CN103972423A - 一种oled发光器件及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种OLED发光器件及其制备方法、显示装置，涉及显示技术领域，可以减小由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。该OLED发光器件包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上第一电极、有机材料功能层、以及第二电极；进一步所述OLED器件还包括：设置在所述第一电极和所述衬底基板之间的非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。用于需要减小由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率的OLED发光器件和显示装置、及其制造。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种OLED发光器件及其制备方法、显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)是一种有机薄膜电致发光器件，其具有制备工艺简单、成本低、易形成柔性结构、视角宽等优点；因此，利用有机发光二极管的显示技术已成为一种重要的显示技术。
目前，OLED的光输出效率比较低，一般来说，只有很少的光能可以出射到空气中，其一方面原因是从发光层发出的光入射到平坦的金属电极表面时，形成表面等离子体电磁波沿金属表面横向传播而无法出射到空气中。
发明内容
本发明的实施例提供一种OLED发光器件及其制备方法、显示装置，可以减小由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种OLED发光器件，包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上的第一电极、有机材料功能层、以及第二电极；所述OLED器件还包括：设置在所述第一电极和所述衬底基板之间的非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；
其中，其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。
可选的，所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层；
其中，所述光刻胶层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面露出所述微小颗粒。
进一步可选的，所述微小颗粒的粒径小于10nm。
可选的，所述微小颗粒包括：微小的陶瓷颗粒、或微小的金属颗粒；
在所述微小颗粒包括微小的金属颗粒的情况下，所述OLED发光器件还包括设置在所述光刻胶层和所述第一电极之间的绝缘层。
可选的，所述非平坦层与所述第一电极对应部分包括多晶硅；
其中，所述多晶硅是对非晶硅进行晶化处理得到的。
基于上述，优选的，所述第一电极包括不透明的金属层，所述第二电极包括半透明金属层。
另一方面，提供一种显示装置，包括上述的OLED发光器件。
优选的，所述显示装置还包括设置在衬底基板和所述OLED发光器件的非平坦层之间的薄膜晶体管；
其中，所述薄膜晶体管的漏极与所述OLED发光器件的第一电极电连接。
进一步优选的，在所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层的情况下，所述微小颗粒的掺杂浓度在80％～90％之间。
再一方面，提供一种OLED发光器件的制备方法，包括：在衬底基板上依次形成第一电极、有机材料功能层、以及第二电极；所述方法还包括：在所述第一电极和所述衬底基板之间形成非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；
其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。
可选的，所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层；其中，所述光刻胶层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面露出所述微小颗粒；
形成所述光刻胶层包括：
在所述衬底基板上形成掺杂有微小颗粒的光刻胶薄膜；
采用半阶或灰阶掩模板对形成有所述光刻胶薄膜的基板进行曝光、显影后，形成光刻胶半保留部分和光刻胶完全保留部分；其中，所述光刻胶半保留部分与所述第一电极的区域对应，且所述光刻胶半保留部分的表面露出掺杂在其中的所述微小颗粒，所述光刻胶完全保留部分与其余区域对应，形成所述光刻胶层。
可选的，所述非平坦层与所述第一电极对应部分包括多晶硅；
所述形成所述非平坦层包括：
在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜；
