CN110767737B - 一种全色有机电致发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全色有机电致发光装置,属于光电显示技术领域。所述有机电致发光装置为叠层结构自下而上依次包括:控制回路层、蓝光OLED器件层、第一缓冲层、光取出与光色转换功能组合层、第二缓冲层和封装层;所述光取出与光色转换功能组合层包括:设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区、设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能区、设置于绿色发光像素单元区的绿光色转换功能区,所述光取出与光色转换功能组合层上表面形成有准周期微纳米结构。本发明能够有效解决传统RGB三基色器件的cross‑talk和色彩偏移问题,同时可提高OLED的光取出效率,从而提高OLED发光装置的显示亮度,具有视觉效果好、良品率高、尺寸大小可方便实现等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种全色有机电致发光装置,具体地说是一种采用光色转换方案的全色有机电致发光发光装置,属于光电显示技术领域。
背景技术
随着OLED技术的不断发展和进步,OLED显示技术已经在手机、电视、电脑上得到广泛应用。同无机电致发光器件相比,有机电致发光器件具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视角宽、响应速度快,并易实现大面积和柔性显示等诸多优点,因而在过去的一些年中得到了迅速的发展。目前,有机电致发光发光装置件领域的研究早已不限于学术界,几乎所有国际知名的电子大公司以及化学公司都投入巨大的人力和资金进入这一研究领域,呈现研究、开发与产业化齐头并进的局面,有机电致发光显示技术正在飞速迈向产业化。现阶段,OLED发展的一个重点是在保证OLED显示强烈的色彩刺激性、动态范围广、高亮度、长寿命、工作稳定可靠的等优点的基础上降低其制备成本。
现有技术中,全色OLED发光装置通常有三种不同的制作方式:第一种是通过对像素矩阵上不同的OLED发光器件直接施加电场,从而获得独立的红绿蓝发光的“红绿蓝三原色发光方式”;第二种是利用不同色彩的滤光膜切割背景白色OLED发光器件所产生的OLED发光,从而获得红绿蓝三基色发光的“白光加滤光片方式”;第三种是通过光色转换膜吸收背景紫外、蓝色、浅蓝色或白色OLED发光器件中的有效OLED发光组分,将其中高能量的蓝色发光转化成为低能量的绿光或红光,从而获得红绿蓝三色发光的“光色转化方式”。
和前面两种全色OLED发光装置制造方式比较,光色转换方式在生产制造发光装置件时易于提高发光装置制造的性价比。同时可以提供朗伯体像素的发光,使得OLED发光装置视觉上更有美感。传统的制作大尺寸全色OLED发光装置存在多种技术难题,包括传统RGB三基色器件的Cross-talk和色彩偏移等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种全新的采用光色转换方式制作的大尺寸全色OLED发光装置,该装置具有视觉效果好、良品率高、尺寸大小可方便实现等优点,有利于提高发光装置制造性价比,使OLED技术进入户内高端大尺寸显示应用领域。
为实现上述发明目的,本发明提供如下技术方案:
一种有机电致发光装置,发光区域包括多个发光子像素区,每个发光子像素区由红色发光像素单元区、绿色发光像素单元区和蓝发光像素单元区共同组成,该装置为叠层结构自下而上依次包括:控制回路层、蓝光OLED器件层、第一缓冲层、光取出(CPL或称为盖帽层)与光色转换功能组合层、第二缓冲层和封装层;
所述光取出与光色转换功能组合层包括:设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区、设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能区、设置于绿色发光像素单元区的绿光色转换功能区;
所述光取出与光色转换功能组合层上表面形成有准周期微纳米结构。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述光取出与光色转换功能组合层上表面形成的准周期微纳米结构为准周期微纳米阵列结构,所述准周期微纳米阵列结构为微透镜阵列结构、微纳米半球结构、微纳米柱形结构等。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述蓝光OLED器件包括第一电极、至少一个有机发光功能材料膜组合层和第二电极,所述第一电极为反射电极层,所述第二电极为透明导电电极层,具体讲,该蓝光OLED器件的结构类型选自下述中的任一种:
(1)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
(2)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
(3)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
上述的有机发光功能材料膜组合层包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一层或多层,且必须包括发光层。其中的电子注入层可以采用n掺杂的传输层,所述n掺杂传输层为活泼金属掺杂的电子注入材料,或不活泼过渡金属(Cu、Ag、Au等)掺杂的配位型注入材料。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述蓝光OLED器件的发光光谱位于440~470nm,光谱半峰宽≤60nm。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述发光区域中的多个发光子像素区之间设置有隔离柱,或者所述发光区域中的多个发光子像素区之间不设置有隔离柱。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区层材料为无机材料或者有机材料,其折射率≥1.8,且波长≥450nm处的消光系数≤0.1。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述绿光色转换功能区采用绿光光色转换材料G-C3PL,所述红光色转换功能区采用红光光色转换材料R-C3PL。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述绿光色转换功能区采用的绿光光色转换材料G-C3PL与所述红光色转换功能区采用的红光光色转换材料R-C3PL为有机发光材料或者无机发光材料。具体讲,所述有机发光材料为单组分发光材料或者为主客体掺杂发光材料。所述无机材料可以为量子点发光材料。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述绿光色转换功能区与红光色转换功能区之间的分隔区域内填充设置有第三缓冲层,所述低第三缓冲层材料的折射率≤1.4,具体说,该第三缓冲层材料与本发明的全色有机电致发光装置中的第一缓冲层的材料相同或不同。
