专利名称：白光有机发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白光有机发光器件，更特别地，涉及一种具有高色温特性并能改善色彩坐标根据亮度变化而发生的变化的白光有机发光器件。
背景技术：
近来，随着信息时代真正到来，视觉上表达电信息信号的显示器领域已经得到了快速发展。为了符合这种趋势，具有卓越性能诸如外形薄、重量轻且功耗低的各种平板显示器件已经被开发了且已经快速取代了常规的阴极射线管显示器。平板显示器件的实例包括液晶显示装置(IXD)、等离子体显示面板器件(PDP)、场致发射显示器件(FED)和有机发光器件(OLED)。在平板显示器件当中，不需要单独光源、紧凑且可实现清楚色彩显示的有机发光器件被认为是具有高竞争力的一项应用。这种有机发光器件实质上需要形成有机发光层，为了形成有机发光层，通常采用利用荫罩的沉积方法。但是，如果大面积使用荫罩，则荫罩会由于其负载而下陷且由此难以多次使用荫罩，并且，在形成有机发光层图案期间会发生错误。因此，需要取代荫罩的方法。作为一种取代荫罩的方法，提出了一种白光有机发光显示器件。以下，将描述白光有机发光显示器件。白光有机发光显示器件的特点在于在形成发光二极管期间在无需掩模的情况下沉积在阳极和阴极之间的各层，即，包括有机发光层的有机膜通过改变其成分在真空状态下被顺序沉积。白光有机发光显示器件具有多种用途，诸如用在薄型光源、液晶显示器件的背光单元或者采用滤色器的全色彩显示器件中。目前，白光有机发光显示器件使用磷光/荧光叠层结构，其中叠置了使用蓝色荧光元件作为发光层的第一叠层和使用红色和绿色磷光元件作为发光层的第二叠层。这种白光有机发光显示器件通过混合自蓝色荧光元件发射的蓝光和自红色和绿色磷光元件发射的红光和绿光产生白光。但是，自蓝色荧光元件发射的蓝光亮度变化曲线和自红色和绿色磷光元件发射的红光和绿光亮度变化曲线是不同的，且由此，白光的色彩坐标变化。而且，荧光元件的内部量子效率差，由此具有红色被强化显示的白色坐标特性。需要通过在白光坐标在低亮度区域变化的位置将附加算法应用至面板来解决这一问题
发明内容
CN 102456847 A说明书2/8 页因此，本发明旨在提供一种白光有机发光器件，其基本上避免了由于现有技术的限制和不足导致的一个或多个问题。本发明的一个目的是提供一种白光有机发光器件，其具有高色温特性并能改善色彩坐标根据亮度变化而发生的变化。本发明的其他优点、目的和特点的一部分将在下面的具体说明中给出，一部分对于所属领域普通技术人员在研究下文后将变得清楚或者可以通过实施本发明而获悉。本发明的目的和其他优点可以通过书面说明书以及权利要求书和附图中所具体指出的结构来实现和获得。为了实现这些目的和其他有点，且根据本发明的用途，如本文中所具体化和广义描述的，一种白光有机发光层包括在基板上彼此相对的第一电极和第二电极；形成在所述第一电极和所述第二电极之间的电荷发生层；第二叠层，包括形成在所述电荷发生层和所述第二电极之间的第二发光层；和第一叠层，包括形成在所述第一电极和所述电荷发生层之间的第一发光层，其中所述第一发光层具有低单重态-三重态交换能以通过三重态_三重态湮灭将三重态激子改变为单重态，并且所述第一发光层的掺杂剂浓度根据所述第二叠层的亮度变化曲线而被调整。优选地，所述第一叠层在所述第一电极和所述电荷发生层之间还可包括第一空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴传输层和在所述第一发光层上的第一电子传输层。优选地，所述第二叠层在所述电荷发生层和所述第二电极之间还可包括第二空穴注入层、第三空穴传输层和在所述第二发光层上的第二电子传输层。优选地，所述第一发光层可以是在一个宿主中包含蓝色荧光掺杂剂的发光层，并且所述第二发光层可以是通过用红色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主形成的单一发光层。优选地，所述第一发光层可以是在一个宿主中包含蓝色荧光掺杂剂的发光层，并且所述第二发光层可以是通过用黄绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主或者用绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主形成的单一发光层。