对所述非晶硅薄膜与所述第一电极对应的区域进行晶化处理，使非晶硅转换为多晶硅，形成所述非平坦层。
基于上述，所述第一电极包括不透明的金属层，所述第二电极包括半透明金属层
本发明的实施例提供一种OLED发光器件及其制备方法、显示装置，该OLED发光器件，包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上的第一电极、有机材料功能层、第二电极、以及设置在所述第一电极和所述衬底基板之间的非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。
由于非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦，使得在其上制备的第一电极和第二电极均为非平坦的电极层，这样当从有机材料功能层出射的光入射到可透过的第一电极和/或第二电极时，可以减少由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种OLED发光器件的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种OLED发光器件的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种OLED发光器件的结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的一种OLED显示装置的结构示意图；
图5-6为本发明实施例提供的制备光刻胶层的过程示意图。
附图标记：
10-OLED发光器件；20-灰阶掩模板；100-衬底基板；200-第一电极；300-有机材料功能层；400-第二电极；500-非平坦层；500a-光刻胶层；500b-微小颗粒；5001-光刻胶薄膜；5001a-光刻胶半保留部分；5001b-光刻胶完全保留部分；600-绝缘层；700-薄膜晶体管；800-封装基板；900-平坦层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种OLED发光器件10，如图1至图3所示，该OLED发光器件10包括：衬底基板100，依次设置在所述衬底基板上第一电极200、有机材料功能层300、以及第二电极400；进一步所述OLED器件10还包括：设置在所述第一电极200和所述衬底基板100之间的非平坦层500，且所述非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦。
其中，位于所述OLED发光器件10出光侧的第一电极200和/或第二电极400包括金属层。
需要说明的是，第一，不对所述非平坦层500的材料以及结构进行限定，只要能使其与所述第一电极200对应部分且远离衬底基板100一侧的表面非平坦即可。
当所述非平坦层500中包括导电材料时，需在该非平坦层500和第一电极200之间设置绝缘层。
第二，由于所述非平坦层500位于所述第一电极200的下方，即：位于下方的非平坦层500需先制备形成，位于上方的第一电极200后制备形成，因此，在非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦的情况下，在其上方形成第一电极200也随着非平坦层500对应部分的上表面的变化而变化，同理位于所述第一电极200上方的有机材料功能层300和第二电极400也随着变化，这样就使得所述第一电极200和第二电极400具有非平坦的表面。
第三，第一电极200可以为阴极或阳极，第二电极400可以为阳极或阴极。即：若第一电极200为阴极，则第二电极400为阳极；若第一电极200为阳极，则第二电极400为阴极。
对于所述有机材料功能层300，其可以至少包括发光层，在此基础上为了能够提高电子和空穴注入发光层的效率，所述有机材料功能层300进一步还可以包括电子传输层、空穴传输层和设置在阴极与所述电子传输层之间的电子注入层，以及设置在所述空穴传输层与阳极之间的空穴注入层等功能层。
基于此，当向阳极和阴极施加工作电压时，阳极中的空穴和阴极中的电子均注入到所述发光层中；空穴和电子在所述发光层中相遇，二者复合在一起形成电子-空穴对、并释放出能量；该能量以光的形式发出，经过所述发光层中的不同发光分子而显示为不同颜色的光，并从所述有机材料功能层300的两侧均匀的射出。
其中，所述发光层可以包括红光、绿光、蓝光的发光分子；当然，所述发光层也可以仅包括白光的发光分子，在此不做限定。
第四，本发明实施例中，由于主要解决的是光入射到平坦的金属层表面导致的无法出射的问题，因此，基于本发明的结构，需保证位于有机材料功能层300出光侧的电极包括金属层；其中，需合理设置该金属层的厚度，以使光能透过该金属层而出射到空气中。
基于此，所述OLED发光器件10例如可以为顶发光型，即：所述第二电极400包括半透明(即厚度相对较薄)的金属层，所述第一电极200包括不透明(即厚度相对较厚)的金属层。或者，所述OLED发光器件10也可以为底发光型，即：所述第一电极200包括半透明(即厚度相对较薄)的金属层，所述第二电极400包括不透明(即厚度相对较厚)的金属层。当然，所述OLED发光器件10也可以为双面发光型，即：所述第二电极400和所述第一电极200均包括半透明(即厚度相对较薄)的金属层。
