类烛光有机发光二极管

摘要

本发明是有关于一种类烛光有机发光二极管，是包括：第一导电层、空穴注入层、空穴传输层、第一主体发光层、第二主体发光层、电子传输层、电子注入层、以及第二导电层；特别地，在本发明之中，是借由掺杂多个烛光互补色染料是掺杂于该第一主体发光层与该第二主体发光层之内，使得第一主体发光层发出第一色光且第二主体发光层发出第二色光；如此，借由该第一色光与该第二色光的混光，本发明的类烛光有机发光二极管可发出高演色性、低色温、高效率的类烛光，该类烛光是适于作为阅读光源或者床头光源使用，使得使用者的眼睛可在舒适的感觉下进行阅读。

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管，特别是涉及一种高效率、高演色性、 低色温的类烛光有机发光二极管。

背景技术

1987年，柯达公司的C.W.Tang与S.A.VanSlyke发表关于有机电 致发光二极管(Organic Light Emit t ing Device,OLED)的创作，Tang与 VanS lyke是利用真空蒸镀的方式，分别将空穴传输材料与电子传输材料， 例如Al q3，镀覆于ITO玻璃之上，其后再蒸镀一层金属电极，如此，即完 成具有自发光性、高亮度、高速反应、重量轻、厚度薄、低耗电、广视角、 可挠性、以及可全彩化的有机电致发光二极管(OLED)的制作。

目前现有习用的有机电致发光二极管，除了发光材料层之外，亦在阳 极与阴极之间增设其它介层，例如：电子传输层与空穴传输层，以增加有 机电致发光二极管的发光效能。请参阅图1，是一种现有习用的有机电致发 光二极管的结构图，如图1所示，该现有习用的有机电致发光二极管1’是 包括：阴极11’、电子注入层12’、电子传输层13’、第一发光材料层14’、 第二发光材料层15’、空穴传输层16’、空穴注入层17’、以及阳极18’。

上述该现有习用的有机电致发光二极管1’为高效率的有机电致发光二 极管；然，其为一种白光有机电致发光二极管，只适于作为照明灯源使用； 若将此白光有机电致发光二极管用于作为阅读灯源或者床头灯源使用，则 其高亮度与高色温将造成眼睛的不适感，严重者，将影响人体褪黑激素的 分泌，导致失眠。

因此，有鉴于现有习用的有机电致发光二极管所发出的白光并不适于 作为阅读灯源或者床头灯源使用，本案的发明人是极力加以研究创作，终 于研发完成本发明的一种类烛光有机发光二极管。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的有机电致发光二极管存在的缺陷， 而提供一种类烛光有机发光二极管，是借由掺杂多个烛光互补色染料是掺 杂于该第一主体发光层与该第二主体发光层之内，使得第一主体发光层发 出第一色光且第二主体发光层发出第二色光；如此，借由该第一色光与该 第二色光的混光，使得本发明的类烛光有机发光二极管可发出高演色性、 低色温、高效率的类烛光，该类烛光是适于作为阅读光源或者床头光源使 用，则其低色温与类烛光特性将营造出适合阅读的环境光色，使得使用者 的眼睛可在舒适的感觉下进行阅读。

因此，为了达成本发明上述的目的，本发明的目的及解决其技术问题 是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种类烛光有机发光二 极管，是包括：第一导电层；空穴注入层，是形成于该第一导电层之上； 空穴传输层，是形成于该空穴注入层之上；第一主体发光层，是形成于该 空穴传输层之上；第二主体发光层，是形成于该第一主体发光层之上；电 子传输层，是形成于该第二主体发光层之上；电子注入层，是形成于该电 子传输层之上；以及第二导电层，是形成于该电子注入层之上；其中，多 个烛光互补色染料是掺杂于该第一主体发光层与该第二主体发光层之内， 使得第一主体发光层发出第一色光且第二主体发光层发出第二色光，并且 该第一色光与该第二色光是混光成高演色性、低色温的类烛光。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该多个烛光互补色染料是包括： 第一染料，是掺杂于该第一主体发光层之内；第二染料，是掺杂于该第二 主体发光层之内；第三染料，是掺杂于该第二主体发光层之内；以及第四 染料，是掺杂于该第二主体发光层之内。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该空穴注入层的制造过程材料为 聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)，Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene(PEDOT)， 且该空穴传输层的制造过程材料为1,1-双{4-[N,N-二(对甲苯)氨基]苯基} 环己烷，(1,1-bis{4-[di(p-tolyl)amino]-phenyl}cyclohexane)(TAPC)； 该电子传输层的制造过程材料为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯， 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene(TP Bi)，且该电子注入 层的制造过程材料为氟化锂。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第一染料为双(4,6-二氟苯基吡 啶-N,C2)吡啶甲酰合铱，Iridium(III) bis(4,6-difluorophenyl pyridinato)picolate(FIrpic)，该第二染料为 三(2-苯基吡啶)铱(I I I)，tris(2-phenylpyridine)iridium(Ir(ppy)3)， 该第三染料为双（4-苯基噻吩[3,2-C]吡啶-N,C2’）乙酰丙酮合铱(III)， Iridium(III)bis(4-phenylthieno[3,2-c]pyridinato-N,C2’) acetylacetonate(PO-01)，且该第四染料为二(1-苯基-异喹啉)(乙酰丙酮) 合铱(III)，Bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium(III) (Ir(piq)2(acac))。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第一染料在该第一主体发光层 之中的重量百分比为20%。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第二染料、该第三染料与该第 四染料在该第二主体发光层之中的重量百分比是分别为12.5%、5%与1%。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第一主体发光层与该第二主体 发光层的厚度比是介于1:1～1:3之间。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第一主体发光层与该第二主体 发光层的厚度比是介于1:1～3:1之间。

