CN112186114A - 一种有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种有机电致发光器件。所述有机电致发光器件包含基板,第一组和第二组电极,电荷产生层,一个外部电驱动装置,第一有机发光单元置于第一组电极和电荷产生层之间;第二有机发光单元置于第二组电极和电荷产生层之间;其中第一和第二有机发光单元分别和第一组和第二组电极以及电荷产生层构成第一和第二有效发光区域,所述两个有效发光区域垂直投影重合度小于100%;所述电荷产生层和两个有机发光单元接触,且仅与两个有机发光单元发生电荷传输;所述两组电极被公共驱动。该器件可以在单个器件内不同区域实现颜色或/和亮度的变化;制备工艺简单;可以实现多色显示,或提升大面积发光面板的均匀性,可以用于照明或光疗等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件。更特别地,涉及一种可以在单个器件内不同区域实现颜色或/和亮度变化的有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)由阴极、阳极和在阴极与阳极之间的有机发光材料堆叠而成,通过在器件阴阳极两端施加电压,将电能转换成光,具有宽广角、高对比度和更快的响应时间等优点。伊斯曼柯达公司的Tang和Van Slyke于1987年报道了一种有机发光器件,芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(Applied PhysicsLetters,1987,51(12):913-915)。在器件两端施加电压后,绿光从器件中发射出来,这项发明为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。OLED具有成本低、功耗低、亮度高、视角宽、厚度薄等优点,经过几十年的发展,已经在显示和照明领域得到了广泛的应用。
近年来,叠层OLED器件以其优异的电流效率、发光亮度和工作寿命等受到了广泛的关注。为了实现叠层OLED,需要在器件结构中包含电荷产生层(CGL),电荷产生层具有导电能力,在叠层OLED器件中起到连接相邻发光单元的作用。
多色OLED可以由多种方式实现。其中一种方式是堆叠多个OLED(SOLED)实现多色,其常用的方法是在不同OLED单元间使用金属、合金、金属氧化物、金属有机掺杂或其组合作为连接电极连接各个不同颜色的OLED并被外部电源独立驱动,实现对各个发光单元的独立控制。CN102655219A公开了一种多色OLED器件,通过在相邻两个OLED间使用一层公共电极实现在一个单元中发出不同颜色的光,该公共电极需要作为每相邻两个OLED中一个OLED的阳极或阴极的同时也作为另一个OLED的阳极或阴极,且与外部电驱动连接。W.C.H.CHOY等人使用Al/Au双金属层作为独立控制的连接电极连接2个OLED器件实现了颜色从红色到天蓝色的变化。Y F Dai等人使用半透明Al/WO3/Ag作为中间连接层连接SOLED,和双金属层Al/Au作为连接层相比,在Al/Au之间插入一层金属氧化物能提高连接层的透过率,进一步提升发光效率。W.C.H.CHOY等人也研究过使用Al/WO3/Au作为SOLED的连接电极,该电极在500-713nm的波段内最高的透过率为62.5%,Au和上层发光单元相邻,作为上层发光单元的阳极,MoO3帮助促进空穴注入,Al电极和下层发光单元相邻,作为下层发光单元的阴极。上述技术本质上都是对不同发光单元进行独立控制进而实现颜色变化,因此往往需要额外的外接电路或电接触,增加了制备工艺的复杂性,进而提升制造成本。
在上述基础上,US20150108917A1公开了一种颜色可调的OLED器件,其中描述了一个由电荷产生层(CGL)连接的两个OLED单元,该电荷产生层至少和其中的一个阳极或阴极有电连接,即产生电荷传输。该申请通过控制阳极和阴极电压来控制两个不同的堆叠单元,避免了额外的外部电路,简化了单个发射装置的电路布置。在该申请中,CGL和下层阳极电连接,在低电压时,OLED器件不导通,CGL和阳极发生短路,下层有机单元不发光,仅上层单元发光;随着电压进一步升高,有机层开始传输载流子,下层有机单元发光,同时上层有机单元也发光,这样在不同的电压下,两个有机单元发出强度不同的光进行叠加从而实现变色。但是,如果CGL的导电性太强,即便电压进一步升高,CGL和阳极间也是短路状态,载流子优先在阳极和CGL间移动,此时仅有上层有机单元发光,下层有机单元无法发光,无法实现变色。在该申请中,不仅要求CGL和电极中的一个电连接,还要求CGL的导电性和使用的OLED单元进行匹配,CGL的导电性要介于导通前后OLED器件阻抗之间。该发明对CGL的要求极为苛刻,实施起来困难,无法定量控制,且由于总是存在CGL和某一电极间的短路电流,OLED发光效率大大降低,功耗增加,不是一种经济实用的方法。而本发明中的CGL与有机发光单元接触,且仅与机发光单元发生电荷传输,与上述技术在结构上有本质的不同。不仅如此,上述器件中上下两个发光单元的有效发光面积在平面上的投影完全重合,而本发明中不同发光单元的有效发光区域是不完全重合的。
此外,电荷产生层(CGL)作为叠层器件的核心功能层,在micro-OLED显示中被广泛使用。Micro-OLED通常在硅基基板上排列叠层白光OLED,在阴极上方设置彩色滤光片以实现全彩显示。叠层白光一般包含至少一层红光发光层、一层绿光发光层和一层蓝光发光层,或者包含至少一层蓝光发光层和一层黄光发光层,发光层之间采用电荷产生层连接,最终实现白光发射。由于是应用在图像显示领域,micro-OLED中排布有一系列可独立控制的像素,每个像素具有一个独立可控的阳极,因此micro-OLED在一个基板上具有多个独立可控阳极,而阴极和CGL层通常是共用的(CN107331682A,CN102629671A),如图1所示。但这也带来一个问题,由于电荷产生层可能存在一定的横向导电性,导致当显示某特定像素时,周边的一个或者多个像素也有可能被点亮,从而出现串扰现象。为了避免这种现象,一般在micro-OLED显示中使用横向导电性低的材料作为CGL,或者通过增加微米量级厚度的绝缘介质来隔断不同像素间的CGL层使其不连续(CN107359263)。而本发明描述的OLED器件具备一对电极被外部电驱动装置公共驱动,每组电极可以包含多个电极但也都被公共驱动,即无法被独立控制;同时,为了实现载流子横向扩散,本发明中的CGL经过特别优化具有较高的导电率且能兼顾透过率;最后,本发明的发光颜色不局限于白光,不同有机发光单元可以是任何颜色,也可以是同一种颜色。本发明的叠层OLED中每个单元的有效发光面积可以完全不同,这也与micro-OLED中各个像素具有固定发光面积是不同的。
综上,本发明提出了一种有机电致发光器件,通过使用具有高导电率的电荷产生层,并对多个有机发光单元层及电荷产生层进行合理版图设计,可以实现在单个器件内不同区域实现颜色或/和亮度的变化。该器件制备工艺简单,无需多余的电连接。本发明的有机电致发光器件可以实现多色显示,或提升大面积发光面板的均匀性,可以用于照明或光疗等领域。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供一种新型的有机电致发光器件以至少解决上述部分问题。
根据本发明的一个实施例,公开了一种有机电致发光器件,其包含:
