CN112164759A - Oled发光单元、oled基板及oled发光单元的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OLED发光单元，用于顶发光的OLED基板，包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的有机功能层，所述阳极包括依次设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有隔离层，所述第二金属层的厚度位于预设阈值范围内，使得所述第二金属层的金属原子能够在预设条件下发生热团聚、重新排布以在所述第二金属层的表面形成凹凸结构。本发明还涉及一种OLED显示基板及OLED发光单元的制作方法。

Description

OLED发光单元、OLED基板及OLED发光单元的制作方法

技术领域

本发明涉及显示产品制作技术领域，尤其涉及一种OLED发光单元、OLED基板及OLED发光单元的制作方法。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示技术具有自发光、宽视角、广色域、高对比度、轻薄、可折叠、可弯曲、轻薄易携带等特点，成为显示领域研发的主要方向。因为微腔光学的原因，OLED器件会随着视角颜色发生一定改变，并且亮度通常下降。现在有越来越多的人使用曲面屏，而曲面屏能同时观察屏幕正视角与侧边的大视角，这样对屏幕的视角色偏与L-decay(亮度衰减)要求就比较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种OLED发光单元、OLED基板及OLED发光单元的制作方法，解决屏幕的视角色偏与L-decay(亮度衰减)问题。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种OLED发光单元，用于顶发光的OLED基板，包括阳极、阴极和设置于阳极和阴极之间的有机功能层，所述阳极包括依次设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有隔离层，所述第二金属层的厚度位于预设阈值范围内，使得所述第二金属层的金属原子能够在预设条件下发生热团聚、重新排布以在所述第二金属层的表面形成凹凸结构。

可选的，所述第二金属层采用银制作，所述第二金属层的厚度小于40nm。

可选的，所述第二金属层的厚度为15-30nm。

可选的，所述预设条件包括在惰性气体环境下，将所述第二金属层以预设温度加热预设时间，所述第二金属层上形成的所述凹凸结构中的凸起部的厚度与加热的温度和加热的时间呈正相关。

可选的，所述预设温度为100～200度，所述预设时间为1～5小时。

可选的，所述第二金属层远离所述第一金属层的一侧设置有透明导电膜层。

可选的，所述隔离层采用ITO材料制作形成。

本发明实施例还提供一种OLED显示基板，包括上述的OLED发光单元。

本发明实施例还提供一种OLED发光单元的制作方法，用于制作上述的OLED发光单元，包括依次形成阳极、有机功能层和阴极，其中，形成阳极具体包括：

依次形成第一金属层、隔离层；

在所述隔离层上形成第二金属层，具体的包括：

在所述隔离层上沉积一层金属层；

在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

可选的，包括：在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构，具体包括：

在氮气环境下，采用200度的温度加热1小时，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

可选的，还包括：

在所述第二金属层上形成透明导电膜层。

可选的，依次形成第一金属层、隔离层，包括：

通过气相沉积工艺采用Ag形成所述第一金属层；

通过气相沉积工艺、采用ITO材料在所述第一金属层上形成所述隔离层。

本发明的有益效果是：所述第二金属层的凹凸结构的设置，使得光线产生漫反射效果，在这种漫反射效果作用下非正视角下的光都会得到加强，从而降低曲面的侧边与屏幕正视角的亮度差异引起的视觉差异。

附图说明

图1表示相关技术中散射膜层结构示意图；

图2表示本发明实施例中所述第二金属层的扫描电镜图；

图3表示本发明实施例中OLED发光单元的阳极结构示意图；

图4表示本发明实施例中亮度衰减模拟效果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为改善屏幕的色偏，相关技术中采用调节器件结构的方式。但是调节器件结构可以改善屏幕白画面下在各个角度下的颜色变化，但是此种方法无法同时兼顾在各个角度下的亮度衰减。这样在曲面屏的侧边上依然能感受到视觉变化。

改善屏幕色偏还可以通过使得微腔出来的光通过散射膜层。如图1所示，OLED发出的光经过散射膜层1中的散射颗粒2后，光的路径发生改变，垂直的光有经过散射颗粒2的散射后以一个角度的方式出射，有角度的光经过散射颗粒2后可能以垂直的方式出射。对于微腔器件随着角度的变化，器件发出光的光谱分布与强度产生变化，这种变化引起了色坐标的变化与亮度的变化；但是经过散射颗粒的散射后，这些光谱重新混合，可减小色坐标随角度变化，并且正式角的光因为散射加强了侧视角的光，亮度随视角变化也会因此减小。但是此方法需要单独的散射膜层，会提高屏幕的成本。

