TW201603346A - 一種oled結構 - Google Patents

Abstract

本公開提供一種OLED結構，包括陰極層、有機發光層和陽極層，所述有機發光層位於所述陰極層和陽極層之間，其中，所述陰極層或陽極層下方形成一反射層，所述反射層與所述陰極層或陽極層之間具有一個絕緣隔離層。本公開針對OLED結構的陽極進行結構性的變更，直接避免陽極發生突丘的可能性。進而保證OLED的信賴性以及可量産性與良品率的提升。

Description

一種OLED結構

本發明涉及OLED結構改造，尤指一種能保證OLED的信賴性的OLED結構。

OLED (Organic Light Emitting Display，中文名有機發光顯示器）是指有機半導體材料和發光材料在電場驅動下，通過載流子注入和複合導致發光的現象。其原理是用ITO透明電極和金屬電極分別作爲元件的陽極和陰極，在一定電壓驅動下，電子和電洞分別從陰極和陽極注入到電子和電洞傳輸層，電子和電洞分別經過電子和電洞傳輸層遷移到發光層，並在發光層中相遇，形成激子並使發光分子激發，後者經過輻射弛豫而發出可見光。輻射光可從ITO一側觀察到，其中的金屬電極膜同時也起了反射層的作用。

而OLED的生産瓶頸主要取决於電性與信賴性有關的良品率問題。電性主要爲顯示面的不均勻(mura)，此問題於OLED成品完成之後，於工廠端自身的質量檢查系統可以有效攔堵。至於信賴性問題主要爲陽極電極膜的突丘（hill lock），會在使用中造成OLED的陰極與陽極的短路，或是組件燒毀所形成的暗點(DP)。此問題經常是質檢之後才會出現，往往不良出現時，已經流至終端用戶端，造成公司商譽的損害。

如圖1所示，爲現有技術OLED結構示意圖。包括陰極9、有機發光層8和陽極7，陽極7爲陽極金屬反射平面，陰極9使用銀、鎂或是氧化銦錫（ITO）等相關具有高透光性金屬構成。現有技術中陽極7（Anode）結構可爲雙層或是三層結構，例如：ITO/Ag/ITO的三層式，或 ITO/Ag的雙層式。其中ITO可由任何透明導電金屬取代，能實現OLED陽極功能（Anode）， Ag爲光反射層，可由一切具有高反射率的金屬取代，例如Al。然而這種OLED結構，由於使用中的高電場或高電流， OLED 陰極9與陽極7之間的距離爲0.3um左右，相對的電場强度非常大。Ag/Al會受到電場的影響，以至於原子會沿著晶界（grain boundary），隨著電流方向移動，就會造成尖刺現象（spiking），也就是電遷移現象（Electromigration）。會使陽極7中金屬成份向陰極9方向形成突丘（hill lock），這樣會在使用中造成OLED的陰極9與陽極7的短路，或是組件燒毀形成暗點(DP)。

另外，如公開號爲CN1691860 A中國發明專利中，公開了一種頂部發射有機場致發光顯示器。參照圖2所示，該頂部發射有機場致發光顯示器包括：在襯底200上設置具有反射層210a、金屬-矽化物層210b和透明電極層210c的第一電極層210；包括至少一層發射層的有機層230；以及第二電極層240。金屬-矽化物層210b設置在反射層210a和透明電極層210c之間以抑制在反射層210a和透明電極層210c的界面處産生的電腐蝕，且穩定層間的接觸電阻，從而獲得亮度均勻的像素和實現高質量圖像。

但是，此專利中金屬-矽化物層210b僅能抑制反射層和透明電極層界面上的電現象和金屬氧化物層的形成。並未從根本上解决反射層210a的金屬材料受電場和電流影響形成突丘（hill lock）的問題。

爲解决現有技術的問題，本發明的目的就在於提供一種能保證OLED的信賴性的OLED結構。

本發明實施例提供一種OLED結構，包括陰極層、有機發光層和陽極層，所述有機發光層位於所述陰極層和陽極層之間，其中，所述陰極層或陽極層下方形成一反射層，所述反射層與所述陰極層或陽極層之間具有一個絕緣隔離層，且所述反射層電位浮置。

