專利名稱：?jiǎn)伟l(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，特別涉及一種各色光均能均衡調(diào)和發(fā)射出混成白光，此白光可搭配彩色濾光片制作全彩面板的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)又可稱為有機(jī)電激發(fā)光(OrganicElectroluminescence，簡(jiǎn)稱OEL)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是外加一偏壓，使電子電洞分別經(jīng)過(guò)電洞傳輸層(Hole Transporting Layer)與電子傳輸層(Electron Transporting Layer)后，進(jìn)入一具有發(fā)光特性的有機(jī)物質(zhì)(發(fā)光層)，在其內(nèi)再結(jié)合時(shí)，形成一″激發(fā)子″(exciton)后，再將能量釋放出來(lái)而回到基態(tài)(ground state)，而這些被釋放出來(lái)的能量會(huì)去激發(fā)有機(jī)材料中的螢光分子產(chǎn)生″光子″(photon)，由于所選擇的發(fā)光層材料不同，可使能量以不同顏色的光的形式釋放出來(lái)，而形成OLED的發(fā)光現(xiàn)象。
有機(jī)電激發(fā)光顯示技術(shù)因本身具有低成本、壽命長(zhǎng)、低驅(qū)動(dòng)電壓、應(yīng)答速度快、發(fā)光效率佳、及耐震性、廣視角、厚度薄等特性，而成為廣泛應(yīng)用的平面顯示器技術(shù)，而全彩有機(jī)EL(Electroluminescence)顯示器的制作，可以用發(fā)出白光的有機(jī)EL搭配彩色濾光片的方法來(lái)完成，然而發(fā)白光的發(fā)光層材料的尋找與搭配非常不容易。
目前一般制作全彩有機(jī)電激發(fā)光顯示器的方法為利用屏蔽(shadow mask)來(lái)定位發(fā)出紅、綠、藍(lán)三原色光并列的方式制作，此方法在制程上需經(jīng)過(guò)三次感光耦合元件(CCD)對(duì)位。但隨著顯示器高分辨率化的發(fā)展，受限于屏蔽技術(shù)及對(duì)位誤差，產(chǎn)品的合格率就不易提升，加上不同色光的OLED有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在制程上非常耗時(shí)；同時(shí)OLED的發(fā)出紅、綠、藍(lán)三原色光的發(fā)光層壽命也不一樣，所以當(dāng)其中一個(gè)色光發(fā)光層衰減時(shí)，顯示器的整體色偏情形就會(huì)很嚴(yán)重，造成產(chǎn)品的穩(wěn)定度不易控制。
所以，又有發(fā)明針對(duì)上述缺點(diǎn)予以改進(jìn)，提出利用單一發(fā)白光元件，再搭配彩色濾光片后就能成為全彩顯示器，因?yàn)閱我话l(fā)白光元件不需要感光耦合元件對(duì)位及利用屏蔽定義發(fā)出紅、綠、藍(lán)色光的發(fā)光體位置，這樣能有效降低制程誤差，對(duì)于合格率提升有很大幫助，在制程時(shí)間上也比傳統(tǒng)的方式減少三倍的時(shí)間。
目前為了要獲得發(fā)白光有機(jī)電激發(fā)光元件，必須去激發(fā)超過(guò)一種分子的材料，因?yàn)閱我环N有機(jī)分子并不容易跨越到整個(gè)可見(jiàn)光光譜的區(qū)域。根據(jù)涵蓋光譜的特性去完成發(fā)白色光方式的其中之一是在一主發(fā)光體中摻雜另一客發(fā)光體，可以造成在摻雜位置從主發(fā)光體到客發(fā)光體的能量轉(zhuǎn)移或載子捕集，不完全的能量轉(zhuǎn)移可使兩者都同時(shí)發(fā)光。
現(xiàn)有專利可投射白色光源的有機(jī)發(fā)光裝置及其制作方法中提到(請(qǐng)參閱圖1所示)其主要是在一相對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極10及陰極15之間設(shè)有一電洞注入層11、一電洞傳輸層12、發(fā)光層13、及電子傳輸層14，其中發(fā)光層(DPVBi)13內(nèi)摻雜有一第一摻雜劑(DCM2)，而電子傳輸層14內(nèi)摻雜有第二摻雜劑(C6)，當(dāng)陰極15及陽(yáng)極10受到外加電壓的作用時(shí)，發(fā)光層13、第一摻雜劑、及第二摻雜劑可個(gè)別投射出相對(duì)應(yīng)的一第三光源(藍(lán))、第一光源(紅)、及第二光源(綠)，通過(guò)紅綠藍(lán)三原色的組合，而得到一連續(xù)全波段白色光源。
