專利名稱：圖像顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種包含電激發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)，特別關(guān)于一種包含全彩有機(jī) 電激發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子產(chǎn)品發(fā)展技術(shù)的進(jìn)步及其日益廣泛的應(yīng)用，像是移動(dòng)電話及筆 記本型計(jì)算機(jī)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，成為目前最重要的電子應(yīng)用產(chǎn)品之一。在平面顯示器當(dāng)中，由于有機(jī)電激 發(fā)光件具有自發(fā)光、高亮度、廣視角、高應(yīng)答速度及制程容易等特性，使得有機(jī)電激發(fā)光件 無疑地將成為下一世代平面顯示器的最佳選擇。有機(jī)電激發(fā)光件為使用有機(jī)層作為主動(dòng)層的發(fā)光二極管，近年來已漸漸使用于平 面面板顯示器(flat panel display)上。開發(fā)出具有高發(fā)光效率及長使用壽命的有機(jī)電 激發(fā)光元件是目前平面顯示技術(shù)的主要趨勢之一。此外，為進(jìn)一步達(dá)成有機(jī)電激發(fā)光元件 全彩化的目的，一種稱為串聯(lián)式(tandem)有機(jī)電激發(fā)光裝置被業(yè)界所提出。美國5，703，436號(hào)專利揭露一種串聯(lián)式全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置，其分別將紅、藍(lán)、 綠有機(jī)發(fā)光二極管(oled)垂直堆棧，以串聯(lián)方式連接在一起，并以單一電源驅(qū)動(dòng)，達(dá)到全 彩化的目的。然而，上述串聯(lián)式全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置其所需的驅(qū)動(dòng)電壓過高，且所發(fā)出的 光色會(huì)隨著所提供的電流大小而改變。為了降低全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置的驅(qū)動(dòng)電壓，美國7，193，361號(hào)專利揭露一全彩 有機(jī)電激發(fā)光裝置，其包含一陽極及及一陰極對(duì)向設(shè)置，在該陽極及陰極間還包含有多個(gè) 發(fā)光層，其特征在于每一發(fā)光層其靠陽極層的表面皆形成有一電洞傳輸層與發(fā)光層直接接 觸。與傳統(tǒng)串聯(lián)式全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置相比，上述的美國7，193，361號(hào)專利所揭露的全 彩有機(jī)電激發(fā)光裝置確實(shí)可降低元件的驅(qū)動(dòng)電然，不過其色彩飽合度(NTSC ratio)仍然無 法提升。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供一種圖像顯示系統(tǒng)，一全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置，其包括一陽極； 一第一發(fā)光層及一第二發(fā)光層，依序配置于陽極之上；一陰極，配置于第二發(fā)光層之上。其 中，第一及第二發(fā)光層分別包含一第一摻雜物及一第二摻雜物，且第一摻雜物的能隙與第 二摻雜物的能隙不同。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有三層發(fā)光層的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置的 剖面示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有三層發(fā)光層的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置 的剖面示意圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的具有二層發(fā)光層的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置 的剖面示意圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的具有二層發(fā)光層的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置 的剖面示意圖；圖5為有機(jī)電激發(fā)光裝置(1)其第一發(fā)光層、阻障層、第二發(fā)光層、及第三發(fā)光層 的能隙關(guān)系示意圖；圖6是顯示比較例1的有機(jī)電激發(fā)光裝置⑴在不同電流密度下的電激發(fā)光光譜 圖；圖7為有機(jī)電激發(fā)光裝置( 其第一發(fā)光層、阻障層、及第二發(fā)光層的能隙關(guān)系示 意圖；圖8是顯示實(shí)施例1的有機(jī)電激發(fā)光裝置( 在不同電流密度下的電激發(fā)光光譜 圖；圖9是顯示實(shí)施例1-2的有機(jī)電激發(fā)光裝置其發(fā)光效率與電流密度的關(guān)系圖；以 及圖10是繪示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像顯示系統(tǒng)方塊示意圖。[主要元件標(biāo)號(hào)說明]100,200 全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置；102、202 基板；104、204 陽極；106、206 電洞注入層；108,208 電洞傳輸層；110,210 第一發(fā)光層；11U211 第一摻雜物；112、 212 阻障層；114、214 第二發(fā)光層；115、215 第二摻雜物；116 第三發(fā)光層；117、 217 第三摻雜物；118、216 電子傳輸層；120、218 電子注入層；122、220 陰極；300
