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CN1610468A - 白色的有机电致发光装置 - Google Patents

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CN1610468A
CN1610468A CNA2004100861825A CN200410086182A CN1610468A CN 1610468 A CN1610468 A CN 1610468A CN A2004100861825 A CNA2004100861825 A CN A2004100861825A CN 200410086182 A CN200410086182 A CN 200410086182A CN 1610468 A CN1610468 A CN 1610468A
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light emitting
blue light
red
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CNA2004100861825A
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横山明聪
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Pentax Corp
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Aidishi It Consulting Firm
Pentax Corp
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Abstract

白色的有机电致发光装置在基底的阳极和阴极之间具有一个有机层。有机层具有至少一个蓝色发光层、一个红色发光层和一个绿色发光层。红色发光层包含了掺杂有至少一种黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的蓝色发光化合物。当在阳极和阴极之间加上电压时，发光层分别发出蓝色、红色和绿色光，因此白色的有机电致发光装置20发出白光。

Description

白色的有机电致发光装置
技术领域
本发明涉及能发出白光的有机电致发光装置。
背景技术
通常，已知多种使用有机电致发光装置显示全色彩图像的方法。在这些方法中，白色的有机电致发光装置发出白光，然后白光经过RGB颜色过滤器过滤后得到红色、绿色和蓝色的光。
在上述方法中使用白色的有机电致发光装置在日本专利NO：3451680有记载。该文献公开了白色的有机电致发光装置具有发光层，该发光层由蓝色发光层、绿色发光层和红色发光层组成。蓝色发光层由掺杂了红色掺杂染料的绿色发光化合物组成。当在白色的有机电致发光装置上施加电压时，每种发光层发出它特定的颜色。因此，白色的有机电致发光装置能发出白光。
这些白色的有机电致发光装置能用在很多领域，例如电视显示器、数码相机显示器等。如果它们被用作显示器，则需要调整它们的发光强度。
但是，在上述文献所公开的白色的有机电致发光装置中，如果为了调整发光强度而改变施加在装置上的电压时，则从电致发光装置中发出的光的色度也会随之改变。也就是说，上述文献公开的电致发光装置中发出的白光的色彩平衡依赖于所施加的电压而变化。
本发明的概述
本发明的目的在于提供一种白色的有机电致发光装置，它能发出具有很高的色彩纯度的白光。本发明的另一个目的在于提供一种白色的有机电致发光装置，它能发出具有色彩平衡性的白光，该色彩平衡性不会随着电致发光装置上所施的电压变化而改变。
根据本发明，提供了一种发出白光的有机电致发光装置，它在基底(ITO包被的玻璃)的阳极和阴极之间包含有机层。有机层至少具有发蓝光的第一蓝色发光层，发绿光的第一绿色发光层，以及发红光的红色发光层。红色发光层包含了掺杂有至少一种黄色掺杂染料和红色掺杂染料的蓝色发光化合物。
优选地，蓝色发光化合物是空穴-传导化合物(hole-transportingcompound)。优选地，有机层从阳极按顺序是红色发光层、第一蓝色发光层和第一绿色发光层。
如果红色发光层包含黄色掺杂染料和红色掺杂染料，则黄色掺杂染料的量高于红色掺杂染料的量。
有机层从阳极一侧按顺序可以是第一蓝色发光层、红色发光层和第一绿色发光层。
有机层可以在红色发光层和第一绿色发光层之间有第二蓝色发光层。
有机层可以在第二蓝色发光层的阳极一侧具有第二绿色发光层。
优选地，有机层在最接近阳极一侧具有空穴注入层(hole injection layer)，空穴注入层含有CuPc和MTDATA。
根据本发明，提供了一种用于发光的有机电致发光装置，该装置在基底的阳极和阴极之间包含发光的有机层。有机层在最接近阳极一侧具有空穴注入层，空穴注入层含有CuPc和MTDATA。
在本发明中，空穴注入层可以具有包含CuPc的第一空穴注入层和包含MTDATA的第二空穴注入层。进一步，空穴注入层可以包含CuPc和MTDATA的混合物。
附图说明
图1是在本发明第一个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图；
图2是在本发明第二个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图；
图3是在本发明第三个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图；
图4是在本发明第四个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图：
图5是在本发明第五个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图；
