CN104253242A - 有机电致发光器件及其制备方法和具有该器件的显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件从下至上依次包括：基板，阴极层，有机发光层，金属层和阳极层，其中，所述金属层形成在所述有机发光层与所述阳极层之间。同时，本发明还公开了一种有机电致发光器件的制备方法。此外，本发明还公开了一种采用上述有机电致发光器件的显示器。本发明结合了微共振腔和倒置式器件的结构设计，从而有效地延长了OLED器件寿命、降低OLED器件的开启电压、并且提高色纯度及亮度。

Description

有机电致发光器件及其制备方法和具有该器件的显示器
技术领域
本发明涉及有机电致发光(OLED)技术领域，尤其是一种倒置式有机电致发光(OLED)器件及其制备方法和具有该器件的显示器。
背景技术
OLED为自发光材料，无需使用背光板，同时具备视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单、可制作成挠曲式面板、符合轻薄短小的原则、应用范围涵盖各尺寸面板等众多优点。在显示方面，它主动发光、视角范围大；响应速度快，图像稳定；亮度高、色彩丰富、分辨率高。而且，它的工作条件具备驱动电压低、能耗低、可与太阳能电池、集成电路等相匹配的一系列优点。由于OLED是全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温(-40℃)等特性，因此应用范围十分广泛。
OLED器件为典型的三明治结构，传统结构是从基板向上为阳极层，夹在中间的是有机层，最上面的是阴极层。为了提高发光效率及增强载流子的传送速度，有机层又可以设计成多层结构，如设计在下层与阳极层接触的空穴注入和传送层，发光层和电子注入和传输层等。由于有机层的材料对水氧敏感，因此OLED器件接触水氧后寿命急剧下降，如何延长OLED器件的寿命，是目前摆在各制造商面前的难题。
为了隔绝水氧，可以采用提高封装玻璃的密闭性的方法，比如将UV封胶密封基板玻璃与盖板玻璃改为以玻璃粉熔融密封，或是在盖板玻璃内刻槽放置干燥片等方式。但是这些方法中，有些需要使用昂贵的特种设备，如进行玻璃粉熔融的激光设备，工艺时间长；还有些需要对盖板玻璃进行二次加工，无法使用厚度较小的玻璃，无法达成平板显示中轻薄的需求。
发明内容
本发明旨在克服或者减轻上述现有使技术中存在的至少一个或多个技术问题。
本发明的至少一个目的在于提供一种有机电致发光器件(OLED)器件。
本发明的另一个目的在于提供一种OLED器件的制备方法。
本发明的又一个目的在于提供一种具有前述OLED器件的显示器。
根据本发明的一个方面，提出一种有机电致发光(OLED)器件，该有机电致发光器件从下至上依次可以包括：基板，阴极层，有机发光层，金属层和阳极层，其中：
金属层形成在有机发光层与阳极层之间。
具体地，在金属层与阳极层之间还包括钝化层，钝化层为在形成阳极层时氧化一部分金属层得到。
优选地，金属层为金属铝层，而钝化层为Al2O3钝化层。
优选地，金属层的厚度可以为10～15nm。优选地，金属层为光学半透层并且与阴极层共同构成微共振腔。
优选地，该有机电致发光器件还包括电子注入及传输层，该电子注入及传输层布置在阴极层和有机发光层之间。在一些实施例中，电子注入及传输层兼具电子注入和传输的作用。而在另一些实施例中，电子注入及传输层可以进一步包括电子注入子层和电子传输子层。
优选地，该有机电致发光器件还包括空穴传输及注入层，该空穴传输及注入层布置在有机发光层和金属层之间。在一些实施例中，空穴传输及注入层兼具空穴注入和传输的作用。而在另一些实施例中，空穴传输及注入层可以进一步包括空穴注入子层和空穴传输子层。
优选地，电子注入及传输层和有机发光层由具有低功函数的材料制成，而空穴传输及注入层由具有高功函数的材料制成。
优选地，阴极层可以由锂铝合金制成，厚度为200～300nm。
优选地，阳极层可以由氧化铟锡制成。
优选地，所述有机电致发光器件为顶发光器件。
根据本发明的另一方面，提出一种有机电致发光器件的制备方法，该制备方法至少包括以下步骤：
步骤1，在基板上形成阴极层；
步骤2，在阴极层上形成有机发光层；
步骤3，在有机发光层上形成金属层；以及
步骤4，在金属层上形成阳极层。
