CN103500801A - 顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法，所述顶发光蓝光有机发光二极管包括：反射电极，用作阳极；空穴注入层，位于所述反射电极上方；发光层，位于所述空穴注入层上方；电子传输层，位于所述发光层上方；以及透明电极，位于所述电子传输层上方，用作阴极；其中，所述空穴注入层包含酞菁金属化合物。本发明能够提高顶发光蓝光有机发光二极管的发光效率、色纯度以及降低驱动电压，从而提高产品的全彩显示的均衡性以及整体性能。

Description

顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法

技术领域

本发明涉及有机发光二极管技术领域，尤其涉及一种顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法。

背景技术

近年来，有机发光二极管（OLED）已经被广泛地应用在显示和照明等领域。由于其具有主动发光、亮度高、视角宽、对比度高、功耗低、厚度薄、响应速度快、制备工艺简单和成本低，特别是高品质图像及便携式、柔性等优点，因此被公认为是下一代平板显示的主流技术之一。

有机发光二极管技术的最终目标是实现全彩显示，而全彩显示要求具有性能优良的RGB三基色发光材料。在现有技术中，绿光有机发光二极管的效率最高，红光次之，蓝光最低，由于蓝光的发光亮度、效率、稳定性和色纯度都无法与绿光相比，因此导致全彩显示的应用效率不均衡，从而必须通过较为复杂的面板设计和驱动IC设计来弥补。

通常，根据光的出射方向不同，有机发光二极管可分为底发光有机发光二极管和顶发光有机发光二极管，其中底发光有机发光二极管是从基板方向出射发射光，而顶发光有机发光二极管则是从背向基板的方向出射反射光。为了实现全彩显示面板的高开口率和色彩饱和度，有机发光二极管经常需要采用顶发光方式且要求有尽可能高的色纯度。而相比于底发光有机发光二极管，顶发光的蓝光有机发光二极管的发光效率则更低。

图1为传统的顶发光有机发光二极管的结构示意图。如图所示，传统的顶发光有机发光二极管采用不透明反射电极（即阳极）11覆盖在基底（未示出）上，并在反射电极11上依次生长第一空穴注入层12、第二空穴注入层13、空穴传输层14、发光层15、电子传输层16和透明电极（即阴极）17，其中由有机发光二极管中的发光层15产生的光一部分会直接穿过电子传输层16从顶部的透明电极17射出，而另一部分则会穿过空穴传输层14、第二空穴注入层13和第一空穴注入层12出射到反射电极11上，并通过反射电极11反射经顶部的透明电极17射出。由于现有技术中顶发光有机发光二极管多采用Ag、Al等金属作为反射电极（即阳极），而这些反射电极对蓝光波段的反射率大多在60%以下，因此造成了很大的光损失，导致蓝光的发光效率也相对较低。

综上所述，顶发光蓝光有机发光二极管性能的提高，尤其是蓝光的发光效率和出光的色纯度的提高对于产品的整体性能的提升将会起到很大的推动作用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法，用以提高蓝光的发光效率和出光的色纯度。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种顶发光蓝光有机发光二极管，包括：反射电极，用作阳极；空穴注入层，位于所述反射电极上方；发光层，位于所述空穴注入层上方；电子传输层，位于所述发光层上方；以及透明电极，位于所述电子传输层上方，用作阴极；其中，所述空穴注入层包含酞菁金属化合物。

本发明的实施例还提供了一种顶发光蓝光有机发光二极管制造方法，包括以下步骤：在基底上方设置反射电极，以用作阳极；在所述反射电极上方设置空穴注入层；在所述空穴注入层上方设置发光层；在所述发光层上方设置电子传输层；以及在所述电子传输层上方设置透明电极，以用作阴极；其中，所述空穴注入层包含酞菁金属化合物。

综上所述，本发明的顶发光蓝光有机发光二极管借助第二空穴注入层使蓝光在传输到阳极之前即被反射回去，因而能够提高顶发光蓝光有机发光二极管的发光效率、色纯度以及降低驱动电压，从而提高了产品的全彩显示的均衡性以及整体性能。

附图说明

图1为传统的顶发光有机发光二极管的结构示意图；

图2为本发明的顶发光蓝光有机发光二极管的结构示意图；以及

图3为本发明的顶发光蓝光有机发光二极管制造方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

图2为本发明的顶发光蓝光有机发光二极管的结构示意图。如图所示，所述顶发光蓝光有机发光二极管包括：反射电极21，用作阳极；第二空穴注入层23，位于反射电极21上方；发光层25，位于第二空穴注入层23上方；电子传输层26，位于发光层25上方；以及透明电极27，位于电子传输层26上方，用作阴极；其中，第二空穴注入层23包含酞菁金属化合物，且用于反射从发光层25发出的光。

