CN107845731A - 一种有机发光器件及其制造方法 - Google Patents

一种有机发光器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种有机发光器件及其制造方法，其中，有机发光器件包括：依次层叠的一阳极层、一空穴注入层、一空穴传输层、一发光层、一电子传输层以及一透明阴极层；发光层包括蓝色有机发光材料、绿色有机发光材料和红色有机发光材料；空穴注入层包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层，第一蓝色微腔调整层的位置独立对应蓝色有机发光材料，第一绿色微腔调整层的位置独立对应绿色有机发光材料，第一红色微腔调整层的位置独立对应红色有机发光材料。本发明的有机发光器件及其制造方法能够改善OLED面板的低灰阶色偏的问题，提高OLED在低灰阶下色彩真实度。

Description

一种有机发光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示器件领域，尤其涉及一种有机发光器件及其制造方法。
背景技术
在OLED的制程过程中，晶体的各向异性以及载流子迁移率都是需要考虑的重要因素。
晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。晶体的各向异性具体可以表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。
迁移率(mobility)是指单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度。迁移率代表了载流子导电能力的大小，它和载流子(电子或空穴)浓度决定了半导体的电导率。迁移率与载流子的有效质量和散射概率成反比。载流子的有效质量与材料有关，不同的半导体中电子有不同的有效质量。载流子迁移率是指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。更微观的定义是，是载流子有效质量，电子碰撞时间间隔。
图1为现有技术的有机发光器件的剖面示意图。如图1所示，现有的OLED器件包括依次自下而上层叠的阳极层100’、空穴注入层200’、空穴传输层、电子阻挡层400’、发光层、电子传输层600’、透明阴极层700’以及折射率匹配层800’，发光层中包括了蓝色有机发光材料510’、绿色有机发光材料520’和红色有机发光材料530’。空穴传输层包括蓝色微腔调整层310’、绿色微腔调整层320’以及红色微腔调整层330’。蓝色微腔调整层310’的面积对应所有有机发光材料(包括了蓝色有机发光材料510’、绿色有机发光材料520’和红色有机发光材料530’)。绿色微腔调整层320’仅对应绿色有机发光材料520’。红色微腔调整层330’仅对应红色有机发光材料530’。通常，RGB三色像素的启亮电压，B(蓝色像素)的电压最大，G(绿色像素)的电压以及R(红色像素)的电压较小。
由于空穴注入层200’为共通层，具有横向导电能力(箭头所示)，蓝光电流会串扰到绿光和红光子像素，造成点蓝画面时会把绿光或红光也点亮，从而产生色偏现象。具体来说，由于空穴注入层200’载流子迁移率大，当在蓝色有机发光材料510’的两端施加较大电压时，大部分电流Ib会流向蓝色有机发光材料510’，点亮蓝色像素；但是还有部分电流Ig和Ir会各自通过绿色微腔调整层320’和红色微腔调整层330’分别流向绿色有机发光材料520’和红色有机发光材料530’，将绿色像素和红色像素点亮，最终导致低灰阶色偏。
虽然可以通过将空穴注入层200’的膜厚变薄可增大空穴注入层200’的横向电阻率(即平行于空穴注入层200’的方向的电阻率)，从而改善低灰阶色偏。但空穴注入层200’变薄会使其稳定性不佳，导致有机发光器件在点亮过程中电压上升快，使有机发光器件的寿命变差。
有鉴于此，发明人提供了一种有机发光器件及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种有机发光器件及其制造方法，克服了现有技术的缺点，能够改善OLED面板的低灰阶色偏的问题，提高OLED在低灰阶下色彩真实度。
根据本发明的一个方面，提供一种有机发光器件，包括：依次层叠的一阳极层、一空穴注入层、一空穴传输层、一发光层、一电子传输层以及一透明阴极层；
所述发光层包括蓝色有机发光材料、绿色有机发光材料和红色有机发光材料；
所述空穴注入层包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层，所述第一蓝色微腔调整层的位置独立对应所述蓝色有机发光材料，所述第一绿色微腔调整层的位置独立对应所述绿色有机发光材料，所述第一红色微腔调整层的位置独立对应所述红色有机发光材料。
优选地，所述第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层彼此相邻的间距范围是10μm至200μm。
优选地，所述空穴传输层的厚度范围是0.2nm至500nm。
优选地，所述第一蓝色微腔调整层的厚度小于所述第一绿色微腔调整层的厚度，所述第一绿色微腔调整层的厚度小于所述第一红色微腔调整层的厚度。
