CN104966789A - 一种电荷连接层及其制造方法、叠层oled器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电荷连接层及其制造方法和叠层OLED器件，其中，电荷连接层包括：第一材料层和第二材料层，在第一材料层和第二材料层中均形成有凸起部和凹陷部，其中，第一材料层的凸起部延伸至第二材料层的凹陷部，第二材料层的凸起部延伸至第一材料层的凹陷部。该电荷连接层能够产生更多的载流子，从而能够有效提高电荷连接层的性能，进而提高整个叠层OLED器件的效率和使用寿命。

Description

一种电荷连接层及其制造方法、叠层OLED器件
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体地说，涉及一种电荷连接层及其制造方法、叠层OLED器件。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-emitting Device，简称为OLED)显示器因具有低成本、功耗低、响应速度快、视角广、对比度高、亮度高以及可弯曲等一系列优点，被业界普遍视为21世纪最具前途的照明和显示设备之一。目前制约OLED产业化的主要因素是OLED器件的发光效率不高以及OLED器件的工作寿命较短。
为了提高OLED器件的发光效率，叠层OLED器件逐渐取代了传统的OLED器件。通过叠加发光单元，叠层OLED器件不仅能够有效提高亮度和发光效率，还能够实现低电流密度下的高亮度，从而避免漏电流和电场击穿，进而使得OLED的寿命得以延长。
叠层OLED器件是将多个发光单元通过电荷连接层(也称电荷生成层，简称为CGL)串联起来，使得所有发光单元能够在同一电流密度下进行驱动，从而使得叠层OLED器件的亮度大大提高。电荷连接层是叠层OLED器件的关键部件，它要同时向相邻的发光单元提供电子和空穴，因此电荷连接层性能的好坏直接影响着叠层OLED器件的性能。
因此，能否进一步提高电荷连接层的性能直接关系着叠层OLED显示器的产品竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了进一步地提高电荷连接层的性能。为解决上述问题，本发明的一个实施例首先提供了一种电荷连接层，所述电荷连接层包括：第一材料层和第二材料层，在所述第一材料层和第二材料层中均形成有凸起部和凹陷部，其中，所述第一材料层的凸起部延伸至所述第二材料层的凹陷部，所述第二材料层的凸起部延伸至所述第一材料层的凹陷部。
根据本发明的一个实施例，所述第一材料层与第二材料层形成交错配合的梳齿状结构。
根据本发明的一个实施例，
所述第一材料层为P型材料层，所述第二材料层为N型材料层；或，
所述第一材料层为N型材料层，所述第二材料层为P型材料层。
根据本发明的一个实施例，所述P型材料层中的P型掺杂剂材料包括以下所列项中的任一项或几项：
HAT-CN，FeCl3:NPB，MoO3:NPB和F4-TCNQ:m-MTDATA。
根据本发明的一个实施例，所述N材料层中的N型掺杂剂材料包括以下所列项中的任一项或几项：
Li、Mg、Ca、Cs、LiF、CsF、Cs2CO3、CsN3和Rb2CO3。
根据本发明的一个实施例，所述第一材料层的凸起部和凹陷部形成在所述第一材料层的第一侧，所述第一材料层的第二侧是平坦的。
根据本发明的一个实施例，所述第二材料层的凸起部和凹陷部形成在所述第二材料层的第二侧，所述第二材料层的第一侧是平坦的。
本发明还提供了一种叠层OLED器件，所述叠层OLED器件包括：第一发光单元、第二发光单元和如上任一项所述的电荷连接层，其中，所述第一发光单元和第二发光单元通过所述电荷连接层串联。
本发明海提供了一种制造电荷连接层的方法，所述方法包括：
利用第一材料形成第一材料单元，并利用第一材料在所述第一材料单元上形成若干个凸起部和凹陷部；
利用第二材料填充各个凹陷部，并利用所述第二材料在所述凸起部和填充后的凹陷部上形成第二材料单元。
根据本发明的一个实施例，
所述第一材料为P型材料且所述第二材料为N型材料；或，
所述第一材料为N型材料且所述第二材料为P型材料。
对于同样外形尺寸的电荷连接层，本发明所提供的电荷连接层中P/N型结构的交界面积(即第一材料层与第二材料层的交界面积)显然要远远大于现有的电荷连接层中P/N型结构的交界面积。因此，相较于现有的电荷连接层，本发明所提供的电荷连接层能够产生更多的载流子，从而能够有效提高电荷连接层的性能，进而提高整个叠层OLED器件的效率和使用寿命。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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的附图做简单的介绍：
图1是现有的叠层OLED器件的结构示意图；
