CN107425140A - 一种oled器件结构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种OLED器件结构，包括基板以及设置于基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层，在所述阴极层和电子注入层之间设置有一层有机增透层，所述有机增透层的折射率n值处于1.5‑1.9之间。实施本发明实施例，可以提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种OLED器件结构。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器是一种极具发展前景的平板显示技术，它具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性。目前OLED显示器得到了各大显示器厂家的青睐，并成为继CRT（Cathode Ray Tube）显示器与液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD)之后的第三代显示器。
由于有机发光器件基本是在两个电极之间，堆叠多层有机材料薄膜组成，随着研究的深入，逐渐形成目前的多层结构，如附图1 所示，示出了现有的一种OLED器件的结构示意图。在这种结构中，其包括基板，以及置于基板上的阳极层10、空穴注入层（HIL）11、空穴传输层（HTL）12、发光层（EML）13、电子传输层（ETL）14、电子注入层（EIL）15 和阴极16。
有机材料的总厚度和发光波长属于同一数量级，一般在几百个纳米以内，光在各层之间因反射、折射、吸收、再发射等产生的光学效应都会显著影响器件的光电特性。对于顶发射器件而言，其较强的共振腔结构能够窄化电致发光光谱，提高发光效率和色纯度，是目前小尺寸OLED显示器所采用的主流的OLED器件结构。提高OLED的发光效率可以有效的降低显示器的功耗，有效延长待机时间。本专利提出在顶发射器件的阴极和电子注入层之间插入一层光增透膜，可以较大幅度的提高OLED 的发光效率。
对于顶发射OLED器件而言，金属阴极层的透光率较差，不利于光的耦合输出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种OLED器件结构，其在金属阴极层与电子注入层之间增加一层有机增透薄膜，能同时提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供一种OLED器件结构，包括基板以及设置于基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层，在所述阴极层和电子注入层之间设置有机增透层，所述有机增透层的折射率n值处于1.5-1.9之间。
其中，所述发光层包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素, ，所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层具有不同的厚度，其中，红色子像素对应的有机增透层的厚度>绿色子像素对应的有机增透层的厚度>蓝色子像对应的有机增透层的厚度。
其中，所述有机增透层的厚度处于0.5nm到30nm之间。
其中，所述有机增透层为包含金属螯合物或芳香胺类的有机小分子。
其中，所述基板包括衬底基板及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管，所述基板为透明玻璃基板或者透明柔性材料基板。
其中，所述阳极层为包括位于中间位置的反射金属以及位于反射金属两侧的导电氧化物，其中，导电氧化物至少为 ITO或IZO；反射金属为Ag、Al、Cu、Au，或上述金属的合金。
其中，所述空穴注入层材料为有机小分子空穴注入材料、聚合物空穴注入材料或金属氧化物空穴注入材料，其膜厚处于1nm到100nm之间。
其中，所述空穴传输层材料为有机小分子空穴传输材料或聚合物空穴传输材料，其膜厚处于10nm到100nm之间。
其中，所述电子传输层的材料为金属配合物材料或咪唑类电子传输材料；其膜厚处于10nm到100nm之间。
其中，所述电子注入层材料为金属配合物、碱金属及其盐类或碱土金属及其盐类；其膜厚处于0.5nm到10nm之间。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明提的技术方案，在有机注入层和金属阴极层之间增加一层有机增透膜，其n值在1.7-1.9之间，通过模拟结果表明，加入该层结构后，可显著提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率；
同时，对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层具有不同的厚度，其中，红色子像素对应的有机增透层的厚度>绿色子像素对应的有机增透层的厚度>蓝色子像对应的有机增透层的厚度，可以进一步提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率。
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它的附图。
图1是现有的一种OLED器件的结构示意图；
图2是本发明提供的一种OLED器件结构的一个实施例的结构示意图；
图3是图2中光学模拟效果示意图；
图4是本发明提供的一种OLED器件结构的另一个实施例的结构示意图；
