CN1711002A

CN1711002A - 单发光层全波长有机电激发光装置

Info

Publication number: CN1711002A
Application number: CN 200410049937
Authority: CN
Inventors: 朱健慈; 林国森; 张俊钦
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2005-12-21

Abstract

本发明公开了一种单发光层全波长有机电激发光装置，主要是在一相对应的作为阳极的透明导电基板与阴极之间设有电洞传输层、发光层、及电子传输层，其中该发光层是由一蓝光主体材料内含发光主体材料或客体材料的绿光染料与红光染料，而共同形成发蓝绿红光源的发光层；通过该简单的制程步骤就可得到一480nm至630nm时强度一致的全波长白光发光装置。

Description

单发光层全波长有机电激发光装置

技术领域

本发明涉及一种单发光层全波长有机电激发光装置，特别涉及一种各色光均能均衡调和发射出混成白光，此白光可搭配彩色滤光片制作全彩面板的单发光层全波长有机电激发光装置。

背景技术

有机发光二极管(OLED)又可称为有机电激发光(OrganicElectroluminescence，简称OEL)，简单地说，就是外加一偏压，使电子电洞分别经过电洞传输层(Hole Transporting Layer)与电子传输层(Electron Transporting Layer)后，进入一具有发光特性的有机物质(发光层)，在其内再结合时，形成一″激发子″(exciton)后，再将能量释放出来而回到基态(ground state)，而这些被释放出来的能量会去激发有机材料中的萤光分子产生″光子″(photon)，由于所选择的发光层材料不同，可使能量以不同颜色的光的形式释放出来，而形成OLED的发光现象。

有机电激发光显示技术因本身具有低成本、寿命长、低驱动电压、应答速度快、发光效率佳、及耐震性、广视角、厚度薄等特性，而成为广泛应用的平面显示器技术，而全彩有机EL(Electroluminescence)显示器的制作，可以用发出白光的有机EL搭配彩色滤光片的方法来完成，然而发白光的发光层材料的寻找与搭配非常不容易。

目前一般制作全彩有机电激发光显示器的方法为利用屏蔽(shadow mask)来定位发出红、绿、蓝三原色光并列的方式制作，此方法在制程上需经过三次感光耦合元件(CCD)对位。但随着显示器高分辨率化的发展，受限于屏蔽技术及对位误差，产品的合格率就不易提升，加上不同色光的OLED有不同的结构设计，在制程上非常耗时；同时OLED的发出红、绿、蓝三原色光的发光层寿命也不一样，所以当其中一个色光发光层衰减时，显示器的整体色偏情形就会很严重，造成产品的稳定度不易控制。

所以，又有发明针对上述缺点予以改进，提出利用单一发白光元件，再搭配彩色滤光片后就能成为全彩显示器，因为单一发白光元件不需要感光耦合元件对位及利用屏蔽定义发出红、绿、蓝色光的发光体位置，这样能有效降低制程误差，对于合格率提升有很大帮助，在制程时间上也比传统的方式减少三倍的时间。

目前为了要获得发白光有机电激发光元件，必须去激发超过一种分子的材料，因为单一种有机分子并不容易跨越到整个可见光光谱的区域。根据涵盖光谱的特性去完成发白色光方式的其中之一是在一主发光体中掺杂另一客发光体，可以造成在掺杂位置从主发光体到客发光体的能量转移或载子捕集，不完全的能量转移可使两者都同时发光。

现有专利可投射白色光源的有机发光装置及其制作方法中提到(请参阅图1所示)其主要是在一相对应的阳极10及阴极15之间设有一电洞注入层11、一电洞传输层12、发光层13、及电子传输层14，其中发光层(DPVBi)13内掺杂有一第一掺杂剂(DCM2)，而电子传输层14内掺杂有第二掺杂剂(C6)，当阴极15及阳极10受到外加电压的作用时，发光层13、第一掺杂剂、及第二掺杂剂可个别投射出相对应的一第三光源(蓝)、第一光源(红)、及第二光源(绿)，通过红绿蓝三原色的组合，而得到一连续全波段白色光源。