具体地，在上述形成阳极层的步骤4中，在形成阳极层的同时将部分金属层氧化以得到钝化层。
优选地，金属层为金属铝层，而钝化层为Al2O3钝化层。
优选地，金属层的厚度可以为10～15nm。优选地，金属层为光学半透层并且与阴极层共同构成微共振腔。
优选地，在形成有机发光层的步骤之前在阴极层上形成电子注入及传输层。在一些实施例中，空穴传输及注入层兼具空穴注入和传输的作用。而在另一些实施例中，空穴传输及注入层可以进一步包括空穴注入子层和空穴传输子层。
优选地，在形成金属层的步骤之前在有机发光层上形成空穴传输及注入层。在一些实施例中，空穴传输及注入层兼具空穴注入和传输的作用。而在另一些实施例中，空穴传输及注入层可以进一步包括空穴注入子层和空穴传输子层。
优选地，阴极层可以由锂铝合金制成，厚度为200～300nm。
优选地，阳极层可以由氧化铟锡制成。
优选地，所述有机电致发光器件为顶发光器件。
根据本发明的又一方面，提出一种显示器，该显示器包括如前所述的有机电致发光器件。
本发明提供的有机电致发光器件，至少取得了如下技术效果：
由于金属层的存在，能够降低阳极层形成时对有机发光层的伤害，同时，阳极层又能够有效地防止水氧对有机发光层的侵蚀，从而极大地延长了本发明提供的OLED器件的寿命。
本发明能够实现的其它发明目的以及可以取得的其它技术效果将在下述的具体实施方式中结合对具体实施例的描述和附图的示意进行阐述。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的OLED器件的结构示意图；和
图2是根据本发明一实施例的OLED器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施例，所述具体实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的具体实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的一种限制。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。附图中，1为基板，2为阴极层，3为电子注入及传输层，4为有机发光层，5为空穴传输及注入层，6为金属层，7为钝化层，8为阳极层。
根据本发明的发明构思，提供一种整合微共振腔作用和倒置式结构的有机电致发光(OLED)器件及其制备方法。
图1是根据本发明一实施例的OLED器件的结构示意图。如图1所示，OLED器件从下至上包括基板1，阴极层2，电子注入及传输层3，有机发光层4，空穴传输及注入层5，金属铝层6，钝化层7和阳极层8。其中，金属层6形成在空穴传输及注入层5与阳极层8之间。由于金属层6的存在，能够降低阳极层8形成时对有机发光层4的伤害，同时，阳极层8又能够有效地防止水氧对有机发光层4的侵蚀，从而极大地延长了本发明提供的OLED器件的寿命。
进一步地，金属层6为光学半透层并且与阴极层2共同构成微共振腔。其中，通过降低金属层6的厚度来确保其光学半透射性能，例如，金属层6的厚度优选地在10～15nm之间。由于在倒置的结构下结合了现有的微共振腔设计，因而提升了出射光的强度和色纯度。
进一步地，钝化层7为在形成阳极层8时氧化一部分金属层6得到的。优选地，金属层6为金属铝层，这样，钝化层7则相应地为Al2O3钝化层。而且，通过在空穴传输及注入层5与阳极层8之形成Al2O3钝化层7，可以达到降低注入势垒并且降低OLED器件开启电压，从而起到降低功耗及保护有机层的作用。
在本发明的一个实施例中，金属铝层优选地采用蒸镀的方式形成，并且优选具有10～15nm的厚度。这样，可以取得具有特定厚度的薄金属铝层，从而来确保其光学半透射性能，另外由于厚度较薄，也不会不影响空穴的传输。
在本发明的一个实施例中，使用溅射或蒸镀等成膜工艺形成阴极层2和阳极层8。本发明一个实施例中优选采用顶发光，其中，阴极层2优选地由低功函数的锂铝合金制成，其厚度优选为200～300nm；而阳极层8优选地由氧化铟锡ITO制成。
根据本发明的实施例，可以使用蒸镀或湿法等成膜工艺形成电子注入及传输层3、有机发光层4和空穴传输及注入层5。值得一提的是，这里的电子注入及传输层3可以是一层兼具电子注入及传输作用的电子注入及传输层，也可以进一步包括电子注入子层及电子传输子层；同样地，这里的空穴传输及注入层5可以是一层兼具空穴注入及传输作用的空穴注入及传输层，也可以进一步包括空穴注入子层及空穴传输子层。因此，本发明提供的OLED器件，还易于与现有成熟的溅射ITO工艺相整合。
