串联式有机电激发光元件及其应用制造技术

一种用于有机电激发光显示器的串联式有机电激发光元件，包括阳极、阴极、第一有机电激发光单元、第二有机电激发光单元和连接层。第一有机电激发光单元和第二有机电激发光单元都位于阳极和阴极之间。连接层介于第一单元和第二单元之间，且包括有机双极化合物和导电性掺杂物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种串联式有机电激发光元件，特别是涉及一种用于有机电激发光显示器的串联式有机电激发光元件。
技术介绍
有机电激发光元件(organic electroluminescent device)具有高亮度、轻薄、自发光、低消耗功率、不需背光源、无视角限制、高对比度、操作温度范围广、发光效率高、制造工艺简易和高反应速率等优点，已成为全球科技重要焦点，更受到平面显示器领域的高度重视。有机电激发光元件依其所使用有机发光材料，可分为两种技术类型一为以低分子(small molecular)作为有机发光层，泛称为有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED，或organic electroluminescence)；另一为以π共轭高分子(polymer)为有机发光层，统称为高分子发光二极管(polymer light emitting diode，PLED，或lightemitting polymer，LEP)。一般而言，有机电激发光元件包括阴极、阳极和位于阴/阳极之间的发光单元，其作用原理为在外加电场作用下，电子与空穴分别由阴极与阳极注入，并在此元件中进行传递，当电子、空穴在发光单元相遇后，电子和空穴再结合(recombination)形成激发子(exciton)，激发子在电场作用下将能量传递给存在于发光单元中的发光分子，发光分子便将能量以光的形式释放出来。常见有机电激发光元件是在发光单元中包括空穴传输层、发光层和电子传输层等多层结构，经由以下方式制得在阳极(indium tin oxide，ITO)上蒸镀空穴传输层(hole transporting layer，HTL)，接着蒸镀发光层(emitting layer，EL)，再蒸镀电子传输层(electron transporting layer，ETL)，最后在电子传输层上蒸镀电极作为阴极。在此，为提高电子/空穴等载流子的注入效率，业经建议将适当有机材料蒸镀在阳极与空穴传输材料之间作为空穴注入层(holeinjection layer，HIL)，或蒸镀在阴极与电子传输材料之间当作电子注入层(electron injection layer，EIL)，或者施用在发光层与电子传输材料之间作为空穴阻挡层(hole blocking layer)，进而达到降低驱动电压或增加载流子再结合几率等目的。为进一步改良有机电激发光元件的效能，业经揭示在阴极与阳极之间含有多个以串联方式连接的发光单元的串联式有机电激发光元件，其中，发光单元间通过连接层而相互联结。在此，为使串联式有机电激发光元件的效能增高，用以连接发光单元的连结层必须同时具备有传递电子到电子传输层和传递空穴到空穴传输层的能力，且通常来说，连结层需同时具备高的光学穿透度和高的载流子传递速率，以确保串联式有机电激发光元件能发挥预期功效。已知连接层类型为经掺杂的有机层，该有机层包括至少一个经n-型掺杂的有机层或经p-型掺杂的有机层或该二者的组合，以提供高载流子传递速率。其中，当连结经n-型掺杂有机层和经p-型掺杂有机层以提供该连接层时，会因形成p-n结(p-n junction)而有更大的效益。在此，经n-型掺杂有机层代表该有机层在受掺杂后可具有半导体的特性，且主要作用为传递电子；经p-型掺杂有机层则代表该有机层在受掺杂后可具有半导体的特性，且主要作用为传递空穴。串联式有机电激发光元件的操作稳定性大多取决于连接层的安定性，操作电压也会视连接层是否能提供足够的电子、空穴注入能力而有所变动。当两种不同物质非常接近时，可能因温度或电场而产生扩散情形，进而使接口模糊。当利用n-型掺杂或p-型掺杂来制作串联式有机电激发光元件，连接层的注入能力便可能因相互扩散现象而减弱，尤其串联式有机电激发光元件的操作电场较一般有机电激发光元件结构高，更可能发生前述现象。另一现有串联式有机电激发光元件的连接层类型为具高功函数(高于4eV)且表面电阻高于100kΩ/□的金属或金属化合物层，如美国专利申请号第10/857,516号所示，其可有效增加串联式有机电激发光元件的稳定性。