专利名称：有机发光二极管的发光层及应用其的有机发光二极管显示面板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光层材料，且特别是有关于一种应用于有机发光二极管的发光层材料。
先前技术传统的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板为多层堆栈结构，阳极、电洞传输层、发光组件、电子传输层及阴极系依序设置于基板上。发光组件包括一主客掺杂系统，即在主发光体中掺杂少量的客发光体。
当阴极及阳极被施加一电压时，电子将由阴极以通过电子传输层的方式注入发光层，电洞将由阳极以通过电洞传输层的方式注入发光层，电子及电洞在发光层中结合后会致使主发光体由基态激发到激态。由于处于激态的主发光体不稳定，故主发光体必会由激态返回到基态，并将能量传递给客发光体。
当客发光体接收能量而由基态激发到激态时，客发光体将产生单重态激子(singlet excition)及三重态激子(triplet excition)。由于电子自旋态的分布率，都会造成三重态激子及单重态激子的形成机率约为3∶1。单重态激子或三重态激子将以释放光子的形式返回稳定的基态，使得有机发光二极管产生电激发光的现象。
发光组件系发出白光，并由二种或二种以上波长的光所混合而成。混合白光的方式一般常见的有二种，一种为混合蓝绿色光以及黄色光，另一种为混合红色光、绿色光以及蓝色光。传统发光组件依结构分为三种。第一种发光组件为三层主发光体各自搭配红光、绿光、蓝光的客发光体的三层结构，每一层发光层系分别发光红光、绿光以及蓝光的三原色光，以混合成白光。第二种发光组件为主发光体搭配蓝光客发光体以及主发光体搭配红光客发光体的双层结构。第三种发光组件为蓝光主发光体搭配黄光或红光客发光体的单层结构。
然而，双层结构或三层结构等发光组件虽可以得到高效率及纯白光色，但制程偏向繁复。此外，单层结构的发光组件，其制程虽简便，但发光效率不高，容易造成白光效率不高以及光色不纯等问题。因此，如何兼顾简化制程与提升光色效率实为当前的重要课题。
发明内容有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种发光层材料及其应用的有机发光二极管，发光层材料为一种主发光体以及一种客发光体混合而成的单层发光层结构，蓝光至蓝绿光的主发光体与红光至黄光的客发光体系以特定比例混合而成，用以发出纯白色光。再者，本发明的发光层材料更包括另一客发光体，其发光范围系介于蓝光至蓝绿光范围之间，用以发出纯白色光并提高发光效率。
根据本发明的目的，提出一种有机发光二极管的发光层，用以发出一白光，该发光层的材料包括主发光体、第一客发光体以及第二客发光体。主发光体，其发光波长大约介于300纳米至530纳米，系用以发出蓝光或近似蓝光。第一客发光体，其发光波长大约介于纳米300至530纳米，系用以发出蓝光、近似蓝光或蓝绿光。第二客发光体，其发光波长大约介于530纳米至720纳米，系用以发出红光或黄光。
根据本发明的目的，再提出一种有机发光二极管的发光层，用以发出一白光，该发光层材料包括一主发光体以及一客发光体。一主发光体，其发光波长大约介于300纳米至530纳米，系用以发出蓝光或近似蓝光。客发光体，其发光波长大约介于530纳米至720纳米，系用以发出红光或黄光，且该客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％～5％。
根据本发明的目的，又提出一种有机发光二极管显示面板，包括第一基板组件、第二基板组件以及黏着剂。第一基板组件包括第一基板、阳极及相对的阴极、发光层、电子传输层以及电洞传输层。阳极及相对的阴极系设置于该第一基板上。发光层系设置于该阳极与该阴极之间，用以产生一白光。发光层包括主发光体与客发光体；主发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米，系用以发出蓝光或近似蓝光；客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米，系用以发出红光或黄光，且该客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％～5％。电洞传输层系设置于该发光层以及该阳极之间。电子传输层系设置于该发光层以及该阴极之间。第二基板组件至少包含一第二基板，该第二基板组件系相对设置于该第一基板组件。黏着剂设置于该第一基板以及该第二基板之间。
