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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische Leuchtdiodenvorrichtung. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung eine organische Leuchtdiodenvorrichtung, die in der Lage ist, die Lichtausbeute zu erhöhen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Seit einiger Zeit gewinnen Flachbildschirme im Zuge der zunehmenden Nutzung von Multimedia-Daten an Bedeutung. Zur Befriedigung der Nachfrage werden verschiedene Arten von Flachbildschirmen auf dem Markt angeboten, wie zum Beispiel Flüssigkristallbildschirme, Plasmabildschirme, Feldemissionsbildschirme, organische Leuchtdiodenbildschirme und so weiter.
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Insbesondere bietet eine organische Leuchtdiodenvorrichtung eine hohe Ansprechgeschwindigkeit von 1 ms oder weniger, verbraucht wenig Strom und umfasst ein selbstleuchtendes Material. Die organische Leuchtdiodenvorrichtung schränkt nicht das Sichtfeld ein; dementsprechend eignet sich die organische Leuchtdiodenvorrichtung bestens als ein Videoanzeigemedium, und zwar ungeachtet der Größe des zu implementierenden Gerätes. Weil die organische Leuchtdiodenvorrichtung außerdem bei einer niedrigen Temperatur hergestellt werden kann und der Prozess für ihre Herstellung einfach ist (es kann ein herkömmlicher Halbleiterfertigungsprozess verwendet werden), gewinnt die organische Leuchtdiodenvorrichtung zunehmend an Aufmerksamkeit als Flachbildschirm der nächsten Generation.
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Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung umfasst eine Lichtemissionsschicht zwischen einer Anode und einer Katode. Löcher, die von der Anode kommen, und Elektronen von der Katode werden in der Lichtemissionsschicht kombiniert, wodurch Exzitons gebildet werden, bei denen es sich um Elektron-Loch-Paare handelt. Die organische Leuchtdiodenvorrichtung emittiert Licht aufgrund der Energie, die freigesetzt wird, wenn die Exzitons in den Grundzustand zurückkehren.
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Organische Leuchtdiodenvorrichtungen werden derzeit in verschiedenen Bauformen entwickelt. Unter anderem ist eine weiße organische Leuchtdiodenvorrichtung so aufgebaut, dass eine rotes, eine grünes und eine blaues Licht emittierende Schicht eine Stapelstruktur bilden.
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Die weiße organische Leuchtdiodenvorrichtung mit der Stapelstruktur ist mit den Nachteilen einer kurzen Lebenserwartung der blauen Lichtemissionsschicht und der daraus resultierenden geringen Farbstabilität sowie einer relativ hohen Ansteuerspannung behaftet. Um diese Probleme zu lösen, werden weitere Schichten hinzugefügt, wodurch die ursprüngliche Struktur komplexer wird und für die Massenfertigung nicht mehr geeignet ist.
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EP 1 734 792 A1 zeigt eine organische lichtemittierende Vorrichtung, die die Winkelabhängigkeit der Emissionshelligkeit und der Emissionsfarbe reduzieren kann und eine geringe Änderung der Emissionshelligkeit und der Emissionsfarbe in Bezug auf Schichtdickenschwankungen aufweist. Die organische lichtemittierende Vorrichtung hat eine Vielzahl von Emissionsschichten zwischen einer Anode und einer Kathode, und die Emissionsschichten sind voneinander durch eine ladungserzeugende Schicht getrennt. Die organische lichtemittierende Vorrichtung weist zumindest entweder innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung ein Lichtstreumittel zur Streuung des von den Emissionsschichten emittierten Lichts auf. Die organische lichtemittierende Vorrichtung kann die Winkelabhängigkeit der Emissionshelligkeit und der Emissionsfarbe reduzieren, indem sie das von den Emissionsschichten emittierte Licht in einem Zustand ausgibt, in dem das Licht durch das Lichtstreuungsmittel gestreut wird.
