CN108140743A - 发射白光的有机发光器件 - Google Patents
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Abstract
一种在使用中发射白光的有机发光器件,包括反射阳极(3)、位于所述阳极之上的发射红光的第一发光层(9)、位于所述第一发光层之上的发射蓝光和绿光的第二发光层(11)、以及位于所述第二发光层之上的阴极结构,所述阴极结构包括第一半反射层(15)和第二半反射层(21),第一半反射半透明层和第二半反射半透明层之间具有透光材料的层(19),反射阳极(3)和第一半反射半透明层(17)之间的距离被选择以形成增强器件的蓝光发射和红光发射的微腔,并且反射阳极(3)和第二半反射半透明层(21)之间的距离被选择以增强器件的绿光发射。
Description
技术领域
本发明涉及在使用中发射白光的有机发光器件。本发明特别地但不排他地涉及具有红色、绿色和蓝色发光材料的顶部发射器件。
背景技术
US2011/0069732描述了用于OLED结构的分布式布拉格反射器(DBR)的使用,其中分布式布拉格反射器使用具有间隔件的两个DBR叠层。
发明内容
本发明提供了在使用中发射白光的有机发光器件,该有机发光器件包括反射阳极、位于所述阳极之上的发射红光的第一发光层、位于所述第一发光层之上的发射蓝光和绿光的第二发光层、以及位于所述第二发光层之上的阴极结构,该阴极结构包括第一半反射半透明层和第二半反射半透明层,在第一半反射半透明层和第二半反射半透明层之间具有透光材料的层,反射阳极和第一半反射半透明层之间的距离被选择以形成增强器件的蓝光发射和红光发射的微腔,并且反射阳极和第二半反射半透明层之间的距离被选择以增强器件的绿光发射。
该器件包括使用双层薄反射阴极(即,双反射镜(mirror)阴极)制造的新颖阴极结构,该阴极结构可以用在顶部发射器件中以相对于底部发射标准ITO器件增强整体效率,甚至在没有外耦合膜的情况下也是。这是通过创建一对针对所有三种不同颜色的发射器都敏感的共位微腔来完成的。此外,微腔的利用缩窄了正常角度光谱发射,使得与标准非微腔器件的情况相比,更多的光位于器件的逃逸锥(escape cone)内。利用该新颖结构,第二u型腔形成有第二阴极反射镜以加强绿色分量(在电介质/金属混合反射器内)。
附图说明
图1是根据本发明的顶部发射器件的示意图;
图2例示了来自图1的器件的实验电致发光发射光谱;
图3示出了相同器件和控制器件的实验反射光谱;
图4是计算机建模器件的示意图。
图5例示了来自图4的计算机建模器件的电致发光发射光谱;
图6示出了相同计算机建模器件的反射光谱。
具体实施方式
根据本发明的器件在图1中以横截面示意性地示出,并且如下所述进行制造。
在玻璃基板(1)上,蒸镀(evaporate)厚度为150nm的AlNiLi的反射膜(3),接着在不破坏真空的情况下蒸镀厚度为7nm的氧化铟锡的层(5)。在该层上,通过从溶液旋涂来沉积120nm厚的层-有机空穴注入层(7)。在该层上,通过旋涂来沉积50nm厚的空穴传输材料的层(9)(也称为中间层)。该层包含红色发光材料。在该层上,通过旋涂来沉积65nm厚的发光层(11)。该发光层包含蓝色发光材料和绿色发光材料。在该发光层上,再次通过从溶液旋涂来沉积包括100nm厚的电子传输材料的另一个层(13)。在该电子传输层(ETL)上,通过热蒸镀沉积17nm厚的银层(15)。在该银层上沉积20nm厚的缓冲层(17),然后是100nm厚的二氧化硅的层(19)并且最后是另一个17nm厚的银层(21)。层15和层17对于可见光(即,在400nm至700nm的波长范围内的光)是半反射且半透明的。缓冲层17和二氧化硅层19对于可见光都是透光的。
在AlNiLa和第一镀银反射镜“Ag1”(层17)之间形成红+蓝谐振微腔。选择厚度以在约450nm和约620nm处具有峰值发射。选择第二反射镜“Ag2”(层21)以形成增强绿色发射的谐振微腔。反射层和半反射层之间的实际最佳距离将取决于介于中间的层中使用的发光材料的光路长度(即厚度和折射率)和确切的发射波长。
以上结构尚未被优化,而是用作概念的验证。根据图2和图3中的实验数据,可以清楚地看到发射在三种腔模式下运行,并且对于绿色而言存在通过调整SiO2层(19)的厚度来调谐色点(colour points)和CRI/CCT的空间。
