专利名称：高色温串联白色oled的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于大型显示器的宽谱带光发射OLED显示器。
背景技术：
有机发光二极管器件(亦称作0LED)通常包含阳极、阴极和夹在所述阳极和所述阴极之间的有机电致发光(EL)单元。有机EL单元包含至少一个空穴输送层(HTL)、发光层 (LEL)和电子输送层(ETL)。OLED因其驱动电压低、亮度高、视角广和用于全色显示器和其他应用的能力而引人注目。邓青云等在其美国专利第4，769，292号和第4，885，211号中描述了这种多层OLED。取决于其LEL的发射性质，OLED可以发射出不同颜色，例如红色、绿色、蓝色或白色。近来，对于将宽谱带OLED结合到诸如固态光源、彩色显示器或全色显示器等各种应用中的需求日益增加。宽谱带发射意味着OLED发射足够宽的整个可见光谱的光，从而可以将这样的光与滤色片或变色模块结合使用，以生产具有至少两种不同颜色的显示器或全色显示器。特别是，需要的是在光谱的红色、绿色和蓝色部分存在明显发射的宽谱带光发射 OLED(或宽谱带0LED)，S卩，需要发白色光的OLED(白色0LED)。与具有分开图案化的红色、绿色和蓝色光发射体的OLED相比，具有滤色片的白色OLED的使用提供了更加简单的制造方法。这可以获得更高的生产力，使产率提高，并且节约成本。例如Kido等(Applied Physics Letters 64，815 (1994))、J. Shi 等(美国专利第 5，683，823 号)、Sato 等(JP 07-142169), Deshpande等(AppliedPhysics Letters 75,888(1999))以及iTokito等(Applied Physics Letters 83,2459(2003))曾报道过白色 OLED。为实现OLED的宽谱带发射，需要激发多于一种的分子，因为在通常条件下每种分子仅发射光谱较窄的光。具有主体材料和一种以上发光掺杂物的发光层在从主体材料向掺杂物的能量传递不完全时可以实现同时由主体和掺杂物发光，引起在可见光谱内的宽谱带发射。为实现具有单个发光层的白色0LED，发光掺杂物的浓度必须得到精细控制。而这将带来制造方面的困难。与具有一个发光层的器件相比，具有两个以上发光层的白色OLED能够具有更好的颜色和更高的发光效率，并且对于掺杂物浓度的变化耐受性更高。还发现，具有两个发光层的白色OLED通常比具有单个发光层的OLED更稳定。然而，光谱的红色、绿色和蓝色部分的高强度发光还是难以实现。具有两个发光层的白色OLED通常具有两个强发射峰。Jones等(美国专利第6，337，492号)、Tanaka等(美国专利第6，107，734号)、 Kido等(日本专利第2003/045676A号公报和美国专利第2003/0189401A1号公报)以及 Liao等(美国专利第6，717，358号和美国专利第2003/0170491A1号公报)已公开了串联 OLED结构(有时称为堆叠式OLED (stacked OLED)或级联式OLED (cascadedOLED))。所述串联OLED通过垂直堆叠若干单个的OLED单元并使用一个电源来驱动该堆叠体而制造。其优点在于可提高发光效率和/或使用寿命。然而，所述串联结构需要提高驱动电压，使其基本与堆叠在一起的OLED单元数成正比。
Matsumoto 和 Kido 等(SID 03 Digest 979(2003))中报道了通过在器件中连接蓝绿色EL单元与橙色EL单元而构造串联白色OLED，和通过使用一个电源驱动所述器件来实现白光发射。虽然发光效率得到提高，但是此串联白色OLED器件在光谱中具有较弱的绿色和红色分量。Liao等在美国专利第2003/0170491A1号公报中描述了通过在器件内将红色EL单元、绿色EL单元和蓝色EL单元串联连接而获得的串联白色OLED结构。当串联白色OLED由一个电源驱动时，通过红色、绿色和蓝色EL单元的光谱组合而产生白光发射。虽然有了这些发展，但是仍然需要在保持良好的宽谱带发射的同时改善OLED器件的效率和发光稳定性。此外，为生产具有宽谱带发射的OLED显示器已经进行了很多工作，所述宽谱带发射接近CIE标准照明体D65的颜色，后者具有约6500K的色温。许多市售液晶显示器和等离子体显示器被设为具有9300K以上的色温，它们都是非常偏蓝的白色。因此，也需要生产具有较高色温的高效且稳定的OLED显示器。
