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 一種包含電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法，特別 關(guān)于一種包含具有較高電子注入能力的電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)及其 制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子產(chǎn)品發(fā)展技術(shù)的進步及其日益廣泛的應(yīng)用，像是移動
電話、PDA及筆記型計算機的問市，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，由于有機電致發(fā)光器件具有自發(fā)光、高亮度、 廣視角、高響應(yīng)速度及制備工藝容易等特性，使得有機電致發(fā)光裝置無疑將 成為下一代平面顯示器的最佳選擇。
如圖l所示，有機電致發(fā)光裝置IO,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(gòu)成。為了降低操作電壓及改善射出電子跟空穴數(shù)目使其達(dá)到平衡，實 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 堿金族金屬，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，具有低功函數(shù)的堿金族金屬非常不穩(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， 5739635,和Appl. Phy. Lett. 73 (1988)R1185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(shè)置電子注入層，該電子注入層為無機材料例如為LiF, CsF， SrO或是 Li20,厚度介于5 20A。
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 40A的膜層，因此不適用 于大面積的電致發(fā)光裝置。
因此，為改善電致發(fā)光裝置的發(fā)光效率，研制出具有高電子注入能力的 電致發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)，是目前有源有機電致發(fā)光裝置制備技術(shù)上亟需研究的重 點。

發(fā)明內(nèi)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)光裝 置的圖像顯示系統(tǒng)及其制造方法，以符合平面顯示器市場的需求。
為達(dá)成本發(fā)明的目的，該圖像顯示系統(tǒng)包含電致發(fā)光裝置，其中該電致 發(fā)光裝置包含基板、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)光層形成于該陽才及之上；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導(dǎo)電材料，以及摻雜物，該摻 雜物為含鑭系元素的化合物、含錒系元素的化合物、或含氟的化合物摻雜于 該導(dǎo)電材料中；而該陰極形成于該電子注入層之上，并與該電子注入層直接 接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明所述的圖像顯示系統(tǒng)包含電致 發(fā)光裝置，其中該電致發(fā)光裝置包含基板、陽極、電致發(fā)光層、及摻雜陰極。 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；該摻雜 陰極形成于該電致發(fā)光層之上，其中該摻雜陰極包含導(dǎo)電材料以及摻雜物， 該摻雜物為含鑭系元素的化合物、含浙系元素的4匕合物、或含氟的化合物摻 雜于該導(dǎo)電材料中。
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)選實施例，并 配合附圖，作詳細(xì)i兌明如下。


圖l為剖面示意圖，顯示現(xiàn)有技術(shù)所述的電至丈發(fā)光裝置。
圖2顯示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例所述的包含電致發(fā)光裝置的剖面示意圖。
圖3顯示本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例所述的包含電致發(fā)光裝置的剖面示 意圖。
圖4顯示實施例l-4所述的電致發(fā)光裝置其操作電壓與電流密度的關(guān)系圖。
圖5顯示實施例l-4所述的電致發(fā)光裝置其操作電壓與亮度的關(guān)系圖。 圖6顯示實施例l-4所述的電致發(fā)光裝置其電流密度與發(fā)光效率的關(guān)系圖。
圖7顯示實施例1與對比例1所述的電致發(fā)光裝置其操作電壓與亮度的 關(guān)系圖。
圖8顯示實施例1與對比例1所述的電致發(fā)光裝置其操作電壓與亮度的 關(guān)系圖。
圖9顯示實施例1與對比例1所述的電致發(fā)光裝置其電流密度與發(fā)光效 率的關(guān)系圖。
圖10a及10b顯示本發(fā)明其它優(yōu)選實施例所述的包含電致發(fā)光裝置的剖 面示意圖。
圖11顯示本發(fā)明所述的包含電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)的配置示意圖。
主要附圖標(biāo)記說明
有機電致發(fā)光裝置 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)光裝置 100、 200;基板 110;陽極 ~120;電致發(fā)光層 130;空穴注入層 131;空穴傳l俞層 132;發(fā)光層 133; 電子傳輸層 134;電子注入層 140;導(dǎo)電材料 141;摻雜物(含鑭系元素的 化合物、含錒系元素的化合物、或含氟的化合物) 142;陰極 150;摻雜陰 極 160;顯示面板 170;輸入單元 180;以及電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng) 300。
具體實施例方式
請參照圖2，顯示本發(fā)明一個實施例的圖像顯示系統(tǒng)所包含的電致發(fā)光 裝置100。該電致發(fā)光裝置100包含基板110、陽才及120、電致發(fā)光層130、 電子注入層140、以及陰極150。該基板110可為玻璃或是塑料基板。該陽