在一可选实施例中,本发明的全色有机电致发光装置中,所述光取出与光色转换功能组合层上可以设置或者不设置滤光片层。具体来说,设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区层上可以设置或者不设置滤光片层,设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能区层上可以设置或者不设置滤光片层,设置于绿色发光像素单元区的绿光色转换功能区层上可以设置或者不设置滤光片层。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述第一缓冲层和第二缓冲层的材料分别独立选自折射率≤1.4且波长≥450nm处的消光系数≤0.1的有机材料或者无机材料,具体讲,优选自金属氟化物、金属氧化物等。
在一可选实施例中,本发明的有机电致发光装置中,所述光取出与光色转换功能组合层可以通过真空蒸镀技术、激光转印技术、喷墨打印技术、丝网印刷技术或旋涂技术制备。具体说,所述的光取出功能区材料、绿光色转换功能区中的绿光光色转换材料与红光色转换功能区中的红光光色转换材料可以分别独立地或者同时地采用通过真空蒸镀技术、激光转印技术、喷墨打印技术、丝网印刷技术或旋涂技术制备。
本发明的这种有机电致发光装置,其中红色发光像素单元区、绿色发光像素单元区和蓝发光像素单元区都采用相同的蓝光OLED器件结构,所述蓝色发光像素单元区的发光源于蓝光OLED器件自发光,所述红色发光像素单元区的发光和绿色像素单元区的发光均源于设置覆盖在蓝色OLED器件上方的相应的红光光色转换功能区和绿光光色转换功能区中的光色转换材料将蓝色OLED器件发光传导方向的自发光进行光色转换后所产生的光致发光。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
本发明实施例提供的大尺寸OLED发光装置,其中蓝色发光像素单元由蓝光OLED器件自主发光,红色发光像素单元和绿色发光像素单元分别由蓝光OLED所形成的蓝光激发红色光色转换材料和绿色光色转换材料来发光,相比于现有技术中的红绿蓝三基色全彩发光方式以及白光加滤光片全彩发光方式而言,本发明设计的光色转换方案所实现的全彩发光在生产制造发光装置时更易于提高发光装置制造的性价比。
本发明实施例提供的大尺寸有机电致发光装置,在光取出与光色转换功能组合层表面形成有用于光散射的准周期微纳米结构为准周期微纳米阵列结构,所述准周期微纳米阵列结构为微透镜阵列结构、微纳米半球结构、微纳米柱形结构等,该结构对于本发明OLED装置的发光具有提高散射的效果,可以提高OLED的光取出效率,从而提高OLED发光装置的显示亮度,在使用过程中可以达到更好的使用体验,同时可以达到节能的效果。
另一方面,基于三基色或者白光OLED制备的发光装置而言,由于红、绿、蓝OLED发光材料的各项性能的差异性,三种颜色像素点的寿命劣化速度往往不再相同的时间线上,全色OLED显示屏必定会出现色彩漂移的劣化效果,存在色彩稳定性差的问题。因此从某种意义上来讲,这种红绿蓝三色像素的差异对OLED显示产业本身构成技术瓶颈,同时也对大屏显示的应用发展造成一定阻碍。通过上述光色转换技术所制备的全色OLED发光装置由于都是使用相同的蓝光OLED作为初始光源,不会出现OLED显示屏色差问题。
另外,本发明实施例提供的大尺寸有机电致发光装置,光取出功能区材料、绿光色转换功能区与红光色转换功能区中的相应光色转换材料可通过真空蒸镀技术、激光转印技术、喷墨打印技术、丝网印刷技术或旋涂技术分别制备到相应的蓝光OLED器件上的发光功能区上,这些制备工艺相对简单、且成本低廉,不仅能够提高显示面板的良品率,同时能够大幅度的降低显示面板的制备成本。
附图说明
图1为现有技术中传统的大尺寸全色OLED发光装置件结构示意图;
图2为本发明实施例提供的具有滤光片层的大尺寸全色OLED发光装置结构示意图;
图3为本发明实施例提供的没有滤光片层的大尺寸全色OLED发光装置结构示意图;
图4为本发明实施例提供的发光区域中的多个发光子像素区之间不设置有隔离柱的大尺寸全色OLED发光装置结构示意图;
图5为本发明实施例提供的蓝光OLED发光器件的结构示意图(发光区域中的多个发光子像素区之间设置有隔离柱);
图6为本发明实施例提供的蓝光OLED发光器件的结构示意图(没有有隔离柱);
图7为本发明实施例提供的光取出与光色转换功能组合层上表面形成有准周期微纳米结构示意图:其中(1)为纳米半球结构AFM示意图;其中(2)为微透镜结构SEM示意图;其中(3)为纳米柱形结构SEM示意图;
附图标记说明:1、控制回路;2、蓝光OLED器件;3、第一缓冲层;4、光取出功能区层;5、第二缓冲层;6、封装层;7、绿光光色转换功能区层;8、红光光色转换功能区层;9、蓝色滤光片层;10、绿色滤光片层;11、蓝色滤光片层;12、隔离柱;13、第三缓冲层;14、绿光OLED器件;15、红光OLED器件;2a、发射电极层;2b、蓝色有机发光功能材料膜层组合;2c、透明电极层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明不局限于以下实施例。
本发明实施例提供了一种有机电致发光装置,发光区域包括多个发光子像素区,每个发光子像素区由红色发光像素单元区、绿色发光像素单元区和蓝发光像素单元区共同组成,该装置为叠层结构自下而上依次包括:控制回路层1、蓝光OLED器件层2、第一缓冲层3、光取出(CPL或称为盖帽层)与光色转换功能组合层、第二缓冲层5和封装层6;
所述光取出与光色转换功能组合层包括:设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能层4、设置于绿色发光像素单元区的绿光光色转换功能层7、设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能层8;
所述光取出与光色转换功能组合层上表面形成有准周期微纳米结构。
具体地,本发明实施例提供的一种全色有机电致发光装置中,光取出与光色转换功能组合层上表面采用基材表面具有准周期的纳米阵列结构,优选的可以设计采用基材表面具有准周期的纳米半球结构。光色转换材料在沉积于基材表面时,基材表面的纳米半球结构就可以转移到光色转换膜层表面,然后通过激光转印技术将光色转换层转移到相对应的蓝光OLED发光面表面,这样便在红色和绿色光色转换材料表面形成了一层具有纳米半球结构的光色转换层。准周期的纳米半球结构有助于光的散射,增强红光和绿光的出光效率,提升整体的显示效果。
