CN103490020A - 有机电致发光器件及其制作方法、显示装置、照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机电致发光器件及其制作方法、显示装置、照明装置，属于有机电致发光领域。其中，有机电致发光器件，包括基板、阳极层、有机发光层与阴极层，所述有机电致发光器件还包括设置在所述阴极层上、折射率大于预设值的透明覆盖层，所述透明覆盖层的表面分布有多个凸起。通过本发明的技术方案，能够减少OLED器件内部出射光线在覆盖层的全反射，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

Description

有机电致发光器件及其制作方法、显示装置、照明装置

技术领域

本发明涉及有机电致发光领域，特别是指一种有机电致发光器件及其制作方法、显示装置、照明装置。

背景技术

有机电致发光器件（OLED）因其具有自发光、全固态、宽视角、响应快等诸多优点而被认为在平板显示中有着巨大的应用前景，是继液晶(LCD)、等离子(PDP)之后的新一代平板显示产品。目前OLED在显示和照明领域都有广泛的应用，为了确保OLED器件拥有较高的功能可靠性及较低的能耗，需要尽可能地提高OLED器件中半导体发光元件的外部量子效率（Externalquantum efficiency）。

一般来说，OLED的外部量子效率取决于其内部量子效率（internal quantumefficiency）以及光取出效率，其中内部量子效率由材料本身的特性和器件结构所决定，因此在内部量子效率无法有效提升的情况下，增加OLED的光取出效率尤为重要。

提高光取出效率是将OLED内部所发射的光尽可能地引至OLED器件外，对于顶发射OLED器件来说，其阴极是半透明的金属电极，因此出射光在阴极的反射增加，而造成多光子束干涉，微腔效应非常的明显，因此需要在阴极上覆盖一层折射率高的材料，作为阴极覆盖层（capping layer，CPL）以减弱微腔效应，使得OLED器件内部的光顺利射出OLED表面。但由于阴极覆盖层的折射率较高，一般高于空气折射率，使得出射光线在阴极覆盖层内部又会发生全反射，导致出射光线的损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有机电致发光器件及其制作方法、显示装置、照明装置，能够减少OLED器件内部出射光线在覆盖层的全反射，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种有机电致发光器件，包括基板、阳极层、有机发光层与阴极层，所述有机电致发光器件还包括设置在所述阴极层上、折射率大于预设值的透明覆盖层，所述透明覆盖层的表面分布有多个凸起。

进一步地，所述透明覆盖层的折射率大于1.5。

进一步地，所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

进一步地，所述第一增透层的高度等于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率。

进一步地，所述凸起的最大宽度不超过200微米，所述凸起的最大长度不超过400微米。

进一步地，所述凸起的高度大于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率。

进一步地，所述凸起之间的间距小于200微米。

进一步地，所述凸起为长方体、锥体、圆柱体、半球体或多面体。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的有机电致发光器件。

本发明实施例还提供了一种照明装置，包括如上所述的有机电致发光器件。

本发明实施例还提供了一种有机电致发光器件的制作方法，所述有机电致发光器件包括有基板、阳极层、有机发光层与阴极层，所述制作方法包括：

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层。

进一步地，所述制作方法具体包括：

提供一基板；

在所述基板上形成由金属材料组成的阳极层；

在所述阳极层上形成有机发光层；

在所述有机发光层上形成由金属材料组成的阴极层；

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

进一步地，所述在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层包括：

在所述阴极层上沉积第一层透明材料，所述透明材料的折射率大于1.5；

在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料，利用掩膜板对第二层所述透明材料进行压印，形成分布在第一层所述透明材料上的多个凸起。

进一步地，所述在所述阴极层上沉积第一层透明材料包括：

利用热蒸镀方法在所述阴极层上沉积厚度为λ/（4n）的第一层所述透明材料，其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明材料的折射率；

