CN102074660A - 一种顶发射有机电致发光器件 - Google Patents

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鲁占灵
韩昌报
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Abstract

本发明提供了一种顶发射有机电致发光(TOLED)器件，包括阴极、阳极，其中：所述阴极采用场发射薄膜。本发明顶发射有机电致发光器件的阴极采用场发射薄膜，利用场发射薄膜的内场电子发射特性强制性地注入电子，以提高电子注入效率，引入内场电子发射阴极后器件结构和传统有机电致发光器件类似，而相比现有技术利用场发射阴极的有机电致发光(OLED)器件，本发明的顶发射有机电致发光器件在阴极和阳极之间不需要真空空间，解决了真空器件制备复杂的问题，从而降低成本、提高效率。

Description

一种顶发射有机电致发光器件
技术领域：
本发明涉及半导体和有机电致发光(OLED)技术，尤其涉及一种顶发射有机电致发光(Top-emitting Organic Light-emitting Diodes,TOLED)器件。
背景技术：
目前，有机电致发光(OLED)技术是平板显示和照明领域的研究热点之一，有机电致发光(OLED)器件结构研究又是有机电致发光(OLED)技术领域研究的热点之一。近年来国内外器件结构研究工作注重阴极修饰研究，其目的是提高有机电致发光(OLED)器件的发光亮度和效率。
阴极修饰研究进展及存在问题：电子注入效率低是制约有机电致发光(OLED)器件发光亮度和效率提高的瓶颈之一。已有的研究报道通常是施加阴极修饰层，降低阴极和有机层之间的界面势垒以提高电子的注入能力从而增加辐射复合的几率，提高器件的发光亮度和效率。目前，有采用氟化物(如氟化锂LiF,氟化钠 NaF, 氟化镁MgF2, 氟化钙CaF2)、氧化物(如氧化镁MgO, 氧化铝A12O3)或Na的化合物(氯化钠NaCl、硬脂酸盐NaSt)用作阴极修饰层来改善电子注入，还有用氧化锌（ZnO）和碳纳米管(CNTs)层作阴极修饰层，以及用氟化锂（LiF）/碳纳米管(CNTs)叠层修饰阴极都可使有机电致发光(OLED)器件的发光效率显著提高。
以上研究工作虽在提高电子注入能力上取得了一定进展，但这些研究仅仅把目光关注在新型修饰材料及多层修饰结构上，对研制新概念阴极以提高电子注入能力没有给予足够重视。
场发射阴极用于有机电致发光(OLED)器件的研究进展及存在问题：目前有一种将场发射阴极与有机电致发光结构相结合的有机电致发光(OLED)器件，它有场发射阴极、阳极和栅极三个电极，阴极和阳极之间是真空，该有机电致发光(OLED)器件的场发射阴极是在镍合金上覆盖一层混合氧化物（氧化钡BaO, 氧化锶SrO和氧化钙CaO）薄膜，从场发射阴极发射出的电子经过栅极后在阳极电场作用下加速运动注入ITO阳极上的有机层激发有机层发光。目前还有一种技术方案是对前述器件的改进：用碳纳米管作场发射阴极，等。现有技术中的这类器件虽然提高了电子的注入，但也大大提高了器件的开启电压，亮度也不高。最致命的一点它们都是真空器件，失去了有机电致发光(OLED)技术原有的特点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种顶发射有机电致发光器件，以简化器件结构。
一种顶发射有机电致发光器件，包括阴极、阳极，其中：所述阴极采用场发射薄膜。
所述的顶发射有机电致发光器件，其中：还包括导电材料衬底、电子传输层、有机发光层、空穴传输层，所述导电材料衬底、场发射薄膜阴极、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、阳极依次层叠设置。
所述的顶发射有机电致发光器件，其中：所述的导电材料衬底采用单晶硅片材料。
所述的顶发射有机电致发光器件，其中：所述的阳极采用半导体透明导电薄膜。
所述的顶发射有机电致发光器件，其中：所述的阳极采用金属半透明薄膜。
本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果：