具体地,本发明实施例提供的一种全色有机电致发光装置的结构参见图2,在控制回路层1上面设置有蓝光OLED器件层2,在蓝色发光器2上方覆盖有第一缓冲层3,在第一缓冲层3上在蓝光发光像素单元区相对应的发光区域覆盖有光取出功能层4,同时在绿光发光像素单元区相对应的发光区域覆盖有绿光光色转换功能层7,在红光发光像素单元区相对应的发光区域覆盖有红光光色转换功能层8,以及分别设置在光取出功能层4上的蓝色滤光片层9、在绿光光色转换功能层7上的绿色滤光片层10、在红光光色转换功能层9上的红色滤光片层11。同时,所述绿光色转换功能层7与红光色转换功能层8之间的分隔区域内填充设置有第三缓冲层13。接着,在蓝色滤光片层9、绿色滤光片层10和红色滤光片层11上方覆盖有第二缓冲层5。最后,在第二缓冲层5的上方覆盖有封装层6。
当然,本发明实施例提供的全色有机电致发光装置的结构也可参见图3,其中,光取出与光色转换功能组合层的蓝、绿和红各个发光像素单元区相对应位置也可以均不覆盖有滤光片层。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,参见图2、3和5,所述发光区域中的多个发光子像素区之间设置有隔离柱12,或者参见图4和6,所述发光区域中的多个发光子像素区之间不设置有隔离柱。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述控制回路层可以采用AM驱动或PM驱动方式,当发光装置采用AM驱动时,TFT控制回路需要和其中一组电极连接,每一个TFT回路控制一个像素发光单元,通过开关形式控制像素的发光;当发光装置采用PM驱动时,发光装置的像素发光则通过脉冲进行控制。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述第一缓冲层3和第二缓冲层5的材料分别独立选自折射率≤1.4且波长≥450nm处的消光系数≤0.1的有机材料或者无机材料,优选自金属氟化物、金属氧化物等。在本实施例1中优选使用LiF作为缓冲层材料。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区层材料为无机材料或者有机材料,其折射率≥1.8,且波长≥450nm处的消光系数≤0.1。在本实施例1中优选使用有机材料作为光取出功能区层。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能区采用红光光色转换材料R-C3PL,设置于绿色发光像素单元区的绿光色转换功能区采用绿光光色转换材料G-C3PL。
具体讲,G-C3PL7和光色转换层可由主客体掺杂膜层构成、或者纯荧光发光材料构成、或者无机发光材料构成。所述掺杂材料可以选自荧光材料或是含有硼、铱、铂、铼、钉金属的有机磷光材料;其中无机材料包括量子点发光材料。在本发明的一个优选实施例中,光色转换层采用主客体掺杂的方式构成;光色转换层的主体材料是一种对500nm以下的蓝光具有强烈吸收并产生激发态,且可以将激发能转移到客体材料,促使客体材料发光的材料。所述主体材料可为例如噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、聚二烷基芴衍生物或4,4'-双(9-咔唑基)联苯(CBP);所述客体材料可为例如喹吖啶酮、香豆素、红荧烯、苝及其衍生物、苯并吡喃衍生物、罗丹明衍生物或氨基苯乙烯衍生物。光色转换层的客体材料是一种可接收来主体材料的激发能并发出可见光的材料,其具体可以选自含硼的有机材料,或者是铱、铂、铼、钉金属的有机磷光材料,蒽衍生物、双苯乙烯苯衍生物、芘衍生物、噁唑衍生物和聚对苯乙烯衍生物等,但不限于此。
所述绿色光色转换膜层材料G-C3PL7和红色光色转换膜层材料R-C3PL 8分别独立选自具有下列通式结构的有机材料中的一种或几种的混合物,所述通式为:
通式1中的R1、R2分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R1、R2不同时为氢原子;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
通式2中的R3、R4、R5、R6分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R3、R4、R5、R6不同时为氢原子;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
通式3中的R7、R8、R9、R10分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R7、R8、R9、R10不同时为氢原子;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
通式4中的R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19不同时为氢原子;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
通式5中的R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26不同时为氢原子;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
通式6中的R27、R28、R29、R30、R31分别独立的表示氢原子、取代或未取代C1-C30的烷基、取代或未取代C3-C30的环烷基、取代或未取代C2-C30烯基、取代或未取代C1-C30的烷氧基或硫代烷氧基、取代或未取代的C6-C30的芳基、取代或未取代的C2-C30的杂芳基、取代或未取代的二芳基胺基、取代或未取代的二杂芳基胺基中的一种;R27、R28、R29、R30、R31不同时为氢原子;-----表示为可连接成单键或不连接成键;
所述取代或未取代的取代基选自氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、羰基、C1-C10的烷基、C3-C10的环烷基、C2-C10烯基、C1-C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6-C30的单环芳基或稠环芳基、C3-C30的单环杂芳基或稠环杂芳基、二芳基胺基、二杂芳基胺基中的一种或者至少两种的组合。