另外还有一些方法将散射颗粒做到器件某些膜层，因为这些颗粒比较大，难以通过蒸镀的方式混合到这些膜层。因此往往只能通过将颗粒混合到溶液中，通过溶液法的方法将颗粒制作到膜层中。目前溶液法相比于蒸镀的器件性能还有很大差距。而阳极图案化的方法也比较多，往往利用光刻的方式在阳极上形成固定的图案，这些图案也可以实现散射的效果，这种方法在量产上使用时需要增加光罩mask(掩膜板)，这样也增加了屏幕的成本。

针对上述技术问题，本发明实施例提供一种OLED发光单元，用于顶发光的OLED基板，包括阳极、阴极和设置于阳极和阴极之间的有机功能层，所述阳极包括依次设置的第一金属层1和第二金属层3，所述第一金属层1和所述第二金属层3之间设置有隔离层2，所述第二金属层3的厚度位于预设阈值范围内，使得所述第二金属层3的金属原子能够在预设条件下发生热团聚、重新排布以在所述第二金属层3的表面形成凹凸结构，参考图3。

利用第二金属层3在热退火时的热团聚现象，实现了OLED发光单元中的阳极的凹凸不平结构的形成。利用所述凹凸结构实现光的散射，降低了微腔器件亮度随着角度改变快速下降的问题，可降低了屏幕各个视角下亮度差异引起的视觉差异。且OLED发光单元中的阳极可通过相关技术中的BP(Back Plate，背板电路)工艺与设备制作而成，无需再增加mask(构图工艺)的方式在阳极上形成图案的方式，即可形成所述凹凸结构，以解决减缓亮度衰减的问题，成本比较低。

本实施例中示例性的，所述第二金属层3采用银制作，所述第二金属层3的厚度小于40nm。

Ag原子的表面扩散能约为0.32eV，在高温的烘烤下，Ag原子的能量超过表面扩散能进而在薄膜表面迁移，重新排布，以使整体的能量处于一个较低的状态。此扩散的强弱也会受到Ag薄膜(即第二金属层3)的厚度影响，当Ag薄膜较薄的时候，Ag原子在加热的作用下很容易在表面进行扩散；当Ag薄膜较厚的时候，在加热作用下就比较难以进行表面扩散，本实施例中，所述第二金属层3的厚度小于40nm，利于在加热的作用下，使得Ag原子在第二金属层3的表面扩散，利于所述凹凸结构的形成。

本实施例中示例性的，所述第二金属层3的厚度为15-30nm，但并不以此为限。

需要说明的是，由于顶发光的OLED基板的阳极需要满足全反射的要求，因此阳极需要具有一定的厚度，而为了所述凹凸结构的形成，相应的金属层的厚度不能过大，因此，本实施例中示例性的，采用在所述第一金属层1上形成第二金属层3的结构形式，所述第一金属层1满足阳极对光线全反射的要求，在所述第二金属层3的表面形成凹凸结构，改善OLED基板亮度衰减的问题。

本实施例中所述隔离层2的设置，将所述第一金属层1和所述第二金属层3分隔开，既保证了阳极的热稳定性，且利于所述第二金属层3上所述凹凸结构的形成。

本实施例中示例性的，所述第一金属层1采用Ag材料制成，所述第一金属层1的厚度为70～150nm，但并不以此为限。

本实施例中，所述第一金属层1和所述第二金属层3均采用Ag材料制成，通过所述隔离层2将所述第一金属层1和所述第二金属层3分隔开，所述第一金属层1保证了所述阳极对光线的全反射的要求，所述第二金属层3经过加热在其表面形成所述凹凸结构以改善亮度衰减的问题。

需要说明的是，所述第一金属层1和所述第二金属层3的材料可以相同，也可以不同，可以采用Ag之外的其他金属制成，在此并不做限制，由于Ag材料吸光少，为了提高光线的有效利用率，本实施例中优选为Ag材料制成所述第一金属层1和所述第二金属层3。

本实施例中示例性的，所述预设条件包括在惰性气体环境下，将所述第二金属层3以预设温度加热预设时间，所述第二金属层3上形成的所述凹凸结构中的凸起部的厚度与加热的温度和加热的时间呈正相关。

