CN203859154U

CN203859154U - 具有顶发射oled结构的器件

Info

Publication number: CN203859154U
Application number: CN201320674974.9U
Authority: CN
Inventors: 孙亮亮; 吴晓亮; 孙文兵; 汤梅; 容佳玲; 朱文清
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

本实用新型公开了一种具有顶发射OLED结构的器件，在硅片基板上依次主要制备阳极、有机功能层和阴极，形成TEOLED结构，在硅片基板上形成具有圆弧状或塔状的基片绒面，使硅片基板表面形成非平坦化结构，接着在基片绒面上面制作TEOLED，基片绒面的表面粗糙度RMS小于1μm。本发明改变传统的平坦化衬底结构，采用更加有利于光线传输的界面的图形化技术，在硅片基板表面制绒形成凹凸起伏的形貌，可以提高其光取出效率，提高OLED的外量子效率，还能增大视角，减小微腔效应。另外，本实用新型的硅片基板不同于传统的玻璃基板，可以与现已成熟的集成电路技术相结合，显示出极大地优势。

Description

具有顶发射OLED结构的器件

技术领域

本实用新型涉及一种半导体发光器件，特别是涉及一种OLED器件，属于有机电致发光发光器件技术领域。

背景技术

有机发光二极管或有机发光显示(Organic Light Emitting Devices)，是自20世纪中期发展起来的一种新型显示技术，其原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。

OLED按照光的出射方式可分为底发射型和顶发射型两种，由于底发射型器件(BEOLED)通常以生长在玻璃衬底上的透明的铟锡氧化物(ITO)作为阳极，光从 ITO/玻璃衬底一侧出射，如果采用有源驱动的方式来驱动显示器件，那么，像素的发光面积与驱动电路之间将会存在竞争，从而降低显示屏的开口率，不能达到较高的显示亮度。相反，顶发射型的有机电致发光器件(TEOLED)的光是由顶端出射的。而将象素驱动电路制作在有机发光器件下方，这就解决了器件象素驱动电路和显示发光面积相互竞争的问题，对开口率几乎没有影响，有利于实现大型、高信息含量、高显示亮度、高分辨率的有机平板显示器。由于 TEOLED 的光是从顶端取出，那么，为了使器件的效率得到提高，我们需要降低底部电极的吸收同时提高其反射率，所以器件一般采用反射率较高的金属作为底部反射电极，而顶端则为便于光取出的透明或半透明电极。

目前，OLED的低光取出效率是严重困扰OLED广泛使用的重要原因之一。以BEOLED为例，实际从玻璃基底射出的光只占通过发光材料发射的光的大约20%左右，也就是说，OLED实际被利用的光只为20%，其余的80%的光都被浪费了。因此，提高OLED的光取出效率成为提高OLED发光性能亟待解决的技术问题，目前仍然缺少提高发光效率有效的手段。

实用新型内容

为了解决现有技术问题，本实用新型的目的在于克服已有技术存在的缺陷，提供一种具有顶发射OLED结构的器件，改变传统的平坦化衬底结构，采用更加有利于光线传输的界面的图形化技术，在硅片基板表面制绒形成凹凸起伏的形貌，接着在基片绒面上面制作TEOLED的各功能层，各功能层也能具有与硅片基板表面的基片绒面的结构相同的绒面结构，这样可以提高其光取出效率，提高OLED的外量子效率，还能增大视角，减小微腔效应。另外，本实用新型的硅片基板不同于传统的玻璃基板，可以与现已成熟的集成电路技术相结合，显示出极大地优势。

为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种具有顶发射OLED结构的器件，在硅片基板上依次主要制备阳极、有机功能层和阴极，形成TEOLED结构，在硅片基板上形成具有圆弧状或塔状的基片绒面，使硅片基板表面形成非平坦化结构，接着在基片绒面上面制作TEOLED的各功能层，基片绒面的表面粗糙度RMS小于1μm。

上述阳极优选采用不透明的全反射金属电极，上述阴极优选采用半透明的金属电极。

上述阳极优选通过溅射法或者真空蒸发法制备得到，采用的金属材料最好为Ag或者Al。

本实用新型技术方案优选利用电化学腐蚀法或化学腐蚀法在硅片基板制备的基片绒面。

本实用新型技术方案进一步优选采用化学腐蚀法，在硅片基板上使用碱腐蚀得到宽高均小于1μm的金字塔状绒面，形成基片绒面。

本实用新型技术方案还进一步优选采用电化学阳极氧化法在硅片基板制备得到高约70nm、宽约150nm的凹凸起伏的圆弧状绒面，形成基片绒面。

本实用新型技术方案还进一步优选采用电化学阳极氧化法在硅片基板制备的基片绒面，以硅片基板作为阳极，电解液为盐酸和硝酸的强酸混合溶液，强酸混合溶液中的HCl浓度为1%~5%(wt%)，强酸混合溶液中的HNO₃浓度5%~15%(wt%)，电解电流为0.1~2mA，电解时间为2~10h。