优选地，所述第一蓝色微腔调整层的材料、第一绿色微腔调整层的材料以及第一红色微腔调整层的材料都是HAT-CN。
优选地，所述第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层的材料包括p-型掺杂，所述p-型掺杂的质量比例范围是0.5％至20％。
优选地，所述空穴传输层包括第二蓝色微腔调整层、第二绿色微腔调整层以及第二红色微腔调整层；
所述第一蓝色微腔调整层与所述第二蓝色微腔调整层共同形成对应所述蓝色有机发光材料的共振腔；
所述第一绿色微腔调整层与所述第二绿色微腔调整层共同形成对应所述绿色有机发光材料的共振腔；
所述第一红色微腔调整层与所述第二红色微腔调整层共同形成对应所述红色有机发光材料的共振腔。
根据本发明的另一个方面，还提供一种有机发光器件的制造方法，包括以下步骤：
S100：提供一阳极层；
S200：在所述阳极层上形成一空穴注入层，所述空穴注入层包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层；
S300：在所述空穴注入层上形成一空穴传输层；
S400：在所述空穴传输层上形成一发光层，所述发光层包括蓝色有机发光材料、绿色有机发光材料和红色有机发光材料，所述第一蓝色微腔调整层独立对应所述蓝色有机发光材料，所述第一绿色微腔调整层独立对应所述绿色有机发光材料，所述第一红色微腔调整层独立对应所述红色有机发光材料；
S500：在所述发光层上形成一电子传输层；以及
S600：在所述电子传输层上形成一透明阴极层。
优选地，所述步骤S200中，第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层各自之间的间距范围是10μm至200μm。
优选地，所述空穴传输层包括第二蓝色微腔调整层、第二绿色微腔调整层以及第二红色微腔调整层；
所述第一蓝色微腔调整层与所述第二蓝色微腔调整层共同形成对应所述蓝色有机发光材料的共振腔；
所述第一绿色微腔调整层与所述第二绿色微腔调整层共同形成对应所述绿色有机发光材料的共振腔；
所述第一红色微腔调整层与所述第二红色微腔调整层共同形成对应所述红色有机发光材料的共振腔。
有鉴于此，本发明的一种有机发光器件及其制造方法能够改善OLED面板的低灰阶(如灰阶<20阶)色偏的问题，提高OLED在低灰阶下色彩真实度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术的有机发光器件的剖面示意图；
图2为本发明的有机发光器件的剖面示意图；
图3为本发明的有机发光器件的制造方法的流程图；
图4为本发明的两种有机发光器件的电压-电流密度曲线的示意图；
图5为本发明的两种有机发光器件的亮度-电流效率曲线的示意图；
图6为本发明的两种有机发光器件的电压-亮度曲线的示意图；以及
图7为初始亮度900尼特下本发明的两种有机发光器件的时间-亮度衰减曲线的示意图。
附图标记
100’ 阳极层
200’ 空穴注入层
300’ 空穴传输层
310’ 蓝色微腔调整层
320’ 绿色微腔调整层
330’ 红色微腔调整层
400’ 电子阻挡层
500’ 发光层
510’ 蓝色有机发光材料
520’ 绿色有机发光材料
530’ 红色有机发光材料
600’ 电子传输层
700’ 阴极
800’ 折射率匹配层
100 阳极层
200 空穴注入层
210 第一蓝光微腔调整层
220 第一绿光微腔调整层
230 第一红光微腔调整层
300 空穴传输层
310 第二蓝色微腔调整层
320 第二绿色微腔调整层
330 第二红色微腔调整层
400 电子阻挡层
500 发光层
510 蓝色有机发光材料
520 绿色有机发光材料
530 红色有机发光材料
600 电子传输层
700 阴极
800 折射率匹配层
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
图2为本发明的有机发光器件的剖面示意图。如图2所示，本发明的一种有机发光器件，包括：依次层叠的一阳极层100、一空穴注入层200、一空穴传输层300、一电子阻挡层400、一发光层500、一电子传输层600、一透明阴极层700以及一折射率匹配层800。
其中，发光层包括蓝色有机发光材料510、绿色有机发光材料520和红色有机发光材料530。
空穴注入层200包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230，第一蓝色微腔调整层210独立对应蓝色有机发光材料510，第一绿色微腔调整层220独立对应绿色有机发光材料520，第一红色微腔调整层230独立对应红色有机发光材料530。本发明中，第一蓝色微腔调整层210的厚度范围是2nm至150um，第一绿色微腔调整层220的厚度范围是2nm至200um，第一红色微腔调整层230的厚度范围是2nm至300um，但不以此为限。