根据本发明的实施例，电子注入及传输层3和有机发光层4优选由具有低功函数的材料制成。并且，为了有利于空穴注入，空穴注入及传送层5优选地由具有高功函数的材料制成。此外，在本实施例中，基板1为玻璃基板。
值得一提的是，本发明提供的倒置式OLED器件优选是顶发光倒置式OLED器件；然而，在需要的情况下，可以在阳极层之上在增加一层反射层，从而实现底发光OLED器件的设计。
根据本发明，基于上述倒置式OLED器件的结构，首先，由于金属层6的存在，能够降低阳极层8形成时对有机发光层4的伤害，同时，阳极层8又能够有效地防止水氧对有机发光层4的侵蚀，从而极大地延长了本发明提供的顶发光微共振腔倒置OLED器件的寿命。其次，通过在形成阳极层8时氧化一部分金属铝层6得到的钝化层7，可以起到降低空穴注入势垒、并且降低OLED器件开启电压的作用。再者，由于在倒置的结构下结合了现有的微共振腔设计，因而提升了出射光的强度和色纯度。最后，本发明提供的OLED器件，还易于与现有成熟的溅射ITO工艺相整合。
根据本发明的另一方面，还提出一种有机电致发光器件的制备方法，该制备方法至少包括以下步骤。
步骤1，在基板1上形成阴极层2。
优选地，该基板1为玻璃基板。
在本发明一实施例中，使用溅射或蒸镀等成膜工艺形成阴极层2。
在本发明一实施例中，阴极层2由低功函数的锂铝合金制成，其厚度为200～300nm。
步骤2，在阴极层2上形成有机发光层4。
优选地，在形成有机发光层4的步骤之前在阴极层2上形成电子注入及传输层3。在一些实施例中，空穴传输及注入层3兼具空穴注入和传输的作用。而在另一些实施例中，空穴传输及注入层3可以进一步包括空穴注入子层和空穴传输子层。
优选地，在形成金属层6的步骤之前在有机发光层4上形成空穴传输及注入层5。在一些实施例中，空穴传输及注入层5兼具空穴注入和传输的作用。而在另一些实施例中，空穴传输及注入层5可以进一步包括空穴注入子层和空穴传输子层。
优选地，电子注入及传输层3和有机发光层4由具有低功函数的材料制成，并且，为了有利于空穴注入，空穴注入及传送层5由具有高功函数的材料制成。
在本发明一实施例中，使用蒸镀或湿法等成膜工艺形成电子注入及传输层3和有机发光层4。
步骤3，在有机发光层4(或空穴注入及传送层5)上形成金属层6。
这样，由于金属层的存在，不仅能够产生微腔效应，而且可以降低阳极层8形成时(如溅射)对有机发光层4及空穴传输及注入层5的伤害。
优选地，所述金属层6由铝制成，这样，钝化层7则相应地为Al2O3钝化层。而且，金属层6为光学半透层并且与阴极层2共同构成微共振腔。
在本发明一实施例中，所述金属层以蒸镀方式形成，厚度为10～15nm。这样，可以取得具有特定厚度的薄金属铝层。
步骤4，在金属层6上形成阳极层8。
在形成阳极层8的步骤4中，在形成阳极层8的同时将部分金属层6氧化以得到钝化层7，通过在空穴传输及注入层5与阳极层8之形成Al2O3钝化层7，可以达到降低注入势垒及保护有机层的作用。
根据本发明，基于上述倒置式OLED器件的制备方法，首先，由于金属层6的存在，能够降低阳极层8形成时对有机发光层4的伤害，同时，阳极层8又能够有效地防止水氧对有机发光层4的侵蚀，从而极大地延长了本发明提供的顶发光倒置式OLED器件的寿命。其次，通过在形成阳极层8时氧化一部分金属铝层6得到的钝化层7，可以起到降低空穴注入势垒、并且降低OLED器件开启电压的作用。再者，由于在倒置式结构的基础上结合了现有的微共振腔设计，因而提升了出射光的强度和色纯度。最后，本发明提供的OLED器件，还易于与现有成熟的溅射ITO工艺相整合。
此外，本发明还提供了一种显示器，该显示器包括如前所述的倒置式有机电致发光器件。
上述本发明的具体实施例仅例示性的说明了本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。本发明的权利保护范围，应如本申请的申请专利范围所界定的为准。

Claims (19)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件从下至上依次包括：基板(1)，阴极层(2)，有机发光层(4)和阳极层(8)，其中：