其還指出該最佳的結(jié)構(gòu)為DPVBi摻雜0.025％DCM2，Alq摻雜0.1％C6，其元件能階示意圖如圖2所示，其中EXC代表真空能階，與XC元件傳導(dǎo)能階(X為10～15元件的代號(hào))的能階差，此也代表該元件的電子親和力(electron affinities)；EXV代表真空能階，與XV元件價(jià)帶能階(X為10～15元件的代號(hào))的能階差，此也代表該元件的離子化電位(ionization potential)。由上述與圖標(biāo)可知在主體材料內(nèi)摻雜客體材料，此客體材料的摻雜濃度幾乎都小于1％有的甚至小于0.1％，對(duì)于制程參數(shù)的控制上來(lái)說(shuō)是極為困難的，所以只要有稍微的變化，對(duì)于濃度百分比來(lái)說(shuō)已是劇烈變化，而且在雙發(fā)光層的設(shè)計(jì)上很難使這兩個(gè)發(fā)光區(qū)都能平均地發(fā)光，往往兩個(gè)發(fā)光層能階太接近，隨著操作電壓改變發(fā)光區(qū)域也容易隨電壓移動(dòng)偏移。而且，發(fā)光的頻譜不夠?qū)?，在長(zhǎng)波長(zhǎng)部分更是嚴(yán)重不足(如圖3所示)，該紅、綠、藍(lán)三原色的強(qiáng)度相差很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于解決上述缺陷，因而本發(fā)明提出了一種將另兩種主體或客體的發(fā)光材料摻雜于另一發(fā)光主體材料內(nèi)的技術(shù)方案，因?yàn)橹挥袉我话l(fā)光層，制程相對(duì)變得簡(jiǎn)單、省時(shí)，當(dāng)摻雜的綠光染料及紅光染料濃度比例適當(dāng)時(shí)，就可以得到一個(gè)藍(lán)綠紅強(qiáng)度一致的白光元件。
本發(fā)明的另一目的在于利用單一發(fā)光層特性，電子、電洞的再結(jié)合區(qū)只有一個(gè)，所以電激發(fā)光光譜及色度坐標(biāo)圖的坐標(biāo)不會(huì)隨著電壓改變而有大幅度的變化。
本發(fā)明是一種全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)由下而上依序包括有一透明導(dǎo)電基板、一電洞傳輸層、一發(fā)光層、一電子傳輸層、及陰極，其中該發(fā)光層是由一藍(lán)光材料其內(nèi)摻雜綠光染料及紅光染料所形成發(fā)藍(lán)綠紅光源的單發(fā)光層，通過(guò)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)光摻雜材料搭配，就能制作出適合搭配彩色濾光片制作全彩面板用的全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光元件。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)發(fā)光裝置的示意圖。
圖2是圖1所示裝置的各元件能階示意圖。
圖3是圖1所示裝置的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度對(duì)照?qǐng)D。
圖4是本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的示意圖。
圖5是本發(fā)明所示裝置的實(shí)施例各元件能階示意圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例在電壓9、10、11、12、及13V的光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度的對(duì)照?qǐng)D。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例在電壓9、10、11、12、及13V的白光在色度坐標(biāo)圖的坐標(biāo)示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說(shuō)明，現(xiàn)結(jié)合

如下請(qǐng)參閱圖4所示，是本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的示意圖。如圖所示本發(fā)明的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)由下而上依序包括有一作為發(fā)光裝置的陽(yáng)極的透明導(dǎo)電基板31、一電洞傳輸層32、一發(fā)光層33、一電子傳輸層34、及一陰極35，其中該發(fā)光層33是由一藍(lán)光材料的主體材料內(nèi)摻雜另一發(fā)綠光的綠光染料331、與發(fā)紅光的紅光染料332所形成的一發(fā)藍(lán)綠紅光源的單一發(fā)光層33，通過(guò)該藍(lán)綠光源與紅光源的組合成為一白色光源。這樣就能制作出發(fā)光強(qiáng)度相近的三波長(zhǎng)的全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光裝置，此全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光裝置很適合搭配彩色濾光片制作全彩顯示器。