本发明中的第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230之间相互不接触，从结构上彻底杜绝了用于点亮蓝色有机发光材料510的电流Ib中的部分电流从空穴注入层200流向第一绿色微腔调整层220和第一红色微腔调整层230的可能性。第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230各自之间的间距的优选范围是10μm至200μm，但不以此为限。空穴注入层200的厚度范围是0.2nm至500nm，但不以此为限。空穴注入层200的厚度越厚，则更有利于改善有机发光器件的寿命。空穴注入层200中的第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230的厚度可根据实际需要选择，可以相同，也可以不同。在一个优选方案中，第一蓝色微腔调整层210的厚度小于第一绿色微腔调整层220的厚度，第一绿色微腔调整层220的厚度小于第一红色微腔调整层230的厚度，但不以此为限。
在一个优选方案中，第一蓝色微腔调整层210的材料、第一绿色微腔调整层220的材料以及第一红色微腔调整层230的材料都是单一的空穴注入材料，例如：HAT-CN，HAT-CN的中文名是：2，3，6，7，10，11-六氰基-1，4，5，8，9，12-六氮杂苯并菲(英文名：Hexaazatriphenylenehexacabonitrie)。
在另一个优选方案中，第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230的材料包括p-型掺杂(p-dopant)，p-型掺杂的质量比例范围是0.5％至20％，但不以此为限。第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230的掺杂物(p-型掺杂)的比例可以相同，也可以不相同。
空穴传输层300包括第二蓝色微腔调整层310、第二绿色微腔调整层320以及第二红色微腔调整层330。其中，第二蓝色微腔调整层310的厚度范围是1nm至150nm，第二绿色微腔调整层320的厚度范围是1nm至50nm，第二红色微腔调整层330的厚度范围是1nm至100nm。本发明中的第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230都是目标层，并且可以分别与空穴传输层300的第二蓝色微腔调整层310、第二绿色微腔调整层320以及第二红色微腔调整层330分担共振腔长，具体来说，空穴传输层300包括第二蓝色微腔调整层310、第二绿色微腔调整层320以及第二红色微腔调整层330；第一蓝色微腔调整层210与第二蓝色微腔调整层310共同形成对应蓝色有机发光材料510的共振腔；第一绿色微腔调整层220与第二绿色微腔调整层320共同形成对应绿色有机发光材料520的共振腔；第一红色微腔调整层230与第二红色微腔调整层330共同形成对应红色有机发光材料530的共振腔。本发明的这种结构有利于改善tacktime(节拍时间，反映了生产线或生产设备相应客户需求生产所耗费的时间)和延长高精度金属掩模板(Fine Metal Mask，FMM)的清洗周期。
在一个优选方案中，第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220、第一红色微腔调整层230、第二蓝色微腔调整层310、第二绿色微腔调整层320以及第二红色微腔调整层330这六层分别使用不同的材料会更有利于RGB三色像素效率最优化。
图3为本发明的有机发光器件的制造方法的流程图。如图3所示，本发明的一种有机发光器件的制造方法，用于制造上述的有机发光器件，包括以下步骤：
S100：提供一阳极层100。
S200：在阳极层100上形成一空穴注入层200，空穴注入层200包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230。
S300：在空穴注入层200上形成一空穴传输层300。
S400：在空穴传输层300上形成一发光层500，发光层包括蓝色有机发光材料510、绿色有机发光材料520和红色有机发光材料530，第一蓝色微腔调整层210独立对应蓝色有机发光材料510，第一绿色微腔调整层220独立对应绿色有机发光材料520，第一红色微腔调整层230独立对应红色有机发光材料530。
S500：在发光层500上形成一电子传输层600。以及
S600：在电子传输层600上形成一透明阴极层700。
其中，步骤S200中，第一蓝色微腔调整层210、第一绿色微腔调整层220以及第一红色微腔调整层230各自之间的间距范围是10μm至200μm。空穴传输层300包括第二蓝色微腔调整层310、第二绿色微腔调整层320以及第二红色微腔调整层330；第一蓝色微腔调整层210与第二蓝色微腔调整层310共同形成对应蓝色有机发光材料510的共振腔；第一绿色微腔调整层220与第二绿色微腔调整层320共同形成对应绿色有机发光材料520的共振腔；第一红色微腔调整层230与第二红色微腔调整层330共同形成对应红色有机发光材料530的共振腔。该制造方法涉及到的技术特征和效果如前，此处不再赘述。
为清楚描述本发明的结构及工作原理，以下结合附图4至7及实施例对本发明的具有不同厚度的第一蓝色微腔调整层210的两种有机发光器件做对比，来作进一步说明。
如图4至7所示，其中，A曲线代表本发明的一种第一蓝色微腔调整层210的厚度为5nm的有机发光器件，B曲线代表本发明的一种第一蓝色微腔调整层210的厚度为10nm的有机发光器件。
图4为本发明的两种有机发光器件的电压-电流密度曲线的示意图，图4中横轴表示电压(单位：V)，纵轴表示电流密度(单位：A/cm2)。