优选地，所述单重态-三重态交换能的范围可为0. IeV 0. 6eV。优选地，所述掺杂剂浓度可以是所述第一发光层的重量的4% 10%。优选地，所述第一电子传输层可包括至少两层电子传输层，所述至少两层电子传输层中的一层可由使金属自所述第一发光层的扩散最小化的材料形成，并且所述至少两层电子传输层中的另一层可由通过掺杂有金属而实现电子注入的有机材料形成。优选地，所述至少两层电子传输层中的与所述第一发光层相邻的一层可具有高于所述第一发光层的三重态能级的三重态能级。优选地，所述第一空穴传输层可具有高于所述第一发光层的三重态能级的三重态能级。优选地，所述第二空穴传输层和所述第三空穴传输层可具有高于所述第二发光层的三重态能级的三重态能级。应当理解，本发明前面的大致描述和下文的具体描述都是示范性和说明性的，意在对所要求保护的本发明提供进一步解释。
包括附图以提供对本发明进一步的理解且其结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1是示出根据本发明实施方式的白光有机发光器件的透视图；图2是示出荧光元件根据亮度的效率变化特性以及磷光元件根据亮度的效率变化特性的图表；图3是示出图2中所示的荧光元件的色彩坐标的图；图4是示出根据本发明实施方式的第一叠层结构的截面图；图5是示出根据本发明实施方式的第一叠层结构的内部量子效率的截面图；图6是示出根据本发明实施方式在第一叠层中的掺杂剂量的截面图；图7是示出根据本发明实施方式依据包括第一掺杂剂Dl和第一宿主Hl的第一发光层的掺杂剂浓度的发光效率的图表；图8是示出根据本发明实施方式依据包括第一掺杂剂Dl和第二宿主H2的第一发光层的掺杂剂浓度的发光效率的图表；图9是示出在掺杂剂浓度相同且提供各种宿主和掺杂剂组合时的发光效率的图表；以及图10是示出图9中所示的各有机发光器件的亮度变化斜率的图表。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的优选实施方式，其中的多个实例于附图中示出。尽可能地在整个附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部分。以下，将参照图1-10详细描述本发明的优选实施方式。图1是示出根据本发明实施方式的白光有机发光器件的透视图。参照图1，根据本发明实施方式的白光有机发光器件包括在基板100上彼此相对的第一电极110和第二电极150 ；第一叠层120 ；电荷发生层130 ；和叠置在第一电极110和第二电极150之间的第二叠层140。用作阳极的第一电极110由透明导电材料诸如透明导电氧化物(以下称作TC0) 形成，该TCO包括铟锡氧化物(以下称作ΙΤ0)或者铟锌氧化物(以下称作ΙΖ0)。用作阴极的第二电极150由反射金属诸如金(Au)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)或者铜形成。通过顺序地叠置第一空穴注入层(HIL) 122、第一空穴传输层(HIL) 124、第二空穴传输层124、第一发光层128和第一电子传输层(ETL) 129形成第一叠层120。第一发光层128包括在一个宿主中的蓝色荧光掺杂剂。稍后将参照图2至9给出第一发光层128、第一和第二空穴传输层124和126以及第一电子传输层129的详细描述。在叠置有很多层的本发明结构的情况下，形成两个空穴传输层，即第一和第二空穴传输层124和126以提高空穴的移动速度。但是，空穴传输层124和126的数量不限于两个，而是可根据用户需求变化。与第一发光层128相邻的第一和第二空穴传输层124和 126中的一个空穴传输层被形成为具有高于第一发光层128的宿主的三重态能级的三重态能级，且优选地被形成为具有比第一发光层128的宿主的三重态能级高0. 01 0. 4eV的三重态能级。第一电子传输层129包括至少两层，两层中的一层使金属(或碱金属)诸如锂 (Li)自发光层的扩散最小化，两层中的另一层由通过掺杂有金属(或碱金属)诸如锂(Li) 实现电子注入的有机材料例如BPhen基有机材料形成。在至少两层中，与第一发光层128 相邻的第一电子传输层129被形成为具有高于第一发光层128宿主的三重态能级的三重态能级，且优选地被形成为具有比第一发光层128的宿主的三重态能级高0. 