所述在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料包括：

利用热蒸镀方法、或喷涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层所述透明材料上沉积厚度大于λ/（4n）的第二层所述透明材料。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，在OLED器件的阴极层上设置有折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，因为凸起具有与水平面成角度的面，所以在OLED器件的内部光线射出凸起时，能够减小出射光线的入射角，使得原本入射角大于临界角的出射光线的入射角小于临界角，从而减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

附图说明

图1为现有有机电致发光器件的结构示意图；

图2为本发明实施例一所采用掩膜板的结构示意图；

图3为本发明实施例一有机电致发光器件的结构示意图；

图4为本发明实施例二所采用掩膜板的结构示意图；

图5为本发明实施例二有机电致发光器件的结构示意图；

图6为本发明实施例三所采用掩膜板的结构示意图；

图7为本发明实施例三有机电致发光器件的结构示意图。

附图标记

1 基板    2 阴极层      3 有机发光层

4 阳极层  5 透明覆盖层  6 凸起

7 掩膜板  8 掩膜图形

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中出射光线在阴极覆盖层内部会发生全反射，导致出射光线的损失的问题，提供一种有机电致发光器件及其制作方法、显示装置，能够减少OLED器件内部出射光线在覆盖层的全反射，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

本发明实施例提供了一种有机电致发光器件，包括基板、阳极层、有机发光层与阴极层，其中，所述有机电致发光器件还包括设置在所述阴极层上、折射率大于预设值的透明覆盖层，所述透明覆盖层的表面分布有多个凸起。

本发明的OLED器件的阴极层上设置有折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，因为凸起具有与水平面成角度的面，所以在OLED器件的内部光线射出凸起时，能够减小出射光线的入射角，使得原本入射角大于临界角的出射光线的入射角小于临界角，从而减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

具体地，所述透明覆盖层的折射率大于1.5。

具体地，所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

其中，所述第一增透层的高度等于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率。

另外为了尽可能地提高OLED器件的光取出效率，所述凸起的尺寸最好不大于一个像素的大小，具体地，所述凸起的最大宽度不超过200微米，所述凸起的最大长度不超过400微米，所述凸起的高度大于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率，具体凸起的高度可以为1-2微米。所述凸起的形状具体可以为长方体、锥体、圆柱体、半球体、不规则多面体、或规则多面体。

在该有机电致发光器件应用于显示装置时，为了保证显示效果，凸起之间的间距需要小于显示面板像素的短边的长度，具体地，所述凸起之间的间距可以小于200微米。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的有机电致发光器件。其中，有机电致发光器件的结构同上述实施例，在此不再赘述。另外，显示装置其他部分的结构可以参考现有技术，对此本文不再详细描述。该显示装置可以为：电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。

本发明实施例还提供了一种照明装置，包括如上所述的有机电致发光器件。其中，有机电致发光器件的结构同上述实施例，在此不再赘述。另外，照明装置其他部分的结构可以参考现有技术，对此本文不再详细描述。

本发明实施例还提供了一种有机电致发光器件的制作方法，所述有机电致发光器件包括有基板、阳极层、有机发光层与阴极层，所述制作方法包括：

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层。

本发明OLED器件的制作方法在阴极层上设置有折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，因为凸起具有与水平面成角度的面，所以在OLED器件的内部光线射出凸起时，能够减小出射光线的入射角，使得原本入射角大于临界角的出射光线的入射角小于临界角，从而减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

具体地，所述制作方法包括：

提供一基板；

在所述基板上形成由金属材料组成的阳极层；

在所述阳极层上形成有机发光层；

在所述有机发光层上形成由金属材料组成的阴极层；

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

进一步地，所述在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层包括：

在所述阴极层上沉积第一层透明材料，所述透明材料的折射率大于1.5；

在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料，利用掩膜板对第二层所述透明材料进行压印，形成分布在第一层所述透明材料上的多个凸起。

