CN1791289A - 有机发光元件 - Google Patents

Abstract

一种有机发光元件，是于一阳极与一阴极之间设有一可发射蓝光的有机发光层，该有机发光层具有一第一有机发光材料与一第二有机发光材料，其中该第二有机发光材料的能隙是大于该第一有机发光材料的能隙，利用第二有机发光材料不会积极捕捉载子的特性而不会明显影响整体有机发光元件的发光效率，以及部份电子/电洞会转移至第二有机发光材料中再行结合据以激发出偏深蓝色光的影响，使得CIE坐标值产生修正，即，发光元件可产生偏深蓝色的光。

Description

有机发光元件

技术领域

本发明是与光学显示元件有关，更详而言之是指一种可获得高色纯度蓝光的有机发光元件。

背景技术

按，现有可产生红、绿或蓝等颜色的有机发光元件以绿光有机发光元件发展最为成熟，余者尚有再研发改良以提升发光效率的空间；以可产生蓝光的有机发光元件为例，其与其他不同颜色(如：绿色)的有机发光元件在受到相同能量激发的情形下，蓝光有机发光元件所产生的辉度相较于其他颜色有机发光元件所产生的辉度显得为低，为此，产业界莫不致力于开发更具效率且色泽偏深蓝的蓝光有机发光元件，因为，具有高效率的深蓝色光与红光及丝光互为混合后，将可获得色饱和度极佳的白光，对于显示器全彩化的目标更有助益。

而目前产业界所开发可产生蓝光的有机发光材料以日本出光兴产所发表以材料编号IDE120为主材料掺杂做为客材料的IDE102为最佳，其相关数据为bluc-CIE座标坐落于(x＝0.17，y＝0.30)时，发光效率为12(cd/A)，deep-CIE座标坐落于(x＝0.15，y＝0.15)时，发光效率徒降为5.9(cd/A)，由是可知，为获得深蓝色光时，发光效率将受影响，由此，该可产生蓝光的有机发光材料仍有再改善的空间。

有鉴于此，木案发明人乃经详思细索，并积多年从事有机发光装置的研究开发经验，终而有本发明的产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有机发光元件，其具有高发光效率及可产生偏深蓝色光。

缘以达成上述的目的，本发明所提供的一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一阴极；

一有机发光层，介于该阳极与该阴极之间，该有机发光层是发射蓝光，该有机发光层包括：

一第一有机发光材料；

一第二有机发光材料，是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙。

其中该有机发光元件还包括：

一电洞传输层，是设于该阳极与该有机发光层之间，以及

一电子传输层，是设于该阴极与该有机发光层之间。

其中该有机发光层包括一第三有机发光材料，该第三有机发光材料是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第三有机发光材料的能隙小于该第一有机发光材料的能隙。

其中该有机发光元件还包括：

一电洞传输层，是设于该阳极与该有机发光层之间，以及

一电子传输层，是设于该阴极与该有机发光层之间。

其中该第二有机发光材料的最低空轨道的绝对值小于该第一有机发光材料的最低空轨道的绝对值。

其中该第二有机发光材料的最高占据轨道的绝对值大于该第一有机发光材料的最高占据轨道的绝对值。

其中该第二有机发光材料的最低空轨道的绝对值小于该第一有机发光材料的最低空轨道的绝对值；该第二有机发光材料的最高占据轨道的绝对值大于该第一有机发光材料的最高占据轨道的绝对值。

其中该第二有机发光材料的掺杂浓度为该第一有机发光材料的1％至50％。

其中该第二有机发光材料是选自star-burst类化合物、N-arylimidazoles衍生物、triazole衍生物、Oxadiazole衍生物、triarylamine、biphenyl amine衍生物、1，3-butadiene衍生物、hydroxyquinometal complex或phenanthroline衍生物材料之一。

其中该第一有机发光材料是选自perylene衍生物、dipyrazolopyridine衍生物、distyrylarylene、bis amine衍生物或其他共轭苯环型材料之一。