图2是现有的电荷连接层的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的电荷连接层的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的制造电荷连接层的流程图；
图5是根据本发明另一个实施例的电荷连接层的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
众所周知，空穴和电子复合形成的激子数越多，激子衰变时发出的光子数也就越多，OLED器件的效率也就越高。对于传统的OLED器件来说，在发光区复合形成的激子来自于从阴极和阳极注入的电子和空穴的结合，而且注入的一对电子和空穴最多只能形成一对激子。
然而对于叠层OLED器件来说，注入的一对电子和空穴可以分别与电荷连接层产生的空穴和电子结合形成两对激子。因此，叠层OLED器件的发光亮度和效率会随叠加的发光单元数目增加而成倍增加，同时叠层器件的电压也会相应增加。
同时，在相同的电流密度下，叠层OLED器件和传统OLED器件的老化性质是一样的。但由于叠层OLED器件的初始亮度比较大，因此换成同样初始亮度时，叠层OLED器件的寿命比传统OLED器件大大延长。
图1示出了现有的叠层OLED器件的结构示意图。
如图1所示，现有的叠层OLED器件包括：阴极101、第一发光单元102、电荷连接层103、第二发光单元104和阳极105。其中，阴极101与第一发光单元102连接，阳极105与第二发光单元104连接，电荷连接层103连接在第一发光单元102与第二发光单元104之间。
图2示出了现有的电荷连接层的结构示意图。如图2所示，现有的电荷连接层主要采用的是平面异质结的结构，主要由P型材料层和N型材料层构成。其中，在现有的电荷连接层中，P型材料层和N型材料料层均采用平面结构。
电荷连接层在叠层OLED器件中起着连接各个发光单元的作用，但是其更重要的作用是用于产生载流子并将所产生的载流子快速传输和注入到发光单元中。所以，电荷连接层的作用包括：高效地产生载流子、快速地传输载流子和有效地注入载流子。而电荷连接层是否能够高效地产生载流子则是能否获得高性能叠层OLED器件的关键。
由于载流子的产生是在P/N型结构的交界处，因此P/N型结构交界面面积的大小制约着其产生载流子的能力。在相同的条件下，交界面面积越大，该P/N型结构产生载流子的能力也就越强；交界面面积越小，该P/N型结构产生载流子的能力也就越弱。
通过上述分析，本发明在提高电荷连接层性能时主要的着手点是如何提高电荷连接层中P/N型结构的交界面积。为此，本实施例提供了一种如图3所示的电荷连接层。
如图3所示，本实施例所提供的电荷连接层包括第一材料层301和第二材料层302。其中，在第一材料层301和第二材料层302中均形成有凸起部。相对于凸起部，在第一材料层301和第二材料层302中还形成有凹陷部。其中，第一材料层301的凸起部延伸至第二材料层302的凹陷部，第二材料层302的凸起部延伸至第一材料层301的凹陷部。这样，如图3所示，本实施例中，第一材料层301与第二材料层302便形成了交错配合的梳齿状结构。
同时，为了保证电荷连接层在使用时能够与叠层OLED器件中的其他材料层(例如发光层)紧密贴合，如图3所示，在本实施例所提供的电荷连接层中，第一材料层301的凸起部和凹陷部形成在第一材料层301的第一侧，第一材料层301的第二侧是平坦的，同时，第二材料层302的凸起部和凹陷部均形成在第二材料层的第二侧，第二材料层302的第一侧是平坦的。
为了提高电荷的注入速度和传输能力，并减少在电荷连接层中的注入层和传输层上的电压降，电荷连接层通常采用电学掺杂的结构，以此来提高叠层OLED器件的发光效率并降低其驱动电压。
本实施例所提供的电荷连接层采用了P型掺杂和N型掺杂的方式来改善电荷连接层的电学性能。其中，第一材料层301为P型材料层，第二材料层为N型材料层。本实施例中，第一材料层中所含有的P型掺杂剂材料为F4-TCNQ:m-MTDATA，第二材料层中所含有的N型掺杂剂材料为Rb2CO3。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一材料层和/或第二材料层中的掺杂剂材料还可以为其他合理材料，本发明不限于此。例如在本发明的其他实施例中，第一材料层中还可以选用HAT-CN、FeCl3:NPB或MoO3:NPB中的任一项或几项来作为P型掺杂剂材料，第二材料层中还可以选用Li、Mg、Ca、Cs、LiF、CsF、Cs2CO3和CsN3中的任一项或几项来作为N型掺杂剂材料。
同时，还需要说明的是，在本发明的其他实施例所提供的电荷连接层中，还可以是第一材料层为N型材料层而第二材料层为P型材料层，本发明同样不限于此。
