CN1828964A

CN1828964A - 有机发光二极管

Info

Publication number: CN1828964A
Application number: CN 200510051273
Authority: CN
Inventors: 游宗烨
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: CN100461489C

Abstract

一种有机发光二极管，其基本结构包括二电极以及一有机电激发光结构。该有机电激发光结构设于该二电极之间，其包含一红光发射单元；一绿光发射单元与该红光发射单元相堆叠；一蓝光发射单元与该红光发射单元及该绿光发射单元相堆叠；以及一光补偿单元与该红光发射单元、该绿光发射单元及该蓝光发射单元相堆叠。该光补偿单元是选自一白光补偿单元、一红光补偿单元、一绿光补偿单元、一蓝光补偿单元及其任意堆叠组合的群组其中之一。

Description

有机发光二极管

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管，特别是关于一种以红、蓝、绿光发射单元串行堆叠而成的有机发光二极管。

背景技术

公知的主动式全彩有机电激发光的平面显示器产生三原色光的方法可粗分为两种：一、以红、绿、蓝三种颜色的光发射单元并列方式(side by side pattern)各自发光；二、以白光发射单元为背光源搭配滤光片(Color Filter)。然而，若是以并列方式，对于大尺寸的平面显示器制造上会有遮蔽效应(shadow effect)的问题。若是以白光为背光源搭配滤光片，虽然可以解决制造工艺上的问题，但是经由滤光片滤出来的单一色光强度会相对较低，这也使得制作显示器遭遇到相当大的瓶颈。

请参照图1A，为公知红、绿、蓝三种光发射单元并列的有机电激发光面板。一基板10上设有并列的红蓝绿三种光发射单元20，每个光发射单元20的结构包括二电极21a、21b之间夹置一空穴注入层22、一空穴传输层23、一发光层24、一电子传输层25及一电子注入层26。电极21b形成于基板10上，其通常为阳极，随后于电极21b上依序形成空穴注入层22、空穴传输层23、发光层24及电子传输层25及电子注入层26。最后，于电子注入层26的上形成电极21a以作为阴极。如图1B所示，图1A的有机电激发光面板在蒸镀发光层24时通常必须针对不同颜色作对位，因此会有不同的蒸镀角度θ，导致整个面板中的发光层24蒸镀的不均匀而造成所谓的遮蔽效应。

请参照图1C，为公知的以白光发射单元为背光源搭配滤光片的有机电激发光面板。一基板10上先形成一红色滤光层11、一绿色滤光层12及一蓝色滤光层13，在三种滤光层11、12、13之上设置一白光发射单元20a。公知的白光发射单元20a通过一蓝色发光层201配合黄色萤光材料而产生白光，例如美国专利US 6696177。由于此种型式显示器的发射单元不是并列的，所以在蒸镀发光层时无须针对不同颜色作对位，并无上述遮蔽效应的问题，但光线经过滤光层11、12、13后其发光强度会降低。不同色光的发光强度降低比例不同，通常蓝光及红光的发光效率比绿光差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发出纯白光的有机发光二极管。

本发明的另一目的在于提供一种具有光补偿单元，且该光补偿单元与红、蓝、绿、白光发射单元组成串行堆叠结构的有机发光二极管。

本发明有机发光二极管的基本结构包括二电极以及一有机电激发光结构。该有机电激发光结构设于二电极之间，其包含一红光发射单元；一绿光发射单元与红光发射单元相堆叠；一蓝光发射单元与红光发射单元及绿光发射单元相堆叠；一白光发射单元选择性地与上述光发射单元相堆叠；以及一光补偿单元与红光发射单元、绿光发射单元及蓝光发射单元相堆叠。所述光补偿单元是选自一白光补偿单元、一红光补偿单元、一绿光补偿单元、一蓝光补偿单元及其任意堆叠组合的群组其中之一。于两相邻光发射单元之间或光补偿单元与光发射单元之间皆具有一电荷产生层。当光补偿单元为白光补偿单元、红光补偿单元、绿光补偿单元、蓝光补偿单元的任意堆叠组合时，两相邻光补偿单元之间也具有一电荷产生层。

