用于倒置型有机发光组件的阴极结构制造技术

一种用于倒置型有机发光组件的阴极结构，包括一导电电极层、一有机材料层、一介电材料层以及一金属层；其特征在于所述有机材料层位于导电电极层之上，介电材料层位于有机材料层之上，金属层位于介电材料层之上；这种用于倒置型有机发光组件的阴极结构，可避免使用低功函数、高活性的金属，因此有利于有机发光组件和显示器的制作以及环境稳定性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于倒置型有机发光组件的阴极结构，尤其涉及一种设置有电子注入层的用于倒置型有机发光组件的阴极结构。
技术介绍
过去十多年来，有机导电分子及高分子材料的研发，极为迅速，随着有机导体、绝缘体、及半导体材料的齐备，有机半导体材料在电子及光电组件的领域里，例如有机薄膜发光二极管(organic light-emitting diodes)、有机雷射(organic laser)、有机存储元件(organic memory)、太阳能电池(solar cells)、及薄膜晶体管(thin film transistors，TFTs)等，都逐渐展现实用的潜力。一般而言，有机半导体光电组件具有薄膜组件及低温加工的特性，适用于各种基板以及大面积的制作方式，将产生许多与传统无机半导体有明显不同的应用，如大面积的光电系统等。历史上最早的有机发光组件(Organic Light-emitting Device，简称OLED)，是在1963年由Pope等人提出的，他们在厚度约为1毫米(mm)的antrhacene晶体两侧加上约1000伏特的偏压，观察到发光的现象，但是由于这种组件所需要的操作电压偏高，因此无法实际运用在显示器组件上。现今有机发光组件所使用的组件结构以及工艺方法，是在1987年由美国伊士曼柯达公司(EastmanKodak)的C.W.Tang和S.A.VanSlyke提出，利用真空蒸镀的方法，将非晶态有机材料薄膜依次淀积在已镀有氧化铟锡(Indium-Tin-Oxide，ITO)透明电极(阳极)的玻璃基板上，最后再镀上金属电极(阴极)而制成组件。通过这种工艺方法制作出来的有机电致发光组件，可以将组件的操作电压大幅降低至10伏特以内，大幅提高其实用的价值，而且使用真空蒸镀的工艺方法也适合用于大量生产大面积的显示器组件，再加上有机发光组件本身反应速度快、自发光及低温制程等特性，使得有机电致发光组件成为重要的平面显示器技术。传统的有机发光组件皆为阳极在下阴极在上的顺向组件堆栈结构，如图一A所示，有机发光组件1为一基板11、一阳极层12、一有机结构层13以及一阴极层14依次堆栈而成，当应用在制作主动式矩阵有机发光显示器(active-matrix OLED，AMOLED)时，有机发光组件1透过阳极层12与基板11上的主动矩阵驱动电路的晶体管(图中未示出)相连，且我们希望驱动有机发光组件1的电路为一等效的电压控制电流源，所以一般使用p通道晶体管(p-channel transistor)，如图一B所示。但一般使用的晶体管，如多晶硅场效晶体管、非晶硅场效晶体管、或硅晶场效晶体管中，一般n通道的晶体管特性(如载子迁移率)明显优于p通道晶体管，甚至在非晶硅场效晶体管中一般只有n通道的晶体管可使用。而倒置结构的有机发光组件为阴极在下阳极在上的结构，如图2A所示，倒置型有机发光组件2为一基板21、一阴极层22、一有机结构层23以及一阳极层24依次堆栈而成，其可运用特性较好的n通道晶体管(如图2B所示)作为驱动之电压控制电流源，这样不仅可提高主动矩阵驱动电路设计上的可变化度，同时也可提高主动式有机发光显示器的效能。制作倒置结构的有机发光组件，关键在于组件电极/有机材料接口以及有机材料/有机材料接口的电荷注入及传导特性。由于大部分常用的有机光电材料的电子亲和力(electron affinity，EA)较小(近似或小于3eV)，所以有机发光组件的阴极常会使用一些低功函数的金属，如镁(Mg)、钙(Ca)、锂(Li)以及铯(Cs)等，但是这些金属有高活性容易反应变质的问题，在有机发光显示器大量制造过程中有工艺处理上的困难，而且金属和有机淀积的先后顺序不同，也会影响金属/有机接口的电子注入能力。过去有关倒置结构有机发光组件的文献中，1997年V.Bulovic等人利用镁银合金电极作为有机发光组件的下电极阴极，制作出倒置型结构的有机发光组件，但是其组件阴极的电子注入特性欠佳，以致于组件操作电压偏高，且该文献使用低功函数高活性金属镁作为下电极阴极，会有易反应变质影响组件特性的问题，以及导致后续用以制作有机电激发光显示器时的工艺整合问题。2002年，X.Zhou等人及S.R.Forrest等人提出倒置型p-i-n结构有机发光组件利用在有机材料间掺杂低功函数高活性金属如锂(Li)、铯(Cs)作为n型导电掺杂，增进电子自倒置型结构的有机发光组件下阴极注入有机材料，以容许使用活性较低稳定性较佳的导电材质作为倒置型结构有机发光组件的下阴极。