CN100514703C - 有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
一种有机电致发光元件，其包括透明基板、多个有机电致发光单元与反射电极层，其中这些有机电致发光单元堆叠于基板上，而反射电极层设置于相邻的两有机电致发光单元之间。基于上述，本发明能够提供双面显示的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光元件，且特别涉及一种有机电致发光元件。
背景技术
有机电致发光元件(organic electro-luminescent device，OELD)是一种利用有机功能材料(organic functional material)的自发光特性来达到显示效果的元件，其中依照有机功能材料的分子量分为小分子有机电致发光元件(Small Molecule OELD，SM-OELD)与高分子电致发光元件(PolymerElectro-Luminescent Device，PELD)两大类。两者的发光结构皆是由一对电极以及有机功能层所构成，而有关于公知有机电致发光元件的结构将详述如后。
图1为公知有机电致发光元件的结构示意图。请参照图1，公知有机电致发光元件100包括基板110、阳极层120、有机功能层130以及阴极层140，其中阳极层120设置于基板110上，而此阳极层120的材质为铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)。有机功能层130设置于阳极层120上，且此有机功能层130通常为多层有机薄膜所构成。此外，阴极层140设置于有机功能层130上，而阴极层140的材质通常是金属。
当施加直流电压时，空穴从阳极层120注入有机功能层130，而电子从阴极层140注入有机功能层130，因为外加电场所造成的电位差，使得空穴与电子两种载流子(carrier)在有机功能层130中移动并产生辐射复合(radiative recombination)。部分由电子空穴再结合所放出的能量会将有机发光材料分子激发形成单一激态分子。当单一激态分子释放能量回到基态时，其中一定比例的能量会以光子的方式放出而发光，此即为公知有机电致发光元件100的发光原理。
然而，公知有机电致发光元件100所存在的问题是，有机功能层130所发出的光容易因为元件内的各层的折射率的不同而产生反射或是折射。因此，有机功能层130所发出的光大部分都被限制于元件内部而无法穿透出基板110，因而使得有机电致发光元件100的发光效率偏低。此外，公知有机电致发光元件100通常只能单面发光而无法提供双面发光的功能。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的就是提供一种有机电致发光元件，以提供双面发光的功能。
基于上述目的或其它目的，本发明提出一种有机电致发光元件，其包括透明基板、多个有机电致发光单元与反射电极层，其中这些有机电致发光单元纵向堆叠于透明基板上，而反射电极层设置于相邻的两有机电致发光单元之间。
依照本发明实施例，反射电极层的材质可以是铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金及其合金。
依照本发明实施例，有机电致发光元件还包括第一型掺杂层与第二型掺杂层，而反射电极层设置于第一型掺杂层与第二型掺杂层之间，且所述第一型掺杂层、所述第二型掺杂层设置在所述有机电致发光单元与所述反射电极层之间。
依照本发明实施例，各个有机电致发光单元包括阳极层、阴极层与设置于阳极层以及阴极层之间的有机功能层。
依照本发明实施例，最靠近基板表面的有机电致发光单元包括阳极层与有机功能层，其中阳极层设置于基板上。有机功能层设置于阳极层上，且位于此有机电致发光单元的有机功能层上的反射电极层作为阴极层。此外，阳极层为透明导体层，而此透明导体层的材质可以是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)或铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)。
依照本发明实施例，最远离透明基板表面的有机电致发光单元包括阴极层与有机功能层。有机功能层设置于阴极层的底下，而位于此有机电致发光单元的有机功能层底下的反射电极层作为阳极层。此外，阴极层的材质可以是铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金或其合金。另外，阴极层也可以是透明导体层，其中透明导体层的材质可以是铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物。
依照本发明实施例，最靠近透明基板表面的有机电致发光单元包括阳极层与有机功能层，其中阳极层设置于基板上。有机功能层设置于阳极层上，且位于此有机电致发光单元的有机功能层上的反射电极层作为阴极层。此外，最远离透明基板表面的有机电致发光单元包括阴极层与有机功能层，其中有机功能层设置于阴极层的底下，而位于此有机电致发光单元的有机功能层底下的反射电极层作为阳极层。
依照本发明实施例，透明基板可以是玻璃基板、或塑料基板。
依照本发明实施例，透明基板还可以是可挠曲基板(flexible substrate)
基于上述，本发明采用反射电极层连接两相邻有机电致发光单元或是两相邻有机功能层，以便于自双面发出不同颜色的光，因此本发明的有机电致发光元件能够提供双面显示的功能。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为公知有机电致发光元件的结构示意图。
图2为依照本发明第一实施例的有机电致发光元件的剖面示意图。
