WO2020155448A1 - 增强光取出的白色有机发光二极管器件 - Google Patents

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Definitions

  • top-emitting white organic light-emitting diodes (Top Emission WOLED (TE WOLED) is the most commonly used device structure, and the metal electrodes on both sides of the top-emitting white organic light-emitting diode have a microcavity effect (Microcavity Effect).
  • the microcavity effect can effectively improve the color purity, but at the same time it can cause serious angle changes.
  • the main methods to solve the chromatic aberration of this angle change are to suppress the microcavity effect or use the hybrid mode to stabilize the viewing angle.
  • the refractive index of the first high refractive index layer is the same as the refractive index of the second high refractive index layer.
  • the first light emitting layer is an organic light emitting diode light emitting layer
  • the second light emitting layer is an organic diode light emitting layer
  • each of the first functional layer, the second functional layer, the third functional layer, and the fourth functional layer is a hole injection layer, a hole transport layer, an electron One of a blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the color emitted by the first light-emitting layer and the color emitted by the second light-emitting layer are mixed to form white light.
  • each of the first functional layer, the second functional layer, the third functional layer, and the fourth functional layer is a hole injection layer, a hole transport layer, an electron One of a blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.

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Abstract

一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括：玻璃基板、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板上的电极层、第一功能层、第一发光层、第二功能层、电荷产生层、第三功能层、第二发光层、第四功能层、介质金属介质层以及至少二一维光子晶体层；其中，所述介质金属介质层包括依序迭设在所述第四功能层上的第一高折射率层、金属层、以及第二高折射率层，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层作为介质层。有机发光二极管器件介质-金属-介质结构可以有效提高电极透过率，进一步提高器件光取出效率。

