CN103647026B - 全彩化顶发射oled器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全彩化顶发射OLED器件及其制备方法，该全彩化顶发射OLED器件包括从下到上依次叠加的基板、金属阳极、有机功能层和半透明金属阴极，有机功能层包括从下到上依次排列的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，发光层包括红色发光单元、蓝色发光单元和绿色发光单元，三种发光单元对应的空穴注入层的共振模态的阶数不完全相同，即本发明的全彩化顶发射OLED器件采用不同厚度的空穴注入层作为微腔光学调节层调节OLED器件的三基色，避免了传统采用同级低阶共振模态的空穴传输层作为微腔光学调节层时，蓝色、绿色发光单元对应空穴传输层的厚度难以覆盖OLED器件阳极表面缺陷，易造成短路电流的问题。
Description
技术领域
本发明属于有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示技术领域，具体涉及一种全彩化顶发射OLED器件及其制备方法。
背景技术
高分辨率的全彩化OLED显示屏是OLED技术发展的目标之一，要实现这个目标，制作顶部发射的有机电致发光器件是一个较佳选择，因为在光线通过阴极出射，面板开口率可以大幅提升。顶部发射的有机发光二极管的阳极具有高反射性，阴极往往都是半透明的金属，
阳极、阴极与有机功能层共同形成微共振腔，该微共振腔可以简单地视为一种fabry-Perot的共振腔，满足式（1），
式中，m为整数，其数值对应共振模态的阶数；L为阳极和阴极间的光学长度（折射率乘以厚度）；φ为从阴极和阳极反射相位差的总和。
通过改变上式中的L值，使得微共振腔谐振波长λ与有机发光材料的本征发光波长一致或接近，则只有符合有机发光材料波长的光可以在特定角度射出，实现不同能态光子密度的重新分配，改善OLED器件的发光性能。
基于以上微共振腔效应，Sony公司在2004年的SID会议发布了利用铟锡氧化物（ITO）阳极层厚度调制方法制作有机电致发光全彩屏，通过ITO厚度的变化来实现三基色共振，这种方案不便之处在于需要多次精密对位刻蚀工艺，增加了阳极像素电极制作的困难；另一种广泛采用的方法是空穴传输层厚度调制法，其特点是在真空中使用精密掩膜制备不同厚度的空穴传输层，利用空穴传输层厚度调节三基色，采用这种方法时，由于空穴传输层制备材料属性的限制，其厚度的自由度受到极大约束；目前一般采用的同级低阶共振模态调节三基色，同级低阶共振模态所对应的蓝色、绿色空穴传输层的厚度难以覆盖阳极表面的针孔、粉尘颗粒及其他缺陷，不利于改善阳极表面的平整度并抑制短路电流，同时为使全彩色OLED器件能真实还原实际色彩，对OLED器件红绿蓝三基色的亮度配比也有严格要求，单纯同级高阶共振模态也难以满足该要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种能有效抑制短路电流并满足红绿蓝三基色配比要求的全彩化顶发射OLED器件。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种全彩化顶发射OLED器件，包括从下到上依次叠加的基板、金属阳极、有机功能层和半透明金属阴极，其中，有机功能层包括从下到上依次排列的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，所述发光层包括红色发光单元、蓝色发光单元和绿色发光单元，三种发光单元对应的空穴注入层的共振模态的阶数不完全相同。
进一步地，所述蓝色、绿色发光单元对应空穴注入层的共振模态的阶数较红色发光单元对应的空穴注入层的共振模态的阶数高一阶。
进一步地，所述蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层的结构为分区域差异化掺杂结构。
进一步地，一种全彩化顶发射OLED器件制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将制备了阳极的基板用去离子水超声清洗后烘干备用；
S2：对经S1处理的基板进行氧等离子处理；
S3：将S2所得基板移至有机真空蒸镀腔；
S31：按其共振模态所需厚度和掺杂要求在S2所得金属阳极上蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层；
S32：在S31所得空穴注入层上蒸镀空穴传输层，蒸镀前，用金属掩膜与S31所得基板对位；
S33：在S32所得空穴传输层上蒸镀发光层，即蒸镀红色、绿色、蓝色发光单元；
S34：在S33的发光层上蒸镀电子传输层，蒸镀前，用金属掩膜与S33中所得基板对位；
S35：在S34所得电子传输层上蒸镀电子注入层，蒸镀前，用金属掩膜与S34中所得基板对位；
S4：将S3所得基板移至金属腔室，蒸镀半透明金属阴极，蒸镀前，用金属掩膜与S35所得基板对位。
进一步地，所述S31具体包括以下步骤：
S311：蒸镀红色发光单元对应的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上蓝色、绿色发光单元区域被遮挡；
S312：蒸镀蓝色发光单元的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、绿色发光单元区域被遮挡；
S313：蒸镀绿色发光单元的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、蓝色发光单元区域被遮挡；
其中，所述S311、S312、S313的先后顺序可以调整。
进一步地，S31包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到红色发光单元对应空穴注入层共振模态阶数所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板对位；
S312：在S311基础上，蒸镀蓝色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、绿色发光单元区域被遮挡；