图6是在本发明第六个实施方式中显示有机电致发光装置的示意透视图；
图7是在实施例1中测得的电致发光谱的点(plot)；
图8是实施例1中的色度坐标图；
图9是在实施例2中测得的电致发光谱的点；
图10是实施例2中的色度坐标图；
图11是在实施例3中测得的电致发光谱的点；
图12是实施例3中的色度坐标图；
图13是在实施例4中测得的电致发光谱的点；
图14是实施例4中的色度坐标图；
图15是在实施例5中测得的电致发光谱的点；
图16是实施例5中的色度坐标图；
图17是在实施例6中测得的电致发光谱的点；
图18是实施例6中的色度坐标图；
图19是在实施例7中测得的电致发光谱的点；
图20是实施例7中的色度坐标图；
图21是在实施例8中测得的电致发光谱的点；
图22是实施例8中的色度坐标图；
图23是在实施例9中测得的电致发光谱的点；
图24是实施例9中的色度坐标图；
图25是在实施例10中测得的电致发光谱的点；
图26是在实施例11中测得的电致发光谱的点；
图27是在对比实施例1中测得的电致发光谱的点；
图28是实施例10中的色度坐标图；
图29是表示实施例10中所施加的电压和电流强度之间关系图；
图30是表示实施例11和对比实施例1中所施加的电压和电流强度之间关系图；
图31是表示实施例10中电流强度和发光效率之间的关系图；
图32是表示实施例11和对比实施例1中电流强度和发光效率之间的关系图；
图33是实施例12、13和14中测得的电流发光谱的点；
图34是实施例12、13和14中电流强度和发光水平之间的关系图；以及
图35是实施例12、13和15中电流强度和发光效率之间的关系图。
具体实施方式
本发明将结合附图中的具体实施方式来详细描述。
图1是一个白色有机电致发光装置，本发明的第一个具体实施方式就使用该装置。白色有机电致发光装置20具有基本单元(基底)10，安置在基本单元10上的阳极11，安置在阳极11上的有机层21，安置在有机层21上的电子注入层17，以及安置在电子注入层17上的阴极18。
基本单元(基底)10是由具有光传递特性的玻璃材料形成的。阳极11是一种包含ITO(铟锡氧化物)的半透明层。阳极11的厚度大约为100nm。位于阳极11处的有机层21发出白光，如下述。白光通过阳极11和基本单元10而从电致发光装置20中发出。
有机层21从阳极11侧按顺序是空穴注入层19、空穴传递层12、蓝色发光层13、红色发光层15、绿色发光层16和电子传递层25。每一层和相邻的层紧密堆放。空穴注入层19和电子传递层25中的至少一种能省略。
空穴注入层19包含MTDATA(4，4’，4”-tris(3-甲基-苯基-苯基-氨基)三苯胺)，如化学式[4]所示。空穴注入层19的厚度为大约10nm到60nm，优选约15nm。在有机层21中，空穴注入层19能从阳极11中有效注入空穴。此外，空穴注入层19可由AlF3、HFO3、Ta2O5或CuPc(铜苯二甲蓝染料)制得，如化学式[4-2]所示，并且可以由CuPc和MTDATA的混合物制得。当空穴注入层19由有机化合物如CuPc、MTDATA或它们的混合物制得时，空穴注入层19的厚度优选为大约10nm至80nm。当空穴注入层19是由CuPc和MTDATA的混合物制得时，CuPc和MTDATA的重量比范围为1∶1至1.5∶1。
空穴传递层12包含空穴传递化合物，优选具有式[5]的结构。
Figure A20041008618200082
式[5]中的R1，R2，R3和R4是芳基。此外，本发明中的芳基包含烷基取代的芳基。R1，R2，R3和R4可以是相同的芳基或不同的芳基。此外，空穴传递化合物优选满足结构式[6]或[7]。
Figure A20041008618200083
结构式[6]或[7]，R1，R2，R3和R4是氢原子或具有1-3个碳原子的烷基。R1，R2，R3和R4可以是相同的烷基或不同的烷基。R1，R2，R3和R4在苯或萘骨架的任意位置上分别取代。尤其优选，空穴传递化合物是NPB(N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-对二氨基联苯)，如式[8]所示，或TPD(N，NO-二苯基-N，NO-二(3-甲基苯基)-1，10-二苯基-4，4’-二胺)，如图[9]所示。空穴传递层12可以包含上述化合物的两种或两种以上的混合物。空穴传递层12的厚度为大约20nm到100nm，优选为大约40nm到90nm。空穴传递层12能有效传递从阳极11注入的空穴，至发光层13、15和16。
蓝色发光层13包含蓝色发光化合物作为主体化合物，并掺杂有蓝色掺杂染料14a。也就是说，蓝色发光层13是由蓝色发光化合物和蓝色掺杂染料14a形成的，其中掺杂染料均匀地分散在蓝色发光化合物中。蓝色发光层13的厚度为大约10nm到30nm，优选为15nm到20nm。
蓝色发光层13的蓝色发光化合物是例如蒽衍生物或苯乙烯基衍生物。苯乙烯基衍生物优选满足结构式[10]。
式[10]的R1，R2，R3，R4，R5和R6是氢原子或芳基(优选苯基)。R1，R2和R3中的至少一个是芳基(优选苯基)，优选R1，R2和R3中的至少二个是芳基(优选苯基)。R4，R5和R6中的至少一个是芳基(优选苯基)，优选R4，R5和R6中的至少二个是芳基(优选苯基)。此外，R1，R2，R3，R4，R5和R6可以是相同的芳基或不同的芳基。
苯乙烯基衍生物优选如式[11]所示的DPVBi(1，4-二(2，2-二苯基乙烯基)二苯基)，或ADS082(4，4’-二(二苯基亚乙烯基)二苯基)。蒽衍生物优选如式[12]所示的β-ADN(9，10-二(2-萘基)蒽)，或如式[13]所示的TBADN(2-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽)。在该实施方式中，上述化合物中的两种或多种的混合物能用作蓝色发光化合物，但优选仅采用DPVBi或ADS082作为蓝色发光化合物。
