CN101819989B - 白色有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种白色有机发光二极管，所述的二极管包括一透明电极、一蓝光互补色发光层、一半透明电极、一蓝光发光层以及一不透明电极。蓝光互补色发光层形成于透明电极上。半透明电极形成于蓝光互补色发光层上，且透明电极与半透明电极之间具有一第一电位差。蓝光发光层形成于半透明电极上。不透明电极形成于蓝光发光层上，且半透明电极与不透明电极之间具有一第二电位差。本发明可分别使蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管的出光达到最佳化的效果，进而实现出可调整色温的白色有机发光二极管，故可解决现有白色有机发光二极管的色温飘移的问题，并增加白色有机发光二极管的应用范围。
Description
技术领域
本发明是关于一种白色有机发光二极管，尤指一种可独立驱动的蓝光发光层与蓝光互补色发光层的可调整色温(color tunable)的白色有机发光二极管。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)具有高发光效率、不含汞(Hg)和面光源等优点，因此目前已广泛地应用在液晶显示器的背光源以及有机发光二极管显示器上。在白色有机发光二极管(White OrganicLight-Emitting Diode，WOLED)中，蓝光发光材料的衰竭速度会比发绿光发光材料与红光发光材料来的快，因此随着使用时间的增加，白色有机发光二极管的色温会因为蓝色光变弱而往偏黄的方向偏移，因此造成现有白色有机发光二极管在应用上的限制。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种可独立驱动的蓝光发光层与蓝光互补色发光层的可调整色温的白色有机发光二极管，以解决现有白色有机发光二极管的色温飘移的问题。
本发明的一较佳实施例提供一种白色有机发光二极管，设置于一基板上。上述白色有机发光二极管包括一透明电极、一红绿光发光层、一半透明电极、一蓝光发光层以及一不透明电极。红绿光发光层形成于透明电极上。半透明电极形成于红绿光发光层上，且透明电极与半透明电极之间具有一第一电位差。蓝光发光层形成于半透明电极上。不透明电极形成于蓝光发光层上，且半透明电极与不透明电极之间具有一第二电位差。
本发明的另一较佳实施例提供一种白色有机发光二极管，设置于一基板上。上述白色有机发光二极管包括一透明电极、一蓝光互补色发光层、一半透明电极、一蓝光发光层以及一不透明电极。蓝光互补色发光层形成于透明电极上。半透明电极形成于蓝光互补色发光层上，且透明电极与半透明电极之间具有一第一电位差。蓝光发光层形成于半透明电极上。不透明电极形成于蓝光发光层上，且半透明电极与不透明电极之间具有一第二电位差。
本发明的白色有机发光二极管利用不同的驱动电流分别独立驱动蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管，通过不同的驱动电流分别独立驱动蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管，可分别使蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管的出光达到最佳化的效果，进而实现出可调整色温的白色有机发光二极管，故可解决现有白色有机发光二极管的色温飘移的问题，并增加白色有机发光二极管的应用范围。
附图说明
图1绘示了本发明的第一较佳实施例的白色有机发光二极管的结构示意图。
图2绘示了本发明的第一较佳实施例的白色有机发光二极管的膜层示意图。
图3绘示了图2的白色有机发光二极管的蓝光发光层在不同的驱动电流下的色温、强度与波长的关系图。
图4绘示了本发明的第二较佳实施例的白色有机发光二极管的膜层示意图。
图5绘示了图4的白色有机发光二极管的蓝光发光层在不同的驱动电流下的色温、强度与波长的关系图。
附图标号：
10 白色有机发光二极管 12 基板
12C 凹穴 14 透明电极
16 蓝光互补色发光层 18 半透明电极
20 蓝光发光层 22 不透明电极
24 电洞注入层 26 电洞传输层
28 电洞阻碍层 30 电子注入层
32 电洞注入层 34 电洞传输层
36 电洞阻碍层 38 电子注入层
50 白色有机发光二极管 V1 第一电位差
V2 第二电位差
BOLED 蓝光有机发光二极管
RGOLED 红绿光有机发光二极管
YOLED 黄光有机发光二极管
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的一般技术者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1与图2。图1绘示了本发明的第一较佳实施例的白色有机发光二极管的结构示意图，图2绘示了本发明的第一较佳实施例的白色有机发光二极管的膜层示意图，其中为便于说明，图1未绘示出白色有机发光二极管的电洞注入层、电洞传输层、电洞阻碍层与电子注入层等膜层，且图2未绘示出基板的凹穴。如图1与图2所示，本实施例的白色有机发光二极管10设置于一基板12之上，且基板12可具有一凹穴12C。白色有机发光二极管10包括一透明电极14形成于基板12上并大体上对应凹穴12C、一蓝光互补色发光层16形成于透明电极14上、一半透明电极18形成于蓝光互补色发光层16上、一蓝光发光层20形成于半透明电极18上，以及一不透明电极22形成于蓝光发光层20上。在本实施例中，蓝光互补色发光层16选用一红绿光发光层，例如是红色发光层与绿色发光层的堆叠层或是两者的混合层，具有对应于红色与绿色的波长范围的两个发光的波峰，因此透明电极14、蓝光互补色发光层16与半透明电极18形成一红绿光有机发光二极管(red greenOLED)RGOLED，而半透明电极18、蓝光发光层20与不透明电极22形成一蓝光有机发光二极管(blue OLED)BOLED堆叠于红绿光有机发光二极管RGOLED之上，藉此蓝光与红绿光可混合成白光。