CN108987442B - 有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种有机电致发光装置，包括设置在基板上的像素限定层，所述像素限定层中开设有若干用于容置子像素单元的凹槽，所述像素限定层与所述子像素单元之间以亲水性表面接触。由于载流子功能层通常为含有烃基或芳香基团等亲油、疏水基团的有机化合物，因此，载流子功能层在亲水性表面容易呈岛状模式生长，即在像素限定层表面载流子功能层形成不连续的薄膜结构。因此，当开启某种发光颜色的子像素单元时，施加在该子像素单元上的载流子不会经由载流子功能层迁移到相邻其他发光颜色的子像素单元中，避免其他颜色的子像素单元被同时点亮，有效解决低亮度时的色偏问题。

Description

有机电致发光装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种有机电致发光装置。
背景技术
有机电致发光显示器(英文全称Organic Light Emitting Display，简称OLED)是主动发光显示装置，由于其具有制备工艺简单、成本低、高对比度、广视角、低功耗等优点，而且易于实现彩色显示和大屏幕显示，易于实现和集成电路驱动器相匹配、易于实现柔性显示等优点，有望成为下一代主流平板显示技术，是目前平板显示技术中受到关注最多的技术之一。
图1示出了现有全彩显示装置中RGB三色子像素的电压-亮度曲线图。由图可知，在现有的OLED显示器件中，RGB三色子像素的启亮电压是不一致的。具体为，蓝光子像素的起亮电压大于绿光子像素的起亮电压大于红光像素的起亮电压。实际应用时，点亮蓝光子像素时，虽然电压主要跨在蓝色子像素上，但是由于的空穴注入层的导电性能较佳，因此部分电压会通过的空穴注入层迁移到绿光子像素和/或红光子像素中，由于红光子像素和绿光子像素的起亮电压均小于蓝光子像素的起亮电压，因此红光子像素和/或绿光子像素易被同时点亮。即，在低灰阶情况下，红光子像素和/或绿光子像素发光亮度不能严格按照要求达到低亮度显示效果，而出现低灰阶色偏(偏红)现象。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中，OLED显示易出现低灰阶色偏。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种有机电致发光装置，包括设置在基板上的像素限定层，所述像素限定层中开设有若干用于容置子像素单元的凹槽，所述像素限定层与所述子像素单元之间以亲水性表面接触。
优选地，上述的有机电致发光装置，所述像素限定层采用亲水材料制成，所述像素限定层朝向所述子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面；或者，
所述像素限定层与所述子像素单元接触的侧壁面上设置亲水材料层，所述亲水材料层朝向所述子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面。
优选地，上述的有机电致发光装置，各所述子像素单元中分别包括至少一层载流子功能层。
优选地，上述的有机电致发光装置，所述像素限定层与所述至少一层载流子功能层之间以亲水性表面接触。
进一步优选地，上述的有机电致发光装置，各所述子像素单元中的一层所述载流子功能层的厚度为1-50nm。
优选地，上述的有机电致发光装置，所述载流子功能层选自空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的任一层。
优选地，上述的有机电致发光装置，所述像素限定层与所述子像素单元接触的侧壁面上具有朝向所述子像素单元的突出部。
进一步优选地，上述的有机电致发光装置，所述像素限定层的纵向截面为两个梯形沿垂直于基板的方向堆叠拼接的形状；其中，远离基板的梯形的长边堆叠拼接于靠近基板的梯形的长边上，所述靠近基板的梯形的短边固定在所述基板上。
进一步优选地，上述的有机电致发光装置，所述靠近基板的梯形的侧边与所述基板之间形成夹角，所述夹角的角度为10-50°。
进一步优选地，上述的有机电致发光装置，各所述子像素单元中还包括第一电极层；在各所述子像素单元中，所述靠近基板的梯形的高度h1大于所述第一电极层的厚度h3，所述h1与所述h3的差值为10nm-200nm。
优选地，上述的有机电致发光装置，各所述子像素单元还包括有机发光层和第二电极层，各所述有机发光层的发光颜色不全相同。
本发明的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的有机电致发光装置，包括设置在基板上的像素限定层，所述像素限定层中开设有若干用于容置子像素单元的凹槽，所述像素限定层与所述子像素单元之间以亲水性表面接触。
