CN102270746A - 一种有机电致发光器件及其制造方法、偏光片 - Google Patents

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邱勇
吴空物
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Kunshan Visionox Display Co Ltd
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Abstract

本发明提出一种具有偏光片的冷色调白光OLED，该白光OLED发出的光通过偏光片调节，增加叠加的光当中冷色调光的透光率，抑制暖色调光的透光率，实现总体为冷色调白光的效果。相对于现有冷色调白光方案，亮度提高20nit，寿命提高至少一倍，而功耗却有所降低。

Description

一种有机电致发光器件及其制造方法、偏光片
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件及其制造方法、偏光片，尤其涉及一种能提高亮度、延长寿命，调节发光色调的器件结构。
背景技术
有机电致发光是指采用有机材料层作为发光层，在发光层两侧设有阴极层和阳极层，在两极间加上电压，当有电流通过发光层时，发光层的有机材料就会发光。人们根据这一原理，制成了有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode，以下简称OLED)。OLED相对于传统的液晶显示器件，具有形体薄、制备工艺简单、发光材料全固化、器件可柔性化等优点引起了人们的广泛关注，越来越多的OLED被应用于显示与照明领域。
近些年来，白光OLED倍受青睐，各公司对于白光OLED方面的研究也都坚持对白光OLED的研发，目前实现白光OLED的方法有两种：
第一种是采用能够发出白色光的材料作为有机材料层，显示时，发出白色光；第二种是采用多个能够发出不同颜色的发光材料进行发光，这些发光材料的光线混合叠加后，最终可以得到白色光，如橙黄色+蓝色、红色+绿色+蓝色。目前第一种所需的白色光材料效果并不理想，采用第二种方法的较为常见。
白光OLED根据色调不同，又分为冷色调白光OLED，暖色调白光OLED。冷色调白光OLED目前已被应用于仪器、车载电子、家用电子等设备上，应用较为普遍。常见的冷色调有绿色、蓝色。为使白光OLED发出具有冷色调的光，需要提高OLED中蓝色光或绿色光的发光效率，形成冷色调白光OLED。
专利CN200610103960.6中记载，现有OLED的光取出效率较低，约为20％左右，有80％的光并未发射出OLED。现有的偏光片的光透过率只有43％左右，该专利采用偏光片提高OLED中500-640nm波长段的整体光透过率，透光率达到53-59％，500-640nm波长段的光包括蓝光、绿光、黄光、橙色光、红光。
现有制备中，白光OLED的蓝色材料发光效率较低，得到的白光OLED大部分偏暖色调，难以满足实际需求。
发明内容
本发明的发明人基于上述问题，经过研究，提出一种具有偏光片的冷色调白光OLED，该白光OLED发出的光通过偏光片调节，增加叠加的光当中冷色调光的透光率，抑制暖色调光的透光率，实现总体为冷色调白光的效果。本发明可以通过以下器件结构实现：
一种有机电致发光器件，包括阳极层、阴极层以及位于阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机电致发光器件发出第一白色光，所述第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，还包括一个偏光片，所述偏光片贴附于该有机电致发光器件上，所述第一白色光透过偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
其中，所述偏光片对波长范围420-480nm的透光率大于55％，对波长范围640～700nm的透光率大于45％，对波长范围500～600nm透光率小于45％。
其中，对波长范围420-480nm的透光率小于70％。
其中，对波长范围为550-600nm的透光率小于45％。
其中，所述第一白色光的色坐标范围为(0.30＜CIE-X≤0.34，0.34＜CIE-Y≤0.39)。
其中，所述有机功能层包括：蓝色发光材料与黄色发光材料混合，或者，蓝色发光材料与橘红色发光材料混合。
其中，所述蓝色发光材料波峰范围为460-480nm，黄色发光材料或橘红色发光材料的波峰范围为550-600nm。
其中，所述蓝色发光材料波峰范围为464-480nm，黄色发光材料或橘红色发光材料的波峰范围为570-600nm。
本发明还提出一种有机电致发光器件制造方法，包括制备阳极层、有机功能层、阴极层、封装、邦定，在所述有机电致发光器件上贴附一个偏光片，所述有机电致发光器件发出第一白色光，第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，所述器件透过偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
本发明还提出一种偏光片，贴附于有机电致发光器件上，所述有机电致发光器件发出第一白色光，所述第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，所述有机电致发光器件透过所述偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
其中，所述偏光片对波长范围420-480nm的透光率大于55％，对波长范围640～700nm的透光率大于45％，对波长范围500～600nm透光率小于45％。
其中，对波长范围420-480nm的透光率小于70％。
其中，对波长范围为550-600nm的透光率小于45％。
本发明相对于现有冷色调白光方案，亮度提高20nit，寿命提高至少一倍，而功耗却有所降低。
附图说明
图1为本发明提出的有机电致发光器件中的基本结构图。
图2为色坐标图。
具体实施方式