所述绿色光色转换层和红色光色转换层中的荧光色素材料采用传统的有机荧光材料或无机荧光材料。此类材料的基本要求是对500nm以下蓝光具有强烈的吸收,同时分别可发出波峰位于500nm~550nm和600nm~630nm绿光和红光,能够作为绿色光色转换材料和红色光色转换材料使用的材料还要求具备较强的荧光量子效率,此类材料还可列举出:(1)香豆素类染料,具体包括3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨香豆素、3-(2’-苯并咪唑基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2’-甲基苯并咪唑基)-7-二乙基氨基香豆素等;(2)碱性黄51,其是香豆素染料家族中的染料;(3)萘二甲酰亚胺染料,例如溶剂黄11和溶剂黄116等。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述绿色光色转换膜层和红色光色转换膜层可以通过激光转印技术、喷墨打印技术制备、丝网印刷或旋涂技术制备,优选采用激光转印加工工艺制成,光色转换层首先通过真空蒸镀技术将光色转换材料形成于给体基材上。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,覆盖于绿光光色转换膜层上的绿色滤光片层10以及覆盖于红光光色转换膜层上的红光滤光片层11的制作工艺可参照使用传统液晶发光装置上的滤光片膜层的材料和制作工艺,这类材料通常是将所定颜料分散在光刻胶内构成,不同特性的滤光膜层的材料通常是采用常规的光刻方式制作而成,具体核心工序包括涂膜、曝光、显影、固化等内容。除了光刻方式以外,红绿蓝像素滤光片膜层还可以使用打印、凸版印刷、胶印和Nezzle印刷等工艺制成。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述TFE封装层6所用的材料应具备能够有效地防止氧、低分子量组分和水分渗透进入OLED,以提高整个OLED发光器件的稳定性;封装一般有两种封装方式,单层薄膜封装和多层薄膜封装;单层薄膜封装一般利用真空蒸镀技术或者等离子体化学气相沉积(PECVD)技术,在基板和器件上制备一层阻挡层来阻挡水汽和氧气的渗透;多层薄膜封装一般在聚合物基板和有机发光器件上采用多层薄膜包覆密封,也就是常用的Barix封装技术。TFE封装材料可以使用超薄玻璃、金属箔或聚合物,在本实施例1中优选采用单层薄膜封装,使用超薄玻璃和UV胶填充来封装。
本发明实施例提供的全色有机电致发光装置中,所述蓝光OLED器件包括第一电极、至少一个有机发光功能材料膜组合层和第二电极,本实施例具体优选结构如图5、图6所示,它由反射电极层2a、一个蓝色有机发光功能材料层2b以及透明电极层2c构成。所述有机发光功能材料的膜层组合包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一层或多层,且必须包括发光层。
进一步讲,上述蓝光OLED发光器件可列举如下多种构造:
(1)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜层组合/第二电极;
(2)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜层组合/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜层组合/第二电极;
(3)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜层组合/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜层组合/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜层组合/第二电极;
在实施例中,蓝光OLED器件为单层蓝光OLED器件、双叠层蓝光OLED器件或者三叠层蓝光OLED器件。
上述蓝光OLED发光器件2中,蓝光发光层是由主体材料和客体材料组成,就客体材料而言,可列举出荧光类材料和磷光类材料两大类。对比荧光发光材料,磷光发光材料在发光过程中可以同时利用单线态和三线态激子,理论上内量子效率可以达到100%,从而大大提高发光器件的发光效率。
在上述蓝光OLED发光器件2中,构成上述OLED发光器件2的发光层的主体材料不但需要具备双极性的电荷传输特性,同时需要具备恰当的能阶,可将电子和空穴复合产生的激发能有效的传递到客体发光材料。这样的材料包括二苯乙烯基亚芳基衍生物、均二苯乙烯衍生物、咔唑衍生物、三芳胺衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、苯并菲衍生物等。
在上述蓝光OLED发光器件2中,所述客体发光材料可以是单纯的荧光材料、磷光材料或由不同的荧光材料和磷光材料搭配组合而成,优选地,蓝色发光由荧光材料产生,作为用于产生蓝色发光的蓝色荧光客体材料,不但需要具备极高的荧光量子发光效率,同时还需要具备恰当的能阶,可有效的吸收主体材料激发能发光,这样的材料没有特别的限定。例如,可列举出二苯乙烯胺类衍生物、芘衍生物、苯并菲衍生物、蒽衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、屈衍生物、二氮杂菲衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、四苯基丁二烯衍生物等。还可列举出四联苯系化合物、双苯基系化合物、苯咪唑系化合物、苯并噁唑系化合物、苯并噁二唑系化合物、苯乙烯基苯化合物、丁二烯系化合物、萘二甲酰亚胺化合物、紫苏烯系化合物、醛连氮系化合物、环戊二烯系化合物、苯乙烯基胺系化合物、香豆素系化合物、芳香族二甲苯茶碱系化合物、聚苯系化合物等单独一种或两种以上的组合。
除此之外,上述可用于OLED发光器件2中的产生蓝色发光的主客体材料还可以采用下述专利或专利申请中所公开的化合物,这些专利或专利申请包括:美国专利或专利申请:US20080193797;US20080220285;US20080128009;US20090110957;US20100295444;US20110114889;US20110042655;US20110147716;US20110284799;US20120126180;US20120112169;US2012011216;US7846558;US8173275。日本专利或专利申请:JPA2007223904;JPA2008214332;JPA2008291271;JPA2008545630;JPA2009010181;JPA2009505995;JPA2010238880;JPA2010241687;JPA201002776;JPA2011216640;JPA2012080093。国际专利或专利申请:WO12007032161;WO12007032162。
使用荧光客体时,相对于主体材料,蓝色荧光客体材料的含有量优选为0.1%~20%(重量)。