在本实施例中，基板12为白色有机发光二极管10的发光面，因此基板12选用一透明基板，且不透明电极22可使用高反射导电材质，以增加光利用率。透明电极14选用透明导电材质，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等。不透明电极22选用金属材质，例如银、铜、铝、钛、钼或是金等，但不以此为限。半透明电极18具有半透明的状态以及良好的侧向导电性，且设置于基板12的凹穴12C内的半透明电极18可使位于上方的蓝光有机发光二极管BOLED在半透明电极18与不透明电极22之间形成光学微共腔且压抑或减少位于下方的红绿光有机发光二极管RGOLED在接近蓝光波段的出光，因此可避免蓝光有机发光二极管BOLED与红绿光有机发光二极管RGOLED的出光产生干扰。在本实施例中，半透明电极18选用金属材质，其可包括银、铝、金、镁或上述材料的组合，半透明电极18的厚度大体上介于10纳米(nm)和40nm之间，且半透明电极18的片电阻大体上介于0.1欧姆(Ω)/单位面积和10Ω/单位面积之间，但半透明电极18的材质、厚度与片电阻可依需要作适度调整或变更，而不以此为限。在此实施例举例为向下出光，在另一变化实施例中，可将白色有机发光二极管10反转设置，将不透明电极22设置于基板12上，改为向上出光。
此外，为了提升发光效率，本实施例的白色有机发光二极管10可另选择性地包括一电洞注入层(hole-iniection layer，HIL)24及一电洞传输层(hole-transmission layer，HTL)26形成于透明电极14及蓝光互补色发光层16之间、一电洞阻碍层(hole-blocking layer，HBL)28及一电子注入层(electron-injection layer，EIL)30形成于半透明电极18及蓝光互补色发光层16之间、另一电洞注入层32及另一电洞传输层34形成于半透明电极18及蓝光发光层20之间，以及另一电洞阻碍层36及另一电子注入层38形成于不透明电极22及蓝光发光层20之间，如图2所示。
在本实施例中，透明电极14作为阳极，不透明电极22作为阴极，且半透明电极18接地，藉此透明电极14与半透明电极18之间具有一第一电位差V1，而半透明电极18与不透明电极22之间具有一第二电位差V2。第一电位差V1与第二电位差V2各自独立，在白色有机发光二极管10发光时，第一电位差V1可不同于第二电位差V2，其中第一电位差V1可驱动蓝光互补色发光层16，而第二电位差V2可驱动蓝光发光层20。如此一来，可通过独立调整第一电位差V1与第二电位差V2的作法分别提供蓝光互补色发光层16与蓝光发光层20不同的驱动电流，以分别使蓝光有机发光二极管BOLED与红绿光有机发光二极管RGOLED的出光达到最佳化，藉此可控制白色有机发光二极管10的色温(CCT)。在本实施例中，蓝光互补色发光层16可发出红绿光，其具有的最强光线的波长大于490nm，但不以此为限。此外，蓝光发光层20可发出蓝光，其具有的最强光线的波长介于400nm和480nm之间，且蓝光发光层20的厚度小于120nm，但不以此为限。在上述波长范围之内，蓝光发光层20所发出的蓝光以及蓝光互补色发光层16所发出的红绿光(蓝光的互补色光)可混合出白光。值得说明的是，蓝光互补色发光层16与蓝光发光层20通过独立调整第一电位差V1与第二电位差V2的作法来控制其色温，因此本发明的白色有机发光二极管10在调整色温时可有更大的调整空间。此外，由于蓝光发光层20的衰竭速度比蓝光互补色发光层16的衰竭速度快，因此当蓝光发光层20因为衰竭而使其色温改变而进一步影响到白色有机发光二极管10的整体色温时，本发明的作法可透过调整第二电位差V2或是蓝光发光层20的驱动电流，来补偿蓝光发光层20的色温，藉此使白色有机发光二极管10的整体色温大体上维持不变，以延长白色有机发光二极管10的使用寿命。
请参考图3，并一并参考图1与图2。图3绘示了图1与图2的白色有机发光二极管的蓝光发光层在不同的驱动电流下的色温、强度与波长的关系图。如图3所示，在蓝光发光层的驱动电流为A1(I＝A1 Am/cm2)时，蓝光发光层的色温约为4200K，在蓝光发光层的驱动电流为A2(I＝A2 Am/cm2)时(此时A2＞A1)，蓝光发光层的色温约为4830K。由上述可知，利用改变第二电位差V2可控制蓝光发光层的驱动电流，而可调整蓝光发光层的色温，进而可控制白色有机发光二极管的色温。
请参考图4。图4绘示了本发明的第二较佳实施例的白色有机发光二极管的膜层示意图，其中为便于比较各实施例的相异处并简化说明，本实施例与前述实施例使用相同的符号标注相同的元件，并不再对相同部分作重复赘述。如图4所示，与前述实施例不同之处在于，本实施例的白色有机发光二极管50的蓝光互补色发光层16选用一黄光发光层，而非红绿光发光层，因此透明电极14、黄光发光层与半透明电极18形成一黄光有机发光二极管(yellowOLED)YOLED，而半透明电极18、蓝光发光层20与不透明电极22形成一蓝光有机发光二极管BOLED堆叠于黄光有机发光二极管YOLED之上，藉此蓝光与黄光可混合成白光。
请参考图5，并一并参考图4。图5绘示了图4的白色有机发光二极管的蓝光发光层在不同的驱动电流下的色温、强度与波长的关系图。如图5所示，在蓝光发光层的驱动电流为A1(I＝A1 Am/cm2)时，蓝光发光层的色温约为2421K，在蓝光发光层的驱动电流为A2(I＝A2 Am/cm2)时(此时A2＞A1)，蓝光发光层的色温约为3150K。由上述可知，利用改变第二电位差V2可控制蓝光发光层的驱动电流，而可调整蓝光发光层的色温，进而可控制白色有机发光二极管的色温。