发明内容
对于具有改进的色温、效率和发光稳定性的OLED器件存在需求。具有两个隔开的电极的OLED器件可以实现这一目的，所述OLED器件包含设置在所述电极之间的第一、第二和第三发光单元，所述第一发光单元产生的光在大于500nm的波长具有多个峰并在小于480nm的波长基本不发射，并且所述第二和第三发光单元产生的光在小于500nm的波长具有明显发射；b.分别设置在第一与第二发光单元之间，和第二与第三发光单元之间的中间连接器；和c.其中所述OLED器件发射色温大于7，OOOK的光。发明效果本发明的优点是提供了一种OLED显示器，所述OLED显示器具有适于较大型显示器的改善的色温，且具有改善的效率和寿命。
图1显示的是根据本发明的串联OLED器件的一个实施方式的截面图；图2显示的是根据本发明的串联OLED器件的另一个实施方式的截面图；和图3显示的是本发明的几个实施方式的光谱辐射与波长间的关系的图。由于器件特征尺寸如层厚通常在亚微米范围内，因此放大了附图的比例，以便于查看，而未依照尺寸精确性。
具体实施例方式术语“0LED器件”使用的是包含有机发光二极管作为像素的显示器件的本领域内所公知的意义。其可以指具有单个像素的器件。术语“串联OLED器件”和“堆叠式OLED器件”指包含垂直设置的两个以上发光单元的OLED器件，其中各发光单元能够彼此独立地发光。各发光单元至少包含空穴输送层、发光层和电子输送层。发光单元由中间连接器隔开。 此处所用的术语“0LED显示器”是指包含多个可以是不同颜色的像素的OLED器件。彩色 OLED器件发出至少一种颜色的光。术语“多色”用于描述能够在不同区域发射具有不同色调的光的显示面板。特别是，其用于描述能够显示具有不同颜色的图像的显示面板。这些区域不必是邻接的。术语“全色”用于描述能在可见光谱的红色、绿色和蓝色区域发射并且可以以色调的任意组合来显示图像的多色显示面板。红色、绿色和蓝色构成了三原色，通过适当混合可由所述三原色产生所有其他颜色。术语“色调”是指在可见光谱内的光发射的强度性质，不同的色调表现颜色的视觉上可辨别的差异。术语“像素”采用的是其在本领域中所公知的用法，用于指定显示面板的独立于其他区域的受激发光的区域。据认为，在全色系统中，将若干不同颜色的像素在一起使用，以产生宽范围的颜色，观看者可将这样的组称为单个像素。为便于这里的讨论，这样的组将被认为是若干不同颜色的像素。根据本公开内容，宽谱带发射是指在可见光谱的多个部分(例如蓝色和绿色部分)具有显著的分量的光。宽谱带发射也可以包含下述情况在光谱的红色、绿色和蓝色部分发光，以产生白光。白光是使用者所感觉到的具有白色的光，或者是其发射光谱足以与滤色片结合使用从而形成实际的全色显示的光。对于低能耗，白光发射OLED的色度接近 CIE标准照明体D65 (即，193ICIE色度坐标为CIEx = 0. 31和CIEy = 0. 33)通常是有利的。 这特别适用于具有红色、绿色、蓝色和白色像素的所谓的RGBW显示器的情况。虽然CIEx， CIEy坐标为约0. 31，0. 33在一些情况下是理想的，但实际的坐标可以有较大改变而仍非常有用。对一些如电视和其他大型显示器等应用装置而言，具有较高色温的白光发射可能是理想的，其意味着有比D65更偏蓝的发射。色温等于所谓“黑体”的受热物体的光源的温度，并且用以开氏度为单位的绝对温标表示。此外，相关色温(或CCT)被定义为当黑体辐射体颜色与光源的颜色匹配但不意味着光谱匹配时黑体辐射体的温度值(A. R. Robertson, "Computation of Correlated ColorTemperature and Distribution Temperature，，， J. Opt. Soc. Am.，58，15^-1535 (1968))。本申请中所使用的术语“色温”实际上指相关色温。 随着白光发射变得较蓝，色温升高。对于这种显示器，理想的白光发射对于CIEx和CIEy可以具有0. 25 0. 30的CIE坐标。优选的是，白光发射将具有χ = 0.观和y = 0. 29的CIE 坐标，其对应于10，000K的色温。产生偏蓝的白光的一种方法是提高显示器的蓝色像素的平均强度。然而，这将具有缩短蓝色像素的使用寿命的不利作用。此处所用术语“白光发射” 是指内部能够产生白光的器件，即使所述光的一部分在观看之前可通过滤色片除去亦可。现在参见图1，图1显示的是本发明的一个实施方式的串联白光发射OLED器件10 的像素的截面图。