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EP 1 983 805 A1 stellt ein organisches Elektrolumineszenzelement dar, das zwei gegenüberliegende Elektroden umfasst, die mit einer externen Schaltung zum Anlegen elektrischer Energie verbunden sind, wobei mindestens eine der Elektroden transparent oder halbtransparent ist, und zwischen den Elektroden eine Vielzahl von Lumineszenzeinheiten zum Emittieren von Licht durch Rekombination von Löchern mit Elektronen vorgesehen ist, die jeweils eine oder mehrere organische Schichten umfassen. Eine der organischen Schichten ist eine lumineszierende Schicht, und eine Ladungserzeugungsschicht wird zwischen zwei der Vielzahl von lumineszierenden Einheiten gehalten.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine organische Leuchtdiodenvorrichtung bereit, welche die Lichtausbeute steigert und die Kennlinien der Farbkoordinaten verbessert. Die oben beschrieben technische Nachteile und Probleme werden durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung die nur als Beispiel zur Veranschaulichung des technischen Gebiets der Erfindung dient, umfasst eine Reflexionsschicht; eine Anode, die auf der Reflexionsschicht angeordnet ist; einen ersten Stapel, der auf der Anode angeordnet ist und eine erste Lichtemissionsschicht umfasst; eine Ladungserzeugungsschicht, die auf dem ersten Stapel angeordnet ist; einen zweiten Stapel, der auf der Ladungserzeugungsschicht angeordnet ist und eine zweite Lichtemissionsschicht umfasst; und eine Katode, die auf dem zweiten Stapel angeordnet ist, wobei die erste Lichtemissionsschicht innerhalb von 120 bis 180 nm von einer Oberfläche der Reflexionsschicht angeordnet ist und die zweite Lichtemissionsschicht innerhalb von 320 bis 380 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht angeordnet ist.
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Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Reflexionsschicht; eine Anode, die auf der Reflexionsschicht angeordnet ist; einen ersten Stapel, der auf der Anode angeordnet ist und eine erste Lichtemissionsschicht umfasst; eine Ladungserzeugungsschicht, die auf dem ersten Stapel angeordnet ist; einen zweiten Stapel, der auf der Ladungserzeugungsschicht angeordnet ist und eine zweite Lichtemissionsschicht umfasst; und eine Katode, die auf dem zweiten Stapel angeordnet ist, wobei die erste Lichtemissionsschicht innerhalb von 20 bis 80 nm von einer Oberfläche der Reflexionsschicht angeordnet ist und die zweite Lichtemissionsschicht innerhalb von 120 bis 180 nm oder innerhalb von 250 bis 330 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht angeordnet ist, wobei die erste Lichtemissionsschicht gelbe Strahlen aussendet und die zweite Lichtemissionsschicht blaue Strahlen aussendet.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen, die zu dem Zweck beigefügt sind, das Verständnis der Erfindung zu vertiefen, und die in diese Spezifikation eingegliedert sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
- 1 veranschaulicht eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
- 2 ist eine vereinfachte Ansicht einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
- 3 veranschaulicht eine Lichtintensität entsprechend der Position von Lichtemissionsschichten einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
- 4 veranschaulicht eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 ist eine vereinfachte Ansicht einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6a und 6b veranschaulichen eine Lichtintensität entsprechend der Position von Lichtemissionsschichten einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 7 veranschaulicht ein Lichtemissionsspektrum entsprechend einem Blickwinkel einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die gemäß einem Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wir wenden uns nun ausführlich Ausführungsformen der Erfindung und nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu, die in Beispielen in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist.
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1 veranschaulicht eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; 2 ist eine vereinfachte Ansicht einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und 3 veranschaulicht eine Lichtintensität entsprechend der Position von Lichtemissionsschichten einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
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Wenden wir uns 1 zu. Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung 100 gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel kann eine weiße organische Leuchtdiodenvorrichtung sein, die gelbe und blaue Strahlen enthält.
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Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung 100 umfasst eine Anode 120 auf einem Substrat 110 , einen ersten Stapel 130 , der eine erste Lichtemissionsschicht 133 enthält, die auf der Anode 120 angeordnet ist, eine Ladungserzeugungsschicht 140 , die auf dem ersten Stapel 130 angeordnet ist, einen zweiten Stapel 150 , der eine zweite Lichtemissionsschicht 153 enthält, die auf der Ladungserzeugungsschicht 140 angeordnet ist, und eine Katode, die auf dem zweiten Stapel angeordnet ist.