图3为依照本发明第二实施例的有机电致发光元件的剖面示意图。
图4为依照本发明第二实施例的有机电致发光元件的光谱图。
主要元件标记说明
100：公知有机电致发光元件
110：基板
120：阳极层
130：有机功能层
140：阴极层
200、300：有机电致发光元件
210：透明基板
220a、220b、310a、310b：有机电致发光单元
222a、222b：阳极层
224a、224b：有机功能层
226a、226b：阴极层
230：反射电极层
232：第一型掺杂层
234：第二型掺杂层
2422a：空穴注入层
2422b、2424b：空穴传输层
2422c、2424c：有机发光层
2422d、2424d：电子传输层
2422e、2424e：电子注入层
具体实施方式
第一实施例
图2为依照本发明第一实施例的有机电致发光元件的剖面示意图。请参照图2，本实施例的有机电致发光元件200包括透明基板210、多个有机电致发光单元220a、220b与反射电极层230，其中这些有机电致发光单元220a与220b堆叠于透明基板210上，而反射电极层230设置于这些有机电致发光单元220a与220b之间。此外，透明基板210例如是玻璃基板、石英基板、塑料基板或可挠曲基板。在本实施例中，有机电致发光元件200还包括第一型掺杂层232与第二型掺杂层234，而反射电极层230设置于第一型掺杂层232与第二型掺杂层234之间。举例而言，第一型掺杂层232可以是n型掺杂层，而第二型掺杂层234可以是p型掺杂层。
更详细而言，有机电致发光单元220a包括阳极层222a、阴极层226a与设置于阳极层222a以及阴极层226a之间的有机功能层224a。此外，有机功能层224a除了包括了主要的有机发光层之外，还可依据各元件实际所需而另外包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层与电子注入层或是其组合层。
同样地，有机电致发光单元220b包括阳极层222b、阴极层226b与设置于阳极层222b以及阴极层226b之间的有机功能层224b。此外，有机功能层224b与有机功能层224a的结构相似，同样的有机功能层224b除了包括了主要的有机发光层之外，还可依据各元件实际所需而另外包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层与电子注入层或是其组合层。
阳极层222a与222b可以是透明或半透明。此外，阳极层222a与222b可以是透明导体层，而此透明导体层的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物或其它透明的金属氧化物。当阳极层222a的材质为铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物或其它透明的金属氧化物时，形成阳极层222a的方法可以是溅镀工艺或蒸镀工艺。另外，阴极层226a与226b也可以是透明或半透明，而阴极层226a与226b的材质可以是铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金或其合金，其中含镁的合金例如是镁银(Mg:Ag)合金、镁铟(Mg:In)合金、镁锡(Mg:Sn)合金、镁锑(Mg:Sb)合金或镁碲(Mg:Te)合金。
请继续参照图2，反射电极层230可以采用蒸镀的方式形成，其中反射电极层230可以是铝或是其它金属材质，而反射电极层230厚度可以是1000埃或是其它厚度而能够遮光的。由于反射电极层230不仅作为连接两有机电致发光单元220a与220b的连接层(interconnecting layer)，还使得两有机电致发光单元220a与220b所发出的光线能够分别由有机电致发光元件200的两相对表面出射。换言之，本实施例的有机电致发光元件200能够发出两种不同颜色的光，以便于达到双面显示的功能。
值得注意的是，本实施例的有机电致发光元件200并不限定只有两个有机电致发光单元220a与220b，还可具有两个以上的有机电致发光单元。此外，在这些有机电致发光单元的有机功能层的材质也可以是相同或是不相同。换言之，这些有机电致发光单元所发出的光线可以是同一种颜色或是不同颜色。
第二实施例
图3为依照本发明第二实施例的有机电致发光元件的剖面示意图。请参照图3，第二实施例与第一实施例相似，其不同之处在于：在本实施例的有机电致发光元件300中，反射电极层230作为共用电极层。换言之，反射电极层230设置于相邻的两有机功能层224a与224b之间。值得一提的是，由于反射电极层230可以采用蒸镀的方式形成，因此在形成反射电极层230的过程中不会对有机功能层224a造成损伤。
更详细而言，反射电极层230、有机功能层224a与透明阳极层222a构成有机电致发光单元310a，因此反射电极层230是作为有机电致发光单元310a的阴极层。同样地，反射电极层230、有机功能层224b与阴极层226b构成另一有机电致发光单元310b，因此反射电极层230又同时作为有机电致发光单元310b的阳极层。
有机功能层224a包括空穴注入层2422a、空穴传输层2422b、有机发光层2422c、电子传输层2422d与电子注入层2422e，而有机功能层224b包括空穴注入层2424a、空穴传输层2424b、有机发光层2424c、电子传输层2424d与电子注入层2424e。此外，空穴注入层2422a的材质可以是铜酞菁(copper phthalocyanine，CuPc)，而空穴注入层2422a的厚度约为150埃。空穴传输层2422b与2424b的材质可以是NPB(α-naphylhenyldiamine)，而空穴传输层2422b与2424b的厚度分别约为700埃与600埃。
