CN103500751B - Oled阵列基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Oled阵列基板及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种OLED阵列基板制作方法，在制作阵列基板的像素单元中各子像素的有机发光层时按各子像素的有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作，且各子像素的有机发光层材料的载流子类型相同，每个所述像素单元包括至少两个子像素。还公开了一种由上述方法制得的OLED阵列基板及显示装置。本发明的方法制作的OLED阵列基板能够减轻混色现象，提高显示效果。

Description

OLED阵列基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种OLED阵列基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
有机发光二极管（OLED）采用有机材料制成，在电场驱动下发光材料会发光。其中，OLED显示屏的发光层一般是通过精细金属掩膜板（fine metal mask，FMM）利用真空蒸镀成膜技术，将有机材料以像素并列法（RGB side by side）蒸镀在阵列基板相应的像素位置形成发光元器件。像素并列法是在一个像素内有红、绿、蓝三个子像素，每个子像素具有独立的发光元器件，即红、绿、蓝三色OLED元件独立发光构成一个像素。
FMM是极为精细的网状或条状金属遮罩，由于本身在蒸镀制程中受热后会膨胀变形，而且自身重量造成下垂等因素，使得蒸镀时FMM的小孔没能精确地对应到阵列基板上相应子像素的位置。因此导致某个子像素的有机材料会部分蒸镀到与其紧邻的另一个子像素对应位置，而另一个子像素在显示时就发出了它本身不该发的光，即产生了严重的混色现象。这种严重的混色现象降低了显示器的显示效果。
发明内容
（一）所要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何减轻混色现象，以提高显示效果。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种OLED阵列基板制作方法，在制作阵列基板的像素单元中各子像素的有机发光层时按各子像素的有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作，且各子像素的有机发光层材料的载流子类型相同，每个所述像素单元包括至少两个子像素。
其中，所述至少两个子像素中，使得至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料，其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。
其中，每个所述像素单元包括三个子像素：第一子像素、第二子像素和第三子像素，且满足：第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。
其中，所述三个子像素的有机发光层材料为N型材料，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
其中，所述三个子像素的有机发光层材料为P型材料，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
其中，所述第一子像素和第二子像素各自的有机发光层材料为磷光性材料，第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。
本发明还提供了一种OLED阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，以及由所述栅线和数据线限定的多个像素单元，每个所述像素单元包括至少两个子像素，所述至少两个子像素按各自的有机发光层材料的前线轨道能级高低依序排列，且各自的有机发光层材料的载流子类型相同。
其中，所述至少两个子像素中，至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料，其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。
其中，至少两个子像素为三个子像素：第一子像素、第二子像素和第三子像素，第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。
其中，所述三个子像素的有机发光层材料为N型材料，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
其中，所述三个子像素的有机发光层材料为P型材料，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
其中，所述第一子像素和第二子像素各自的有机发光层材料为磷光性材料，第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。
本发明还提供了一种OLED显示装置，包括上述任一所述的OLED阵列基板。
（三）有益效果
本发明提供OLED阵列基板制作方法中，在制作时按子像素的有机发光层材料能级由低到高的方式制作，以电子为主要载流子的情形为例，当高能级的有机发光层材料不预期地制作在低能级的有机发光层上时，由于能级原因，结合区的载流子复合发光的地方不会落在高能级的有机发光层上，即低能级的有机发光层上的高能级的有机发光材料不发光；以空穴为主要载流子的情形为例，当低能级的有机发光层材料事先制作在高能级的有机发光层所在区域时，由于能级原因，结合区的载流子复合发光的地方不会落在低能级的有机发光层上，即高能级的有机发光层下方的低能级的有机发光材料不发光，从而减轻了混色现象的发生，提高了显示效果。
附图说明
图1为制作OLED阵列基板的方法中在基板上形成阳极和空穴运输层的结构示意图；
图2为在图1形成的基板结构之上形成前线轨道能级最低的第一子像素的有机发光层的结构示意图；
图3为在图2形成的基板结构之上形成前线轨道能级次低的第二子像素的有机发光层的结构示意图；
图4为在图3形成的基板结构之上形成前线轨道能级最高的第三子像素的有机发光层的结构示意图；
