CN112563437A - 一种顶发射oled阴极结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及OLED制备技术领域，特别是一种顶发射OLED阴极结构及制备方法，包括玻璃衬底，所述玻璃衬底上设有金属阳极，所述金属阳极上依次沉积OLED有机功能层，所述OLED有机功能层自下而上分别为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层，所述OLED有机功能层上沉积金属阴极，所述金属阴极包括金属薄膜和金属细丝，所述金属细丝设在金属薄膜上。本发明可以同时具有较高的透光性和导电性，能有效提升OLED器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及OLED制备技术领域，特别是一种顶发射OLED阴极结构及制备方法。
背景技术
由于顶发射OLED可以避免光从基板侧出射，从而大大提高了OLED面板的开口率，在当今OLED面板行业被广泛使用。顶发射OLED中，常使用金属材料作为器件的阴极，这就要求金属阴极不仅具有较高的透光率，还要具有良好的导电性。金属阴极厚度较厚时，导电性能出色，但是透光性能较差；厚度较薄时，则反之。因此，常用的做法是选取一个合适的厚度数值，采用折中的做法，效果不佳。
例如，专利号为201910521580.1的中国发明专利所公开的一种顶发射OLED金属阴极结构，包括衬底玻璃，所述衬底玻璃上设置有金属阳极，所述金属阳极上依次沉积OLED有机功能层，所述OLED有机功能层自下而上分别为：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层；所述OLED有机功能层上沉积金属阴极。采用上述结构和方法后，本发明提供的金属阴极可以有效地增强OLED器件中电子的注入，对提高器件的发光效率很有帮助。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种OLED阴极结构，可以同时具有较高的透光性和导电性，能有效提升OLED器件性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种顶发射OLED阴极结构，包括玻璃衬底，所述玻璃衬底上设有金属阳极，所述金属阳极上依次沉积OLED有机功能层，所述OLED有机功能层自下而上分别为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层，所述OLED有机功能层上沉积金属阴极。
作为本发明进一步的方案，所述金属阴极包括金属薄膜和金属细丝，所述金属细丝设在金属薄膜上。
作为本发明进一步的方案，所述金属薄膜的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种，所述金属细丝的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种。
作为本发明进一步的方案，所述金属薄膜的材料为Ag：Mg，所述Ag：Mg掺杂比例为1:9或2:9；所述金属薄膜厚度分别为1~3nm和2~7nm的Al/Ag组合或Ca/Ag组合或Ca/Au组合，所述金属薄膜的厚度为3~10nm。
作为本发明进一步的方案，所述金属细丝等间距排列，且宽度为50~100μm，厚度为50~300nm，细丝的间距为300~800μm。
一种顶发射OLED阴极结构制备方法，具体步骤如下：
第一步：准备好已经图案化的金属阳极及玻璃衬底；
第二步：在金属阳极之上，依次沉积OLED有机功能层，自下至上分别为：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层；
第三步：在第二步中的OLED有机功能层上，依次沉积Ag薄膜和Ag细丝作为金属阴极。
作为本发明进一步的方案，整个制备过程在真空环境条件下制备，且真空度为≤3*10-7Torr。
作为本发明进一步的方案，所述第一步中金属阳极的厚度为200nm，发光单元面积为50mm×50mm。
作为本发明进一步的方案，所述第二步中在腔室真空度达到≤3*10-7Torr条件下，空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层的沉积速率均为1 Å/s，时间分别是30s、400s、250s、300s，其中发光层的掺杂浓度为8%。
作为本发明进一步的方案，所述第三步中在腔室真空度达到≤3*10-7Torr条件后，沉积厚度为6nm的Ag薄膜，沉积速率为0.5 Å/s，时间为120s，随即在真空环境下更换精细掩膜板继续沉积Ag细丝，厚度为100nm，宽度为80μm，间距为500μm，沉积速率为1 Å/s，时间为1000s。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用如上技术方案，金属薄膜保证了良好的透光性，但是该薄膜的导电性较差；金属细丝覆盖在金属薄膜之上，具有良好的导电性，同时金属细丝的宽度对出光几乎没有影响。因此金属薄膜与金属细丝的有机组合保证了OLED阴极同时具有较高的透光性与导电性，能有效提升OLED器件性能。
附图说明
图1为一种顶发射OLED阴极结构的结构示意图。
图2为一种顶发射OLED阴极结构的俯视图。
图3为实施例一与对比例一、二中OLED器件的电压-电流密度曲线对比图。
图4为实施例一与对比例一、二中OLED器件的亮度-电流效率曲线对比图。
图中：1为玻璃衬底，2为金属阳极，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为发光层，6为电子传输层，701为金属薄膜，702为金属细丝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本发明的一种顶发射OLED阴极结构，包括玻璃衬底1，所述玻璃衬底1上设有金属阳极2，所述金属阳极上依次沉积OLED有机功能层，所述OLED有机功能层自下而上分别为空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6，所述OLED有机功能层上沉积金属阴极。
本发明进一步的，所述金属阴极包括金属薄膜701和金属细丝702，所述金属细丝702设在金属薄膜701上。
