CN102832351A

CN102832351A - 红外有机电致发光二极管

Info

Publication number: CN102832351A
Application number: CN2012103344524A
Authority: CN
Inventors: 刘亚伟; 杨流洋; 冯惺
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2012-12-19
Also published as: WO2014040317A1

Abstract

本发明提供一种红外有机电致发光二极管，包括：透光基板、设于透光基板上的阳极、设于阳极上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的空穴阻挡层、设于空穴阻挡层上的电子传输层及设于电子传输层上的阴极，所述发光层为红外发光层。本发明的红外有机电致发光二极管，通过红外发光层的设置，使得发光二极管能发出红外光，有效解决了无机半导体红外器件制备成本高、工艺复杂、不能在多晶、非晶以及柔性塑料衬底上制备薄膜等问题，在很大程度上降低了生产成本，且用途广泛，利于普及。

Description

红外有机电致发光二极管

技术领域

本发明涉及有机电致发光二极管领域，尤其涉及一种红外有机电致发光二极管。

背景技术

红外波段是军事和民用领域中一个重要的电磁波段，波长为0.78～1000μm。红外线常用于加热、理疗、夜视、通讯、导航、植物栽培和禽畜饲养等。例如利用红外线进行理疗，当红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收，红外线的反射程度与皮肤色素沉着的状况有关，用波长0.9微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60%；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40%。长波红外线（波长1.5微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达0.05～2毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长1.5微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织，达到理疗的效果。

生活中常见的红外线应用有高温杀菌、红外线夜视仪、监控设备、手机红外口、宾馆房门卡、汽车和电视机遥控器、洗手池红外感应及红外感应门等等。另外，光纤通信中的850nm、1330nm和1550nm窗口波长都位于红外波段，并且红外波段还涉及到数据处理、储存、安全标记、红外探测以及红外制导等的应用。

常用的红外线发生器是气体氙灯、受热物体或激光器等，它们无法实现红外显示。无机半导体红外发生器是基于以碲镉汞为主的无机化合物。无机红外半导体材料存在的不足之处：制备成本高，工艺复杂，不能在多晶、非晶以及柔性塑料衬底上制备薄膜。无机红外半导体材料以上的不足限制了具有重要军事应用的红外显示器件的广泛应用。

然而，有机半导体材料相对于无机半导体材料，具有价廉质轻、溶解性好、易加工成大面积柔性器件和通过分子剪裁调控光电性能的优势。有机电致发光器件具有材料选择范围宽、驱动电压低、相应速度快、发光视角宽、重量轻、超薄、柔性衬底、大面积及大规模制膜等特点。

红外有机电致发光二极管（OLED）显示器使用有机半导体材料制作而成，它的显示画面用肉眼看不见，只能借助夜视镜观看。将此显示器整合到士兵的制服或装备中，可使士兵在夜晚进行通信而不被敌人发现，并具有透过雾、雨等进行观察的能力。此外，红外有机电致发光二极管显示器还可以用来开启房门和车门，传递密码信息等。

因此，红外有机电致发光二极管的研究开发具有重要的科学意义和广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外有机电致发光二极管，其结构简单，成本低，可实现柔性红外显示。

为实现上述目的，本发明提供一种红外有机电致发光二极管，包括：透光基板、设于透光基板上的阳极、设于阳极上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的空穴阻挡层、设于空穴阻挡层上的电子传输层及设于电子传输层上的阴极，所述发光层为红外发光层。

所述红外发光层为三价稀土离子配合物层、窄带隙有机聚合物层、有机离子染料层、卟啉层或酞菁层。

所述红外发光层上均布有数个像素点，每一像素包括一个红外子像素点，每一像素点均由TFT电路驱动。

所述透光基板为玻璃基板。

所述阳极为形成于透明基板上的氧化铟锡；所述空穴传输层为N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺层或N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺层；所述空穴阻挡层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯层或2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲层；所述电子传输层为掺杂8-羟基喹啉铝层；所述阴极为铝或银。