对于同样外形尺寸的电荷连接层(在图3中表现为相同宽度)，本实施例所提供的电荷连接层中P/N型结构的交界面积(即第一材料层301与第二材料层302的交界面积)显然要远远大于现有的电荷连接层中P/N型结构的交界面积。因此，相较于现有的电荷连接层，本实施例所提供的电荷连接层能够产生更多的载流子，从而提高了叠层OLED器件的性能。
本发明还提供了一种制造上述电荷连接层的方法，其中，图4示出了本实施例中该方法的流程图。
如图4所示，本实施例所提供的电荷连接层的制造方法首先利用第一材料形成第一材料单元，并利用第一材料在第一材料单元上形成若干个凸起部和凹陷部。随后利用第二材料填充上述凹陷部，并利用第二材料在上述凸起部和填充后的凹陷部上形成第二材料单元，从而得到所需要的电荷连接层。
需要说明的是，在本发明的不同实施例中，既可以是第一材料为P型材料而第二材料为N型材料，也可以为第一材料为N型材料而第二材料为P型材料，本发明不限于此。
同时，还需要指出的是，在本发明的不同实施例中，各个凸起部的高度既可以相等，也可以不相等，本发明同样不限于此。在这些电荷连接层中，只要保证最后形成的第二材料单元中用于与叠层OLED器件中的其他材料层(例如发光单元)相接触的一面是平坦的即可。
此外，还需要说明的是，在发明的其他实施例中，电荷连接层中的第一材料层301与第二材料层302也可以采用其他合理的结构以及配合方式，本发明同样不限于此。例如在本发明的一个实施例中，电荷连接层采用了如图5所示的结构形式来增大第一材料层与第二材料层的交界面积，以此提高电荷连接层产生载流子的能力。
本实施例还提供了一种叠层OLED器件，该叠层OLED器件采用了如上所述电荷连接层，而叠层OLED器件中的第一发光单元和第二发光单元则通过该电荷连接层串联起来。当然，在本发明的其他实施例中，叠层OLED器件中所包含的发光单元的数量还可以为3个以上，这些发光单元则是通过多个上述电荷连接层串联起来。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
为了方便，在此使用的多个项目、结构单元和/或组成单元可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。
此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如数量等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本发明的各个方面。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种电荷连接层，其特征在于，所述电荷连接层包括：第一材料层和第二材料层，在所述第一材料层和第二材料层中均形成有凸起部和凹陷部，其中，所述第一材料层的凸起部延伸至所述第二材料层的凹陷部，所述第二材料层的凸起部延伸至所述第一材料层的凹陷部。
2.如权利要求1所述的电荷连接层，其特征在于，所述第一材料层与第二材料层形成交错配合的梳齿状结构。
3.如权利要求1所述的电荷连接层，其特征在于，
所述第一材料层为P型材料层，所述第二材料层为N型材料层；或，
所述第一材料层为N型材料层，所述第二材料层为P型材料层。
4.如权利要求3所述的电荷连接层，其特征在于，所述P型材料层中的P型掺杂剂材料包括以下所列项中的任一项或几项：
HAT-CN，FeCl3:NPB，MoO3:NPB和F4-TCNQ:m-MTDATA。
5.如权利要求3所述的电荷连接层，其特征在于，所述N材料层中的N型掺杂剂材料包括以下所列项中的任一项或几项：
Li、Mg、Ca、Cs、LiF、CsF、Cs2CO3、CsN3和Rb2CO3。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电荷连接层，其特征在于，所述第一材料层的凸起部和凹陷部形成在所述第一材料层的第一侧，所述第一材料层的第二侧是平坦的。
7.如权利要求6所述的电荷连接层，其特征在于，所述第二材料层的凸起部和凹陷部形成在所述第二材料层的第二侧，所述第二材料层的第一侧是平坦的。
8.一种叠层OLED器件，其特征在于，所述叠层OLED器件包括：第一发光单元、第二发光单元和如权利要求1～7中任一项所述的电荷连接层，其中，所述第一发光单元和第二发光单元通过所述电荷连接层串联。
9.一种制造电荷连接层的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用第一材料形成第一材料单元，并利用第一材料在所述第一材料单元上形成若干个凸起部和凹陷部；
利用第二材料填充各个凹陷部，并利用所述第二材料在所述凸起部和填充后的凹陷部上形成第二材料单元。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述第一材料为P型材料且所述第二材料为N型材料；或，
所述第一材料为N型材料且所述第二材料为P型材料。
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