01 0. 4eV的三重态能级。通过在电荷发生层130和第二电极150之间顺序地叠置第二空穴注入层142、第三空穴传输层144、第二发光层146、第二电子传输层148和电子注入层149形成第二叠层 140。第二发光层146是通过用磷光绿色掺杂剂和磷光红色掺杂剂两者掺杂一个宿主形成的单一发光层。而且，第二发光层146可以是通过用黄绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主或者用绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主形成的单一发光层。第三空穴传输层144和第二电子传输层148被形成为具有高于第二发光层146的宿主的三重态能级的三重态能级，且优选地被形成为具有比第二发光层146的宿主的三重态能级高0. 01 0. 4eV的三重态能级。图2是示出荧光元件根据亮度的效率变化特性和磷光元件根据亮度的效率变化特性的图表，图3示出了图2中所示的荧光元件的色彩坐标。根据本发明实施方式的白光有机发光器件具有包括红、绿、蓝光发光层的结构，并通过使用两种补偿色彩的发光层产生白光。这里，白光有机发光器件通过自第一叠层120 发射蓝光和自第二叠层140发射红光和绿光来产生白光。第一叠层120的第一发光层128是在一个宿主中包含蓝色荧光掺杂剂的发光层， 第二叠层140的第二发光层146是通过用绿色磷光掺杂剂和红色磷光掺杂剂两者掺杂一个宿主形成的单一发光层。也就是说，第一发光层128是荧光层，第二发光层146是磷光层。如上所述，将第一叠层120的第一发光层128形成为荧光层，将第二叠层140的第二发光层146形成为磷光层。普通的白光有机发光器件具有如图2中所示的图表特性。更详细地，图2中所示的第一曲线202代表示出了荧光元件根据亮度的效率变化特性的斜率，图2中所示的第二曲线204代表示出了磷光元件根据亮度的效率变化特性的斜率。如图2中所示，蓝色荧光层的第一曲线202表示朝着低亮度区域没有效率变化，但是红色和绿色磷光层的第二曲线204表示与蓝色荧光层的第一曲线202相比，朝着低亮度区域存在较大的效率变化。由于在荧光元件和磷光元件之间根据亮度的效率变化斜率的差异，导致在图3中所示的区域“A”中的色彩坐标根据亮度发生变化。为了补偿色彩坐标的上述变化，根据本发明实施方式的第一叠层120被形成为增加第一发光层128的荧光效率，并且同时使得第一叠层120根据亮度产生的效率变化斜率与第二叠层140的第二发光层146的相适应。更具体地，第一叠层120提高内部量子效率 (IQE)以增加第一发光层128的荧光效率，并调整掺杂剂的量以使得第一叠层120根据亮度产生的效率变化斜率与第二叠层140的第二发光层146的相适应。第一叠层120具有其中有效发生三重态_三重态湮灭(TTA)以提高IQE的结构。将结合图4和5描述根据本发明实施方式增加IQE的第一叠层120的结构，且将结合图6描述调整第一叠层120的掺杂剂量以使得第一叠层120根据亮度产生的效率变化斜率与第二叠层140根据亮度产生的效率变化斜率相适应。图4是示出根据本发明实施方式的第一叠层结构的截面图，图5是示出根据本发明实施方式的第一叠层结构的内部量子效率的截面图。根据本发明实施方式的第一叠层120具有其中在第一发光层128中有效发生三重态-三重态湮灭(TTA)的结构。也就是说，由于通过TTA延迟的荧光使得内部量子效率(以下称作IQE)得以提高。也就是说，为了经由TTA实现效率提高，白光有机发光器件应具有其中在发光层 128中有效发生TTA的结构。为了容易实现经由TTA从三重态到单重态的变换，发光层128 的宿主和掺杂剂中每一个的单重态_三重态交换能AEst都应较低。但是，为了有效收集发光层128中的三重态激子，空穴传输层124和126以及电子传输层129的三重态能量应高于蓝色宿主的三重态能量。由此，为了实现经由TTA提高效率，如图4中所示的第一叠层120具有其中考虑到宿主的三重态能量来形成与第一发光层128相邻的空穴传输层124和126以及电子传输层 129的结构，从而经由TTA容易地将三重态激子改变为单重态。为此目的，第一发光层128 的宿主的单重态_三重态交换能Δ Est具有范围在0. IeV 0. 6eV的值。