根據一實施例，所述絕緣隔離層爲單層氧化矽或氮化矽膜。

根據一實施例，所述絕緣隔離層爲多層氧化矽或氮化矽膜。

根據一實施例，所述反射層結構爲鋁、銀或鎳金屬膜。

根據一實施例，所述反射層上下兩面以氧化銦錫或氧化銦鋅進行修飾。

根據一實施例，所述反射層與閘極層或汲極層共同成形。

根據一實施例，所述隔離層爲多層有機光學材料層。

根據一實施例，所述有機光學材料層是對製成膜狀的聚乙烯醇類樹脂的單層體實施染色處理及拉伸處理製成。

根據一實施例，所述有機光學材料層通過在熱塑性樹脂基體材料上塗敷形成聚乙烯醇類樹脂層，並將形成於該樹脂基體材料上的聚乙烯醇類樹脂層與樹脂基體材料一起進行拉伸製成。

本發明針對OLED結構的陽極進行結構性的變更，直接避免陽極發生突丘（hill lock）的可能性。進而保證OLED的信賴性以及可量産性與良品率的提升。

體現本發明特徵與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。

本發明實施例提供一種OLED結構（參照圖3、圖4），包括陰極層1、有機發光層2、陽極層3、隔離層4和反射層5，有機發光層2位於陰極層1和陽極層3之間，在陰極層1或陽極層2（二者可以互換）下方形成有反射層5，而反射層5與電極層之間形成有絕緣隔離層4。以此，將電極與反射層功能分離，反射層單獨行使反射功能，不兼具電極功能。從而徹底解决現有技術中，高電場或高電流情况下，陽極中金屬成份向陰極方向形成突丘（hill lock），造成OLED的陰極與陽極的尖刺現象（spiking），避免組件燒毀形成暗點的問題。

如圖3所示，爲本發明具體實施方式，OLED結構從上到下可依次爲陰極層1、有機發光層2、陽極層3、隔離層4和反射層5。

陰極層1是透明或半透明導體，可使用銀、鎂或是氧化銦錫（ITO）等相關具有高透光性金屬構成。製作中需要將細微的陰極與陰極之間隔離，所用的工藝爲蘑菇構型法(Mushroom structure approach)，此工藝類似印刷技術的負光阻顯影技術。

有機發光層2位於陰極層1和陽極層3之間，有機發光層2通常還具有兩個輸入層和一個發光層。輸入層分爲電子傳輸層與電洞傳輸層，而發光層却不一定單獨存在，可以是電子或電洞傳輸層既爲傳輸層又爲發光層。傳輸層都表現出單向極化特性，以便使電洞於電子的複合在發光層中進行。電子傳輸層（ETM）可爲瑩光染料化合物。必須熱穩定和表面穩定，有機金屬絡合物具有足夠的熱穩定性。爲了保證有效的電子注入，電子傳輸層的LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital，未占有電子的能級最低的軌道稱爲最低未占軌道）能級（分子最低空軌道）應與陰極的功函數相匹配。

電洞傳輸層的電洞輸運材料（HTM）屬於一類芳香胺化合物。是TPD（Tg＝60°C），最穩定的元件採用NPB（Tg＝100°C）。另外，發光層由在瑩光基質材料中摻雜的瑩光摻雜劑來製備。基質材料通常與電子傳輸層與電洞傳輸層採用的材料相同，瑩光摻雜劑是熱和光化學穩定的鐳射染料。瑩光染料必須具有較高的量子效率和足夠的熱穩定性，昇華而不會分解。

陽極層3採用透明或半透明氧化銦錫或氧化銦鋅（ITO/IZO）等相關的氧化金屬層，利用射頻濺鍍法(RF sputtering)所製造。由於陽極層3電阻過大，易造成不必要的外部功率消耗，優選是增加一輔助電極以降低電壓梯度減少驅動電壓的快捷方式。鉻(Cr：Chromium)金屬被用作輔助電極的材料，它具有對環境因子穩定性佳及對蝕刻液有較大的選擇性等優點。然而它的電阻值在膜層爲100nm 時仍屬過大，因此在相同厚度時擁有較低電阻值的鋁(Al：Aluminum)金屬(0.2 歐姆/平方)則成爲輔助電極另一較佳選擇。但是，鋁金屬的高活性也使其有信賴性方面的問題，因此，更佳的選擇是使用多疊層的輔助金屬，如：Cr / Al / Cr多疊層結構或Mo / Al / Mo多疊層結構。

絕緣隔離層4形成於反射層5與陽極層3之間，一種情况下，絕緣隔離層可爲單層或多層氧化矽或氮化矽膜（如圖4所示爲多層氧化矽膜），以便於將金屬反射層5與陽極層3進行絕緣間隔。一具休實施方式中，絕緣層的材料可爲SiOx、SiNx或SiONx，以這些材料組成單層或多層結構，總厚度在 30~300埃（A）。將電極與反射層功能分離，反射層單獨行使反射功能，不兼具電極功能。