在上述蓝光OLED发光器件2中,蓝光发光层包含有三个有机发光功能材料膜层组合的叠层结构,相邻的有机发光功能材料膜层组合之间通过电荷产生层连接,其特点在于,易于实现OLED发光器件的长寿命和高效率。电荷产生层可以为以下几种类型中的任意一种:(1)n型掺杂有机层/无机金属氧化物,如Bphen:Ag/MoO3、Bphen:Li/MoO3、Alq3:Mg/WO3、BCP:Li/V2O5和BCP:Cs/V2O5;(2)n型掺杂有机层/有机层,如Alq3(八羟基喹啉铝):Li/HAT-CN;(3)n型掺杂有机层/p型掺杂有机层,如BPhen:Ag/NPB:F4-TCNQ、BPhen:Cs/NPB:F4-TCNQ、Alq3:Li/NPB:FeCl3、TPBi:Li/NPB:FeCl3和Alq3:Mg/m-MTDATA:F4-TCNQ;(4)非掺杂型,如F16CuPc/CuPc和Al/WO3/Au。
上述OLED器件中,用来制作第一电极的材料包括:具有高反射率且不透光的阳极;可以为金属,或者几种金属的合金如:Ag、Au、Pd、Pt、Ag:Au、Ag:Pd、Ag:Pt、Al:Au、Al:Pd、Al:Pt、Ag:Au、Au/Ag、Pd/Ag、Pt/Ag等,此电极需要有良好的导电性、高反射率、良好的化学形态以及稳定性等特性。用来制作第二电极的材料包括:可以为金属氧化物,如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌以及其他类似的金属氧化物;还可以为金属或者几种金属的合金,如Al、Mg、Ca、Li、Yb、Ag、Mg:Ag、Yb:Ag、Mg/Ag、Yb/Ag、Li/Ag、Al/Ag、Ca/Ag等。此电极需要有良好的导电性、良好的透过率、良好的化学形态以及稳定性等。所述电极层可以通过气相沉积、溅射或者化学气相沉积方式制成,优选通过溅射方式制成。
上述OLED发光器件中,用来制作空穴注入层、空穴传输层的材料可任意选择现有技术中公知的可用材料。
此处,作为电子给予有机化合物,可以使用例如N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基苯基、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二氨基联苯、2,2-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)丙烷、N,N,N’,N’-四-对甲苯基-4,4’-二氨基联苯、双(4-二-对甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N,N’-二苯基-N,N’-二(4-甲氧基苯基)-4,4’-二氨基联苯、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-双(二苯基氨基)四苯基、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4’-N,N-二苯基氨基苯乙烯基苯、N-苯基咔唑、1,1-双(4-二-对三氨基苯基)环己烷、1,1-双(4-二-对三氨基苯基)-4-苯基环己烷、双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷、N,N,N-三(对甲苯基)胺、4-(二-对甲苯基氨基)-4’-[4-(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]二苯乙烯、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基联苯、N-苯基咔唑、4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4,4”-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]对三联苯、4,4’-双[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-双[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]联苯、1,5-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘、4,4’-双[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]联苯基苯基氨基]联苯、4,4”-双[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]-对三联苯、4,4’-双[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-双[N-(8-荧蒽基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-双[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-双[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-双[N-(1-蒄基)-N-苯基氨基]联苯、2,6-双(二-对甲苯基氨基)萘、2,6-双[二-(1-萘基)氨基]萘、2,6-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘、4,4”-双[N,N-二(2-萘基)氨基]三联苯、4,4’-双{N-苯基-N-[4-(1-萘基)苯基]氨基}联苯、4,4’-双[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]联苯、2,6-双[N,N-二-(2-萘基)氨基]芴、或4,4”-双(N,N-二-对甲苯基氨基)三联苯,或芳基胺化合物如双(N-1-萘基)(N-2-萘基)胺,但本申请不限于此。
用作EBL层的材料,其三线态(T1)能级高于发光层EML中主体材料的T1能级,能够起到阻挡发光层EML材料能量损失的作用;EBL材料的HOMO能级介于HTL材料的HOMO能级和发光层EML主体材料的HOMO能级之间,利于空穴从正电极注入到发光层EML中,同时要求EBL材料具有高的空穴迁移率,利于空穴传输,降低器件应用功率;EBL材料的LUMO能级高于发光层EML主体材料的LUMO能级,起到电子阻挡的作用,也就是要求EBL材料具有宽的禁带宽度(Eg)。符合以上条件的EBL材料可以为三芳基胺衍生物、芴衍生物、螺芴衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物等。其中优选三芳基胺衍生物,如N,N-二(4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯基)-[1,1':4',1”-三联苯]-4-胺;螺芴衍生物,如N-([1,1'-二苯基]-4-基)-N-(9,9-二甲基-9H-呋喃-2-基)-9,9'-螺二[芴]-2-胺;二苯并呋喃衍生物,如N,N-二([1,1'-联苯]-4-基)-3'-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)-[1,1'-联苯基]-4-胺,但不限于此。