在第一和第二空穴传输层124和126当中，与第一发光层128相邻的空穴传输层 124或者126被形成为具有高于第一发光层128中的三重态能级Tl的三重态能级，如图4 中所示，且考虑到最低未占分子轨道(LUMO)能级而与第一空穴注入层122—起形成。以这种方式，第一或第二空穴传输层124或126的三重态能级THl高于第一发光层128中的三重态能级Tl，从而防止在第一发光层128中的空穴扩散到第一或第二空穴传输层124或126。 因此，第一发光层128的载流子可分布在第一发光层128内部，而不会扩散至相邻的空穴传输层124或126。第一电子传输层129被形成为具有高于第一发光层128中的三重态能级Tl的三重态能级，如图4中所示，并且考虑到阻挡特性形成第一电子传输层129，以便阻挡来自第一发光层128的空穴。以这种方式，第一电子传输层129的三重态能级TEl高于第一发光层128的三重态能级Tl，从而防止第一发光层128中的空穴扩散至第一电子传输层129。因此，第一发光层128的载流子可分布在第一发光层128内部而不会扩散至相邻的电子传输层 129。由于经由TTA延迟的荧光，使得具有上述结构的第一叠层120将内部量子效率 (以下称作IQE)提高至25% 50%，如图5中所示。在上述第一叠置结构下优化了电子迁移率，从而获得高效荧光元件。图6是示出根据本发明实施方式在第一叠层中的掺杂剂量的截面图。在根据本发明实施方式的第一叠层120中，考虑到第二叠层140根据亮度的效率变化斜率，通过组合掺杂剂212和宿主210形成第一发光层128。也就是说，通常，荧光元件具有图2的第一曲线202的斜率特性，磷光元件具有图2的第二曲线204的斜率特性。参照图2，荧光元件根据亮度的效率变化斜率和磷光元件根据亮度的效率变化斜率是不同的。由此，在根据本发明实施方式的第一叠层120中，为了控制荧光元件的第一曲线202的斜率接近于朝着高亮度区域被降低的磷光元件的曲线204的斜率，调整第一发光层 128的掺杂剂212的量。也就是说，掺杂剂212和宿主210组合以便允许第一发光层128与第二发光层146的磷光元件呈现相同的亮度曲线。更具体地，将第一发光层128的掺杂剂212的浓度调整为第一发光层128的重量的4% 10%。以这种方式，应用利用了掺杂剂212的浓度的浓缩猝灭(concentration quenching)。也就是说，在磷光元件以及荧光元件的情况下，当掺杂剂212的浓度过高时发光效率降低。载流子通过跳跃(hopping)在分子之间移动，当掺杂剂212的浓度过高时，载流子在掺杂剂颗粒内彼此碰撞且由此发生退化。如果应用了这种浓缩猝灭，则在受限制的发光层128中载流子碰撞的可能性根据电流密度变化，且由此可改变效率。随着第一发光层128的掺杂剂212的浓度的增加，由于浓缩猝灭导致的效率变化根据亮度变化的斜率朝着高亮度区域减小。由此，第一发光层128的掺杂剂212的浓度可根据第二发光层146的亮度特性变化。如上所述，通过增加掺杂剂212的浓度，第一发光层128具有这样的曲线， 该曲线的效率变化根据亮度变化的斜率与第二叠层140的斜率相同，从而解决了白色坐标的问题。图7是示出根据本发明实施方式依据包括第一掺杂剂Dl和第一宿主Hl的第一发光层的掺杂剂浓度的发光效率的图表。图7示出了代表通过组合第一掺杂剂Dl和第一宿主Hl形成的第一发光层(即， 代表在第一发光层中的第一掺杂剂Dl的量变化时发光效率变化的变动)的曲线。更具体地，图7中，第一曲线230是第一发光层中的第一掺杂剂Dl具有浓度4%时的亮度曲线，第二曲线232是第一发光层中的第一掺杂剂Dl具有浓度6%时的亮度曲线，第三曲线234是第一发光层中的第一掺杂剂Dl具有浓度8%时的亮度曲线。如上所述，将理解，随着第一发光层中的掺杂剂Dl的量增加，发光效率曲线的斜率变陡。而且，表1表示根据第一宿主Hl和第一掺杂剂Dl的量的第一发光层
表1示出了根据第一宿主Hl和第一掺杂剂Dl的浓度的驱动电压V、每单位面积的亮度Cd/A、量子效率QE(% )和色彩坐标(CIEx，CIEy)。表 1