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Das Substrat 110 kann aus transparentem Glas, Kunststoff oder einem leitfähigen Material.
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Die Anode 120 kann eine transparente Elektrode sein. Die Anode 120 kann aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), IZO (Indium-Zink-Oxid) oder ZnO (Zinkoxid) bestehen.
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Außerdem kann eine Reflexionsschicht 115 zwischen dem Substrat 110 und der Anodenelektrode 120 angeordnet sein. Die Reflexionsschicht 115 reflektiert Licht in Richtung eines oberen Teils und kann aus Aluminium (Al), Silber (Ag) oder Nickel (Ni) in einem unteren Teil der Anode 120 bestehen.
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Der erste Stapel 130 , der auf der Anode 120 angeordnet ist, kann eine erste Lichtemissionsschicht 133 umfassen, die blaue Strahlen aussendet. Der erste Stapel 130 umfasst nur eine blaues Licht emittierende Schicht als die erste Lichtemissionsschicht 134 und sendet nur blaue Strahlen aus, wodurch die Stabilität der Farbe Blau verbessert wird.
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Die erste Lichtemissionsschicht 133 ist eine Lichtemissionsschicht, die blaue Strahlen aussendet; die erste Lichtemissionsschicht 133 kann eine Mischung aus einem Wirt mit fluoreszierenden blauen Dotanden sein.
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Beispielsweise kann die erste Lichtemissionsschicht 134 eine Mischung aus einem Wirtsmaterial wie zum Beispiel AND (9,10-Di(2-naphthyl)anthracen) oder DPVBi (4,4'-Bis(2,2-diphenylethen-1-yl)-diphenyl) und einem fluoreszierenden blauen Dotanden wie zum Beispiel 1,6-Bis(diphenylamin)pyren oder TBPe (Tetrakis(t-butyl)perylen) sein.
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Außerdem kann der fluoreszierende blaue Dotand ein dunkelblauer oder ein hellblauer Dotand sein. Zu Beispielen des dunkelblauen Dotanden gehören 4'-N,N-Diphenylaminostyryl-triphenyl (DPA-TP); 2,5,2,5-2,5,2,5'-Tetrastyryl-biphenyl: TSB; Anthracenderivate; p-Bis(p-N,N-diphenyl-aminostyryl)benzol; oder Phenylcyclopentadien.
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Der erste Stapel 130 umfasst des Weiteren eine erste Lochinjektionsschicht 131 , die zwischen der Anode 120 und der ersten Lichtemissionsschicht 133 ausgebildet ist; eine erste Lochtransportschicht 132 ; und eine erste Elektronentransportschicht 134 , die zwischen der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der Ladungserzeugungsschicht 140 ausgebildet ist.
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Die Lochinjektionsschicht 131 ermöglicht das Injizieren von Löchern von der Anode 120 in die erste Lichtemissionsschicht 134 und besteht aus CuPc (Kupferphthalocyanin) und/oder PEDOT (Poly(3,4)-ethylendioxythiophen) und/oder PANI (Polyanilin) und/oder NPD (N,N-Dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidin), ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die erste Lochtransportschicht (LTS) 132 ermöglicht den Transport von Löchern und besteht aus NPD (N,N-Dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidin) und/oder TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidin) und/oder s-TAD und/oder MTDATA (4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamin), ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die erste Elektronentransportschicht (ETS) 134 ermöglicht den Transport von Elektronen und besteht aus Alq3 (Tris(8-hydroxychinolino)aluminium) und/oder PBD und/oder TAZ und/oder Spiro-PBD und/oder BAlq und/oder SAlq, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die Ladungserzeugungsschicht (LES) 140 , die auf einem ersten Stapel 130 angeordnet ist, kann aus einer doppelten Schicht oder einer einzelnen Schicht bestehen.