图5为用于OLED阵列基板的像素单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例的OLED阵列基板制作方法中，在制作阵列基板的像素单元中各子像素的有机发光层时按各子像素的有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作，且各子像素的有机发光层材料的载流子类型相同，每个所述像素单元包括至少两个子像素。
下面以一个像素单元包括三个子像素（RGB）为例进行说明。
如图1所示，在基板110上依次形成阳极120和空穴运输层130，然后制作有机发光层，并按各子像素的有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作。如图2所示，先制作第一子像素的有机发光层141；如图3所示，再制作第二子像素的有机发光层142；如图4所示，最后制作第三子像素的有机发光层143。第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。制作完有机发光层后，在有机发光层上依次形成电子运输层150和阴极160，最终形成的OLED阵列基板如图5所示。
对于N型材料（如：Alq3、BPhen、BCP或TPBI）的情况，载流子为电子，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道（LUMO）能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
对于P型材料（如：NPB、TDAB、2-TNATA或TPD）的情况，载流子为空穴，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道（HOMO）能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
以N型材料为例进行说明，由于制作顺序是按能级由低到高制作，若第三子像素的有机发光材料不预期地形成在第二子像素的有机发光层上，则因LUMO能级关系，在电场驱动下，载流子复合区依然只会落在低能级的有机发光材料（第二子像素的有机发光层）内，进而只激发第二子像素的有机发光层发光，第三子像素的有机发光材料不会发光，从而混色现象获得改善。
同理，若第二子像素的有机发光材料不预期地形成在第一子像素的有机发光层上，则因LUMO能级关系，在电场驱动下只激发第一子像素的有机发光层发光，第二子像素的有机发光材料不会发光，从而混色现象获得改善。
可见当高能级的有机发光材料不预期地形成在低能级的有机发光层上时，高能级的有机发光材料不发光，从而减轻了混色现象。
在制作第一子像素时，其有机发光材料有可能先形成在第二子像素的区域（此时第二子像素还未形成其有机发光材料），同理，第二子像素的有机发光材料有可能先形成在第三子像素的区域。由于在阵列基板上像素单元以阵列形式排列，第一子像素的有机发光材料也有可能先形成在第三子像素的区域。即低能级的有机发光材料有可能事先形成在高能级的有机发光层所在区域。
因此，为了避免在驱动高能级的有机发光层时低能级的有机发光材料发光，进一步地，在至少两个子像素中，使得至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料（如：MADN、DSA-Ph或DPVBi），其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。对于三个子像素的情况，使得三个子像素中的其中一个的有机发光层材料为荧光性材料，其余两个的有机发光层材料为磷光性材料，或者其中一个的有机发光层材料为磷光性材料，其余两个的有机发光层材料为荧光性材料。
例如：第一子像素和第二子像素各自的有机发光层材料为磷光性材料（如：Btp2Ir(acac)、Ir(piq)3或Ir(piq)2(acac、Ir(ppy)3、FIrpic)等），第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。若第二子像素的磷光性有机发光材料事先形成在第三子像素的区域，在驱动高能级的第三子像素的有机发光层发光时，则因磷光发光材料第一激发态（T1）大于荧光发光材料第一激发态（T1），磷光激发子不发光（由于荧光材料的T1较小，激发子容易从高能阶往低能阶移动，故在磷光材料上的激发子跑到了荧光材料上，于是就不产生磷光了），故混色现象获得改善。
同理，若第一子像素的磷光有机发光材料事先形成在第三子像素的区域，磷光激发子不发光，故混色现象获得改善。
由于第一子像素和第二子像素各自的有机发光层均采用磷光性有机发光材料制成，因此，当第一子像素的磷光有机发光材料事先形成在第二子像素的区域，且在驱动高能级的第二子像素的有机发光层发光时，第一子像素的磷光会发光，产生混色现象。
对于P型材料，载流子为空穴，其避免混色的原理和采用N型材料时基本相同，不同的是空穴运动方向相反。当低能级的有机发光层材料事先制作在高能级的有机发光层所在区域时，由于能级原因，结合区的载流子复合发光的地方不会落在低能级的有机发光层上，即高能级的有机发光层下方的低能级的有机发光材料不发光。
本实施例的OLED阵列基板制作方法，对于三个以上子像素的OLED阵列基板，虽然无法避免产生混色，但也大大减轻了混色现象，提高显示效果。对于两个子像素的OLED阵列基板来说，理论上可以完全避免混色现象。
上述OLED阵列基板制作方法中，在形成各子像素的有机发光层时可采用FFM蒸镀等现有的方法进行，只要选择各子像素相应的有机发光层材料并按本发明中的制作顺序制作即能达到减轻混色现象的效果。
本发明还提供了一种由上述方法制作的OLED阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，以及由所述栅线和数据线限定的多个像素单元，每个所述像素单元包括至少两个子像素，所述至少两个子像素按各自的有机发光层材料的前线轨道能级高低依序排列，且各自的有机发光层材料的载流子类型相同。
下面以一个像素单元包括三个子像素（RGB）为例进行说明。
如图5所示，该像素单元包括依次形成在基本110上的阳极120、空穴运输层130、有机发光层（第一有机发光层141、第二有机发光层142和第三有机发光层143）、电子运输层150和阴极160。第一有机发光层141、第二有机发光层142和第三有机发光层143分别与其它结构形成三个子像素。本实施例中，三个子像素各自的有机发光层的载流子类型相同，并按有机发光层材料的前线轨道能级高低依序排列，如：第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。
