CN104851980A - 全彩有机发光二极管结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种全彩有机发光二极管结构。该全彩有机发光二极管结构包括：玻璃衬底；反射阳极，设置于所述玻璃衬底上；微共振腔调整层，设置于所述反射阳极上；空穴传输层，设置于所述微共振腔调整层上；发光层，设置于所述空穴传输层上；所述发光层包括设置在所述空穴传输层上的红光和绿光混合发光层，以及设置在所述空穴传输层上的蓝光发光层，所述蓝光发光层的一部分覆盖所述红光和绿光混合发光层。本发明提出的全彩有机发光二极管结构，能够减少掩模的使用，降低成本，并且得到全彩效果好的发光。

Description

全彩有机发光二极管结构
技术领域
本发明涉及有机发光二极管技术领域，尤其涉及一种全彩有机发光二极管结构。
背景技术
有机发光二极管（OLED）具有主动发光，对比度高，能薄型化，响应速度快等诸多优点，被公认是显示器的主力军。全彩化的效果一直是OLED显示器发展成功与否的关键。目前全彩化OLED的制作方法以红绿蓝三色并列独立发光法、白光加彩色滤光片法、色转换法三种方式为主。其中红蓝绿三色并列独立发光法最有潜力，实际应用最多，其制造方法是在基板上蒸镀三原色也就是红绿蓝像素，在蒸镀红绿蓝其中的一组有机材料时，利用高精度掩模板将另外两个颜色的像素遮蔽，每一个颜色都有相对应的一套高精度掩模板,依序完成蒸镀。
图1示出了现有技术中的一种全彩OLED结构，其是以红绿蓝三色并列独立发光，结合作为微腔调整层的空穴注入层，得到全彩化的发光。如图1所示，该OLED结构由下至上包括玻璃衬底1′、反射阳极2′、第一空穴注入层3′、蓝光空穴注入层4-1′、绿光空穴注入层4-2′、红光空穴注入层4-3′、空穴传输层5′、蓝光发光层6-1′、绿光发光层6-2′、红光发光层6-3′、电子传输层7′、电子注入层8′、、半透明阴极9′。所述的蓝光空穴注入层4-1′、绿光空穴注入层4-2′、红光空穴注入层4-3′其材料相同，之所以将其称之为相应颜色的空穴注入层，是因为它们分别与蓝光发光层6-1′、绿光发光层6-2′、红光发光层6-3′相对应，作为微腔调整层，使OLED发出全彩的光。
上述结构在制备上存在困难，由于制备蓝光空穴注入层4-1′、绿光空穴注入层4-2′、红光空穴注入层4-3′和蓝光发光层6-1′、绿光发光层6-2′、红光发光层6-3′中的每一次都需要用一次高精度遮挡掩模，总共需要六次高精度遮挡掩模工艺，而每采用一次掩模都需要一套高精度掩模板,且需要高精度对位等工艺，增大了工艺成本，并且该结构增大了混色的机率，因此高精度掩模板的减少使用是迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种全彩有机发光二极管结构及其制造方法，能够减少高精度掩模板的使用，降低成本，并且得到全彩效果好的发光。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种全彩有机发光二极管结构，包括：玻璃衬底；反射阳极，设置于所述玻璃衬底上；微共振腔调整层，设置于所述反射阳极上；空穴传输层，设置于所述微共振腔调整层上；发光层，设置于所述空穴传输层上；所述发光层包括设置在所述空穴传输层上的红光和绿光混合发光层，以及设置在所述空穴传输层上的蓝光发光层，所述蓝光发光层的一部分覆盖所述红光和绿光混合发光层。
其中，所述红光和绿光混合发光层为单层结构，包括同时蒸镀的绿光和红光发光材料。
其中，蒸镀的绿光和红光发光材料是在主体发光材料中掺杂1-12%的红光磷光材料和3-12%的绿光磷光材料。
其中，所述红光和绿光混合发光层为双层结构，包括蒸镀的红光发光材料层以及蒸镀在所述红光发光材料层之上的绿光发光材料层。
其中，所述红光发光材料层的厚度为所述绿光发光材料层厚度的两倍。
其中，所述红光发光材料层的厚度为2.5-10nm，所述绿光发光材料层的厚度为5-10nm。
其中，所述微共振腔调整层包括第一空穴注入层与设置在所述第一空穴注入层上的第二空穴注入层，所述第二空穴注入层包括，蓝光空穴注入层，设置在所述第一空穴注入层上；红光空穴注入层和绿光空穴注入层，设置在所述蓝光空穴注入层上，并且彼此间隔一定距离，所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度之间满足一定比例。