进一步地，所述在所述阴极层上沉积第一层透明材料包括：

利用热蒸镀方法在所述阴极层上沉积厚度为λ/（4n）的第一层所述透明材料，其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明材料的折射率；

所述在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料包括：

利用热蒸镀方法、或喷涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层所述透明材料上沉积厚度大于λ/（4n）的第二层所述透明材料，其中，第一层透明材料和第二层透明材料为相同的透明材料。

下面结合具体的实施例对本发明的有机电致发光器件及其制作方法进行详细介绍：

实施例一

本实施例的有机电致发光器件的制作方法包括：

步骤a1：提供一基板1，基板1可以为玻璃基板或石英基板；

步骤a2：在基板1上形成由金属材料组成的阳极层2；

本实施例的有机电致发光器件为顶发光器件，因此，阳极层为不透明的金属材料，具体地，可以在基板1上利用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法沉积由金属材料组成的阳极层2，金属材料为高反射率的金属材料，可以是Ag或Al。

步骤a3：在阳极层2上形成有机发光层3；

具体地，可以在阳极层2上利用热蒸镀的方法依次蒸镀空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL）、发光层（EML）、电子传输层（ETL）和电子注入层（EIL），形成有机发光层3。

步骤a4：在有机发光层3上形成阴极层4；

具体地，可以在有机发光层3上利用热蒸镀的方法沉积由金属材料组成的阴极层4，金属材料可以为Al、Ag和Mg中的至少一种，为了保证阴极层的透光性，阴极层的厚度优选为10-30nm。

步骤a5：在阴极层4上形成表面具有多个凸起6的透明覆盖层5，得到如图3所示的OLED器件。

具体地，可以利用热蒸镀方法在阴极层4上沉积厚度为λ/（4n）的第一层透明材料，其中λ为OLED器件发射光波波长，n为透明材料的折射率，一般选用的透明材料的折射率大于1.5，透明材料可以是有机材料也可以是无机材料，无机材料包括ZnO，ZnSe，TiO₂，SiN₃等等，有机材料包括NPB，Alq₃等。再利用热蒸镀方法、或喷涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层透明材料上沉积厚度大于λ/（4n），具体可以为1-2微米的第二层透明材料，第一层透明材料和第二层透明材料为相同的透明材料。利用如图2所示的掩膜板对第二层透明材料进行压印，形成分布在第一层透明材料上的多个长方体凸起，得到如图3所示的结构。可以看出，掩膜板7上的掩膜图形8也是呈长方体，因此，利用掩膜板7对第二层透明材料进行压印，可以得到分布在第一层透明材料上的多个长方体凸起。掩膜图形8的尺寸根据显示屏像素大小所决定，一般不超过一个像素大小。

图1为现有有机电致发光器件的结构示意图，如图1所示，由于透明覆盖层5的折射率比较高，使得出射光线在射出透明覆盖层5时，在入射角大于临界角时，会在透明覆盖层5内部发生全反射，导致出射光线的损失。

如图3所示，本实施例的有机电致发光器件的透明覆盖层5表面分布有多个长方体凸起，因为长方体凸起具有与水平面垂直的面，所以在OLED器件的内部光线射出长方体凸起时，部分出射光线在该面上的入射角会小于原本在水平面上的入射角，使得原本大于临界角的入射角小于临界角，从而使得这部分出射光线顺利射出透明覆盖层，减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

实施例二

本实施例的有机电致发光器件的制作方法包括：

步骤b1：提供一基板1，基板1可以为玻璃基板或石英基板；

步骤b2：在基板1上形成由金属材料组成的阳极层2；

本实施例的有机电致发光器件为顶发光器件，因此，阳极层为不透明的金属材料，具体地，可以在基板1上利用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法沉积由金属材料组成的阳极层2，金属材料为高反射率的金属材料，可以是Ag或Al。

步骤b3：在阳极层2上形成有机发光层3；

具体地，可以在阳极层2上利用热蒸镀的方法依次蒸镀空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL）、发光层（EML）、电子传输层（ETL）和电子注入层（EIL），形成有机发光层3。