其还指出该最佳的结构为DPVBi掺杂0.025％DCM2，Alq掺杂0.1％C6，其元件能阶示意图如图2所示，其中E_XC代表真空能阶，与XC元件传导能阶(X为10～15元件的代号)的能阶差，此也代表该元件的电子亲和力(electron affinities)；E_XV代表真空能阶，与XV元件价带能阶(X为10～15元件的代号)的能阶差，此也代表该元件的离子化电位(ionization potential)。由上述与图标可知在主体材料内掺杂客体材料，此客体材料的掺杂浓度几乎都小于1％有的甚至小于0.1％，对于制程参数的控制上来说是极为困难的，所以只要有稍微的变化，对于浓度百分比来说已是剧烈变化，而且在双发光层的设计上很难使这两个发光区都能平均地发光，往往两个发光层能阶太接近，随着操作电压改变发光区域也容易随电压移动偏移。而且，发光的频谱不够宽，在长波长部分更是严重不足(如图3所示)，该红、绿、蓝三原色的强度相差很大。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述缺陷，因而本发明提出了一种将另两种主体或客体的发光材料掺杂于另一发光主体材料内的技术方案，因为只有单一发光层，制程相对变得简单、省时，当掺杂的绿光染料及红光染料浓度比例适当时，就可以得到一个蓝绿红强度一致的白光元件。

本发明的另一目的在于利用单一发光层特性，电子、电洞的再结合区只有一个，所以电激发光光谱及色度坐标图的坐标不会随着电压改变而有大幅度的变化。

本发明是一种全波长白光有机电激发光装置，其结构由下而上依序包括有：一透明导电基板、一电洞传输层、一发光层、一电子传输层、及阴极，其中该发光层是由一蓝光材料其内掺杂绿光染料及红光染料所形成发蓝绿红光源的单发光层，通过本发明的装置结构设计，再选择适当的发光掺杂材料搭配，就能制作出适合搭配彩色滤光片制作全彩面板用的全波长白光有机电激发光元件。

附图说明

图1是现有技术的有机发光装置的示意图。

图2是图1所示装置的各元件能阶示意图。

图3是图1所示装置的波长对应发光强度对照图。

图4是本发明的有机发光装置的示意图。

图5是本发明所示装置的实施例各元件能阶示意图。

图6是本发明的实施例在电压9、10、11、12、及13V的光波长对应发光强度的对照图。

图7是本发明的实施例在电压9、10、11、12、及13V的白光在色度坐标图的坐标示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细内容及技术说明，现结合附图说明如下：

请参阅图4所示，是本发明的有机发光装置的示意图。如图所示：本发明的单发光层全波长有机电激发光装置，其结构由下而上依序包括有：一作为发光装置的阳极的透明导电基板31、一电洞传输层32、一发光层33、一电子传输层34、及一阴极35，其中该发光层33是由一蓝光材料的主体材料内掺杂另一发绿光的绿光染料331、与发红光的红光染料332所形成的一发蓝绿红光源的单一发光层33，通过该蓝绿光源与红光源的组合成为一白色光源。这样就能制作出发光强度相近的三波长的全波长白光有机电激发光装置，此全波长白光有机电激发光装置很适合搭配彩色滤光片制作全彩显示器。

另外，该绿光染料331及红光染料332的吸收光谱需非全部在该发光层33的蓝光发光光谱内，而该红光染料332的吸收光谱需非全然(全部)在该绿光染料331的发光光谱内。

其中，该电洞传输层32是芬族第三胺的其中之一；该电子传输层34为Alq3、phenanthroline衍生物、及silole衍生物的其中之一。

该发光层33可选择1，4-bis(2，2-diphenyl vinyl)benzene(DPVBi)、二苯乙烯芳香羟的衍生物(distyrylarylene(DSA))

(例如：日本出光兴产株式会社制造的高亮度蓝光主体材料，编号为Ide120)、bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate aluminum(Balq)、Poly(N-vinylcarbazole)(PVK)、4-{4-[N-(1-naphthyl)-N-phenylaminophenyl]}-1，7-diphenyl-3，5-dimethyl-1，7-dihydro-dipyrazolo[3，4-b；4’3’-e]pyridine(PAP)及其组合的其中之一发蓝光的。

绿光染料331可选择Coumarin6(C6)、Coumarin545T(C545T)及其组合的其中之一；且，该绿光染料331对发光层33的容积比例范围是0.01％至1％之间。又，绿光染料331可选择tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq3)、dimethylquinacridones(DMQA)及其组合的其中之一；且，此时该绿光染料331对发光层33的容积比例范围是在1％至20％之间。

该红光染料344可选择4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1，1，7，7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)、2-{2-[2-(1，1，7，7-Tetramethyl-2，3，6，7-tetrahydro-1H，5H-pyrido[3，2，1-ij]quinolin-9-yl)(PhDCJT)、4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyry)-4H-pyran(DCM)、4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2，3，6，7-tetrahydro-1H，5H-benzo[i，j]quinolizin-8-yl)vinyl]-4H-pyran(DCM2)及其组合的其中之一；且，该红光染料332对发光层33的容积比例范围是在0.01％至1％之间。

