CN102800817A - 一种实现全彩色的有机电致发光器件及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现全彩色的有机电致发光器件，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构，即不需要掩膜板(shadow mask)对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立；接着利用对发出单色波长光的材料具有分解或改变结构作用激光，来选择分解或者改变发出单色波长光的材料结构，在对应红、绿、蓝像素位置实现红、绿、蓝发光层。这种实现全彩色的器件结构由于在制作过程中不需要掩膜板对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立，可以实现高分辨率。而且相对现有的激光转印技术(LITI)的两次沉积工艺，本发明采用一次沉积工艺，进而提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件及其制作方法，特别是实现全彩色的有机电致发光器件及其制作方法。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)具有自发光、色饱和度高、省电、视角宽、节省空间、响应速度快等优点，已经开始进入显示终端领域，被认为是很有可能替代液晶显示器(LCD)的一种显示技术。
现有实现全彩色技术中，普遍采用的是采用红、绿、蓝分立发光器件技术和采用白光发光器件加彩色滤光膜(color filter)技术。
采用红、绿和蓝分立发光器件技术是利用掩膜板移动分别制作红色、绿色和蓝色发光器件。这种技术的优点是器件发光效率高，缺点是受掩膜板精度影响，提高显示分辨率有困难。
采用白光发光器件加彩色滤光膜技术是制作白光发光器件，然后与彩色滤光膜按照像素对应的粘接起来。这种技术的优点是显示分辨率高，缺点是器件发光效率不高。
最近，激光热转印(LITI)技术被认为不需要彩色滤光膜且能提高显示分辨率的一种方法。
图1a-图1i是现有技术的激光热转印技术实现全彩色的制作方法。制作步骤包括：
(101)在衬底100上沉积透明导电薄膜然后光刻形成相互分立的透明导电电极101，再涂布聚合物并光刻形成钝化保护层102，见图1a；
(102)制作共同的空穴传输层111，见图1b；
(103)在柔性衬底161上制作红色供体薄膜121’，把柔性衬底161压接在衬底151上，
见图1c；在柔性衬底162上制作绿色供体薄膜122’，把柔性衬底162压接在衬底152上，
见图1d；在柔性衬底163上制作红色供体薄膜123’，把柔性衬底163压接在衬底153上，
见图1e；
(104)将红色供体薄膜121’放置于共同空穴传输层111的上方，利用激光在红色像素所在的位置扫描红色供体薄膜121’，对应形成红色发光层121，见图1f；
(105)将绿色供体薄膜122’放置于共同空穴传输层111的上方，利用激光在红色像素所在的位置扫描红色供体薄膜122’，对应形成绿色发光层122，见图1g；
(106)将绿色供体薄膜123’放置于共同空穴传输层111的上方，利用激光在红色像素所在的位置扫描红色供体薄膜123’，对应形成蓝色发光层123，见图1h；
(107)制作共同的电子传输层与金属电极131，见图1i。
红色发光层121、绿色发光层122和蓝色发光层123分别发出红色光、绿色光和蓝色光，实现全彩色。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示分辨率高、发光效率高的实现全彩色的有机电致发光器件及制造方法。
为实现上述目的，本发明提出一种实现全彩色的有机电致发光器件结构及制作方法，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构，即不需要掩膜板对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立；接着利用对发出红色波长光的材料具有分解作用的激光，来分解发出红色波长光的材料；再利用对发出绿色波长光的材料具有分解作用的激光，来分解发出绿色波长光的材料。这种实现全彩色的器件结构由于在制作过程中不需要掩膜板对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立，可以实现高分辨率。
图2a-图2f是根据本发明制作方法的具体步骤：
(201)在衬底200上沉积透明导电薄膜然后光刻形成相互分立的透明导电电极201，再涂 布聚合物并光刻形成钝化保护层202，见图2a；
(202)制作共同的空穴传输层211，见图2b；
(203)制作红色、绿色和蓝色发光器件的共同发光层，这个共同发光层由可以发蓝色光的主体材料223掺杂红色发光客体掺杂剂材料221和绿色发光客体掺杂剂材料222构成，由于能量或者载流子转移作用，这个共同发光层发出红光。
(204)利用对红色发光客体掺杂剂材料具有分解或者改变结构作用的激光(Laser1)在绿色像素和蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描之后的发光层的有效组分包括可以发蓝色光的主体材料223和绿色发光客体掺杂剂材料222，由于能量或者载流子转移作用发出绿色光，原来的红色发光客体掺杂剂材料分解或者改变结构变成材料221’。
(205)利用对绿色发光客体掺杂剂材料具有分解或者改变结构作用的激光(Laser2)在蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描之后的发光层的有效组分包括可以发蓝色光的主体材料223，原来的绿色发光客体掺杂剂材料分解或者改变结构变成材料222’，发出蓝色光。