本实用新型技术方案还更加再进一步优选采用电化学阳极氧化法时，强酸混合溶液中的HCl浓度为2%~3%(wt%)，强酸混合溶液中的HNO₃浓度9%~10%(wt%)，电解电流为0.5~1mA，电解时间为5~7h。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：：

1. 本实用新型使用硅片作为基板，目前基于硅片的集成电路技术已经相当成熟，使用硅片作为基板的OLED将来可以直接嵌入集成电路，应用到光电集成系统中，制造成本低；

2. 本实用新型的阳极为全反射金属电极，阴极为半透明的金属电极。用金属电极代替常用的昂贵的ITO，既节约储量较少的铟材料，也降低了成本；

3. 与现有技术相比，本实用新型基于非平坦化的基板制备顶发射OLED，可以显著提高光取出，提高亮度、增大视角、减小微腔效应，具有节约成本等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例一在有绒面结构的硅片基板上制备的TEOLED的截面图。

图2是现有技术的顶发射OLED结构的器件结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例详述如下。

实施例一：

在本实施例中，参见图1，具有顶发射OLED结构的器件，在硅片基板1上依次主要制备阳极3、有机功能层4和阴极5，形成TEOLED结构，在硅片基板1上形成具有圆弧状或塔状的基片绒面2，接着在基片绒面2上面制作TEOLED，基片绒面2的表面粗糙度RMS小于1μm。

以硅片基板1作为阳极，以2% (wt%)的HCl，6% (wt%)的HNO₃作为电解液，电流为0.6mA，电解6h，制备基片绒面2；接着在其上面制作发绿光的TEOLED。从下到上依次为硅基板/Ag阳极/NPB/Alq3 / LiF/Ag阴极。

对比例：

参见图2，在现有技术顶发射OLED结构的器件中，通常由硅片基板1上依次主要制备阳极3、有机功能层4和阴极5，发绿光的TEOLED结构，硅片基板1为平坦化的结构，不具备绒面形貌。

在相同条件下，对实施例一和对比例所涉及的顶发射OLED结构的器件分别进行测试，在施加15V电压时，测得实施例一顶发射OLED结构的器件的亮度为10300cd/m²，而对比例顶发射OLED结构的器件的亮度仅为8600 cd/m²，可见实施例一顶发射OLED结构的器件的亮度对应提高了19.7%。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，以硅片基板1作为阳极，以2% (wt%)的HCl，6% (wt%)的HNO₃作为电解液，电流为0.6mA，电解6h，制备基片绒面2，接着在其上面制作发白光的TEOLED。从下到上依次为硅基板/Ag阳极/ CuPc/NPB/ ADN:TBPe/ Alq3:DCJTB/Alq3/LiF/Ag阴极。

本实例顶发射OLED结构的器件起亮电压 3.5V，在10V电压下，测得亮度为8750 cd/m²，色坐标为(0.35，0.33)，亮度较高，这说明OLED的光取出率有所提高，

总之，基于本实用新型带有绒面形貌的非平坦化硅片基板1制备的OLED可以提高其光取出效率，提高OLED的外量子效率，还能增大视角，减小微腔效应。另外，本实用新型的硅片基板1不同于传统的玻璃基板，可以与现已成熟的集成电路技术相结合，显示出极大地优势。

上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本实用新型的发明目的，只要不背离本实用新型具有顶发射OLED结构的器件的技术原理和实用新型构思，都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种具有顶发射OLED结构的器件，在硅片基板（1）上依次主要制备阳极（3）、有机功能层（4）和阴极（5），形成TEOLED结构，其特征在于：在所述硅片基板（1）上形成具有圆弧状或塔状的基片绒面（2），使硅片基板表面形成非平坦化结构，接着在所述基片绒面（2）上面制作TEOLED的各功能层，所述基片绒面（2）的表面粗糙度RMS小于1μm。

2.根据权利要求1所述具有顶发射OLED结构的器件，其特征在于：所述阳极（3）为不透明的全反射金属电极，所述阴极（5）为半透明的金属电极。