CN101615657B - 一种有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的有机电致发光器件包括基板、阳极、有机功能层以及阴极，所述阳极位于基板的表面上，所述有机功能层位于所述阴极与阳极之间，所述阳极由一组平行的电极条构成，其特征在于，相邻的两个所述电极条之间的基板由绝缘层覆盖，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，所述有机功能层位于所述电极条和绝缘层的表面上。本发明制得的有机电致发光器件使用寿命长，性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、重量轻、以及组成和工艺简单等一系列优点。与液晶显示器相比，有机电致发光器件不需要背光源，视角大，功率低，其响应速度可达液晶显示器的1000倍，其制造成本却低于同等分辨率的液晶显示器，因此，有机电致发光器件具有广阔的应用前景。
有机电致发光器件的结构一般依次包括：基板、阳极、有机功能层以及阴极。有机功能层至少包括发光层，还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层以及电子传输层等。氧化铟锡(俗称ITO)是目前广泛使用的一种OLED阳极材料，所述阳极通常是在钠钙基或硅硼基的玻璃基板上，利用蒸镀的方法镀上一层ITO膜，然后通过蚀刻形成一组平行的电极条，或者直接通过掩模在玻璃基板上形成一组平行的电极条，由这些电极条构成阳极。所述有机功能层可以通过气相沉积或旋转涂布的方法形成在电极条上以及电极条之间。所述阴极也是由一组平行的电极条构成，所述阴极的电极条与阳极的电极条垂直。由所述阴极的电极条与阳极的电极条重叠的位置构成有机电致发光器件的像素点。
现有技术制得的有机电致发光器件的像素点发光不均匀，像素点的边缘部位的亮度通常较高。另外，在使用过程中，在电压不稳定的情况下，在像素点的边缘部位常会出现电流的突然增大的情况，即发生局部短路而出现漏电流的情况，整个器件会因为局部短路过热而出现黑斑，甚至使得有机电致发光器件被击穿。因此，现有技术中的OLED器件的稳定性较差，OLED器件的寿命短。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的有机电致发光器件在实际使用过程中稳定性差、寿命短的缺点，提供一种稳定性好、寿命长的有机电致发光器件及其制备方法。
本发明的发明人经研究后发现，导致上述问题的原因是有机功能层在阳极的电极条的边缘的厚度较薄。在相同的电压下，在有机功能层上厚度较薄的部位比厚度较大的部位的电流大，从而使得有机电致发光器件的像素点的边缘部位的亮度大于中间的亮度，像素点发光不均匀。另外，在电压不稳的情况下，有机功能层的厚度较薄的部位的电流容易出现电流过大，即出现漏电流的情况，该漏电流会导致短路，使得短路位置出现黑斑，甚至会击穿有机电致发光器件。虽然可以通过增加有机功能层的厚度来改善上述情况，但是有机功能层的厚度过大时，有机电致发光器件在使用时需要很高的外加电压，这会降低有机电致发光器件的发光效率。
为此，本发明提供了一种有机电致发光器件，该器件包括基板、阳极、有机功能层以及阴极，所述阳极位于基板的表面上，所述有机功能层位于所述阴极与阳极之间，所述阳极由一组平行的电极条构成，其中，相邻的两个所述电极条之间的基板由绝缘层覆盖，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，所述有机功能层位于所述电极条和绝缘层的表面上。
本发明还提供了一种有机电致发光器件的制备方法，该方法包括在基板的表面上形成一组平行的电极条，由这些平行的电极条构成阳极，在所述阳极上形成有机功能层，在所述有机功能层上形成阴极，其中，该方法还包括在相邻两个所述电极条之间的基板上覆盖绝缘层，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，所述有机功能层形成在所述电极条和绝缘层的表面上。