为了降低蓝光OLED发光器件的驱动电压,改善OLED发光器件的性能,通常做法是向OLED发光器件的空穴注入层中加入P型掺杂材料,来提高载流子的传导性。可作为P型掺杂材料使用的P型掺杂材料包括:(1)有机材料,如2,3,4,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰二甲基对苯醌(F4-TCNQ);(2)无机材料,如MoO3、V2O5、Re2O7、FeCl3和WO3等。
在上述蓝光OLED器件2中,用来制作电子注入层的材料可以在具备电子传输特性OLED的材料中任意选择使用。这样的材料可以列举为羟基喹啉衍生物的金属络合物、各种金属络合物、三唑衍生物、2,4-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(CAS号:1459162-51-6)等三嗪衍生物、2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑(CAS号:561064-11-7,俗称LG201)等咪唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、碳化二亚胺衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、硅基化合物衍生物等。
电子注入层可以采用n掺杂的传输层,所述n掺杂传输层为活泼金属掺杂的电子注入材料,或不活泼过渡金属(Cu、Ag、Au等)掺杂的配位型注入材料。一些无机的金属化合物材料也可以作为蓝光OLED器件2的电子注入层、电子传输层材料使用,例如可列举出LiF,CsF,Cs2CO3,LiN,Cs3N等材料。
为了使蓝光OLED器件2获得低电压驱动效果,蓝光OLED器件2的电子注入层、电子传输层通常采用N型掺杂的结构形态,可作为N型掺杂使用的材料可列举出低功函数的金属材料,譬如Li,Cs,K,Yb等,亦包括Ag掺杂的含邻菲罗啉或联吡啶等配位性传输材料、还可以列举一些金属材料氧化物,氟化物,或氮化物等,譬如Li2O,CsF,Li3N,CsN等。
制备实施例1
制造步骤工艺:
(1)参照图5所示,在控制回路1上,通过磁控溅射的方式制作了ITO(7nm)/Ag(100nm)/ITO(7nm)厚度的反射电极层2a,其膜阻抗9Ω/□。随后对反射电极层2a进行了图案工艺加工,并在加工完成的反射电极上制作第一电极隔离柱和第二电极隔离柱,其中第一电极隔离柱为梯形结构,第二梯形隔离柱为倒梯形结构。所有的反射电极图案和第一电极的隔离柱的加工方法同样采用了传统液晶面板制作的光刻工艺。第一电极隔离柱和第二电极隔离柱所采用的光刻胶材料均为日本zeon株式会社生产的型号为ZPN1168的光刻胶材料。
(2)完成电极隔离柱制作后,进入OLED发光器件制作流程。
制作好反射电极的基板需要进行前处理,前处理工艺为:10-3Pa以下的真空条件下,200℃紫外UV清洗3分钟。
本制造实施例1中,所述全色OLED发光装置的蓝光OLED发光器件为叠层结构方式,所使用的材料和具体结构如下:
反射电极层2a(ITO(7nm)/Ag(100nm)/ITO(7nm))/空穴注入层HIT(10nm)/空穴传输层HTL(130nm)/电子阻挡层(10nm)/蓝色发光层(20nm)/连接层(5nm)/蓝光发光层(20nm)/电子传输层(35nm)/电子注入层(1nm)/透明电极层(12nm)(Ag:Mg=9:1)
制备有蓝光OLED发光单元:
按照以下过程进行:
a)在反射电极层2a上,空穴传输主体材料HTL和P型掺杂材料P1放在两个蒸镀源中,在真空度1.0E-5Pa压力下,控制HTL蒸镀速率为控制P型掺杂材料1蒸镀速率为 共同混蒸得到本发明的HIL,其厚度为10nm;
b)在空穴注入层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀空穴传输层,空穴传输层材料为HTL,厚度为60nm;
c)在空穴传输层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀电子阻挡层EB,其厚度为10nm;
d)在电子阻挡层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀发光层材料,主体材料为BH,客体材料为BD,质量比为3%,厚度为20nm;
e)在发光层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀连接层Alq3:Li/HAT-CN,其厚度为5nm;
f)重复步骤d),制备蓝光发光层;
g)在发光层上,通过真空蒸镀方式蒸镀ET-1和Liq,ET-1和Liq质量比为50:50,厚度为35nm,该层作为电子传输层;
h)在电子传输层上,通过真空蒸镀方式蒸镀LiF,厚度为1nm,该层为电子注入层;
i)在电子注入层之上,通过真空蒸镀方式蒸镀真空蒸镀Ag:Mg,其质量比例为9:1,厚度为12nm,该层为透明电极层;
j)在透明电极层上,通过真空蒸镀方式蒸镀CP-1,其厚度为60nm。
(3)蓝色发光像素单元区的第一缓冲层3上面通过真空蒸镀方式蒸镀CP-1,其厚度为60nm,形成蓝光光取出层。
(4)在光取出与光色转换功能组合层上表面制备基材表面具有准周期的纳米阵列结构,具体采用基材表面具有准周期的纳米半球结构:
制备纳米半球的工艺如下:将0.02%硝酸银、0.01%氢氧化钠与0.1%氨水按1:1:1配比形成银氨溶液,与同体积的0.02%葡萄糖水溶液混合,在25℃室温下发生如下氧化还原的银镜反应:
C6H12O6+2Ag(NH3)2OH→RCOONH4+2Ag↓+H2O+3NH3
在单晶硅<110>表面形成金属银膜,控制反应时间制备了10~40nm厚的银膜。之后,在2L min-1氮气环境下400℃退火处理1分钟,银层自凝聚成随机分布的纳米银颗粒。然后,利用反应离子刻蚀系统(Tegal 903e,REFURBISHED)在SF6为刻蚀气体,电源功率200W的条件下对基底进行刻蚀处理;接着将刻蚀后Si片放入浓硝酸(密度为1.5g cm-3)中浸泡20min,最后取出Si片放到去离子水中超声清洗10min,然后取出烘干即可得到Si基底的准周期纳米半球阵列结构。之后通过软纳米压印技术将Si基底上的微纳米阵列结构转移到激光转印技术所用到基材表面,形成表面具有准周期微纳米半球阵列的基材。
(5)按照图2所述结构,在上述蓝光OLED中继续制备设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能层、设置于绿色发光像素单元区的绿光色转换功能层。在本制造实施例1中,红光和绿光光色转换层均为为主客体掺杂形式,红光和绿光光色转换层通过真空蒸镀技术形成在给体基材上,其厚度为40nm,掺杂比例为3%,基于质量计;然后通过激光热转印技术将覆盖有绿光光色转换层和红光光色转换层材料的给体基材对位贴附于蓝光OLED发光面的表面。然后,用激光束对给体基材进行曝光,将红光和绿光光色转换材料相应转移到蓝光发光面的表面。