本发明一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一电洞传输层，是形成于该阳极上；

一有机发光层，形成于该电洞传输层上，该有机发光层是发射蓝光，该有机发光层包括：

一第一有机发光材料；

一第二有机发光材料，是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙；

一电子传输层，形成于该有机发光层上；

一阴极，是形成于该电子传输层上。

本发明一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一阴极；

一有机发光层，介于该阳极与该阴极之间，该有机发光层发射蓝光，该有机发光层包括一第一有机发光材料、一第二有机发光材料及一第三有机发光材料，该第二有机发光材料及该第三有机发光材料是均为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙，该第三有机发光材料的能隙小于该第一有机发光材料的能隙。

附图说明

以下，列举本发明的较佳实施例，并配合下列附图详细说明于后，其中：

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明上述较佳实施例的能隙图。

图3类同图2，说明第二有机发光材料的最高占据轨道绝对值等于第一有机发光材料的最高占据轨道绝对值。

图4类同图2，说明第二有机发光材料的最高占据轨道绝对值小于第一有机发光材料的最高占据轨道绝对值。

图5类同图2，说明第二有机发光材料的最低空轨道绝对值等于第一有机发光材料的最低空轨道绝对值。

图6类同图2，说明第二有机发光材料的最低空轨道绝对值大于第一有机发光材料的最低空轨道绝对值。

图7是本发明上述较佳实施例的电流密度与发光效率关系图。

图8是本发明上述较佳实施例的CIE座标图。

图9是本发明发光元件未掺杂IDE102材料时的能隙图。

图10类同图9，说明第二有机发光材料的最高占据轨道绝对值等于第一有机发光材料的最高占据轨道绝对值。

图11类同图9，说明第二有机发光材料的最高占据轨道绝对值小于第一有机发光材料的最高占据轨道绝对值。

图12类同图9，说明第二有机发光材料的最低空轨道绝对值等于第一有机发光材料的最低空轨道绝对值。

图13类同图9，说明第二有机发光材料的最低空轨道绝对值大于第一有机发光材料的最低空轨道绝对值。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，是本发明一较佳实施例的有机发光元件1结构，该有机发光元件1结构自下而上依序为：表面设有ITO阳极11的基板10，电洞传输层20、有机发光层30、电子传输层40、电子注入层50与阴极60，首先说明，本实施例中所使用的有机发光材料是以小分子材料为例，且各膜层的成膜方式以蒸镀形成，以下就各膜层所选用的材料及其成膜厚度叙述如后，其中：

该电洞传输层20是以三芳香基胺(triarylamines)材料沉积于该ITO阳极基板10上而制得，其厚度为800埃(A)。

该有机发光层30形成于电洞传输层20上且厚度为400埃(A)，在本实施例中，该有机发光层30是由三种有机发光材料掺杂而成，其中：

选用DSA(distyrylarylenes)材料做为第一有机发光材料31，其介于最低空轨道31a(LUMO)与最高占据轨道31b(HOMO)之间的能隙如图2中粗黑线框所表示；

选用CBP材料做为第二有机发光材料32，其能隙如图2中细虚线所表示，即超出祖黑线框范围的虚线部份，易言之，此情形下的第二有机发光材料32的最低空轨道32a的绝对值是小于第一有机发光材料31的最低空轨道31a的绝对值，且第二有机发光材料32的最高占据轨道32b的绝对值是大于第一有机发光材料31的最高占据轨道31b的绝对值；

选用日本出光兴产所发表的IDE102材料做为第三有机发光材料33，其能隙如图2中粗虚线所表示，即未超出粗黑线框范围的虚线部份，易言之，此情形下的第三有机发光材料33的最低空轨道33a的绝对值是大于第一有机发光材料31的最低空轨道31a的绝对值，且第三有机发光材料33的最高占据轨道33b的绝对值是小于第一有机发光材料31的最高占据轨道31b的绝对值；

