TWI501440B

TWI501440B - 全波段超高演色性有機發光二極體

Info

Publication number: TWI501440B
Application number: TW102108026A
Authority: TW
Inventors: Jou Jwo-Huei; Chun Ju Tseng; Fu Chin Yang
Original assignee: Nat Univ Tsing Hua
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2015-09-21
Also published as: TW201436326A

Description

全波段超高演色性有機發光二極體

本發明係關於一種有機發光二極體，尤指一種全波段超高演色性有機發光二極體。

1987年，柯達公司的C.W.Tang與S.A.VanSlyke發表關於有機電激發光二極體(Organic Light Emitting Device,OLED)之創作，Tang與VanSlyke係利用真空蒸鍍之方式，分別將電洞傳輸材料與電子傳輸材料，例如Alq3，鍍覆於ITO玻璃之上，其後再蒸鍍一層金屬電極，如此，即完成具有自發光性、高亮度、高速反應、重量輕、厚度薄、低耗電、廣視角、可撓性、以及可全彩化之有機電激發光二極體(OLED)之製作。

目前所習用有機電激發光二極體，除了發光層之外，亦於陽極與陰極之間增設其它介層，例如：電子傳輸層與電洞傳輸層，以增加有機電激發光二極體之發光效能。請參閱第一圖，係一種習用之有機電激發光二極體之結構圖，如第一圖所示，該習用之有機電激發光二極體1’係包括：一陰極11’、一電子注入層12’、一電子傳輸層13’、一第一發光層14’、一第二發光層15’、一電洞傳輸層16’、一電洞注入層17’、以及一陽極18’。

上述該習用之有機電激發光二極體1’為一高效率的有機電激發光二極體；然，其為一種有機電激發光二極體，且所發出的光色演色性不佳，因此，該有機電激發光二極體1’不適合作為長期使用之光源。有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，終於研發完成本發明之一種全波段超高演色性有機發光二極體。

本發明之主要目的，在於提供一種全波段超高演色性有機發光二極體，其主要係將複數個染料摻雜於有機發光二極體之複數個發光層之內，使得該些發光層可發出複數個黑體輻射互補光；並且，由於該些黑體輻射互補光於CIE座標圖上的複數個色座標所圍成的範圍係含完全涵蓋CIE座標圖上的普朗克曲線(Planck's locus)，也因此該些黑體輻射互補光所係混成的光係為一全波段之高演色性光源。

因此，為了達成本發明上述之目的，本案之發明人提出一種全波段超高演色性有機發光二極體，係包括：一第一導電層；至少一第一載子過渡層，係形成於該第一導電層之上；複數個發光層，係形成於該第一載子過渡層之上；至少一第二載子過渡層，係形成於該發光層之上；以及一第二導電層，係形成於該第二載子過渡層之上；其中，複數個染料係摻雜於該複數個發光層之內，使得該些發光層可發出複數個黑體輻射互補光，該複數個黑體輻射互補光係混光成一高演色性光源。

〔本發明〕

1‧‧‧全波段超高演色性有機發光二極體

11‧‧‧第一導電層

12‧‧‧電洞注入層

13‧‧‧電洞傳輸層

14‧‧‧第一發光層

15‧‧‧第二發光層

16‧‧‧第三發光層

17‧‧‧電子傳輸層

18‧‧‧電子注入層

CML‧‧‧載子調製層

19‧‧‧第二導電層

〔習知〕

1’‧‧‧習有機電激發光二極體

11’‧‧‧陰極

12’‧‧‧電子注入層

13’‧‧‧電子傳輸層

14’‧‧‧第一發光層

15’‧‧‧第二發光層

16’‧‧‧電洞傳輸層

17’‧‧‧電洞注入層

18’‧‧‧陽極

第一圖係習用之一種有機電激發光二極體的結構圖；第二圖係本發明之一種全波段超高演色性有機發光二極體的架構圖；第三圖係全波段超高演色性有機發光二極體之第一實驗架構圖；第四圖係全波段超高演色性有機發光二極體之材料組成表；第五圖係全波段超高演色性有機發光二極體所發出之高演色性光源的能量光譜圖；第六圖係全波段超高演色性有機發光二極體所發出之複數個黑體輻射互補光的CIE座標圖；第七圖係全波段超高演色性有機發光二極體之第二實驗架構的材料組成表；第八圖係全波段超高演色性有機發光二極體所發出之高演色性光源的能量光譜圖；第九圖係全波段超高演色性有機發光二極體所發出之複數個黑體輻射互補光的CIE座標圖；以及第十圖係本發明之一種全波段超高演色性有機發光二極體的之第二實施例的能帶架構圖。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種全波段超高演色性有機發光二極體，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