绿色光色转换层主体材料(1)和红色光色转换层主体材料(2)为如下结构的,其结构式为:
光色转换层材料优选为含硼的材料,其中绿色光色转换层掺杂材料(3)和红色光色转换层掺杂材料(4)为如下结构,其结构式为:
(6)在完成绿色光色转换膜层和红色光色转换膜层制作后,通过真空贴附的方式在在蓝色光取出层、绿色光色转换膜层和红色光色转换膜层对应的位置上贴敷在蓝色光取出层、绿色滤光片层和红色滤光片层。
(7)随后在真空环境中通过真空蒸镀工艺将作为第三缓冲层13的LiF填充到蓝光光取出层、绿色光色转换层、红光光色转换层间的缝隙中,将各像素单元隔离开;
(8)随后在蓝色滤光片、绿色滤光片和红色滤光片层上面通过蒸镀工艺形成一层80nm的LiF层,进一步的在LiF层上通过CVD成膜方式,制作完成了500nm厚度的SiN,形成第二缓冲层5。
(9)在第二缓冲层5上,在氮气环境中进行薄玻璃盖板和UV胶的填充封装,形成整个全色OLED发光装置。
制备实施例2
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于蓝光OLED器件制备过程中在步骤f)之后重复步骤e)和步骤d)的过程,形成三叠层的蓝光OLED发光器件。
制备实施例3
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于将步骤(3)和(6)中的LiF换成BaF2。
制备实施例4
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于蓝光OLED器件制备过程中步骤j)的材料替换成CP-2。
制备实施例5
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于将步骤(4)中的准周期纳米半球阵列结构替换成准周期微透镜阵列结构:
按照实施例1中制备纳米半球的工艺方法,采用相同的氧化还原的银镜反应在单晶硅<110>表面形成金属银膜,控制反应时间制备10~40nm厚的银膜。接着在2L min-1氮气环境下400℃退火处理1分钟,银层自凝聚成随机分布的纳米银颗粒。然后,利用反应离子刻蚀系统(Tegal 903e,REFURBISHED)在SF6为刻蚀气体,电源功率100W的条件下对基底进行刻蚀处理;接着将刻蚀后Si片放入浓硝酸(密度为1.5g cm-3)中浸泡10min,最后取出Si片放到去离子水中超声清洗10min,然后取出烘干即可得到Si基底的准周期纳米微透镜阵列结构。之后通过软纳米压印技术将Si基底上的微纳米阵列结构转移到激光转印技术所用到基材表面,形成表面具有准周期微纳米微透镜阵列的基材。
制备实施例6
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于将步骤(4)中的准周期纳米半球阵列结构替换成准周期纳米柱形阵列结构:
按照实施例1中制备纳米半球的工艺方法,采用相同的氧化还原的银镜反应在单晶硅<110>表面形成金属银膜,控制反应时间制备10~40nm厚的银膜。接着在2L min-1氮气环境下400℃退火处理1分钟,银层自凝聚成随机分布的纳米银颗粒。然后,利用反应离子刻蚀系统(Tegal 903e,REFURBISHED)在SF6为刻蚀气体,电源功率150W的条件下对基底进行刻蚀处理;接着将刻蚀后Si片放入浓硝酸(密度为1.5g cm-3)中浸泡20min,最后取出Si片放到去离子水中超声清洗10min,然后取出烘干即可得到Si基底的准周期纳米柱形阵列结构。之后通过软纳米压印技术将Si基底上的微纳米阵列结构转移到激光转印技术所用到基材表面,形成表面具有准周期微纳米柱形阵列的基材。
制备实施例7
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于将步骤(1)中没有隔离柱的制备过程;
制备实施例8
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于没有步骤(5)过程,即在整个装置上不存在滤光片层。
制备实施例9
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于没有步骤(7)过程,蓝光光取出层、绿色光色转换材料层、红光光色转换层之间没有低折射率的填充材料。
制备实施例10
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于步骤(6)过程,通过真空贴附的方式在在蓝色光取出层对应的位置上贴敷蓝色滤光片,红光和绿色光色转换功能区层上不需要贴敷红色滤光片和绿色滤光片。
制备实施例11
根据制造实施例1的步骤完成整个全色OLED发光装置,不同点在于步骤(6)过程,通过真空贴附的方式在在绿色光色转换膜层和红色光色转换膜层对应的位置上贴敷绿色滤光片层和红色滤光片层,蓝色光取出层对应的位置上不需要贴敷蓝色滤光片。
本制造实施例的大尺寸全色OLED发光装置各像素特征测试结果如表1所示。
对比实施例
对比实施例的器件结构如图1所示,对比实施例的全色OLED发光器件为传统的三基色基结构,没有制作绿色光色转换层和红色光色转换层,也没有制作绿色滤光片层和红色滤光片层,只是将相邻的蓝光OLED器件分别换成了绿光绿光OLED器件和红光OLED器件。
主体材料GH-1、GH-2和客体材料GD的质量比为47:47:6,红光主体材料RH和红光客体材料RD的质量比为97:3。
上述实施例中,所使用的滤光片是委托加工的形式从中华映管股份有限公司获得,其中红色滤光片膜层为4微米,绿色滤光片膜层厚度为5微米,其规格尺寸为2.4寸QVGA规格。
对比实施例中全色OLED发光装置各像素特性测试结果参见表1。
表1:
*1:白场是指调整发光装置不同驱动像素的电流量,直至达到某一标准白光下的设定。
2:发光装置初始亮度500cd/cm2下的驱动效果。
3:Cross-talk:器件亮度为1nit时,由于相邻像素间存在漏电流,导致被点亮像素的相邻像素也同时点亮,导致器件色彩变差
4:JNCD(Just Noticeable Color Difference),用来反映色彩偏移程度,数值越小说明色彩偏移越小,颜色显示越准。JNCD的计算公式如下:((4*x1/(-2*x1+12*y1+3)-4*x0/(-2*x0+12*y0+3))^2+(9*y1/(-2*x1+12*y1+3)-9*y0/(-2*x0+12*y0+3))^2)^0.5/0.038,其中(x0,y0)和(x1,y1)为色坐标值。
5:初始白场60度视偏角的JNCD计算:(x0,y0)为初始白场驱动时色坐标,为(x1,y1)初始白场60度视偏角的JNCD。白场驱动1000小时后的JNCD计算:(x0,y0)为初始白场色坐标,(x1,y1)为器件工作1000h后的白场色坐标。