Description

增强光取出的白色有机发光二极管器件 技术领域
本发明是有关于一种发光二极管器件，特别是有关于一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，利用结合一维光子晶体结构和介质-金属-介质（Dielectric-Metal-Dielectric, DMD）的方法，改善白色有机发光二极管器件的光取出效率和提高视角稳定性，同时介质-金属-介质结构可以有效提高电极透过率，进一步提高器件光取出效率。此外，一维光子晶体结构采用无机材料-有机材料多对堆积，解决光子晶体采用全无机材料的OLED器件应力大的问题。
 背景技术
现今市场上对于大尺寸白色有机发光二极管(White Organic light Emitting Diode, WOLED)显示的需求日渐提升。在现有技术的白色有机发光二极管中，顶发射白色有机发光二极管(Top Emission WOLED, TE WOLED)是最常采用的器件结构，而顶发射白色有机发光二极管的两侧金属电极存在微腔效应 (Microcavity Effect)。微腔效应可以有效改善色纯度，但同时会引起严重的角度变化色差。目前解决这一角度变化色差的主要方法有抑制微腔效应或利用杂化模式稳定视角。
光子晶体具有的光子带隙使落入光子带隙内的光以辐射模式出射，实现提高光取出效率，同时在金属与一维光子晶体(One Dimensional Photonic Crystal)界面存在一种光学表面态，这种表面态可以与微腔模式耦合形式杂化模式，可以有效的实现两个发光峰增强，适合应用于两个组分的白色有机发光二极管中实现光取出增强。此外，微腔效应会有明显的视角不稳定性，而这种光学表面态因为不受微腔腔长影响，只受金属电极厚度和光子晶体结构决定，所以不受视角变化影响，由此基于这种杂化态的白色有机发光二极管可良好地保证视角稳定性。
目前一维光子晶体多采用两种折射率差异很大的无机材料进行A-B-A-B结构多层堆迭，若将其引入白色有机发光二极管中，多层无机材料会带来应力大的问题，这会造成显示面板的易破裂和剥层，同时降低了显示面板的柔性。此外，金属薄膜的成核过程使得其在厚度较薄时，薄膜会出现不同程度的裂痕，这些裂痕破坏金属的连续性和导电性，同时可能会出现金属表面等离子模式的激发，造成光子的大量损耗。当在金属两侧采用介质层时，即介质-金属-介质（Dielectric-Metal-Dielectric, DMD）则可以在保证导电率的前提下，有效改善金属膜的连续性和透过率，实现金属的增透效果。
故，有必要提供一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，以解决现有技术所存在的问题。
 技术问题
有鉴于现有技术的白色有机发光二极管的一维光子晶体多采用两种折射率差异很大的无机材料进行多层堆迭而造成显示面板的柔性降低和瑕疵等问题，本发明提供一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，以解决上述问题。
 技术解决方案
本发明的主要目的在于提供一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括玻璃基板、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板上的电极层、第一功能层、第一发光层、第二功能层、电荷产生层、第三功能层、第二发光层、第四功能层、介质金属介质层以及至少二一维光子晶体层；
其中，所述介质金属介质层包括依序迭设在所述第四功能层上的第一高折射率层、金属层、以及第二高折射率层，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层作为介质层；
其中，所述至少二一维光子晶体层依序堆迭在所述介质金属介质层上，且每个所述一维光子晶体层包括依序堆迭设置的第二高折射率层以及低折射率层，且所述低折射率层的折射率低于所述第二高折射率层的折射率；
其中，所述介质金属介质层的所述第二高折射率层与最下方的所述一维光子晶体层的第二高折射率层是同一层。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层的折射率与所述第二高折射率层的折射率相同。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层的折射率大于或等于2，所述第二高折射率层的折射率大于或等于2。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以无机材料制造。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、硒化锌(ZnSe)、二氧化钛(TiO 2)、氧化钼(MoO 3)制造。
在本发明一实施例中，所述低折射率层的折射率小于或等于1.5。
在本发明一实施例中，所述低折射率层以含氟的有机材料制造。
在本发明一实施例中，所述第一发光层为有机发光二极管发光层，所述第二发光层为有机二极管发光层。
在本发明一实施例中，所述第一发光层所发出颜色与所述第二发光层所发出颜色混合后形成白光。
在本发明一实施例中，所述第一功能层、所述第二功能层、所述第三功能层以及所述第四功能层的每一个为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、以及电子注入层的其中一种。
本发明的另一目的在于提供一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括：玻璃基板、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板上的电极层、第一功能层、第一发光层、第二功能层、电荷产生层、第三功能层、第二发光层、第四功能层、介质金属介质层以及至少二一维光子晶体层；
其中，所述介质金属介质层包括依序迭设在所述第四功能层上的第一高折射率层、金属层、以及第二高折射率层，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层作为介质层；
其中，所述至少二一维光子晶体层依序堆迭在所述介质金属介质层上，且每个所述一维光子晶体层包括依序堆迭设置的第二高折射率层以及低折射率层，且所述低折射率层的折射率低于所述第二高折射率层的折射率；
其中，所述介质金属介质层的所述第二高折射率层与最下方的所述一维光子晶体层的第二高折射率层是同一层；
其中，所述第一高折射率层的折射率与所述第二高折射率层的折射率相同；
其中，所述第一高折射率层的折射率大于或等于2，所述第二高折射率层的折射率大于或等于2；
其中，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以无机材料制造；
其中，所述低折射率层的折射率小于或等于1.5；
其中，所述低折射率层以含氟的有机材料制造。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以硫化锌、氧化锌、硒化锌、二氧化钛、氧化钼制造。
在本发明一实施例中，所述第一发光层为有机发光二极管发光层，所述第二发光层为有机二极管发光层。
在本发明一实施例中，所述第一发光层所发出颜色与所述第二发光层所发出颜色混合后形成白光。
在本发明一实施例中，所述第一功能层、所述第二功能层、所述第三功能层以及所述第四功能层的每一个为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、以及电子注入层的其中一种。
 有益效果
与现有技术相比较，本发明增强光取出的白色有机发光二极管器件，利用一维光子晶体层和介质金属介质层结合的方法，实现光学塔姆态(Optical Tamm States, OTS)模式与微腔模式杂化，分别增强第一发光层与第二发光层的发光效率，同时这种光学塔姆态不受腔长影响，实现增强光耦合输出效率和保证视角稳定性，同时采用第二高折射率层-低折射率层之多层堆积的一维光子晶体以作为显示面板中的薄膜封装层，并且与传统光子晶体结构相比具有更小的应力，避免因无机材料较多造成的易破裂、剥层及与柔性的不兼容性。此外介质金属介质层在保证导电率的情况下，有效提高金属电极的透过率，进一步改善器件的光取出效率。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，配合所附图式，作详细说明如下：
 附图说明
图1为本发明增强光取出的白色有机发光二极管器件的侧面剖视图。
 本发明的实施方式
请参照图1，本发明增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括玻璃基板10、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板10上的电极层11、第一功能层41、第一发光层20e、第二功能层42、电荷产生层22、第三功能层43、第二发光层30e、第四功能层44、介质金属介质层5以及至少二一维光子晶体层7。
所述介质金属介质层5包括依序迭设在所述第四功能层44上的第一高折射率层51h、金属层60m、以及第二高折射率层52h，所述第一高折射率层51h以及所述第二高折射率层52h作为介质层。
所述至少二一维光子晶体层7依序堆迭在所述介质金属介质层5上，且每个所述一维光子晶体层7包括依序堆迭设置的第二高折射率层52h以及低折射率层70，且所述低折射率层70的折射率低于所述第二高折射率层52h的折射率。所述至少二一维光子晶体层7非结构化而有利于大面积制备，可提高白色有机发光二极管器件的光取出效率，减弱器件的应力，且可作为器件的薄膜封装层。
所述介质金属介质层5的所述第二高折射率层52h与最下方的所述一维光子晶体层7的第二高折射率层52h是同一层。所述介质金属介质层5可增大金属电极层11的透过率。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层51h的折射率与所述第二高折射率层52h的折射率相同。在本发明一实施例中，所述第一高折射率层51h的折射率大于或等于2，所述第二高折射率层52h的折射率大于或等于2。在本发明一实施例中，所述第一高折射率层51h以及所述第二高折射率层52h以无机材料制造。
在本发明一实施例中，所述第一高折射率层51h以及所述第二高折射率层52h以硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、硒化锌(ZnSe)、二氧化钛(TiO 2)、氧化钼(MoO 3)制造。在本发明一实施例中，所述低折射率层70的折射率小于或等于1.5。在本发明一实施例中，所述低折射率层70以含氟的有机材料制造。
在本发明一实施例中，所述第一发光层20e为有机发光二极管发光层，所述第二发光层30e为有机二极管发光层。在本发明一实施例中，所述第一发光层20e所发出颜色与所述第二发光层30e所发出颜色混合后形成白光。
在本发明一实施例中，所述第一功能层41、所述第二功能层42、所述第三功能层43以及所述第四功能层44的每一个为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、以及电子注入层的其中一种。
与现有技术相比较，本发明增强光取出的白色有机发光二极管器件，利用一维光子晶体层7和介质金属介质层5结合的方法，实现光学塔姆态(Optical Tamm States, OTS)模式与微腔模式杂化，分别增强第一发光层20e与第二发光层30e的发光效率，同时这种光学塔姆态不受腔长影响，实现增强光耦合输出效率和保证视角稳定性，同时采用第二高折射率层52h、低折射率层70之多层堆积的一维光子晶体以作为显示面板中的薄膜封装层，并且与传统光子晶体结构相比具有更小的应力，避免因无机材料较多造成的易破裂、剥层及与柔性的不兼容性。此外介质金属介质层5在保证导电率的情况下，有效提高金属电极的透过率，进一步改善器件的光取出效率。