另外，該綠光染料331及紅光染料332的吸收光譜需非全部在該發(fā)光層33的藍(lán)光發(fā)光光譜內(nèi)，而該紅光染料332的吸收光譜需非全然(全部)在該綠光染料331的發(fā)光光譜內(nèi)。
其中，該電洞傳輸層32是芬族第三胺的其中之一；該電子傳輸層34為Alq3、phenanthroline衍生物、及silole衍生物的其中之一。
該發(fā)光層33可選擇1，4-bis(2，2-diphenyl vinyl)benzene(DPVBi)、二苯乙烯芳香羥的衍生物(distyrylarylene(DSA)) (例如日本出光興產(chǎn)株式會(huì)社制造的高亮度藍(lán)光主體材料，編號(hào)為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)及其組合的其中之一發(fā)藍(lán)光的。
綠光染料331可選擇Coumarin6(C6)、Coumarin545T(C545T)及其組合的其中之一；且，該綠光染料331對(duì)發(fā)光層33的容積比例范圍是0.01％至1％之間。又，綠光染料331可選擇tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq3)、dimethylquinacridones(DMQA)及其組合的其中之一；且，此時(shí)該綠光染料331對(duì)發(fā)光層33的容積比例范圍是在1％至20％之間。
該紅光染料344可選擇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)及其組合的其中之一；且，該紅光染料332對(duì)發(fā)光層33的容積比例范圍是在0.01％至1％之間。
因?yàn)榘l(fā)出紅綠藍(lán)三原色光源的發(fā)光材料在同一層，相對(duì)地簡(jiǎn)化了制程的步驟及時(shí)間，就可以得到一480nm至630nm時(shí)強(qiáng)度一致的全波長(zhǎng)白光發(fā)光裝置。
請(qǐng)?jiān)俅钆鋮㈤唸D5所示，是本發(fā)明裝置的實(shí)施例各元件能階示意圖。同時(shí)舉一實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的功效，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如下電洞傳輸層32(BPAPF600埃)/發(fā)光層33(PAP+1.5％綠光染料331(Alq)+0.05％紅光染料332(PhDCJT)400埃)/電子傳輸層34(Alq200埃)/陰極35(LiF7埃+Al1500埃)。
其元件能階示意圖如圖5所示，其中EXC代表真空能階，與XC元件傳導(dǎo)能階(X為31～35元件的代號(hào))的能階差，此也代表該元件的電子親和力；EXV代表真空能階，與XV元件價(jià)帶能階(X為31～35元件的代號(hào))的能階差，此也代表該元件的離子化電位。
如圖所示，電子親和力(EXC)愈大且兩元件間的能階差愈小，愈容易讓電子注入，所以當(dāng)本裝置外加一偏壓時(shí)，電子將由陰極35經(jīng)過(guò)電子傳輸層34至發(fā)光層33。另一方面，由透明導(dǎo)電基板31的陽(yáng)極注入電洞傳輸層32的電洞將由于價(jià)帶能階依序降低(EM31、E32V、E33V)，而將由電洞傳輸層32很快的進(jìn)入發(fā)光層33，電子、電洞進(jìn)入發(fā)光層33時(shí)會(huì)進(jìn)行再結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生光子，當(dāng)發(fā)光層33的厚度參數(shù)適當(dāng)時(shí)，電子、電洞的再結(jié)合區(qū)就會(huì)落于此發(fā)光層33中，不會(huì)再改變。
通過(guò)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，此具有發(fā)三色光功能的單一發(fā)光層33，當(dāng)電壓9、10、11、12、及13V時(shí)其光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度對(duì)照將如圖6所示，為一色光波長(zhǎng)480nm至630nm時(shí)，其強(qiáng)度一致的全波長(zhǎng)白光發(fā)光裝置，且此480nm至630nm波長(zhǎng)內(nèi)的光強(qiáng)度都近似在0.8以上，這樣三原色(480nm至630nm波長(zhǎng)內(nèi)的光)將是一個(gè)各色光強(qiáng)度均勻的全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光裝置。