基板,
第一组电极,
第二组电极,
第一电荷产生层,
一个外部电驱动装置,
第一有机发光单元置于第一组电极和第一电荷产生层之间,且发出第一峰值波长的光;
第二有机发光单元置于第二组电极和第一电荷产生层之间,且发出第二峰值波长的光;
其中第一有机发光单元和第一组电极、第一电荷产生层构成第一有效发光区域,第二有机发光单元和第二组电极、第一电荷产生层构成第二有效发光区域,所述第一有效发光区域与第二有效发光区域垂直投影重合度小于100%;
其中所述第一电荷产生层和第一有机发光单元、第二有机发光单元接触,且所述第一电荷产生层仅与第一有机发光单元、第二有机发光单元发生电荷传输;
其中所述第一组电极和第二组电极被所述外部电驱动装置公共驱动。
根据本发明的一个实施例,公开了一种显示装置,其包含前述实施例所述的有机电致发光器件。
根据本发明的一个实施例,公开了一种照明装置,其包含前述实施例所述的有机电致发光器件。
本发明公开了一种有机电致发光器件,通过使用具有高导电率的电荷产生层,并对多个有机发光单元层及电荷产生层进行合理版图设计,可以在单个器件内不同区域实现颜色或/和亮度的变化。该器件制备工艺简单,无需多余的电连接。本发明的有机电致发光器件可以实现多色显示,或提升大面积发光面板的均匀性,可以用于照明或光疗等领域。
附图说明
图1是现有技术中的Micro-OLED器件结构示意图。
图2a是本发明具体实施方式提供的有机电致发光器件100的示意图。
图2b是本发明具体实施方式提供的有机电致发光器件200的示意图。
图2c是本发明具体实施方式提供的有机电致发光器件300的示意图。
图2d是本发明具体实施方式提供的有机电致发光器件400的示意图。
图2e是本发明具体实施方式提供的有机电致发光器件500的示意图。
图2f是本发明具体是实施方式提供的有机电致发光器件600的示意图。
图3a是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件阳极的版图示意图。
图3b是本发明具体实施方式提供的另一种有机电致发光器件阳极的版图示意图。
图3c是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件阴极的版图示意图。
图3d是本发明具体实施方式提供的另一种有机电致发光器件阴极的版图示意图。
图3e是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件有机发光单元的版图示意图。
图3f是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件绝缘限制层的版图示意图。
图3g是本发明具体实施方式提供的另一种有机电致发光器件绝缘限制层的版图示意图。
图3h是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件3a、3c、3e、3f组合到一起的版图示意图。
图3i是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件3a、3d、3e、3f组合到一起的版图示意图。
图3j是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件3a、3b、3d、3e、3g组合到一起的版图示意图。
图4a是本发明具体实施方式提供的一种有机电致发光器件点亮的实物图。
图4b是本发明具体实施方式提供的另一种有机电致发光器件点亮的实物图。
图4c是本发明具体实施方式提供的另一种有机电致发光器件点亮的实物图。
图5a是本发明具体实施方式提供的一种复合金属的透过率图。
图5b是本发明具体实施方式提供的另一种复合金属的透过率图;
图6a是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件阳极的版图示意图。
图6b是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件第一有机发光单元的版图示意图。
图6c是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件CGL的版图示意图。
图6d是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件第二有机发光单元的版图示意图。
图6e是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件阴极的版图示意图。
图6f是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件封装的版图示意图。
图6g是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件各层叠加的版图示意图。
图7a是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件各层叠加后一个单元的版图示意图。
图7b是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件一个单元的阳极版图示意图。
图7c是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件一个单元的第一有机发光单元版图示意图。
图7d是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件一个单元的第一有机发光单元与CGL的版图示意图。
图8a是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件完成后未切割未点亮的实物图。
图8b是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件完成后切割为一个单元未点亮时的实物图。
图8c是本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件完成后切割为一个单元点亮时的实物图。
图9是利用本发明实施例3提供的一种有机电致发光器件的一个单元做出的展品实物图。
具体实施方式
如本文所用,“顶部”意指离基板最远,而“底部”意指离基板最近。在将第一层描述为“设置”在第二层“上”的情况下,第一层被设置为距基板较近。反之,在将第一层描述为“设置”在第二层“下”的情况下,第一层被设置为距基板较近。除非规定第一层“与”第二层“接触”,否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说,即使阴极和阳极之间存在各种有机层,仍可以将阴极描述为“设置在”阳极“上”。
如本文所用,“有机发光单元”指的是通过施加电压或电流而发光的有机材料层,一个“有机发光单元”至少包括一个发光层,发光层可以进一步包含主体材料和发光材料。“有机发光单元”至少还包括一对空穴和电子的注入/传输层,例如,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。