其中，不透明导电材料例如可以为厚度相对较厚的银(Ag)，半透明导电材料例如可以为厚度相对较薄的银。
第五，本发明所有实施例的附图均示意性的绘示出与发明点有关的图案层，对于与发明点无关的图案层不进行绘示或仅绘示出部分。
本发明实施例提供了一种OLED发光器件10，包括：衬底基板100，依次设置在所述衬底基板上第一电极200、有机材料功能层300、以及第二电极400；进一步所述OLED器件10还包括：设置在所述第一电极200和所述衬底基板100之间的非平坦层500，且所述非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦。其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极200和/或第二电极400包括金属层。
由于非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦，使得在其上制备的第一电极200和第二电极400均为非平坦的电极层，这样当从有机材料功能层300出射的光入射到可透过的金属材料的第一电极200和/或第二电极400时，可以减少由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。
优选的，所述第一电极200包括不透明的金属层，所述第二电极400包括半透明金属层。
由于不透明的第一电极200、有机材料功能层300、半透明的第二电极400可以构成一个微腔，因此，可以利用光在微腔内的干涉效应(微腔效应)来进一步提高光的输出效率。在此基础上，将所述第一电极200设置为不透明电极，可以增加光在第一电极200和第二电极400之间的反射，从而可进一步利用光在微腔内的干涉效应来提高光的输出效率。
可选的，由于多晶硅的表面粗糙度相对较大，因此，如图1所示，所述非平坦层500与所述第一电极200对应部分包括多晶硅。其中，所述多晶硅可以是对非晶硅进行晶化处理得到的。
这样，可以通过仅对与所述第一电极200对应部分的非晶硅薄膜进行晶化处理得到多晶硅而使该部分具有相对较大的粗糙度，其余部分由于没有进行晶化处理，可以保持非晶硅薄膜原有的平坦性。
可选的，如图2所示，所述非平坦层500为掺杂有微小颗粒500b的光刻胶层500a。
其中，所述光刻胶层500a与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面露出所述微小颗粒500b。
这样，只要通过选择适当刻蚀选择比的光刻胶材料和作为微小颗粒的材料，便可以在与所述第一电极200对应的区域，很方便的通过刻蚀掉一部分光刻胶材料，微小颗粒500b由于不被刻蚀而暴露出来，形成非平坦的表面。
此外，由于每个微小颗粒500b具有不规则的形状，即使所有微小颗粒500b紧密排列，在所述光刻胶层500a远离所述衬底基板100的表面仍然会由于微小颗粒500b的不规则形状而使其变的非平坦。
这里，在形成所述光刻胶层500a时，可以将与所述第一电极200对应的区域与光刻胶半保留部分对应，其余部分与光刻胶完全保留部分对应，然后在显影后，使光刻胶半保留部分的所述微小颗粒500b露出，从而在该区域形成非平坦的表面。
进一步的，为了保证所述光刻胶层500a的表面具有很好的非平坦效果，例如使所述光刻胶层500a的表面为褶皱形，所述微小颗粒500b之间的间隙则不能太大，这就需要所述微小颗粒500b的掺杂浓度不能太低且粒径不能太大，因此，本发明实施例中优选为所述微小颗粒500b的掺杂浓度在80％～100％之间，所述微小颗粒的粒径在10nm范围内。
在此基础上，还可以将微小颗粒500b的粒径设置为大小不同来进一步减小颗粒之间的间隙。
可选的，所述微小颗粒500b包括：微小的陶瓷颗粒、或微小的金属颗粒。
这里，通过选择适当微小颗粒500b的材料，便可以使上述微小颗粒和光刻胶的化学性质不同，这样在将位于第一电极200下方的掺杂有微小颗粒500b的光刻胶薄膜中的光刻胶去除掉一部分时，便不会对位于其中的微小颗粒500b产生影响。
进一步的，如图3所示，在所述微小颗粒500b包括微小的金属颗粒的情况下，所述OLED发光器件10还包括设置在所述光刻胶层500a和所述第一电极200之间的绝缘层600，以使所述光刻胶层500a中的导电的金属颗粒与所述第一电极200绝缘。
其中，所述绝缘层600的材料可以为二氧化硅、氮化硅等。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的OLED发光器件10。
此处，所述OLED发光器件10可以适用无源矩阵型显示装置，也可以适用有源矩阵显示装置，在此不做限定。