综上所述，本发明的白色有机发光二极管仅具有相互堆叠而成的蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管(例如红绿光有机发光二极管或黄光有机发光二极管)，且利用不同的驱动电流分别独立驱动蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管，而不需使用三种不同颜色的有机发光二极管即可混合出白光。通过不同的驱动电流分别独立驱动蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管，可分别使蓝光有机发光二极管与蓝光互补光有机发光二极管的出光达到最佳化的效果，进而实现出可调整色温的白色有机发光二极管，以增加白色有机发光二极管的应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (22)
1.一种白色有机发光二极管，设置于一基板上，其特征在于，所述的白色有机发光二极管包括；
一透明电极；
一红绿光发光层，形成于所述的透明电极上；
一半透明电极，形成于所述的红绿光发光层上，其中所述的透明电极与所述的半透明电极之间具有一第一电位差；
一蓝光发光层，形成于所述的半透明电极上；以及
一不透明电极，形成于所述的蓝光发光层上，其中所述的半透明电极与所述的不透明电极之间具有一第二电位差。
2.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极的材质包括银、铝、金、镁或上述材料的组合。
3.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极的一片电阻介于0.1欧姆/单位面积和10欧姆/单位面积之间。
4.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的透明电极和所述的半透明电极间的所述的第一电位差不同于所述的不透明电极和所述的半透明电极间的所述的第二电位差。
5.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极接地，且所述的半透明电极的一厚度介于10纳米和40纳米之间。
6.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，另包括一电洞注入层及一电洞传输层，形成于所述的透明电极及所述的半透明电极之间。
7.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，另包括一电洞阻碍层及一电子注入层，形成于所述的半透明电极及所述的透明电极之间。
8.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，另包括一电洞注入层及一电洞传输层，形成于所述的半透明电极及所述的不透明电极之间。
9.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，另包括一电洞阻碍层及一电子注入层，形成于所述的不透明电极及所述的半透明电极之间。
10.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的红绿光发光层所发出的一红绿光，其具有的一最强光线的波长大于490纳米。
11.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光发光层所发出的一蓝光，其具有一最强光线的波长介于400纳米和480纳米之间。
12.如权利要求1所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光发光层的一厚度小于120纳米。
13.一种白色有机发光二极管，设置于一基板上，其特征在于，所述的白色有机发光二极管包括；
一透明电极；
一蓝光互补色发光层，形成于所述的透明电极上，其中所述的透明电极与所述的半透明电极之间具有一第一电位差；
一半透明电极，形成于所述的蓝光互补光发光层上；
一蓝光发光层，形成于所述的半透明电极上；及
一不透明电极，形成于所述的蓝光发光层上，其中所述的半透明电极与所述的不透明电极之间具有一第二电位差。
14.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极的材质包括银、铝、金、镁或上述材料的组合。
15.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极的片电阻介于0.1欧姆/单位面积和10欧姆/单位面积之间。
16.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的透明电极和所述的半透明电极间的所述的第一电位差不同于所述的不透明电极和所述的半透明电极间的所述的第二电位差。
17.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的半透明电极接地，且所述的半透明电极的一厚度介于10纳米和40纳米之间。
18.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光互补色发光层所发出的一蓝光互补光，其具有一最强光线的波长大于510纳米。
19.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光发光层所发出的一蓝光，其具有一最强光线的波长介于400纳米和480纳米之间。
20.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光发光层的一厚度小于120纳米。
21.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光互补色发光层为一黄光发光层。
22.如权利要求13所述的白色有机发光二极管，其中所述的蓝光互补色发光层为一红绿光发光层。
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