如本文所用,术语“OLED器件”包含阳极层,阴极层,设置于阳极层和阴极层之间的至少一个有机发光单元。一个“OLED器件”可以是底发光即从阳极层一侧发光,或是顶发光即从阴极层一侧发光,或是透明器件即同时从阳极层和阴极层两侧发光。一个“OLED器件”可以包含一个有机发光单元,也可以包含多个有机发光单元,且不同有机发光单元间通过电荷产生层(CGL)连接,其中电荷产生层可以包括n型材料层、p型材料层、缓冲层中的一层或多层的组合。包含多个有机发光单元的OLED器件也称为“叠层OLED器件”。
如本文所用,术语“透过率”指入射光通量自被照面或介质入射面至另外一面离开的过程中,投射并透过物体的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比,称为该物体的透过率(transmittance)。
如本文所用,术语“有效发光区域”可以指有机发光单元与阳极和阴极分别接触且有电荷垂直传输的发光部分,或有机发光单元与电荷产生层和阳极分别接触且有电荷垂直传输的发光部分,或有机发光单元与电荷产生层和阴极分别接触且有电荷垂直传输的发光部分,或有机发光单元和两个电荷产生层分别接触且有电荷垂直传输的发光部分。
如本文所用,“垂直投影”指的是空间物体在基板平面的垂直投影,如果是一个水平薄膜,则其“垂直投影”即为其平面面积。两个“垂直投影”区域的“重合”度指的是垂直投影下重合区域面积与垂直投影下最大区域面积的比值,如果两个物体垂直投影完全重合,则重合度为100%,如果两个物体垂直投影不完全重合,则重合度介于零与100%之间,如果两个物体垂直投影完全不重合,则重合度为零。
如本文所用,术语“独立驱动”指的是通过外部电驱动连接一系列OLED器件或多个发光单元的一对电极,并可以独立控制每一个器件或发光单元的工作状态,使得每个器件或发光单元可以分别工作在不同的电压和电流下。例如,像素化的Micro-OLED显示的每个像素即采用独立驱动模式。
如本文所用,术语“公共驱动”指的是通过外部电驱动连接一系列OLED器件或多个发光单元的一对电极,使得多个OLED器件或发光单元采用并联或串联形式,在受到电驱动时,多个OLED器件或发光单元工作在相同的电压或电流下,其彼此不能独立改变工作状态(电压或电流),即一个器件或单元的电压或电流改变时,另一个也会随之改变。其中,本发明中的第一组电极和第二组电极构成一对电极。
如本文所用,术语“外部电驱动装置”指的是可以给OLED器件供电的装置,它可以包括电路控制系统和外部电源。其中,电路控制系统可以包括但不局限于阴阳极电接触、导线、FPC板、集成电路、变压器等;外部电源可以直接是各类电池,也可以是由插座连接交流电,或者是由USB接口连接的充电宝及其他电子设备,也可以是通过导线连接的电源发生器等。
根据本发明的一个实施例,公开一种有机电致发光器件,其包含:
基板,
第一组电极,
第二组电极,
第一电荷产生层,
一个外部电驱动装置,
第一有机发光单元置于第一组电极和第一电荷产生层之间,且发出第一峰值波长的光,
第二有机发光单元置于第二组电极和第一电荷产生层之间,且发出第二峰值波长的光;
其中第一有机发光单元和第一组电极、第一电荷产生层构成第一有效发光区域,第二有机发光单元和第二组电极、第一电荷产生层构成第二有效发光区域,所述第一有效发光区域与第二有效发光区域垂直投影重合度小于100%;
其中所述第一电荷产生层和第一有机发光单元、第二有机发光单元接触,且所述第一电荷产生层仅与第一有机发光单元、第二有机发光单元发生电荷传输;
其中所述第一组电极和第二组电极被所述外部电驱动装置公共驱动。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于90%。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于80%。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于70%;或者所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影完全不重合,即重合度为零。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第一组电极和/或第二组电极包含多个电极,且所述多个电极都被所述外部电驱动装置公共驱动。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述电荷产生层的方块电阻小于等于3000Ω/□。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述电荷产生层的方块电阻小于等于1500Ω/□。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述电荷产生层的方块电阻小于等于500Ω/□。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述电荷产生层包含一层金属层。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述金属层厚度至少大于3nm。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述金属层厚度至少大于5nm。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述金属层包含选自由以下组成的组中的任一种的金属或多种金属的合金:Yb、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Th、Dy、Ho、Er、Em、Gd、Lu、Y、Mn、Ag,及其组合。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第一峰值波长与第二峰值波长相差在3nm之内,或相差在10nm以上。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述有机电致发光器件进一步包括第三有机发光单元和第二电荷产生层,所述第二电荷产生层置于第二有机发光单元和第二组电极之间,所述第三有机发光单元置于第二电荷产生层和第二组电极之间。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述第二电荷产生层和第二有机发光单元、第三有机发光单元接触,且所述第二电荷产生层仅与第二有机发光单元、第三发光单元发生电荷传输。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述有机电致发光器件进一步包含绝缘介质层,所述绝缘介质层与第一组电极、第一电荷产生层和第一有机发光单元中的一层或多层接触。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述绝缘介质层所用材料为有机材料,或无机材料,或有机材料与无机材料的组合;无机材料包括氧化硅,氮化硅,氧化铝,氮化铝中的一种或多种;有机材料包括绝缘的聚合物。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述绝缘介质层所用材料为聚合物。
根据本发明的一个实施例,其特征在于,所述绝缘介质层所用材料选自聚酰亚胺(PI),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
根据本发明的一个实施例,公开一种显示装置,其包含前述任一实施例所述的有机电致发光器件。