目前在制备有机电致发光装置时，为了降低成本，各个子像素单元中载流子功能层一般是共用大开口通用掩膜版(common mask)制备，即各个子像素单元中的载流子功能层与相邻子像素单元中的载流子功能层是连续结构。为了减小不同子像素单元中载流子的横向迁移，一般在有机电致发光装置中设置像素限定层。但是，目前形成载流子功能层的材料分子通常为含有烃基或芳香基团等亲油、疏水基团的有机化合物，具有一定的疏水性质。具有疏水性质的材料分子在传统像素限定层的表面以层状的方式生长，在像素限定层的表面形成连续性生长成膜(图3a)，载流子功能层中的载流子沿分子生长方向进行迁移，导致相邻的子像素单元之间容易发生载流子的横向迁移。在单独点亮某一子像素单元时，该子像素单元中的电子和空穴容易通过载流子功能层向相邻的其他子像素单元中迁移，导致其他子像素单元被同时点亮，产生关不断的问题。
本发明中的有机电致发光装置，像素限定层与子像素单元之间以亲水性表面接触。具有疏水性质的载流子功能层中材料分子在遇到亲水性表面时，容易聚成一团，在亲水性表面上呈岛状进行生长，减弱了载流子功能层在像素限定层表面的连续性成膜，从而有效减小载流子在载流子功能层中的横向迁移。因此，当开启某种发光颜色的子像素单元时，施加在该子像素单元上的载流子不会经由载流子功能层迁移到相邻其他发光颜色的子像素单元中，避免其他颜色的子像素单元被同时点亮，有效解决低灰阶色偏问题。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，采用亲水材料制成像素限定层，或者在像素限定层与子像素单元接触的侧壁面上设置亲水材料层，以使像素限定层与子像素单元之间形成亲水性表面接触。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，各所述子像素单元中的一层载流子功能层的厚度为1-50nm。在此厚度条件下，载流子功能层极易因岛状生长而断开，进一步保证形成载流子功能层的材料分子能够在像素限定层的表面呈横向不连续成膜，减少载流子功能层中载流子的横向迁移。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，所述像素限定层与所述子像素单元接触的侧壁面上具有朝向所述子像素单元的突出部。在靠近像素限定层的一层载流子功能层的制备过程中，特别是使用蒸镀工艺时，利用该突出部的隔断作用，能够进一步减小载流子功能层在像素限定层上成膜的连续性，以减弱相邻子像素单元之间的横向导通。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，所述像素限定层的纵向截面为两个梯形沿垂直于基板的方向堆叠拼接的形状；其中，远离基板的梯形的长边堆叠拼接于靠近基板的梯形的长边上，所述靠近基板的梯形的短边固定在所述基板上。通过两个梯形的长边拼接，在长边的两端各形成一个朝向子像素单元的突出部，且该突出部与子像素单元接触的位置形成一尖角，增强了对载流子功能层在像素限定层表面连续性成膜的隔断效果。同时，由于光衍射等原因，像素限定层制备时的显影过程中分隔壁部分区域会过刻蚀，更容易形成梯形结构，工艺成熟，良品率高。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，所述靠近基板的梯形的侧边与所述基板之间形成夹角，所述夹角的角度为10-50°，优选地，为30°。不仅不影响装置中各膜层的制备，而且还能够避免载流子功能层在像素限定层上成膜的连续性。
本发明实施例提供的有机电致发光装置，各所述子像素单元中还包括第一电极层；在各所述子像素单元中，所述靠近基板的梯形的高度h1大于所述第一电极层的厚度h3，所述h1与所述h3的差值为10nm-200nm。h1大于h3，以保证子像素单元中的载流子功能层与像素限定层的突出部相接触，利用突出部增加对载流子功能层在像素限定层表面连续性成膜的阻断效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
图1为像素并置法全彩显示装置中RGB三色子像素的电压-亮度曲线图；
图2为现有技术中的有机电致发光装的结构示意图；
图3a为现有技术中载流子功能层在像素限定层上的成膜机理图；
图3b为本发明实施例提供的有机电致发光装置中载流子功能层在像素限定层上的成膜机理图；
图4为本发明实施例提供的有机电致发光装置中的像素限定层的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的有机电致发光装置中另一像素限定层的结构示意图；
附图标记：
1-像素限定层，11-凹槽，12-突出部；2-载流子功能层；3-基板；4-第一电极层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本发明实施例提供了一种有机电致发光装置，如图4所示，包括设置在基板3上的像素限定层1，像素限定层1中开设有若干用于容置子像素单元的凹槽11，凹槽11的数量根据所需设置的子像素单元的数量具体设置。即，各个子像素单元分布于不同的凹槽11中。基板3具体地为包括TFT的阵列基板，在基板3的上方形成各子像素单元的第一电极层4、至少一层载流子功能层、发光层和第二电极层，各子像素单元中的有机发光层的发光颜色不全相同。