需要说明的是，所述凹凸结构包括凹陷部和凸起部，所述第二金属层3包括设置有所述凸起部的第一区域和设置有所述凹陷部的第二区域，在所述第二金属层3的厚度一定的情况下(指的是形成所述凹凸结构之前的所述第二金属层3的厚度，或者所述第二金属层3的平坦区的厚度)，所述第一区域的厚度与加热的温度和加热的时间成正相关，而所述第二金属层3的厚度越厚，则形成预设凹凸结构的加热温度越高，加热时间越长。

本实施例中，可以通过控制上述变量(加热温度、加热时间和所述第二金属层3的厚度)从而控制凸起部的大小与高度，使得凸起部不至于过高而引起OLED器件短路问题。

本实施例中示例性的，所述预设温度为100-200度，所述预设时间为1-5小时。

实际使用中，可根据所述第二金属层的厚度、所需形成的所述凸起部的高度来确定所述预设温度和所述预设时间，本实施例的一具体实施方式中，所述预设温度为200度，所述预设时间为1小时，在此预设条件下，所述第一区域的厚度为28nm，参考图3中的第一区域的厚度L。

需要说明的是，所述第二金属层3厚度较薄，在加热时，容易发生原子在表面扩散的情况。由于大量的Ag原子在所述第二金属层3表面迁移到新的地方，最终会在所述第二金属层3表面形成一些凸起(即所述凹凸结构中的凸起部)，迁走的地方会形成一些凹陷(即形成所述凹凸结构中的凹部)。图2是第二金属层3经过高温烘烤后的扫描电镜图，图中发白的地方是凸起部，发黑的即是凹部；在一个较小的区域内(例如1um*1um)，图2中的凸起部与凹部可能不够均匀，但是在一个更大的区域内(例如10um*10um)，图中的凸起部与凹部则是随机分布，这种随机分布可以使OLED器件的发光强度与光谱在360°角下趋于一致，避免了屏幕在各个方向上由于基板的凹凸不平造成颜色/亮度不一致的问题。

本实施例中示例性的，所述第二金属层3远离所述第一金属层1的一侧设置有透明导电膜层4。

本实施例中示例性的，所述透明导电膜层4采用ITO材料制成，但并不以此为限。

氧化铟(indium oxide，In₂O₃)是一种被广泛应用于光学器件和电学器件的半导体材料。纯的In₂O₃晶体导电性能较差，人们通常对其掺杂来提高其导电性能。其中，最常见的掺杂元素锡形成氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)。ITO是高度简并的n型半导体，费米能级位于导带底之上，由于Sn的替换掺杂，在晶体内部掺杂位处形成多余电子，加上ITO在制备过程中会产生氧空位，因而具有很高的载流子浓度及低电阻率。此外，ITO的带隙较宽，所以ITO薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。由于以上独特的性质，ITO被广泛应用于有机电致发光器件(OLED)、太阳能电池、平板显示器及透明屏蔽材料等。

其中，最热点的应用研究是将ITO材料作为OLED显示装置的阳极来提供空穴，与金属阴极产生的电子在有机发光层中相遇从而受激发射光子。OLED显示装置中载流子在电场作用下从电极注入到发光层中复合发光。阳极材料要求具有高的表面功函数和良好的透光度，以利于OLED显示装置的性能稳定。人们采用了各种表面处理技术和修饰手段对In₂O₃及ITO表面进行改良，以提高表面功函数，从而促进其在OLED显示装置中的空穴注入能力。

本实施例中的OLED发光单元应用于顶发光OLED基板，顶发光OLED基板包括依次设置的阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的有机功能层，所述有机功能层包括依次设置于阳极之上的空穴注入层(HTL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层、电子传输层，阳极作为反射电极，对有机发光层发出的光起反射作用，本实施例中，采用Ag材料制作成第二金属层3，因为Ag的功函数为4.26eV，一般的空穴注入层的材料的功函数为5.3eV、甚至更高，如果直接在所述第二金属层3上面蒸镀空穴注入层材料或者空穴传输层材料，那么会使得OLED器件的电压非常高，因此，本实施例中，在所述第二金属层3上再使用PVD(物理气相沉积)的方式沉积一层透明导电膜层4提高功函数，降低器件的工作电压。