蓝色掺杂染料14a是如式[14]所示的二萘嵌苯衍生物或Pe(二萘嵌苯)。二萘嵌苯衍生物具有二萘嵌苯骨架，其中一个或多个烷基在任意位置被取代。二萘嵌苯衍生物优选如式[15]所示的TBPe(四(t-丁基)二萘嵌苯)。这些化合物中的两种或两种以上形成的混合物可被用作蓝色掺杂染料41a。蓝色发光层13不可以和蓝色掺杂染料14a掺杂。此外，相对于蓝色发光层13的蓝色发光化合物(主体化合物)，蓝色掺杂染料14a的含量在2到4重量百分数(优选为3％重量百分比)。
Figure A20041008618200111
红色发光层15包含作为主体化合物的蓝色发光化合物，并掺杂了黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c。也就是说，红色发光层15是由蓝色发光化合物和黄色以及红色掺杂染料14b和14c形成的，掺杂染料分散到蓝色发光化合物中。
在红色发光层15中，黄色掺杂染料14b的重量含量高于红色掺杂染料14c的重量含量。黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的重量比范围为1.8∶1到2.2∶1，优选2∶1。黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的总重量含量为0.1-2wt％，优选为0.1-1.5wt％，相对于红色发光层15的蓝色发光化合物，更优选约1wt％。红色发光层15的厚度优选为5nm至30nm，更优选为10到20nm。
此外，红色发光层15不一定需要同时含有黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c。也就是，发光层15可以只含有黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c中的一种。在这种情况下，黄色掺杂染料14b或红色掺杂染料14c相对于红色发光层15中的蓝色发光化合物(主体化合物)的含量在0.5-1.5wt％之间，优选为1wt％。
红色发光层15的主体化合物选自上述的蓝色发光化合物。即，红色发光层15的主体化合物是例如苯乙烯基衍生物或蒽衍生物。苯乙烯基衍生物优选是具有结构式[10]的化合物，优选为结构式[11]所示的DPVBi，或上述的ADS082。蒽衍生物优选为如结构式[12]所示的β-ADN，或结构式[13]所示的TBADN。上述化合物的两种或多种形成的混合物可以被用作红色发光层15的主体化合物，但是优选仅采用DPVBi或ADS082中的一种作为主体化合物。更优选的是，红色发光层15的主体化合物与蓝色发光层13的主体化合物相同。
黄色掺杂染料14b是具有萘并萘(naphthacene)骨架的化合物，其中芳基(例如苯基)(优选2至6个芳基)在任意位置被取代。黄色掺杂染料14b是如结构式[16]所示的Rubrene。
Figure A20041008618200121
红色掺杂染料14c是例如满足结构式[17]的化合物。
Figure A20041008618200122
式[17]中的R1，R2，R3，R4和R5是氢原子或具有1-6个碳原子的烷基。R1，R2，R3，R4和R5可以是相同的烷基或不同的烷基。红色掺杂染料14c优选为如结构式[18]所示的DCM2(4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(2-(2，3，6，7-四-氢-1H，5H-苯)[ij]quinolizin-8-基)-4H-吡喃)，或如结构式[19]所示的DCJTB(4-(二氰基亚甲基)-2-t-丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃)。此外，红色掺杂染料14c可以是如结构式[20]所示的罗丹明6G，或如结构式[21]所示的DCM。进一步，上述化合物中的两种或多种形成的混合物可用作红色掺杂染料14c。优选的，仅采用DCJTB和DCM2中的一种作为红色掺杂染料14c。
Figure A20041008618200131
黄色掺杂染料14b的能带间隙和红色掺杂染料14c的能带间隙比蓝色发光化合物的能带间隙要小。此外，能带间隙是HOMO(占据的最高分子轨道)能量水平和LUMO(最低的未占据的分子轨道)能量水平间的差异。
绿色发光层16包含绿色发光化合物，它是烷基化合物，例如优选为如结构式[22]所示的Alq3(三-(8-羟基-喹啉)-铝)。当然，绿色发光层16可以从其它有机化合物中形成。此外，绿色发光层16可包含掺杂了绿色掺杂染料的有机化合物(例如Alq3)。绿色掺杂染料为如结构式[23-1]所示的coumarin 6，或如结构式[23-2]所示的C545T(10-(1，3-苯并噻唑-2-基)-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H，11H-吡喃[2，3-f]吡啶[3，2，1-ij]-喹啉-11-酮)，等。绿色发光层16的厚度优选为10nm至50nm，更优选为25nm。
电子传递层25包含类似于绿色发光层16的烷基化合物，例如Alq3。但是，电子传递层25可以从其它化合物中制得。电子传递层25的厚度为大约20nm至30nm，优选为大约25nm。
阳极11和阴极18与电池22相连，其中阳极和阴极之间插入了有机层21。阴极18由铝构成。电子注入层17位于阴极18和有机层21之间。电子注入层17能轻易地从阴极18中获得电子至有机层21中。电子注入层17由Al:Li(铝-锂)或LiF(氟化锂)构成。电子注入层17的厚度为大约0.7nm。
阳极11的每一层，有机层21，电子注入层17和阴极1 8在基本单元10上依次通过蒸气沉积形成，例如化学蒸气沉积(CVD)或物理蒸气沉积(PVD)。此外，掺杂染料和蓝色发光化合物(主体化合物)同时通过蒸气沉积而成，从而形成蓝色发光层13和红色发光层16。