所述透光基板为柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板或柔性不锈钢箔。

还包括设于阳极与透光基板之间的第一保护层及设于阴极上的第二保护层。

所述第一保护层为聚合物层与无机致密截止层的交替结构层。

所述聚合物层为聚对二甲苯层、聚烯层、聚酯层或聚酰亚胺层。

所述第二保护层为二氧化钛层、二氧化硅层、三氧化二铝层、氮化硅层、氮氧化硅层碳氧化硅层或类金刚石薄膜层。

本发明的有益效果：本发明的红外有机电致发光二极管，通过红外发光层的设置，使得发光二极管能发出红外光，有效解决了无机半导体红外器件制备成本高、工艺复杂、不能在多晶、非晶以及柔性塑料衬底上制备薄膜等问题，在很大程度上降低了生产成本，且用途广泛，利于普及。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明红外有机电致发光二极管一实施例的结构示意图；

图2为本发明红外有机电致发光二极管的像素结构示意图；

图3为本发明红外有机电致发光二极管的像素驱动电路结构示意图；

图4为以酚菁铜层作为发光层的发射光谱峰图；

图5为以三（8-羟基喹啉）铒层作为发光层的发射光谱峰图；

图6为本发明红外有机电致发光二极管另一实施例的结构示意图；

图7为图6中第一保护层的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1至图5，本发明提供一种红外有机电致发光二极管，包括：透光基板2、设于透光基板2上的阳极3、设于阳极3上的空穴传输层4、设于空穴传输层4上的发光层5、设于发光层5上的空穴阻挡层6、设于空穴阻挡层6上的电子传输层7及设于电子传输层7上的阴极8。

在本实施例中所述透光基板2为玻璃基板。所述阳极3为形成于透明基板上的氧化铟锡（ITO，Indium Tin Oxides）。所述空穴传输层4为N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺（TPD）层或N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺（NPD）层。所述发光层5为红外发光层。所述空穴阻挡层6为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯（TPBI）层或2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲（BCP）层。所述电子传输层7为掺杂8-羟基喹啉铝（Alq₃）层。所述阴极为铝（Al）或银（Ag）。

所述红外发光层5具体可为三价稀土离子配合物层、窄带隙有机聚合物层、有机离子染料层、卟啉层或酞菁层。该红外发光层5上均布有数个像素点52，优选的，各像素点52并排排列，每一像素点52包括一个红外子像素点522，且每一像素点52均由TFT电路54驱动。

请参阅图4，为以酚菁铜层作为发光层的发射光谱峰图，可见其发射光谱峰值在1120nm，属于红外波段。其中，所述酚菁铜材料的分子式为：

请参阅图5，为以三（8-羟基喹啉）铒层作为发光层的发射光谱峰图，可见发射光谱峰值在1530nm，也属于红外波段。其中所述三（8-羟基喹啉）铒的分子式为：

可见，本发明红外有机电致发光二极管，所产生的光的波长在红外光波长范围内；其可用作红外线发生器，能克服了无机半导体红外器件制备成本高、工艺复杂、不能在多晶、非晶以及柔性塑料衬底上制备薄膜等问题；也可用于进行红外图像显示，在夜间或相关人员间传递信息，而不至于信息泄露。

请参阅图6及图7，为本发明红外有机电致发光二极管另一实施例的结构示意图，在本实施例中，所述红外有机电致发光二极管的透光基板2为柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板或柔性不锈钢箔，同时，其还包括：设于阳极3与透光基板2之间的第一保护层9及设于阴极8上的第二保护层10。

在本实施例中，所述第一保护层9为Barix保护层，为聚合物层92与无机致密截止层94的交替结构层。

其中，所述聚合物层92可为聚对二甲苯层，聚烯层、聚酯层或聚酰亚胺层。所述聚对二甲苯优选聚对二甲苯（PPX）、或聚-氯对二甲苯（PCPX）；所述聚烯优选聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙烯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）、或可溶性聚四氟乙烯（PFA）；所述聚酯类优选聚苯二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚醋酸乙烯脂（PVAC）、或聚醚砜树脂（PES）。