本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述的OLED发光器件10。由于非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦，使得在其上制备的第一电极200和第二电极400均为非平坦的电极层，这样当从有机材料功能层300出射的光入射到可透过的金属材料的第一电极200和/或第二电极400时，可以减少由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。
考虑到无源矩阵应用于大尺寸显示装置时有其不足的一面，优选的，本发明实施例提供的显示装置为有源矩阵型显示装置，即，如图4所示，所述显示装置还包括设置在衬底基板100和所述OLED发光器件10的非平坦层500之间的薄膜晶体管700。
其中，所述薄膜晶体管700包括栅极、栅绝缘层、半导体有源层、源极和漏极；所述薄膜晶体管700可以是顶栅型，也可以是底栅型。
进一步的，考虑到若使漏极与所述第二电极400电连接，势必需要所述第二电极400穿过位于有机材料功能层300和第一电极200，来与漏极电连接，这样一方面可能导致第二电极400与第一电极200发生短路，另一方面由于有机材料功能层300材料的特殊性，制备工艺相对也复杂。基于此，本发明实施例优选为，将所述薄膜晶体管700的漏极与所述第一电极200电连接。
这里，若将第一电极200作为阳极，则作为阴极的第二电极400的电压为恒定；若将第一电极200作为阴极，则作为阳极的第二电极400的电压为恒定。
当然，如图4所示，对于所述OLED显示装置，还应包括设置在所述第二电极400上方的封装基板800。
进一步的，考虑到所述第一电极200需要通过设置在所述非平坦层500上的过孔与所述薄膜晶体管700的漏极电连接，因此，在所述非平坦层500为掺杂有微小颗粒500b的光刻胶层500a的情况下，所述微小颗粒500b的掺杂浓度不能太高，否则不容易在光刻胶层500a上形成过孔。基于此，本发明实施例优选为，所述微小颗粒500b的掺杂浓度在80％～90％之间。
优选的，参考图4所示，在所述薄膜晶体管700和所述非平坦层500之间还设置有平坦层900，这样在后续形成所述非平坦层500、第一电极200等时，便可避免由于下方的薄膜晶体管700具有高度差而导致断线等现象。
本发明实施例还提供了一种OLED发光器件的制备方法，参考图1所示，该方法包括：在衬底基板100上依次形成第一电极200、有机材料功能层300、以及第二电极400；进一步所述方法还包括：在所述第一电极200和所述衬底基板100之间形成非平坦层500，且所述非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦。
其中，位于所述OLED发光器件10出光侧的第一电极200和/或第二电极400包括金属层。
需要说明的是，由于所述非平坦层500位于所述第一电极200的下方，即：位于下方的非平坦层500需先制备形成，位于上方的第一电极200后制备形成，因此，在非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦的情况下，在其上方形成第一电极200也随着非平坦层500对应部分的上表面的变化而变化，同理位于所述第一电极200上方的有机材料功能层300和第二电极400也随着变化，这样就使得所述第一电极200和第二电极400具有非平坦的表面。
本发明实施例提供了一种OLED发光器件的制备方法，由于非平坦层500与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面非平坦，使得在其上制备的第一电极200和第二电极400均为非平坦的电极层，这样当从有机材料功能层300出射的光入射到可透过的金属材料的第一电极200和/或第二电极400时，可以减少由于光形成金属表面等离子体电磁波而导致的损耗，提高光的输出效率。
优选的，所述第一电极200包括不透明的金属层，所述第二电极400包括半透明金属层。
由于不透明的第一电极200、有机材料功能层300、半透明的第二电极400可以构成一个微腔，因此，可以利用光在微腔内的干涉效应(微腔效应)来进一步提高光的输出效率。在此基础上，将所述第一电极200设置为不透明电极，可以增加光在第一电极200和第二电极400之间的反射，从而可进一步利用光在微腔内的干涉效应来提高光的输出效率。
可选的，参考图1所示，所述非平坦层500与所述第一电极200对应部分包括多晶硅。在此情况下，形成所述非平坦层500具体包括：
在所述衬底基板100上例如采用等离子增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)沉积一层形成非晶硅薄膜；
对所述非晶硅薄膜与所述第一电极200对应的区域进行晶化处理，使非晶硅转换为多晶硅，形成所述非平坦层500。
其中，晶化处理可以包括：激光退火工艺(ELA)、金属诱导结晶工艺(MIC)、固相结晶工艺(SPC)等结晶化手段。
此外，在晶化处理前，还可以采用高温烤箱对非晶硅薄膜进行脱氢工艺处理，以防止在晶化过程中出现氢爆现象以及降低晶化后薄膜内部的缺陷态密度作用。