極120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。
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(zhì)可以為有機半導(dǎo)體材^h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、旋轉(zhuǎn)涂 布、浸沒涂布、滾動式涂布、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。該空穴注入層131、空穴傳IIT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(shù)特征，并無特別的限制，可視本領(lǐng)域 的技術(shù)人員的需要而調(diào)整。若是電致發(fā)光層厚度太厚，會使得驅(qū)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)選介于lnm至lfim。
本發(fā)明的技術(shù)特征之一，是該電子注入層140包含導(dǎo)電材料141,且該 導(dǎo)電材料141摻雜有摻雜物142，此摻雜物142為含鑭系元素的化合物、含 錒系元素的化合物、或含氟的化合物。該電子注入層140形成于該電致發(fā)光 層130以及該陰極150之間。該電子注入層140的厚度介于0.1~50nm，優(yōu) 選介于l-30nm。該含有鄰了系元素的膜層可為氟化鄰了、氯化錒、溴化錒、氧 化錒、氮化錒、硫化錒、碳酸錒、或其混合。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、碌u化鑭、碳酸鑭、或其混合。 此外，該含氟的化合物可例如為LiF。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,或是U。 舉例說，該摻雜物142可為囟化鈰、氮化鈰、氧化鈰、硫化鈰、氟氧化鈰、 碳酸鈰(cerium carbonate)、或其混合。鹵化鈰可為三氟化鈰(CeF3)或四氟化鈰 (CeF4)。
其中該導(dǎo)電材泮牛141可例如為ITO(indium tin oxide)、 IZO(indium zinc oxide) 、 AZO(aluminum zinc oxide) 、 ZnO(zinc oxide) 、 Ca、 Ag、 Mg、 Al、 Li、 或其混合。值得注意的是，該導(dǎo)電材料141與該4參雜物(含鑭系元素的化合 物、含錒系元素的化合物、或含氟的化合物)142的重量比介于10:1 200:1 之間。
該陰極150為可注入電子于該有^/L電致發(fā)光層130的材質(zhì)，例如為^^功 函數(shù)的材料，像是Ca、 Ag、 Mg、 Al、 Li、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。
請參照圖3,顯示本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例所述的電致發(fā)光裝置200， 該陰極可與該電子注入層具有相同的組成，因此該陰才及可與該電子注入層構(gòu) 成摻雜陰極160。該摻雜陰極160可包含導(dǎo)電材料141,以及摻雜物142，如 含鑭系元素的化合物、含鄰了系元素的化合物、或含氟的化合物摻雜于該導(dǎo)電 材料141中。
以下，列舉數(shù)個實施例，并請配合附圖，以-說明符合本發(fā)明的包含電致 發(fā)光裝置的圖像顯示系統(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-》a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)光裝置(l)。以下列出 各層的材質(zhì)及厚度。
空穴傳輸層厚度為150nm,材質(zhì)為NPB(N,N'-di-l-naphthyl-N,N' -diphenyl-1,1 '-biphenyl陽1,1 '-biphenyl-4，4'-diamine)。
該發(fā)光層厚度為40nm，材質(zhì)為摻雜有C545T(10-(2-Benzothiazolyl) -2，3，6，7-tetrahydro-l ，1 ，7,7-tetramethyl-lH，5H, 1 IH-(I )-benzopyropyrano(6，7-8-i， j)quinolizin-ll-one)的Alq3(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum)層，其中該Alq3 以及C545T的重量比為100:1。
該電子傳輸層厚度為10nm,材質(zhì)為Alq3(b tris (8-hydroxyquinoline) aluminum)。
該電子注入層厚度為20nm，材質(zhì)為摻雜有CeF4(cerium fluoride)的Al 金屬層，其中該Al以及CeF4的重量比為20:1。 鋁電極厚度為130nm。
該電致發(fā)光裝置(1)的結(jié)構(gòu)可表示為ITO 100nm/NPB 150nm/Alq3:C545T 100:1 40nrn/Alq3 10nm/Al:CeF4 20:1 20nm/Al 130nm
接著，以PR650及MinoltaTS110測量該電致發(fā)光裝置(l)的光學(xué)特性， 其測量結(jié)果如圖4-6所示。
實施例2~3
實施例2及3所述的電致發(fā)光裝置(2)及(3)除了電子注入層的Al與CeF4 的重量比分別調(diào)整為40:1及200:1夕卜，其余皆與實施例l相同。
接著，以PR650及MinoltaTS110測量該電致發(fā)光裝置(2)及(3)的光學(xué)特 性，其測量結(jié)果如圖4-6所示。
實施例4
實施例4所述的電致發(fā)光裝置(4)除了電子注入層的作為摻雜物的CeF4 以LiF取代，其余皆與實施例l相同。該電致發(fā)光裝置(4)的結(jié)構(gòu)可表示為
ITO 100nm/NPB 150nm/Alq3:C545T 100:1 40nm/Alq3 10nm/Al:LiF 20:1 20nm/Al 130nm
請參照圖4-6,為實施例1 4一系列的光電特性比較。如圖所示，電致 發(fā)光裝置(1)(A1與CeF4的重量比為20:1)具有較低的操作電壓及較高的效率。