步骤b4：在有机发光层3上形成阴极层4；

具体地，可以在有机发光层3上利用热蒸镀的方法沉积由金属材料组成的阴极层4，金属材料可以为Al、Ag和Mg中的至少一种，为了保证阴极层的透光性，阴极层的厚度优选为10-30nm。

步骤b5：在阴极层4上形成表面具有多个凸起6的透明覆盖层5，得到如图5所示的OLED器件。

具体地，可以利用热蒸镀方法在阴极层4上沉积厚度为λ/（4n）的第一层透明材料，其中λ为OLED器件发射光波波长，n为透明材料的折射率，一般选用的透明材料的折射率大于1.5，透明材料可以是有机材料也可以是无机材料，无机材料包括ZnO，ZnSe，TiO₂，SiN₃等等，有机材料包括NPB，Alq₃等。再利用热蒸镀方法、或旋涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层透明材料上沉积厚度大于λ/（4n），具体可以为1-2微米的第二层透明材料，第一层透明材料和第二层透明材料为相同的透明材料。利用如图4所示的掩膜板对第二层透明材料进行压印，形成分布在第一层透明材料上的多个半球体凸起，得到如图5所示的结构。可以看出，掩膜板7上的掩膜图形8也是呈半球形，因此，利用掩膜板7对第二层透明材料进行压印，可以得到分布在第一层透明材料上的多个半球体凸起。掩膜图形8的尺寸根据显示屏像素大小所决定，一般不超过一个像素大小。

图1为现有有机电致发光器件的结构示意图，如图1所示，由于透明覆盖层5的折射率比较高，使得出射光线在射出透明覆盖层5时，在入射角大于临界角时，会在透明覆盖层5内部发生全反射，导致出射光线的损失。

如图5所示，本实施例的有机电致发光器件的透明覆盖层5表面分布有多个半球体凸起，因为半球体凸起具有与水平面成角度的面，所以在OLED器件的内部光线射出半球体凸起时，部分出射光线在与水平面成角度的面上的入射角会小于原本在水平面上的入射角，使得原本大于临界角的入射角小于临界角，从而使得这部分出射光线顺利射出透明覆盖层，减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

实施例三

本实施例的有机电致发光器件的制作方法包括：

步骤c1：提供一基板1，基板1可以为玻璃基板或石英基板；

步骤c2：在基板1上形成由金属材料组成的阳极层2；

本实施例的有机电致发光器件为顶发光器件，因此，阳极层为不透明的金属材料，具体地，可以在基板1上利用磁控溅射、热蒸发或其它成膜方法沉积由金属材料组成的阳极层2，金属材料为高反射率的金属材料，可以是Ag或Al。

步骤c3：在阳极层2上形成有机发光层3；

具体地，可以在阳极层2上利用热蒸镀的方法依次蒸镀空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL）、发光层（EML）、电子传输层（ETL）和电子注入层（EIL），形成有机发光层3。

步骤c4：在有机发光层3上形成阴极层4；

具体地，可以在有机发光层3上利用热蒸镀的方法沉积由金属材料组成的阴极层4，金属材料可以为Al、Ag和Mg中的至少一种，为了保证阴极层的透光性，阴极层的厚度优选为10-30nm。