本发明的顶发射有机电致发光器件，其阴极采用场发射薄膜，利用场发射薄膜的内场电子发射特性强制性地注入电子，以提高电子注入效率，引入内场电子发射阴极后器件结构和现有技术中传统有机电致发光器件类似，但相比现有利用场发射阴极的有机电致发光(OLED)技术，本发明的顶发射有机电致发光器件在阴极和阳极之间不需要真空空间，解决了真空器件制备复杂的问题，从而简化了器件结构。综上，本发明一是利用场发射阴极的内场电子发射特性从根本上解决电子的注入效率低问题；第二是解决现有技术将场发射阴极和有机电致发光(OLED)结合后的器件是一种真空器件，失去了有机电致发光(OLED)技术的原有特点问题。
附图说明：
图1为本发明的顶发射有机电致发光器件的结构图。
具体实施方式：
本发明的顶发射有机电致发光器件，包括阴极2、阳极6，其中：所述阴极2采用场发射薄膜；如图1所示，本发明的顶发射有机电致发光器件，还包括导电材料衬底1、电子传输层3、有机发光层4、空穴传输层5，所述导电材料衬底1、场发射薄膜阴极2、电子传输层3、有机发光层4、空穴传输层5、阳极6依次层叠设置。
所述的导电材料衬底1采用单晶硅片材料；所述的阳极6采用半导体透明导电薄膜，光由半导体透明导电薄膜阳极6一侧发出。所述的阳极6还可以采用金属半透明薄膜。
本发明技术方案与现有技术相比具有两个优点：首先，本发明技术方案利用场发射薄膜阴极2的内场电子发射特性强制性地注入电子，解决了现有技术中电子注入效率低问题；其次，改进了现有利用场发射阴极的有机电致发光(OLED)技术在阴极和阳极之间需要真空空间，解决了真空器件制备复杂的问题；第三，本发明技术方案以单晶硅(Si)作导电材料衬底时，可制备成基本结构为硅(Si)基衬底1、场发射薄膜阴极2、电子传输层3、有机发光层4、空穴传输层5、半导体透明导电薄膜阳极6的顶发射有机电致发光 (TOLED)器件，这种结构的顶发射有机电致发光 (TOLED)器件可利用成熟的半导体工艺实现与TFT（薄膜晶体管）集成，实现有机电致发光器件的有源矩阵驱动(AMOLED)，该驱动方式将驱动电路置于单晶硅片材料衬底1的背面，是实现大面积显示的理想驱动技术，并可显著提高显示器件的开口率。
综上可见，本发明技术方案：首先是利用场发射薄膜阴极2的内场电子发射特性从根本上解决电子的注入效率低问题；其次是解决现有技术中将场发射薄膜和有机电致发光器件结合后的器件是一种真空器件，从而失去了有机电致发光技术原有特点的问题。本发明技术方案从内场电子发射角度，选择具有优良内场电子发射性能的阴极材料作为顶发射有机电致发光(TOLED)器件的阴极2，利用该材料内场电子发射特性强制性地注入电子，以提高电子注入效率。引入内场电子发射阴极2后的本发明顶发射有机电致发光器件结构和原有机电致发光（OLED）器件类似，在阴极2和阳极6之间不需要真空空间，解决了真空器件制备复杂的问题，提高了效率，降低了成本；第三是本发明技术方案以单晶硅片(Si)作导电材料衬底时，可实现有机电致发光器件的有源矩阵驱动(AMOLED)，并可显著提高显示器件的开口率。

Claims (5)

1.一种顶发射有机电致发光器件，包括阴极、阳极，其特征在于：所述阴极采用场发射薄膜。
2.如权利要求1所述的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：还包括导电材料衬底、电子传输层、有机发光层、空穴传输层，所述导电材料衬底、场发射薄膜阴极、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、阳极依次层叠设置。
3.如权利要求2所述的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：所述的导电材料衬底采用单晶硅片材料。
4.如权利要求1至3任一项所述的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：所述的阳极采用半导体透明导电薄膜。
5.如权利要求1至3任一项所述的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：所述的阳极采用金属半透明薄膜。
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