有机发光层2422c的材质可以是MADN与掺杂物DSA-Ph，而DSA-Ph对MADN的体积比约为3％，且有机发光层2422c的厚度约为400埃。此外，有机发光层2424c的材质可以是Alq3与掺杂物Ru，而Ru对Alq3的体积比约为4％，且有机发光层2424c的厚度约为375埃。
电子传输层2422d与2424d的材质可以是Alq3，而电子传输层2422d与2424d的厚度分别约为100埃与375埃。此外，电子注入层2422e的材质可以是Mg与Alq3，而Mg对Alq3的体积比约为1：1，且电子注入层2422e的厚度约为100埃。另外，电子注入层2424e的材质可以是WO3与NPB，而WO3对NPB的体积比约为3：1，且电子注入层2424e的厚度约为200埃。再者，阴极层226b的厚度约为400埃。在本实施例中，第一型掺杂层232可以是n型掺杂层，而第二型掺杂层234可以是p型掺杂层。
在上述第一实施例与第二实施例中，在阳极层222a之后所形成的各膜层皆以相同(例如蒸镀)工艺形成，因此本发明不仅可以缩短工艺时间之外，还可连续形成阳极层222a之后的各膜层。
图4为依照本发明第二实施例的有机电致发光元件的光学特性图。请参照图4，横坐标为波长，而纵坐标发光强度。由图4可知，本实施例的有机电致发光元件300的最大峰值分别为486纳米与628纳米，因此本发明能够双面显示不同信息。
综上所述，本发明的有机电致发光元件采用反射电极层作为连接层，以连接两相邻有机电致发光单元、两相邻有机功能层或是两相邻的有机电致发光单元与有机功能层。与公知技术相比，本发明的有机电致发光元件具有双面显示的功能，也就是说可以双面显示不同的颜色。由于本发明的有机电致发光元件具有双面显示的功能，因此本发明的有机电致发光元件也可以用于双面显示的手机、双面电视或双面屏幕中。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (14)
1.一种有机电致发光元件，适于双面发光，其特征是该有机电致发光元件包括：
透明基板；
多个有机电致发光单元，纵向堆叠于该基板上；以及
反射电极层，该反射电极层设置于相邻的所述有机电致发光单元之间。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是该反射电极层的材质选自铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金及其合金所组成的族群中之一种。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是还包括第一型掺杂层与第二型掺杂层，而该反射电极层设置于该第一型掺杂层与该第二型掺杂层之间，且所述第一型掺杂层、所述第二型掺杂层设置在所述有机电致发光单元与所述反射电极层之间。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是各所述有机电致发光单元包括：
阳极层；
阴极层；以及
有机功能层，设置于该阳极层以及该阴极层之间。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是最靠近该基板表面的该有机电致发光单元包括：
阳极层，设置于该透明基板上；以及
有机功能层，设置于该阳极层上，其中位于该有机电致发光单元的该有机功能层上的该反射电极层作为阴极层。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件，其特征是该阳极层为透明导体层。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光元件，其特征是该透明导体层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是最远离该透明基板表面的该有机电致发光单元包括：
阴极层；以及
有机功能层，设置于该阴极层的底下，其中位于该有机电致发光单元的该有机功能层底下的该反射电极层作为阳极层。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征是该阴极层的材质选自铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金及其合金所组成的族群中之一种。
10.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征是该阴极层为透明导体层。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其特征是该透明导体层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物。
12.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是最靠近该透明基板表面的该有机电致发光单元包括设置于该透明基板上的阳极层与设置于该阳极层上的有机功能层，而位于该有机电致发光单元的该有机功能层上的该反射电极层作为阴极层，最远离该透明基板表面的该有机电致发光单元包括阴极层与设置于该阴极层的底下的有机功能层，而位于该有机电致发光单元的该有机功能层底下的该反射电极层作为阳极层。
13.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是该透明基板包括玻璃基板、或塑料基板。
14.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征是该透明基板包括可挠曲基板。
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