当从电池22上往阳极11和阴极18之间施加电压时，则空穴从阳极11中注入，电子从阴极18中注入。从阳极11中注入的空穴被空穴注入层19摄取，然后通过空穴传递层12传递给蓝色、红色和绿色发光层13、15和16。另一方面，从阴极18中注入的电子被电子注入层17摄取，然后通过电子传递层25传递给蓝色、红色和绿色发光层13、15和16。空穴和电子结合在一起，然后在发光层13、15和16的界面上形成电子空穴对(exciton)。
这些电子空穴对分散开，然后在蓝色发光层13上发出蓝光。由于黄色掺杂染料14b激发状态下的能量水平低于蓝色发光化合物激发状态下的能量水平，因此红色发光层15中的电子空穴对的能量从蓝色发光化合物中转移到黄色掺杂染料14b。然后，由于红色掺杂染料14c激发状态下的能量水平低于黄色掺杂染料14b激发状态下的能量水平，因此黄色掺杂染料14b中的能量转移到了红色掺杂染料14c中。因而，在红色发光层15中得到了具有高色彩纯度的红光。通过电子空穴对在绿色发光层16中得到了绿光。在各自的发光层中得到了蓝光、红光和绿光，因此电致发光装置20发出白光。此外，电子传递层25包含绿色发光化合物(Alq3)，但是在该层中电子和空穴并没有结合在一起，因此电子传递层25不发光。
图2显示了第二个具体实施方式中的白色的有机电致发光装置。第二具体实施方式中的电致发光装置20具有和第一个具体实施方式相同的结构，除了在有机层21上的层状的序列不同。
在第二个具体实施方式中，有机层21从阳极11侧开始的序列为空穴注入层19、空穴传递层12、红色发光层15、蓝色发光层13、绿色发光层16和电子传递层25。此外，有机层21中每一层的结构和第一具体实施方式相同。因此，有机层21中每一层结构的解释在此就省略了。
图3是第三个具体实施方式中的白色的有机电致发光装置。第三个具体实施方式和第一个具体实施方式的区别之处在于有机层21具有两个蓝色发光层。即，第三个具体实施方式的有机层21具有第一蓝色发光层13a和第二蓝色发光层13b。
在第三个具体实施方式中，有机层21从阳极11侧开始的序列为空穴注入层19、空穴传递层12、第一蓝色发光层13a、红色发光层15、第二蓝色发光层13b、绿色发光层16和电子传递层25。
第一蓝色发光层13a和第二蓝色发光层13b都具有和第一个具体实施方式中的蓝色发光层13相同的结构，因此和第一具体实施方式相同，层13a和13b包含掺杂了蓝色掺杂染料的蓝色发光化合物。第一和第二发光层13a和13b可能含有掺杂了相同或不同的蓝色掺杂染料的相同或不同的蓝色发光化合物。
在该实施方式中，第一和第二发光层13a和13b的厚度优选分别是大约5nm至15nm。层13a、13b和15的总厚度优选不超过50nm。该实施方式中的其它结构和第一个实施方式中的结构相同，因此省略了相关的解释。
图4是第四个具体实施方式中的白色的有机电致发光装置。第四个具体实施方式和第三个具体实施方式的区别之处在于有机层21具有第一绿色发光层16a和第二绿色发光层16b。
在第四个具体实施方式中，有机层21从阳极11侧开始的序列为空穴注入层19、空穴传递层12、第一蓝色发光层13a、第二绿色发光层16b、红色发光层15、第二蓝色发光层13b、第一绿色发光层16a和电子传递层25。
第二绿色发光层16b包含蓝色发光化合物作为主体化合物，并掺杂了绿色掺杂染料14d。即，第二绿色发光层16b由蓝色发光化合物和分散至蓝色发光化合物中的绿色掺杂染料14d构成。
作为第二绿色发光层16b的蓝色发光化合物与上述第一实施方式中用作蓝色发光层13的蓝色发光化合物类似。
第二绿色发光层16b的主体化合物与第一和/或第二蓝色发光层13a、13b的主体化合物相同，或者是与第一和/或第二蓝色发光层13a、13b的主体化合物不同。
绿色掺杂染料14d是如结构式[23-1]所示的coumarin 6，或如结构式[23-2]所示的C545T。第一绿色发光层16a的结构和第一个实施方式中的绿色发光层16的结构相同。
优选地，第一和第二蓝色发光层13a和13b、第二绿色发光层16b和红色发光层15的厚度每个分别在大约5-15nm，更优选为5-10nm。优选层13a、13b、16b和15的总厚度优选不超过50nm。此外，第四个实施方式中的其它结构和第三个实施方式中的结构相同，因此省略了相关的解释。
更进一步，在第四个具体实施方式中，第一蓝色发光层13a、第二绿色发光层16b、红色发光层15和第二蓝色发光层13b的序列可以变化。例如，有机层21从阳极11侧开始的序列为第一蓝色发光层13a、红色发光层15、第二绿色发光层16b和第二蓝色发光层13b。
此外，与第一个实施方式类似，空穴注入层19和电子传递层25中的至少一个可以在第二、第三和第四个实施方式中省略。
图5是第五个具体实施方式中的白色的有机电致发光装置。第五实施方式中的白色有机电致发光装置40具有基本单元10，安置在基本单元10上的阳极11，安置在阳极11上的有机层21，安置在有机层21上的电子注入层17，以及安置在电子注入层17上的阴极18。基本单元10和阳极11具有和第一个实施方式中的基本单元和阳极相同的结构。有机层21发出的白光通过阳极11和基本单元10从电致发光装置20中发出。
有机层21从阳极11侧按序列依次为空穴注入层19、红色发光层35、蓝色发光层13和绿色发光层16。
与第一个实施方式相似，空穴注入层19包含例如化学结构式[4]所示的MTDATA。空穴注入层19可由结构式[4-2]所示的AlF3、HfO3、Ta2O5或CuPc(铜苯二甲蓝染料)构成，也可由CuPc和MTDATA的混合物构成。当空穴注入层19是由有机化合物如AlF3、HfO3、Ta2O5等构成时，空穴注入层19的厚度不超过5nm。当空穴注入层19是由有机化合物如CuPc，MTDATA，或其混合物构成时，空穴注入层19的厚度优选为大约10nm-80nm。当空穴注入层19是由CuPc和MTDATA的混合物制得时，CuPc和MTDATA的重量比范围为1∶1至1.5∶1。
红色发光层35包含空穴传递化合物作为主体化合物，并掺杂了黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c。即，红色发光层35是由空穴传递化合物和均匀分散在空穴传递化合物中的黄色和红色掺杂染料14b和14c构成的。在该实施方式中，空穴传递化合物PL光谱的峰波长位于蓝色波长范围(400-500nm)，因此空穴传递化合物是蓝色发光化合物。
