6H5COOLi，來增加電子注入能力的方法，也被業(yè)界所提出。其是將金屬烷基化物或金屬芳基化合物形成于陰極與電子傳輸層之間。然而，由于金屬烷基化物或金屬芳基化合物不易形成具有均勻厚度的5～40的膜層，因此不適用于大面積的電致發(fā)光器件。
因此，為改善電致發(fā)光器件的發(fā)光效率，研制出具有高電子注入能力的電致發(fā)光器件結構，是目前有源矩陣有機電致發(fā)光器件制備技術上亟需研究的重點。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種包含具有高發(fā)光效率的電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法，以符合平面顯示器市場的需求。
為達成本發(fā)明的目的，該圖像顯示系統(tǒng)包含電致發(fā)光器件，其中該電致發(fā)光器件包含基板、陽極、電致發(fā)光層、電子注入層、及陰極。其中，該陽極形成于該基板之上；該電致發(fā)光層形成于該陽極之上；該電子注入層形成于該電致發(fā)光層之上，其中該電子注入層包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層，而該陰極形成于該電子注入層之上，并與其直接接觸。
本發(fā)明另一目的是提供一種包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)的制造方法，以完成本發(fā)明所述的圖像顯示系統(tǒng)。該方法包含以下的步驟。首先，提供基板。以及，依序形成陽極、電致發(fā)光層、電子注入層、及陰極于該基板之上，其中該電子注入層包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層。


圖1顯示現(xiàn)有技術所述的電致發(fā)光器件的剖面示意圖。
圖2顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方案的電致發(fā)光器件的剖面示意圖。
圖3顯示實施例1所述的電致發(fā)光器件其操作電壓與電流密度的關系圖。
圖4顯示實施例1所述的電致發(fā)光器件其操作電壓與亮度的關系圖。
圖5顯示實施例2～4所述的電致發(fā)光器件其操作電壓與電流密度的關系圖。
圖6顯示實施例2～4所述的電致發(fā)光器件其操作電壓與亮度的關系圖。
圖7顯示實施例2～4所述的電致發(fā)光器件其操作電壓與發(fā)光效率的關系圖。
圖8顯示本發(fā)明所述的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)的配置示意圖。
主要附圖標記說明有機電致發(fā)光器件～10；基板～12；陽極～14；空穴傳輸層～16；發(fā)光層～18；電子傳輸層～20；陰極～22；電致發(fā)光器件～100；基板～110；陽極～120；電致發(fā)光層～130；空穴注入層～131；空穴傳輸層～132；發(fā)光層～133；電子傳輸層～134；電子注入層～140；陰極～150；顯示面板～160；輸入單元～180；以及，包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)～200。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施方案，并配合附圖，作詳細說明如下。
本發(fā)明利用電子注入層以促進電子由陰極注入該電致發(fā)光層。
請參照圖2，顯示本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案所述的圖像顯示系統(tǒng)所包含的電致發(fā)光器件100。該電致發(fā)光器件100包含基板110、陽極120、電致發(fā)光層130、電子注入層140、以及陰極150。該基板110可為玻璃或塑料基板。該陽極120的材質可為透光的金屬或金屬氧化物，例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或氧化鋅(ZnO)，而形成方法可例如為濺鍍、電子束蒸鍍、熱蒸鍍、或化學氣相沉積。
該電致發(fā)光層130可包含空穴注入層131、空穴傳輸層132、發(fā)光層133及電子傳輸層134，其材質可以為有機半導體材料，例如小分子有機材料、高分子化合物材料或有機金屬化合物材料，形成方式可為真空蒸鍍、旋涂、浸涂、輥涂、噴墨填充、浮雕法、壓印法、物理氣相沉積、或化學氣相沉積。該空穴注入層131、空穴傳輸層132、發(fā)光層133及電子傳輸層134的厚度不是本發(fā)明的技術特征，并無特別的限制，可視對于本領域的技術人員的需要調整。若是電致發(fā)光層厚度太厚，會使得驅動電壓上升，相反的，若是太薄，則容易有小洞(pin-hole)產(chǎn)生。該空穴注入層131、空穴傳輸層132、發(fā)光層133及電子傳輸層134的厚度優(yōu)選為1nm至1μm。