(206)制作共同的金属电极231，见图2f。
这样，通过激光的选择性分解或者改变材料结构，对应红色像素所在位置，发光层由发蓝色光的主体材料223掺杂红色发光客体掺杂剂材料221和绿色发光客体掺杂剂材料222构成，由于能量或者载流子转移作用(红色发光客体掺杂剂材料、绿色发光客体掺杂剂材料、发蓝色光的主体材料的能带宽度按顺序递增)，这个共同发光层发出红光；对应绿色像素所在位置，发光层由发蓝色光的主体材料223掺杂绿色发光客体掺杂剂材料222构成，由于能量或者载流子转移作用(绿发光客体掺杂剂材料的能带宽度小于发蓝色光的主体材料的能带宽度)，这个发光层发出绿光；对应蓝色像素所在位置，发光层由发蓝色光的主体材料构成，这个发光层发出蓝光；这样，通过红绿蓝三像素实现全彩色。
附图说明
图1a-图1i是现有技术的激光热转印(LITI)技术实现全彩色的器件结构和制作方法示意图。
图2a-图2f是本发明内容和根据本发明的第一实施方式的器件结构和制作方法示意图。
图2g-图2h是根据本发明的第一实施方式的化学反应图。
图3a-图3f是根据本发明的第二实施方式的器件结构和制作方法示意图。
图4a-图4f是根据本发明的第三实施方式的器件结构和制作方法示意图。
图5a-图5f是根据本发明的第四实施方式的器件结构和制作方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式。
实施方式一
图2a-图2f是根据本发明的第一实施方式的制作方法。OLED器件采用常规热蒸镀方法完成，腔体真空度为1×10-3Pa。ITO玻璃依次用丙酮、无水乙醇、超纯水超声清洗，然后氮气吹干。OLED器件结构为ITO(100nm)/空穴传输材料(40nm)/蓝光主体材料：客体掺杂发光材料(30nm)/电子传输层(30nm)/金属电极(100nm)。膜厚和蒸发速率由GFC-813H型石英晶体振荡计监测。有机层蒸发速率为 阴极材料蒸发速率为 具体制作步骤包括：
(301)在衬底200上溅射制作透明导电材料(氧化铟锡)薄膜然后光刻形成相互分立的透明导电电极201，再涂布聚合物并光刻形成钝化保护层202，见图2a；
(302)蒸发共同的空穴传输层211，见图2b，其中，共同的空穴传输层211采用N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(TPD)材料；
(303)制作红色、绿色和蓝色发光器件的共同发光层，这个共同发光层由可以发蓝色光的主体材料223掺杂红色发光客体掺杂剂材料221和绿色发光客体掺杂剂材料222构成，由于能 量或者载流子转移作用，这个共同发光层发出红光，见图2c，其中，可以发蓝光的主体材料223采用4，4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)，红色客体掺杂剂221采用4-二环亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，绿色客体掺杂剂223采用二(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)-合铱(Ir(ppy)2(acac))。
(304)利用对红色发光客体掺杂剂材料DCJTB具有改变结构作用的可连续调谐激光(Laser1，中心波长为500nm，平均功率500mw)在绿色像素和蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/s，由于红色发光客体掺杂剂材料DCJTB的吸收光谱峰值在500nm左右，经过激光扫描后，材料分子在激光催化作用下处于激发状态，并在空气中氧的作用下迅速被氧化，分子中的共轭电子基团(双键)被破坏变成不发光的材料221，其结构变化见图2g。由于原来的红色发光客体掺杂剂材料在激光作用结构改变失去发光作用，扫描之后的发光层的有效组分就变成可以发蓝色光的主体材料223和绿色发光客体掺杂剂材料222，由于能量转移作用发出绿色光。
(305)利用对绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)具有结构分解作用的可连续调谐激光(Laser2，中心波长为260nm，平均功率500mw)在蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/s，由于绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)的吸收光谱峰值在260nm左右，经过激光扫描后，材料分子在激光催化作用下处于激发状态，并在空气中氧的作用下迅速被氧化分解，变成不发光的材料221，其结构变化见图2h。由于原来的绿色发光客体掺杂剂材料在激光作用下分解失去发光作用，扫描之后的发光层的有效组分就变成只有可以发蓝色光的主体材料223，器件发出蓝色光。
(306)制作共同的电子传输层及金属电极231，见图2f，其中电子传输层采用2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉材料，金属电极材料采用镁银合金材料。
实施方式二
图3a-图3f是根据本发明的第二实施方式的制作方法。OLED器件结构及制造方法参照实施方式一，具体制作步骤包括：
(401)在衬底300上溅射制作金属铝和氧化铟锡材料(氧化铟锡材料为了减少注入势垒)，然后光刻形成相互分立的金属电极331，再涂布聚合物并光刻形成钝化保护层302，见图3a；
(402)蒸发共同的空穴传输层311，见图3b，其中，共同的空穴传输层211采用N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(TPD)材料；