根据本发明的方法制备得到的有机电致发光器件由于在阳极的电极条之间引入了绝缘层，使得阳极电极条边缘部位的有机功能层的厚度不会减薄，从而可以有效避免由于该部位的有机功能层的厚度减薄所引起的像素点发光不均匀和漏电流的问题，使得有机电致发光器件的像素点发光均匀，且不会发生局部短路，即使在电压不稳的情况下，也能够有效避免有机电致发光器件被击穿。因此，本发明的有机电致发光器件的使用寿命长，性能稳定。
附图说明
图1为本发明实施例1使用的带有ITO的玻璃基板的剖面图；
图2为本发明实施例1的形成绝缘层后的基板的剖面图；
图3为本发明实施例1制得的有机电致发光器件的剖面图。
具体实施方式
本发明的有机电致发光器件包括基板、阳极、有机功能层以及阴极，所述阳极位于基板的表面上，所述有机功能层位于所述阴极与阳极之间，所述阳极由一组平行的电极条构成，其中，相邻的两个所述电极条之间的基板由绝缘层覆盖，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，所述有机功能层位于所述电极条和绝缘层的表面上。优选情况下，所述绝缘层的厚度与电极条的厚度相同。
所述绝缘层只要是具有绝缘性且可以用于有机电致发光器件的材料均可以使用，本领域技术人员可以根据本发明的教导进行相应的选择。例如，所述绝缘层的材料可以是SiO、SiO2、Al2O3、Si3N4中的一种或几种，优选为SiO和/或SiO2。
所述电极条材料可以是常规的用于有机电致发光器件的阳极的任意的电极条材料。例如，可以是氧化铟锡、氧化锡、金、银、铂、铜中的一种，优选为氧化铟锡。所述电极条的厚度可以是常规的有机电致发光器件中的电极条的厚度，优选为100-150纳米。
所述有机功能层为本领域技术人员所公知。所述有机功能层至少包括发光层，还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层以及电子传输层。所述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层以及电子传输层为本领域技术人员所公知。所述发光层的材料例如可以是聚芴(PFO)、聚对苯乙炔(PPV)和八羟基喹啉铝(Aiq3)中的一种或几种，所述发光层的厚度可以是50纳米-150纳米。所述空穴注入层的材料例如可以是聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)和/或聚苯胺(PANi)，所述空穴注入层的厚度可以是10纳米-50纳米。所述空穴传输层的材料例如可以是二苯基联苯二胺(NPB)和/或三苯基二胺(TPD)中的一种或几种，所述空穴传输层的厚度可以是10纳米-80纳米。所述电子注入层的材料例如可以是金属配合物、Alq3、LiF中的一种或几种，所述电子注入层的厚度可以是0.5纳米-1纳米。此外，所述有机功能层的厚度优选为100-150纳米。
所述阴极为本领域技术人员所公知。所述阴极也由一组平行的电极条构成，所述阴极的电极条与阳极的电极条垂直。形成所述阴极的材料例如可以是铟、铝、镁等低功函数金属中的一种或几种。所述阴极的厚度为100纳米-200纳米。
所述基板可以常规用于制备有机电致发光器件的任意的基板。例如，所述基板可以是透明的玻璃基板或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
本发明的有机电致发光器件的制备方法包括在基板的表面上形成一组平行的电极条，由这些平行的电极条构成阳极，在所述阳极上形成有机功能层，在所述有机功能层上形成阴极，其中，该方法还包括在相邻两个所述电极条之间的基板上覆盖绝缘层，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，所述有机功能层形成在所述电极条和绝缘层的表面上。优选情况下，所述绝缘层的厚度与电极条的厚度相同。根据上述绝缘层、电极条以及有机功能层之间的位置关系，在相邻两个所述电极条之间的基板上覆盖绝缘层的步骤在形成所述有机功能层的步骤之前实施。