从制造实施例1所制作的全色OLED显示的像素特性数据来看,本发明器件的绿光和红光效率不如传统的RGB三基色器件,主要原因一方面是蓝光转换为绿光和红光过程中,存在着能量转换损失;另一方面,主客体荧光发光效率也无法达到100%的荧光量子效率。但是,本发明器件通过色转换技术,能够有效解决像素Cross-talk、JNCD较高和器件长时间工作的色彩偏移问题。
Cross-talk的主要来源于相邻像素间由于漏电流的存在而产生。例如,当TFT点亮蓝光像素时,由于漏电流的存在,导致相邻的绿光和红光像素发光,从而导致器件的色纯度发生偏差,使得屏幕的色度较差。传统的RGB器件结构,由于TFT的独立开关,在一定的电压下,很难避免cross-talk。而本发明器件结构的绿光和红光像素来自于蓝光通过色转换层得到,不涉及漏电流问题,因而有效避免了Cross-talk问题,有效提高了器件的色纯度。
JNCD是色彩偏移程度的一个指标,该值越小越好。传统的RGD三基色器件的JNCD大,导致色彩偏移严重。特别是随着观察角度的增加,器件的亮度和色坐标发生明显偏移,导致器件色彩偏移严重。其主要原因是传统RGB器件存在着较强的微腔效应,使得特定出光角度的光效提高,但是随着观察角度的增大,微腔效应会导致亮度和色坐标产生较大变化。而本发明器件中的绿光和红光通过色转换得到,有效避免了微腔效应带来的色偏问题。同时,本发明的器件工作1000小时后,JNCD变化较小,能够有效提高器件长时间工作时带来的色偏问题。
同时在本发明中引入了准周期微纳米结构,准周期纳米结构具有独特的增透减反特性,可以有效改善出光面全反射,提高OLED的耦合出光效率,实现高效的OLED。另外,准周期的微纳米结构不存在波长依赖性、角度依赖性和偏振敏感的缺陷,换言之,可以实现广角、宽光谱、偏振不敏感的光提取,有效的避免由于微纳米结构的引入所导致的色偏问题。
本发明的大尺寸全色OLED发光装置制造技术继承了传统的大尺寸全色OLED发光装置制作工艺中,不使用金属面罩的工艺特点,这有利于制造高精度的发光装置,并有利于提高产品的良率。此外,光色转换材料通过激光转印的方式转移到蓝光OLED器件上,激光转印技术可以获得极均匀、光滑的转印膜层,且符合大尺寸制备,有利于提高全色OLED发光装置的良品率,并有利于提高大尺寸OLED发光装置的生产效率。
综上所述,采用本发明工艺制造大尺寸全色OLED发光装置具有简化制造工艺、提高产品良品率等方面的综合效果。可利用相对简单的生产工艺技术,制造出性价比高的拥有良好的红绿蓝三基色平衡度和效率的大尺寸全色OLED发光装置。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种全色有机电致发光装置,其特征在于,发光区域包括多个发光子像素区,每个发光子像素区由红色发光像素单元区、绿色发光像素单元区和蓝色发光像素单元区共同组成,其特征在于,该装置为叠层结构自下而上依次包括:控制回路层、蓝光OLED器件层、第一缓冲层、光取出与光色转换功能组合层、第二缓冲层和封装层;
所述光取出与光色转换功能组合层包括:设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区、设置于红色发光像素单元区的红光光色转换功能区、设置于绿色发光像素单元区的绿光光色转换功能区;
所述设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区层材料为有机材料;
所述光取出与光色转换功能组合层表面形成有准周期微纳米结构,该准周期微纳米结构为准周期微纳米阵列结构,所述准周期微纳米阵列结构为微透镜阵列结构、微纳米半球结构或微纳米柱形结构;
所述第一缓冲层和第二缓冲层的材料分别独立选自折射率≤1.4且波长≥450nm处的消光系数≤0.1的有机材料或者无机材料。
2.根据权利要求1所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述蓝光OLED器件包括第一电极、至少一个有机发光功能材料膜组合层和第二电极,所述第一电极为反射电极层,所述第二电极为透明导电电极层,所述蓝光OLED器件的结构类型选自下述中的任一种:
(1)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
(2)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
(3)第一电极/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/电荷产生层/蓝色有机发光功能材料膜组合层/第二电极;
所述的有机发光功能材料膜组合层包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一层或多层,且必须包括发光层。
3.根据权利要求2所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述蓝光OLED器件的发光光谱位于440~470nm,光谱半峰宽≤60nm。
4.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述发光区域中的多个发光子像素区之间设置有隔离柱。
5.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述设置于蓝色发光像素单元区的光取出功能区层材料为有机材料,其折射率≥1.8,且波长≥450nm处的消光系数≤0.1。
6.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述绿光光色转换功能区采用绿光光色转换材料,所述红光光色转换功能区采用红光光色转换材料,所述绿光光色转换材料与所述红光光色转换材料为有机发光材料。
7.根据权利要求6所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述有机发光材料为单组分发光材料或者为主客体掺杂发光材料。
8.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述绿光光色转换功能区与红光光色转换功能区之间的分隔区域内填充设置有第三缓冲层,所述第三缓冲层材料的折射率≤1.4,所述第三缓冲层材料与第一缓冲层的材料相同或不同。
9.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述光取出与光色转换功能组合层上设置滤光片层。
10.根据权利要求1-3中任一所述的全色有机电致发光装置,其特征在于,所述光取出功能区层材料、绿光光色转换功能区中的绿光光色转换材料与红光光色转换功能区中的红光光色转换材料通过真空蒸镀技术、激光转印技术、喷墨打印技术、丝网印刷技术或旋涂技术制备。
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