專利名稱：高色溫串聯(lián)白色oled的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于大型顯示器的寬譜帶光發(fā)射OLED顯示器。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光二極管器件(亦稱作0LED)通常包含陽極、陰極和夾在所述陽極和所述陰極之間的有機(jī)電致發(fā)光(EL)單元。有機(jī)EL單元包含至少一個空穴輸送層(HTL)、發(fā)光層 (LEL)和電子輸送層(ETL)。OLED因其驅(qū)動電壓低、亮度高、視角廣和用于全色顯示器和其他應(yīng)用的能力而引人注目。鄧青云等在其美國專利第4，769，292號和第4，885，211號中描述了這種多層OLED。取決于其LEL的發(fā)射性質(zhì)，OLED可以發(fā)射出不同顏色，例如紅色、綠色、藍(lán)色或白色。近來，對于將寬譜帶OLED結(jié)合到諸如固態(tài)光源、彩色顯示器或全色顯示器等各種應(yīng)用中的需求日益增加。寬譜帶發(fā)射意味著OLED發(fā)射足夠?qū)挼恼麄€可見光譜的光，從而可以將這樣的光與濾色片或變色模塊結(jié)合使用，以生產(chǎn)具有至少兩種不同顏色的顯示器或全色顯示器。特別是，需要的是在光譜的紅色、綠色和藍(lán)色部分存在明顯發(fā)射的寬譜帶光發(fā)射 OLED(或?qū)捵V帶0LED)，S卩，需要發(fā)白色光的OLED(白色0LED)。與具有分開圖案化的紅色、綠色和藍(lán)色光發(fā)射體的OLED相比，具有濾色片的白色OLED的使用提供了更加簡單的制造方法。這可以獲得更高的生產(chǎn)力，使產(chǎn)率提高，并且節(jié)約成本。例如Kido等(Applied Physics Letters 64，815 (1994))、J. Shi 等(美國專利第 5，683，823 號)、Sato 等(JP 07-142169), Deshpande等(AppliedPhysics Letters 75,888(1999))以及iTokito等(Applied Physics Letters 83,2459(2003))曾報道過白色 OLED。為實現(xiàn)OLED的寬譜帶發(fā)射，需要激發(fā)多于一種的分子，因為在通常條件下每種分子僅發(fā)射光譜較窄的光。具有主體材料和一種以上發(fā)光摻雜物的發(fā)光層在從主體材料向摻雜物的能量傳遞不完全時可以實現(xiàn)同時由主體和摻雜物發(fā)光，引起在可見光譜內(nèi)的寬譜帶發(fā)射。為實現(xiàn)具有單個發(fā)光層的白色0LED，發(fā)光摻雜物的濃度必須得到精細(xì)控制。而這將帶來制造方面的困難。與具有一個發(fā)光層的器件相比，具有兩個以上發(fā)光層的白色OLED能夠具有更好的顏色和更高的發(fā)光效率，并且對于摻雜物濃度的變化耐受性更高。還發(fā)現(xiàn)，具有兩個發(fā)光層的白色OLED通常比具有單個發(fā)光層的OLED更穩(wěn)定。然而，光譜的紅色、綠色和藍(lán)色部分的高強(qiáng)度發(fā)光還是難以實現(xiàn)。具有兩個發(fā)光層的白色OLED通常具有兩個強(qiáng)發(fā)射峰。Jones等(美國專利第6，337，492號)、Tanaka等(美國專利第6，107，734號)、 Kido等(日本專利第2003/045676A號公報和美國專利第2003/0189401A1號公報)以及 Liao等(美國專利第6，717，358號和美國專利第2003/0170491A1號公報)已公開了串聯(lián) OLED結(jié)構(gòu)(有時稱為堆疊式OLED (stacked OLED)或級聯(lián)式OLED (cascadedOLED))。所述串聯(lián)OLED通過垂直堆疊若干單個的OLED單元并使用一個電源來驅(qū)動該堆疊體而制造。其優(yōu)點(diǎn)在于可提高發(fā)光效率和/或使用壽命。然而，所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)需要提高驅(qū)動電壓，使其基本與堆疊在一起的OLED單元數(shù)成正比。