在红色发光层35中作为主体化合物的空穴传递化合物是满足结构式[5]的化合物，优选满足结构式[6]或[7]。空穴传递化合物优选是NPB(N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-对二氨基联苯)，如式[8]所示，或TPD(N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，10-二苯基-4，4’-二胺)，如式[9]所示。红色发光层35可以包含上述化合物的两种或两种以上的混合物。但是，仅仅NPB和TPD之一优选作为红色发光层35的空穴传递化合物。红色发光层35的厚度为大约20nm到60nm，优选为大约40nm。
在红色发光层35中，黄色掺杂染料14b的重量含量高于红色掺杂染料14c的重量含量。黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的重量比范围为1.8∶1到2.2∶1，优选为2∶1。
黄色掺杂染料14b优选为与第一个实施方式相同的萘并萘衍生物。萘并萘衍生物具有一个萘并萘骨架，其中芳基(优选苯基)(优选2-6个芳基)在任意位置被取代。黄色掺杂染料14b是如结构式[16]所示的Rubrene。红色掺杂染料14c优选满足式[17]，更优选为如式[18]所示的DCM2，或如式[19]所示的DCJTB。但是，红色掺杂染料14c可以是如结构式[20]所示的罗丹明6G，或如结构式[21]所示的DCM。进一步，上述化合物中的两种或多种形成的混合物可用作红色掺杂染料14c。优选的，仅采用DCJTB和DCM2中的一种作为红色掺杂染料14c。相对于红色发光层35的空穴传递化合物(主体化合物)，黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的总重量含量为0.1-2wt％。相对于红色发光层35的空穴传递化合物(主体化合物)，黄色掺杂染料14b的含量为0.5-1.5wt％(优选1wt％)，红色掺杂染料14c的含量为0.25-0.75wt％(优选0.5wt％)。
蓝色发光层13包含蓝色发光化合物作为主体化合物，并掺杂了蓝色掺杂染料14a。即，蓝色发光层13是由蓝色发光化合物以及分散其中的蓝色掺杂染料14a构成的。蓝色发光层13的蓝色发光化合物是例如蒽衍生物或苯乙烯基衍生物。苯乙烯基优选满足结构式[10]，这点与实施方式1相同。苯乙烯基衍生物优选如式[11]所示的DPVBi(1，4-二(2，2-二苯基乙烯基)二苯基)，或ADS082(4，4’-二(二苯基亚乙烯基)二苯基)。蒽衍生物优选如式[12]所示的β-ADN(9，10-二(2-萘基)蒽)，或如式[13]所示的TBADN(2-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽)。在该实施方式中，上述化合物中的两种或多种的混合物能用作蓝色发光化合物，但优选仅采用DPVBi或ADS082作为蓝色发光化合物。
蓝色掺杂染料14a是如式[14]所示的二萘嵌苯衍生物或Pe(二萘嵌苯)，这与第一个实施方式相同。二萘嵌苯衍生物优选如式[15]所示的TBPe(四(t-丁基)二萘嵌苯)，这与第一个实施方式相同。这些化合物中的两种或两种以上形成的混合物可被用作蓝色掺杂染料14a。
蓝色发光层13的厚度优选在大约10nm-30nm之间，更优选20nm。相对于蓝色发光层13的蓝色发光化合物(主体化合物)，蓝色掺杂染料14a的含量为2-4wt％，优选3wt％。此外，蓝色发光层13并不一定要掺杂蓝色掺杂染料14a。
绿色发光层16包含绿色发光化合物，它优选是烷基化合物，例如可以是如结构式[22]所示的Alq3(三-(8-羟基-喹啉)-铝)。当然，绿色发光层可以从其它有机化合物中形成。绿色发光层16的厚度为大约10nm至30nm，优选为20nm。
如上所述，红色发光层35的厚度大于绿色发光层16或蓝色发光层13的厚度，优选是绿色发光层16或蓝色发光层13的厚度的两倍。
此外，绿色发光层16可包含掺杂了绿色掺杂染料的有机化合物(例如Alq3)。绿色掺杂染料是coumarin 6或C545T(如结构式[23-1]或[23-2]等所示)。
阳极11和阴极18与电池22相连，其中阳极和阴极之间插入了有机层21。电子注入层17位于阴极18和有机层21之间。
当从电池22上往阳极11和阴极18之间施加电压时，则空穴从阳极11中注入，电子从阴极18中注入。从阳极11中注入的空穴被空穴注入层19摄取到红色发光层35。红色发光层35起到空穴传递层的作用，因此，摄取到红色发光层35的空穴被红色发光层35传递到蓝色和绿色发光层13和16。另一方面，从阴极18中注入的电子被电子注入层17摄取，然后传递给红色、蓝色和绿色发光层35、13和16。空穴和电子结合在一起，然后在发光层13、15和16的界面上形成电子空穴对。
由于黄色掺杂染料14b激发状态下的能量水平低于蓝色发光化合物激发状态下的能量水平，因此红色发光层35中的电子空穴对的能量从NPB(蓝色发光化合物)中转移到黄色掺杂染料14b。然后，由于红色掺杂染料14c激发状态下的能量水平低于黄色掺杂染料14b激发状态下的能量水平，因此黄色掺杂染料14b中的能量转移到了红色掺杂染料14c中。因而，在红色发光层35中得到了具有高色彩纯度的红光。通过电子空穴对分别在蓝色和绿色发光层13和16中得到了蓝光和绿光。在各自的发光层中得到了蓝光、红光和绿光，因此电致发光装置20发出白光。
如上所述，红色发光层35不仅掺杂了红色掺杂染料14c，而且还有黄色掺杂染料14b，因而红色发光层35能发出具有高色彩纯度的鲜艳的红光。因此，白色有机电致发光装置20能发出具有高色彩纯度的白光。