Claims (15)

  1. 一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括：玻璃基板、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板上的电极层、第一功能层、第一发光层、第二功能层、电荷产生层、第三功能层、第二发光层、第四功能层、介质金属介质层以及至少二一维光子晶体层；
    其中，所述介质金属介质层包括依序迭设在所述第四功能层上的第一高折射率层、金属层、以及第二高折射率层，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层作为介质层；
    其中，所述至少二一维光子晶体层依序堆迭在所述介质金属介质层上，且每个所述一维光子晶体层包括依序堆迭设置的第二高折射率层以及低折射率层，且所述低折射率层的折射率低于所述第二高折射率层的折射率；
    其中，所述介质金属介质层的所述第二高折射率层与最下方的所述一维光子晶体层的第二高折射率层是同一层。
  2. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一高折射率层的折射率与所述第二高折射率层的折射率相同。
  3. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一高折射率层的折射率大于或等于2，所述第二高折射率层的折射率大于或等于2。
  4. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以无机材料制造。
  5. 如权利要求4所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以硫化锌、氧化锌、硒化锌、二氧化钛、氧化钼制造。
  6. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述低折射率层的折射率小于或等于1.5。
  7. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述低折射率层以含氟的有机材料制造。
  8. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一发光层为有机发光二极管发光层，所述第二发光层为有机二极管发光层。
  9. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一发光层所发出颜色与所述第二发光层所发出颜色混合后形成白光。
  10. 如权利要求1所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一功能层、所述第二功能层、所述第三功能层以及所述第四功能层的每一个为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、以及电子注入层的其中一种。
  11. 一种增强光取出的白色有机发光二极管器件，包括：玻璃基板、以及依序堆迭设置在所述玻璃基板上的电极层、第一功能层、第一发光层、第二功能层、电荷产生层、第三功能层、第二发光层、第四功能层、介质金属介质层以及至少二一维光子晶体层；
    其中，所述介质金属介质层包括依序迭设在所述第四功能层上的第一高折射率层、金属层、以及第二高折射率层，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层作为介质层；
    其中，所述至少二一维光子晶体层依序堆迭在所述介质金属介质层上，且每个所述一维光子晶体层包括依序堆迭设置的第二高折射率层以及低折射率层，且所述低折射率层的折射率低于所述第二高折射率层的折射率；
    其中，所述介质金属介质层的所述第二高折射率层与最下方的所述一维光子晶体层的第二高折射率层是同一层；
    其中，所述第一高折射率层的折射率与所述第二高折射率层的折射率相同；
    其中，所述第一高折射率层的折射率大于或等于2，所述第二高折射率层的折射率大于或等于2；
    其中，所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以无机材料制造；
    其中，所述低折射率层的折射率小于或等于1.5；
    其中，所述低折射率层以含氟的有机材料制造。
  12. 如权利要求11所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一高折射率层以及所述第二高折射率层以硫化锌、氧化锌、硒化锌、二氧化钛、氧化钼制造。
  13. 如权利要求11所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一发光层为有机发光二极管发光层，所述第二发光层为有机二极管发光层。
  14. 如权利要求11所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一发光层所发出颜色与所述第二发光层所发出颜色混合后形成白光。
  15. 如权利要求11所述的白色有机发光二极管器件，其中所述第一功能层、所述第二功能层、所述第三功能层以及所述第四功能层的每一个为空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、以及电子注入层的其中一种。
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