本发明进一步的，所述金属薄膜701的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种，所述金属细丝702的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种。
本发明进一步的，所述金属薄膜701的材料为Ag：Mg，所述Ag：Mg掺杂比例为1:9或2:9；所述金属薄膜701厚度分别为1~3nm和2~7nm的Al/Ag组合或Ca/Ag组合或Ca/Au组合，所述金属薄膜701的厚度为3~10nm。
本发明进一步的，所述金属细丝702等间距排列，且宽度为50~100μm，厚度为50~300nm，细丝的间距为300~800μm。
实施例一：
本发明的一种顶发射OLED阴极结构制备方法，具体步骤如下：
第一步，准备好已经图案化的金属阳极2及玻璃衬底1，金属阳极2为Al的厚度为200nm，发光单元面积为50mm×50mm；
第二步，在金属阳极Al之上，腔室真空度达到≤3*10-7Torr条件下，依次沉积OLED有机功能层，自下至上分别为：空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6，上述各功能层的沉积速率均为1 Å/s，时间分别是30s、400s、250s、300s，其中发光层5的掺杂浓度为8%；
第三步，在上述OLED有机功能层上，腔室真空度达到≤3*10-7Torr之后，沉积厚度为6nm的Ag薄膜701，沉积速率为0.5 Å/s，时间为120s。然后在Ag薄膜701上，真空环境下更换精细掩膜板继续沉积Ag细丝702，厚度为100nm，宽度为80μm，间距为500μm，沉积速率为1Å/s，时间为1000s。
对比例一：
第一步，准备好已经图案化的金属阳极Al及玻璃衬底，Al的厚度为200nm，发光单元面积为50mm×50mm；
第二步，在金属阳极Al之上，依次沉积OLED有机功能层，自下至上分别为：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层；
第三步，在上述OLED有机功能层上，沉积厚度为6nm的Ag作为金属阴极。
对比例二：
第一步，准备好已经图案化的金属阳极Al及玻璃衬底，Al的厚度为200nm，发光单元面积为50mm×50mm；
第二步，在金属阳极Al之上，依次沉积OLED有机功能层，自下至上分别为：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层；
第三步，在上述OLED有机功能层上，沉积厚度为20nm的Ag作为金属阴极。
如图3所示，可以明显的看出，实施例一与对比例二的电学性能相当，但是对比例一的电学性能很差，原因是对比例一中OLED阴极仅由6nm的Ag组成，电阻较高，无法有效注入电流。
如图4所示，可以明显的看出，实施例一中的OLED器件采用了本发明提出的阴极结构，其电流效率最高，对比例二中的OLED采用传统的阴极结构，效率次之；对比例一中的OLED器件的阴极无法有效注入电流，所以其电流效率与亮度都很差。
综上所述，本发明可以同时具有较高的透光性和导电性，能有效提升OLED器件性能。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (10)
1.一种顶发射OLED阴极结构，包括玻璃衬底（1），其特征是：所述玻璃衬底（1）上设有金属阳极（2），所述金属阳极上依次沉积OLED有机功能层，所述OLED有机功能层自下而上分别为空穴注入层（3）、空穴传输层（4）、发光层（5）、电子传输层（6），所述OLED有机功能层上沉积金属阴极。
2.根据权利要求1所述的一种顶发射OLED阴极结构，其特征是：所述金属阴极包括金属薄膜（701）和金属细丝（702），所述金属细丝（702）设在金属薄膜（701）上。
3.根据权利要求2所述的一种顶发射OLED阴极结构，其特征是：所述金属薄膜（701）的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种，所述金属细丝（702）的材料为Ag、Au、Al、Mg、Ca的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种顶发射OLED阴极结构，其特征是：所述金属薄膜（701）的材料为Ag：Mg，所述Ag：Mg掺杂比例为1:9或2:9；所述金属薄膜（701）厚度分别为1~3nm和2~7nm的Al/Ag组合或Ca/Ag组合或Ca/Au组合，所述金属薄膜（701）的厚度为3~10nm。
5.根据权利要求2所述的一种顶发射OLED阴极结构，其特征是：所述金属细丝（702）等间距排列，且宽度为50~100μm，厚度为50~300nm，细丝的间距为300~800μm。
6.一种顶发射OLED阴极结构制备方法，其特征是：具体步骤如下：
第一步：准备好已经图案化的金属阳极（2）及玻璃衬底（1）；
第二步：在金属阳极之上，依次沉积OLED有机功能层，自下至上分别为：空穴注入层（3）、空穴传输层（4）、发光层（5）、电子传输层（6）；
第三步：在第二步中的OLED有机功能层上，依次沉积Ag薄膜（701）和Ag细丝（702）作为金属阴极。
7.根据权利要求6所述的一种顶发射OLED阴极结构制备方法，其特征是：整个制备过程在真空环境条件下制备，且真空度≤3*10-7Torr。
8.根据权利要求6所述的一种顶发射OLED阴极结构制备方法，其特征是：所述第一步中金属阳极的厚度为200nm，发光单元面积为50mm×50mm。
9.根据权利要求6所述的任意一种顶发射OLED阴极结构制备方法，其特征是：所述第二步中在腔室真空度达到≤3*10-7Torr条件下，空穴注入层（3）、空穴传输层（4）、发光层（5）、电子传输层（6）的沉积速率均为1 Å/s，时间分别是30s、400s、250s、300s，其中发光层（5）的掺杂浓度为8%。
10.根据权利要求6所述的任意一种顶发射OLED阴极结构制备方法，其特征是：所述第三步中在腔室真空度达到≤3*10-7Torr条件后，沉积厚度为6nm的Ag薄膜（701），沉积速率为0.5 Å/s，时间为120s，随即在真空环境下更换精细掩膜板继续沉积Ag细丝（702），厚度为100nm，宽度为80μm，间距为500μm，沉积速率为1 Å/s，时间为1000s。
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