平面顯示裝置；350 輸入單元；400 電子裝置。
具體實(shí)施例方式以下將配合圖示，以說明根據(jù)本發(fā)明所提供的包含全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置的圖像
顯不系統(tǒng)。請(qǐng)參照?qǐng)D1，是顯示根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)所包含的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置 100。全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置100包含一基板102，在基板102之上依序包含一陽極104、一 電洞注入層106、一電洞傳輸層108、一第一發(fā)光層110、一阻障層112、一第二發(fā)光層114、一 第三發(fā)光層116、一電子傳輸層118、一電子注入層120、以及一陰極122。值得注意的是，當(dāng) 阻障層112是形成于第一發(fā)光層110及第二發(fā)光層114之間時(shí)，第二發(fā)光層114則是與第 三發(fā)光層116直接接觸，換言之，第二發(fā)光層114與第三發(fā)光層116之間沒有其它的膜層存 在。基板102可為玻璃或是塑料基板。陽極104的材質(zhì)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)或是氧化鋅(ZnO)，而形成 方法可例如為濺鍍、電子束蒸鍍、熱蒸鍍、或是化學(xué)氣相沉積。電洞注入層106、電洞傳輸層 108、電子傳輸層118、及電子注入層120的材質(zhì)可以為有機(jī)半導(dǎo)體材料，例如小分子有機(jī)材 料、高分子化合物材料或有機(jī)金屬化合物材料，形成方式可為真空蒸鍍、旋轉(zhuǎn)涂布、浸沒涂 布、滾動(dòng)式涂布、噴墨填充、浮雕法、壓印法、物理氣相沉積、或是化學(xué)氣相沉積，而電洞注入 層106、電洞傳輸層108、電子傳輸層118、及電子注入層120的厚度則無特別的限制，可視本領(lǐng)域技術(shù)人員的需要而調(diào)整。如圖1所示，第一發(fā)光層110、第二發(fā)光層114、及第三發(fā)光層116分別摻雜有第一 摻雜物111、第二摻雜物115、及第三摻雜物117，且第一摻雜物111的能隙E1、第二摻雜物 115的能隙E2、及第三摻雜物117的能隙E3皆不同，因此第一、第二、及該第三摻雜物的能 隙關(guān)系有以下六種可能E1 > E2 > E3、E1 > E3 > E2E2 > E3 > El、E2 > El > E3、E3 > El > E2、或E3 > E2 > El。其中，摻雜物可為能量傳移(energy transfer)型摻雜材料或 是載體捕集(carriertrapping)型摻雜材料。發(fā)光層所使用的有機(jī)電激發(fā)光材料可為熒光 (fluorescence)發(fā)光材料。在此，第一發(fā)光層110、第二發(fā)光層114、及第三發(fā)光層116由于 摻雜物能階不同的關(guān)系，可使其發(fā)出藍(lán)紅綠等不同光色而混合出白光。阻障層112可為為雙載子(bipolar)材料例如9，10-雙_(2_萘基)(9， 10-bis (2-naphthyl) anthracene、ADN)，或是電子或電洞傳輸材料，例如:N, N，-雙 [(1-萘基)_N，N，- 二苯基-(1，-聯(lián)苯)4，4，- 二胺(N，N ‘ -bis-(1-naphthyl)-N, N ‘ -diphenyl-1 ‘ -biphenyl-4,4 ‘ -diamine、NPB)、或 8-羥基喹啉-鋁 (8-hydroxyquinoline aluminum、Alq3)。阻障層(blocking layer) 112 的形成目的在于平 衡電子與電洞的遷移率，以最大化有機(jī)電激發(fā)光裝置的效率。陰極122為可注入電子進(jìn)入發(fā)光層的材質(zhì)，例如為低功函數(shù)的材料，像是Ca、Ag、 Mg、Al、Li、Au、Cu或是其任意的合金，形成方法可例如為濺鍍、電子束蒸鍍、熱蒸鍍、或是化 學(xué)氣相沉積。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，阻障層112亦可形成于第二發(fā)光層114及第三發(fā)光層116 之間，當(dāng)阻障層112形成于第二發(fā)光層114及第三發(fā)光層116之間時(shí)，第一發(fā)光層110則是 與第二發(fā)光層114直接接觸，請(qǐng)參照?qǐng)D2。請(qǐng)參照?qǐng)D3，是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置200，包含一 基板202，在基板202之上依序包含一陽極204、一電洞注入層206、一電洞傳輸層208、一第 一發(fā)光層210、一阻障層212、一第二發(fā)光層214、一電子傳輸層216、一電子注入層218、以 及一陰極220。