前述的类烛光有机发光二极管，更包括混合发光层，是形成于该第一 主体发光层与该第二主体发光层之间，并由部份第一主体发光层与部份第 二主体发光层所组成。

前述的类烛光有机发光二极管，其中该第一主体发光层与该第二主体 发光层的组成比例为3:1。

经由上述，可得知本发明类烛光有机发光二极管具有下列的优点：

1、借由掺杂第一染料(即，蓝光染料)在第一主体发光层之中，并掺杂 第二染料(即，绿光染料)、第三染料(即，黄光染料)与第四染料(即，红光 染料)在第二主体发光层之中，使得本发明的类烛光有机发光二极管可发出 高演色性、低色温、高效率的类烛光，该类烛光是适于作为阅读光源或者 床头光源使用，则其低色温与类烛光特性将营造出适合阅读的环境光色， 使得使用者的眼睛可在舒适的感觉下进行阅读。

2、承上述，此外，借由增设混合发光层于有机发光二极管之中，可增 加该类烛光的演色性以及发光效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。

附图说明

图1是一种现有习用的有机电致发光二极管的结构图；

图2是本发明的一种类烛光有机发光二极管的架构图。

图3是类烛光有机发光二极管的能阶图。

图4是类烛光有机发光二极管的第二能阶图。

图5是实验设计表图。

图6是本发明的类烛光有机发光二极管的电流密度曲线图。

图7是本发明的类烛光有机发光二极管的流明曲线图。

图8是本发明的类烛光有机发光二极管的发光效率曲线图。

图9是本发明的一种类烛光有机发光二极管的第二实施例的架构图。

图10是类烛光有机发光二极管的第二实施例的能阶图。

图11是本发明的类烛光有机发光二极管的第二实施例的第二能阶图。

图12是实验设计表图。

图13是本发明的类烛光有机发光二极管的电流密度曲线图。

图14是类烛光有机发光二极管的流明曲线图。

图15是类烛光有机发光二极管的发光效率曲线图。

【主要元件符号说明】

1’：现有习用的有机电致发光二极管     11’：阴极

12’：电子注入层                      13’：电子传输层

14’：第一发光材料层                  15’：第二发光材料层

16’：空穴传输层                      17’：空穴注入层

18’：阳极                            1：类烛光有机发光二极管

11：第一导电层                        12：空穴注入层

13：空穴传输层                        14：第一主体发光层

15：第二主体发光层                    16：电子传输层

17：电子注入层                        18：第二导电层

dy-1：第一染料                        dy-2：第二染料

dy-3：第三染料                        dy-4：第四染料

CML：混合发光层

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的类烛光有机发光二 极管其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2与图3，是本发明的一种类烛光有机发光二极管的架构图与 其能阶图。如图2与图3所示，本发明的类烛光有机发光二极管1是包括： 第一导电层11、空穴注入层12、空穴传输层13、第一主体发光层14、第 二主体发光层15、电子传输层16、电子注入层17、以及第二导电层18； 其中，多个烛光互补色染料是掺杂于该第一主体发光层14与该第二主体发 光层15之内，使得第一主体发光层发出第一色光且第二主体发光层发出第 二色光；如此，借由该第一色光与该第二色光的混光。