其中，所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度的比例为3:2:1。
其中，所述蓝光空穴注入层的厚度为750nm，红光空穴注入层的厚度为500nm，所述绿光空穴注入层的厚度为250nm。
其中，还包括电子传输层,设置于所述发光层上;电子注入层,设置于所述电子传输层上;半透明阴极层,置于所述电子注入层上。
本发明还提供了一种全彩有机发光二极管结构的制造方法，包括以下步骤：提供一玻璃衬底；在所述玻璃衬底上形成反射阳极；在所述反射阳极上形成微共振腔调整层；在所述微共振腔调整层上形成空穴传输层；在所述空穴传输层上形成发光层，形成所述发光层的步骤包括采用蒸镀工艺配合高精度掩模板在所述空穴传输层上形成红光和绿光混合发光层，采用蒸镀工艺配合全开口掩模板在所述空穴传输层上和所述红光和绿光混合发光层上形成蓝光发光层。
其中，形成红光和绿光混合发光层包括采用高精度掩模板在所述空穴传输层上蒸镀掺杂1-12%的红光磷光材料和3-12%的绿光磷光材料的主体发光材料。
其中，形成红光和绿光混合发光层包括，以高精度掩模板在所述空穴传输层上蒸镀红光发光材料层，采用同一套高精度掩模板在所述红光发光材料层之上蒸镀绿光发光材料层。
其中，所述红光发光材料层的厚度为所述绿光发光材料层厚度的两倍。
其中，所述红光发光材料层的厚度为2.5-10nm，所述绿光发光材料层的厚度为5-10nm。
其中，形成微共振腔调整层的步骤包括形成第一空穴注入层，在所述第一空穴注入层上形成第二空穴注入层，形成第二空穴注入层的方法是采用蒸镀工艺配合一套全开口掩模板形成蓝光空穴注入层，采用蒸镀工艺配合高精度掩模板在所述蓝光空穴注入层上分别形成间隔一定距离的红光空穴注入层和绿光空穴注入层，并且使所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度之间满足一定比例。
其中，所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度的比例为3:2:1。
其中，所述蓝光空穴注入层的厚度为750nm，红光空穴注入层的厚度为500nm，所述绿光空穴注入层的厚度为250nm。
其中，还包括在所述发光层上形成电子传输层;在所述电子传输层上形成电子注入层;在所述电子注入层上形成半透明阴极层。
本发明提出的一种全彩有机发光二极管结构及其制造方法，只需要三次高精度遮挡掩模就能得到全彩发光，减小混色的机率，减少掩模的使用，降低成本。
附图说明
图1为现有技术中OLED的结构示意图。
图2为实施例一中OLED的结构示意图。
图3为实施例二中OLED的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1′、1、玻璃衬底；2′、2、反射阳极；3′、3、第一空穴注入层；4-1′、4-1、蓝光空穴注入层；4-2′、4-2、绿光空穴注入层；4-3′、4-3、红光空穴注入层；5′、5、空穴传输层、6-1′、6-1蓝光发光层；6-2、红光与绿光发光层；6-2′、6-2-1、绿光发光层；6-3′、6-2-2红光发光层；7′、7电子传输层；8′、8电子注入层；9′、9、半透明阴极。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本实施例提出一种全彩OLED结构及其制造方法，该结构的示意图如图2所示。该OLED结构包括玻璃衬底1，设置在玻璃衬底2上的反射阳极、设置在反射阳极2上的第一空穴注入层3，设置在第一空穴注入层3上的第二空穴注入层，所述第二空穴注入层是微腔调整层。第二空穴注入层包括蓝光空穴注入层4-1，设置在蓝光空穴注入层4-1上的绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3，绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3互相以间隔层（未图示）间隔开来。
蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3的材料相同，都为常用P型材料的有机材料，如P型掺杂的酞菁铜(CuPc)，2-TNATA等。为了调整发光纯度，对应于不同颜色的发光层其厚度不同，因此将其命名为蓝光空穴注入层、绿光空穴注入层和红光空穴注入层。蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层的厚度满足一比例3:1:2，在优选的方式中蓝光空穴注入层4-1的厚度为750nm，绿光空穴注入层4-2的厚度为250nm，红光空穴注入层4-3的厚度为500nm。