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Genauer gesagt, wenn die Ladungserzeugungsschicht 140 eine doppelte Schicht umfasst, so kann die Ladungserzeugungsschicht 140 eine Ladungserzeugungsschicht mit PN-Übergang sein, die an eine Ladungserzeugungsschicht vom N-Typ und eine Ladungserzeugungsschicht vom P-Typ grenzt. Hier erzeugt die Ladungserzeugungsschicht 140 mit PN-Übergang Ladungen oder trennt sie in Löcher und Elektronen und injiziert die Ladungen in die einzelne Lichtemissionsschicht. Oder anders ausgedrückt: Die Ladungserzeugungsschicht vom N-Typ liefert Elektronen für die erste Lichtemissionsschicht 133 neben der Anode, während die Ladungserzeugungsschicht vom P-Typ Löcher für die zweite Lichtemissionsschicht 153 neben der Katode 160 liefert, wodurch die Lichtausbeute einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die mehrere Lichtemissionsschichten enthält, weiter erhöht werden kann und gleichzeitig die Ansteuerspannung gesenkt werden kann.
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Die Ladungserzeugungsschicht vom P-Typ kann aus metallischem oder organischem Material bestehen, das mit einem Dotanden vom P-Typ dotiert ist. Das Metall kann hier Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni oder Ti oder eine Legierung aus zwei oder mehr dieser Metalle sein. Des Weiteren kann es sich bei dem Dotanden vom P-Typ und dem Wirt, der für mit dem P-Typ dotiertes organisches Material verwendet wird, um herkömmliche Materialien handeln. Zum Beispiel kann es sich bei dem Dotanden vom P-Typ um Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanchinodimethan (F4-TCNQ), ein Derivat von Tetracyanchinodimethan, Iod, FeCl3 , FeF3 oder SbCl5 handeln. Des Weiteren kann es sich bei dem Wirt um N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N-Diphenyl-benzidin (NPB), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamin (TPD) oder N,N',N'-Tetranaphthyl-benzidin (TNB) handeln.
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Die Ladungserzeugungsschicht vom N-Typ kann aus metallischem oder organischem Material bestehen, das mit einem N-Typ dotiert ist. Das Metall kann hier Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy oder Yb sein. Des Weiteren kann es sich bei dem Dotanden vom N-Typ und dem Wirt, der für mit dem N-Typ dotiertes organisches Material verwendet wird, um herkömmliche Materialien handeln. Zum Beispiel kann der Dotand vom N-Typ ein Alkalimetall, eine Alkalimetallverbindung, ein Alkalierdmetall oder eine Alkalierdmetallverbindung sein. Genauer gesagt, kann es sich bei dem Dotanden vom N-Typ um Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu oder Yb handeln. Bei dem Wirtsmaterial kann es sich um Tris(8-hydroxychinolin)aluminium, Triazin, ein Hydroxychinolinderivat, ein Benzazolderivat oder ein Silolderivat handeln.
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Wenn die Ladungserzeugungsschicht 140 eine einzelne Schicht ist, so kann die Ladungserzeugungsschicht 140 aus der Ladungserzeugungsschicht vom P-Typ oder vom N-Typ bestehen.
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Der zweite Stapel 150 , der auf der Ladungserzeugungsschicht 140 angeordnet ist, kann die zweite Lichtemissionsschicht 153 umfassen, die gelbe Strahlen aussendet. Die zweite Lichtemissionsschicht 153 kann gelbe Dotanden für einen Wirt umfassen oder kann rote und grüne Dotanden für einen Wirt umfassen.
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Wenn beispielsweise die zweite Lichtemissionsschicht 153 gelbe Dotanden für einen Wirt umfasst, so kann das gleiche Material, das für den Wirt der ersten Lichtemissionsschicht 133 verwendet wird, als ein Wirt und als blauer Dotand verwendet werden, während Irpq2acac (Bis(phenylchinolin)iridium-acetylacetonat) als gelber phosphoreszierender Dotand verwendet wird.
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Wenn hingegen die zweite Lichtemissionsschicht 153 blaue, rote und grüne Dotanden umfasst, so kann Ir(piq)2acac (Bis(phenyl-isochinolin)iridium-acetylacetonat) als der rote phosphoreszierende Dotand für den Wirt verwendet werden, während Irppy3 (Tris(phenyl-pyridine)iridium) als grüner phosphoreszierender Dotand verwendet werden kann.