宿主掺杂剂电压(V) Cd/A QE(%) CIEx CIEy BD 1(4%) 3.8v 10.3 10.3 0.127 0.152 BHl BD 1(6%) 3.8v 10.2 10.0 0.126 0.154 _BD 1(8%) 3.8v 9.99.4 0.125 0.161图8是示出根据本发明实施方式依据包括第一掺杂剂Dl和第二宿主H2的第一发光层的掺杂剂浓度的发光效率的图表。图8说明了通过组合第一掺杂剂Dl和第二宿主H2形成的第一发光层(即，表示当第一发光层中第一掺杂剂Dl的量变化时发光效率变化的变动)的曲线。更具体地，图8 中，第一曲线224是第一发光层中的第一掺杂剂Dl具有浓度2 %的亮度曲线，第二曲线220 是第一发光层中的第一掺杂剂Dl具有浓度4%的亮度曲线，第三曲线226是第一发光层中
8的第一掺杂剂Dl具有浓度6%的亮度曲线，第四曲线222是第一发光层中的第一掺杂剂Dl 具有浓度8%的亮度曲线。如上所述，应当理解，随着第一发光层中掺杂剂Dl的量增加发光效率曲线的斜率变陡。而且，表2表示根据第二宿主H2和第一掺杂剂Dl的量的第二发光层。表2示出了根据第二宿主H2和第一掺杂剂Dl的浓度的驱动电压V、每单位面积的亮度Cd/A、量子效率QE )、色彩坐标(CIEx，CIEy)以及峰值波长λ ρ (nm)。表 权利要求
1.一种白光有机发光层，包括在基板上彼此相对的第一电极和第二电极；形成在所述第一电极和所述第二电极之间的电荷发生层；第二叠层，包括形成在所述电荷发生层和所述第二电极之间的第二发光层；和第一叠层，包括形成在所述第一电极和所述电荷发生层之间的第一发光层，其中所述第一发光层具有低单重态_三重态交换能以通过三重态_三重态湮灭将三重态激子改变为单重态，并且所述第一发光层的掺杂剂浓度根据所述第二叠层的亮度变化曲线而被调整。
2.如权利要求1所述的白光有机发光层，其中所述第一叠层还包括第一空穴注入层、 第一空穴传输层、第二空穴传输层和在所述第一发光层上的第一电子传输层。
3.如权利要求2所述的白光有机发光层，其中所述第二叠层还包括第二空穴注入层、 第三空穴传输层和在所述第二发光层上的第二电子传输层。
4.如权利要求1所述的白光有机发光层，其中所述第一发光层是在一个宿主中包含蓝色荧光掺杂剂的发光层，并且所述第二发光层是通过用红色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主形成的单一发光层。
5.如权利要求1所述的白光有机发光层，其中所述第一发光层是在一个宿主中包含蓝色荧光掺杂剂的发光层，并且所述第二发光层是通过用黄绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主或者用绿色磷光掺杂剂掺杂一个宿主形成的单一发光层。
6.如权利要求1所述的白光有机发光层，其中所述单重态_三重态交换能AEst的范围为 0. IeV 0. 6eV0
7.如权利要求1所述的白光有机发光层，其中所述掺杂剂浓度是所述第一发光层的重量的4% 10%。
8.如权利要求2所述的白光有机发光层，其中所述第一电子传输层包括至少两层电子传输层，所述至少两层电子传输层中的一层由使金属自所述第一发光层的扩散最小化的材料形成，并且所述至少两层电子传输层中的另一层由通过掺杂有金属而实现电子注入的有机材料形成。
9.如权利要求8所述的白光有机发光层，其中所述至少两层电子传输层中的与所述第一发光层相邻的一层具有高于所述第一发光层的三重态能级的三重态能级。
10.如权利要求2所述的白光有机发光层，其中所述第一空穴传输层具有高于所述第一发光层的三重态能级的三重态能级。
11.如权利要求3所述的白光有机发光层，其中所述第二空穴传输层和所述第三空穴传输层具有高于所述第二发光层的三重态能级的三重态能级。
全文摘要
公开一种白光有机发光器件，其具有高色温特性且色彩坐标不随着亮度变化而变化，所述白光有机发光器件包括在基板上彼此相对的第一电极和第二电极，形成在第一电极和第二电极之间的电荷发生层，包括形成在电荷发生层和第二电极之间的第二发光层的第二叠层，和包括形成在第一电极和电荷发生层之间的第一发光层的第一叠层，其中第一发光层具有低单重态-三重态交换能以通过三重态-三重态湮灭将三重态激子改变为单重态，并且根据第二叠层的亮度变化曲线调整第一发光层的掺杂剂浓度。
文档编号H01L51/52GK102456847SQ20111033014
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月24日 优先权日2010年10月26日
发明者宋基旭, 皮性勋, 金昌五 申请人:乐金显示有限公司