为了例示通过仔细选择薄膜光学性质和薄膜厚度可能实现的结果,使用计算机对结构进行建模。建模的器件结构在图4中被示意性地示出。
为了计算和优化器件的反射光学性质,使用传输矩阵方法来建模无源光学行为。这需要器件内所有层的层厚度、折射率和消光性质的规格,并且利用标准的商用光学软件来完成。使用Woollam椭偏仪(ellipsometer)来确定叠层内未知层的折射率性质。正常入射下的器件叠层的非偏振反射可以使用用于腔模式的实验理解和理论理解的简单度量。当微腔被调谐用于在特定波长处轴上发射时,在器件的反射特性中将出现最小值。假设其中一个反射镜是完全反射的(例如阴极),该反射率最小值的线宽取决于半透明反射镜的反射率和有效长度光学腔的长度(即半透明反射器之间的光学距离)。有效地,腔可以被认为像法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪那样起作用(如在S.Hoffman等人所著的,2011,OpticsExpress,第19卷(No.S6)中所解释的)。这里F是精细度(finesse),它取决于反射镜的相对反射率,并且透射率取决于相位delta,
T(λ)=1/[1+F sin^(delta/2) (1)
Delta=4*pi(n_eff*d/lambda) (2)
根据等式(1),可以容易地示出,对于1.6的有效折射率(典型地用于有机层),当厚度d为大约350nm时,腔将在蓝色和红色二者的波长处发生谐振。因此,如果现在将发射器放置在腔中,可以调谐微腔以加强在所选波长处的轴上发射。由于第一薄银反射镜是半透明的,因此还可以在第一反射镜后包括第二反射镜或反射器,并且现在调谐在该反射镜之前的介电间隔件的厚度,使得第二半透明反射镜和全反射的反射镜之间的有效光学厚度加强绿色分量。
实际上,这可以通过考虑器件层的分散特性的完整行为来进行模拟并且进行准确建模。随后,为了对发射行为建模,有必要计入在叠层内的偶极子的发射性质。考虑到白光发射所需的三个发射器的荧光发射和磷光发射,使用商业光学组件(Setfos)来对轴上行为建模。在关于发射器位置和发射分布(对于蓝色和绿色分量,从IL 15nm指数RZ衰减,红色在IL附近RZ)的一些基本假设下(参见表1),然后确定对于器件堆叠的cd/A效率,证明由于微腔的性质,合理的cd/A效率应该加强前向发射。
图5示出了来自图4的计算机建模器件的电致发光发射光谱。图6示出了对于相同的计算机建模器件的反射光谱。
表格1
优选地,有机发光器件适于使得反射阳极由基板承载,并且在使用中,光通过阴极结构从器件发射出去。
优选地,反射阳极和第一半反射半透明层之间的距离被选择为在330nm至370nm的范围内,非常优选地在345nm至355nm的范围内。
发光层的折射率优选地在1.55至1.67的范围内。
Claims (6)
1.一种在使用中发射白光的有机发光器件,所述有机发光器件包括反射阳极、位于所述阳极之上的发射红光的第一发光层、位于所述第一发光层之上的发射蓝光和绿光的第二发光层、以及位于所述第二发光层之上的阴极结构,所述阴极结构包括第一半反射半透明层和第二半反射半透明层,所述第一半反射半透明层和所述第二半反射半透明层之间具有透光材料的层,所述反射阳极和所述第一半反射半透明层之间的距离被选择以形成增强所述器件的蓝光发射和红光发射的微腔,并且所述反射阳极和所述第二半反射半透明层之间的距离被选择以增强所述器件的绿光发射。
2.如权利要求1所述的有机发光器件,其中所述反射阳极由基板承载,并且,在使用中,光通过所述阴极结构从所述器件发射出去。
3.如权利要求1或2所述的有机发光器件,其中所述反射阳极与所述第一半反射半透明层之间的距离在330nm至370nm的范围内。
4.如权利要求3所述的有机发光器件,其中所述反射阳极和所述第一半反射半透明层之间的距离在345nm和355nm之间。
5.如权利要求3所述的有机发光器件,其中所述第一发光层的折射率在1.55至1.67的范围内。
6.如权利要求5所述的有机发光器件,其中所述第二发光层的折射率在1.55至1.67的范围内。
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