步骤a5：在阴极层4上形成表面具有多个凸起6的透明覆盖层5，得到如图7所示的OLED器件。

具体地，可以利用热蒸镀方法在阴极层4上沉积厚度为λ/（4n）的第一层透明材料，其中λ为光波波长，n为透明材料的折射率，一般选用的透明材料的折射率大于1.5，透明材料可以是有机材料也可以是无机材料，无机材料包括ZnO，ZnSe，TiO₂，SiN₃等等，有机材料包括NPB，Alq₃等。再利用热蒸镀方法、或喷涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层透明材料上沉积厚度大于λ/（4n），具体可以为1-2微米的第二层透明材料，第一层透明材料和第二层透明材料为相同的透明材料。利用如图6所示的掩膜板对第二层透明材料进行压印，形成分布在第一层透明材料上的多个锥形凸起，得到如图7所示的结构。可以看出，掩膜板7上的掩膜图形8也是呈锥形，因此，利用掩膜板7对第二层透明材料进行压印，可以得到分布在第一层透明材料上的多个锥形凸起。掩膜图形8的尺寸根据显示屏像素大小所决定，一般不超过一个像素大小。

图1为现有有机电致发光器件的结构示意图，如图1所示，由于透明覆盖层5的折射率比较高，使得出射光线在射出透明覆盖层5时，在入射角大于临界角时，会在透明覆盖层5内部发生全反射，导致出射光线的损失。

如图7所示，本实施例的有机电致发光器件的透明覆盖层5表面分布有多个锥形凸起，因为锥形凸起具有与水平面成角度的表面，所以在OLED器件的内部光线射出锥形凸起时，出射光线在锥形表面上的入射角会小于原本在水平面上的入射角，使得原本大于临界角的入射角小于临界角，从而使得出射光线顺利射出透明覆盖层，减少出射光线在透明覆盖层内部的全反射，减少出射光线的光损失，提高OLED器件的光取出效率，进而提高OLED器件的外部量子效率。

除上述实施例外，本发明OLED器件的透明覆盖层表面还可以形成其他形状的凸起，比如圆柱体、多面体等，只要形成的凸起具有与水平面成一定角度（该角度不为0°或180°）的面即可。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种有机电致发光器件，包括基板、阳极层、有机发光层与阴极层，其特征在于，所述有机电致发光器件还包括设置在所述阴极层上、折射率大于预设值的透明覆盖层，所述透明覆盖层的表面分布有多个凸起。

2.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述透明覆盖层的折射率大于1.5。

3.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，

所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

4.如权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一增透层的高度等于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率。

5.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述凸起的最大宽度不超过200微米，所述凸起的最大长度不超过400微米。

6.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述凸起的高度大于λ/（4n），其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明覆盖层的折射率。

7.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述凸起之间的间距小于200微米。

8.如权利要求1-7中任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述凸起为长方体、锥体、圆柱体、半球体或多面体。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的有机电致发光器件。

10.一种照明装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的有机电致发光器件。

11.一种有机电致发光器件的制作方法，所述有机电致发光器件包括有基板、阳极层、有机发光层与阴极层，其特征在于，所述制作方法包括：

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层。

12.如权利要求11所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述制作方法具体包括：

提供一基板；

在所述基板上形成由金属材料组成的阳极层；

在所述阳极层上形成有机发光层；

在所述有机发光层上形成由金属材料组成的阴极层；

在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层，所述透明覆盖层包括有第一增透层和第二增透层，所述第一增透层和所述第二增透层的材料相同，所述第二增透层由多个所述凸起排列组成。

13.如权利要求12所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述在所述阴极层上形成折射率大于预设值、表面分布有多个凸起的透明覆盖层包括：

在所述阴极层上沉积第一层透明材料，所述透明材料的折射率大于1.5；

在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料，利用掩膜板对第二层所述透明材料进行压印，形成分布在第一层所述透明材料上的多个凸起。

14.如权利要求13所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述在所述阴极层上沉积第一层透明材料包括：

利用热蒸镀方法在所述阴极层上沉积厚度为λ/（4n）的第一层所述透明材料，其中λ为有机电致发光器件发射光波波长，n为所述透明材料的折射率；

所述在第一层所述透明材料上沉积第二层所述透明材料包括：

利用热蒸镀方法、或喷涂、或喷墨打印、或电子束蒸发在第一层所述透明材料上沉积厚度大于λ/（4n）的第二层所述透明材料。

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