Matsumoto 和 Kido 等(SID 03 Digest 979(2003))中報道了通過在器件中連接藍(lán)綠色EL單元與橙色EL單元而構(gòu)造串聯(lián)白色OLED，和通過使用一個電源驅(qū)動所述器件來實現(xiàn)白光發(fā)射。雖然發(fā)光效率得到提高，但是此串聯(lián)白色OLED器件在光譜中具有較弱的綠色和紅色分量。Liao等在美國專利第2003/0170491A1號公報中描述了通過在器件內(nèi)將紅色EL單元、綠色EL單元和藍(lán)色EL單元串聯(lián)連接而獲得的串聯(lián)白色OLED結(jié)構(gòu)。當(dāng)串聯(lián)白色OLED由一個電源驅(qū)動時，通過紅色、綠色和藍(lán)色EL單元的光譜組合而產(chǎn)生白光發(fā)射。雖然有了這些發(fā)展，但是仍然需要在保持良好的寬譜帶發(fā)射的同時改善OLED器件的效率和發(fā)光穩(wěn)定性。此外，為生產(chǎn)具有寬譜帶發(fā)射的OLED顯示器已經(jīng)進(jìn)行了很多工作，所述寬譜帶發(fā)射接近CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65的顏色，后者具有約6500K的色溫。許多市售液晶顯示器和等離子體顯示器被設(shè)為具有9300K以上的色溫，它們都是非常偏藍(lán)的白色。因此，也需要生產(chǎn)具有較高色溫的高效且穩(wěn)定的OLED顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
對于具有改進(jìn)的色溫、效率和發(fā)光穩(wěn)定性的OLED器件存在需求。具有兩個隔開的電極的OLED器件可以實現(xiàn)這一目的，所述OLED器件包含設(shè)置在所述電極之間的第一、第二和第三發(fā)光單元，所述第一發(fā)光單元產(chǎn)生的光在大于500nm的波長具有多個峰并在小于480nm的波長基本不發(fā)射，并且所述第二和第三發(fā)光單元產(chǎn)生的光在小于500nm的波長具有明顯發(fā)射；b.分別設(shè)置在第一與第二發(fā)光單元之間，和第二與第三發(fā)光單元之間的中間連接器；和c.其中所述OLED器件發(fā)射色溫大于7，OOOK的光。發(fā)明效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種OLED顯示器，所述OLED顯示器具有適于較大型顯示器的改善的色溫，且具有改善的效率和壽命。


圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)OLED器件的一個實施方式的截面圖；圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)OLED器件的另一個實施方式的截面圖；和圖3顯示的是本發(fā)明的幾個實施方式的光譜輻射與波長間的關(guān)系的圖。由于器件特征尺寸如層厚通常在亞微米范圍內(nèi)，因此放大了附圖的比例，以便于查看，而未依照尺寸精確性。
具體實施例方式術(shù)語“0LED器件”使用的是包含有機(jī)發(fā)光二極管作為像素的顯示器件的本領(lǐng)域內(nèi)所公知的意義。其可以指具有單個像素的器件。術(shù)語“串聯(lián)OLED器件”和“堆疊式OLED器件”指包含垂直設(shè)置的兩個以上發(fā)光單元的OLED器件，其中各發(fā)光單元能夠彼此獨(dú)立地發(fā)光。各發(fā)光單元至少包含空穴輸送層、發(fā)光層和電子輸送層。發(fā)光單元由中間連接器隔開。 此處所用的術(shù)語“0LED顯示器”是指包含多個可以是不同顏色的像素的OLED器件。彩色 OLED器件發(fā)出至少一種顏色的光。術(shù)語“多色”用于描述能夠在不同區(qū)域發(fā)射具有不同色調(diào)的光的顯示面板。特別是，其用于描述能夠顯示具有不同顏色的圖像的顯示面板。這些區(qū)域不必是鄰接的。術(shù)語“全色”用于描述能在可見光譜的紅色、綠色和藍(lán)色區(qū)域發(fā)射并且可以以色調(diào)的任意組合來顯示圖像的多色顯示面板。紅色、綠色和藍(lán)色構(gòu)成了三原色，通過適當(dāng)混合可由所述三原色產(chǎn)生所有其他顏色。術(shù)語“色調(diào)”是指在可見光譜內(nèi)的光發(fā)射的強(qiáng)度性質(zhì)，不同的色調(diào)表現(xiàn)顏色的視覺上可辨別的差異。術(shù)語“像素”采用的是其在本領(lǐng)域中所公知的用法，用于指定顯示面板的獨(dú)立于其他區(qū)域的受激發(fā)光的區(qū)域。據(jù)認(rèn)為，在全色系統(tǒng)中，將若干不同顏色的像素在一起使用，以產(chǎn)生寬范圍的顏色，觀看者可將這樣的組稱為單個像素。為便于這里的討論，這樣的組將被認(rèn)為是若干不同顏色的像素。