根据本发明的目的，更提出一种有机发光二极管显示面板，包括第一基板组件、第二基板组件以及黏着剂。第一基板组件包括第一基板、阳极及相对的阴极、发光层、电子传输层以及电洞传输层。阳极及相对的阴极系设置于该第一基板上。该发光层的材料包括主发光体、第一客发光体以及第二客发光体。主发光体，其发光波长大约介于300纳米至530纳米，系用以发出蓝光或近似蓝光。第一客发光体，其发光波长大约介于纳米300至530纳米，系用以发出蓝光、近似蓝光或蓝绿光。第二客发光体，其发光波长大约介于530纳米至720纳米，系用以发出红光或黄光。
根据本发明的目的，再提出一种有机发光二极管的发光层，用以发出一白光，该发光层的材料包括主发光体、第一客发光体以及第二客发光体。其中该第一客发光体的最高填到电子轨域(HighestOccupied Molecular Orbital；HOMO)的绝对值系小于或等于该主发光体的HOMO绝对值，且该第一客发光体的最低未填电子轨域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital；LUMO)的绝对值系大于或等于该主发光体的LUMO绝对值。该第二客发光体的HOMO绝对值系小于或等于该第一客发光体的HOMO绝对值，且该第二客发光体的LUMO绝对值系大于或等于该第一客发光体的LUMO绝对值。该主发光体的HOMO绝对值系大于或等于该电洞传输层的HOMO绝对值，且该主发光体的LUMO绝对值系小于或等于该电子传输层的LUMO绝对值。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1绘示依照本发明一较佳实施例的有机发光二极管显示面板的一种示意图。
图2绘示依照本发明的较佳实施例的发光效率与电流密度的关系图。
图3A绘示本发明的较佳实施例的驱动电压与色度坐标值(CIEX)的关系图。
图3B绘示本发明的较佳实施例的驱动电压与色度坐标值(CIEY)的关系图。
图4绘示依照本发明的较佳实施例的相对亮度与操作时间的关系图。
具体实施方式本发明的主要构想，系采用一种主发光体以及一种客发光体材料以特定比例混合而成的单层发光层结构，主发光体系用以发出蓝光或蓝绿光，客发光体系用以发出红光或黄光，以混合发出纯白色光。再者，本发明的发光层材料更包括另一客发光体，其发光范围系为蓝光或蓝绿光，与主发光体混合后用以发出纯白色光并提高发光效率。以下系举几组实施例为例进行说明，然此些实施例并不会限缩本发明的欲保护范围。
本实施例的有机发光二极管的发光层，用以发出一白光，发光层材料至少包括主发光体以及客发光体。主发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米，较佳的是介于360纳米至480纳米。客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米，较佳的是介于530纳米至700纳米。发出蓝光或蓝绿光的主发光体与发光红光或黄光的客发光体系混合出白光。客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％～5％，较佳的是介于0.1％至5％。
客发光体的最高填到电子轨域(Highest Occupied MolecularOrbital；HOMO)绝对值系小于或等于主发光体的HOMO绝对值，且客发光体的最低未填电子轨域(Lowest Unoccupied MolecularOrbital；LUMO)绝对值系大于或等于主发光体的LUMO绝对值。
主发光体以及客发光体的分子量大约小于1000。主发光体例如是包含MADN(2-methyl-9，10-di(2-naphthyl)anthracene)。客发光体例如是包含DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1，1，7，7-tetramethyl-julolidyl-9-enyl)-4H-pyran))或Perylene衍生物。MADN及DCJTB的化学结构式揭露如下。
在另一实施例中，发光层材料包括一第一客发光体以及一第二客发光体。第一客发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米，较住的是介于360纳米至480纳米。第一客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％至50％，较佳的是介于0.1％至20％。第一客发光体与主发光体的发光波长系实质上相同，介于蓝光或蓝绿光的范围。第一客发光体可补强蓝光，有助于混合出纯白光色，提高发射白光的效率。第二客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米，较佳的是介于530纳米至700纳米，系用以发出红光或黄光。