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Der zweite Stapel 150 kann des Weiteren eine zweite Lochtransportschicht 151 und eine zweite Lochtransportschicht 152 , die zwischen der Ladungserzeugungsschicht 140 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 ausgebildet sind, und eine zweite Elektronentransportschicht 154 und eine Elektroneninjektionsschicht 155 , die zwischen der zweiten Lichtemissionsschicht 153 und der Katode 160 ausgebildet sind, umfassen.
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Da die zweite Lochinjektionsschicht 151 , die zweite Lochtransportschicht 152 und die zweite Elektronentransportschicht 154 die gleichen sind wie die erste Lochinjektionsschicht 131 , die erste Elektronentransportschicht 132 und die erste Elektronentransportschicht 134 , wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
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Die Elektroneninjektionsschicht (EIS) 155 ermöglicht das Injizieren von Elektronen und besteht aus Alq3 (Tris(8-hydroxychinolino)aluminium), PBD, TAZ, Spiro-PBD, BAlq oder SAlq, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Elektroneninjektionsschicht 155 kann aus einer Metallhalidverbindung bestehen. Zum Beispiel kann die Elektroneninjektionsschicht 155 aus MgF2 und/oder LiF und/oder NaF und/oder KF und/oder RbF und/oder CsF und/oder FrF und/oder CaF2 bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die Katode 160 kann aus transparenten Materialien bestehen, so dass Licht, das von den Lichtemissionsschichten 133 , 153 ausgesendet wird, aus der Vorderseite austritt. Beispielsweise kann die Katode 160 aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), IZO (Indium-Zink-Oxid) oder ZnO (Zinkoxid) bestehen.
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Auf der Katode 160 ist ein Schutzfilm 170 angeordnet. Der Schutzfilm 170 schützt darunter befindliche Elemente und kann aus einem organischen oder einem anorganischen Film bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
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In einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die in der oben beschriebenen Weise zusammengesetzt ist, kann jede Lichtemissionsschicht folgendermaßen angeordnet sein.
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Wie in 2 gezeigt, kann die erste Lichtemissionsschicht 133 so angeordnet sein, dass sie von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 um eine erste Distanz X1 getrennt ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die nicht über eine zweite Distanz X2 hinaus geht. Hier kann die erste Distanz X1 120 nm betragen, während die zweite Distanz X2 180 nm beträgt.
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Oder anders ausgedrückt: Die erste Lichtemissionsschicht 133, die blaue Strahlen aussendet, kann innerhalb von 120 bis 180 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 angeordnet sein.
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Die zweite Lichtemissionsschicht 153 kann so angeordnet sein, dass sie von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 um eine dritte Distanz X3 beabstandet ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die nicht über eine vierte Distanz X4 hinausgeht. Hier kann die dritte Distanz X3 320 nm betragen, während die vierte Distanz X4 380 nm beträgt.
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Oder anders ausgedrückt: Die zweite Lichtemissionsschicht 153, die gelbe Strahlen aussendet, kann innerhalb von 320 bis 380 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 angeordnet sein.
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Aus der Positionsbeziehung zwischen der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 ist zu erkennen, dass die maximale Lichtausbeute erhalten werden kann, wenn die Distanz X0 von einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, und zwar von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 , bis zu dem Schutzfilm 170 , im Bereich von 480 bis 580 nm liegt.
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Genauer gesagt, und mit Bezug auf 3 , die eine Lichtintensität entsprechend der Position der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 veranschaulicht, bezeichnet die vertikale Achse eine Distanz, um die die Lichtemissionsschichten von der Oberfläche der Reflexionsschicht getrennt sind, während die horizontale Achse die Wellenlänge von Licht bezeichnet.
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Der Bereich, wo die Verstärkung von Licht am größten ist, entspricht der mittigen Region einer Konturkarte. Mit zunehmender Entfernung vom mittigen Bereich wird die Verstärkung von Licht immer schwächer, und der Bereich mit der dunkelsten Farbe entspricht der Stelle, wo das Licht ausgelöscht wird.