所述有机电致发光器件还包括金属层(6)，所述金属层(6)形成在所述有机发光层(4)与所述阳极层(8)之间。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，在所述金属层(6)与阳极层(8)之间还包括钝化层(7)，所述钝化层(7)为在形成阳极层(8)时氧化一部分所述金属层(6)得到。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述金属层(6)为金属铝层，所述钝化层(7)为Al2O3钝化层。
4.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述金属层的厚度为10～15nm；所述金属层(6)为光学半透层并且与阴极层(2)共同构成微共振腔。
5.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述阴极层(2)由锂铝合金制成，厚度为200～300nm。
6.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件为顶发光器件。
7.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于还包括电子注入及传输层(3)，所述电子注入及传输层(3)布置在所述阴极层(2)和所述有机发光层(4)之间。
8.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于还包括空穴传输及注入层(5)，所述空穴传输及注入层(5)布置在所述有机发光层(4)和所述金属层(6)之间。
9.根据权利要求1至3中任一所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述阳极层(8)由氧化铟锡制成。
10.一种有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤1，在基板(1)上形成阴极层(2)；
步骤2，在阴极层(2)上形成有机发光层(4)；
步骤3，在所述有机发光层(4)上形成金属层(6)；以及
步骤4，在金属层(6)上形成阳极层(8)。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述形成阳极层(8)的步骤4中，在形成阳极层(8)的同时将部分金属层(6)氧化以得到钝化层(7)。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述金属层(6)为金属铝层，而所述钝化层(7)为Al2O3钝化层。
13.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，所述金属层的厚度为10～15nm；以及，所述金属层(6)为光学半透层并且与阴极层(2)共同构成微共振腔。
14.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，所述阴极层(2)由锂铝合金制成，厚度为200～300nm。
15.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，所述有机电致发光器件为顶发光器件。
16.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，在形成有机发光层(4)的步骤之前在阴极层(2)上形成电子注入及传输层(3)；其中，所述电子注入及传输层(3)和所述有机发光层(4)由具有低功函数的材料制成。
17.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，在形成金属层(6)的步骤之前在有机发光层(4)上形成空穴传输及注入层(5)；其中，所述空穴传输及注入层(5)由具有高功函数的材料制成。
18.根据权利要求10至12中任一所述的制备方法，其特征在于，所述阳极层(8)由氧化铟锡制成。
19.一种显示器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一所述的有机电致发光器件。
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