前述第二有机发光材料32及第三有机发光材料33是均为第一有机发光材料31的掺杂物(dopant)，且第二有机发光材料32的掺杂浓度为第一有机发光材料31的1％至50％，尤以介于1％至30％之间为佳，而第三有机发光材料33的掺杂浓度为第一有机发光材料31的3％。

而该电子传输层40以Alq材料沉积于有机发光层30上而形成，其厚度为200埃(A)。

该电子注入层50以LiF材料沉积于电子传输层40上而形成，其厚度为7埃(A)。

该阴极60是以Al材料制成，其位于电子注入层50上且厚度为1500埃(A)。

以上即为本发明有机发光元件1的一较佳实施例组成说明，惟必须强调的是，各膜层的构成材料并非局限于上述，以该有机发光层30为例，其第一有机发光材料31尚可选自perylene衍生物、dipyrazolopyridine衍生物、bis(styryl)amine衍生物或其他共轭苯环型材料之一；

第二有机发光材料32可选自star-burst类化合物(如：m-MTDATA、2-T′NATA)、N-arylimidazoles衍生物(如：TPBI)、triazole衍生物(如：TAZ)、oxadiazole衍生物(如：PBD)、triaryl amine、biphenyl amine衍生物(如：TCTA、mCP)、1，3-butadienee衍生物(如：TPB)、hydroxyquinometal complex(如：Balq)或phenanthroline衍生物(如：BCP)之一；

于此定义，包含以CBP材料做为第二有机发光材料32，另凡是仅有最低空轨道绝对值小于第一有机发光材料31最低空轨道31a绝对值的材料(如图3揭示最高占据轨道绝对值相等、图4揭示最高占据轨道绝对值小于第一有机发光材料31最高占据轨道绝对值所代表)，或仅有最高占据轨道绝对值大于第一有机发光材料31最高占据轨道31b绝对值的材料(如图5揭示最低空轨道绝对值相等、图6揭示最低空轨道绝对值大于第一有机发光材料31最低空轨道绝对值所代表)，皆称之为“宽能隙”材料。

以下复对本发明的有机发光元件1具有高发光效率及可产生偏深蓝色光叙述：

首先，请参阅图7、图8所示的本发明有机发光元件1的电流密度与发光效率关是图及CIE座标图，在图7中，数字“1”代表着发光元件在第一有机发光材料31仅掺杂第三有机发光材料33而未有第二有机发光材料32加入时，于不同电流密度条件下，所测得的发光效率平均为13.7(cd/A)，于此称之为原蓝光系统发光效率；

复请配合图8所示，其中数字“1”亦即发光元件在未有第二有机发光材料32加入时所产生蓝光的CIE座标，共座标位置平均坐落于(x＝0.16，y＝0.32)，从上述数据可知，发光元件在未有第二有机发光材料32加入的状态下，虽具有高发光效率(即13.7cd/A)，但其发光颜色仍为一般蓝色而非深蓝色；

为此，本发明是于第一有机发光材料31掺杂第三有机发光材料33的情形下，特别加入该第二有机发光材料32，由第二有机发光材料32具备“宽能”的特性而不会积极捕捉载子，故不会明显影响原蓝光系统的发光效率，仅造成发光效率小幅度的衰减，且受惠于电子/电洞在原蓝光系统内的再结合率并非百分之百，而有部份电子/电洞会在该“宽能隙”的第二有机发光材料32中再结合并激发出偏深蓝色光的影响，将使得原蓝光系统的CIE座标(x＝0.16，y＝0.32)产生修正，即，最终的CIE座标往偏深蓝色的座标位置移动，如图7、图8中，数字，“2”及数字“3”分别代表本发明于掺杂有5％及25％的“宽能隙”第二有机发光材料后，所测得的发光效率与对应CIE座标，从图7所揭示可知，本发明的有机发光元件1不论所掺杂的第二有机发光材料浓度为5％或25％，其平均效率皆在12(cd/A)左右，此数据与日本出光兴产所发表最佳蓝光发光元件的发光效率相近，而从图8所揭示可知，本发明的有机发光元件1的CIE座标平均落于(x＝0.15，y＝0.27)，此一座标值明显优于日本出光兴产所发表效率在12(cd/A)时的最佳蓝光发光元件的CIE座标(x＝0.17，y＝0.30)，即，本发明的有机发光元件1产生偏沫蓝色光。

