CN104157793A - Oled发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种OLED发光器件及其制备方法。该OLED发光器件包括：第一电极；形成于第一电极上的有机功能层；形成于所述有机功能层上的第二电极；形成于所述第二电极上的光程调整层，用于调整所述OLED发光器件的光学长度；以及，形成于所述光程调整层上的半反半透层，用于调整从所述光程调整层出射的光反射时产生的相位差。本发明可降低器件的调整难度，提高生产良率以及降低成本。而且，器件中电光转换部分的厚度比现有技术中结构的厚度小很多，这样整个器件的驱动电压会变得更小，进而在降低功耗的同时提高器件的电光转换效率，增加器件的使用寿命。此外，通过本发明所提供的OLED发光器件对于色偏也有所改善。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种OLED发光器件及其制备方法。
背景技术
相比传统技术中的液晶显示面板，OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示装置具有反应速度更快、色纯度和亮度更优、对比度更高、视角更广等特点。因此，逐渐得到了显示技术开发商日益广泛的关注。在现有技术中，为了提高OLED显示装置的色纯度和光强，并且得到一个比较好的色坐标值，通常会使用顶发射式结构的OLED发光器件，以方便通过调节其微腔结构来实现对发光效果的调节。
如图1中所述，为现有技术中一种常见的顶发射式OLED发光器件的结构示意图；其主要包括依次设置的阳极基板110、有机功能层100、阴极层160以及光取出层170(Capping Layer)。其中，有机功能层100又包括：依次形成在阳极基板110上的第一空穴注入层121、第二空穴注入层122、第三空穴注入层123、空穴传输层130、有机发光层140以及电子传输层150。从有机发光层140出射的光线在阳极基板110和阴极层160形成的微腔结构中发生光的相消干涉和相长干涉，最终只保持预定波长的光的强度而降低其它波长的光的强度。
其中，调节OLED发光器件的微腔结构的主要是指通过调节第一空穴注入层121、第二空穴注入层122、第三空穴注入层123、空穴传输层130、有机发光层140以及电子传输层150中一层或是几层的厚度，以实现微腔结构腔长的调节，从而可以改变光程，得到满足要求的发光谱的光色参数。
上述的OLED发光器件的结构以及制备方法虽然成熟，但仍存在一些问题。例如，阳极基板110、有机功能层100以及阴极层160既作为电光转换部分，又作为光学调整部分，这样由于有机材料的载子迁移率非常低，如果有机功能层的总厚度发生变化，则OLED发光器件的驱动电压也会随之发生变化，导致器件的电学性能发生变化，因此会增加器件性能的调节难度；而且，如果调节有机功能层中某一层或某几层的厚度，可能会导致OLED发光器件中的空穴和电子载子数量变的不平衡，导致器件电光转换效率下降。
发明内容
本公开的目的在于上述的一个或者多个问题，提供一种OLED发光器件、OLED发光器件制备方法以及OLED显示装置，用于至少在一定程度上克服上述的一个或者多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，一种OLED发光器件，包括：
第一电极；
形成于第一电极上的有机功能层；
形成于所述有机功能层上的第二电极；
形成于所述第二电极上的光程调整层，用于调整所述OLED发光器件的光学长度；以及，
形成于所述光程调整层上的半反半透层，用于调整从所述光程调整层出射的光反射时产生的相位差。
在本公开的一种示例实施方式中，所述光程调整层的材质为基于芳胺的有机材料。
在本公开的一种示例实施方式中，所述有机功能层包括依次设置于所述第一电极上的空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子传输层；所述光程调整层的材质与所述空穴传输层的材质相同。
在本公开的一种示例实施方式中，所述半反半透层的材质为金属银。
在本公开的一种示例实施方式中，所述半反半透层以及光程调整层的面积均小于所述第二电极的面积。
在本公开的一种示例实施方式中，还包括：
形成于所述半反半透层之上的光取出层。
根据本公开的第二方面，一种OLED发光器件制备方法，包括：
于一基板上形成第一电极；
于所述第一电极上形成有机功能层；
于所述有机功能层上形成第二电极；
于所述第二电极上形成光程调整层；所述光程调整层用于调整所述OLED发光器件的光学长度；以及，
于所述光程调整层上形成半反半透层，所述半反半透层用于调整从所述光程调整层出射的光反射时产生的相位差。
在本公开的一种示例实施方式中，形成所述光程调整层的材质为基于芳胺的有机材料。
在本公开的一种示例实施方式中，于所述第一电极上形成有机功能层包括：
于所述第一电极上依次形成空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子传输层；形成所述光程调整层的材质与所述空穴传输层的材质相同。