在第五个实施方式中，红色发光层35是由具有高度空穴传递特性的蓝色发光化合物(NPB)形成的。即，在第五个实施方式中，有机层21不需要具有空穴传递层；因而，白色有机电致发光装置可由非常简单的结构获得。当然，空穴传递层可以通过与第一个实施方式类似的方法在红色发光层35和空穴注入层19之间构成。
此外，如上所述，当所施加的电压变化时，白色有机电致发光装置40发出的白光的色彩平衡会发生同样的变化。
此外，红色发光层35可以只掺杂有红色掺杂染料14b和黄色掺杂染料14c中的一种。在这种情况下，红色掺杂染料14b或黄色掺杂染料14c相对于主体化合物的含量在0.5-2.0wt％之间，优选为1wt％。
当然，除了上述化合物以外的其它化合物也可在上述的实施方式中用作为每层的化合物来构成白色有机电致发光装置。
图6显示了第六个具体实施方式中的白色的有机电致发光装置。除了空穴注入层19不同，第六个具体实施方式中的电致发光装置40具有和第一个具体实施方式相同的结构。因此，除了空穴注入层19不同，第六个具体实施方式中有机层21具有和第五个具体实施方式相同的结构。
在第六个具体实施方式中，空穴注入层(空穴缓冲层)19是由第一空穴注入层19a和第二空穴注入层19b组成。第一空穴注入层19a和第二空穴注入层19b按顺序置于阳极11上。第一空穴注入层19a包含如式[4-2]所示的CuPc，第二空穴注入层19b包含如式[4]所示的MTDATA。
第二空穴注入层19b的厚度大于第一空穴注入层19a的厚度，大约为12nm-18nm的范围。第一空穴注入层19a的厚度为大约2nm至8nm。
在第六个实施方式中，由于采用CuPc和MTDATA形成了空穴注入层19，在发光层35、13和16中注入的空穴可以减少。因此，在每一个发光层中，空穴的数目是与电子的数目平衡的，从而有机电致发光装置40的发光效率会提高。
在第六个具体实施方式中，如果仅仅空穴注入层19是由CuPc和MTDATA形成的，则空穴注入层19可以是由与第五个实施方式类似的单层组成。即，空穴注入层19可由CuPc和MTDATA的混合物形成。在这种情况下，CuPc和MTDATA的重量比范围为1∶1至1.5∶1，空穴注入层19的厚度与第五个实施方式类似，在大约10nm到80nm的范围。
此外，除了空穴注入层19，有机层21的结构不限于上文所述的结构，可采用其它的结构。
在第一到第六个实施方式中，如上述的实施方式，基本单元10在阳极11一侧形成。并且，在上述的实施方式中，基本单元10可以在阴极18一侧形成。此外，阴极18可由光透过性化合物构成，白光可通过阴极18发出。进一步，除了玻璃以外，基本单元10还可以由其它材料例如树脂构成。
实施例
下面将采用实施例和对比例来详细解释本发明。请注意，这些实施例并不是用来限制本发明的。
实施例1
实施例1对应于第一个实施方式。但是，在实施例1中，有机层21没有空穴注入层19和电子传递层21。此外，红色发光层15仅掺杂了红色掺杂染料14c，蓝色发光层13没有掺杂蓝色掺杂染料14a。即，实施例1的白色有机电致发光装置的构建如下所述。首先，能传导光的玻璃盘被制成基本单元10，在玻璃盘上蒸气沉积ITO，从而形成厚度为100nm的阳极11。接着，在阳极11上蒸气沉积结构式[8]所示的NPB，从而形成厚度为90nm的空穴传递层12。ADS082(4，4’-二(二苯基亚乙烯基)-二苯基)，即蓝色发光化合物被蒸气沉积到空穴传递层12上，从而形成厚度为20nm的蓝色发光层13。接着，在蓝色发光层13上同时蒸气沉积ADS082以及如结构式[19]所示的DCJTB，从而形成厚度为10nm的红色发光层15。在红色发光层15上蒸气沉积如结构式[22]所示的Alq3，从而形成厚度为25nm的绿色发光层16。接着，在绿色发光层16上蒸气沉积LiF，从而形成厚度为0.7nm的电子注入层17。在电子注入层17上蒸气沉积铝，从而形成阴极18，根据上述步骤获得了白色有机电致发光装置20。此外，蒸气沉积为实施例1中的PVD真空沉积。
实施例2
实施例2对应于第二个实施方式。除了蓝色发光层13和红色发光层15的位置颠倒之外，实施例2和实施例1具有相同的结构。即，红色发光层15、蓝色发光层13和绿色发光层16按顺序置于实施例2的白色有机电子发光装置20的阳极11一侧。
实施例3
实施例3对应于第二个实施方式。除了空穴传递层12的厚度不同之外，实施例3和实施例2具有相同的结构。在实施例3中，空穴传递层12的厚度为40nm。
实施例4
实施例4对应于第三个实施方式。在实施例4中，有机层21没有空穴注入层19和电子传递层25，红色发光层15仅掺杂了红色掺杂染料14c，第一和第二蓝色发光层13a和13b没有掺杂蓝色掺杂染料14a。
也就是说，实施例4的白色有机电致发光装置按下述方法制备到。首先，如实施例1的方法，形成基本单元10、阳极11和空穴传递层12。接着，用ADS082在空穴传递层12上形成具有厚度为5nm的第一蓝色发光层13a。再接着，用ADS082和结构式[19]所示的DCJTB在第一蓝色发光层13a上形成厚度为10nm的红色发光层15。用ADS082在红色发光层15上形成具有厚度为15nm的第二蓝色发光层13b。和实施例1一样，在第二蓝色发光层13b上形成绿色发光层16、电子注入层17和阴极18，根据上述步骤获得了白色有机电致发光装置20。
实施例5-6
实施例5-6对应于第三个实施方式。除了第一和第二蓝色发光层13a和13b以及红色发光层15的厚度不同外，实施例5和6具有和实施例4相同的结构。
也就是说，在实施例5中，第一蓝色发光层13a、红色发光层15和第二蓝色发光层13b的厚度分别为10nm、10nm和10nm。
在实施例6中，第一蓝色发光层13a、红色发光层15和第二蓝色发光层13b的厚度分别为15nm、10nm和5nm。
实施例7
实施例7对应于第四个实施方式。但是，在实施例7中，有机层21没有空穴注入层19和电子传递层25，红色发光层15仅掺杂了红色掺杂染料14c，第一和第二蓝色发光层13a和13b没有掺杂蓝色掺杂染料14a。