只于比例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，形成厚度為150nm的NPB膜層形成于該ITO透明電極之上，以 作為空穴傳輸層。接著，厚度為40nm的發(fā)光層形成于該空穴轉(zhuǎn)輸層之上， 其中該發(fā)光層的材質(zhì)為摻雜有C545T的Alq3層，其中該Alq3以及C545T 的重量比為100:1。接著，厚度為10nm的Alq3膜層形成于該發(fā)光層上，以 作為電子傳輸層。接著，形成厚度為lnm的LiF層于該電子傳輸層之上，以 作為電子注入層。最后，形成厚度為150nm的鋁電極于該電子注入層之上， 以獲得該電致發(fā)光裝置(5)。以下列出各層的材質(zhì)及厚度
ITO 100nm/NPB 150nm/Alq3:C545T 100:1 40nm/Alq3 10nm/LiF lnm/Al 150nm
請參照圖7~9，為實施例1及對比例1所述的發(fā)光組件一系列的光電特 性比較。如圖所示，與對比例相比，電致發(fā)光裝置(1)(A1與CeF4的重量比為 20:1 )具有較低的操作電壓及較高的效率。
依據(jù)本發(fā)明又一個優(yōu)選實施例，圖3所示的電致發(fā)光裝置200,可還包 含陰極層150形成于該摻雜陰極160之上，如圖10a所示。該陰極150為可
注入電子于該有機電致發(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、或是其任意的合金，形成方法可例如為賊鍍、電子束蒸 鍍、熱蒸鍍、或是化學(xué)氣相沉積。該陰極150的材質(zhì)可跟導(dǎo)電材料141相同 或不同。
此外，請參照圖10b，該電致發(fā)光裝置200可還包含如本發(fā)明所述的電 子注入層140,且該電子注入層140形成于該摻雜陰極160與該電致發(fā)光層 130之間。
請參照圖11,顯示本發(fā)明所述的包含電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)的 配置示意圖，其中該包含電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)300包含顯示面板 170，該顯示面板可包括本發(fā)明所述的有源有機電致發(fā)光裝置(例如圖2、 3、 10a、 10b所示的有機電致發(fā)光裝置)。仍請參照圖11,該顯示面板170可為 電子裝置(如圖所示的圖像顯示系統(tǒng)300)的一部分。 一般來說，該圖像顯示 系統(tǒng)300包含顯示面板170;以及輸入單元180,與該顯示面板耦4妄。其中 該輸入單元180傳輸信號至該顯示面板170,以使該顯示面板170顯示圖像。 該圖像顯示系統(tǒng)300可例如為移動電話、數(shù)字相一幾、PDA(個人數(shù)據(jù)助理)、 筆記型計算機、桌上型計算機、電視、車用顯示器、或是可攜式DVD放映 機。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所定義的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示系統(tǒng)，包含電致發(fā)光裝置，該電致發(fā)光裝置包含基底；陽極形成于該基底之上；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導(dǎo)電材料，以及摻雜物，該摻雜物為含鑭系元素的化合物、含錒系元素的化合物、或含氟的化合物摻雜于該導(dǎo)電材料中；以及陰極直接形成于該電子注入層之上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該電子注入層的厚度介于 0.1 50nm之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含鄰了系元素的化合物包含 氟化鄰了、氯化辨、溴化錒、氧化錒、氮化錒、硫化鄰了、碳酸錒、或其混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含鑭系元素的化合物包含 氟化鑭、氯化鑭、溴化鑭、氧化鑭、氮化鑭、硫化鑭、碳酸鑭、或其混合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含鑭系元素的化合物包含 鹵化鈰、氮化鈰、氧化鈰、硫化鈰、氟氧化鈰、碳酸鈰、或其混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該含鑭系元素的化合物包含 三氟化鈰(CeF3)、四氟化鈰(CeF-4)、或其混合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，其中該導(dǎo)電材料與該含鑭系元素 的化合物、該含鄰了系元素的化合物、或含氟的化合物的重量比介于10:1~200:1 之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示系統(tǒng)，還包含顯示面板，其中該電致發(fā) 光裝置是構(gòu)成該顯示面板的一部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的圖像顯示系統(tǒng)，還包含電子裝置，其中該電子裝 置包含該顯示面纟反；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。
10. —種圖像顯示系統(tǒng)，包含 電致發(fā)光裝置，其中該電致發(fā)光裝置包含 基底；陽極形成于該基底之上； 電致發(fā)光層形成于該陽極之上；以及摻雜陰極形成于該電致發(fā)光層之上，其中該摻雜陰極包含導(dǎo)電材料以及 摻雜物，該摻雜物為含鑭系元素的化合物、含錒系元素的化合物、或含氟的 化合物摻雜于該導(dǎo)電材料中。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于含電致發(fā)光裝置的圖像顯示系統(tǒng)。該圖像顯示系統(tǒng)包含電致發(fā)光裝置，其中該電致發(fā)光裝置包含基板、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導(dǎo)電材料，以及摻雜物，該摻雜物為含鑭系元素的化合物、含錒系元素的化合物、或含氟的化合物摻雜于該導(dǎo)電材料中；而該陰極形成于該電子注入層之上。
文檔編號H05B33/12GK101114702SQ20071012983
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者徐湘?zhèn)?申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司