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Wenden wir uns 3 zu. Der Bereich, wo die Intensität blauer Strahlen mit einer Wellenlänge von 470 nm hoch erscheint, entspricht dem Bereich, der um etwa 150 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht getrennt ist. Des Weiteren entspricht der Bereich, wo die Intensität gelber Strahlen mit einer Wellenlänge von 580 nm hoch erscheint, dem Bereich, der von der Oberfläche der Reflexionsschicht um etwa 350 nm getrennt ist.
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Dementsprechend kann durch Anordnen der ersten Lichtemissionsschicht 133 , die blaue Strahlen aussendet, innerhalb eines Bereichs von 120 bis 180 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 , die gelbe Strahlen aussendet, innerhalb eines Bereichs von 320 bis 380 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 die Leuchtintensität bei jeder Wellenlänge maximiert werden, und dementsprechend kann die Lichtausbeute von weißen Strahlen verbessert werden.
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Wie oben beschrieben, besitzt eine organische Leuchtdiodenvorrichtung den Vorteil, dass die Lichtausbeute weißer Strahlen maximiert wird, wenn die Position der ersten und der zweiten Lichtemissionsschicht justiert wird.
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4 veranschaulicht eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 ist eine vereinfachte Ansicht einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und die 6a und 6b veranschaulichen eine Lichtintensität entsprechend der Position von Lichtemissionsschichten einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Folgenden werden für die gleichen Bestandteile, die in der organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß dem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet wurden, die gleichen Bezugszahlen verwendet, und auf eine wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
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Wenden wir uns 4 zu. Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform kann eine weiße organische Leuchtdiodenvorrichtung sein, die gelbe und blaue Strahlen enthält.
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Eine organische Leuchtdiodenvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Anode 120 auf einem Substrat 110 , einen ersten Stapel 130, der eine erste Lichtemissionsschicht 133 enthält, die auf der Anode 120 angeordnet ist, eine Ladungserzeugungsschicht 140 , die auf dem ersten Stapel 130 angeordnet ist, einen zweiten Stapel 150 , der eine zweite Lichtemissionsschicht 153 enthält, die auf der Ladungserzeugungsschicht 140 angeordnet ist, und eine Katode, die auf dem zweiten Stapel angeordnet ist.
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Der erste Stapel 130 , der auf der Anode 120 angeordnet ist, kann eine erste Lichtemissionsschicht 133 umfassen, die gelbe Strahlen aussendet. Der erste Stapel 130 umfasst nur eine gelbes Licht emittierende Schicht als die erste Lichtemissionsschicht 134 und sendet nur gelbe Strahlen aus, wodurch die Farbstabilität für Gelb verbessert wird.
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Die erste Lichtemissionsschicht 133 ist eine Lichtemissionsschicht, die gelbe Strahlen aussendet, und ist die gleiche wie die zweite Lichtemissionsschicht 153 , bei der es sich um die gelbes Licht emittierende Schicht dem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel handelt; darum wird auf die entsprechende Beschreibung verzichtet.
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Der erste Stapel 130 umfasst des Weiteren eine erste Lochinjektionsschicht 131 , die zwischen der Anode 120 und der ersten Lichtemissionsschicht 133 ausgebildet ist; eine erste Lochtransportschicht 132 ; und eine erste Elektronentransportschicht 134 , die zwischen der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der Ladungserzeugungsschicht 140 ausgebildet ist.
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Der zweite Stapel 150 , der auf der Ladungserzeugungsschicht 140 angeordnet ist, kann eine zweite Lichtemissionsschicht 153 umfassen, die blaue Strahlen aussendet. Die zweite Lichtemissionsschicht 153 ist die gleiche wie die erste Lichtemissionsschicht 133 dem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, die blaue Strahlen aussendet; darum wird auf die entsprechende Beschreibung verzichtet.
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Der zweite Stapel 150 kann des Weiteren eine zweite Lochtransportschicht 151 und eine zweite Lochtransportschicht 152 , die zwischen der Ladungserzeugungsschicht 140 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 ausgebildet sind, und eine zweite Elektronentransportschicht 154 und eine Elektroneninjektionsschicht 155 , die zwischen der zweiten Lichtemissionsschicht 153 und der Katode 160 ausgebildet sind, umfassen.