請參閱第二圖，係本發明之一種全波段超高演色性有機發光二極體的架構圖。如第二圖所示，本發明之全波段超高演色性有機發光二極體1主要包括：一第一導電層11、至少一第一載子過渡層、複數個發光層、至少一第二載子過渡層、以及一第二導電層。其中，第一導電層11係作為一陽極，且該第二導電層19係作為一陰極。

於此全波段超高演色性有機發光二極體1的實施例中，該第一載子過渡層係形成於該第一導電層11之上並包括有一電洞注入層12與一電洞傳輸層13。另，該複數個發光層係形成於該電洞傳輸層13之上，且該複數個發光層係由一第一發光層14、一第二發光層15與一第三發光層16所組成。且，該第二載子過渡層係形成於該第三發光層16之上，並包括一電子傳輸層17與一電子注入層18。

於此，必須特別說明的是，雖然第二圖所示之全波段超高演色性有機發光二極體1的架構係以電洞注入層12及電洞傳輸層13作為該第一載子過渡層，然並非以此限制第一載子過渡層之架構或實施態樣；於實際實施本發明時，第一載子過渡層亦可為單一電洞注入層或單一電洞傳輸層。同樣地，並不限制該複數個發光層必須由三個發光層所組成。同樣地，並不限制該第二載子過渡層必須包括一電子傳輸層17與一電子注入層18，第二載子過渡層亦可為單一電子注入層或單一電子傳輸層。再者，如第二圖所示，第二導電層19係形成於該電子注入層18之上。特別地，於本發明之中，複數個染料(未圖示)係被摻雜於該複數個發光層之內，使得該些發光層可發出複數個黑體輻射互補光，該複數個黑體輻射互補光係混光成一高演色性光源。

為了更加詳細說明本發明之全波段超高演色性有機發光二極體之架構及其技術特徵，以下將以實驗數據之輔助加以說明之。請再次參閱第二圖，並請同時參閱第三圖與第四圖，係該全波段超高演色性有機發光二極體之第一實驗架構圖及其材料組成表。如第三圖所示，於第一實驗架構中，係以氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)作為陽極(即，第一導電層11)，以HATCN(Hexaazatriphenylenehexacabonitrile)作為電洞注入層12，以TAPC(1,1-Bis[4-[N,N’-di(p-tolyl)amino]phenyl]cyclohexane)(中文別名：4,4'-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺)作為電洞傳輸層13，以TDAF(2,7-Bis[9,9-di(4-Methylphenyl)-fluoren-2-yl]-9,9-di(4-M)(中文別名：TDAF)作為第一發光層14，以Spiro-2CBP(2,7-Bis(9-carbazolyl)-9,9-sspirobifluorene)(中文別名：Spiro-2CBP)作為第二發光層15，以Dczppy(2,6-bis[3’-(N-carbazole)phenyl]pyridine)(中文別名：Dczppy)作為第三發光層16，以BmPyPb(1,3-bis(3,5-dipyrid-3-yl-phenyl)benzene)(中文別名：BmPyPb)作為電子傳輸層17，以LiF(中文別名：氟化鋰)作為電子注入層18，以Al(中文別名：鋁)作為陰極(即，第二導電層19)。

承上述，於上述的第一架構中，該第一發光層14之重量百分比(wt%)為0.2，且其可發出一深藍光之黑體輻射互補光。並且，第二發光層15之中係摻雜有0.17 wt%之橘紅光染料、0.24 wt%黃光染料以及0.42 wt%的綠光染料，使得該第二發光層15可發出一橘紅光之黑體輻射互補光、一黃光之黑體輻射互補光與一綠光之黑體輻射互補光。再者，第三發光層16之中係摻雜有0.18 wt%的天藍光染料與0.41 wt%的深紅光染料，使得該第三發光層16可發出一天藍光之黑體輻射互補光與一深紅光之黑體輻射互補光。

請再參閱第五圖，係該全波段超高演色性有機發光二極體所發出之高演色性光源的能量光譜圖；並且，請同時參閱第六圖，係該複數個黑體輻射互補光的CIE座標圖。如第五圖所示，該深藍光之黑體輻射互補光、該橘紅光之黑體輻射互補光、該黃光之黑體輻射互補光、該綠光之黑體輻射互補光、該天藍光之黑體輻射互補光、與該深紅光之黑體輻射互補光係混光成一全波段之高演色性光源；並且，如第四圖所示，該全波段之高演色性光源之CRI為92.2且色溫(Color Temperature,CT)為3639K。