(403)制作红色、绿色和蓝色发光器件的共同发光层，这个共同发光层由可以发蓝色光的主体材料323掺杂红色发光客体掺杂剂材料321和绿色发光客体掺杂剂材料322构成，由于能量或者载流子转移作用，这个共同发光层发出红光，见图3c，其中，可以发蓝光的主体材料323采用4，4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)，红色客体掺杂剂321采用4-二环亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，绿色客体掺杂剂323采用二(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)-合铱(Ir(ppy)2(acac))。
(404)利用对红色发光客体掺杂剂材料DCJTB具有改变结构作用的可连续调谐激光(Laser1，中心波长为500nm，平均功率500mw)在绿色像素和蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/s，扫描之后的红色发光客体掺杂剂材料DCJTB改变结构变成材料321’，发光层的有效组分变成可以发蓝色光的主体材料323和绿色发光客体掺杂剂材料322，由于能量转移作用发出绿色光。
(405)利用对绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)具有结构分解作用的可连续调谐激光(Laser2，中心波长为260nm，平均功率500mw)在蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/，扫描之后的绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)分解成材料321’，发光层的有效组分变成只有发蓝色光的主体材料323，器件发出蓝色光。
(406)制作共同的电子传输层及金属电极331，见图3f，其中电子传输层采用2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉材料，金属电极材料采用镁银合金材料。
实施方式三
图4a-图4f是根据本发明的第三实施方式的制作方法。OLED器件结构及制造方法参照实施方式一，具体制作步骤包括：
(501)在衬底400上反应溅射制作金属铝和氧化铟锡材料(氧化铟锡材料为了减少注入势垒)，然后光刻形成相互分立的金属电极441，再涂布聚合物并光刻形成钝化保护层402，见图4a；
(502)蒸发共同的空穴传输层411，见图4b，其中，共同的空穴传输层211采用N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(TPD)材料；
(503)制作红色、绿色和蓝色发光器件的共同发光层，这个共同发光层由可以发蓝色光的主体材料423掺杂红色发光客体掺杂剂材料421和绿色发光客体掺杂剂材料422构成，由于能量或者载流子转移作用，这个共同发光层发出红光，见图4c，其中，可以发蓝光的主体材料423采用4，4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)与9，10-(2-β-萘基)蒽(ADN)共掺杂材料，红色客体掺杂剂421采用4-二环亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，绿色客体掺杂剂423采用二(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)-合铱(Ir(ppy)2(acac))。
(504)利用对红色发光客体掺杂剂材料DCJTB具有改变结构作用的可连续调谐激光(Laser1，中心波长为500nm，平均功率500mw)在绿色像素和蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/s，扫描之后的红色发光客体掺杂剂材料DCJTB改变结构变成材料421’，发光层的有效组分变成可以发蓝色光的主体材料423和绿色发光客体掺杂剂材料422，由于能量转移作用发出绿色光。
(505)利用对绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)具有结构分解作用的可连续调谐激光(Laser2，中心波长为260nm，平均功率500mw)在蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/，扫描之后的绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)分解成材料421’，发光层的有效组分变成只有发蓝色光的主体材料423，器件发出蓝色光。
(506)制作共同的电子传输层及金属电极441，见图4f，其中电子传输层采用2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉材料，金属电极材料采用镁银合金材料。
实施方式四
图5a-图5f是根据本发明的第四实施方式的制作方法。OLED器件结构及制造方法参照实施方式一，具体制作步骤包括：
(601)在衬底500上反应溅射制作金属铝和氧化铟锡材料(氧化铟锡材料为了减少注入势垒)，然后光刻形成相互分立的金属电极551，再涂布聚合物并光刻形成钝化保护层502，见图5a；
(602)蒸发共同的空穴传输层511，见图5b，其中，共同的空穴传输层211采用N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(TPD)材料；