OLED器件10包含基板20 ；两个隔开的电极，其为阳极30和阴极90 ；设置在电极之间的分别为第一、第二和第三发光单元的85、80和75 ；设置在第一和第二发光单元85和80之间的中间连接器96 ；和设置在第二和第三发光单元80和75之间的中间连接器95。Hatwar等在美国专利7，332，860中描述了此类型的所谓串联设置的多个发光单元的使用。第一发光单元85产生在波长大于500mm处(例如在可见光谱的绿色、黄色和红色区域)具有多个峰的光。第一发光单元85基本不产生蓝光发射，这意味着在短于480nm 波长的发射强度小于最大发射强度的10%，并且不超过490nm处的50%。在该实施方式中，第一发光单元85包含第一发光层，例如绿光发射层52g，所述绿光发射层52g包含绿光发射化合物并产生绿光发射。第一发光单元85还包含第二发光层，例如黄光发射层52y，所述黄光发射层52y包含黄光发射化合物并在可见光谱的黄光至红光部分产生发射。此处所用的术语“黄光发射化合物”是指在黄色至红色区域(即，约570nm 700nm)具有其主要发光的物质。第二和第三发光单元80和75产生基本在短于500nm的波长处(即，在可见光谱的蓝光部分中)具有发射的光。第二和第三发光单元80和75也可以在其他波长处具有发射。第二和第三发光单元80和75可以具有相同的发射谱或不同的发射谱。在该实施方式中，第二和第三发光单元80和75各自包含蓝光发射层，例如分别为包含蓝光发射化合物的蓝光发射层51b和50b。各发光单元包含电子输送层(例如55、56和6 和空穴输送层(例如45、41和40)。OLED器件10还包含空穴注入层35。串联OLED器件10还包含设置在发光单元之间的中间连接器，例如设置在第一和第二发光单元85和80之间的中间连接器96，和设置在第二和第三发光单元80和75之间的中间连接器95。中间连接器向相邻的EL单元中提供有效的载体注入。金属、金属化合物或其他无机化合物都对载体注入有效。然而，这些材料通常具有低电阻率，这会导致像素串扰(pixel crosstalk)。此外，构成中间连接器的层的光学透明性应该尽可能高，以使EL 单元中所产生的辐射能够离开器件。因此，通常优选在中间连接器中主要使用有机材料。 Hatwar等在美国第2007/0001587号公报中已经对中间连接器及其构造中所使用的材料进行了详细的描述。中间连接器的另外一些非限制性实例在美国专利第6，717’ 358号和第 6，872，472号以及美国专利第2004/0227460A1号公报中进行了描述。此构造的OLED器件发出色温比许多现有技术器件高的光。可以构造OLED器件， 从而使得该器件发出色温高于7，000K、可用的是色温为9，000K 15，000K的光。这是比 D65点更蓝的白色并且对于如大屏幕电视等较大型显示器而言是适合的甚至是理想的。现在参见图2，图2显示了本发明的串联OLED器件15的另一个实施方式的截面图。在该实施方式中，OLED器件15还包含与其相关的至少三个不同滤色片的阵列。选择各滤色片的带通以产生不同颜色的光，例如分别产生红光、绿光和蓝光的红色滤色片25r、 绿色滤色片25g和蓝色滤色片25b。所述阵列的各滤色片接收来自发光单元(例如，第一、 第二和第三发光单元85、80和75)的光，由此通过各滤色片产生不同颜色的光。各滤色片分别具有相关的阳极，例如阳极31r、31g和31b，用以选择性地产生所需颜色的光。OLED器件15也可以具有非滤色区域，例如阳极31w的非滤色区域，所述区域不具有滤色片因而允许由OLED器件15产生的宽谱带光发射，由此可形成具有滤色片阵列的RGBW器件。诸如此处所述的发光层等发光层响应于空穴-电子再结合而发光。理想的有机发光材料可以通过任何适当方法从供体材料沉积，例如蒸发、溅射、化学气相沉积、电化学沉积或辐射热转移等。可用的有机发光材料是公知的。如美国专利第4，769，四2号和第 5，935，721号中所更为全面地描述的，OLED器件的发光层包含发冷光(luminescent)的材料或荧光材料，其中电致发光作为电子-空穴对在该区域中再结合的结果而产生。发光层可以由一种材料构成，但是更常见的是包含掺杂有客体化合物或掺杂物的主体材料，其中发光主要来源于掺杂物。需选择掺杂物以产生具有特定光谱的色光。发光层中的主体材料可以是电子输送材料、空穴输送材料或支持空穴-电子再结合的其他材料。掺杂物通常选自高荧光染料，所述高荧光染料一般为单线态发光化合物，即其由激发的单线态发光。