也就是说，实施例7的白色有机电致发光装置按下述方法制备到。首先，如实施例1的方法，形成基本单元10、阳极11和空穴传递层12。接着，用ADS082在空穴传递层12上形成具有厚度为10nm的第一蓝色发光层13a。再接着，用ADS082和coumarin 6在第一蓝色发光层13a上形成厚度为5nm的第二绿色发光层16b。用ADS082和DCJTB在第二绿色发光层16b上形成具有厚度为5nm的红色发光层15。接着，用ADS082在红色发光层15上形成具有厚度为10nm的第二蓝色发光层13b。然后，用Alq3在第二蓝色发光层13b上形成具有厚度为25nm的第一绿色发光层16a。再接着，和实施例1一样，在第一绿色发光层16a上形成电子注入层17和阴极18，根据上述步骤获得了白色有机电致发光装置20。
实施例8
实施例8对应于第四个实施方式。除了第一蓝色发光层13a、第二绿色发光层16b以及红色发光层15的厚度和层结构序列不同外，实施例8具有和实施例7相同的结构。
在实施例8中，在空穴传递层12上依次排列着厚度为5nm的第一蓝色发光层13a、厚度为5nm的红色发光层15、厚度为5nm的第二绿色发光层16b和厚度为10nm的第二蓝色发光层13b。
实施例9
除了空穴传递层12和绿色发光层16以外，实施例9具有和实施例6相同的结构。也就是说，在实施例9中，采用结构式[9]所示的TPD形成了厚度为40nm的空穴传递层12。此外，绿色发光层16的厚度为20nm。
另外，在实施例1到9中，相对于形成红色发光层15的蓝色发光化合物(主体化合物)，红色掺杂染料14c的含量为2wt％。另一方面，相对于形成第一绿色发光层16a的蓝色发光化合物(主体化合物)，绿色掺杂染料14d的含量为1wt％。
实施例10
实施例10对应于第五个实施方式。实施例10的白色有机电致发光装置40具有掺杂了黄色掺杂染料14b和红色掺杂染料14c的红色发光层。
也就是说，实施例10的白色有机电致发光装置按下述方法制备。首先，如实施例1中的方法形成基本单元10和阳极11。接着，用MTDATA形成具有厚度为60nm的空穴注入层19。再接着，用NPB、Rubrene和DCJTB在空穴注入层19上形成厚度为40nm的红色发光层35。用DPVBi和TPBe在红色发光层35上形成具有厚度为20nm的蓝色发光层13。接着，用Alq3在蓝色发光层13上形成具有厚度为20nm的绿色发光层16。再接着，和实施例1一样，在绿色发光层16上顺次形成电子注入层17和阴极18，根据上述步骤获得了白色有机电致发光装置40。
在实施例10中，相对于形成蓝色发光层13的DPVBi(蓝色发光化合物)，TBPe的含量为3wt％。此外，相对于形成红色发光层35的NPB(蓝色发光化合物)，Rubrene和DCJTB的含量分别为1wt％和0.5wt％。
实施例11
除了红色发光层35仅掺杂了黄色掺杂染料14b外，实施例11具有和实施例10相同的结构。也就是说，红色发光层35由NPB和Rubrene构成。相对于形成红色发光层35的NPB(蓝色发光化合物)，Rubrene的含量分别为1wt％。
实施例12
除了Rubrene的含量和层的厚度不同以外，实施例12具有和实施例11相同的结构。也就是说，相对于实施例12中形成红色发光层35的NPB(蓝色发光化合物)，Rubrene的含量分别为2wt％。此外，空穴注入层19、红色发光层35、蓝色发光层13和绿色发光层16的厚度分别为30nm、40nm、20nm和20nm。
实施例13
除了空穴注入层19不同以外，实施例13具有和实施例12相同的结构。空穴注入层19是由实施例12中的结构式[4]所示的MTDATA形成的，但是在实施例13中，它是由结构式[4-2]所示的CuPc构成的。
实施例14
实施例14对应于第六个实施方式。除了空穴注入层19不同以外，实施例14具有和实施例12相同的结构。空穴注入层19是由实施例14中的MTDATA和CuPc形成的。MTDATA和CuPc的重量比为1.2∶1。此外，为了形成实施例14中的空穴注入层，MTDATA和CuPc被同时蒸气沉积。
实施例15
实施例15对应于第六个实施方式。除了空穴注入层19和Rubrene的含量不同以外，实施例15具有和实施例11相同的结构。在实施例15中，空穴注入层19从阳极11按顺序具有第一空穴注入层19a和空穴注入层19b。第一空穴注入层19a是由CuPc构成的，第二空穴注入层19b由MTDATA形成。第一空穴注入层19a和第二空穴注入层19b分别具有5nm和15nm的厚度。
此外，相对于形成红色发光层35的NPB(蓝色发光化合物)，Rubrene的含量为2wt％。
对比例1
对比例1中的白色有机电致发光装置按下述方法制备，来说明实施例的效果。首先，如实施例10中的方法形成基本单元10、阳极11和空穴注入层19。接着，用NPB在空穴注入层上形成厚度为20nm的空穴传递层。再接着，用DPVBi和TBPe在空穴传递层上形成厚度为10nm的蓝色发光层。接着，用Rubrene和Alq3在蓝色发光层上形成具有厚度为10nm的红色发光层。此后，用Alq3在红色发光层上形成厚度为20nm的绿色发光层。和实施例1一样，在绿色发光层上形成了电子注入层和阴极，根据上述步骤获得了对比例1的白色有机电致发光装置。
在对比例1中，相对于形成蓝色发光层的DPVBi(蓝色发光化合物)，TBPe的含量为3wt％。此外，相对于形成红色发光层的Alq3(绿色发光化合物)，Rubrene的含量分别为1wt％。
另外，与实施例1相同，通过蒸气沉积形成了实施例2-14和对比实施例1中电致发光装置的每一层。
图7-24显示了当施用4、6、8和10V电压时，实施例1-9中的电致发光谱和色度坐标。
如图8所示，实施例1中的白色有机电致发光装置发出的几乎都是白光(除了当施加10V电压时候外)。当施加的电压在4V到8V范围变化时，色度的差异非常小。
如图9-12所示，当实施例2和3中施加的电压在4V-10V之间变化时，色度的差异非常小。但是，如色度坐标所示，实施例2和3中的白色有机电致发光装置发出的光接近黄色。