在此實(shí)施例中，第一發(fā)光層210、及第二發(fā)光層214分別摻雜有第一摻雜物 211、及第二摻雜物215。此外，第一發(fā)光層210中更進(jìn)一步摻雜有第三摻雜物217，其中第 一摻雜物211的能隙E1、第二摻雜物215的能隙E2、及第三摻雜物217的能隙E3的關(guān)系為 El > E3 > E2或E2 > E3 > E1。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于第一摻雜物211、第二摻雜物215、及第三 摻雜物217而言，能隙相差最大的兩者是不會(huì)同時(shí)摻雜在同一層發(fā)光層中，以避免色彩飽 合度(NTSC ratio)的降低。此外，在此實(shí)施例中，第一摻雜物211的能隙El與第三摻雜物 217的能隙E3的差值(|E1-E3|)是小于第二摻雜物215的能隙E2與第三摻雜物217的能 隙E3的差值(|E2-E3|)，符合以下關(guān)系|E1-E3| < |E2_E3|。再者，在第一發(fā)光層210中， 第一摻雜物211的能隙El與第三摻雜物217的能隙E3的差值不大于0. 5eV0在此，第一發(fā) 光層210可同時(shí)包含紅光摻雜物及綠光摻雜物或是同時(shí)包含藍(lán)光摻雜物及綠光摻雜物。此外，根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例，第三摻雜物217亦可摻雜于第二發(fā)光層214中，請(qǐng) 參照?qǐng)D4，其中第一摻雜物211的能隙E1、第二摻雜物215的能隙E2、及該第三摻雜物217 的能隙E3的關(guān)系為El > E3 > E2或E2 > E3 > E1。由于第三摻雜物217與第二摻雜物 215被同時(shí)摻雜于第二發(fā)光層214中，因此，第一摻雜物211的能隙El與第三摻雜物217的 能隙E3的差值(|E1-E3|)大于第二摻雜物215的能隙E2與第三摻雜物217的能隙E3的
5差值(|E2-E3|)，符合以下關(guān)系|E1-E3| > |E2_E3|。再者，在第二發(fā)光層214中，第二摻雜 物215的能隙E2與第三摻雜物217的能隙E3的差值是不大于0. 5eV0在此，第二發(fā)光層 214可同時(shí)包含紅光摻雜物及綠光摻雜物或是同時(shí)包含藍(lán)光摻雜物及綠光摻雜物。以下，是列舉數(shù)個(gè)實(shí)施例，并請(qǐng)配合圖示，以說明根據(jù)本發(fā)明的包含電激發(fā)光裝置 的圖像顯示系統(tǒng)。比較例1 使用中性清潔劑、丙酮、及乙醇，以超音波振蕩將90nm厚的具有IT0(30Q/Sq)透 明電極(作為陽極)的玻璃基材洗凈。于烘箱中將基材烘干(120°C)，進(jìn)一步以UV/臭氧 清潔。接著于5 X IO-7Pa的壓力下依序沉積一電洞注入層、一電洞傳輸層、一第一發(fā)光層、一 阻障層、一第二發(fā)光層、一第三發(fā)光層、一電子傳輸層、一電子注入層、以及一陰極于該ITO 電極上，以獲致有機(jī)電激發(fā)光裝置(1)。以下是列出各層的材質(zhì)及厚度電洞注入層厚度為60nm，材質(zhì)為4，4'，4〃 -三[N_3_甲基苯基-N-苯基氨 基]三苯胺(4，4'，4〃 -tris[N, (3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-triphenylamine> m-TDATA)。電洞傳輸層厚度為20nm，材質(zhì)為4，4’_雙[N-(1_萘基)-N-苯基胺基]聯(lián)苯(4， 4' -bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl> α-NPD)。第一發(fā)光層(紅光)厚度為5nm，主體材料為8_羥基喹啉-鋁 (8-hydroxyquinoline aluminum、Alq3)，并摻雜有一紅光摻雜物(產(chǎn)品號(hào)為 RD3，由 Kodak 制造販賣)，其紅光摻雜物的重量百分比為0. 5wt%。阻障層厚度為7nm，材質(zhì)為4，4’_雙[N-(1_萘基)-N-苯基胺基]聯(lián)苯0，4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl> α -NPD)。第二發(fā)光層(綠光)厚度為20nm，主體材料為9，10-雙-(2_萘基)，并摻雜 有摻雜物10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7_四氫-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H_[1]苯并 吡喃[6,7-8-i, j]_ 喹啉-11-酮(10-(2-Benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-l,1, 7,7-tetramethyl-lH,5H,1IH-(I)benzopyropyrano(6,7-8-1, j)quinolizin-ll-one、 C545T)，其綠光摻雜物的重量百分比為IOwt%。第三發(fā)光層(藍(lán)光)厚度為20nm，主體材料為9，10-雙-(2_萘基)，并摻雜有 摻雜物雙[4-( 二對(duì)甲苯基氨基)苯乙烯基]聯(lián)苯(Bis [4- (di-p-tolylamino) styryl] biphenyl、DPAVBi)，其藍(lán)光摻雜物的重量百分比為7. 5wt%。電子傳輸層厚度為20nm，材質(zhì)為雙-10-羥基苯鈹(bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato)beryllium、BeBq2)。