根据本发明的一个实施例,公开一种照明装置,其包含前述任一实施例所述的有机电致发光器件。
图2a示意性、非限制性的展示了一个包含两个发光单元和一个电荷产生层的OLED发光器件100的剖面示意图。图不一定按比例绘制,图中一些层也可以根据需要省略的。OLED发光器件100包括基板105,基板105以及本发明其他实施例所用的基板可以是柔性的也可以是硬质的。常用基板材料有玻璃、塑料、金属、陶瓷、金属氧化物、半导体氧化物、半导体氮化物、低温聚合硅、无定形硅或上述材料的组合。
基板可以是透明的,也可以是不透明的,这取决于OLED发射出的光从哪里出射。若OLED发出的光从基板射出,则要求基板的透过率越高越好,一般使用透明玻璃或塑料作为这类器件的基板;在一些应用中,OLED发出的光需要从顶部电极射出,此时基板可以是不透明的。这种情况下可以选择的基板材料包括但不限于以下:玻璃/塑料/半导体氧化物/陶瓷/布料/皮革/金属薄膜/纸张或者其他任何形式可用于制备OLED器件的基板材料。阳极110置于基板105之上,在110之上依次排布第一有机发光单元120,电荷产生层130,第二有机发光单元140,阴极150,外部电驱动装置160。本领域技术人员应当理解在本发明中也可以采用倒置器件,即电极110为阴极,150为阳极。第一和第二有机发光单元可以进一步包括多个功能层,但并未一一示出,如空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层,每层可以是单个有机材料,也可以是多个材料的混合以实现特定功能。其中电子阻挡层、空穴阻挡层为可选层。电荷产生层可以进一步包括n型材料层,p型材料层,和/或缓冲型材料及其组合,图中并未一一示出。n型材料层用于产生和传输电子,p型材料层用于产生并传输空穴。缓冲层材料可用于优化界面,详见专利申请CN2019109871570。n型材料优选自由以下任一种的金属或多种金属的合金:Yb、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Th、Dy、Ho、Er、Em、Gd、Lu、Y、Mn、Ag,及其组合。p型材料可以由有机空穴传输材料或金属氧化物组成,如MoO3、WO3、V2O5、HATCN等。需要说明的是,当第二有机发光单元140的空穴注入层紧邻缓冲层时,这个空穴注入层可以与缓冲层组合成为电荷产生层的p型材料层。
在本发明中,电荷产生层应具备足够的横向导电率,即n型材料层和p型材料层中的至少一层的方块电阻小于等于3000Ω/□;优选地,小于等于1500Ω/□;更优选地,小于等于500Ω/□。通常来说,n型材料层是金属层或者是掺杂有金属离子的有机层,具有更强的导电性,即更低的电阻率。金属层可以选用单层金属,优选地,可以选用双层金属或合金以同时保证高透过率和高导电率。例如,一层1.5nm的Yb在可见光(400-800nm)的透过率几乎为100%(如图5a所示),且Yb功函数低,能大幅度提高电子的注入效率。但是如此薄的Yb薄膜无法形成连续薄膜,用四探针方阻仪测不出数值,可以认为其横向导电率为零。但是,Yb 1.5nm/MgAg 5nm薄膜组合,其中在MgAg合金中Ag占90%,则具有方块电阻20Ω/□。方块电阻的大小可以通过调节薄膜厚度、合金比例以及金属种类来加以调控。例如,同样的MgAg合金薄膜层的厚度如果减少至3nm,则Yb 1.5nm/MgAg 3nm组合的方块电阻即升高至500Ω/□;反之,MgAg合金薄膜层的厚度如果增加至10nm,则Yb 1.5nm/MgAg 10nm组合的方块电阻降至10Ω/□。另一方面,电荷产生层应具备足够的透过率以保证发光效率,因而薄膜厚度,尤其是金属薄膜厚度不宜过厚。如图5a所示,当Yb 1.5nm/MgAg组合薄膜中MgAg合金厚度为14nm时,其中在MgAg合金中Ag占90%,其透过率(550nm处)仅有45%,MgAg合金厚度为10nm,其透过率增加至63%,而当MgAg合金厚度为5nm时,透过率进一步增加至81%。值得注意的是,MgAg合金厚度为3nm时透过率仅为65%,低于MgAg合金厚度为5nm时的81%,因此对于金属层的结构是需要进行选择和优化的。而在一些实施例中,也可以调节p型材料层来实现透过率和导电率的平衡。例如,在Yb(1.5nm)/MoO3(10nm)/Ag(x nm)/MoO3整个膜层组合的透过率和导电率可以通过改变起到空穴注入和传输作用的Ag的厚度来实现,如图5b所示。固定Yb为1.5nm,当Ag的厚度为10nm时,在可见光范围内(400nm-800nm)的整个膜层组合的透过率(550nm处)为70%,方块电阻为5.5Ω/□。当银的厚度为20nm时,整个膜层组合在可见光范围内的透过率(550nm处)为30%,方块电阻为1.5Ω/□。当银的厚度为30nm时,整个膜层组合在可见光范围内的透过率(550nm处)仅为10%,方块电阻为0.9Ω/□。在一些实施例中,合理选择缓冲层材料也可以协助进行横向导电。
在本发明中,电荷产生层具有横向导电能力后,即可影响叠层器件中不同发光单元的有效发光区域。例如,在图2a中,第一有机发光单元120产生的第一有效发光区域180由第一有机发光单元120与阳极层110和电荷产生层130之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域组成。第二有机发光单元140产生的第二有效发光区域190由第二有机发光单元140与电荷产生层130和阴极150之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成。当用外部电驱动装置160给如图2a所示的器件两端注入电流时,从阳极110注入的空穴和电荷产生层130产生的电子在第一有机发光单元复合发光,形成第一有效发光区域180,此时由于电荷产生层具备横向导电性,从而使路径①的电流沿着路径②、③横向扩展到电荷产生层130与第二有机发光单元140的接触面,由电荷产生层产生的空穴进一步传输至第二有机发光单元140,最终与阴极150注入的电子在第二有机发光单元140复合发光,致使第二有机发光单元140的有效发光区域190的垂直投影大于第一有机发光单元120的有效发光区域180的垂直投影。反之,如果电荷产生层130不具备横向导电性,则图1即为常规叠层器件,比如专利CN2019109871570所介绍的叠层结构。在外部电场的作用下,电荷产生层产生电子和空穴并发生分离,这时的空穴和电子仅能沿着路径①分别流向第一有机单元120和第二有机单元140,使得第二有效发光区域190的垂直投影等于第一有效发光区域180的垂直投影。图2a所示的多色OLED器件的两个发光单元发出的发光区域的垂直投影不完全重合,即其重合度介于零与100%之间。第一有效发光区域、第二有效发光区域的垂直投影重合度可以小于90%;优选地,第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于80%;更优选地,第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于70%。