根據(jù)本公開內(nèi)容，寬譜帶發(fā)射是指在可見光譜的多個部分(例如藍(lán)色和綠色部分)具有顯著的分量的光。寬譜帶發(fā)射也可以包含下述情況在光譜的紅色、綠色和藍(lán)色部分發(fā)光，以產(chǎn)生白光。白光是使用者所感覺到的具有白色的光，或者是其發(fā)射光譜足以與濾色片結(jié)合使用從而形成實際的全色顯示的光。對于低能耗，白光發(fā)射OLED的色度接近 CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65 (即，193ICIE色度坐標(biāo)為CIEx = 0. 31和CIEy = 0. 33)通常是有利的。 這特別適用于具有紅色、綠色、藍(lán)色和白色像素的所謂的RGBW顯示器的情況。雖然CIEx， CIEy坐標(biāo)為約0. 31，0. 33在一些情況下是理想的，但實際的坐標(biāo)可以有較大改變而仍非常有用。對一些如電視和其他大型顯示器等應(yīng)用裝置而言，具有較高色溫的白光發(fā)射可能是理想的，其意味著有比D65更偏藍(lán)的發(fā)射。色溫等于所謂“黑體”的受熱物體的光源的溫度，并且用以開氏度為單位的絕對溫標(biāo)表示。此外，相關(guān)色溫(或CCT)被定義為當(dāng)黑體輻射體顏色與光源的顏色匹配但不意味著光譜匹配時黑體輻射體的溫度值(A. R. Robertson, "Computation of Correlated ColorTemperature and Distribution Temperature，，， J. Opt. Soc. Am.，58，15^-1535 (1968))。本申請中所使用的術(shù)語“色溫”實際上指相關(guān)色溫。 隨著白光發(fā)射變得較藍(lán)，色溫升高。對于這種顯示器，理想的白光發(fā)射對于CIEx和CIEy可以具有0. 25 0. 30的CIE坐標(biāo)。優(yōu)選的是，白光發(fā)射將具有χ = 0.觀和y = 0. 29的CIE 坐標(biāo)，其對應(yīng)于10，000K的色溫。產(chǎn)生偏藍(lán)的白光的一種方法是提高顯示器的藍(lán)色像素的平均強(qiáng)度。然而，這將具有縮短藍(lán)色像素的使用壽命的不利作用。此處所用術(shù)語“白光發(fā)射” 是指內(nèi)部能夠產(chǎn)生白光的器件，即使所述光的一部分在觀看之前可通過濾色片除去亦可?，F(xiàn)在參見圖1，圖1顯示的是本發(fā)明的一個實施方式的串聯(lián)白光發(fā)射OLED器件10 的像素的截面圖。OLED器件10包含基板20 ；兩個隔開的電極，其為陽極30和陰極90 ；設(shè)置在電極之間的分別為第一、第二和第三發(fā)光單元的85、80和75 ；設(shè)置在第一和第二發(fā)光單元85和80之間的中間連接器96 ；和設(shè)置在第二和第三發(fā)光單元80和75之間的中間連接器95。Hatwar等在美國專利7，332，860中描述了此類型的所謂串聯(lián)設(shè)置的多個發(fā)光單元的使用。第一發(fā)光單元85產(chǎn)生在波長大于500mm處(例如在可見光譜的綠色、黃色和紅色區(qū)域)具有多個峰的光。第一發(fā)光單元85基本不產(chǎn)生藍(lán)光發(fā)射，這意味著在短于480nm 波長的發(fā)射強(qiáng)度小于最大發(fā)射強(qiáng)度的10%，并且不超過490nm處的50%。在該實施方式中，第一發(fā)光單元85包含第一發(fā)光層，例如綠光發(fā)射層52g，所述綠光發(fā)射層52g包含綠光發(fā)射化合物并產(chǎn)生綠光發(fā)射。第一發(fā)光單元85還包含第二發(fā)光層，例如黃光發(fā)射層52y，所述黃光發(fā)射層52y包含黃光發(fā)射化合物并在可見光譜的黃光至紅光部分產(chǎn)生發(fā)射。此處所用的術(shù)語“黃光發(fā)射化合物”是指在黃色至紅色區(qū)域(即，約570nm 700nm)具有其主要發(fā)光的物質(zhì)。第二和第三發(fā)光單元80和75產(chǎn)生基本在短于500nm的波長處(即，在可見光譜的藍(lán)光部分中)具有發(fā)射的光。第二和第三發(fā)光單元80和75也可以在其他波長處具有發(fā)射。第二和第三發(fā)光單元80和75可以具有相同的發(fā)射譜或不同的發(fā)射譜。在該實施方式中，第二和第三發(fā)光單元80和75各自包含藍(lán)光發(fā)射層，例如分別為包含藍(lán)光發(fā)射化合物的藍(lán)光發(fā)射層51b和50b。