電子注入層厚度為lnm，材質(zhì)為氟化鋰(LiF)。鋁電極厚度為150nm。有機(jī)電激發(fā)光裝置(1)的結(jié)構(gòu)可表示為ITO (90nm)/m-TDATA (60nm)/ α -NPD (20nm) /Alqs&RD3 (0. 5wt % ) (7nm) / α -NPD (5nm) /ADN&C545T (IOwt % ) (20nm) / ADN&DPAVBI (7. 5wt % ) (20nm) /BeBq2 (20nm) /LiF(Inm) /Al (150nm)。接著，以程序電流源(Kathelly 2400)及光度計(jì)(Minolta TS110)測量有機(jī)電激 發(fā)光裝置(1)的光學(xué)特性。有機(jī)電激發(fā)光裝置(1)的光電性質(zhì)(操作電壓4.52V)，如表1 所示
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示系統(tǒng)，包括一全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置，包括一第一電極；一第一發(fā)光層、及一第二發(fā)光層，依序配置于該第一電極之上，其中該第一及第二發(fā)光 層分別包含一第一摻雜物及一第二摻雜物，且該第一摻雜物的能隙E1、及該第二摻雜物的 能隙E2皆不同；以及一第二電極，配置于該第二發(fā)光層之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置還包含一第三 發(fā)光層，該第三發(fā)光層包含一第三摻雜物，且該第一摻雜物的能隙E1、該第二摻雜物的能隙 E2、及該第三摻雜物的能隙E3皆不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置還包含一阻障 層，其中該阻障層被配置于該第一發(fā)光層及該第二發(fā)光層之間，且該第二發(fā)光層及該第三 發(fā)光層是直接接觸，或是該阻障層被配置于該第二發(fā)光層及該第三發(fā)光層之間，且該第一 發(fā)光層及該第二發(fā)光層是直接接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該阻障層為雙載子材料、電洞傳輸材料、 或電子傳輸材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置還包含一第三 摻雜物，摻雜于該第一發(fā)光層或該第二發(fā)光層中，其中該第一摻雜物的能隙E1、該第二摻雜 物的能隙E2、及該第三摻雜物的能隙E3的關(guān)為El > E3 > E2或E2 > E3 > E1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置還包含一阻障 層，形成于該第一發(fā)光層及該第二發(fā)光層之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該第三摻雜物是摻雜于該第一發(fā)光層， 且該第一、第二、及該第三摻雜物的能隙關(guān)系符合|E1-E3| < |E2-E3|。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該第一摻雜物的能隙El與該第三摻雜物 的能隙E3的差值不大于0. 5eV0
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該第三摻雜物是摻雜于該第二發(fā)光層， 且該第一、第二、及該第三摻雜物的能隙關(guān)系符合|E1-E3| > |E2-E3|。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該第二摻雜物的能隙E2與該第三摻雜 物的能隙E3的差值不大于0. 5eV0
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示系統(tǒng)，還包含一電子裝置，其中該電子裝置包含一平面顯示裝置，其中該全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置是構(gòu)成該平面顯示裝置的一部分；以及一輸入單元，與該平面顯示裝置耦接，其中該輸入單元傳輸一信號(hào)至該平面顯示裝置 以顯示圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子裝置為移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、個(gè) 人數(shù)字助理、筆記本型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、電視、車用顯示器或攜帶式數(shù)字激光視盤播 放器。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種圖像顯示系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括一全彩有機(jī)電激發(fā)光裝置，其包括一陽極；一第一發(fā)光層及一第二發(fā)光層，依序配置于陽極之上；一陰極，配置于第二發(fā)光層之上。其中，第一及第二發(fā)光層分別包含一第一摻雜物及一第二摻雜物，且該第一摻雜物的能隙與該第二摻雜物的能隙不同。
文檔編號(hào)H01L51/52GK102148233SQ20101010784
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者徐湘?zhèn)? 西川龍司, 顏瑞祥 申請(qǐng)人:統(tǒng)寶光電股份有限公司