CN102569670A

CN102569670A - Oled复合透明阴极结构及其制备方法

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Publication number: CN102569670A
Application number: CN201210076436XA
Authority: CN
Inventors: 高昕伟; 何其林; 李园利
Original assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明涉及OLED发光技术领域，其公开了一种OLED复合透明阴极结构，解决传统技术中的透明阴极结构或者复合透明阴极结构的导电度或透光度不好，而造成亮度无法满足要求的问题；其技术方案的要点是：OLED复合透明阴极结构，包括：透明阴极层及辅助透明阴极层，辅助透明阴极层位于透明阴极层上方；所述透明阴极层采用Al-Li合金材料制成，所述辅助透明阴极层采用Ag材料制成。此外，本发明还公开了该OLED复合透明阴极结构的制备方法。上述OLED复合透明阴极结构适用于制备高亮度的顶发射AMOLED器件中。

Description

OLED复合透明阴极结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及OLED发光技术领域，特别涉及一种OLED复合透明阴极结构及其制备方法。

背景技术

顶发射AMOLED(被动式有机电致发光二极管)可有效解决由于复杂TFT(薄膜场效应管)补偿电路所带来的开口率降低及显示屏亮度降低问题，同时通过利用顶发射AMOLED器件结构中存在的微腔效应，还可以对AMOLED显示屏的显示色域进行改善，提高显示效果。

作为顶发射AMOLED光线必须透射部分，透明阴极对顶发射AMOLED器件性能有着至关重要的影响，透光度和导电度是透明阴极必须考虑的重要因素，常用的阴极材料如Al、Mg-Ag(镁银合金)、Ag、Ca等只有在非常薄(一般在20nm以下)的厚度下才具有很好的光线穿透特性，但是当阴极层很薄时，常常会有断路或者金属容易氧化的问题，不能形成有效的欧姆接触，在界面上易形成缺陷导致电荷注入过程损耗增加，同时，随着金属阴极层厚度变薄，阴极的方阻会增加，会导致AMOLED显示屏出现亮度不均匀问题。因此，顶发射AMOLED的透明阴极要同时考虑透光度和导电度问题。

传统技术中的透明阴极结构一般为单层结构，常采用Mg-Ag材料作透明阴极层；采用这种透明阴极结构制备成的OLED器件结构如图1所示，其包括玻璃基板1、像素限定层2、反射/透明阳极3、空穴注入和空穴传输层4、发光层5、电子传输/注入层6、透明阴极层7；此种OLED器件的透光度好，但是导电度低，因此亮度低；

在传统技术中，也有部分透明阴极结构采用双层结构，其采用Al材料作透明阴极层，采用Ag材料作辅助透明阴极层，辅助透明阴极层位于透明阴极上方并与透明阴极层与一起形成复合透明阴极结构；采用这种复合透明阴极结构制备成的OLED器件结构如图2所示，其包括玻璃基板1、像素限定层2、反射/透明阳极3、空穴注入和空穴传输层4、发光层5、电子传输/注入层6、透明阴极层7、辅助透明阴极层8；此种OLED器件的导电度高，然而透光度不好，因此亮度也无法满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种OLED复合透明阴极结构，解决传统技术中的透明阴极结构或者复合透明阴极结构的导电度或透光度不好，而造成亮度无法满足要求的问题；此外，本发明还提出该OLED复合透明阴极结构的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：OLED复合透明阴极结构，包括：

透明阴极层及辅助透明阴极层，辅助透明阴极层位于透明阴极层上方；所述透明阴极层采用Al-Li合金材料制成，所述辅助透明阴极层采用Ag材料制成。

进一步，所述透明阴极层的膜厚范围为1～20nm；辅助透明阴极层的膜厚范围为1～50nm，但透明阴极层和辅助透明阴极层的总厚度不超过51nm。

进一步，所述透明阴极层的膜厚为5nm，所述辅助透明阴极层的膜厚为15nm。

进一步，所述Al-Li合金材料中，Al的质量百分比范围为90％～99.95％，Li的质量百分比范围为10％～0.05％。

OLED复合透明阴极结构的制备方法，包括以下步骤：

a.在真空条件下，利用热蒸镀或者电子束蒸镀技术，蒸镀一定厚度的Al-Li合金材料作为透明阴极层；

b.在真空条件下，在透明阴极层的上方，利用热蒸镀或者电子束蒸镀技术，蒸镀一定厚度的Ag材料作为辅助透明阴极层。

进一步，步骤a中，蒸镀5nm的Al合金材料作为透明阴极层。

进一步，步骤b中，蒸镀15nm的Ag材料作为辅助透明阴极层。

本发明的有益效果是：采用Al-Li合金材料作为透明阴极层，采用Ag材料作为辅助透明阴极层，形成双层结构的复合透明阴极结构，具备较好的透光度和导电度，满足亮度需求。

附图说明

图1为采用单层结构的透明阴极制备的OLED器件结构示意图；

图2为采用双层结构的复合透明阴极制备的OLED器件结构示意图；

图3为不同膜厚的Al的透光度曲线图；

图4为不同膜厚的Ag的透光度曲线图；

图中，1为玻璃基板、2为像素限定层、3为反射/透明阳极、4为空穴注入和空穴传输层、5为发光层、6为电子传输/注入层、7为透明阴极层、8为辅助透明阴极层。

具体实施方式

针对传统技术中的透明阴极结构或者复合透明阴极结构的导电度或者透光度不好，而无法满足亮度需求的问题，本发明提出了一种OLED复合透明阴极结构，采用Al-Li合金作为透明阴极层，采用Ag材料作为辅助透明阴极层，形成双层结构的复合透明阴极结构，具备较好的透光度和导电度，满足亮度需求。此外，还提出了该OLED复合透明阴极结构的制备方法。