可选的，参考图2所示，所述非平坦层500为掺杂有微小颗粒500b的光刻胶层500a；其中，所述光刻胶层500a与所述第一电极200对应部分且远离所述衬底基板100一侧的表面露出所述微小颗粒500b。在此情况下，形成所述光刻胶层500a具体包括：
S101、如图5所示，在所述衬底基板100上形成掺杂有微小颗粒500b的光刻胶薄膜5001。
S102、如图6所示，采用半阶或灰阶掩模板20对形成有所述光刻胶薄膜5001的基板进行曝光、显影后，形成光刻胶半保留部分5001a和光刻胶完全保留部分5001b；其中，所述光刻胶半保留部分5001a与所述第一电极200的区域对应，且所述光刻胶半保留部分5001a的表面露出掺杂在其中的所述微小颗粒500b，所述光刻胶完全保留部分5001b与其余区域对应，形成所述光刻胶层500a。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种OLED发光器件，包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上的第一电极、有机材料功能层、以及第二电极；其特征在于，
所述OLED器件还包括：设置在所述第一电极和所述衬底基板之间的非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；
其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。
2.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层；
其中，所述光刻胶层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面露出所述微小颗粒。
3.根据权利要求2所述的OLED发光器件，其特征在于，所述微小颗粒的粒径小于10nm。
4.根据权利要求2所述的OLED发光器件，其特征在于，所述微小颗粒包括：微小的陶瓷颗粒、或微小的金属颗粒；
在所述微小颗粒包括微小的金属颗粒的情况下，所述OLED发光器件还包括设置在所述光刻胶层和所述第一电极之间的绝缘层。
5.根据权利要求1所述的OLED发光器件，其特征在于，所述非平坦层与所述第一电极对应部分包括多晶硅；
其中，所述多晶硅是对非晶硅进行晶化处理得到的。
6.根据权利要求1至5任一项所述的OLED发光器件，其特征在于，所述第一电极包括不透明的金属层，所述第二电极包括半透明金属层。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的OLED发光器件。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，还包括设置在衬底基板和所述OLED发光器件的非平坦层之间的薄膜晶体管；
其中，所述薄膜晶体管的漏极与所述OLED发光器件的第一电极电连接。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，在所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层的情况下，所述微小颗粒的掺杂浓度在80％～90％之间。
10.一种OLED发光器件的制备方法，包括：在衬底基板上依次形成第一电极、有机材料功能层、以及第二电极；其特征在于，
所述方法还包括：在所述第一电极和所述衬底基板之间形成非平坦层，且所述非平坦层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面非平坦；
其中，位于所述OLED发光器件出光侧的第一电极和/或第二电极包括金属层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述非平坦层为掺杂有微小颗粒的光刻胶层；其中，所述光刻胶层与所述第一电极对应部分且远离所述衬底基板一侧的表面露出所述微小颗粒；
形成所述光刻胶层包括：
在所述衬底基板上形成掺杂有微小颗粒的光刻胶薄膜；
采用半阶或灰阶掩模板对形成有所述光刻胶薄膜的基板进行曝光、显影后，形成光刻胶半保留部分和光刻胶完全保留部分；其中，所述光刻胶半保留部分与所述第一电极的区域对应，且所述光刻胶半保留部分的表面露出掺杂在其中的所述微小颗粒，所述光刻胶完全保留部分与其余区域对应，形成所述光刻胶层。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述非平坦层与所述第一电极对应部分包括多晶硅；
所述形成所述非平坦层包括：
在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜；
对所述非晶硅薄膜与所述第一电极对应的区域进行晶化处理，使非晶硅转换为多晶硅，形成所述非平坦层。
13.根据权利要求10至12任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电极包括不透明的金属层，所述第二电极包括半透明金属层。
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