第一客发光体的HOMO绝对值系大于或等于第二客发光体的HOMO绝对值，且第一客发光体的LUMO绝对值小于或等于第二客发光体的LUMO绝对值。
再者，主发光体、第一客发光体或第二客发光体的分子量大约小于1000。较佳的是，第一客发光体以及第二客发光体的分子量大约小于1000。
本发明的发光层材料较佳的是应用于有机发光二极管显示面板。请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的有机发光二极管显示面板的一种示意图。本实施例的有机发光二极管显示面板100包括第一基板组件110、第二基板组件130以及黏着剂126。第一基板组件包括第一基板111、阳极112及相对的阴极120、发光层116、电洞传输层114以及电子传输层118。阳极112及相对的阴极120，系设置于第一基板111上。如图1所示，阳极112系设置于第一基板上111，阴极120与阳极112之间系具有多层堆栈结构。阳极112例如是包含铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。发光层116系设置于阳极112与阴极122之间，用以产生一白光。发光层至少包括主发光体以及客发光体。主发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米。客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米，且客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％～5％，较佳的是介于0.1％～5％。电洞传输层114系设置阳极112上，并位于发光层116以及阳极112之间。电子传输层118系形成于发光层116上，并位于发光层116以及阴极120之间。第二基板组件130至少包含第二基板132，第二基板组件130系相对设置于第一基板组件110。黏着剂126设置于第一基板111以及第二基板132之间。
较佳的是，发光层材料包括一第一客发光体以及一第二客发光体。第一客发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米，较佳的是介于360纳米至480纳米。第一客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％至50％，较佳的是介于0.1％至20％。第一客发光体与主发光体的发光波长系实质上相同，介于蓝光或蓝绿光的范围。第一客发光体可补强蓝光，有助于混合出纯白光色，提高发射白光的效率。第二客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米，较佳的是介于530纳米至700纳米，系用以发出红光或黄光。第二客发光体的HOMO绝对值系小于或等于第一客发光体的HOMO绝对值，且第二客发光体的LUMO绝对值系大于或等于第一客发光体的LUMO绝对值。主发光体的HOMO绝对值系大于或等于电洞传输层的HOMO绝对值，且主发光体的LUMO绝对值系小于或等于电子传输层的LUMO绝对值。
当阴极120及阳极111被施加一电压时，电子将由阴极以通过电子传输层118的方式注入发光层116，电洞将由阳极112以通过电洞传输层114的方式注入发光层116，电子及电洞在发光层116中结合后会致使主发光体由基态激发到激态。由于处于激态的主发光体不稳定，故主发光体必会由激态返回到基态，并将能量传递给客发光体。
当客发光体接收能量而由基态激发到激态时，客发光体将产生单重态激子(singlet excition)及三重态激子(triplet excition)。由于电子自旋态的分布率，都会造成三重态激子及单重态激子的形成机率约为3∶1。单重态激子或三重态激子将以释放光子的形式返回稳定的基态，使得有机发光二极管产生电激发光的现象。
第二基板组件130更包括一彩色滤光片134，系设置于第二基板132上。发光层116所发出的白光系透过彩色滤光片134而形成彩色光点，并构成彩色图像。以下系举出几组实验结果说明本实施例的有机发光二极管的显示面板的性质。再接下来的实验中，发光层材料包含主发光体MADN，掺杂8％第一客发光体Perylene以及0.1％第二客发光体DCJTB。并且搭配ITO为阳极，NPB为电洞传输层，Alq为电子传输层，LiF/Al为复合阴极形成的有机发光二极管的显示面板，进行以下的实验。