本实施例中示例性的，所述透明导电膜层4的厚度为5nm～15nm，但并不以此为限。

本实施例中示例性的，所述隔离层2采用ITO材料制作形成，但并不以此为限，只要可以起到隔离作用，将所述第一金属层1和所述第二金属层3分隔为两个不同的部分即可。

本发明实施例还提供一种OLED显示基板，包括上述的OLED发光单元。

所述OLED发光单元包括阳极、阴极和设置于阳极和阴极之间的有机功能层，所述有机功能层包括依次设置于阳极上的空穴注入层(HTL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层、电子传输层，所述OLED发光单元为RGB单色的发光单元。

在上述阳极上蒸镀有机功能层(包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层)与阴极，制作顶发射OLED器件。因为阳极随机的不平坦，参考图3。光照射在所述凹凸结构的凹部和凸起部都会产生一定的漫反射效果，在这种漫反射效果作用下非正视角下的光都会得到加强。经过软件模拟，会有如图4所示的效果，图4中10表示表面平坦的阳极的亮度衰减曲线，20表示表面具有凹凸结构的阳极的亮度衰减曲线，在大视角下器件的亮度会更高一些，降低曲面的侧边与屏幕正视角的亮度差异引起的视觉差异。

本发明实施例还提供一种OLED发光单元的制作方法，用于制作上述的OLED发光单元，包括依次形成阳极、有机功能层和阴极，其中，形成阳极具体包括：

依次形成第一金属层1、隔离层2；

在所述隔离层2上形成第二金属层3，具体的包括：

在所述隔离层2上沉积一层金属层；

在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

本实施例中示例性的，包括：在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构，具体包括：

在氮气环境下，采用200度的温度加热1小时，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

本实施例中示例性的，还包括：

在所述第二金属层3上采用ITO材料形成透明导电膜层4。

本实施例中示例性的，依次形成第一金属层1、隔离层2，包括：

通过气相沉积工艺采用Ag形成所述第一金属层1；

通过气相沉积工艺、采用ITO材料在所述第一金属层1上形成所述隔离层2。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种OLED发光单元，用于顶发光的OLED基板，包括阳极、阴极以及设置于阳极和阴极之间的有机功能层，其特征在于，所述阳极包括依次设置的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有隔离层，所述第二金属层的厚度位于预设阈值范围内，使得所述第二金属层的金属原子能够在预设条件下发生热团聚、重新排布以在所述第二金属层的表面形成凹凸结构。

2.根据权利要求1所述的OLED发光单元，其特征在于，所述第二金属层采用银制作，所述第二金属层的厚度小于40nm。

3.根据权利要求2所述的OLED发光单元，其特征在于，所述第二金属层的厚度为15-30nm。

4.根据权利要求2所述的OLED发光单元，其特征在于，所述预设条件包括在惰性气体环境下，将所述第二金属层以预设温度加热预设时间，所述第二金属层上形成的所述凹凸结构中的凸起部的厚度与加热的温度和加热的时间呈正相关。

5.根据权利要求4所述的OLED发光单元，其特征在于，所述预设温度为100～200度，所述预设时间为1～5小时。

6.根据权利要求2所述的OLED发光单元，其特征在于，所述第二金属层远离所述第一金属层的一侧设置有透明导电膜层。

7.根据权利要求1所述的OLED发光单元，其特征在于，所述隔离层采用ITO材料制作形成。

8.一种OLED显示基板，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的OLED发光单元。

9.一种OLED发光单元的制作方法，用于制作权利要求1-8任一项所述的OLED发光单元，其特征在于，包括：依次形成阳极、有机功能层和阴极，其中，形成阳极具体包括：

依次形成第一金属层、隔离层；

在所述隔离层上形成第二金属层，具体的包括：

在所述隔离层上沉积一层金属层；

在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

10.根据权利要求9所述的OLED发光单元的制作方法，其特征在于，包括：在惰性气体环境下，采用预设温度加热预设时间，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构，具体包括：

在氮气环境下，采用200度的温度加热1小时，使得所述金属层的金属原子发生热团聚、重新排布以在所述金属层的表面形成凹凸结构。

11.根据权利要求9所述的OLED发光单元的制作方法，其特征在于，还包括：

在所述第二金属层上形成透明导电膜层。

12.根据权利要求9所述的OLED发光单元的制作方法，其特征在于，依次形成第一金属层、隔离层，包括：

通过气相沉积工艺采用Ag形成所述第一金属层；

通过气相沉积工艺、采用ITO材料在所述第一金属层上形成所述隔离层。

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