本发明所提供的装置，与公知技术相互比较时，具备如下的特性及优点：当加上白光补偿单元时，可加强所述红光发射单元、绿光发射单元、蓝光发射单元的效率并且更能使得红光、绿光、蓝光更饱和。若加上红光补偿单元或是蓝光补偿单元来增强发光效率以补足所述红光发射单元、蓝光发射单元的效率进而达到与绿光补偿单元效率平衡的状态而使组件得到CIE色坐标中x，y＝[0.33，0.33]的纯白光。而且，即使用滤光片过滤也不影响原有的发光强度，并且还可提升组件的寿命。此外，大尺寸的平面显示器若采串行堆叠型式，则于蒸镀发光层时无须针对不同颜色作对位，故无遮蔽效应的问题，可以同时解决制程以及组件效能的问题。

附图说明

图1A为公知红、绿、蓝三种光发射单元并列的有机电激发光面板。

图1B为图1A的有机电激发光面板的发光层蒸镀过程。

图1C为公知以白光发射单元为背光源搭配滤光片的有机电激发光面板。

图2为本发明有机发光二极管的基本结构图。

图3为本发明的第一较佳实施例。

图4为本发明的第二较佳实施例。

图5为本发明的第三较佳实施例。

图6为本发明的第四较佳实施例。

图7为本发明的第五较佳实施例。

图8为本发明的第六较佳实施例。

图9为本发明的第七较佳实施例。

10基板 37电荷产生层

11红色滤光层 40有机发光二极管

12绿色滤光层 401有机电激发光结构

13蓝色滤光层 41白光补偿单元

20光发射单元 42基板

20a白光发射单元 43红色滤光层

201蓝色发光层 44绿色滤光层

21a电极 45蓝色滤光层

21b电极 46白色滤光层

22空穴注入层 50有机发光二极管

23空穴传输层 501有机电激发光结构

24发光层 51红光补偿单元

25电子传输层 60有机发光二极管

26电子注入层 601有机电激发光结构

30有机发光二极管 61蓝光补偿单元

301有机电激发光结构 70有机发光二极管

31电极 701有机电激发光结构

32电极 71红光补偿单元

33蓝光发射单元 80有机发光二极管

34绿光发射单元 801有机电激发光结构

35红光发射单元 81蓝光补偿单元

351空穴注入/传输层 90有机发光二极管

352发光层 901有机电激发光结构

353电子注入/传输层 91蓝光补偿单元

36光补偿单元 92红光补偿单元

361空穴注入/传输层 100有机发光二极管

362发光层 1001有机电激发光结构

363电子注入/传输层 101白光补偿单元

具体实施方式

请参照图2，为本发明有机发光二极管的基本结构图。有机发光二极管30包括二电极31、32以及一有机电激发光结构301。有机电激发光结构301设于二电极31、32之间，其包含一红光发射单元35、一绿光发射单元34、一蓝光发射单元33以及一光补偿单元36所串行堆叠而成的结构体。

如图2例示，电极31上方为蓝光发射单元33，其通过一电荷产生层37与绿光发射单元34堆叠组合。同样的，绿光发射单元34也是通过电荷产生层37与红光发射单元35堆叠组合。红光发射单元35再以电荷产生层37与光补偿单元36堆叠组合。本发明更可包括白光发射单元(未绘示)，选择性地与光发射单元以及光补偿单元相堆叠。在光补偿单元36之上的是另一电极32。上述光发射单元与光补偿单元至少由一空穴注入层或一空穴传输层、一发光层及一电子传输层或一电子注入层所组成，例如光补偿单元36包含空穴注入/传输层361、一发光层362及电子注入/传输层363。本发明与熟知技术不同之处在于有机电激发光结构301的各个单元之间为串行堆叠，且较熟知技术多了光补偿单元36。特别地，光补偿单元36是选自一白光补偿单元、一红光补偿单元、一绿光补偿单元、一蓝光补偿单元及其任意堆叠组合的群组其中之一。此外，本发明中的光发射单元以及光补偿单元的堆叠顺序并未局限。