所述绝缘层的材料的种类已经在上面叙述。只要将所述绝缘层的材料填充到任意两个所述电极条之间即可，所述填充的方法可以根据绝缘材料的不同而可以任意地选择，例如，对于SiO、SiO2、Al2O3、Si3N4，可以通过真空蒸镀的方法来形成。所述真空蒸镀的方法包括在真空腔中将形成有电极条的基板与掩模对位，所述掩模能够遮住基板上的电极条并露出电极条之间的区域；以SiO、SiO2、Al2O3或Si3N4为蒸镀材料进行蒸镀。所述蒸镀的条件只要能够形成本发明所述的绝缘层的厚度即可。具体地说，例如可以在1×10-3-2×10-5帕的真空度(所述真空度为绝对压力)下，以0.5-2纳米/秒的速率进行蒸镀。
所述阳极的形成方法可以是本领域技术人员所公知的方法。通过对镀覆有氧化铟锡(ITO)膜的玻璃进行光刻得到电极条。所述镀覆可以是蒸镀、溅射镀等多种方式。所述镀覆有氧化铟锡(ITO)膜的玻璃可以商购得到，例如可以使用南玻公司的厚度为0.7毫米、方阻为15欧的ITO玻璃。
所述有机功能层的形成方法为本领域技术人员所公知。所述有机功能层至少包括发光层，还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层以及电子传输层。各层可以使用常规的方法例如气相沉积或涂布的方法来形成。涂布的方法可以将用于形成有机功能层的材料溶于溶剂，然后按照常规的涂布方法如浸涂法、旋转涂布法、流延法、辊涂法等来形成即可。用于形成各层的材料已经在上面叙述，本领域技术人员可以根据上述材料采用适当的溶剂配制成溶液进行相应地涂布即可。所述涂布的条件只要使得有机功能层具有如上所述的厚度即可。
所述阴极的材料以及厚度已经在上面叙述。所述阴极也可以通过真空蒸镀的方法形成，为本领域技术人员所公知。
下面通过实施例来进一步说明本发明。
实施例1
本实施例说明本发明的有机电致发光器件的制备方法。
如图1所示的带有ITO的玻璃基板(南玻公司，A0.7*15欧，厚度为0.7毫米，方阻为15欧，ITO的厚度为150纳米)，其中，10表示基板，11表示电极条之间的凹形区域，12表示电极条。根据该带有ITO的玻璃基板制作掩膜，掩膜的材料采用不锈钢，掩膜的图案与ITO图案相对应，即所述掩模能完全遮住电极条12，并使凹形区域露出。然后将带有ITO的玻璃基板放入真空蒸镀机(腾胜真空，ts-600vvs)的真空腔中，并与掩膜准确对位。将SiO放入钨舟中。关闭真空腔门，开始抽真空。当真空度达到1×10-4帕时，开始蒸镀，蒸镀的速率为1纳米/秒，从而在所述凹形区域内形成SiO绝缘层，所述SiO绝缘层的厚度为150纳米(如图2所示，21表示绝缘层)。
将10毫克的聚芴(PFO)聚合物(Aldrich，571660)发光材料与2毫升的氯仿混合，并进行轻微的振荡，然后在超声清洗机中，超声30分钟，并用一次性过滤器过滤，得到PFO溶液。
将蒸镀有绝缘层的基板从真空蒸镀设备转移到手套箱中，将基板放置于匀胶机(北京鑫有研，KW-4A)上，并将PFO溶液均匀的滴在阳极上，由于液体的张力作用，玻璃上的溶液接成一层水膜，然后开始匀胶。分别在低速档(800转/分钟)匀胶6秒，然后在高速档(3000转/分钟)匀胶30秒。
匀胶结束后，将基板放入真空烘箱中，在60℃的温度下，干燥45分钟。从而如图3所示，形成有机功能层31，该有机功能层的厚度为100纳米。
然后再将基板从手套箱转移到所述真空蒸镀机中，利用阴极掩膜在5×10-3帕的真空度下，以1纳米/秒的蒸镀速率在有机功能层上蒸镀铝阴极(如图3所示，32表示阴极)，所述铝阴极的厚度为120纳米。最终得到有机电致发光器件A1。
对比例1
按照实施例1的方法制备有机电致发光器件，不同的是，没有进行形成绝缘层的步骤。最终得到有机电致发光器件D1。
实施例2
按照实施例1的方法制备有机电致发光器件，不同的是，所述有机功能层的厚度150纳米。最终得到有机电致发光器件A2。
对比例2
按照实施例2的方法制备有机电致发光器件，不同的是，没有进行形成绝缘层的步骤。最终得到有机电致发光器件D2。
实施例3
按照实施例1的方法制备有机电致发光器件，不同的是，所述绝缘层为厚度为80纳米的SiO层和厚度为65纳米的SiO2层，所述绝缘层的总厚度为145纳米，且SiO层与基板接触。最终得到有机电致发光器件A3。
实施例4
按照实施例1的方法制备有机电致发光器件，不同的是，所述绝缘层的材料为Al2O3，所述绝缘层的厚度为155纳米。最终得到有机电致发光器件A4。