在本公开的一种示例实施方式中，形成所述半反半透层的材质为金属银。
在本公开的一种示例实施方式中，所述半反半透层以及光程调整层的面积均小于所述第二电极的面积。
在本公开的一种示例实施方式中，还包括：
于所述半反半透层之上形成光取出层。
根据本公开的第三方面，一种OLED显示面板，包括上述的任意一种OLED发光器件。
在本公开所提供的OLED发光器件中，通过将电光转换部分和光学调整部分独立起来，从而可以分别单独地调节器件的电学性能和光学性能，使整个器件的电学性能和光学性能分别达到最佳状态。由于在调节器件的光学性能时并不会影响器件的电学性能，因此可降低器件的调整难度，提高生产良率以及降低成本。而且，由于电光转换部分和光学调整部分分别相对独立，因此器件中电光转换部分的厚度比现有技术中结构的厚度小很多，这样整个器件的驱动电压会变得更小，进而在降低功耗的同时提高器件的电光转换效率，增加器件的使用寿命。此外，通过本公开所提供的OLED发光器件对于色偏也有所改善。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是这里的详细说明以及附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是现有技术中一种OLED发光器件的结构示意图；
图2是本公开示例实施方式中一种OLED发光器件的结构示意图；
图3是现有技术中OLED发光器件的模拟实验结果曲线图；
图4是本公开中OLED发光器件的模拟实验结果曲线图；
图5是本公开示例实施方式中一种OLED发光器件制备方法的流程示意图。
附图标记说明：
【背景技术】
110：阳极基板
121：第一空穴注入层
122：第二空穴注入层
123：第三空穴注入层
130：空穴传输层
140：有机发光层
150：电子传输层
160：阴极层
170：光取出层
100：有机功能层
【具体实施方式】
210：第一电极
220：空穴注入层
230：空穴传输层
240：有机发光层
250：电子传输层
260：第二电极
270：光取出层
280：光程调整层
290：半透半反层
200：有机功能层
S1-S6：步骤
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
本示例实施方式中首先提供了一种OLED发光器件。如图2中所示，该OLED发光器件为顶发射式结构，其包括第一电极210、形成于第一电极210上的有机功能层200、形成于所述有机功能层200上的第二电极260、形成于第二电极260上的光程调整层280以及形成于所述光程调整层280上的半反半透层290。当然，其也可以为底发射式结构、双面发射结构等等；其中，第一电极210、有机功能层200以及第二电极260作为电光转换部分，光程调整层280和半反半透层290作为光学调整部分。举例而言：
所述第一电极210可以作为阴极，而对应的所述第二电极260为阳极；或者，所述第一电极210可以作为阳极，而对应的所述第二电极260为阴极。本示例实施方式中，所述第一电极210为全反射阳极，所述第二电极260为透明阴极。
所述第一电极210可以由具有较大逸出功的材料制成，从而可以将空穴容易的注入到有机功能层200中，其材料具体可以包括：金属，例如银、锌、金等及其合金；金属氧化物，例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等；金属与氧化物的复合物或者导电聚合物等等。此外，在顶部发光型有机发光器件中，为了使透过顶部发出的光的输出最大化，可以在第一电极210的下部设置反光层，或者利用第一电极210本身作为反光层。
所述第二电极260可以由具有较小逸出功的材料制成，从而可以将电子容易的注入到有机功能层200中，其材料具体可以包括金属，例如镁、钙、钠、钾、银及其合金；或者复合材料，例如LiF/Al或者LiO2/Al等等。然而，在所述第二电极260由不透明材料(例如金属)制成的情况下，必须将所述第二电极260形成为具有较薄厚度且透明的膜层。
所述有机功能层200可以具有多层结构。例如，其可以包括空穴注入层220、空穴传输层230、有机发光层240、电子传输层250等。所述空穴注入层220的材料优选为在低电压下能够理想地接受来自所述第一电极210的空穴的材料。所述空穴传输层230的材料优选为具有高空穴迁移率的合适材料，以能够从空穴注入层220传输空穴至有机发光层240。所述空穴传输层230的材料具体可以包括但并不限于：基于芳胺的有机材料、导电聚合物和同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等等。所述有机发光层240的材料优选为能够通过接受和复合来自空穴传输层230的空穴和来自电子传输层250的电子发出可见光的材料。所述电子传输层250的材料优选为具有高电子迁移率的合适材料，其能够从第二电极260传输电子至有机发光层240。