因为发出红绿蓝三原色光源的发光材料在同一层，相对地简化了制程的步骤及时间，就可以得到一480nm至630nm时强度一致的全波长白光发光装置。

请再搭配参阅图5所示，是本发明装置的实施例各元件能阶示意图。同时举一实施例说明本发明的功效，本实施例的结构如下：

电洞传输层32(BPAPF600埃)/发光层33(PAP+1.5％绿光染料331(Alq)+0.05％红光染料332(PhDCJT)400埃)/电子传输层34(Alq200埃)/阴极35(LiF7埃+Al1500埃)。

其元件能阶示意图如图5所示，其中E_XC代表真空能阶，与XC元件传导能阶(X为31～35元件的代号)的能阶差，此也代表该元件的电子亲和力；E_XV代表真空能阶，与XV元件价带能阶(X为31～35元件的代号)的能阶差，此也代表该元件的离子化电位。

如图所示，电子亲和力(E_XC)愈大且两元件间的能阶差愈小，愈容易让电子注入，所以当本装置外加一偏压时，电子将由阴极35经过电子传输层34至发光层33。另一方面，由透明导电基板31的阳极注入电洞传输层32的电洞将由于价带能阶依序降低(E_M31、E_32V、E_33V)，而将由电洞传输层32很快的进入发光层33，电子、电洞进入发光层33时会进行再结合，进而产生光子，当发光层33的厚度参数适当时，电子、电洞的再结合区就会落于此发光层33中，不会再改变。

通过本实施例的结构，此具有发三色光功能的单一发光层33，当电压9、10、11、12、及13V时其光波长对应发光强度对照将如图6所示，为一色光波长480nm至630nm时，其强度一致的全波长白光发光装置，且此480nm至630nm波长内的光强度都近似在0.8以上，这样三原色(480nm至630nm波长内的光)将是一个各色光强度均匀的全波长白光有机电激发光装置。又如图7所示，当电压9、10、11、12、及13V所发出的白光在色度坐标图的坐标示意图，由图标可知本实施例是相当好的白光，且在操作实用区色度坐标图坐标不随电压的变化而有大幅度的变化，所以本发明的全波长白光有机电激发光装置，很适合搭配彩色滤光片制作全彩显示器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种单发光层全波长有机电激发光装置，其主要构造包括：

一透明导电基板(31)；

一设置于所述透明导电基板(31)上的电洞传输层(32)；

一设置于所述电洞传输层(32)上的发光层(33)；

一设置于所述发光层(33)上的电子传输层(34)；

一设置于所述电子传输层(34)上的阴极(35)；

其特征在于：所述发光层(33)是可发蓝光的材料，并在所述发光层(33)内掺杂一绿光染料(331)及一红光染料(332)，以形成可同时发蓝绿红光源的发光层(33)；且所述绿光染料(331)及红光染料(332)的吸收光谱非全部在所述发光层(33)的蓝光发光光谱内，而所述红光染料(332)的吸收光谱非全部在所述绿光染料(331)的发光光谱内。

2.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述电洞传输层(32)是芬族第三胺的其中之一。

3.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述发光层(33)可选择1，4-bis(2，2-diphenyl vinyl)benzene(DPVBi)、二苯乙烯芳香羟的衍生物

bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate aluminum(Balq)、Poly(N-vinylcarbazole)(PVK)、4-{4-[N-(1-naphthyl)-N-phenylaminophenyl]}-1，7-diphenyl-3，5-dimethyl-1，7-dihydro-dipyrazolo[3，4-b；4’3’-e]pyridine(PAP)及其组合的其中之一发蓝光的。

4.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述绿光染料(331)可选择Coumarin6(C6)、Coumarin545T(C545T)及其组合的其中之一。

5.根据权利要求4所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述绿光染料(333)对所述发光层(33)的容积比例范围是在0.01％至1％之间。

6.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述绿光染料(331)可选择tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq3)、dimethylquinacridones(DMQA)及其组合的其中之一。

7.根据权利要求6所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述绿光染料(333)对所述发光层(33)的容积比例范围是在1％至20％之间。

8.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述红光染料(332)可选择4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1，1，7，7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)、2-{2-[2-(1，1，7，7-Tetramethyl-2，3，6，7-tetrahydro-1H，5H-pyrido[3，2，1-ij]quinolin-9-yl)(PhDCJT)、4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyry)-4H-pyran(DCM)、4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2，3，6，7-tetrahydro-1H，5H-benzo[i，j]quinolizin-8-yl)vinyl]-4H-pyran(DCM2)及其组合的其中之一。

9.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述红光染料(332)对所述发光层(33)的容积比例范围是在0.01％至1％之间。

10.根据权利要求1所述的单发光层全波长有机电激发光装置，其特征在于，所述电子传输层(34)是Tri(8-Quinolinolato-N1O8)(Alq3)、phenanthroline衍生物、及silole衍生物的其中之一。