在一个实施例中，顶发光蓝光有机发光二极管还包括：位于反射电极21和第二空穴注入层23之间的第一空穴注入层22，和/或位于第二空穴注入层23和发光层25之间的空穴传输层24。需要注意的是，第一空穴注入层22和空穴传输层24可根据实际需要来进行设置。

具体而言，如果所选用的第二空穴注入层23的蓝色的有机半导体材料与阳极21的金属材料的功函数匹配性较好（需要说明的是，阳极的功函数与蓝色材料的HOMO值比较接近时匹配性较好，若差异较大时，则匹配性不好），则本发明可以省略第一空穴注入层22；相反，如果反射电极21的注入不理想（通常情况下，由于金属功函数与有机材料的HOMO值存在较大的差异，使电极和有机材料的接触势垒较大，从而导致反射电极21的注入不理想），则可以通过设置第一空穴注入层22来提高空穴的注入；也就是说，在本发明中，可根据蓝色的有机半导体材料与阳极金属材料的功函数匹配性来确定是否需要设置第一空穴注入层22。

至于是否需要在包含酞菁金属化合物的第二空穴注入层23上设置空穴传输层24，主要取决于所选用的有机半导体材料与发光层25的材料之间的能级匹配性，如果匹配性较好，则本发明可以省略空穴传输层24；如果匹配性不好，则可以通过设置空穴传输层24来获得较好的匹配性，从而降低激子淬灭现象。需要注意的是，如果需要设置空穴传输层24，那么其厚度最好控制在

至

之间。

由于电子和空穴的传输特性不同，因此，各层材料需选用符合电子和空穴的传输特性、使各个层间搭配良好、以及有利于电子和空穴的传输和注入的材料。

具体而言，在一个实施例中，通常反射电极（即阳极）21的材料为选自Ag、Al中的至少一种，发光层25的材料为DPVBi等，电子传输层26的材料为Alq₃等，透明电极（即阴极）27的材料为Sm、Ag中的至少一种，以及第一空穴注入层22和第二空穴注入层23及空穴传输层24的材料为选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种。

在本发明的实施例中，所述第二空穴注入层23可以由包含酞菁金属化合物的材料层构成，或者也可以由包含酞菁金属化合物的材料层和包含选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种的材料层构成。

也就是说，第二空穴注入层23的材料应该至少包含蓝色系的酞菁金属化合物的材料，所述酞菁金属化合物为选自酞菁铜（CuPc）、酞菁锌（ZnPc）、酞菁氧钛（TiOPc）、酞菁氧钒（VOPc）、自由酞菁（Pc）中的至少一种。由于这些材料均为掺杂蓝色金属化合物的有机半导体材料材料，因此，当其被蒸镀或涂布在第二空穴注入层23上时，能够将大部分由发光层25产生的蓝光反射回去，而将蓝光以外的光吸收掉，使得大部分蓝光没有传输到反射电极21而直接被第二空穴注入层23反射回去，因此，不仅提高了蓝光的发光效率和出光的色纯度，也使透明电极27的出光效率得到了明显增强，发光效率得到了较大提升，从而降低了驱动电压。

如果第二空穴注入层23由两层材料层构成，则可以根据实际需要，将包含酞菁金属化合物的材料层设置在包含选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种的材料层的上方或下方，优选为上方。需要注意的是，包含酞菁金属化合物的材料层的厚度范围为100nm至200nm之间，而包含选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种的材料层的厚度范围为10nm至30nm之间。

在该实施例中，为了实现第二空穴注入层23作为内反射层的功用，其厚度须大于100nm，优选地为100nm至200nm之间。需要注意的是，如果厚度太低，则可能会导致第二空穴注入层23对蓝光的反射效果不理想。

在传统的有机发光二极管的结构（参见图1）中，从发光层15发出的光一部分会直接穿过电子传输层16从顶部的透明电极17射出，而另一部分则会穿过空穴传输层14、第二空穴注入层13和第一空穴注入层12发射到反射电极11上，并被反射电极11反射而依次穿过第一空穴注入层12、第二空穴注入层13、空穴传输层14、发光层15、电子传输层16等，并经顶部的透明电极17射出；也就是说，在传统的有机发光二极管中，是通过反射电极11来反射从发光层15发出的光的。而在本发明中则是通过第二空穴注入层23来反射从发光层25发出的光。