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In einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die in der oben beschriebenen Weise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, kann jede Lichtemissionsschicht folgendermaßen angeordnet sein.
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Wie in 5 dargestellt, kann die erste Lichtemissionsschicht 133 der vorliegenden Erfindung, die gelbe Strahlen aussendet, so angeordnet sein, dass sie von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 um eine erste Distanz Y1 getrennt ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die nicht über eine zweite Distanz Y2 hinausgeht. Hier kann die erste Distanz Y1 20 nm betragen, während die zweite Distanz Y2 80 nm beträgt.
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Oder anders ausgedrückt: die erste Lichtemissionsschicht 133 der vorliegenden Erfindung, die gelbe Strahlen aussendet, kann innerhalb von 20 bis 80 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 angeordnet sein.
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Die zweite Lichtemissionsschicht 153 der vorliegenden Erfindung, die blaue Strahlen aussendet, kann so angeordnet sein, dass sie von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 um eine dritte Distanz Y3 getrennt ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die nicht über eine vierte Distanz Y4 hinausgeht. Hier kann die dritte Distanz Y3 120 nm oder 250 nm betragen, während die vierte Distanz Y4 180 nm oder 330 nm beträgt.
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Oder anders ausgedrückt: Die zweite Lichtemissionsschicht 153 der vorliegenden Erfindung, die blaue Strahlen aussendet, kann innerhalb von 120 bis 180 nm oder innerhalb von 250 bis 330 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 angeordnet sein.
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Aus der Positionsbeziehung zwischen der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 ist zu erkennen, dass die maximale Lichtausbeute erhalten werden kann, wenn die Distanz Y0 von einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung der vorliegenden Erfindung, und zwar von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 , bis zu dem Schutzfilm 170 im Bereich von 480 bis 580 nm liegt.
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Genauer gesagt, und mit Bezug auf 6a , die eine Lichtintensität entsprechend der Position der ersten Lichtemissionsschicht 133 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, entspricht der Bereich, wo die Intensität gelber Strahlen mit einer Wellenlänge von 580 nm hoch erscheint, dem Bereich, der um etwa 40 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht getrennt ist. Des Weiteren entspricht der Bereich, wo die Intensität blauer Strahlen mit einer Wellenlänge von 470 nm hoch erscheint, dem Bereich, der von der Oberfläche der Reflexionsschicht um etwa 150 nm getrennt ist.
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Wenden wir uns 6b zu. Der Bereich, wo die Intensität gelber Strahlen mit einer Wellenlänge von 580 nm hoch erscheint, entspricht dem Bereich, der um etwa 40 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht getrennt ist. Des Weiteren entspricht der Bereich, wo die Intensität blauer Strahlen mit einer Wellenlänge von 470 nm hoch erscheint, dem Bereich, der von der Oberfläche der Reflexionsschicht um etwa 280 nm getrennt ist.
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Dementsprechend kann durch Anordnen der ersten Lichtemissionsschicht 133 , die gelbe Strahlen aussendet, innerhalb eines Bereichs von 20 bis 80 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 und der zweiten Lichtemissionsschicht 153 , die blaue Strahlen aussendet, innerhalb eines Bereichs von 120 bis 180 nm oder innerhalb eines Bereichs von 250 bis 330 nm von der Oberfläche der Reflexionsschicht 115 die Leuchtintensität bei jeder Wellenlänge maximiert werden, und dementsprechend kann die Lichtausbeute von weißen Strahlen verbessert werden.
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Wie oben beschrieben, besitzt eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass die Lichtausbeute weißer Strahlen maximiert werden kann, wenn die Position der ersten und der zweiten Lichtemissionsschicht justiert wird.
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Im Folgenden wird ein Versuchsbeispiel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist das unten beschriebene Versuchsbeispiel nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf das unten beschriebene Versuchsbeispiel beschränkt.