本發(fā)明的技術特征之一，為該電子注入層140包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層，且該電子注入層140形成于該電致發(fā)光層130與該陰極150之間。該電子注入層140的厚度為0.1～5nm，優(yōu)選為0.1～1nm。該含有錒系元素的膜層可包含氟化錒、氯化錒、溴化錒、氧化錒、氮化錒、硫化錒、碳化錒、或其組合。而該含有鑭系元素的膜層可包含氟化鑭、氯化鑭、溴化鑭、氧化鑭、氮化鑭、硫化鑭、碳化鑭、或其組合。其中，該鑭系元素或該錒系元素可例如為Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或U。例如，該電子注入層140可為鹵化鈰(CeF3或CeF4)、氮化鈰、氧化鈰、硫化鈰、氟氧化鈰、碳化鈰、或其組合。
該陰極150為可注入電子于該有機電致發(fā)光層的材質，例如為低功函數(shù)的材料，像是Ca、Ag、Mg、Al、Li、或是其任意的合金。
以下，列舉幾個實施例，并請配合圖示，以說明符合本發(fā)明的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)。
實施例1使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超音波振蕩將100nm厚的具有ITO透明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。接著于10-5Pa的壓力下依序沉積空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層及鋁電極于該ITO電極上，以獲得該電致發(fā)光器件(1)。以下列出各層的材質及厚度。
該空穴傳輸層厚度為150nm，材質為NPB(N，N′-di-1-naphthyl-N，N′-diphenyl-1，1′-biphenyl-1，1′-biphenyl-4，4′-diamine)。
該發(fā)光層厚度為40nm，材質為摻雜有C545T(10-(2-Benzothiazolyl)-2，3，6，7-tetrahydro-1，1，7，7-tetramethyl-1H，5H，11H-(1)-benzopyropyrano(6，7-8-i，j)quinolizin-11-one)的Alq3(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum)層，其中該Alq3與C545T的重量比為100∶1。
該電子傳輸層厚度為10nm，材質為BeBq2(bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium)。
該電子注入層厚度為1nm，材質為氟化鈰(CeF4)。
該電致發(fā)光器件(1)的結構可表示為ITO 100nm/NPB 150nm/Alq3∶C545T 100∶1 40nm/BeBq230nm/CeF410/Al 150nm。
接著，以PR650及Minolta TS110測量該電致發(fā)光器件(1)的光學特性。請參照圖3，顯示該電致發(fā)光器件(1)的操作電壓與電流密度的關系；此外，圖4則顯示操作電壓與亮度的關系。
實施例2使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇以超音波振蕩將100nm厚的具有ITO透明電極(陽極)的玻璃基材洗凈。以氮氣將基材吹干，進一步以UV/臭氧清潔。接著于10-5Pa的壓力下依序沉積空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層及鋁電極于該ITO電極上，以獲得該電致發(fā)光器件(2)。以下列出各層的材質及厚度。
該空穴注入層厚度為5nm，材質為LGC101(由LG Chem，Ltd.制造發(fā)售)。
該空穴傳輸層厚度為150nm，材質為NPB(N，N′-di-1-naphthyl-N，N′-diphenyl-1，1′-biphenyl-1，1′-biphenyl-4，4′-diamine)。
該發(fā)光層厚度為40nm，材質為摻雜有C545T(10-(2-Benzothiazolyl)-2，3，6，7-tetrahydro-1，1，7，7-tetramethyl-1H，5H，11H-(1)-benzopyropyrano(6，7-8-i，j)quinolizin-11-one)的Alq3(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum)層，其中該Alq3與C545T的重量比為100∶1。
該電子傳輸層厚度為10nm，材質為BeBq2(bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium)。
該電子注入層厚度為0.3nm，材質為氟化鈰(CeF4)。
該電致發(fā)光器件(2)的結構可表示為ITO 100nm/LG10 15nm/NPB 150nm/Alq3∶C545T 100∶1 40nm/BeBq230nm/CeF43/Al 150nm。
實施例3～4實施例3及4所述的電致發(fā)光器件(3)及(4)，除了電子注入層(氟化鈰，CeF4)的厚度分別調整為0.5nm及1nm外，其余與實施例2相同。
請參照圖5～7，其為實施例2～4一系列的光電特性比較。如圖所示，電致發(fā)光器件(4)(氟化鈰的厚度為1nm)具有較低的操作電壓及較高的效率。