本发明提出的有机电致发光器件中的基本结构如图1所示，其中：
01为基板，可以是玻璃或是柔性基片，柔性基片采用聚酯类、聚酰亚胺类化合物中的一种材料；
02为阳极层，可以采用无机材料或有机导电聚合物。无机材料一般为氧化铟锡(简称ITO)，氧化锌、氧化锡锌等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属，优选ITO；有机导电聚合物优选为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOTPSS)、聚苯胺(以下简称PANI)中的一种材料；
03为空穴传输层，材料例如，具有氨基取代基的噁二唑化合物、具有氨基取代基的三苯基甲烷化合物、三级化合物、腙化合物、吡唑啉化合物、烯胺化合物、苯乙烯基化合物、1，2-二苯乙烯化合物或咔唑化合物。还可以采用金属铋的卤化物或金属铋的氧化物进行掺杂。
04为发光层，可以为一个或多个发光层。一般采用小分子材料，可以是荧光材料，如金属有机配合物Alq3、Gaq3、Al(Saph-q)或Ga(Saph-q)类化合物，该小分子材料中可掺杂有染料，一般为芳香稠环类(如rubrene)、香豆素类(如DMQA、C545T)或双吡喃类(如DCJTB、DCM)化合物中的一种材料，掺杂浓度为小分子材料的0.01wt％～20wt％。发光层材料也可采用咔唑衍生物如CBP、聚乙烯咔唑(PVK)等掺杂磷光染料，Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(acac)或Ir(mppy)3可用作绿光染料；Ir(piq)3、Ir(piq)2(acac)、Btp2Ir(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(DBQ)2(acac)、Ir(fbi)2(acac)、Ir(2-phq)3、Ir(2-phq)2(acac)、Ir(bt)2(acac)或PtOEP可用作红光染料；Ir(MDQ)2(acac)、Ir(DBQ)2(acac)、Ir(fbi)2(acac)、Ir(2-phq)3、Ir(2-phq)2(acac)或Ir(bt)2(acac)可用作黄光染料，蓝光材料为蒽类衍生物。
05为电子传输层(非必需)，材料可以为蒽化合物、菲化合物、荧蒽化合物、苯并(9，10)菲化合物、二唑化合物或亚乙烯基化合物。
06为阴极层，一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金，或金属与金属氟化物交替形成的电极层，本发明优选为依次的LiF层、Al层。
07为偏光片。
色坐标图如图2，本发明发光层采用蓝色光+橘红色光或蓝色光+黄色光叠加生成白色光，生成的白色光色坐标为(0.30＜CIE-X≤0.34，0.34＜CIE-Y≤0.39)。其中蓝色光的波峰范围为460-480nm，优选为464-480nm，黄色光的波峰范围为550-600nm，优选为570-600nm。
根据规定，要得到冷色调白光，生成的白光的色坐标应为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)，为偏蓝色白光。本发明在OLED上贴附一层偏光片薄膜，提高蓝色光效率，抑制黄色光效率，将横向色坐标值下降0.04，纵向色坐标值下降0.05，使得生成的白光的色坐标下降到(CIE-X≤0.34-0.04＝0.30，CIE-Y≤0.39-0.05＝0.34)以内，满足冷色调白光OLED的要求。
偏光片对不同颜色的光进行筛选，增强冷色调光线的取出效率和透光率，抑制暖色调光线的透光率。该偏光片对不同波段光线分别进行增强或减弱。具体为：
在蓝光区域，波长范围420～480nm，优选为460-480nm的透光率大于55％，小于70％；透光率超过70％会影响显示的对比度。在黄绿光、黄光区域，波长范围500～600nm，优选为550-600nm的透光率小于45％；在红光区域，波长范围640～700nm的透光率大于45％。增加红光波长的透光率是为了与黄色光中的偏绿部分进行中和，避免黄光中偏绿的部分影响，使得生成的白光偏绿。
下面将给出若干实施例，并结合附图具体解释本发明的技术方案。应当注意到，下面的实施例仅用于帮助理解发明，而不是对本发明的限制。
对比例1
器件结构为：
ITO/HIL(850
Figure BSA00000137697200051
)/NPB(200)/BH：BD1(90
Figure BSA00000137697200053
4％)/BH：YD(300
Figure BSA00000137697200054
2％)/Alq3(200)/LiF(5
Figure BSA00000137697200056
)/Al(1500
Figure BSA00000137697200057
)。
工艺步骤为：
(1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对玻璃基板进行清洗，并放置在红外灯下烘干。
(2)在玻璃上蒸镀一层ITO作为阳极，膜厚为180nm；
(3)采用双源共蒸的方法蒸镀MTDATA(4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺)和F4TCNQ作为HIL，膜厚为85nm。F4TCNQ在MTDATA中掺杂的质量百分比为4％。
(4)把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa，在上述阳极层膜上继续蒸镀一层NPB薄膜作为空穴传输层，速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为20nm；
(5)先采用双源共蒸的方法进行第一发光层的蒸镀掺杂，BD1在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层的蒸镀掺杂，YD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm；