不过，也可以使用通常为三线态发光化合物(即，其由激发的三线态发光)的磷光化合物，例如TO 98/5556UW0 00/1885UW0 00/57676和WO 00/70655中所述的过渡金属络合物。掺杂物通常以0. 01重量％ 10重量％涂布在主体材料中。已知可使用的主体和发光分子包括但不限于美国专利第4，768，292号 ’第5，141，671号；第5，150，006号；第5，151，629号； 第 5，294，870 号；第 5，405，709 号；第 5，484，922 号；第 5，593，788 号；第 5，645，948 号；第5，683，823 号；第 5，755，999 号；第 5，928，802 号；第 5，935，720 号；第 5，935，721 号和第 6，020，078号中所公开的那些主体和发光分子。蓝光发射层50b和51b包含主体材料和蓝光发射掺杂物。蓝光发射掺杂物可以是单线态或三线态发光化合物。第一发光单元85的发光层(例如发光层52g和52y)可以包含单线态发光化合物或三线态发光化合物作为掺杂物。8-羟基喹啉的金属络合物及类似衍生物(式A)构成了一类可用的能够支持电致发光的电子输送主体材料，并且特别适于波长长于500nm(例如，绿色、黄色、橙色和红色) 的发光。
权利要求
1.一种具有两个隔开的电极的OLED器件，所述OLED器件包含a.设置在所述电极之间的第一、第二和第三发光单元，所述第一发光单元产生在大于 500nm的波长具有多个峰并在小于480nm的波长基本无发射的光，并且所述第二和第三发光单元产生在小于500nm的波长具有明显发射的光；b.分别设置在所述第一与第二发光单元之间、和所述第二与第三发光单元之间的中间连接器；和c.其中所述OLED器件发射色温大于7，000K的光。
2.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述器件发射色温为9，000K 13，000K的光。
3.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三发光单元各自包含发光层，所述发光层包含主体材料和蓝光发射掺杂物。
4.如权利要求3所述的OLED器件，其中，所述蓝光发射掺杂物为单线态发光化合物。
5.如权利要求3所述的OLED器件，其中，所述蓝光发射掺杂物为三线态发光化合物。
6.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述第一发光单元包含单线态发光化合物。
7.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述第一发光单元包含三线态发光化合物。
8.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三发光单元具有相同的发射谱。
9.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述第二和第三发光单元具有不同的发射谱。
10.如权利要求1所述的OLED器件，其中，所述隔开的电极中的一个具有反射性，而另一个具有透射性，并且与所述第二和第三发光单元相比，所述第一发光单元被设置得更靠近所述反射性电极。
11.如权利要求1所述的OLED器件，所述OLED器件还包含接收来自所述发光单元的光的与所述器件相关联的至少三个不同滤色片的阵列，对所述滤色片中每一个的带通进行选择从而产生不同颜色的光。
12.如权利要求11所述的OLED器件，其中，所述至少三个不同滤色片的阵列形成RGBW 器件。
全文摘要
一种具有两个隔开的电极的OLED器件，所述OLED器件包含设置在所述电极之间的第一、第二和第三发光单元，所述第一发光单元产生在长于500nm的波长具有多个峰并在小于480nm的波长基本无发射的光，并且所述第二和第三发光单元产生在短于500nm的波长处具有明显发射的光；分别设置在所述第一与第二发光单元之间，和所述第二与第三发光单元之间的中间连接器；并且其中所述OLED器件发射色温大于7,000K的光。
文档编号H01L51/50GK102171849SQ200980139065
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月3日 优先权日2008年9月16日
发明者图卡拉姆·姬珊·哈特瓦尔, 杰弗里·保罗·斯皮德勒 申请人:全球Oled科技有限责任公司