所述光程调整层280用于调整所述OLED发光器件的光学长度，所述半反半透层290用于调整从所述光程调整层280出射的光反射时产生的相位差。从有机发光层240出射的光线在所述第一电极210和半反半透层290之间被反射，即第一电极210和半反半透层290形成微腔结构而产生微腔效应，导致发生光的相消干涉和相长干涉，最终只保持预定波长的光的强度而降低其它波长的光的强度。在进行OLED发光器件微腔结构调整时，一方面，可以通过调节半反半透层290的厚度，控制光在半反半透层290中的反射率和透过率，从而调节光在半反半透层290中反射时产生的相位差；另一方面，可以通过调节光程调整层280的厚度，从而很容易地调节整个OLED发光器件的光学长度。这样，通过调节光在半反半透层290中的反射相位差和调节光程调整层280的厚度就可以得到满足需要的微腔结构。
本示例实施方式中，所述光程调整层280的材料可以与所述空穴传输层230的材料相同。所述光程调整层280的材料与所述空穴传输层230的材料相同一方面在实际生产时不用再引入新的材料，可提高良率等；另一方面，空穴传输层230的材料的折射率也比较合适。例如，其具体实例可以包括但并不限于：基于芳胺的有机材料、导电聚合物和同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等等。当然，光程调整层280的材质也可以为其他有机物质或者无机物质，例如，其具体还可以包括氮化硅、氧氮化硅等等。本示例实施方式中，所述半反半透层290的材料优选为金属银，这是由于金属银的折射率n较小(n<1)，且吸收系数k较大(k>1)，因此在经过整个器件的微腔效应作用后，可以得到更加纯正的光谱。
除此之外，本示例实施方式中的OLED发光器件还可以包括形成于所述半反半透层290之上的光取出层270。光取出层270用于取出限制在所述微腔结构内传播的光束，增加从所述半反半透层290出射的光，从而进一步提升OLED发光器件的电光转换效率。所述光取出层270可以包括一微透镜阵列薄膜以及至少一光学薄膜等等。
本示例实施方式中，通过将OLED发光器件的电光转换部分和光学调整部分独立起来，至少可以实现以下优点：
第一，可以分别单独地调节器件的电学性能和光学性能，使整个器件的电学性能和光学性能分别达到最佳状态。具体调节方法可以为：首先调整器件的电光转换部分，使其电光转换效率达到最佳值，然后再调整器件的光学调整部分，使器件出射的光色达到最佳值。整个过程中，在调节器件的光学性能时并不会影响器件的电学性能，因此可降低器件的调整难度，提高生产良率以及降低成本。
第二，由于电光转换部分和光学调整部分分别相对独立，因此器件中电光转换部分的厚度比现有技术中结构的厚度小很多(例如，图1中额外设置多个空穴注入层122、123的目的之一即为了调整器件的发光效果，而本公开中则可以省去对应膜层)，这样整个器件的驱动电压会变得更小，进而在降低功耗的同时提高器件的电光转换效率，增加器件的使用寿命。
第三，对比图3和图4中的实验模拟结果可以发现，在色饱和度一致的情况下，本示例实施方式中OLED发光器件除了光效比原有的结构有明显地提高之外，并且对于色偏也有所改善。
进一步的，本示例实施方式中还提供了一种制备上述OLED发光器件的方法。如图5中所示，该OLED发光器件制备方法主要包括：
S1.于一基板上形成第一电极210；该基板可以为形成有开关薄膜晶体管以及驱动薄膜晶体管等像素驱动电路的阵列基板。该步骤可以具体包括：
通过真空蒸镀或者磁控溅射成膜再加上蚀刻等方法中的一种或多种在所述基板上形成一层图案化的第一电极210。本示例实施方式中以所述第一电极210为全反射阳极，所述第二电极260为透明阴极为例，形成所述第一电极210的材料优选具有较大逸出功的材料，从而可以将空穴容易的注入到有机功能层200中，其材料具体可以包括：金属(例如银)，金属氧化物(例如ITO)，金属与氧化物的复合物或者导电聚合物等等。此外，为了使透过顶部发出的光的输出最大化，可以在第一电极210的下部形成反光层，或者利用第一电极210本身作为反光层。
S2.于所述第一电极210上形成有机功能层200。该步骤可以具体包括：
通过真空蒸镀、旋涂、喷墨或者狭缝涂布等方法中的一种或多种在所述第一电极210上依次形成图案化的空穴注入层220、空穴传输层230、有机发光层240以及电子传输层250；形成所述光程调整层280的材质与所述空穴传输层230的材质相同。所述空穴注入层220的材料优选为在低电压下能够理想地接受来自所述第一电极210的空穴的材料。所述空穴传输层230的材料优选为具有高空穴迁移率的合适材料。所述空穴传输层230的材料具体可以包括但并不限于：基于芳胺的有机材料、导电聚合物和同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等等。所述有机发光层240的材料优选为能够通过接受和复合来自空穴传输层230的空穴和来自电子传输层250的电子发出可见光的材料。所述电子传输层250的材料优选为具有高电子迁移率的合适材料。