形成蓝光空穴注入层4-1可以采用全开口掩模板配合蒸镀工艺完成，而形成绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3则分别各需要一套高精度掩模板配合蒸镀工艺完成。
这里只需要分别使用二次高精度遮挡掩模形成绿光空穴注入层和红光空穴注入层，不需要采用高精度遮挡掩模形成蓝光空穴注入层，减少了高精度遮挡掩模的使用。
在第二空穴注入层上设置有空穴传输层5，在空穴传输层5上设置有发光层，所述发光层包括蓝光发光层6-1和绿光与红光发光层6-2，所述蓝光发光层6-1覆盖所述绿光与红光发光层6-2。这里的发光材料都是常有的发光材料包括主发光体和掺杂发光体。
绿光与红光发光层6-2中通过调整掺杂比例的得到适当比例的红光和绿光，再结合第二空穴注入层中不同厚度蓝光空穴注入层、绿光空穴注入层和红光空穴注入层的微腔调整，得到全彩的光输出。这里所说的适当掺杂比例是在发光主体中掺杂1%-12%的有机红光磷光材料和3%-12%的有机绿光磷光材料，有机红光磷光材料可以是例如Ir(piq)3，有机绿光磷光材料可以是例如Ir(ppy)3。
由于红光发光层和绿光发光层在是在同一层中掺杂适当比例的有机红光磷光材料和有机绿光磷光材料，不需要分别形成红光发光层和绿光发光层，减少了高精度遮挡掩模的使用。并且接下来将蓝光发光层6-1直接形成为覆盖绿光与红光发光层6-2，不需要使用高精度遮挡掩模形成单独的蓝光发光层，只需要使用全开口掩模，又减少一次使用高精度遮挡掩模。
该OLED结构还包括电子传输层7，设置于所述发光层上，和电子注入层8，设置于所述电子传输层7上，以及半透明阴极9，设置于所述电子注入层8上。这些都是OLED的常用结构，在此不再一一赘述。
接下来描述上述OLED结构的制造方法，首先提供一玻璃衬底1，接着在玻璃衬底1上形成反射阳极2，然后在反射阳极2上形成第一空穴层，这些都是本领域常用的技术，再次不再详述。
然后在第一空穴层3上形成蓝光空穴注入层4-1上，在蓝光空穴注入层4-1上形成绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3，绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3互相以间隔层（未图示）间隔开来。具体的做法可以是形成蓝光空穴注入层的厚度为蓝光空穴注入层4-1与绿光空穴注入层4-2与红光空穴注入层4-3的厚度之和，以上述蓝光空穴注入层4-1的厚度为750nm，绿光空穴注入层4-2的厚度为250nm，红光空穴注入层4-3的厚度为500nm为例，蓝光空穴注入层使用全开口的掩模板,覆盖整个蓝光,绿光及红光区域。绿光空穴注入层需使用高精度掩模板,将绿光空穴注入层形成于绿光区域中，设置于蓝光空穴注入层上。红光空穴注入层需使用高精度掩模板,将红光空穴注入层形成于红光区域，设置于蓝光空穴注入层上。图2中为清楚起见示出红光空穴注入层4-3与蓝光空穴注入层4-1为分离的结构，实际上它们是一体形成，绿光空穴注入层4-2与蓝光空穴注入层4-1也是如此。
然后以间隔层将绿光空穴注入层4-2与红光空穴注入层4-3间隔开来，在蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3上形成空穴传输层5，在空穴传输层5上形成以适当比例掺杂的绿光与红光发光层6-2，这里需要使用高精度掩模板定义绿光与红光发光层6-2得到图2所示的结构，接着在绿光与红光发光层6-2上形成蓝光发光层6-1。
在蓝光发光层6-1形成电子传输层7，在电子传输层7上形成电子注入层8，以及在电子注入层8上形成半透明阴极9。
本实施例提出的OLED结构和制造方法，以两次高精度遮挡掩模工艺形成不同厚度的空穴注入层和一次高精度遮挡掩模工艺形成绿光与红光发光层，在以微腔调整形成全彩发光的同时能够将传统的需要六道高精度遮挡掩模工艺减少至三道高精度遮挡掩模工艺，降低了成本，同时降低了混色发生的机率和减少了产品的不良率，得到高效果的全彩发光。
实施例二