(6)在发光层之上，继续蒸镀一层Alq3材料作为电子传输层，其蒸镀速率为0.2nm/s，蒸镀总膜厚为20nm；
(7)最后，在上述发光层之上依次蒸镀LiF层和Al层作为器件的阴极层，其中LiF层的蒸镀速率为0.01～0.02nm/s，厚度为0.5nm，Al层的蒸镀速率为2.0nm/s，厚度为150nm。
(8)封装、邦定。
(9)在OLED的出光面贴附一层普通偏光片。
实施例1
器件结构为：
ITO/HIL(850
Figure BSA00000137697200061
)/NPB(200
Figure BSA00000137697200062
)/BH：BD1(70
Figure BSA00000137697200063
4％)/BH：YD(300
Figure BSA00000137697200064
2％)/Alq3(200
Figure BSA00000137697200065
)/LiF(5
Figure BSA00000137697200066
)/Al(1500
Figure BSA00000137697200067
)
工艺步骤为：
(1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对玻璃基板01进行清洗，并放置在红外灯下烘干。
(2)在玻璃上蒸镀一层ITO作为阳极02，膜厚为180nm；
(3)采用双源共蒸的方法蒸镀MTDATA(4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺)和F4TCNQ作为HIL，膜厚为85nm。F4TCNQ在MTDATA中掺杂的质量百分比为4％。
(4)把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa，在上述阳极层膜上继续蒸镀一层NPB薄膜作为空穴传输层03，速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为20nm；
(5)先采用双源共蒸的方法进行第一发光层04(1)的蒸镀掺杂，BD1在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层04(2)的蒸镀掺杂，YD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm；
(6)在发光层之上，继续蒸镀一层Alq3材料作为电子传输层05，其蒸镀速率为0.2nm/s，蒸镀总膜厚为20nm；
(7)最后，在上述发光层之上依次蒸镀LiF层和Al层作为器件的阴极层06，其中LiF层的蒸镀速率为0.01～0.02nm/s，厚度为0.5nm，Al层的蒸镀速率为2.0nm/s，厚度为150nm。
(8)封装、邦定。
(9)在OLED的出光面贴附一层本发明所述偏光片07，该偏光片对不同颜色的光进行筛选，提高冷色调光线的取出效率，抑制暖色调光线的取出效率。
本实施例1的白光OLED未贴附偏光片时，色坐标为(0.32，0.36)，属于暖色调白光。贴附偏光片后，色坐标变为(0.28，0.31)，达到冷色调白光要求。对比例1为现有冷色调白光，色坐标为(0.30，0.32)，本实施例1相对于对比例1，贴附偏光片后，亮度提高20nit，寿命提高至少一倍，而功耗却有所降低。表1为对比例1和实施例1在恒压条件下，测得参数的对比。
表1
Figure BSA00000137697200071
对比例2
器件结构为：
ITO/HIL(850
Figure BSA00000137697200072
)/NPB(200
Figure BSA00000137697200073
)/BH：BD2(904％)/BH：YD(300
Figure BSA00000137697200075
2％)/Alq3(200
Figure BSA00000137697200076
)/LiF(5
Figure BSA00000137697200077
)/Al(1500
Figure BSA00000137697200078
)
工艺步骤为：
与对比例1大致相同，对比例2器件的蓝光染料换成BD2。在步骤(5)中第一发光层的蒸镀掺杂，BD2在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层的蒸镀掺杂，OD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm。
实施例2
器件结构为：
ITO/HIL(850
Figure BSA00000137697200079
)/NPB(200)/BH：BD2(70
Figure BSA000001376972000711
4％)/BH：YD(300
Figure BSA000001376972000712
2％)/Alq3(200
Figure BSA000001376972000713
)/LiF(5
Figure BSA000001376972000714
)/Al(1500
Figure BSA000001376972000715
)
工艺步骤为：
与实施例1大致相同，实施例2器件的蓝光染料换成BD2。在步骤(5)中第一发光层04(1)的蒸镀掺杂，BD2在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层04(2)的蒸镀掺杂，YD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm。
本实施例2的白光OLED未贴附偏光片时，色坐标为(0.32，0.37)，属于暖色调白光。贴附偏光片后，色坐标变为(0.28，0.32)，达到冷色调白光要求。对比例2为现有冷色调白光，色坐标为(0.29，0.33)，本实施例2相对于对比例2，贴附偏光片后，亮度提高20nit，寿命提高至少一倍，而功耗却有所降低。表2为对比例2和实施例2在恒压条件下，测得参数的对比。
表2
Figure BSA00000137697200081
对比例3
器件结构为：
HIL(850)/NPB(200
Figure BSA00000137697200083