载流子功能层为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层中的任意一种。子像素单元一般包括红光子像素单元、绿光子像素单元以及蓝光子像素单元，有机发光层分别对应的为红光发光层、绿光发光层、蓝光发光层。
需要说明的是，目前在制备有机电致发光装置时，为了降低成本，各个子像素单元中载流子功能层一般是共用大开口通用掩膜版(common mask)制备，即各个子像素单元中的载流子功能层与相邻子像素单元中的载流子功能层是连续结构。同时，现有技术中像素限定层1通常为线型酚醛树脂等疏水化合物，疏水化合物成膜后与蒸馏水的静接触角为120°，而载流子功能层2通常为含有烃基或芳香基团等亲油、疏水基团的有机化合物。如图2和图3a(图中箭头方向为导电方向)所示，如载流子功能层2直接形成在像素限定层1上，能够形成均匀致密的薄膜结构，当给一种发光颜色的子像素单元施加驱动电压时，部分载流子会通过的载流子功能层2移动到相邻子像素单元中。如果相邻的子像素单元的起亮电压较低，其便被同时点亮，由此便带来色偏问题。
为解决上述问题，本发明实施例中设置像素限定层11所述子像素单元之间以亲水性表面接触，具体地，可以在像素限定层11与子像素单元接触的侧壁面上设置亲水材料层，亲水材料层朝向子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面。亲水材料通常为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等，亲水材料成膜后与蒸馏水的静接触角为10°，如图3b(图中箭头方向为导电方向)所示，载流子功能层2在亲水材料层表面容易呈岛状模式生长，即在像素限定层1表面的载流子功能层2形成不连续的薄膜结构，使载流子横向不导通。因此，当开启某种发光颜色的子像素单元时，施加在该子像素单元上的载流子无法通过载流子功能层2横向迁移到相邻其他发光颜色的子像素单元中，避免其他颜色的子像素单元被同时点亮，有效解决色偏问题。
作为本发明的一个实施方式，像素限定层11还可以由亲水材料制成，以像素限定层11朝向子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面，使具有疏水性质的载流子功能层2的材料分子在像素限定层1的表面呈岛状生长，避免载流子功能层2在像素限定层1表面的连续性成膜，从而有效减少不同子像素单元之间的横向导通。
作为本发明的一个实施方式，载流子功能层的厚度为1-50nm，优选地为10nm。而常用载流子功能材料的分子直径通常为数埃级别，在此厚度条件下，载流子功能层2极易因岛状生长而断开，进一步保证载流子功能层2能够在像素限定层1远离基板3的表面上横向不导通。
作为本发明的一个实施方式，载流子功能层2选自但不限于空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的任一层，均属于本申请的保护范围。
作为本发明的一个实施方式，如图4所示，像素限定层11与子像素单元接触的两个侧壁面上均具有朝向子像素单元的突出部12。在载流子功能层的制备过程中，特别是使用蒸镀工艺时，由于该突出部12的隔断作用，能够进一步避免载流子功能层2在像素限定层1上成膜的连续性。
作为本发明的一个实施方式，如图4所示，像素限定层11的纵向截面为两个梯形沿垂直于基板的方向堆叠拼接的形状；其中，远离基板3的梯形的长边堆叠拼接于靠近基板3的梯形的长边上，靠近基板3的梯形的短边固定在基板3上。通过两个梯形的长边拼接，在长边的两端各形成一个朝向子像素单元的突出部12，且该突出部12与子像素单元接触的接触位置形成一尖角，增强了对载流子功能层在像素限定层表面连续性成膜的隔断效果。同时，由于光衍射等原因，像素限定层制备时的显影过程中分隔壁部分区域会过刻蚀，更容易形成梯形结构，工艺成熟，良品率高。
可选地，位于下方的梯形的侧边与基板之间形成夹角α，夹角α的角度为10-50°，优选地为30°。不仅不影响装置中其他膜层的制备，而且还能够避免载流子功能层2在像素限定层1上成膜的连续性。
作为本发明的一个变形实施方式，如图5所示，像素限定层的纵向截面还可以为桶形，或者，还可以是单一的梯形、三角形等等，均可以实现本申请的目的，属于本申请的保护范围。
作为本发明的一个实施方式，像素限定层11的纵向截面为两个梯形沿竖向拼接的形状，其中，位于靠近基板1的梯形的高度为h1，远离基板1的梯形的高度为h2；各子像素单元中第一电极层4的厚度为h2。h1＞h2，且h1与h2的差值为10nm-200nm，从而保证子像素单元中的载流子功能层与像素限定层11的突出部12相接处，利用突出部12增加对载流子功能层在像素限定层1表面连续性成膜的阻断效果。可选地，高度h1和高度h2相同，由于两者底边相同，能够有效降低生产工艺难度，提高产品良率。
实施例1