本实施例提出一种全彩OLED结构及其制造方法，该结构的示意图如图3所示。该OLED结构包括玻璃衬底1，设置在玻璃衬底2上的反射阳极、设置在反射阳极2上第一空穴注入层3，设置在第一空穴注入层3上的第二空穴注入层，所述第二空穴注入层是调整层。第二空穴注入层包括蓝光空穴注入层4-1，设置在蓝光空穴注入层4-1上的绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3，绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3互相以间隔层（未图示）间隔开来。
蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3的材料相同，都为常用P型材料的有机材料，如P型掺杂的酞菁铜(CuPc)，2-TNATA等。为了调整发光纯度，对应于不同颜色的发光层其厚度不同，因此将其命名为蓝光空穴注入层、绿光空穴注入层和红光空穴注入层。蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3的厚度满足一比例3:1:2，在优选的方式中蓝光空穴注入层4-1的厚度为750nm，绿光空穴注入层4-2的厚度为250nm，红光空穴注入层4-3的厚度为500nm。
形成蓝光空穴注入层4-1可以采用全开口掩模板配合蒸镀工艺完成，而形成绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3则分别需要一套高精度掩模板配合蒸镀工艺完成。
这里只需要分别使用二次高精度遮挡掩模形成绿光空穴注入层和红光空穴注入层，不需要采用高精度遮挡掩模形成蓝光空穴注入层，减少了高精度遮挡掩模的使用。
在第二空穴注入层上设置有空穴传输层5，在空穴传输层5上设置有发光层，所述发光层包括蓝光发光层6-1、绿光发光层6-2-1和红光发光层6-2-2，绿光发光层6-2-1形成在红光发光层6-2-2之上，所述蓝光发光层6-1覆盖绿光发光层6-2-1和红光发光层6-2-2。这里的发光材料都是常有的发光材料包括主发光体和掺杂发光体。
这里与实施例一不同的是采用红光发光层和绿光发光层不再混合在一起，而是采用两层同样面积不同厚度红光发光层和绿光发光层，通过调节红光发光层和绿光发光层的厚度得到合适的红光和绿光的输出，再结合第二空穴注入层中不同厚度蓝光空穴注入层、绿光空穴注入层和红光空穴注入层的微腔调整，得到全彩的光输出。这里红光发光层的厚度和绿光发光层的厚度的比例为2:1，在优选的方式中，红光发光层的厚度为2.5-10nm，所述绿光发光层的厚度为5-10nm。
由于红光发光层和绿光发光层在两层同样面积不同厚度红光发光层和绿光发光层，可以采用一次掩模在主体材料中掺杂不同颜色的磷光材料形成，减少了掩模的使用。并且接下来将蓝光发光层6-1直接形成为覆盖绿光发光层6-2-1和红光发光层6-2-2，不需要使用高精度遮挡掩模形成单独的蓝光发光层，又减少一次使用高精度遮挡掩模。
该OLED结构还包括电子传输层7，设置于所述发光层上，和电子注入层8，设置于所述电子传输层7上，以及半透明阴极9，设置于所述电子注入层8上。这些都是OLED的常用结构，在此不再一一赘述。
接下来描述上述OLED结构的制造方法，首先提供一玻璃衬底1，接着在玻璃衬底1上形成反射阳极2，然后在反射阳极2上形成第一空穴层，这些都是本领域常用的技术，再次不再详述。
然后在第一空穴层3上形成蓝光空穴注入层4-1上，在蓝光空穴注入层4-1上形成绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3，绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3互相以间隔层（未图示）间隔开来。具体的做法可以是形成蓝光空穴注入层的厚度为蓝光空穴注入层4-1与绿光空穴注入层4-2与红光空穴注入层4-3的厚度，以上述蓝光空穴注入层4-1的厚度为750nm，绿光空穴注入层4-2的厚度为250nm，红光空穴注入层4-3的厚度为500nm为例，蓝光空穴注入层使用全开口的掩模板,覆盖整个蓝光,绿光及红光区域。绿光空穴注入层需使用高精度掩模板,将绿光空穴注入层形成于绿光区域中，设置于蓝光空穴注入层上。红光空穴注入层需使用高精度掩模板,将红光空穴注入层形成于红光区域，设置于蓝光空穴注入层上。这样得到为750nm厚的蓝光空穴注入层4-1，250nm绿光空穴注入层4-2和500nm厚的红光空穴注入层4-3。图3中为清楚起见示出红光空穴注入层4-3与蓝光空穴注入层4-1为分离的结构，实际上它们是一体形成，绿光空穴注入层4-2与蓝光空穴注入层4-1也是如此。