本发明中的OLED复合透明阴极结构，包括：

在具体实施上，透明阴极层的膜厚范围可以取1～20nm；辅助透明阴极层的膜厚范围可以取1～50nm。作为一种优选实施方式，透明阴极层的膜厚取5nm，所述辅助透明阴极层的膜厚取15nm。在Al-Li合金材料中，Al的质量百分比(即Al-Li合金中的Al元素所占的质量比)范围可取90％～99.95％，Li的质量百分比(即Al-Li合金中的Li元素所占的质量比)范围可取10％～0.05％。

表1不同膜厚下的各阴极材料透光度

参见图3、图4及上述表1，从上述数据可以看出，随着各种阴极材料薄膜厚度的增加，薄膜透光度都出现急剧下降的趋势，因此透明阴极的厚度不能太厚。另外，虽然Al膜在

和

厚度时的透光度较高，分别达到71.1％和44.2％，但其电阻值随着厚度减少而急剧上升，不利于OLED器件电子的注入。

当Al薄膜厚度为

时的成膜覆盖性较差，后期器件性能测试结果也表明，当Al薄膜厚度为时，在断面处由于薄膜覆盖性差，导致成膜不连续、电阻上升，不能与有机层界面形成有效的欧姆接触，致使OLED器件首先在这一部分出现衰减；同时，器件测试结果也表明，当只蒸镀

厚度的铝膜作为透明阴极时，由于方阻太高，在加上如果阴极薄膜厚度太薄，不能与有机层界面形成有效的欧姆接触，形成缺陷导致电荷注入过程中损耗增加，致使OLED器件不能正常点亮。由于Al与Li结合具有很好的电子注入特性，同时Ag薄膜具有很好的电阻特性，有必要蒸镀两种不同金属阴极材料的复合阴极结构作为透明阴极，因此一般使用Al/Ag复合薄膜作为透明阴极方案，本申请，为进一步对Al的电阻特性进行改进，业内首次开发了Al:Li/Ag复合阴极结构，由于金属锂(Li)不但具有很好的电子注入特性，还具有很好的导电特性，因此使用Al:Li合金作为电子注入阴极层，当与ITO阳极搭配使用时，Al:Li/Ag复合阴极表现出了比Al/Ag复合阴极还好的器件性能。

锂的电子注入性能大大由于铝，但由于锂金属本身非常活泼，不易进行蒸镀加热操作，因此人们发明了Al:Li合金进行OLED阴极制作，同时为改善Al:Li合金的电子注入及成膜性能，本申请认为Al的质量百分比(即Al-Li合金中的Al元素所占的质量比)范围可取90％～99.95％，Li的质量百分比(即Al-Li合金中的Li元素所占的质量比)范围可取10％～0.05％。

上述优选实施方式中的OLED复合透明阴极结构的制备方法如下：

a.在真空条件下，利用热蒸镀或者电子束蒸镀技术，蒸镀5nm厚度的Al-Li材料作为透明阴极层；

b.在真空条件下，在透明阴极层的上方，利用热蒸镀或者电子束蒸镀技术，蒸镀15nm厚度的Ag材料作为辅助透明阴极层。

如此，辅助透明阴极层与透明阴极层结合形成了复合透明阴极结构。

采用上述OLED复合透明阴极结构制备的OLED器件结构如图2所示，经过多次试验测试，该OLED器件的性能与传统技术中采用5nm厚的Al材料作透明阴极层，采用15nm厚的Ag材料作辅助透明阴极层的OLED器件的性能对比如下表2所示：

表2

上述表中，“Al/Ag阴极器件”表示采用Al材料制作透明阴极层，采用Ag材料制作辅助透明阴极层的OLED器件；“Al:Li/Ag阴极器件”表示采用Al-Li合金材料制作透明阴极层，采用Ag材料制作辅助透明阴极层的OLED器件。

本发明所要求保护的技术方案包含但不仅限于上述实施方式中的内容，在不脱离本发明的精神实质的情况下，本领域技术人员根据上述实施方式所记载的内容对本发明的方案作出的等同替换均在本发明的保护范围内。

Claims

1.OLED复合透明阴极结构，包括：透明阴极层及辅助透明阴极层，辅助透明阴极层位于透明阴极层上方；其特征在于，所述透明阴极层采用Al-Li合金材料制成，所述辅助透明阴极层采用Ag材料制成。

2.如权利要求1所述的OLED复合透明阴极结构，其特征在于，所述透明阴极层的膜厚范围为1～20nm；辅助透明阴极层的膜厚范围为1～50nm，但透明阴极层和辅助透明阴极层的总厚度不超过51nm。

3.如权利要求2所述的OLED复合透明阴极结构，其特征在于，所述透明阴极层的膜厚为5nm，所述辅助透明阴极层的膜厚为15nm。

4.如权利要求1-3任意一项所述的OLED复合透明阴极结构，其特征在于，所述Al-Li合金材料中，Al的质量百分比范围为90％～99.95％，Li的质量百分比范围为10％～0.05％。

5.OLED复合透明阴极结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的OLED复合透明阴极结构的制备方法，其特征在于，步骤a中，蒸镀5nm的Al-Li合金材料作为透明阴极层。

7.如权利要求5所述的OLED复合透明阴极结构的制备方法，其特征在于，步骤b中，蒸镀15nm的Ag材料作为辅助透明阴极层。

8.如权利要求5-7任意一项所述的OLED复合透明阴极结构的制备方法，其特征在于，所述Al-Li合金材料中，Al的质量百分比范围为90％～99.95％，Li的质量百分比范围为10％～0.05％。