在上述实施例中,当由外部电驱动装置160给如图2a所示的器件两端注入电流I时,流经第一有机发光120和第二有机发光单元140的电流都是I,即两个单元被公共驱动。假设第一有效发光区域180的垂直投影具有面积A,第二有效发光区域190的垂直投影具有面积2A,那么经过第一有机发光单元120的电流密度为J1=I/A,经过第二有机发光单元140的电流密度为J2=I/2A,则有J1=2J2。如果有机发光单元120和140具有完全相同的有机层结构,由于流经第二有机发光单元140的电流密度小,其亮度要低于第一有机发光单元120,借助这种方法可以实现中间亮、四周暗的发光效果,这是非像素化的独立OLED器件通常无法做到的。
在本发明中,发光层的发光颜色可以根据实际需要选择,各个发光层的发光颜色可以一样也可以不一样。例如,图2a中所示的两个有机发光单元120和140可以分别是红色发光层和绿色发光层,其峰值波长相差在10nm以上;当然,各个发光层也可以都是同一个颜色,比如都是红色,其峰值波长相差在3nm以内。当发光层是同一颜色时,即可实现中间亮、边缘暗的效果。注意,即便发光层发出同一颜色,发光单元的具体结构仍然可以是不同的。例如,如果具有较小有效发光面积的单元使用了发光效率较低的结构,则可以实现整个器件均匀发光的效果,尤其在非像素化的大面积OLED发光器件中会更为明显。因为,在非像素化的大面积OLED发光器件中,电接触通常布置在发光区域边缘。但由于常用OLED电极具有一定的电阻(例如,一层80nm厚的ITO阳极层具有大约25-30Ω/□的方块电阻),电流在从发光区域边缘(电接触端)流向器件中心时,不可避免的会有压降,通常导致周边亮、中心暗的不均匀发光。一般可以通过增加金属导电层来增加电极导电性,但这通常也会降低有效发光面积,如在US8927308中详细阐述了如何设计金属层来平衡这两者的矛盾。而在本发明中,可以利用第二发光区域补充中间区域的光强,实现均匀发光的效果。
在上述实施例中,电荷产生层直接与第一有机发光单元、第二有机发光单元接触,且仅与第一有机发光单元、第二有机发光单元发生电荷传输。在一些实施例中,还可以使用绝缘介质层来协助定义有效发光区域,如图2b的OLED发光器件200结构所示,其中在阳极层110之上有一层绝缘介质层170,并与第一有机发光单元120接触。注意,绝缘介质层也可以直接与电荷产生层接触,但是不会发生电荷转移。绝缘介质层所用材料为有机材料或无机材料或有机材料与无机材料的组合,无机材料包括氧化硅,氮化硅,氧化铝,氮化铝等的一种或多种;有机材料包括绝缘的聚合物材料等。常用的聚合物材料有聚酰亚胺(PI),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以及聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。有了绝缘介质层170,即便第一有机单元120的版图面积与电荷产生层130相同,由于有机材料导电性差,只能垂直传输载流子,其有效发光面积180还是与图2a中一样。使用绝缘介质层170的优势在于不仅可以更加自由地定义发光区域,还可以使用同一张掩膜版制备第一有机发光单元、第二有机发光单元以及电荷产生层等,简化制作流程,节约成本,提高生产良率。
在一些实施例中,第一有效发光区域和第二有效发光区域的垂直投影可以完全不重合,即重合度为零,如图2c所示的OLED器件300结构图。图2c包括基板205,阳极210,第一有机发光单元220,电荷产生层230,第二有机发光单元240,阴极250,外部电驱动装置260以及绝缘介质层270,绝缘介质层270为可选层。当用外部电驱动装置260给如图2c所示的器件两端注入电流时,由阳极210注入的空穴和电荷产生层230产生的电子在第一有机发光单元复合发光,形成第一有效发光区域280,此时由于电荷产生层具备横向导电性,从而使电流沿着路径①通过电荷产生层230沿路径②横向扩展到电荷产生层230与第二有机发光单元240的接触面,由电荷产生层230产生的空穴进一步传输至第二有机发光单元240,并与阴极250注入的电子在第二有机发光单元240内复合发光,形成第二有效发光区域290。第二有效发光区域290与第一有效发光区域280的垂直投影完全不重合,其面积可以相等也可以不等。第一有机发光单元220与第二有机发光单元240发出光的颜色可以相同也可以不同。优选地,当第一有效发光区域、第二有效发光区域280和290的垂直投影面积相同时,第一有机发光单元、第二有机发光单元220与240出射光的颜色不同,尤其的,其峰值波长相差10nm以上。
在一些实施例中,还可以使用第一有效发光区域大于第二有效发光区域的结构,如图2d所示。OLED发光器件400包括基板305,阳极310置于基板305之上,在阳极310之上依次排布第一有机发光单元320,电荷产生层330,第二有机发光单元340,阴极350,外部电驱动装置360。在图2d中,第一有机发光单元320产生的第一有效发光区域380由第一有机发光单元320和阳极层310与电荷产生层330之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成。第二有机发光单元340产生的第二有效发光区域390由第二有机发光单元340与电荷产生层330、阴极层350之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成。当用外部电驱动装置360给如图2d所示的器件两端注入电流时,由于电荷产生层具备横向导电性,从而使电流(路径②、③)在电荷产生层330中横向扩展,电荷产生层与阳极310注入的空穴在第一有机发光单元320复合发光形成第一有效发光区域380,而电荷产生层产生的空穴与阴极350产生的电子在第二有机发光单元340复合形成第二有效发光区域390,此时第二有机发光单元340的有效发光区域390的垂直投影小于第一有机发光单元320的有效发光区域380的垂直投影。
在一些实施例中,第二有机发光单元和阴极之间还可以再设置第二电荷产生层以及第三有机发光单元,第二电荷产生层产生的空穴和阴极产生的电子在第三有机发光单元复合发光,形成第三发光区域,如图2e所示。OLED器件500包括基板405,阳极410置于基板405之上,在阳极410之上依次排布第一有机发光单元420,第一电荷产生层430,第二有机发光单元440,第二电荷产生层450,第三有机发光单元460,阴极470,外部电驱动装置540。在图2e中,第一有机发光单元420产生的第一有效发光区域510由第一有机发光单元420和阳极层410与第一电荷产生层430之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成。第二有机发光单元440产生的第二有效发光区域520由第二有机发光单元440与第一电荷产生层430、第二电荷产生层450之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成;第三有机发光单元460产生的第三有效发光区域530由第三有机发光单元460与第二电荷产生层450、阴极层470之间分别接触且有电荷垂直传输的发光区域构成。当用外部电驱动装置540给如图2e所示的器件两端注入电流时,由阳极410注入的空穴和第一电荷产生层430产生的电子在第一有机发光单元420内复合发光,形成第一有效发光区域510,此时由于第一电荷产生层430具备横向导电性,从而使电流沿着路径①通过第一电荷产生层430沿路径②、③横向扩展到第一电荷产生层430与第二有机发光单元440的接触面,由第一电荷产生层430产生的空穴进一步传输至第二有机发光单元440,并与第二电荷产生层450产生的电子在第二有机发光单元440内复合发光,形成第二有效发光区域520,此时由于第二电荷产生层450也具备横向导电性,从而使电流继续沿着路径④、⑤横向扩展到第二电荷产生层450与第三有机发光单元460的接触面,由第二电荷产生层450产生的空穴与阴极470注入的电子在第三有机发光单元460内复合发光,形成第三有效发光区域530。第一有机发光单元、第二有机发光单元、第三有机发光单元可以具有相同的结构也可以不同;第一电荷产生层、第二电荷产生层可以具有相同的结构,也可以根据不同有机发光单元能级变化而做微调;第二电荷产生层和第三有机发光单元的面积可以根据需要设定,使得第三发光区域的垂直投影可以跟第一发光区域和第二发光区域中的至少一个的垂直投影不完全重合,即重合度介于零与100%之间。同样的,额外的绝缘介质层也可以被加入,用以定义各有效发光区域。