S313：在S311基础上，蒸镀绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、蓝色发光单元区域被遮挡；
其中，所述S312、S313的先后顺序可以调整。
进一步地，S31包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到红色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板对位；
S312：在S311基础上，共同蒸镀蓝色和绿色发光单元对应空穴注入层31至厚度达到蓝色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使红色发光单元区域被遮挡；
S313：在S312基础上，蒸镀绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到绿色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使红色、蓝色发光单元区域被遮挡。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
首先，本发明的全彩化顶发射OLED器件采用属交互的高低阶共振模态的空穴注入层作为微腔光学调节层，调节OLED器件的三基色，避免了传统采用同级低阶共振模态的空穴传输层作为微腔光学调节层时，蓝色、绿色发光单元对应空穴传输层的厚度难以覆盖OLED器件阳极表面缺陷，易造成短路电流的问题，漏电流的减少，使得三基色OLED器件中电子与空穴有更高、更稳定复合的几率，从而使OLED器件的发光亮度与效率性能大幅提升，更利于三基色配色的调节。另外，很多红色有机发光材料存在输入电荷导致的内部消光机制，采用低阶模态更有效调节输入电荷抑制该机制，优化了器件发光性能；
其次，本发明的全彩化顶发射OLED器件结构简单，且其制备仅需对现有制备技术做调整组合即可实现，成本低廉，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的全彩化顶发射OLED器件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例中的全彩化顶发射OLED器件包括从下到上依次叠加的基板1、金属阳极2、有机功能层3和半透明金属阴极4，其中，有机功能层3包括从下到上依次排列的空穴注入层31、空穴传输层32、发光层33、电子传输层34和电子注入层35，所述发光层33包括红色发光单元R、蓝色发光单元G和绿色发光单元B，三种发光单元对应的空穴注入层31的共振模态的阶数不完全相同，也就是说本实施例中的空穴注入层31兼做微腔光学调节层，调节OLED器件的三基色。
优选地，本实施例中的蓝色发光单元B、绿色发光单元G对应的空穴注入层31的共振模态的阶数比红色发光单元R对应的空穴注入层31的共振模态阶数高一阶，其中，蓝色发光单元B、绿色发光单元G的空穴注入层31的结构优选为分区域差异化掺杂结构，以保证载流子的有效注入和传导。
本实施例还包括上述全彩化顶发射OLED器件的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：将制备了阳极2的基板1用去离子水超声清洗后烘干备用；
S2：对经S1处理的基板1进行氧等离子处理；
S3：将S2所得基板1移至有机真空蒸镀腔；
S31：按其共振模态所需厚度和掺杂要求在S2所得金属阳极2上蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元R、B、G对应的空穴注入层31；
S311：蒸镀红色发光单元R对应的空穴注入层31，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使基板1上蓝色、绿色发光单元B、G区域被遮挡；
S312：蒸镀蓝色发光单元B的空穴注入层31，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使基1板上红色、绿色发光单元R、G区域被遮挡；
S313：蒸镀绿色发光单元G的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使基板1上红色、蓝色发光单元R、B区域被遮挡；
S32：在S31所得空穴注入层31上蒸镀空穴传输层32，蒸镀前，用金属掩膜与S31所得基板1对位；
S33：在S32所得空穴传输层32上蒸镀发光层33，即蒸镀红色、绿色、蓝色发光单元R、B、G；
S34：在S33的发光层33上蒸镀电子传输层34，蒸镀前，用金属掩膜与S33中所得基板1对位；
S35：在S34所得电子传输层34上蒸镀电子注入层35，蒸镀前，用金属掩膜与S34中所得基板1对位；
S4：将S3所得基板1移至金属腔室，蒸镀半透明金属阴极4，蒸镀前，用金属掩膜与S35所得基板1对位。
实际生产中，本实施例中的步骤S311、S312、S313的先后顺利可以调整。
实施例2
本实施例中的全彩化顶发射OLED器件与实施例1中的全彩化顶发射OLED器件结构完全相同，制备方法的不同仅在于：实施例1中的S31所述的空穴注入层31的蒸镀过程包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元R、B、G对应的空穴注入层31至厚度达到红色发光单元R对应空穴注入层共振模态阶数所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板1对位；
S312：在S311基础上，蒸镀蓝色发光单元B对应的空穴注入层31至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使基板1上红色、绿色发光单元R、G区域被遮挡；
S313：在S311基础上，蒸镀绿色发光单元G对应的空穴注入层31至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使基板1上红色、蓝色发光单元R、B区域被遮挡。