实施例5
按照实施例1的方法制备有机电致发光器件，不同的是，所述绝缘层的的材料为SiO2。最终得到有机电致发光器件A5。
实施例6
在实施例1制得的有机电致发光器件A1加上直流电压，并缓慢提升电压，观察该有机电致发光器件A1的像素点发光是否均匀，并记录该器件A1被击穿时的电压，其中，像素点边缘亮度大于中间亮度的记作“发光不均匀”，像素点边缘亮度与中间亮度一致的记作“发光均匀”。结果如表1所示。
实施例7-10
按照实施例6的测试方法对器件A2-A5进行测试，结果如表1所示。
对比例3-4
按照实施例6的方法测试有机电致发光器件D1和D2。结果如表1所示。
表1
| 有机电致发光器件编号 | 击穿电压(V) | 像素点发光 |
| A1 | 29.5 | 发光均匀 |
| D1 | 21.9 | 发光不均匀 |
| A2 | 31.4 | 发光均匀 |
| D2 | 24.5 | 发光不均匀 |
| A3 | 33.0 | 发光均匀 |
| A4 | 27.3 | 发光均匀 |
| A5 | 30.5 | 发光均匀 |
从表1可以看出，本发明制得的有机电致发光器件A1-A5的击穿电压均较高，即能够耐高压，像素点的边缘部位不容易产生漏电流，不会出现短路的现象，并且像素点发光均匀，不存在边缘亮度大于中间的情况。而有机电致发光器件D1-D2的击穿电压明显低于本发明制得的有机电致发光器件A1-A5，像素点发光不均匀。因此，与现有技术相比，本发明制得的有机电致发光器件的稳定性更好，寿命更长。
Claims (10)
1.一种有机电致发光器件，该器件包括基板、阳极、有机功能层以及阴极，所述阳极位于基板的表面上，所述有机功能层位于所述阴极与阳极之间，所述阳极和阴极均由一组平行的电极条构成，其特征在于，阳极中相邻的两个所述电极条之间的基板由绝缘层覆盖，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，阴极中相邻的两个所述电极条之间不存在绝缘层，所述有机功能层位于所述电极条和绝缘层的表面上。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述绝缘层的厚度与电极条的厚度相同。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其中，所述绝缘层的材料为SiO、SiO2、Al2O3、Si3N4中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其中，所述绝缘层的材料为SiO和/或SiO2。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述电极条的厚度为130-180纳米，所述电极条的材料为氧化铟锡，所述有机功能层的厚度为100-150纳米。
6.一种有机电致发光器件的制备方法，该方法包括在基板的表面上形成一组平行的电极条，由这些平行的电极条构成阳极，在所述阳极上形成有机功能层，在所述有机功能层上形成阴极，并在阴极的表面也形成一组平行的电极条，其特征在于，该方法还包括在阳极中相邻两个所述电极条之间的基板上覆盖绝缘层，所述绝缘层的厚度为电极条的厚度±5纳米，阴极中相邻的两个所述电极条之间不覆盖绝缘层，所述有机功能层形成在所述电极条和绝缘层的表面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述绝缘层的厚度与电极条的厚度相同。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述绝缘层的材料为SiO、SiO2、Al2O3、Si3N4中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述绝缘层的材料为SiO和/或SiO2。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述绝缘层通过真空蒸镀形成。
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