是以，由上述可知，本发明的有机发光元件1于同类产品中，不仅具有高发光效率，更于发光时可产生偏深蓝色的光，以有助于获得色饱和度极佳的白光，及有助于制作全彩显示器。

另值得一提的是，本发明的有机发光元件亦可省去IDE102材料，而仅于第一有机发光材料31中掺杂“宽能隙”的第二有机发光材料，如此亦可获得可产生偏深蓝色光的发光元件，惟此方式将略使发光效率降低，至于第二有机发光材料的能隙的可能变化如图9至图13所示的态样，于此不予赘述。

以上所述的，仅为本发明的较佳可行实施例而已，故凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (12)

1.一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一阴极；

一有机发光层，介于该阳极与该阴极之间，该有机发光层是发射蓝光，该有机发光层包括：

一第一有机发光材料；

一第二有机发光材料，是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙。

2.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该有机发光元件还包括：

一电洞传输层，是设于该阳极与该有机发光层之间，以及

一电子传输层，是设于该阴极与该有机发光层之间。

3.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该有机发光层包括一第三有机发光材料，该第三有机发光材料是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第三有机发光材料的能隙小于该第一有机发光材料的能隙。

4.依据权利要求3所述的有机发光元件，其特征在于，其中该有机发光元件还包括：

一电洞传输层，是设于该阳极与该有机发光层之间，以及

一电子传输层，是设于该阴极与该有机发光层之间。

5.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第二有机发光材料的最低空轨道的绝对值小于该第一有机发光材料的最低空轨道的绝对值。

6.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第二有机发光材料的最高占据轨道的绝对值大于该第一有机发光材料的最高占据轨道的绝对值。

7.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第二有机发光材料的最低空轨道的绝对值小于该第一有机发光材料的最低空轨道的绝对值；该第二有机发光材料的最高占据轨道的绝对值大于该第一有机发光材料的最高占据轨道的绝对值。

8.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第二有机发光材料的掺杂浓度为该第一有机发光材料的1％至50％。

9.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第二有机发光材料是选自star-burst类化合物、N-arylimidazoles衍生物、triazole衍生物、Oxadiazole衍生物、triaryl amine、biphenyl amine衍生物、1，3-butadiene衍生物、hydroxyquino metal complex或phenanthroline衍生物材料之一。

10.依据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于，其中该第一有机发光材料是选自perylene衍生物、dipyrazolopyridine衍生物、distyrylarylene、bis amine衍生物或其他共轭苯环型材料之一。

11.一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一电洞传输层，是形成于该阳极上；

一有机发光层，形成于该电洞传输层上，该有机发光层是发射蓝光，该有机发光层包括：

一第一有机发光材料；

一第二有机发光材料，是为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙；

一电子传输层，形成于该有机发光层上；

一阴极，是形成于该电子传输层上。

12.一种有机发光元件，其特征在于，包含有：

一阳极；

一阴极；

一有机发光层，介于该阳极与该阴极之间，该有机发光层发射蓝光，该有机发光层包括一第一有机发光材料、一第二有机发光材料及一第三有机发光材料，该第二有机发光材料及该第三有机发光材料是均为该第一有机发光材料的掺杂物，且该第二有机发光材料的能隙大于该第一有机发光材料的能隙，该第三有机发光材料的能隙小于该第一有机发光材料的能隙。

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