请参照图3，为本发明的第一较佳实施例。基板42上方并列一红色滤光层43、一绿色滤光层44、一蓝色滤光层45及一白色滤光层46。在滤光层43、44、45、46上方具有本发明的有机发光二极管40。为了增强红、绿、蓝三种光发射单元35、34、33的发光强度及发光效率，同时增加该三者混合所产生的白光的饱和度，可选择一白光补偿单元41来弥补色偏。如图所示，二电极31、32之间的有机电激发光结构401为白光补偿单元41、红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33串行堆叠而成。任意两相邻的光发射单元之间，或白光补偿单元41与光发射单元之间具有一电荷产生层37。电荷产生层37是进行氧化还原反应产生电子空穴而达到传导电流的目的。

请参照图4，为本发明的第二较佳实施例。当红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33所发出的色光混合产生的白光颜色偏蓝绿时，可选择一红光补偿单元51来弥补色偏。如图所示，二电极31、32之间有机电激发光结构501为红光补偿单元51、红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33串行堆叠而成。任意两相邻的发光单元之间，或红光补偿单元51与光发射单元之间具有电荷产生层37。其中红光补偿单元51最适当的堆叠位置为相邻于红光发射单元35。

请参照图5，为本发明的第三较佳实施例。当红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33所发出的色光混合产生的白光颜色偏红时，可选择一蓝光补偿单元61来弥补色偏。如图所示，二电极31、32之间有机电激发光结构601为红光发射单元35、绿光发射单元34、蓝光发射单元33及蓝光补偿单元61串行堆叠而成。任意两相邻的光发射单元之间，或蓝光补偿单元61与光发射单元之间同样具有电荷产生层37。其中蓝光补偿单元61最适当的堆叠位置为相邻于蓝光发射单元33。

以上图2至图5为例示说明当色偏现象不严重时，仅使用一个单色的光补偿单元以调整红绿蓝的发光强度比例达到1∶1～2∶1，进而消除白光色偏。

请参照图6，为本发明的第四较佳实施例。当白光颜色偏蓝绿时，为了补偿白光的色偏，所选择光补偿单元为红光补偿单元71。然而，若仅使用一个红光补偿单元71仍未能平衡红绿蓝三色光强度时，则考虑增加多个相堆叠的红光补偿单元71。如图所示，二电极31、32之间具有二个红光补偿单元71与一红光发射单元35、一绿光发射单元34及一蓝光发射单元33。于两红光补偿单元71之间、两相邻的光发射单元之间或红光补偿单元71与光发射单元之间皆具有电荷产生层37。其中红光补偿单元71最适当的堆叠位置为与红光发射单元35相邻。适当的红光补偿单元71数目为2～4个，换言之，有机电激发光结构701具有2～4个串行的红色发光层来补偿红光亮度及饱和度。

请参照图7，为本发明的第五较佳实施例。当白光颜色偏红时，为了补偿白光的色偏，所选择光补偿单元为蓝光补偿单元81。如图所示，二电极之间具有红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33及多个蓝光补偿单元81。于任意两相邻的蓝光补偿单元81之间、两相邻的光发射单元之间或蓝光补偿单元81与光发射单元之间皆具有电荷产生层37。其中蓝光补偿单元81最适当的堆叠位置为与蓝光发射单元33相邻。适当的蓝光补偿单元数目为2～4个，换言之，有机电激发光结构801具有2～4个串行的蓝色发光层来补偿蓝光亮度及饱和度。

与图2至图5所列实施例不同的是，图6至图7的各实施例具有多个单色的光补偿单元以调整红绿蓝的发光强度比例达到1∶1～2∶1，进而消除白光色偏。造成光补偿单元个数不同的原因在于电极材料、电子注入/传输层材料、电子注入/传输层材料或发光层材料的不同而产生发光强度的差异。

请参照图8，为本发明的第六较佳实施例。当白光颜色偏绿时，为了补偿白光的色偏，所选择光补偿单元为蓝光补偿单元91搭配红光补偿单元92。如图所示，二电极31、32之间具有多个红光补偿单元92、红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33及多个蓝光补偿单元91。于任意两相邻的红光补偿单元91之间、两相邻的蓝光补偿单元92之间、两相邻的光发射单元之间或光补偿单元与光发射单元之间皆具有电荷产生层37。其中蓝光补偿单元92最适当的堆叠位置为与蓝光发射单元33相邻；而红光补偿单元91最适当的堆叠位置为与红光发射单元35相邻。适当的红光补偿单元92或蓝光补偿单元91数目为2～4个，因此，有机电激发光结构901具有2～4个串行的红色发光层以及2～4个串行的蓝色发光层。