所述无机致密截止层94为透明氧化物薄膜、透明氟化物薄膜、氮化硅系列（Si_xN_y）、或硫系玻璃。所述透明氧化物薄膜为二氧化钛(TiO₂）、氧化镁（MgO）、二氧化硅（SiO₂）、氧化锆（ZrO₂）、氧化锌（ZnO）、或三氧化二铝（Al₂O₃）；所述透明氟化物薄膜为氟化锂（LiF）、或氟化镁（MgF₂），所述氮化硅系列可为氮化硅（Si₃N₄）、一氮化钛（TiN）、或亚氮化硅系列（SiN_x），所述硫系玻璃为硒（Se）、碲（Te）、或锑（Sb），所述其他为硫化锌（ZnS）、氮氧化硅系列（SiO_xN_y）、或碳氧化硅系列（SiO_xC_y）。

所述第二保护层10为无机保护层，其可为二氧化钛（TiO₂）层、二氧化硅（SiO₂）层、三氧化二铝（Al₂O₃）层、氮化硅（SiN_x）层、氮氧化硅系列（SiO_xN_y）层碳氧化硅系列（SiO_xC_y）层或类金刚石薄膜（DLC）层。

本发明的红外有机电致发光二极管，既可以用作为红外线发生器，也可以用作为红外图像显示器。

当其用作红外线发生器时，其用途如下：

一、用于加热、理疗、夜视、通讯、导航、植物栽培和禽畜饲养等。红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，用波长0.9微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60%；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40%。长波红外线（波长1.5微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达0.05～2毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长1.5微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。

二、生活中高温杀菌，红外线夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感应门都是利用了红外线。

当其用作红外图像显示器时，其用途如下：

柔性红外有机电致发光二极管显示器，它的画面用肉眼看不见，只能借助夜视镜观看。将显示器整合到士兵的制服或装备中，可使士兵在夜晚进行通信而不被敌人发现，并具有透过雾、雨等进行观察的能力。

另本发明有机电致发光二极管还可用于红外探测器。

综上所述，本发明的红外有机电致发光二极管，通过红外发光层的设置，使得发光二极管能发出红外光，有效解决了无机半导体红外器件制备成本高、工艺复杂、不能在多晶、非晶以及柔性塑料衬底上制备薄膜等问题，在很大程度上降低了生产成本，且用途广泛，利于普及。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种红外有机电致发光二极管，其特征在于，包括：透光基板、设于透光基板上的阳极、设于阳极上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的空穴阻挡层、设于空穴阻挡层上的电子传输层及设于电子传输层上的阴极，所述发光层为红外发光层。

2.如权利要求1所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述红外发光层为三价稀土离子配合物层、窄带隙有机聚合物层、有机离子染料层、卟啉层或酞菁层。

3.如权利要求2所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述红外发光层上均布有数个像素点，每一像素包括一个红外子像素点，每一像素点均由TFT电路驱动。

4.如权利要求1所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述透光基板为玻璃基板。

5.如权利要求1所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述阳极为形成于透明基板上的氧化铟锡；所述空穴传输层为N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺层或N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺层；所述空穴阻挡层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯层或2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲层；所述电子传输层为掺杂8-羟基喹啉铝层；所述阴极为铝或银。

6.如权利要求1所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述透光基板为柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板或柔性不锈钢箔。

7.如权利要求6所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，还包括设于阳极与透光基板之间的第一保护层及设于阴极上的第二保护层。

8.如权利要求7所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述第一保护层为聚合物层与无机致密截止层的交替结构层。

9.如权利要求8所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述聚合物层为聚对二甲苯层、聚烯层、聚酯层或聚酰亚胺层。

10.如权利要求7所述的红外有机电致发光二极管，其特征在于，所述第二保护层为二氧化钛层、二氧化硅层、三氧化二铝层、氮化硅层、氮氧化硅层碳氧化硅层或类金刚石薄膜层。