)/BH：BD3(90
Figure BSA00000137697200084
4％)/BH：OD(3002％)/Alq3(200
Figure BSA00000137697200086
)/LiF(5
Figure BSA00000137697200087
)/Al(1500
Figure BSA00000137697200088
)
工艺步骤为：
与对比例2大致相同，对比例3器件的蓝光染料换成BD3，黄光染料换成橘红色光OD。在步骤(5)中第一发光层04(1)的蒸镀掺杂，BD3在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层04(2)的蒸镀掺杂，OD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm。
实施例3
器件结构为：
HIL(850)/NPB(200
Figure BSA00000137697200092
)/BH：BD3(70
Figure BSA00000137697200093
4％)/BH：OD(300
Figure BSA00000137697200094
2％)/Alq3(200
Figure BSA00000137697200095
)/LiF(5
Figure BSA00000137697200096
)/Al(1500
Figure BSA00000137697200097
)
工艺步骤为：
与实施例2大致相同，实施例4器件的蓝光染料换成BD3，黄光染料换成橘红色光OD。在步骤(5)中第一发光层04(1)的蒸镀掺杂，BD2在BH中的掺杂比例为4wt％，总膜厚为9nm；再采用双源共蒸的方法进行第二发光层04(2)的蒸镀掺杂，OD在BH中的掺杂比例为2wt％，总膜厚为30nm。
本实施例3的白光OLED未贴附偏光片时，色坐标为(0.32，0.38)，属于暖色调白光。贴附偏光片后，色坐标变为(0.28，0.33)，达到冷色调白光要求。对比例3为现有冷色调白光，色坐标为(0.29，0.36)，本实施例3相对于对比例3，贴附偏光片后，亮度提高20nit，寿命提高至少一倍，而功耗却有所降低。表3为对比例3和实施例3在恒压条件下，测得参数的对比。
表3
Figure BSA00000137697200098
虽然本发明已以比较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此，本发明的保护范围当以申请的专利范围所界定为准。

Claims (13)

1.一种有机电致发光器件，包括阳极层、阴极层以及位于阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机电致发光器件发出第一白色光，所述第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，其特征在于，还包括一个偏光片，所述偏光片贴附于该有机电致发光器件上，所述第一白色光透过偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
2.根据权利要求1的有机电致发光器件，其特征在于，所述偏光片对波长范围420-480nm的透光率大于55％，对波长范围640～700nm的透光率大于45％，对波长范围500～600nm透光率小于45％。
3.根据权利要求2的有机电致发光器件，其特征在于，对波长范围420-480nm的透光率小于70％。
4.根据权利要求2的有机电致发光器件，其特征在于，对波长范围为550-600nm的透光率小于45％。
5.根据权利要求1的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一白色光的色坐标范围为(0.30＜CIE-X≤0.34，0.34＜CIE-Y≤0.39)。
6.根据权利要求1的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机功能层包括：蓝色发光材料与黄色发光材料混合，或者，蓝色发光材料与橘红色发光材料混合。
7.根据权利要求6的有机电致发光器件，其特征在于，所述蓝色发光材料波峰范围为460-480nm，黄色发光材料或橘红色发光材料的波峰范围为550-600nm。
8.根据权利要求7的有机电致发光器件，其特征在于，所述蓝色发光材料波峰范围为464-480nm，黄色发光材料或橘红色发光材料的波峰范围为570-600nm。
9.一种有机电致发光器件制造方法，包括制备阳极层、有机功能层、阴极层、封装、邦定，其特征在于，在所述有机电致发光器件上贴附一个偏光片，所述有机电致发光器件发出第一白色光，第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，所述器件透过偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
10.一种偏光片，贴附于有机电致发光器件上，所述有机电致发光器件发出第一白色光，所述第一白色光的色坐标范围为(CIE-X＞0.30，CIE-Y＞0.34)，其特征在于，所述有机电致发光器件透过所述偏光片形成第二白色光，第二白色光的色坐标范围为(CIE-X≤0.30，CIE-Y≤0.34)。
11.根据权利要求10的偏光片，其特征在于，所述偏光片对波长范围420-480nm的透光率大于55％，对波长范围640～700nm的透光率大于45％，对波长范围500～600nm透光率小于45％。
12.根据权利要求11的偏光片，其特征在于，对波长范围420-480nm的透光率小于70％。
13.根据权利要求11的偏光片，其特征在于，对波长范围为550-600nm的透光率小于45％。
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CN1333322A (zh) * 2000-07-07 2002-01-30 Tdk株式会社 层叠荧光体和el板
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