此外，該深藍光之黑體輻射互補光、該橘紅光之黑體輻射互補光、該黃光之黑體輻射互補光、該綠光之黑體輻射互補光、該天藍光之黑體輻射互補光、與該深紅光之黑體輻射互補光於CIE座標圖上的色座標分別為(0.17,0.07)、(0.57,0.43)、(0.49,0.51)、(0.29,0.58)、(0.18,0.34)、以及(0.64,0.36)，且該6個色座標所圍成的範圍係含完全涵蓋CIE座標圖上的普朗克曲線(Planck's locus)，其中該普朗克曲線又稱為黑體輻射曲線(Blackbody Radiation Curve)。

繼續地說明該全波段超高演色性有機發光二極體之第二實驗架構。請參閱第七圖，係該全波段超高演色性有機發光二極體之第二實驗架構的材料組成表。如第七圖所示，不同於前述第一實驗架構的是，於第二實驗架構之中，該第一發光層14之重量百分比(wt%)為0.32，第二發光層15之中係摻雜有0.24 wt%之橘紅光染料、0.2 wt%黃光染料以及0.6 wt%的綠光染料，且第三發光層16之中係摻雜有0 wt%的天藍光染料與0.47 wt%的深紅光染料。

請再參閱第八圖，係該全波段超高演色性有機發光二極體所發出之高演色性光源的能量光譜圖；並且，請同時參閱第九圖，係摻雜於該複數個黑體輻射互補光的CIE座標圖。如第八圖所示，該深藍光之黑體輻射互補光、該橘紅光之黑體輻射互補光、該黃光之黑體輻射互補光、該綠光之黑體輻射互補光、該天藍光之黑體輻射互補光、與該深紅光之黑體輻射互補光係混光成一全波段之高演色性光源；並且，如第七圖所示，該全波段之高演色性光源之CRI為92.2且色溫(Color Temperature,CT)為3639K。

此外，該深藍光之黑體輻射互補光、該橘紅光之黑體輻射互補光、該黃光之黑體輻射互補光、該綠光之黑體輻射互補光、與該深紅光之黑體輻射互補光於CIE座標圖上的色座標分別為(0.17,0.07)、(0.57,0.43)、(0.49,0.51)、(0.29,0.58)、以及(0.64,0.36)，且該5個色座標所圍成的範圍係含完全涵蓋CIE座標圖上的普朗克曲線(Planck's locus)。

如此，經由上述第一實驗架構與第二實驗架構之實驗數據。可以得知本發明之全波段超高演色性有機發光二極體架構確實可行，並且的確可發出一全波段之高演色性光源，且該高演色性光源可為低色溫之橘紅光或者高色溫之白光，抑或是更高色溫之其它光色。再者，只要該些黑體輻射互補光於CIE座標圖上的複數個色座標所圍成的範圍能夠完全涵蓋CIE座標圖上的普朗克曲線(Planck's locus)，則有機發光二極體便能夠發出全波段之高演色性光源；並不限定該些黑體輻射互補光之數量為6個、5個或4個。另外，必須再行補充說明的是，透過上述的實驗結果，吾人可進一步確定的是，若該複數個黑體輻射互補光之光譜皆為單波峰光譜，則該全波段之高演色性光源於CRI值的表上將會更佳。

另外，本發明之全波段超高演色性有機發光二極體更包括一第二實施例。請參閱第十圖，係本發明之全波段超高演色性有機發光二極體之第二實施例的能帶架構圖。如第十圖所示，不同於前述第一實施例的是，於第二實施例之中，係更包括了一載子調製層CML，其中該載子調製層CML係設置於該第一發光層14與該第二發光層15之間，用以調整第一發光層14與第二發光層15之發光強度。然而，必須特別說明的是，於實施本發明時，可依照不同之需求而調整該載子調製層CML之設置位置，例如將載子調製層CML設置於該第二發光層15與該第三發光層16之間，藉此調整第二發光層15與第三發光層16之發光強度。

如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之全波段超高演色性有機發光二極體，並且，經由上述，吾人可以得知本發明之主要技術特徵如下：

1.本發明主要將複數個染料摻雜於有機發光二極體之複數個發光層之內，使得該些發光層可發出複數個黑體輻射互補光，該複數個黑體輻射互補光係混光成一高演色性光源。

2.承上述第1點，此外，該些黑體輻射互補光於CIE座標圖上的複數個色座標所圍成的範圍係含完全涵蓋CIE座標圖上的普朗克曲線(Planck's locus)，也因此該些黑體輻射互補光所係混成的光係為一高演色性光源。

3.再者，經由實驗結果更發現，若該複數個黑體輻射互補光之光譜皆為單波峰光譜，則該全波段之高演色性光源於CRI值的表上將會更佳。

必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。