请继续参阅图2与图3，并请同时参阅图4，是本发明的类烛光有机发 光二极管的第二能阶图。其中，为了详细说明该类烛光有机发光二极管1 的各层材料，是将材料的名称标示于图4的能阶图中，以利对照图3与图2， 进而更容易了解该类烛光有机发光二极管1的架构、组成与技术特征。其 中，第一导电层11为氧化铟锡(ITO)，作为阳极使用，且第二导电层18为 铝(Al)，是作为阴极使用。

承上述，空穴注入层12的材料为 Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene(PEDOT)，其是形成于该第一导电层11 之上；空穴传输层13则依序形成于该空穴注入层(PEDOT)12之上，且其制 造过程材料为(1,1-bis{4-[di(p-tolyl)amino]-phenyl}cyc lohexane) (TAPC)。依序地，第一主体发光层14的材料为 4,4',4″-Tri(9-carbazoyl)triphenylamine(TCTA)，其形成于该空穴传 输层13之上；且，多个烛光互补色染料的第一染料dy-1是掺杂于该第一 主体发光层14之内，其中，第一染料dy-1为蓝光染料Iridium(III) bis(4,6-dif luorophenylpyridinato)picolate(FIrpic)，其在该第一主 体发光层14之中的最佳重量百分比(wt%)为20wt%。

继续地，第二主体发光层15是形成于第一主体发光层14之上，其制 造过程材料为1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl (TPBi)；且，多个烛光互补色染料的第二染料dy-2、第三染料dy-3与第四 染料dy-4皆掺杂于该第二主体发光层15之内，其分别为绿光染料 tris(2-phenylpyridine)iridium(Ir(ppy)3)、黄光染料 Iridium(III)bis(4-phenylthieno[3,2-c]pyridinato-N,C2’) acetylacetonate(PO-01)、红光染料Bis(1-phenylisoquinoline) (acetylacetonate)iridium(III)(Ir(piq)2(acac))；并且，该第二染料 dy-2、该第三染料dy-3与该第四染料dy-4在该第二主体发光层15之中的 最佳重量百分比(wt%)是分别为12.5wt%、5wt%与1wt%。

再者，电子传输层16是形成于第二主体发光层15之上，而电子注入 层17则形成于该电子传输层16之上；最后，第二导电层18即形成于该电 子注入层17之上，其中，该电子传输层16的制造过程材料为 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene(TPBi)，且该电子注入 层17的制造过程材料为氟化锂(LiF)。在此，必须补充说明的是，关于该 类烛光有机发光二极管1的各层材料的功函数、最低未占有分子轨道能阶 (lowest unoccupied molecular orbita l energy level of host，ELUMO) 与主体最高占有分子轨道能阶(high occupied molecular orbital energy  level of hos t，EHOMO)是整理如下表所示：

如此，上述已清楚说明本发明的类烛光有机发光二极管的架构与组成， 并且，通过上述的架构，当本发明的类烛光有机发光二极管发光时，其第 一主体发光层14是发出单色光且第二主体发光层15是发出混色光，并且， 该单色光与该混色光是混光成高演色性、低色温、高效率的类烛光；该类 烛光是适于作为阅读光源或者床头光源使用，则其低色温与类烛光特性将 营造出适合阅读的环境光色，使得使用者的眼睛可在舒适的感觉下进行阅 读。

继续地，为了证明上述该类烛光有机发光二极管1的架构与组成的可 行性，以下将借由几组实验数据加以证明。请参阅图5，是实验设计表图； 在图5所示的实验设计表中，是将第一染料(蓝光染料)dy-1在该第一主体 发光层14之中的重量百分比(wt%)设定为20wt%，并将第二染料(绿光染 料)dy-2、第三染料(黄光染料)dy-3与第四染料(红光染料)dy-4在该第二 主体发光层15之中的重量百分比(wt%)是分别设定为12.5wt%、5wt%与 1wt%；另，在图5所示的实验设计表中，是设计三种实验元件，分别为 元件I-1、元件I-2与元件I-3，而这三个实验元件的差异在于第一主体发 光层14与第二主体发光层15的厚度比例，分别为3:1、1:1、1:3。

请继续参阅第图5，并请同时参阅图6、图7与图8，是分别为本发明 的类烛光有机发光二极管的电流密度曲线图、流明曲线图与发光效率曲线 图。如图6所示，空心菱形、实心三角形与空心圆形的数据点分别代表元 件I-1、元件I-2与元件I-3的电流密度曲线，其中，元件I-2与元件I-3 的电流密度是大于元件I-1的电流密度。另，如图7所示，元件I-2的流 明曲线则大于元件I-1与元件I-3的流明曲线；再者，如图8所示，元件 I-2的发光效率曲线是明显大于元件I-1与元件I-3的发光效率曲线。此外， 由图5的实验设计表中，亦可得知，相较于元件I-1与元件I-3，元件I-2 是展现出具有较佳的高演色性(CRI=85)与低色温表现(CT=1900K)。