图5为本发明的两种有机发光器件的亮度-电流效率曲线的示意图，图5中横轴表示亮度(单位：cd/m2)，纵轴表示电流效率(单位：cd/A)。
图6为本发明的两种有机发光器件的电压-亮度曲线的示意图图5中横轴表示电压(单位：V)，纵轴表示亮度(单位：尼特)。
图7为初始亮度900尼特下本发明的两种有机发光器件的时间-亮度衰减曲线的示意图图5中横轴表示时间(单位：H)，纵轴表示亮度百分比(％)。
通过对比可知，在相同电压下，增加第一蓝色微腔调整层210的厚度，其电流密度变大(图4)，器件的亮度也增大，亮度越高。
第一蓝色微腔调整层210的厚度越大，器件的到达同一亮度所需的驱动电压越低(图6)。
初始亮度900尼特下，通过将5nm(A)的第一蓝色微腔调整层210增厚到10nm(B)，则本发明的器件的亮度衰减到95％的情况，由121小时提高为212小时，提高了75％(图7)。
综上可知，本发明的一种有机发光器件及其制造方法能够改善OLED面板的低灰阶(如灰阶<20阶)色偏的问题，提高OLED在低灰阶下色彩真实度。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种有机发光器件，其特征在于，包括：依次层叠的一阳极层、一空穴注入层、一空穴传输层、一发光层、一电子传输层以及一透明阴极层；
所述发光层包括蓝色有机发光材料、绿色有机发光材料和红色有机发光材料；
所述空穴注入层包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层，所述第一蓝色微腔调整层的位置独立对应所述蓝色有机发光材料，所述第一绿色微腔调整层的位置独立对应所述绿色有机发光材料，所述第一红色微腔调整层的位置独立对应所述红色有机发光材料。
2.如权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于：所述第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层彼此相邻的间距范围是10μm至200μm。
3.如权利要求2所述的有机发光器件，其特征在于：所述空穴注入层的厚度范围是0.2nm至500nm。
4.如权利要求3所述的有机发光器件，其特征在于：所述第一蓝色微腔调整层的厚度小于所述第一绿色微腔调整层的厚度，所述第一绿色微腔调整层的厚度小于所述第一红色微腔调整层的厚度。
5.如权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于：所述第一蓝色微腔调整层的材料、第一绿色微腔调整层的材料以及第一红色微腔调整层的材料都是HAT-CN。
6.如权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于：所述第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层的材料包括p-型掺杂，所述p-型掺杂的质量比例范围是0.5％至20％。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的有机发光器件，其特征在于：所述空穴传输层包括第二蓝色微腔调整层、第二绿色微腔调整层以及第二红色微腔调整层；
所述第一蓝色微腔调整层与所述第二蓝色微腔调整层共同形成对应所述蓝色有机发光材料的共振腔；
所述第一绿色微腔调整层与第二绿色微腔调整层共同形成对应所述绿色有机发光材料的共振腔；
所述第一红色微腔调整层与第二红色微腔调整层共同形成对应所述红色有机发光材料的共振腔。
8.一种有机发光器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：提供一阳极层；
S200：在所述阳极层上形成一空穴注入层，所述空穴注入层包括相互间隔的第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层；
S300：在所述空穴注入层上形成一空穴传输层；
S400：在所述空穴传输层上形成一发光层，所述发光层包括蓝色有机发光材料、绿色有机发光材料和红色有机发光材料，所述第一蓝色微腔调整层独立对应所述蓝色有机发光材料，所述第一绿色微腔调整层独立对应所述绿色有机发光材料，所述第一红色微腔调整层独立对应所述红色有机发光材料；
S500：在所述发光层上形成一电子传输层；以及
S600：在所述电子传输层上形成一透明阴极层。
9.如权利要求8所述的有机发光器件的制造方法，其特征在于：所述步骤S200中，第一蓝色微腔调整层、第一绿色微腔调整层以及第一红色微腔调整层各自之间的间距范围是10μm至200μm。
10.如权利要求8所述的有机发光器件的制造方法，其特征在于：所述空穴传输层包括第二蓝色微腔调整层、第二绿色微腔调整层以及第二红色微腔调整层；
所述第一蓝色微腔调整层与所述第二蓝色微腔调整层共同形成对应所述蓝色有机发光材料的共振腔；
所述第一绿色微腔调整层与第二绿色微腔调整层共同形成对应所述绿色有机发光材料的共振腔；
所述第一红色微腔调整层与第二红色微腔调整层共同形成对应所述红色有机发光材料的共振腔。
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