对于N型材料的情况，载流子为电子，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道（LUMO）能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
对于P型材料的情况，载流子为空穴，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道（HOMO）能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
由于该阵列基板在制作时，根据有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作，因此当高能级的有机发光材料不预期地形成在低能级的有机发光层上时，高能级的有机发光材料不发光，从而减轻了混色现象。
进一步地，至少两个子像素中，至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料，其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。本实施例中，所述第一子像素和第二子像素各自的有机发光材料为磷光性材料，第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。
由于有机发光层材料分为荧光性和磷光性两种材料，在OLED阵列基板包括三种子像素的情况下，若第一子像素的磷光有机发光材料事先形成在第三子像素的区域，磷光激发子不发光，故混色现象获得改善；对于两个子像素的OLED阵列基板来说，理论上可以完全避免混色现象。
总之，由于采用了上述OLED阵列基板的制作方法，该OLED阵列基板大大减轻了混色现象，提高显示效果。
本发明还提供了一种OLED显示装置，包括上述的OLED阵列基板。该OLED显示装置可以是：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (13)

1.一种OLED阵列基板制作方法，其特征在于，在制作阵列基板的像素单元中各子像素的有机发光层时按各子像素的有机发光层材料的前线轨道能级由低到高依序制作，且各子像素的有机发光层材料的载流子类型相同，每个所述像素单元包括至少两个子像素，当所述载流子类型为电子时，所述前线轨道能级为最低未占轨道能级，当所述载流子类型为空穴时，所述前线轨道能级为最高已占轨道能级。
2.如权利要求1所述的OLED阵列基板制作方法，其特征在于，所述至少两个子像素中，使得至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料，其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。
3.如权利要求1或2所述的OLED阵列基板制作方法，其特征在于，每个所述像素单元包括三个子像素：第一子像素、第二子像素和第三子像素，且满足：第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。
4.如权利要求3所述的OLED阵列基板制作方法，其特征在于，所述三个子像素的有机发光层材料为N型材料，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
5.如权利要求3所述的OLED阵列基板制作方法，其特征在于，所述三个子像素的有机发光层材料为P型材料，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
6.如权利要求3所述的OLED阵列基板制作方法，其特征在于，所述第一子像素和第二子像素各自的有机发光层材料为磷光性材料，第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。
7.一种OLED阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，以及由所述栅线和数据线限定的多个像素单元，其特征在于，每个所述像素单元包括至少两个子像素，所述至少两个子像素按各自的有机发光层材料的前线轨道能级高低依序排列，且各自的有机发光层材料的载流子类型相同，当所述载流子类型为电子时，所述前线轨道能级为最低未占轨道能级，当所述载流子类型为空穴时，所述前线轨道能级为最高已占轨道能级。
8.如权利要求7所述的OLED阵列基板，其特征在于，所述至少两个子像素中，至少一个子像素的有机发光层材料为荧光性材料，其余的子像素的有机发光层材料为磷光性材料。
9.如权利要求7或8所述的OLED阵列基板，其特征在于，至少两个子像素为三个子像素：第一子像素、第二子像素和第三子像素，第一子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的前线轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的前线轨道能级。
10.如权利要求9所述的OLED阵列基板，其特征在于，所述三个子像素的有机发光层材料为N型材料，第一子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最低未占轨道能级。
11.如权利要求9所述的OLED阵列基板，其特征在于，所述三个子像素的有机发光层材料为P型材料，第一子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级，第二子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级小于第三子像素的有机发光层材料的最高已占轨道能级。
12.如权利要求9所述的OLED阵列基板，其特征在于，所述第一子像素和第二子像素各自的有机发光层材料为磷光性材料，第三子像素的有机发光层材料为荧光性材料。
13.一种OLED显示装置，其特征在于，包括如权利要求7～12中任一所述的OLED阵列基板。
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