如图7-12所示，当施加的电压在第一和第二个实施方式中变化时，白色有机电致发光装置发出的光的色彩平衡没有变化。此外，当在阳极一侧按顺序放置蓝色发光层、红色发光层和绿色发光层时，得到了非常纯的白色。
图13-18分别是实施例4、5和6的电致发光光谱和色度坐标。当装置具有两个蓝色发光层时，白色有机电致发光装置也发出几乎都是白色的光，这可以从实施例4、5和6的结果看出来。此外当所施加的电压变化时，实施例4、5和6的色度没有变化，这与实施例1、2和3类似。
图19-22分别是实施例7和8的电致发光光谱和色度坐标。当装置在两个蓝色发光层中间具有绿色发光层时，白色有机电致发光装置发出的几乎都是白光，这可以从实施例7和8的结果看出来。当所施加的电压变化时，实施例7和8的色度没有变化，这与实施例1-6类似。
图23和24为实施例9的电致发光光谱和色度坐标。白色有机电致发光装置发出白光，当空穴传导层在NPB到TPD之间变化时，该白光的色彩平衡不会因为所施加的电压而变化。
图25、26和27是当所施加的电压在4V-9V之间变化时，实施例10、11和对比例1的电致发光谱。图25、26和27中的电致发光谱是标准谱。在每一个电压(4-9V)下测到的光谱的最高峰的电致发光强度被调整到1.0，从而得到标准谱。
如图25和26所示，当所施加的电压在4V和8V之间变化时，标准谱和实施例10和11中的谱几乎相同。也就是说，当所施加的电压变化时，实施例10和11中色彩平衡没有变化。此外，图28中的色度坐标显示了实施例10中所施加的电压和色度间的关系，因而实施例10中的色彩平衡并不随图中所施加的电压的变化而改变。
另一方面，在对比例1的标准谱中，580nm附近峰的电致发光强度随着所施加的电压的增加而下降。也就是说，当所施加的电压从5V增加到9V时，对比例1中黄光和红光强度降低，电致发光装置发出的光的色彩平衡发生变化。
图29和30显示了在实施例10、11和对比例1中，在阳极和阴极上所施加的电压与电流强度的关系。图31和32为电流强度和发光效率之间的关系。如图31和32所示，实施例1和2中的电致发光装置的发光效率比对比例1更高。此外，在4、6和8V电压下测到的实施例10的电致发光装置的亮度分别为31,886和7352cd/m2。因此第五个实施方式的电致发光装置在高电压下发出高亮度的光。
图33显示当在电致发光装置上施加相同的9V电压时，实施例12-14中的电致发光光谱。图34显示在实施例12-14中的电流强度和亮度的关系。
如图33和34所示，CuPc用作空穴注入层19的发光效率高于使用MTDATA的发光效率。此外，当CuPc和MTDATA的混合物用作空穴注入层19时，令人惊讶的是，发光效率大大提高了。
图35为实施例12、13和15中的电流强度和发光效率之间的关系。如图35所示，与CuPc或MTDATA构成的空穴注入层19相比，由CuPc层和MTDATA层构成的空穴注入层19的发光效率大大改善了。
尽管本发明的实施方式结合附图进行了描述，但是本领域技术人员进行的显而易见的修饰和变动都是属于本发明的范围。

Claims (19)

1.一种发出白光的有机电致发光装置，包含一有机层，该有机层在基底的阳极和阴极之间，
所述的有机层至少具有：
能发出蓝光的第一蓝色发光层，
能发出绿光的第一绿色发光层，以及
发红光的红色发光层，该红色发光层包含蓝色发光化合物，该化合物掺杂了黄色掺杂染料和红色掺杂染料中的至少一种。
2.权利要求1所述的装置，其中蓝色发光化合物是空穴传递化合物。
3.权利要求2所述的装置，其中所述的空穴传递化合物满足下述结构式
Figure A2004100861820002C1
且式中R1、R2、R3和R4为芳基。
4.权利要求3所述的装置，其中所述的空穴传递化合物是NPB。
5.权利要求1所述的装置，其中所述的有机层从所述阳极处按顺序具有所述的红色发光层，所述的第一蓝色发光层和所述的第一绿色发光层。
6.权利要求1所述的装置，其中所述的红色发光层包含所述红色掺杂燃料，该红色掺杂染料满足式[2]的结构：
且式中R1、R2、R3、R4和R5为氢原子或具有1-6个碳原子的烷基。
7.权利要求1所述的装置，其中所述的红色发光层包含所述的黄色掺杂染料和所述的红色掺杂染料。
8.权利要求7所述的装置，其中所述的黄色掺杂染料的含量高于所述的红色掺杂染料的含量。
9.权利要求8所述的装置，其中所述的黄色掺杂染料和所述的红色掺杂染料的重量比范围为1.8∶1到2.2∶1。
10.权利要求7所述的装置，其中，相对于所述蓝色发光化合物的重量，黄色掺杂染料和红色掺杂染料的总重量不超过2％。
11.权利要求1所述的装置，其中所述的第一蓝色发光层包含蓝色掺杂染料。
12.权利要求1所述的装置，其中所述的蓝色发光化合物满足结构式[3]：
且式中R1、R2、R3、R4、R5和R6为氢原子或芳基；R1、R2和R3中的至少一个为芳基，R4、R5和R6中的至少一个为芳基。
13.权利要求1所述的装置，其中所述的有机层从所述阳极处按顺序具有所述的第一蓝色发光层，所述的红色发光层和所述的第一绿色发光层。
14.权利要求13所述的装置，其中所述的有机层在所述的红色发光层和所述的第一绿色发光层之间具有第二蓝色发光层。
15.权利要求14所述的装置，其中所述的有机层在所述的第二蓝色发光层的阳极一侧具有第二绿色发光层。
16.权利要求1所述的装置，其中所述的有机层在所述阳极的最接近一侧具有空穴注入层，所述的空穴注入层包含CuPc和MTDATA。
17.一种用来发光的有机电致发光装置，包含：
在基底的阳极和阴极之间发光的有机层，所述的有机层在最近阳极的一侧具有空穴注入层，所述的空穴注入层包含CuPc和MTDATA。
18.权利要求17所述的装置，其中所述的空穴注入层具有包含CuPc的第一空穴注入层，和包含MTDATA的第二空穴注入层。
19.权利要求17所述的装置，其中所述的空穴注入层包含CuPc和MTDATA的混合物。
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