CN103928635A - 一种oled器件阳极结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OLED器件的阳极结构，尤指一种新型的具有高反射率的OLED器件阳极结构，所述阳极结构包括第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层以及夹设于所述第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层之间的金属反射层；所述金属反射层与所述第二氧化铟锡层之间设置有一光栅结构层。采用在金属反射层上加设光栅结构，因光栅结构具有高衍射效率，结合金属反射层的反射效率，可以使得本发明的阳极结构的反射率达到99%，大大的提高了OLED器件的发光效率。

Description

一种OLED器件阳极结构

技术领域

本发明涉及一种OLED器件的阳极结构，尤指一种新型的具有高反射率的OLED器件阳极结构。

背景技术

OLED（Organic Light）Emitting Diode）即有机发光二极管。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，因此现在OLED的应用越来越广泛。

ITO（Indium Tin Oxides）是一种N型氧化物半导体，即氧化铟锡，作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线以及远红外线。因此，ITO通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外和红外。

通常人们所说的有机发光二极管（OLED）是底发光式的有机发光二极管，一般生长在带有氧化铟锡（ITO）的玻璃上，光由衬底发出。与其相对应的还有顶发光式的有机发光二极管（TOLED），就是光不经过衬底发出，而是经过具有反射率的阳极反射，透过顶电极发出。当OLED应用到显示领域时，一般采用主动发光方式，发光器件主要是由薄膜晶体光来控制，当光经过衬底电路时发光面积就会受到影响，会缩减发光面积占整个发光面积的比率，即开口率。这样就存在了显示驱动电路与发光面积的竞争问题，由于顶发光式OLED器件具有较高的开口率，因此成为近年来研究热点。

目前顶发光式OLED器件对阳极的要求主要有：高功率函数（即降低阳极与有机材料的势垒）与高反射率（提高发光效率）。最常用的阳极结构为ITO/Ag/ITO（如图1所示，因Ag具有高反射率，所以金属反射层的材料一般选用Ag。经过大量的实验证明，当镀银层在200nm时，该阳极结构的反射率可以达到96%，但是Ag的使用成本也较高。同时阳极反射率与器件的发光效率息息相关，所以提出一种具有更高的反射率且减少镀银层厚度的阳极结构，对OLED器件来说有很大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种OLED器件阳极结构，结合Ag的高反射率及光栅的高衍射效率使得阳极结构的反射率达到99%。

实现上述目的的技术方案是：

本发明的一种OLED器件阳极结构，所述阳极结构包括第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层以及夹设于所述第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层之间的金属反射层；所述金属反射层与所述第二氧化铟锡层之间设置有一光栅结构层。

采用在金属反射层上增设光栅结构，因光栅结构具有高衍射效率，结合金属反射层的反射效率，可以使得本发明的阳极结构的反射率达到99%，大大的提高了OLED器件的发光效率。

本发明一种OLED器件阳极结构的进一步改进在于：所述光栅结构层的材料为SiC。

本发明一种OLED器件阳极结构的进一步改进在于：所述光栅结构层的光栅周期为500nm至800nm。

本发明一种OLED器件阳极结构的进一步改进在于：所述光栅结构层的槽深为140nm至220nm。

本发明一种OLED器件阳极结构的进一步改进在于：所述光栅结构层的剩余厚度为10nm至50nm。

本发明一种OLED器件阳极结构的进一步改进在于：所述金属反射层的材料为Ag。

通过调整合适的光栅周期、槽深以及剩余厚度，可以使得光栅结构的衍射效率达到最大，本发明的衍射理论模型是基于严格耦合波理论和增强透射矩阵方法实现的，具体严格耦合波理论分析步骤：首先，对光栅进行等厚或等宽分层，在每一分层中对电磁场做傅里叶级数展开，构建耦合波方程；其次，逐层应用电场和磁场边界连续条件，将各个分层的电场和磁场通过耦合波方程联系起来；最后，在不同区域边界上运用电磁场边界条件，求解反射衍射波振幅。再利用增强透射矩阵中矩阵求逆分解的方法求出光栅的反射振幅系数及反射率。本发明的阳极结构可以使得OLED器件的阳极反射率达到99%。