由于前述含金属连接层的电阻较有机材料低，因此载流子可轻易地注入，然而也会导致像素间的串音(crosstalk)。于是，若欲降低邻侧像素串音的横向电流至低于驱动像素所需电流的百分之十，则连接层的横向电阻至少需为串联式有机电激发光元件电阻值的八倍。一般而言，常见有机电激发光元件的静态电阻值约为数千欧姆，而串联式有机电激发光元件的电阻值则约为一万至数万欧姆，从而，连接层的横向电阻值需至少高于十万欧姆。由于面电阻由电阻和膜厚所决定，若欲使用金属连接层，则必须将其厚度降至非常薄或以图案化(pattern)方式将不同像素间的连接层阻断，以提高其电阻。然而，太薄的连接层制造方法易导致再现性不佳，而图案化工艺则需依赖遮光掩模(shadow mask)，使其无法应用于大尺寸面板工艺中。此外，金属制成的连接层更有穿透率不佳和容易产生侧向漏电等缺点。由上述说明可知，现今用于串联式有机电激发光元件的连接层，若非其载流子注入能力易因扩散现象而减弱的经掺杂有机层，便为穿透率不佳且易产生侧向漏电等问题的具高功函数的金属或金属化合物层，均无法符合本领域的需求。即本领域亟需一种具有高光学穿透度和高载流子传递速率特性的连接层，其可改善或免除既有连接层的串音、载流子注入能力减弱、金属太薄致使工艺再现性不佳、穿透率差和/或容易侧向漏电等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的，即在于提供一种串联式有机电激发光元件以解决上述一个或多个问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种串联式有机电激发光元件，包括阳极、阴极、第一有机电激发光单元、第二有机电激发光单元和连接层。该第一有机电激发光单元位于阳极和阴极之间，第二有机电激发光单元位于阳极与阴极之间，连接层则位于该二单元之间。其中，该连接层包括有机双极化合物和导电性掺杂物，且具有高穿透度和高载流子传递速率的特性，并可免除串音、载流子注入能力减弱、金属太薄致使工艺再现性不佳、穿透率差和/或容易侧向漏电等缺点，因此更能提升元件发光效能。本专利技术的另一方面提供一种有机电激发光显示器，此有机电激发光显示器包括如前所述的串联式有机电激发光元件，借此串联式有机电激发光元件，本专利技术可避免串音、载流子注入能力减弱、金属太薄致使工艺再现性不佳、穿透率差和/或容易侧向漏电的情况发生，且具有高穿透度和高载流子传递速率的特性，因此更能提升显示器内部发光效能。在参阅附图和随后描述的实施方式后，本
的普通技术人员可轻易了解本专利技术的基本精神和其它专利技术目的，以及本专利技术所采用的技术手段与 附图说明图1为本专利技术第一实施例的示意图；图2为本专利技术第二实施例的示意图；图3A为本专利技术第二实施例使用不同材料的连接层与单一有机电激发光单元比较电压与电流密度的关系图；图3B为本专利技术第二实施例使用不同材料的连接层与单一有机电激发光单元比较电压与亮度的关系图；图3C为本专利技术第二实施例使用不同材料的连接层与单一有机电激发光单元比较亮度与发光效率的变化图；图3D为本专利技术第二实施例使用不同材料的连接层与单一有机电激发光单元比较亮度与光色的关系图；和图4为本专利技术第四实施例的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联式有机电激发光元件，包括：阳极；阴极；第一有机电激发光单元，位于该阳极和该阴极之间；第二有机电激发光单元，位于该阳极和该阴极之间；和连接层，介于该第一单元和该第二单元之间；其中该连接层 包括有机双极化合物和导电性掺杂物。

【技术特征摘要】
1.一种串联式有机电激发光元件，包括阳极；阴极；第一有机电激发光单元，位于该阳极和该阴极之间；第二有机电激发光单元，位于该阳极和该阴极之间；和连接层，介于该第一单元和该第二单元之间；其中该连接层包括有机双极化合物和导电性掺杂物。2.如权利要求1所述的串联式有机电激发光元件，其中该掺杂物选自由金属和金属化合物所组成的群组。3.如权利要求2所述的串联式有机电激发光元件，其中该掺杂物包括金属。4.如权利要求3所述的串联式电激发光元件，其中该金属包括银。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李重君，李兴铨，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]