請參照圖8，顯示本發(fā)明所述的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)的配置示意圖，其中該包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)200包含顯示面板160，該顯示面板具有本發(fā)明所述的有源有機電致發(fā)光器件(例如圖2所示的有源有機電致發(fā)光器件100)，而該顯示面板160可例如為有機電致發(fā)光二極管面板。仍請參照圖8，該顯示面板160可為電子裝置的一部份(如圖所示的圖像顯示系統(tǒng)200)。一般來說，該圖像顯示系統(tǒng)200包含顯示面板160及與該顯示面板耦接的輸入單元180，其中該輸入單元180傳輸信號至該顯示面板，以使該顯示面板160顯示圖像。該圖像顯示系統(tǒng)200為一電子裝置，可例如為移動電話、數(shù)碼相機、PDA(個人數(shù)字助理)、筆記本型計算機、臺式計算機、電視、車用顯示器、或是便攜式DVD放映機。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施方案揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的變更與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電致發(fā)光器件包含基板；陽極，形成于該基板之上；電致發(fā)光層，形成于該陽極之上；電子注入層，形成于該電致發(fā)光層之上，其中該電子注入層包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層；以及陰極，形成于該電子注入層之上，并與其直接接觸。
2.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子注入層的厚度為0.1至5nm。
3.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電致發(fā)光層包含空穴傳輸層、發(fā)光層及電子傳輸層。
4.根據(jù)權利要求3的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子注入層形成于該電子傳輸層與該陰極之間。
5.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含有錒系元素的膜層包含氟化錒、氯化錒、溴化錒、氧化錒、氮化錒、硫化錒、碳化錒、或其組合。
6.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含有鑭系元素的膜層包含氟化鑭、氯化鑭、溴化鑭、氧化鑭、氮化鑭、硫化鑭、碳化鑭、或其組合。
7.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子注入層包含鹵化鈰、氮化鈰、氧化鈰、硫化鈰、氟氧化鈰、碳化鈰、或其組合。
8.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子注入層包含CeF3、CeF4、或其組合。
9.根據(jù)權利要求1的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，包含顯示面板，其中該電致發(fā)光器件構成該顯示面板的一部分。
10.根據(jù)權利要求9的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，包含電子裝置，其中該電子裝置包含該顯示面板；以及輸入單元，與該顯示面板耦接，其中該輸入單元傳輸信號至該顯示面板，以使該顯示面板顯示圖像。
11.根據(jù)權利要求10的包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子裝置為移動電話、數(shù)碼相機、個人數(shù)字助理(PDA)、筆記本型計算機、臺式計算機、電視、車用顯示器、或便攜式DVD播放機。
12.一種包含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)的制造方法，包含提供基板；以及依序形成陽極、電致發(fā)光層、電子注入層、及陰極于該基板之上，其中該電子注入層包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層。
全文摘要
本發(fā)明有關于一種含電致發(fā)光器件的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法。該圖像顯示系統(tǒng)包含電致發(fā)光器件，其中該電致發(fā)光器件包含基板、陽極、電致發(fā)光層、電子注入層、及陰極。其中，該陽極形成于該基板之上；該電致發(fā)光層形成于該陽極之上；該電子注入層形成于該電致發(fā)光層之上，其中該電子注入層包含含有鑭系元素的膜層或含有錒系元素的膜層，而該陰極形成于該電子注入層之上，并與其直接接觸。
文檔編號H01L51/56GK101051674SQ20071009094
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權日2006年4月5日
發(fā)明者徐湘?zhèn)?申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司