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<Versuchsbeispiel>
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ITO-Glas wird in einer solchen Weise strukturiert, dass die Größe einer Licht aussendenden Fläche 2 mm × 2 mm misst; und das strukturierte ITO-Glas wird gewaschen. Das Substrat wird in eine Vakuumkammer eingebracht, und ein Basisdruck von 0,00013332 Pa (1 × 10-6 Torr) wird an die Kammer angelegt. Die Reflexionsschicht wird mit Ag in einer Dicke von 100 nm beschichtet, und die Anode ITO wird in einer Dicke von 10 nm beschichtet. Auf dem ITO wird die erste Lochinjektionsschicht DNTPD in einer Dicke von 5 nm beschichtet, und die erste Lochtransportschicht NPD wird in einer Dicke von 150 nm beschichtet. Eine Vakuumbeschichtung mit einem blauen fluoreszierenden Dotanden Ir(pFCNp)3 wird auf dem Wirt ADN (9,10-Di(2-naphthyl)anthracen) ausgeführt, wodurch die erste Lichtemissionsschicht mit einer Dicke von 25 nm entsteht.
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Die erste Elektronentransportschicht Alq3 wird in einer Dicke von 20 mn beschichtet; die Ladungserzeugungsschicht aus Li vom N-Typ wird in einer Dicke von 10 nm beschichtet; und die Ladungserzeugungsschicht aus Al vom P-Typ wird mit 15 nm beschichtet.
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Als nächstes wird die zweite Lochinjektionsschicht DNTPD in einer Dicke von 10 nm beschichtet, und die zweite Lochtransportschicht NPD wird in einer Dicke von 120 nm beschichtet. Eine Vakuumbeschichtung mit einem grünen fluoreszierenden Dotanden Ir(ppy)3 und einem roten Phosphor-Dotanden Ir(mnapy)3 wird auf dem Wirt CBP ausgeführt, wodurch die zweite Lichtemissionsschicht in einer Dicke von 25nm entsteht. Als nächstes wird die zweite Elektronentransportschicht Alq3 in einer Dicke von 25 nm beschichtet; die Elektroneninjektionsschicht LiF wird in einer Dicke von 1 nm beschichtet; und die Katode ITO wird in einer Dicke von 120 nm beschichtet, wodurch eine organische Leuchtdiodenvorrichtung hergestellt wird.
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Das Lichtemissionsspektrum einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die gemäß dem Versuchsbeispiel hergestellt wurde, wurde entsprechend einem Blickwinkel gemessen, und das Messergebnis ist in
7 gezeigt. Die Lichtausbeute und die Farbkoordinaten entsprechend einem Blickwinkel wurden gemessen, und das Ergebnis der Messung ist in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
| Blickwinkel (°) | Ansteuerspannung (V) | Lichtausbeute | Quantenausbeute | Farbkoordinate |
| Cd/A | Lm/W |
| 0 | 11,7 | 21,9 | 5,9 | 17,8 | 0,325 | 0,235 |
| 10 | 11,6 | 21,0 | 5,7 | 17,0 | 0,327 | 0,234 |
| 20 | 11,6 | 22,4 | 6,1 | 17,2 | 0,333 | 0,233 |
| 30 | 11,6 | 25,1 | 6,8 | 17,3 | 0,341 | 0,236 |
| 40 | 11,6 | 27,7 | 7,5 | 16,5 | 0,349 | 0,255 |
| 50 | 11,6 | 28,3 | 7,7 | 14,6 | 0,354 | 0,299 |
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Wie aus Tabelle 1 zu erkennen ist, zeigt die organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß dem Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass die Lichtausbeute in der normalen Richtung, wenn der Blickwinkel 0 Grad beträgt, 21,9 Cd/A beträgt, während die Farbkoordinaten 0,325 und 0,235 sind.
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Wie in 7 gezeigt, offenbart ein optisches Spektrum an der Vorderseite einer organischen Leuchtdiodenvorrichtung gemäß dem Versuchsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass erwünschte Spitzen bei kurzen Wellenlängen und langen Wellenlängen erscheinen.
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Wie oben beschrieben, optimiert eine organische Leuchtdiodenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Position der ersten und der zweiten Lichtemissionsschicht entsprechend der Farbe von ausgesandten Strahlen, wodurch die Lichtausbeute und die Kennlinien der Farbkoordinaten der organischen Leuchtdiodenvorrichtung, die weiße Strahlen aussendet, verbessert werden.