然后以间隔层将绿光空穴注入层4-2与红光空穴注入层4-3间隔开来，在蓝光空穴注入层4-1、绿光空穴注入层4-2和红光空穴注入层4-3上形成空穴传输层5，在空穴传输层5上形成覆盖整个空穴传输层5的红光发光层6-2-2和绿光发光层6-2-1，然后采用一道高精度遮挡掩模工艺得到图3所示的结构，接着在绿光发光层6-2-1和红光发光层6-2-2上形成蓝光发光层6-1。
在蓝光发光层6-1形成电子注入层7，在电子注入层7上形成电子传输层上8，以及在电子传输层8上形成半透明阴极9。这些都是OLED的常用工艺，在此不再一一赘述。
本实施例提出的OLED结构和制造方法，以两次高精度遮挡掩模工艺形成不同厚度的空穴注入层和一次高精度遮挡掩模工艺形成厚度不同的绿光发光层和红光发光层，在以不同厚度的空穴注入层和不同厚度的发光层微腔调整形成全彩发光的同时能够将传统的需要六道高精度遮挡掩模工艺减少至三道高精度遮挡掩模工艺，降低了成本，同时降低了混色发生的机率和减少了产品的不良率，得到高效果的全彩发光。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种全彩有机发光二极管结构，包括：玻璃衬底；反射阳极，设置于所述玻璃衬底上；微共振腔调整层，设置于所述反射阳极上；空穴传输层，设置于所述微共振腔调整层上；发光层，设置于所述空穴传输层上；所述发光层包括设置在所述空穴传输层上的红光和绿光混合发光层，以及设置在所述空穴传输层上的蓝光发光层，其特征在于:
所述蓝光发光层的一部分覆盖所述红光和绿光混合发光层。
2.如权利要求1所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述红光和绿光混合发光层为单层结构，包括同时蒸镀的绿光和红光发光材料。
3.如权利要求2所述的全彩有机发光二极管结构，其中，同时蒸镀的绿光和红光发光材料是在主体发光材料中掺杂1-12%的红光磷光材料和3-12%的绿光磷光材料。
4.如权利要求1所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述红光和绿光混合发光层为双层结构，包括蒸镀的红光发光材料层以及蒸镀在所述红光发光材料层之上的绿光发光材料层。
5.如权利要求4所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述红光发光材料层的厚度为所述绿光发光材料层厚度的两倍。
6.如权利要求5所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述红光发光材料层的厚度为2.5-10nm，所述绿光发光材料层的厚度为5-10nm。
7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述微共振腔调整层包括第一空穴注入层与设置在所述第一空穴注入层上的第二空穴注入层，所述第二空穴注入层包括，蓝光空穴注入层，设置在所述第一空穴注入层上；红光空穴注入层和绿光空穴注入层，设置在所述蓝光空穴注入层上，并且彼此间隔一定距离，所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度之间满足一定比例。
8.如权利要求7所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述蓝光空穴注入层的厚度、红光空穴注入层的厚度和绿光空穴注入层的厚度的比例为3:2:1。
9.如权利要求8所述的全彩有机发光二极管结构，其中，所述蓝光空穴注入层的厚度为750nm，红光空穴注入层的厚度为500nm，所述绿光空穴注入层的厚度为250nm。
10.如权利要求1-6中任一权利要求所述的全彩有机发光二极管结构，还包括电子传输层,设置于所述发光层上;电子注入层,设置于所述电子传输层上;半透明阴极层,置于所述电子注入层上。
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