各發(fā)光單元包含電子輸送層(例如55、56和6 和空穴輸送層(例如45、41和40)。OLED器件10還包含空穴注入層35。串聯(lián)OLED器件10還包含設(shè)置在發(fā)光單元之間的中間連接器，例如設(shè)置在第一和第二發(fā)光單元85和80之間的中間連接器96，和設(shè)置在第二和第三發(fā)光單元80和75之間的中間連接器95。中間連接器向相鄰的EL單元中提供有效的載體注入。金屬、金屬化合物或其他無機(jī)化合物都對載體注入有效。然而，這些材料通常具有低電阻率，這會導(dǎo)致像素串?dāng)_(pixel crosstalk)。此外，構(gòu)成中間連接器的層的光學(xué)透明性應(yīng)該盡可能高，以使EL 單元中所產(chǎn)生的輻射能夠離開器件。因此，通常優(yōu)選在中間連接器中主要使用有機(jī)材料。 Hatwar等在美國第2007/0001587號公報中已經(jīng)對中間連接器及其構(gòu)造中所使用的材料進(jìn)行了詳細(xì)的描述。中間連接器的另外一些非限制性實例在美國專利第6，717’ 358號和第 6，872，472號以及美國專利第2004/0227460A1號公報中進(jìn)行了描述。此構(gòu)造的OLED器件發(fā)出色溫比許多現(xiàn)有技術(shù)器件高的光?？梢詷?gòu)造OLED器件， 從而使得該器件發(fā)出色溫高于7，000K、可用的是色溫為9，000K 15，000K的光。這是比 D65點(diǎn)更藍(lán)的白色并且對于如大屏幕電視等較大型顯示器而言是適合的甚至是理想的?，F(xiàn)在參見圖2，圖2顯示了本發(fā)明的串聯(lián)OLED器件15的另一個實施方式的截面圖。在該實施方式中，OLED器件15還包含與其相關(guān)的至少三個不同濾色片的陣列。選擇各濾色片的帶通以產(chǎn)生不同顏色的光，例如分別產(chǎn)生紅光、綠光和藍(lán)光的紅色濾色片25r、 綠色濾色片25g和藍(lán)色濾色片25b。所述陣列的各濾色片接收來自發(fā)光單元(例如，第一、 第二和第三發(fā)光單元85、80和75)的光，由此通過各濾色片產(chǎn)生不同顏色的光。各濾色片分別具有相關(guān)的陽極，例如陽極31r、31g和31b，用以選擇性地產(chǎn)生所需顏色的光。OLED器件15也可以具有非濾色區(qū)域，例如陽極31w的非濾色區(qū)域，所述區(qū)域不具有濾色片因而允許由OLED器件15產(chǎn)生的寬譜帶光發(fā)射，由此可形成具有濾色片陣列的RGBW器件。諸如此處所述的發(fā)光層等發(fā)光層響應(yīng)于空穴-電子再結(jié)合而發(fā)光。理想的有機(jī)發(fā)光材料可以通過任何適當(dāng)方法從供體材料沉積，例如蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)沉積或輻射熱轉(zhuǎn)移等。可用的有機(jī)發(fā)光材料是公知的。如美國專利第4，769，四2號和第 5，935，721號中所更為全面地描述的，OLED器件的發(fā)光層包含發(fā)冷光(luminescent)的材料或熒光材料，其中電致發(fā)光作為電子-空穴對在該區(qū)域中再結(jié)合的結(jié)果而產(chǎn)生。發(fā)光層可以由一種材料構(gòu)成，但是更常見的是包含摻雜有客體化合物或摻雜物的主體材料，其中發(fā)光主要來源于摻雜物。需選擇摻雜物以產(chǎn)生具有特定光譜的色光。發(fā)光層中的主體材料可以是電子輸送材料、空穴輸送材料或支持空穴-電子再結(jié)合的其他材料。摻雜物通常選自高熒光染料，所述高熒光染料一般為單線態(tài)發(fā)光化合物，即其由激發(fā)的單線態(tài)發(fā)光。不過，也可以使用通常為三線態(tài)發(fā)光化合物(即，其由激發(fā)的三線態(tài)發(fā)光)的磷光化合物，例如TO 98/5556UW0 00/1885UW0 00/57676和WO 00/70655中所述的過渡金屬絡(luò)合物。摻雜物通常以0. 01重量％ 10重量％涂布在主體材料中。已知可使用的主體和發(fā)光分子包括但不限于美國專利第4，768，292號 ’第5，141，671號；第5，150，006號；第5，151，629號； 第 5，294，870 號；第 5，405，709 號；第 5，484，922 號；第 5，593，788 號；第 5，645，948 號；第5，683，823 號；第 5，755，999 號；第 5，928，802 號；第 5，935，720 號；第 5，935，721 號和第 6，020，078號中所公開的那些主體和發(fā)光分子。