图5是图4中不同光的增透层厚度与电流效率性能提升的关系图。
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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图2所示，示出了本发明提供的一种OLED器件结构的一个实施例的结构示意图；在该实施例中，该OLED器件结构，包括基板（未示出）以及设置于基板上的阳极层10、空穴注入层11、空穴传输层12、发光层13、电子传输层14、电子注入层15、阴极层16，在所述阴极层16和电子注入层15之间设置有机增透层401，所述有机增透层401的折射率n值处于1.5-1.9之间，有机增透层401的厚度不超过30nm，例如处于0.5nm到30nm之间；其中，所述发光层包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，通过选择所述发光层13的发光材料确定其发光颜色，例如，红色子像素的发光层选用可发出红色光的发光材料，绿色子像素的发光层选用可发出绿色光的发光材料；在图2中发光层最左侧的为红色发光层，中间的为绿色发光层，最右边的为蓝色发光层。
在一个例子中，所述有机增透层401为包含金属螯合物或芳香胺类的有机小分子（如8-羟基喹啉锂LiQ等），或有机高分子聚合物，以及前述单种或多种材料的复合物。
如图3所示，是图2中光学模拟效果示意图；在本发明的一个实施例中，利用专业光学模拟软件（Setfos）对采用图2结构的OLED器件进行模拟，在该OLED器件中，有机增透层401以LiQ材料（8-羟基喹啉锂）为例，且对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层均选取5nm厚的LiQ材料，进行模拟，模拟后的数据如图3所示。其中，最左侧一个图示出了蓝色子像素中有增透膜和无增透膜的出光光谱对比，中间示出了绿色子像素中有增透膜和无增透膜的出光光谱对比，最右侧示出了红色子像素中有增透膜和无增透膜的出光光谱对比。从中可以看出，增加该层有机增透膜401后，能使OLED器件性能有所提升，其中对蓝光和红光的增益效应最为明显。故，对于OLED器件中的对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，选取相同的有机增透层厚度，便可使OLED器件的综合效率明显提升。
可以理解的是，在图2示出的OLED器件中，其中各层结构可以采用下述的材料：
所述基板包括衬底基板及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管，其可为透明玻璃基板或者透明柔性材料基板，所述薄膜晶体管至少包含半导体层、绝缘层、源极、漏极和栅极。
所述阳极层10为导电氧化物-反射金属-导电氧化物结构，具体地，在一层结构中，包括位于中间位置的反射金属以及位于反射金属两侧的导电氧化物，其中，导电氧化物包括但不限于 ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）或IZO (Indium Zinc Oxide，掺铟氧化锌)，其膜厚处于10nm 到 50nm之间；反射金属为Ag、Al、Cu、Au等金属，或上述金属的合金，其厚度处于50 nm到 200 nm 之间。通常地，每一个像素单元的三个发光单元能够通过驱动电路单独控制，实现每一发光单元的单独驱动，具体地，每一个红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的阳极层电性连接到一个薄膜晶体管，由薄膜晶体管控制单独驱动每一个发光单元。
所述空穴注入层11材料为有机小分子空穴注入材料（如HATCN等）、聚合物空穴注入材料（如PEDOT:PSS等）或金属氧化物空穴注入材料（如MoO3等），其膜厚处于1nm到100nm之间。
所述空穴传输层12材料为有机小分子空穴传输材料（如NPB、TAPC等）或聚合物空穴传输材料（如Poly-TPD等），其膜厚处于10nm到100nm之间。
所述发光层13中的蓝色发光层采取有机主体材料掺杂有机蓝光客体材料的方式，其中主体材料与客体材料的掺杂质量比为：主体材料：客体材料=1：（0.01~1）；所述有机蓝光客体材料为蓝光有机荧光材料或蓝光有机磷光材料。
所述有机蓝光客体材料为有机荧光材料时，所述有机主体材料为蒽类衍生物（如MADN等）或宽带隙有机材料（如mCP、CBP等）；所述有机蓝光客体材料为有机磷光材料时，所述有机主体材料为宽带隙有机材料（如mCP和CBP等）。
所述电子传输层14的材料为金属配合物材料（例如Alq3等）或咪唑类电子传输材料（如TPBi等）；其膜厚处于10nm到100nm之间。
所述电子注入层15材料为金属配合物（如8-羟基喹啉锂(Liq)）、碱金属及其盐类（如Li，Na, K, Rb, Cs，LiF，Li2CO3，LiCl，NaF，Na2CO3，NaCl, CsF，Cs2CO3，CsCl等）或碱土金属及其盐类（如Mg，Ca，Sr，Ba，CaF2，CaCO3，SrF2，SrCO3 ，BaF2，BaCO3等）；其膜厚处于0.5nm到10nm之间。
所述金属阴极层16为低功函金属材料（如Li，Mg， Ca，Sr，La，Ce，Eu，Yb，Al，Cs，Rb，Ag等）、导电氧化物或上述金属的合金，其膜厚处于10nm 到20nm之间，其中，导电氧化物为ITO或IZO等。