在一些实施例中,还可以使用多个阳极和/或多个阴极的结构,多个阳极为一组,采用并联方式接入外部电驱动装置的正极,或多个阴极为一组,采用并联方式接入外部电驱动装置的负极。如图2f所示的器件结构图600,包含阳极610a和阳极610b两个阳极,阳极610a和阳极610b构成阳极组,通过并联方式接入外部电驱动装置701的正极,一个阴极660构成阴极组,接入外部电驱动装置701的负极。器件600还包括基板605,第一有机发光单元620,绝缘介质层630,电荷产生层640,第二有机发光单元650,阴极660,外部电驱动装置701。当用外部电驱动装置701给如图2f所示的器件两端注入电流时,此时由于阳极610a和610b短路,同时由外部电驱动装置701输入空穴,由阳极610a(电流传输路径如④所示)和610b(电流传输路径如①所示)注入的空穴和电荷产生层640产生的电子在第一有机发光单元620复合发光,形成第一有效发光区域,此第一有效发光区域由绝缘介质层630定义出两个区域670和680。尽管第一有效发光区域被分割为670和680两部分,但他们的阳极610a和610b都被固定在同样的电势,即外部电驱动装置701的正极。如果外部电驱动装置701电压上升,则阳极610a和610b随之同时上升,因此阳极610a和610b被公共驱动。由于电荷产生层640具备横向导电性,从而使电流沿着路径①、④通过电荷产生层640沿路径②、③横向扩展到电荷产生层640与第二有机发光单元650的接触面,由电荷产生层640产生的空穴进一步传输至第二有机发光单元650,并与阴极660注入的电子在第二有机发光单元650内复合发光,形成第二有效发光区域690。类似的,阴极组也可以做成多个阴极短路连接,由外部电驱动装置公共驱动。所以,尽管阳极和/或阴极在物理上可以不连续,但是在电连接上是连续的(即短路的),因此仍然被公共驱动。
实施例
以下用几个实施例来具体说明该有机电致发光的工作原理。很显然的,下述的实施例仅用于示例性目的,并不用来限制本发明的范围。基于下述的实施例,本领域技术人员能够通过对其改进从而获得本发明的其他实施例。
实施例1
首先,我们设计的器件版图如图3a-3j所示。图3a为阳极1101的版图,图3c为阴极1102a的版图,图3e为第一有机发光单元和第二有机发光单元1103的版图,电荷产生层与有机发光单元1103使用相同的版图,图3f为绝缘介质层1104的版图。图3h是将3a、3c、3e、3f组合到一起后的版图示意图,由阳极1101,阴极1102a,第一有机发光单元、第二有机发光单元1103(同样也是电荷产生层版图),绝缘介质层1104组成一个OLED器件,其中第一有效发光区域由阳极层1101、绝缘介质层1104和第一有机发光单元/电荷产生层1103的重合区域定义,其面积为2mm*2mm=4mm2,第二有效发光区域由第二有机发光单元/电荷产生层1103与阴极1102a重合区域定义,其面积为6mm*6mm=36mm2。
我们继而制备了OLED器件,过程如下所述。首先清洗玻璃基板,其具有120nm厚的如3a版图所示的铟锡氧化物(ITO)阳极,其上覆盖有如3f版图所示的绝缘介质层聚酰亚胺,其厚度为600nm。然后用UV臭氧和氧等离子体处理,随后将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,再安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机发光单元,依照有机发光单元1103版图(图3e)在真空度约为10-6Torr的情况下以的速率通过热真空依次在ITO阳极上进行蒸镀。首先蒸镀第一有机发光单元,第一有机发光单元包括化合物HI用作空穴注入层(HIL),厚度为化合物HT用作空穴传输层(HTL),厚度为化合物H-1用作电子阻挡层(EBL),厚度为然后红光掺杂剂化合物D-1掺杂在红光主体化合物H-2共沉积用作红光发光层(EML),掺杂浓度为2%,总厚度为使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL),蒸镀在发光层之上,厚度为在HBL上,化合物ET和化合物EIL共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EIL占ETL层总重量的60%,ETL层总厚度为之后仍然依照有机发光单元版图1103(图3e)蒸镀电荷产生层,包括厚度 Mg:Ag,Ag的质量比为90%,在Mg:Ag之上蒸镀化合物H-4作为缓冲层,接下来再依照有机发光单元版图1103(图3e)蒸镀第二有机发光单元,以化合物H-4与化合物HT共蒸镀形成空穴注入层,其中化合物H-4占3%,空穴注入层总厚度为这里空穴注入层与N型材料、缓冲层一起被看作电荷产生层。随后蒸镀化合物HT作为空穴传输层,化合物H-5作电子阻挡层(EBL),厚度为然后绿光掺杂剂化合物D-2掺杂在绿光主体化合物H-3和化合物H-5中形成绿光发光层(EML)(H-3:H-5:D-2=46%:46%:8%),总厚度为使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL),蒸镀在发光层之上,厚度为在HBL上,化合物ET和化合物EIL共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EIL占ETL层总重量的60%。最后,蒸镀厚度的化合物EIL作为电子注入层(EIL),并且依照阴极层版图1102a(图3c)镀120nm的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖封装以完成该器件。注意,由于设备原因版图3e在蒸镀第一有机发光单元、第二有机发光单元与电荷产生层时可能会产生些许偏差,并可能导致电荷产生层接触绝缘介质层1104,但由于没有电荷传输,不会影响发光区域,这也是使用绝缘介质层1104的优势之一。注意,该器件结构仅为示例,并不局限于本发明所述。化合物HI,化合物HT,化合物H-1,化合物H-2,化合物H-3,化合物H-4,化合物H-5,化合物D-1,化合物D-2,化合物ET,及化合物EIL的结构示例如下所示:
当由外部电驱动装置(该实施例中使用Keithley2400作为电源发生器)给如图3h所示器件版图的1101接入正极,1102a接入负极时,会出现如图4a所示的发光效果。此时阳极1101即为第一组电极,阴极1102a即为第二组电极;第一有机发光单元发射红光,第二有机发光单元发射绿光,因此第一有效发光区域发红光,第二有效发光区域发绿光。第一有效发光区域、第二有效发光区域重合的部分发出的颜色是红光与绿光的混合颜色。第一有效发光区域面积为4mm2,第二有效发光区域面积为36mm2,第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度为4/36=11%。有机发光单元的亮度随着外部电驱动装置电压的变化而变化,具体的,比如电压升高,第一有机单元发出的红光亮度增强,第二有机单元发出的绿光亮度也增强,如果两种颜色光强增加幅度相同,则两个有机单元重合发光区域仅发生强度上变化而没有颜色变化;但两个发光单元发光效率随光强变化的幅度由有机层结构决定,不同的有机层结构可以不同,如果两个发光单元的发光效率随着光强变化的幅度不同,则有可能使其在公共驱动下发光强度增幅不同,致使红光与绿光重叠区域形成的混合颜色也随着电压而发生变化。
实施例2
在实施例2中,阴极版图使用如图3d的1102b所示,其他层版图都与实施例1相同,组合后的器件版图如图3i所示,而OLED器件制备过程与实施例1完全相同。制备完成的OLED器件的阳极1101由Keithley2400电源发生器接入正极,阴极层1102b接入其负极时,由阳极1101注入的空穴和电荷产生层产生的电子在第一有机发光单元内复合发光,形成2mm*2mm的第一有效发光区域,有效发光面积是4mm2。此时由于电荷产生层具备横向导电性,使电荷产生层产生的空穴与阴极1102b在第二有机发光单元内复合发光,形成6mm*6mm的第二有效发光区域,有效发光面积是36mm2。发光效果如图4b所示,其中第一有效发光区域发红光,第二有效发光区域发绿光,但与实施例1不同的是,第一有效发光区域、第二有效发光区域完全不重合,即重合度为0。此时阳极1101为第一组电极,阴极1102b为第二组电极。
实施例3
在实施例3中,与图3i不同之处在于其绝缘限制层,绝缘限制层的版图如图3g所示,此外在图3i的基础上新增一个阳极版图1101a(图3b),其组合后的版图如图3j所示。而OLED器件制备过程与实施例1完全相同。制备完成的OLED器件的阳极1101、1101a并联接入Keithley2400电源发生器的正极,阴极层1102b接入其负极时,即阳极1101、1101a构成第一组电极,阴极1102b为第二组电极。此时由阳极1101、1101a注入的空穴和电荷产生层产生的电子在第一有机发光单元内复合发光,形成两个2mm*2mm的第一有效发光区域,有效发光面积是8mm2,由于阳极1101、1101a短路,所以由第一有机发光单元形成的2个2mm*2mm的第一有效发光区域被公共驱动且具有相同电压,即可以同时被点亮或关闭,亮度也是同时增加或减少;同时由于电荷产生层具备横向导电性,使电荷产生层产生的空穴与阴极1102b在第二有机发光单元内复合发光,形成6mm*6mm的第二有效发光区域,有效发光面积是36mm2。发光效果如图4c所示,其中第一有效发光区域发红光,第二有效发光区域发绿光,第一有效发光区域、第二有效发光区域完全不重合,即重合度为0。
实施例4
我们设计了一系列的新版图以做出一个利用本发明的展品,版图包括阳极层1301、第一有机发光单元1302、电荷产生层1303、第二有机发光单元1304、阴极层1305以及封装层1306,如图6a-6f所示,图6g为各层叠加后的总体版图效果。其中,基板是6英寸*6英寸的方形玻璃,均匀分布了3行*3列共9个重复的单元。图7a为各层叠加后对于每一个单元的细节版图效果,我们定义以点O为圆心的半径为12.5mm的圆为圆A,以点O为圆心的半径为13mm和16mm的圆形成的环为B。值得说明的是,对于阳极层1301,如图7b所示,区域1301a和1301d分别是阳极和阴极电连接部分,区域1301b是为了1301c区域特别引出的电连接部分。注意,为了简化制备工艺,本实施例没有使用绝缘介质层,因此区域1301b在本实施例中会发光,但因其不属于主要发光区域且在后期模组组装中会被覆盖,因此这里不计入有效发光区域范围内。对于第一有机发光单元1302,如图7c所示,区域1302a的主要作用是避免阳极层1301与电荷产生层1303的短路,确保电荷产生层1303仅与有机发光单元接触并发生电荷转移;而区域1302b为有效发光区域,圆形的半径为13mm,圆心为点O;第一有机发光单元1302的圆形半径比阳极层1301的圆形半径大0.5mm,同样为了避免阳极层和电荷产生层短路,这都与US20150108917A1描述的模式完全不同。对于电荷产生层1303,如图7d所示,其为半径为16mm的圆形,圆心为点O;在1303a区域内,CGL被第一有机发光单元区域1302a阻隔,可保证电荷产生层与阳极层不发生短路。因此,第一有效发光区域由阳极层1301、第一有机发光单元1302、电荷产生层1303重合区域定义,其为以点O为圆心,半径为12.5mm的圆形发光区域,即为图7b中的1301c,面积约为4.9cm2;由阳极1301b、第一有机发光单元1302a和阴极1305重合的区域虽然发光,但不是展示区域,因而不计入有效发光区域内。而第二有效发光区域由电荷产生层1303、第二有机发光单元1304与阴极层1305重合区域定义,其为以点O为圆心,半径为16mm的圆形发光区域,面积约为8cm2。由于第一有效发光区域完全被包含在第二有效发光区域内,因此两者重合度计算为4.9/8=60%。
具体器件制备过程如下所述。首先清洗玻璃基板,其具有120nm厚的如6a版图所示的铟锡氧化物(ITO)阳极。然后用UV臭氧和氧等离子体处理,随后将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,再安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机发光单元,依照第一有机发光单元1302的版图,在真空度约为10-6Torr的情况下以的速率通过热真空依次在ITO阳极上进行蒸镀。首先蒸镀第一有机发光单元,第一有机发光单元包括化合物HI用作空穴注入层(HIL),厚度为化合物HT用作空穴传输层(HTL),厚度为化合物H-1用作电子阻挡层(EBL),厚度为然后红光掺杂剂化合物D-1掺杂在红光主体化合物H-2共沉积用作红光发光层(EML),掺杂浓度为2%,总厚度为使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL),蒸镀在发光层之上,厚度为在HBL上,化合物ET和化合物EIL共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EIL占ETL层总重量的60%,ETL层总厚度为之后依照电荷产生层1303的版图蒸镀电荷产生层,包括厚度Yb,Mg:Ag,Ag的质量比为90%,接下来再依照第二有机发光单元版图1304在Mg:Ag之上蒸镀化合物H-4作为缓冲层以及蒸镀第二有机发光单元,以化合物H-4与化合物HT共蒸镀形成空穴注入层,其中化合物H-4占3%,空穴注入层总厚度为这里空穴注入层与n型材料、缓冲层一起被看作电荷产生层。随后蒸镀化合物HT作为空穴传输层,化合物H-1用作电子阻挡层(EBL),厚度为然后红光掺杂剂化合物D-1掺杂在红光主体化合物H-2共沉积用作红光发光层(EML),掺杂浓度为2%,总厚度为使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL),蒸镀在发光层之上,厚度为在HBL上,化合物ET和化合物EIL共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EIL占ETL层总重量的60%,ETL层总厚度为最后,蒸镀厚度的化合物EIL作为电子注入层(EIL),并且依照阴极层版图1305镀120nm的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖依照版图1306进行封装以完成该器件。完成的实施例3的实物图如8a所示,而其中的一个单元如8b所示。