反射層5下方可爲OLED的 驅動部分51，現有技術中一般採用TFT驅動結構，圖中僅顯示了一部分，沒有完整示出。

另一種選擇是：隔離層4由單層或多層具有偏振效果的有機光學材料層形成，以便於增强反射層5的反射率。有機光學材料層材料可爲聚乙烯醇類樹脂，製作方式是對製成膜狀的聚乙烯醇類樹脂的單層體實施染色處理及拉伸處理製成。但是這種製備方式聚乙烯醇類樹脂層厚度會大於10nm，並不能很好地適用於本發明實施例的要求。所以，更佳的一種選擇是，通過在熱塑性樹脂基體材料上塗敷形成聚乙烯醇類樹脂層，並將形成於該樹脂基體材料上的聚乙烯醇類樹脂層與樹脂基體材料一起進行拉伸製成，這樣單層機光學材料層厚度可是在5-10nm之間。

反射層5單獨形成在電極層的下方，反射層爲電位浮置，不給任何電信號，反射層5單獨行使反射功能。主使用鋁、銀、鎳（AL/Ag/Ni）與相關金屬合金製成一平坦光滑水平平面。並且反射層5還可與閘極層或汲極層共同成形制作或是單獨製作。優選地，反射層5爲三明治結構，中間層爲金屬層，上下兩層可使用氧化銦錫或氧化銦鋅（ITO/IZO）等相關的氧化金屬層對金屬膜進行保護修飾，防止與其它材料發生化學反應而影響反射效果。

讓反射層與陽極(ITO)分間，並且將反射層獨立，不給予任何電信號，如此即可避免作爲反射層的金屬受到OLED電場的影響，從而避免發生電遷移現象。

另一種選擇是，反射層5接地連接，以便於在陽極層3出現電場强度不均，某些區域或點出現電荷突增、場强變化時，由反射層5來消除這種電場的不均。從而避免OLED使用中，電場或高電流突增情况下，造成OLED的陰極與陽極的短路，使組件燒毀形成暗點的問題。

以上實施例中反射層5可爲一個整體膜層，當然也可爲多個獨立片區組成，這些獨立片區對應齊有機發光區域，可略大於有機發光區域，以最大限度反射發光區域的光線爲宜。這樣可減少材料用量，減少成本的同時，還能提升各區域反射效果的穩定性，避免相互之間的影響。

本發明實施例針對OLED結構的陽極進行結構性的變更，直接避免陽極發生突丘（hill lock）的可能性。進而保證OLED的信賴性以及可量産性與良品率的提升。

由技術常識可知，本發明實可以通過其它的不脫離其精神實質或必要特徵的實施方案來實現。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，並不是僅有的。所有在本發明範圍內或在等同於本發明的範圍內的改變均被本發明包含。

1‧‧‧陰極層
2‧‧‧有機發光層
200‧‧‧襯底
210‧‧‧第一電極層
210a‧‧‧反射層
210b‧‧‧金屬-矽化物層
210c‧‧‧透明電極層
230‧‧‧有機層
240‧‧‧第二電極層
3‧‧‧陽極層
4‧‧‧隔離層
5‧‧‧反射層
7‧‧‧陽極
8‧‧‧有機發光層
9‧‧‧陰極

圖1爲現有OLED結構示意圖。 圖2爲現有另一種OLED結構示意圖。 圖3爲本發明實施例中OLED結構示意圖。 圖4爲本發明實施例中另一種OLED結構示意圖。

7‧‧‧陽極

8‧‧‧有機發光層

9‧‧‧陰極

Claims (9)

1. 一種OLED結構，包括陰極層、有機發光層和陽極層，所述有機發光層位於所述陰極層和陽極層之間，其特徵在於： 所述陰極層或陽極層下方形成一反射層，所述反射層與所述陰極層或陽極層之間具有一絕緣隔離層，且 所述反射層電位浮置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的OLED結構，其中，所述絕緣隔離層爲單層氧化矽或氮化矽膜。
3. 如申請專利範圍第1項所述的OLED結構，其中，所述絕緣隔離層爲多層氧化矽或氮化矽膜。
4. 如申請專利範圍第1項所述的OLED結構，其中，所述反射層爲鋁、銀或鎳金屬膜。
5. 如申請專利範圍第4項所述的OLED結構，其中，所述反射層包括一上表面和一下表面，所述上表面和下表面以氧化銦錫或氧化銦鋅進行修飾。
6. 如申請專利範圍第5項所述的OLED結構，其中，所述反射層與閘極層或汲極層共同成形。
7. 如申請專利範圍第1項所述的OLED結構，其中，所述絕緣隔離層爲多層有機光學材料層。
8. 如申請專利範圍第7項所述的OLED結構，其中，所述有機光學材料層是經由對製成膜狀的聚乙烯醇類樹脂的單層體實施染色處理及拉伸處理製成。
9. 如申請專利範圍第7項所述的OLED結構，其中，所述有機光學材料層通過在熱塑性樹脂基體材料上塗敷形成聚乙烯醇類樹脂層，並將形成於該樹脂基體材料上的聚乙烯醇類樹脂層與樹脂基體材料一起進行拉伸製成。