如图4所示，是本发明提供的一种OLED器件结构的另一个实施例的结构示意图；在该实施例中，其与图2示出的实施例的主要区别在于，其中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层401具有不同的厚度，即设置于红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层正上方的有机增透层401具有不同的厚度。从图中可以看出，红色子像素对应的有机增透层的厚度>绿色子像素对应的有机增透层的厚度>蓝色子像对应的有机增透层的厚度。图4示出的这种结构，利用顶发射器件的微腔效应，通过调控增透层的不同颜色所对应的厚度进行腔长调控，从而找到适当的微腔提升器件性能。
同样的，以LiQ材料的有机增透层为例，分别对红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的不同厚度有机增透层的模拟。可以获得红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层的最佳厚度，可以参见图5所示，从中可以看出蓝色子像素所对应的有机增透层的最佳厚度在13nm处，其蓝光指数（Blue index）性能提升22%；绿色子像素所对应的有机增透层的最佳厚度在7nm处，其电流效率性能提升3%，红色子像素所对应的有机增透层的最佳厚度在22nm处，其电流效率性能提升46.8%，其中，绿色子像素和红色子像素设置有机增透层和设置增透层的电流效率值（单位面积光通量，Cd/A），可以参看图5中右侧的纵坐标值；蓝光指数为电流效率与色坐标y的比值（Cd/A/CIEY），蓝色子像素设置有机增透层和设置增透层的蓝光指数值，可以参看图5中左侧的纵坐标值。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明提的技术方案，在有机注入层和金属阴极层之间增加有机增透膜，其n值在1.7-1.9之间，通过模拟结果表明，加入该层结构后，可显著提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率；
同时，对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层具有不同的厚度，其中，红色子像素对应的有机增透层的厚度>绿色子像素对应的有机增透层的厚度>蓝色子像对应的有机增透层的厚度，可以进一步提高红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的发光效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种OLED器件结构，包括基板以及设置于基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，其特征在于，在所述阴极层和电子注入层之间设置有机增透层，所述有机增透层的折射率n值处于1.5-1.9之间。
2.如权利要求1所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述发光层包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素所对应的有机增透层具有不同的厚度，其中，红色子像素对应的有机增透层的厚度>绿色子像素对应的有机增透层的厚度>蓝色子像对应的有机增透层的厚度。
3.如权利要求1或2所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述有机增透层的厚度处于0.5nm到30nm之间。
4.如权利要求3所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述有机增透层为包含金属螯合物或芳香胺类的有机小分子。
5.如权利要求4所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述基板包括衬底基板及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管，所述基板为透明玻璃基板或者透明柔性材料基板。
6.如权利要求3所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述阳极层包括位于中间位置的反射金属以及位于反射金属两侧的导电氧化物，其中，导电氧化物至少为 ITO或IZO；反射金属为Ag、Al、Cu、Au，或上述金属的合金。
7.如权利要求4所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述空穴注入层材料为有机小分子空穴注入材料、聚合物空穴注入材料或金属氧化物空穴注入材料，其膜厚处于1nm到100nm之间。
8.如权利要求4所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述空穴传输层材料为有机小分子空穴传输材料或聚合物空穴传输材料，其膜厚处于10nm到100nm之间。
9.如权利要求4所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述电子传输层的材料为金属配合物材料或咪唑类电子传输材料；其膜厚处于10nm到100nm之间。
10.如权利要求4所述的一种OLED器件结构，其特征在于，所述电子注入层材料为金属配合物、碱金属及其盐类或碱土金属及其盐类；其膜厚处于0.5nm到10nm之间。
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