相关实验实验一—照度将阴极与阳极通以电流，并测量发光亮度。图2绘示依照本发明的较佳实施例的发光效率与电流密度的关系图。由图可知，本实施例的发光层的发光效率可达7.9cd/A，显示其高效率的光电转换效能。
实验二—色度将阴极与阳极通以电流，并以色彩分析仪测量色度坐标值CIEX，CIEY，并绘示驱动电压与色度坐标值的关系如下。图3A绘示本发明的较佳实施例的驱动电压与色度坐标值(CIEX)的关系图，图3B绘示本发明的较佳实施例的驱动电压与色度坐标值(CIEY)的关系图。在同一驱动电压的下，将CIEX及CIEY与国际照明委员会的色度坐标图比对。由结果可知，本实施例的发光层材料可得到纯白光色。
实验三—稳定度测试有机发光二极管的显示面板连续施加固定电压，于不同时间点测定其亮度。将初始亮度3000nits为设定为100％，并分别计算其相对亮度。藉由比较随着操作时间的增长，有机发光二极管的相对亮度的变化程度，用以探讨有机发光二极管的显示面板的稳定度。图4绘示依照本发明的较佳实施例的相对亮度与操作时间的关系图。当操作时间持续333小时的后，有机发光二极管亮度仍可维持70％。由此可知，本实施例的发光层材料的稳定度佳，赋予有机发光二极管极长的使用寿命。
本发明上述实施例所揭露的发光层及其应用于有机发光二极管的显示面板，其采用一种主发光体以及一种客发光体材料混合而成的单层发光层结构，蓝光至蓝绿光的主发光体与红光至黄光的客发光体系以特定比例混合而成，用以发出纯白色光。再者，本发明的发光层材料更包括另一客发光体，其发光范围系介于蓝光至蓝绿光范围之间，用以补强蓝光，加强纯白色光并提高发光效率。此外，本实施例的发光层材料的稳定度佳，赋予有机发光二极管极长的使用寿命。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种有机发光二极管的发光层，该发光层的材料包括一主发光体，其发光波长大约介于300纳米至530纳米；一第一客发光体，其发光波长大约介于纳米300至530纳米；以及一第二客发光体，其发光波长大约介于530纳米至720纳米。
2.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该第一客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％至50％。
3.根据权利要求2所述的发光层，其特征在于，该第一客发光体的掺杂体积比例大约介于0.1％至50％。
4.根据权利要求2所述的发光层，其特征在于，该第二客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％至5％。
5.根据权利要求4所述的发光层，其特征在于，该第二客发光体的掺杂体积比例大约介于0.1％至5％。
6.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该第二客发光体的掺杂体积比例大约介于0.01％至5％。
7.根据权利要求6所述的发光层，其特征在于，该第二客发光体的掺杂体积比例大约介于0.1％至5％。
8.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该第一客发光体以及该第二客发光体的分子量大约小于1000。
9.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该主发光体、该第一客发光体或该第二客发光体的分子量大约小于1000。
10.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该主发光体系包含MADN(2-methyl-9，10-di(2-naphthyl)anthracene)。
11.根据权利要求1所述的发光层，其特征在于，该第二客发光体系包含DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1，1，7，7-tetramethyl-julolidyl-9-enyl)-4H-pyran))。
全文摘要
一种有机发光二极管的发光层，用以发出一白光，该发光层的材料包括主发光体、第一客发光体以及第二客发光体。主发光体的发光波长大约介于300纳米至530纳米。第一客发光体的发光波长大约介于纳米300至530纳米。第二客发光体的发光波长大约介于530纳米至720纳米。
文档编号H01L51/00GK1688037SQ20051007549
公开日2005年10月26日 申请日期2005年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者洪敏玲 申请人:友达光电股份有限公司