由Keithley2400电源发生器给制备完成的OLED器件的阳极1301接入正极,阴极层1305接入负极时,由阳极1301注入的空穴和电荷产生层产生的电子在第一有机发光单元内复合发光,形成第一有效发光区域,主要为以点O为圆心半径为12.5mm的圆,即圆A。此时由于电荷产生层具备横向导电性,使电荷产生层产生的空穴与阴极1305在第二有机发光单元内复合发光,形成第二有效发光区域,主要为以点O为圆心半径为16mm。而在第一和第二有效发光区域之间,形成了一个环形结构,即环B,其发光效果如图8c所示,其中第一有效发光区域发红光;第二有效发光区域也发红光,在电压为6V时点亮。如前文解释,由于第一、第二有效发光区域面积不同在串联条件下电流相同但电流密度不同,因而发光效果也会不同。我们实测发现,圆A区域色坐标为CIEx=0.683,CIEy=0.314,亮度为46.5cd/m2;环B区域的色坐标为CIEx=0.672,CIEy=0.319,亮度为14.6cd/m2。即环B区域的亮度仅为圆A区域亮度的三分之一,从而可以营造一种明暗差异,类似月亮的光晕效果,利用这一现象,我们制作了展品如图9所示。
注意,以上器件结构仅为示例,并不局限于本发明所述。例如,在第一有机发光单元中的空穴注入层可以使用与第二有机发光单元相同的结构。又例如,第一有机发光单元可以使用其他颜色的主体化合物和发光材料,以及相应的配套传输材料及器件结构。第二有机发光单元也可以使用其他颜色的主体化合物和发光材料,以及相应的配套传输材料及器件结构。在4个实施例中,基板可以是玻璃或石英基板,也可以是柔性基板,包括但不限于,薄膜玻璃、PET、PEN、PI等。阳极可以是ITO、IZO等透明电极,也可以是ITO/Ag/ITO等不透明电极,当阳极是透明电极时,阴极可以是Al、Ag等不透明电极,也可以是Mg:Ag等半透明电极;当阳极是不透明电极时,阴极是半透明电极。
应当理解,这里描述的各种实施例仅作为示例,并无意图限制本发明的范围。因此,如本领域技术人员所显而易见的,所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代,而不脱离本发明的精神。应理解,关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。
Claims (13)
1.一种有机电致发光器件,其包含:
基板,
第一组电极,
第二组电极,
第一电荷产生层,
一个外部电驱动装置,
第一有机发光单元置于第一组电极和第一电荷产生层之间,且发出第一峰值波长的光;
第二有机发光单元置于第二组电极和第一电荷产生层之间,且发出第二峰值波长的光;
其中第一有机发光单元和第一组电极、第一电荷产生层构成第一有效发光区域,第二有机发光单元和第二组电极、第一电荷产生层构成第二有效发光区域,所述第一有效发光区域与第二有效发光区域垂直投影重合度小于100%;
其中所述第一电荷产生层和第一有机发光单元、第二有机发光单元接触,且所述第一电荷产生层仅与第一有机发光单元、第二有机发光单元发生电荷传输;
其中所述第一组电极和第二组电极被所述外部电驱动装置公共驱动。
2.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于90%;
优选地,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于80%;
更优选地,所述第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影重合度小于70%;或者第一有效发光区域和第二有效发光区域垂直投影完全不重合,即重合度为零。
3.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一组电极和/或第二组电极包含多个电极,且所述多个电极都被所述外部电驱动装置公共驱动。
4.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电荷产生层的方块电阻小于等于3000Ω/□;
优选地,所述电荷产生层的方块电阻小于等于1500Ω/□;
更优选地,所述电荷产生层的方块电阻小于等于500Ω/□。
5.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电荷产生层包含一层金属层。
6.如权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述金属层厚度至少大于3nm;
优选地,所述金属层厚度至少大于5nm。
7.如权利要求5或6所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述金属层包含选自由以下任一种的金属或多种金属的合金:Yb、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Th、Dy、Ho、Er、Em、Gd、Lu、Y、Mn、Ag,及其组合。
8.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一峰值波长与第二峰值波长相差在3nm之内,或相差在10nm以上。
9.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机电致发光器件进一步包括第三有机发光单元和第二电荷产生层,所述第二电荷产生层置于第二有机发光单元和第二组电极之间,所述第三有机发光单元置于第二电荷产生层和第二组电极之间;
优选地,所述第二电荷产生层和第二有机发光单元、第三有机发光单元接触,且所述第二电荷产生层仅与第二有机发光单元、第三发光单元发生电荷传输。
10.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机电致发光器件进一步包含绝缘介质层,所述绝缘介质层与第一组电极、第一电荷产生层和第一有机发光单元中的一层或多层接触。
11.如权利要求10所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述绝缘介质层所用材料为有机材料,或无机材料,或有机材料与无机材料的组合;无机材料包括氧化硅,氮化硅,氧化铝,氮化铝中的一种或多种;有机材料包括绝缘的聚合物;
优选地,所述绝缘介质层所用材料为聚合物;
更优选地,所述绝缘介质层所用材料选自聚酰亚胺(PI),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
12.一种显示装置,其包含权利要求1-11的任一所述的有机电致发光器件。
13.一种照明装置,其包含权利要求1-11的任一所述的有机电致发光器件。
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