然而此组件阴极结构中的电子注入层是将低功函数高活性金属掺杂在有机材料层中作为n型导电掺杂，由于此组件制程中仍然有必须处理低功函数、高活性金属的困难，此外根据报导锂(Li)、铯(Cs)等金属原子在有机材料中易有扩散问题，会影响组件运作。整体而言，在过去有关倒置结构有机发光组件的文献当中，其下电极阴极结构与制程中皆含有低功函数高活性金属，易反应变质影响组件特性，另一方面在目前有机发光显示器制造中对于高活性金属的运用处理仍然相当困难。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于倒置型有机发光组件的阴极结构，这种阴极结构包含一不含低功函数高活性金属的电子注入层以及阴极电极层，利用这种电子注入层可增加倒置型有机发光组件的电子注入能力，以改善倒置型有机发光组件的光电特性。本专利技术的另一目的在于提供一用于倒置型有机发光组件的阴极结构，这种阴极结构不需使用低功函数的高活性金属且具有良好电子注入特性，因此可避免反应变质的问题，同时也与目前有机发光显示器工艺环境更为兼容，以增进倒置型有机发光组件应用在主动矩阵有机发光显示器的实用价值。为了达到上述目的，本专利技术的用于倒置型有机发光组件的阴极结构包括一导电电极层、一有机材料层、一介电材料层以及一金属层；其中所述有机材料层位于导电电极层之上，介电材料层位于有机材料层之上，金属层位于介电材料层之上；所述导电电极层作为阴极，有机材料层、介电材料层以及金属层作为电子注入层。为了达到上述目的，本专利技术的倒置型有机发光组件包括一基板、一导电电极层、一有机材料层、一介电材料层、一金属层、一有机结构层以及一阳极层；其中所述导电电极层位于基板之上，有机材料层位于导电电极层之上，介电材料层位于有机材料层之上，金属层位于介电材料层之上，有机结构层位于金属层之上，阳极层位于有机结构层之上。应用本专利技术制成的有机发光组件其有机层可为单层的有机层，兼具正负电荷传输及发光功能。组件中的有机层亦可为多层结构，例如(1)从阴极结构侧依次淀积电子传输层兼发光层，空穴传输层；(2)从阴极结构侧依次淀积电子传输层，空穴传输层兼发光层；(3)从阴极结构侧依次淀积电子传输层，发光层，空穴传输层等。以上仅列举几种可能的有机层堆栈结构，此外其它各种可能应用于本专利技术的有机发光组件有机层结构以及各种相关有机材料可参见各先前文献与专利。为了进一步阐明本专利技术的结构、功效及其方法，下面配合图示详细说明。附图说明图1A为现有技术的有机发光组件的示意图；图1B为p信道晶体管的电路示意图；图2A为倒置结构的有机发光组件的示意图；图2B为n信道晶体管的电路示意图；图3为本专利技术的倒置型有机发光组件的示意图；图4A为本专利技术用于倒置型有机发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒置型有机发光组件，包括：一基板；一导电电极层；其位于上述基板之上；一电子注入层，其位于上述导电电极层之上，且所述电子注入层还包括：一有机材料层，其位于上述导电电极层之上；一介电材料层，其位于上述 有机材料层之上；一金属层，其位于上述介电材料层之上；一有机结构层，其位于上述电子注入层之上；以及一阳极层，其位于上述有机结构层之上。

【技术特征摘要】
1.一种倒置型有机发光组件，包括一基板；一导电电极层；其位于上述基板之上；一电子注入层，其位于上述导电电极层之上，且所述电子注入层还包括一有机材料层，其位于上述导电电极层之上；一介电材料层，其位于上述有机材料层之上；一金属层，其位于上述介电材料层之上；一有机结构层，其位于上述电子注入层之上；以及一阳极层，其位于上述有机结构层之上。2.根据权利要求1所述的倒置型有机发光组件，其特征在于所述导电电极层选择由金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、铱(Ir)、钨(W)、以及钽(Ta)中至少一种及其合金所组成。3.根据权利要求1所述的倒置型有机发光组件，其特征在于所述有机材料层由Alq3组成。4.根据权利要求1所属的倒置型有机发光组件，其特征在于所述介电材料层选择由碱金属卤化合、碱土金属的卤化物、碱金属氧化物、碱土金属的氧化物、以及其它碱金属与碱土金属化合物中至少一种组成。5.根据权利要求1所述的倒置型有机发光组件，其特征在于所述金属层选择由铝以及含...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶永辉，吴忠帜，陈介伟，林俊良，杨志仁，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]