如此，上述不仅已完整说明本发明的类烛光有机发光二极管的架构与 组成，亦同时借由几组实验数据验证了该类烛光有机发光二极管的可行性。 然而，除了上述图2、图3与图4所揭示的该类烛光有机发光二极管的基本 架构外，于此，是又提出该类烛光有机发光二极管的第二实施例架构。请 参阅图9与图10，是本发明的一种类烛光有机发光二极管的第二实施例的 架构图及其能阶图。如图9与图10所示，本发明的类烛光有机发光二极管 1的第二实施例是包括：第一导电层11、空穴注入层12、空穴传输层13、 第一主体发光层14、第一染料dy-1、第二主体发光层15、第二染料dy-2、 第三染料(Yellow)dy-3、第四染料(Red)dy-4、电子传输层16、混合发光层 CML、电子注入层17、以及第二导电层18。其中，第二实施例所述的第一 导电层11、空穴注入层12、空穴传输层13、第一主体发光层14、第一染 料dy-1、第二主体发光层15、第二染料dy-2、第三染料(Yellow)dy-3、第 四染料(Red)dy-4、电子传输层16、电子注入层17、以及第二导电层18是 相同于前述实施例，于此便不再重复赘述。

请继续参阅图9与图10，并请同时参阅图11，是本发明的类烛光有机 发光二极管的第二实施例的第二能阶图。其中，为了清楚呈现该类烛光有 机发光二极管1的各层材料，是将材料的名称标示于图11的能阶图中，以 利对照图9与图10，进而更容易了解该类烛光有机发光二极管1的第二实 施例的架构、组成与技术特征。特别地，在该类烛光有机发光二极管1的 第二实施例中，混合发光层CML是形成于该第一主体发光层14与该第二主 体发光层15之间，并由部份第一主体发光层14与部份第二主体发光层15 所组成；此外，第一主体发光层14与该第二主体发光层15的组成比例为 3:1。如此，由于类烛光有机发光二极管1的第二实施例具有混合发光层CML， 因此，将相对于前述实施例，类烛光有机发光二极管1的第二实施例表现 出更佳的高演色性与发光效率。

继续地，为了证明上述该类烛光有机发光二极管1的第二实施例的架 构与组成的可行性，以下将借由几组实验数据加以证明。请参阅图12，是 实验设计表图；在图12所示的实验设计表中，是将第一染料(蓝光染料)dy-1 在该第一主体发光层14之中的重量百分比(wt%)设定为20wt%，并将第二 染料(绿光染料)dy-2、第三染料(黄光染料)dy-3与第四染料(红光染 料)dy-4在该第二主体发光层15之中的重量百分比(wt%)是分别设定为 12.5wt%、3wt%与1wt%；另，在图12所示的实验设计表中，是设计四 种实验元件，分别为元件II-4、元件II-7、元件II-8、元件II-9，而这 四个实验元件的差异在于第一主体发光层(TCTA)14与第二主体发光层 (TPBi)15在该混合发光层CML之中的混合比例，分别为3:1、1:1、1:3、 以及1:0。

请继续参阅第图12，并请同时参阅图13、图14与图15，是分别为本 发明的类烛光有机发光二极管的电流密度曲线图、流明曲线图与发光效率 曲线图。如图13所示，实心三角形、空心菱形、空心方形、与空心圆形的 数据点分别代表元件II-4、元件II-7、元件II-8、与元件II-9的电流密 度曲线，其中，元件II-4的电流密度是大于元件II-7、元件II-8与元件 II-9的电流密度。另，如图14所示，元件II-4的流明曲线亦大于元件II-7、 元件II-8与元件II-9的流明曲线；再者，如图15所示，元件II-8与元 件II-4的发光效率曲线是明显大于元件II-7与元件II-9的发光效率曲线。 此外，由第十二的实验设计表中，亦可得知，相较于元件II-7、元件II-8 与元件II-9，元件II-4是展现出具有较佳的高演色性(CRI=93)；并且，相 较于元件II-7与元件II-8，元件II-4是展现出较佳的低色温表现 (CT=2150K)。

如此，上述已清楚且完整地说明本发明的类烛光有机发光二极管的所 有实施例。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可 利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施 例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范 围内。