又如圖7所示，當(dāng)電壓9、10、11、12、及13V所發(fā)出的白光在色度坐標(biāo)圖的坐標(biāo)示意圖，由圖標(biāo)可知本實(shí)施例是相當(dāng)好的白光，且在操作實(shí)用區(qū)色度坐標(biāo)圖坐標(biāo)不隨電壓的變化而有大幅度的變化，所以本發(fā)明的全波長(zhǎng)白光有機(jī)電激發(fā)光裝置，很適合搭配彩色濾光片制作全彩顯示器。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其主要構(gòu)造包括一透明導(dǎo)電基板(31)；一設(shè)置于所述透明導(dǎo)電基板(31)上的電洞傳輸層(32)；一設(shè)置于所述電洞傳輸層(32)上的發(fā)光層(33)；一設(shè)置于所述發(fā)光層(33)上的電子傳輸層(34)；一設(shè)置于所述電子傳輸層(34)上的陰極(35)；其特征在于所述發(fā)光層(33)是可發(fā)藍(lán)光的材料，并在所述發(fā)光層(33)內(nèi)摻雜一綠光染料(331)及一紅光染料(332)，以形成可同時(shí)發(fā)藍(lán)綠紅光源的發(fā)光層(33)；且所述綠光染料(331)及紅光染料(332)的吸收光譜非全部在所述發(fā)光層(33)的藍(lán)光發(fā)光光譜內(nèi)，而所述紅光染料(332)的吸收光譜非全部在所述綠光染料(331)的發(fā)光光譜內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述電洞傳輸層(32)是芬族第三胺的其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光層(33)可選擇1，4-bis(2，2-diphenyl vinyl)benzene(DPVBi)、二苯乙烯芳香羥的衍生物 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)及其組合的其中之一發(fā)藍(lán)光的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述綠光染料(331)可選擇Coumarin6(C6)、Coumarin545T(C545T)及其組合的其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述綠光染料(333)對(duì)所述發(fā)光層(33)的容積比例范圍是在0.01％至1％之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述綠光染料(331)可選擇tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)(Alq3)、dimethylquinacridones(DMQA)及其組合的其中之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述綠光染料(333)對(duì)所述發(fā)光層(33)的容積比例范圍是在1％至20％之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述紅光染料(332)可選擇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)及其組合的其中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述紅光染料(332)對(duì)所述發(fā)光層(33)的容積比例范圍是在0.01％至1％之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，其特征在于，所述電子傳輸層(34)是Tri(8-Quinolinolato-N1O8)(Alq3)、phenanthroline衍生物、及silole衍生物的其中之一。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單發(fā)光層全波長(zhǎng)有機(jī)電激發(fā)光裝置，主要是在一相對(duì)應(yīng)的作為陽(yáng)極的透明導(dǎo)電基板與陰極之間設(shè)有電洞傳輸層、發(fā)光層、及電子傳輸層，其中該發(fā)光層是由一藍(lán)光主體材料內(nèi)含發(fā)光主體材料或客體材料的綠光染料與紅光染料，而共同形成發(fā)藍(lán)綠紅光源的發(fā)光層；通過(guò)該簡(jiǎn)單的制程步驟就可得到一480nm至630nm時(shí)強(qiáng)度一致的全波長(zhǎng)白光發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)H05B33/14GK1711002SQ20041004993
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者朱健慈, 林國(guó)森, 張俊欽 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司