S3.于所述有机功能层200上形成第二电极260；
通过真空蒸镀或者磁控溅射等方法中的一种或多种在所述有机功能层200上形成一层图案化的第二电极260。本示例实施方式中形成所述第二电极260的材料优选为具有较小逸出功的材料，从而可以将电子容易的注入到有机功能层200中，其材料具体可以包括金属(例如镁、银及其合金)以及复合材料等等。然而，在所述第二电极260由不透明材料(例如金属)制成的情况下，必须将所述第二电极260形成为具有较薄厚度且透明的膜层。
S4.于所述第二电极260上形成光程调整层280；该步骤可以具体包括：
通过真空蒸镀、旋涂、喷墨或者狭缝涂布等方法中的一种或多种在所第二电极260上形成图案化的光程调整层280。本示例实施方式中，形成所述光程调整层280的材料可以与形成所述空穴传输层230的材料相同。当然，光程调整层280的材质也可以为其他有机物质或者无机物质。
S5.于所述光程调整层280上形成半反半透层290；该步骤可以具体包括：
通过真空蒸镀或者磁控溅射等方法中的一种或多种在所述光程调整层280上形成一层半反半透层290。本示例实施方式中，形成所述半反半透层290的材料优选为金属银，这是由于金属银的折射率n较小(n<1)，且吸收系数k较大(k>1)，因此在经过整个器件的微腔效应作用后，可以得到更加纯正的光谱。
需要注意的是，在形成所述光程调整层280以及半反半透层290的过程中，所使用的掩模板(例如金属遮罩或精密金属遮罩)的开口小于在形成第二电极260的过程中所使用的掩模板的开口，以使形成的光程调整层280以及半反半透层290的面积小于所述第二电极260的面积，从而避免光程调整层280以及半反半透层290完全遮盖第二电极260而造成第二电极260无法引出与其他电路连接。当然，也可以是形成第二电极260的过程中所使用的掩模板的开口大于形成其他层所使用的掩模板的开口，从而方便第二电极260的引出等等。
本示例实施方式中的OLED制备方法还可以包括：
S6.于所述半反半透层290之上形成光取出层270。该步骤可以具体包括：
通过真空蒸镀、旋涂、喷墨、狭缝涂布或者光刻工艺等方法中的一种或多种在所半反半透层290上形成光取出层270，从而进一步提升OLED发光器件的电光转换效率。
进一步的，本示例实施方式中还提供了一种OLED面板。该OLED包括上述示例实施方式中所提供的OLED发光器件。由于包括上述的OLED发光器件，因此可以分别单独地调节器件的电学性能和光学性能，使整个器件的电学性能和光学性能分别达到最佳状态，降低器件的调整难度，提高生产良率以及降低成本。而且，独立电光转换部分和光学调整部分分别相对独立，使得器件中电光转换部分的厚度比现有技术中结构的厚度小很多，从而减少了驱动电压，进而在降低功耗的同时提高器件的电光转换效率，增加器件的使用寿命。此外，在该OLED面板中，对于色偏也有所改善。
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种OLED发光器件，其特征在于，包括：
第一电极；
形成于第一电极上的有机功能层；
形成于所述有机功能层上的第二电极；
形成于所述第二电极上的光程调整层，用于调整所述OLED发光器件的光学长度；以及，
形成于所述光程调整层上的半反半透层。
2.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，所述光程调整层的材质为基于芳胺的有机材料。
3.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，所述半反半透层的材质为金属银。
4.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，所述半反半透层以及光程调整层的面积均小于所述第二电极的面积。
5.根据权利要求3所述的OLED发光器件，其特征在于，所述半反半透层以及光程调整层的面积均小于所述第二电极的面积。
6.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，还包括：
形成于所述半反半透层之上的光取出层。
7.一种OLED发光器件制备方法，其特征在于，包括：
于一基板上形成第一电极；
于所述第一电极上形成有机功能层；
于所述有机功能层上形成第二电极；
于所述第二电极上形成光程调整层；所述光程调整层用于调整所述OLED发光器件的光学长度；以及，
于所述光程调整层上形成半反半透层，所述半反半透层用于调整从所述光程调整层出射的光反射时产生的相位差。
8.根据权利要求7所述的OLED发光器件制备方法，其特征在于，形成所述光程调整层的材质为基于芳胺的有机材料。
9.根据权利要求7所述的OLED发光器件制备方法，其特征在于，形成所述半反半透层的材质为金属银。
10.根据权利要求7所述的OLED发光器件制备方法，其特征在于，所述半反半透层以及光程调整层的面积均小于所述第二电极的面积。
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