请参照图9，为本发明的第七较佳实施例。当红、绿、蓝光发射单元35、34、33的发光强度不足时，可选择性地增加白光发射单元41或可选择白光补偿单元101来加强发光强度及白光饱和度。如图所示，二电极31、32之间具有白光发射单元41、红光发射单元35、绿光发射单元34及蓝光发射单元33及多个白光补偿单元101。两相邻白光补偿单元101之间、两相邻光发射单元之间或光补偿单元与光发射单元之间皆具有一电荷产生层37。其中白光补偿单元101最适当的堆叠位置为与白光发射单元41相邻。适当的光补偿单元数目为2～4个，因此，有机电激发光结构1001具有2～4个串行的白色发光层。

上述所有实施例仅为例示说明，所述有机电激发光结构中的红光发射单元、绿光发射单元及蓝光发射单元若以任意顺序堆叠仍属本发明的范围。而滤光层可制作于有机发光二极管与基板之间，或贴附于基板外侧。所述红光发射单元、绿光发射单元与蓝光发射单元的发光强度比例最佳的是1∶2∶1。其中光补偿单元是用以平衡红绿蓝三原色光的强度以产生纯白光，而红光发射单元与红光补偿单元的材料可为相同或不相同；绿光发射单元与绿光补偿单元的材料可为相同或不相同；蓝光发射单元与蓝光补偿单元的材料亦可为相同或不相同。

本发明的有机发光二极管制造方法，包括提供一第一电极；形成并串行堆叠多个光发射单元、至少一光补偿单元以及至少一电荷产生层于第一电极之上，其中该至少一电荷产生层是位于所述光发射单元之间；以及形成一第二电极于该至少一光补偿单元、该多个光发射单元以及该至少一电荷产生层之上，其中该多个光发射单元包含一红光发射单元、一绿光发射单元、一白光发射单元以及一蓝光发射单元。

若有机电激发光结构包括多个红光补偿单元时，形成光补偿单元的步骤更包括形成多个发出红色光的发光层。较佳的是形成2～4个发出红色光的发光层。若有机电激发光结构包括多个蓝光补偿单元时，形成光补偿单元的步骤更包括形成多个发出蓝色光的发光层。较佳的是形成2～4个发出蓝色光的发光层。本发明中，形成光发射单元或光补偿单元的空穴注入层或空穴传输层、发光层及电子传输层或电子注入层等有机层皆可以蒸镀法为之。电子注入层可加入n型掺杂材料以加强电子提供能力、空穴注入层可加入p型掺杂材料以加强空穴提供能力。对于无机材料形成的部分，例如电极，则以蒸镀法或溅镀法为之。

Claims

1.一种有机发光二极管，其特征在于，该二极管包括：

二电极；以及

一有机电激发光结构，设置于二电极之间，该有机电激发光结构包含：

一红光发射单元；

一绿光发射单元；

一蓝光发射单元，其中所述红光发射单元、绿光发射单元以及蓝光发射单元相互堆叠；

至少一电荷产生层，设置于所述光发射单元之间；以及

至少一光补偿单元，与所述红光发射单元、绿光发射单元及蓝光发射单元相堆叠，且该光补偿单元是选自一白光补偿单元、一红光补偿单元、一绿光补偿单元、一蓝光补偿单元及其任意堆叠组合的群组其中之一。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机电激发光结构包括2～4个串行的蓝色发光层。

3.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机电激发光结构包括2～4个串行的红色发光层。

4.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述电荷产生层是设置于有机电激发光结构的各个光发射单元之间。

5.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述电荷产生层是设置于光补偿单元与其相邻的光发射单元之间。

6.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机电激发光结构包括多个红光补偿单元，所述电荷产生层是设置于两相邻红光补偿单元之间。

7.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机电激发光结构包括多个蓝光补偿单元，所述电荷产生层是设置于两相邻蓝光补偿单元之间。

8.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机电激发光结构包括多个白光补偿单元，所述电荷产生层是设置于两相邻白光补偿单元之间。

9.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机发光二极管发出的红光、绿光及蓝光强度比例为1∶1～2∶1。

10.如权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机发光二极管更包括一白光发射单元与所述光发射单元相互堆叠。