本实施例提供了一种有机电致发光装置，如图4所示，包括设置在基板3上的像素限定层1，像素限定层1中开设有用于容置子像素单元的凹槽11。本实施例中提供的有机电致发光装置中，
红光子像素单元器件结构为：ITO(10nm)/Ag(100nm)/ITO(10nm)/CuPc(20nm)/TPD(200nm)/CBP:Ir(piq)3(3％,30nm)/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Mg:Ag(20％,15nm)/NPB(60nm)；
绿光子像素单元器件结构为：ITO(10nm)/Ag(100nm)/ITO(10nm)/CuPc(20nm)/TPD(150nm)/CBP:Ir(ppy)3(10％,30nm)/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Mg:Ag(20％,15nm)/NPB(60nm)；
蓝光子像素单元器件结构为：ITO(10nm)/Ag(100nm)/ITO(10nm)/CuPc(20nm)/TPD(120nm)/CBP:Firpic(3％,30nm)/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Mg:Ag(20％,15nm)/NPB(60nm)；
像素限定层1为聚乙烯醇，聚乙烯醇成膜后与蒸馏水的静接触角为10°，分隔壁的截面为下底边重叠设置的且形状相同的倒梯形和正梯形结构，上下底面边长为20um、h1＝1.5um、α＝30°。
实施例2
本实施例提供了一种有机电致发光装置，其结构同实施例1，不同的是如图2所示，像素限定层11的纵向截面为正梯形，上下底面边长为22um，高度为1.5um底面夹角为150°。
对比例1
本对比例提供了一种有机电致发光装置，其结构同实施例1，不同的是像素限定层1为苯酚-甲醛聚合物。
对比例2
本对比例提供了一种有机电致发光装置，其结构同实施例2，不同的是像素限定层1为聚乙烯醇肉桂酸醇。
对上述实施例与对比例中的有机电致发光装置，测试结果如下表所示：
Figure BDA0001717200410000121
从上述数据可以看出，本申请实施例提供的有机电致发光装置能够有效截断通过像素限定层延伸至相邻像素单元的载流子层，当开启蓝光子像素单元时，施加在该子像素单元上的载流子不会经由载流子功能层迁移到相邻红光和绿光子像素单元中，避免红光和绿光子像素单元被同时点亮，能够有效解决低灰阶色偏问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种有机电致发光装置，其特征在于，包括设置在基板上的像素限定层，所述像素限定层中开设有若干用于容置子像素单元的凹槽，所述像素限定层与所述子像素单元之间以亲水性表面接触；
各所述子像素单元中分别包括至少一层载流子功能层；所述载流子功能层具有疏水性质；
所述像素限定层与所述至少一层载流子功能层之间以亲水性表面接触；
所述像素限定层与所述子像素单元接触的侧壁面上具有朝向所述子像素单元的突出部以减小载流子功能层在像素限定层上成膜的连续性；
所述像素限定层的纵向截面为两个梯形沿垂直于基板的方向堆叠拼接的形状；其中，远离基板的梯形的长边堆叠拼接于靠近基板的梯形的长边上，所述靠近基板的梯形的短边固定在所述基板上。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述像素限定层采用亲水材料制成，所述像素限定层朝向所述子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面；或者，
所述像素限定层与所述子像素单元接触的侧壁面上设置亲水材料层，所述亲水材料层朝向所述子像素单元一侧的表面作为所述亲水性表面。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，各所述子像素单元中的一层所述载流子功能层的厚度为1-50nm。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述至少一层载流子功能层为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述靠近基板的梯形的侧边与所述基板之间形成夹角，所述夹角的角度为10-50°。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光装置，其特征在于，各所述子像素单元中还包括第一电极层；在各所述子像素单元中，所述靠近基板的梯形的高度h1大于所述第一电极层的厚度h3，所述h1与所述h3的差值为10nm-200nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的有机电致发光装置，其特征在于，各所述子像素单元还包括有机发光层和第二电极层，各所述有机发光层的发光颜色不全相同。
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