实际生产中，本实施例中的步骤S312、S313的先后顺序可以调整。
本实施例中的制备方法减少了一次精密掩膜的使用，即减少了1次精密对位，提高了对位误差的容忍度，降低了工艺难度。
实施例3
本实施例中的全彩化顶发射OLED器件与实施例1中的全彩化顶发射OLED器件结构完全相同，制备方法的不同仅在于：实施例1中的S31所述的空穴注入层的蒸镀过程包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、绿色、蓝色发光单元R、B、G对应的空穴注入层31至厚度达到红色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板1对位；
S312：在S311基础上，共同蒸镀蓝色和绿色发光单元B、G对应空穴注入层31至厚度达到蓝色发光单元B对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使红色发光单元R区域被遮挡；
S313：在S312基础上，蒸镀绿色发光单元G对应的空穴注入层31至厚度达到绿色发光单元G对应空穴注入层31共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板1对位，使红色、蓝色发光单元R、B区域被遮挡。
本实施例中的制备方法减少了一次精密掩膜的使用，即减少了1次精密对位，降低了OLED器件的制备难度，同时，采用本实施例中的方法进行空穴注入层的蒸镀时，蒸镀过程中所使用的精密掩膜的孔径可以较大，降低了精密掩膜的制造难度和成本。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种全彩化顶发射OLED器件，包括从下到上依次叠加的基板、金属阳极、有机功能层和半透明金属阴极，其中，有机功能层包括从下到上依次排列的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，所述发光层包括红色发光单元、蓝色发光单元和绿色发光单元，其特征在于：三种发光单元对应的空穴注入层的共振模态的阶数不完全相同，所述蓝色、绿色发光单元对应空穴注入层的共振模态的阶数较红色发光单元对应的空穴注入层的共振模态的阶数高一阶。
2.根据权利要求1所述的全彩化顶发射OLED器件，其特征在于：所述蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层的结构为分区域差异化掺杂结构。
3.一种权利要求1或2所述的全彩化顶发射OLED器件制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将制备了阳极的基板用去离子水超声清洗后烘干备用；
S2：对经S1处理的基板进行氧等离子处理；
S3：将S2所得基板移至有机真空蒸镀腔；
S31：按其共振模态所需厚度和掺杂要求在S2所得金属阳极上蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层；
S32：在S31所得空穴注入层上蒸镀空穴传输层，蒸镀前，用金属掩膜与S31所得基板对位；
S33：在S32所得空穴传输层上蒸镀发光层，即蒸镀红色、绿色、蓝色发光单元；
S34：在S33的发光层上蒸镀电子传输层，蒸镀前，用金属掩膜与S33中所得基板对位；
S35：在S34所得电子传输层上蒸镀电子注入层，蒸镀前，用金属掩膜与S34中所得基板对位；
S4：将S35所得基板移至金属腔室，蒸镀半透明金属阴极，蒸镀前，用金属掩膜与S35所得基板对位；
S5：将S4所得衬底移至金属腔室，蒸镀半透明金属阴极。
4.根据权利要求3所述的全彩化顶发射OLED器件制备方法，其特征在于：所述S31具体包括以下步骤：
S311：蒸镀红色发光单元对应的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上蓝色、绿色发光单元区域被遮挡；
S312：蒸镀蓝色发光单元的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、绿色发光单元区域被遮挡；
S313：蒸镀绿色发光单元的空穴注入层，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、蓝色发光单元区域被遮挡；
其中，所述S311、S312、S313的先后顺序可以调整。
5.根据权利要求3所述的全彩化顶发射OLED器件制备方法，其特征在于：所述S31具体包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到红色发光单元对应空穴注入层共振模态阶数所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板对位；
S312：在S311基础上，蒸镀蓝色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、绿色发光单元区域被遮挡；
S313：在S311基础上，蒸镀绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到其共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使基板上红色、蓝色发光单元区域被遮挡；
其中，S312和S313的顺序可以调整。
6.根据权利要求3所述的全彩化顶发射OLED器件制备方法，其特征在于：所述S31具体包括以下步骤：
S311：蒸镀红色、蓝色、绿色发光单元对应的空穴注入层至厚度达到红色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用金属掩膜与基板对位；
S312：在S311基础上，共同蒸镀蓝色和绿色发光单元对应空穴注入层至厚度达到蓝色发光单元对应空穴注入层共振模态所需厚度，蒸镀前，用精密掩膜与基板对位，使红色发光单元区域被遮挡；
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