(603)制作红色、绿色和蓝色发光器件的共同发光层，这个共同发光层由可以发蓝色光的主体材料523掺杂红色发光客体掺杂剂材料521和绿色发光客体掺杂剂材料522以及蓝色客体掺杂材料523构成，由于能量或者载流子转移作用，这个共同发光层发出红光，见图5c，其中，可以发蓝光的主体材料523采用4，4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)与9，10-(2-β-萘基)蒽(ADN)共掺杂材料，红色客体掺杂剂521采用4-二环亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，绿色客体掺杂剂523采用二(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)-合铱(Ir(ppy)2(acac))，蓝色客体材料为2，5，8，11-四叔丁基芘(TBPe)。
(604)利用对红色发光客体掺杂剂材料DCJTB具有改变结构作用的可连续调谐激光(Laser1，中心波长为500nm，平均功率500mw)在绿色像素和蓝色像素所在的位置扫描共同发光层，扫描速率为10mm/s，扫描之后的红色发光客体掺杂剂材料DCJTB改变结构变成材料521’，发光层的有效组分变成可以发蓝色光的主体材料523和绿色发光客体掺杂剂材料522，由于能量转移作用发出绿色光。
(605)利用对绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)具有结构分解作用的可连续调谐激光(Laser2，中心波长为260nm，平均功率500mw)在蓝色像素所在的位置扫描共同发光层， 扫描速率为10mm/，扫描之后的绿色发光客体掺杂剂材料Ir(ppy)2(acac)分解成材料521’，发光层的有效组分变成只有发蓝色光的主体材料及蓝色客体掺杂材料，器件发出蓝色光。
(606)制作共同的电子传输层及金属电极551，见图5f，其中电子传输层采用2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉材料，金属电极材料采用镁银合金材料。
以上针对本发明的优选实施方式进行了描述，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和权利要求书的范围基础上可以进行各种变化和修改。
Claims (6)
1.一种实现全彩色的有机电致发光器件及制作方法，其特征在于，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构，即不需要掩膜板对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立；接着利用对发出单色波长光的材料具有改变结构或分解作用激光，来选择分解或者改变发出单色波长光的材料结构，在对应红、绿、蓝像素位置实现红、绿、蓝发光层。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件及制作方法，其特征在于，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构，即不需要掩膜板对红色、绿色和蓝色发光器件进行分立；对应绿色和蓝色像素区域，利用对发出红色波长光的材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出红色波长光的材料结构；对应蓝色像素区域，再利用对发出绿色波长光的材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出绿色波长光的材料结构。
3.根据权利要求1-2所述的有机电致发光器件及制作方法，其特征在于，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构采用可以发出蓝色光的主体材料掺杂红色客体材料及绿色客体材料，上述共同的器件结构发出红色的光；对应绿色和蓝色像素区域，利用对红色客体材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出红色客体材料结构，采用这个激光处理过器件发出绿色光；对应蓝色像素区域，再利用对绿色客体材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出绿色客体材料结构，这部分器件发出蓝色光，这样实现了红色、绿色和蓝色三基色器件。
4.根据权利要求1-2所述的有机电致发光器件及制作方法，其特征在于，在制作过程中沉积制作的器件对于红色、绿色和蓝色发光器件具有共同的器件结构采用可以发出蓝色光的主体材料掺杂红色客体材料、绿色客体材料以及蓝色客体发光材料，上述共同的器件结构发出红色的光；对应绿色和蓝色像素区域，利用对红色客体材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出红色客体材料结构，采用这个激光处理过器件发出绿色光；对应蓝色像素区域，再利用对绿色客体材料具有分解或改变结构作用的激光，来分解或者改变发出绿色客体材料结构，这部分器件发出蓝色光。这样实现了红色、绿色和蓝色三基色器件
5.根据权利要求3-4所述蓝色光的主体材料可以为单一种类材料也可为两种或两种以上材料组成的共同主体材料，所述掺杂红色客体材料可以为单一种类材料也可为两种或两种以上材料组成的共同掺杂材料，所述掺杂绿色客体材料可以为单一种类材料也可为两种或两种以上材料组成的共同掺杂材料，所述掺杂蓝色客体材料可以为单一种类材料也可为两种或两种以上材料组成的共同掺杂材料。
6.根据权利要求3-4所述的蓝光主体及客体材料的发光波长范围为300-500nm，所述绿光材料发光波长范围为450-550nm，所述红光材料的发光波长范围为550-750nm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121128 |