藍(lán)光發(fā)射層50b和51b包含主體材料和藍(lán)光發(fā)射摻雜物。藍(lán)光發(fā)射摻雜物可以是單線態(tài)或三線態(tài)發(fā)光化合物。第一發(fā)光單元85的發(fā)光層(例如發(fā)光層52g和52y)可以包含單線態(tài)發(fā)光化合物或三線態(tài)發(fā)光化合物作為摻雜物。8-羥基喹啉的金屬絡(luò)合物及類似衍生物(式A)構(gòu)成了一類可用的能夠支持電致發(fā)光的電子輸送主體材料，并且特別適于波長長于500nm(例如，綠色、黃色、橙色和紅色) 的發(fā)光。
權(quán)利要求
1.一種具有兩個隔開的電極的OLED器件，所述OLED器件包含a.設(shè)置在所述電極之間的第一、第二和第三發(fā)光單元，所述第一發(fā)光單元產(chǎn)生在大于 500nm的波長具有多個峰并在小于480nm的波長基本無發(fā)射的光，并且所述第二和第三發(fā)光單元產(chǎn)生在小于500nm的波長具有明顯發(fā)射的光；b.分別設(shè)置在所述第一與第二發(fā)光單元之間、和所述第二與第三發(fā)光單元之間的中間連接器；和c.其中所述OLED器件發(fā)射色溫大于7，000K的光。
2.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述器件發(fā)射色溫為9，000K 13，000K的光。
3.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三發(fā)光單元各自包含發(fā)光層，所述發(fā)光層包含主體材料和藍(lán)光發(fā)射摻雜物。
4.如權(quán)利要求3所述的OLED器件，其中，所述藍(lán)光發(fā)射摻雜物為單線態(tài)發(fā)光化合物。
5.如權(quán)利要求3所述的OLED器件，其中，所述藍(lán)光發(fā)射摻雜物為三線態(tài)發(fā)光化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述第一發(fā)光單元包含單線態(tài)發(fā)光化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述第一發(fā)光單元包含三線態(tài)發(fā)光化合物。
8.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三發(fā)光單元具有相同的發(fā)射譜。
9.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三發(fā)光單元具有不同的發(fā)射譜。
10.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，其中，所述隔開的電極中的一個具有反射性，而另一個具有透射性，并且與所述第二和第三發(fā)光單元相比，所述第一發(fā)光單元被設(shè)置得更靠近所述反射性電極。
11.如權(quán)利要求1所述的OLED器件，所述OLED器件還包含接收來自所述發(fā)光單元的光的與所述器件相關(guān)聯(lián)的至少三個不同濾色片的陣列，對所述濾色片中每一個的帶通進(jìn)行選擇從而產(chǎn)生不同顏色的光。
12.如權(quán)利要求11所述的OLED器件，其中，所述至少三個不同濾色片的陣列形成RGBW 器件。
全文摘要
一種具有兩個隔開的電極的OLED器件，所述OLED器件包含設(shè)置在所述電極之間的第一、第二和第三發(fā)光單元，所述第一發(fā)光單元產(chǎn)生在長于500nm的波長具有多個峰并在小于480nm的波長基本無發(fā)射的光，并且所述第二和第三發(fā)光單元產(chǎn)生在短于500nm的波長處具有明顯發(fā)射的光；分別設(shè)置在所述第一與第二發(fā)光單元之間，和所述第二與第三發(fā)光單元之間的中間連接器；并且其中所述OLED器件發(fā)射色溫大于7,000K的光。
文檔編號H01L51/50GK102171849SQ200980139065
公開日2011年8月31日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者圖卡拉姆·姬珊·哈特瓦爾, 杰弗里·保羅·斯皮德勒 申請人:全球Oled科技有限責(zé)任公司