综上所述，本发明的顶发光蓝光有机发光二极管可以省略第一空穴注入层和空穴传输层，因此在厚度上更薄，从而使制备工艺更简单，制造成本更低；此外，包含有蓝色金属化合物的有机半导体材料的第二空穴注入层能够提高蓝光的发光效率和出光的色纯度，从而使阴极的出光效率明显增强，发光效率得到较大提升，从而降低了驱动电压。

图3为本发明的顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法的流程图。如图所示，该制造方法包括以下步骤：在基底上方设置反射电极，以用作阳极；在所述反射电极上方设置第二空穴注入层；在所述第二空穴注入层上方设置发光层；在所述发光层上方设置电子传输层；以及在所述电子传输层上方设置透明电极，以用作阴极；其中，所述第二空穴注入层包含酞菁金属化合物。

根据本发明的实施例，还可以根据第二空穴注入层23的蓝色的有机半导体材料与阳极21的金属材料之间的功函数匹配性来选择性地设置第一空穴注入层22；以及根据第二空穴注入层23的蓝色的有机半导体材料与发光层25的材料之间的能级匹配性来选择性地设置空穴传输层24。

在本发明的实施例中，可通过传统的蒸镀或涂布工艺依次形成反射电极（即阳极）、第二空穴注入层、发光层、电子传输层、透明电极（即阴极）、第一空穴注入层和空穴传输层等。

在对所述各层的蒸镀或涂布之后，便完成了OLED器件的制备，最后对OLED器件进行封装，从而形成完整的OLED产品。

此外，由于在上文中已经对第二空穴注入层及其他各层的结构、材料和功能等进行了详细描述，故在此不予赘述。

综上所述，本发明的顶发光蓝光有机发光二极管及其制造方法能够提高顶发光蓝光有机发光二极管的发光效率、色纯度以及降低驱动电压，从而进一步提高产品的整体性能。

虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种顶发光蓝光有机发光二极管，包括：

反射电极，用作阳极；

空穴注入层，位于所述反射电极上方；

发光层，位于所述空穴注入层上方；

电子传输层，位于所述发光层上方；以及

透明电极，位于所述电子传输层上方，用作阴极；

其中，所述空穴注入层包含酞菁金属化合物。

2.根据权利要求1所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述空穴注入层包括第一空穴注入层和第二空穴注入层，所述第一空穴注入层位于所述反射电极和所述第二空穴注入层之间，所述酞菁金属化合物包含于所述第二空穴注入层中。

3.根据权利要求2所述的顶发光蓝光有机发光二极管，还包括：

空穴传输层，位于所述第二空穴注入层和所述发光层之间。

4.根据权利要求2所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述第二空穴注入层由包含酞菁金属化合物的材料层构成，或者由包含酞菁金属化合物的材料层和包含选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种的材料层构成。

5.根据权利要求1或4所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述酞菁金属化合物为选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁氧钛、酞菁氧钒、自由酞菁中的至少一种。

6.根据权利要求2或4所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述第二空穴注入层用于反射从所述发光层发出的光。

7.根据权利要求6所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述第二空穴注入层的厚度大于100nm。

8.根据权利要求7所述的顶发光蓝光有机发光二极管，其中，所述第二空穴注入层的厚度优选为100nm至200nm之间。

9.一种顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法，包括以下步骤：

在基底上方设置反射电极，以用作阳极；

在所述反射电极上方设置空穴注入层；

在所述空穴注入层上方设置发光层；

在所述发光层上方设置电子传输层；以及

在所述电子传输层上方设置透明电极，以用作阴极；

其中，所述空穴注入层包含酞菁金属化合物。

10.根据权利要求9所述的顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法，其中，所述空穴注入层包括第一空穴注入层和第二空穴注入层，在所述反射电极和所述第二空穴注入层之间设置所述第一空穴注入层，所述酞菁金属化合物包含于所述第二空穴注入层中。

11.根据权利要求10所述的顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法，还包括：

在所述第二空穴注入层和所述发光层之间设置空穴传输层。

12.根据权利要求10所述的顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法，其中，所述第二空穴注入层由包含酞菁金属化合物的材料层构成，或者由包含酞菁金属化合物的材料层和包含选自NPB、TPD、F4TCNQ、MTDATA中的至少一种的材料层构成。

13.根据权利要求11所述的顶发光蓝光有机发光二极管的制造方法，其中，通过蒸镀或涂布工艺依次形成所述反射电极、所述第一和第二空穴注入层、所述空穴传输层、所述发光层、所述电子传输层和所述透明电极。

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