附图说明

图1为现有技术中顶发光式OLED器件的阳极结构示意图；

图2为本发明一种OLED器件阳极结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图2所示，本发明的一种OLED器件阳极结构的示意图。该阳极结构包括第一氧化铟锡层10（ITO）、金属反射层20、光栅结构层30以及第二氧化铟锡层40（ITO），其中：金属反射层20夹设于第一氧化铟锡层10（ITO）与第二氧化铟锡层40（ITO）之间；光栅结构层30设置于金属反射层20与第二氧化铟锡层40（ITO）之间。光栅结构层30的材料选用SiC，光栅结构层30采用在SiC薄膜上设置等深等宽等间距的连续凹凸结构来实现。金属反射层20的材料选用Ag。

SiC具有很高的热稳定性和化学稳定性以及优良的光电性能，所以SiC薄膜是本发明中的光栅结构层30的优选方案。金属反射层20选用镀银层，因金属银具有高反射率，结合光栅结构层30的高衍射效率，使得本发明的阳极结构达到了反射率99%的有益效果。

本发明的衍射理论模型是基于严格耦合波理论和增强透射矩阵方法实现的，严格耦合波分析是一种直接有效的电磁场理论，它在光栅区域严格的求解麦克斯韦方程，将麦克斯韦方程的求解问题化为一个求解特征函数的问题，得到光栅区域由特征函数耦合起来的电磁场表达式，然后在光栅区域与其他区域交界面上求解边界条件得到最终衍射效率的值。

具体严格耦合波理论分析步骤为：首先，对光栅进行等厚或等宽分层，在每一分层中对电磁场做傅里叶级数展开，构建耦合波方程；其次，逐层应用电场和磁场边界连续条件，将各个分层的电场和磁场通过耦合波方程联系起来；最后，在不同区域边界上运用电磁场边界条件，求解反射衍射波振幅。再利用增强透射矩阵中矩阵求逆分解的方法求出光栅的反射振幅系数及反射率。

通过上述理论基础，本发明经过大量的实验统计分析，得出光栅结构的参数数值以及相应的反射率，当光栅周期由500nm增加至800nm，槽深由140nm增加至220nm，剩余厚度由10nm增加至50nm时，光栅结构的反射率均先增后减，故本发明OLED器件的阳极结构中光栅结构层30的光栅周期d范围为500nm至800nm，光栅结构层30的槽深h为140nm至220nm，光栅结构层30的剩余厚度（该剩余厚度为SiC薄膜的厚度减去槽深h）为10nm至50nm。其中最佳的参数数值为：光栅周期为600nm，槽深为180nm，剩余厚度为30nm，反射率为99%。选择上述的合适周期、槽深以及剩余厚度，可使得OLED器件的阳极反射率从单独采用金属反射层的96%提升到99%。

本发明的一种OLED器件阳极结构实现方法为：先在基板上溅射一层ITO薄膜，然后在该ITO薄膜上层溅射一层金属膜，在金属膜上溅射一层SiC薄膜，在SiC薄膜上加工光栅结构，最后在上层溅射一层ITO薄膜即可完成。

本发明通过在阳极结构的金属反射层上增设一层薄膜光栅结构，通过选择合适的光栅周期，槽深，占空比和剩余厚度，利用Ag的高反射率及光栅的高衍射效率将OLED器件阳极的反射率从96%提升到99%，进一步提高器件的发光效率。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种OLED器件阳极结构，所述阳极结构包括第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层以及夹设于所述第一氧化铟锡层、第二氧化铟锡层之间的金属反射层；其特征在于：所述金属反射层与所述第二氧化铟锡层之间设置有一光栅结构层。

2.根据权利要求1所记载的OLED器件阳极结构，其特征在于：所述光栅结构层的光栅周期为500nm至800nm。

3.根据权利要求1或2所记载的OLED器件阳极结构，其特征在于：所述光栅结构层的槽深为140nm至220nm。

4.根据权利要求3所记载的OLED器件阳极结构，其特征在于：所述光栅结构层的剩余厚度为10nm至50nm。

5.根据权利要求4所记载的OLED器件阳极结构，其特征在于：所述光栅结构层的材料为SiC。

6.根据权利要求4所记载的OLED器件阳极结构，其特征在于：所述金属反射层的材料为Ag。