CN105428550B - 一种有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的有机电致发光器件，包括基板及顺次堆叠设置在基板上的第一电极、发光层和第二电极；所述第一电极包括层叠设置的电控双折射材料膜层与若干导电膜层，所述导电膜层不全设置在所述电控双折射材料膜层的同侧。本发明所述的有机电致发光器件，能够通过电控双折射材料调控第一电极的反射率，实现对微腔长度的调控，从而实现优异出光效率的同时，还避免了现有技术中通过多层发光层结构设计实现微腔效应调控的方法，器件结构简单、工艺成熟，有效降低了生产成本，提高了产品的良率。

Description

一种有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域，具体涉及一种有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光器件(英文全称Organic Light-Emitting Device，简称OLED)是主动发光器件，具有低功耗、色域广、体积更薄等优点，有望成为下一代主流照明和平板显示技术。有机电致发光器件多采用夹层式的三明治结构，即，将有机层夹在两侧的电极之间，空穴和电子分别从两侧电极注入，并在有机层中传输，相遇后形成激子，激子复合发光。
根据光线从器件出射方向的不同，现有技术中有机电致发光器件主要分为两种不同的结构：一种是底发光器件，光线从第一电极射出，经过驱动电路和基板后入射到空气中；另一种是顶发光器件，光线从第二电极射出。随着显示技术的发展，有机电致发光显示器件多采用有源驱动方式，对于底发光有机电致发光显示器件，有机发光二极管发出的光只能从驱动电路上设置的开口区域射出；然而，每个有机发光二极管的驱动电路中至少包括两个薄膜晶体管和一个电容器，大大减少了有机电致发光显示器件的开口率。而顶发光有机电致发光显示器件则不存在上述问题，逐渐受到研究者的关注。
在顶发光有机电致发光显示器件中，第二电极为出光面，优选透明的低功函数导电膜层，由于现有技术的限制，第二电极通常为金属膜层，无法达到完全透明要求，因此，第二电极只能算半透明膜层；而为了提高发光效率，第一电极常采用反射结构，因此，在顶发光有机电致发光显示器件中，第一电极、第二电极以及夹在两者之间的有机层极易形成Fabry-Perot型微腔，由第二电极出射光线的光谱具有以下公式：
Eout-有机电致发光显示器件的出光强度、Ein-有机层中染料在自由状态下的发光强度、Li-复合中心距离阴极的距离、L-第一电极与第二电极之间的光学厚度、Rm-第一电极反射率、Rd-第二电极反射率。
从公式可以看出，微腔调控涉及发光层发光强度、发光中心位置、发光中心与第二电极之间的距离、第一电极与第二电极的反射率等诸多变量，如何通过调控以降低微效应对器件的影响，对研发人员来说是一个巨大挑战。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有现有技术中微腔效应难以调控的问题，提供一种结构简单、极易调控微腔效应的有机电致发光器件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种有机电致发光器件，包括基板及顺次堆叠设置在基板上的第一电极、发光层和第二电极；所述第一电极包括层叠设置的电控双折射材料膜层与若干导电膜层，所述电控双折射材料膜层设置于导电膜层之间。
所述电控双折射材料膜层为透明膜层。
所述电控双折射材料膜层为锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)膜层。
所述电控双折射材料膜层的厚度为30-70nm。
所述导电膜层中至少有一层为反射膜层。
所述反射膜层设置在所述电控双折射材料膜层远离所述第二电极的一侧。
所述反射膜层的反射率不小于90％，厚度为10-100nm。
所述第二电极为透明电极。
所述第二电极上还设置有光耦合输出层。
所述第一电极与所述发光层之间还依次堆叠设置有空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的一层或多层的组合；所述发光层与所述第二电极之间还依次堆叠设置有电子注入层、电子传输层和空穴阻挡层中的一层或多层的组合。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的有机电致发光器件，包括顺次堆叠设置在基板上的第一电极、发光层和第二电极；所述第一电极包括层叠设置的电控双折射材料膜层与若干导电膜层，所述导电膜层不全设置在所述电控双折射材料膜层的同侧。根据光输出公式：
可知，本发明所述的有机电致发光器件，能够通过电控双折射材料调控第一电极的反射率，实现对微腔长度的调控，从而实现优异出光效率的同时，还避免了现有技术中通过多层发光层结构设计实现微腔效应调控的方法，器件结构简单、工艺成熟，有效降低了生产成本，提高了产品的良率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1所述有机电致发光器件的结构示意图。
图中附图标记表示为：11-第一导电膜层、12-第二导电膜层、13-第三导电膜层、2-电控双折射材料膜层、3-发光层、4-第二电极。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
实施例
本实施例提供一种有机电致发光器件，包括基板及顺次堆叠设置在基板上的第一电极、发光层3和第二电极4；所述第一电极包括层叠设置的电控双折射材料膜层与若干导电膜层，所述导电膜层不全设置在所述电控双折射材料膜层2的同侧。优选地，如图1所示，本实施例中，所述第一电极包括层叠设置的第一导电膜层11、第二导电膜层12、第三导电膜层13，所述电控双折射材料膜层2夹设在所述第二导电膜层12与所述第三导电膜层13之间。
所述第二电极层4选自但不限于MgAg合金层、Ag层、Al层中的一层或多层的堆叠结构，本实施例优选Ag层；所述第二电极层70的厚度为7～30nm，本实施例优选为20nm。
本实施例中，所述第一导电膜层11为铟锡氧化物(ITO)层，所述第二导电膜层12为银层，所述第三导电膜层13为ITO层，厚度分别为10nm/100nm/20nm。作为本发明的可变换实施例，所述第一电极的结构不限于此，所述第一导电膜层11、所述第三导电膜层13选自但不限于铟锡氧化物(ITO)、氧化锌、金等高功函数的导电氧化物或金属；所述第二导电膜层12选自但不限于Ag、Al等高反射低阻材料层，只要满足所述导电膜层不全设置在所述电控双折射材料膜层2的同侧，且具有反射结构，所述反射结构设置在所述电控双折射材料膜层2远离所述第二电极4的一侧即可实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
为了更有效地调整微腔效应，所述电控双折射材料膜层2优选为透明膜层，本实施例更优选为锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)膜层；所述电控双折射材料膜层2的厚度为30-70nm，在极低的电压调控下即可实现e光与o光的相位相差1/2个波长，即e光的相位延后半个波长，进而可以通过电压任意调整微腔长度，从而实现微腔效应的调整，进而提高了器件的发光效率、优化了视角。
优选地，所述第二电极上还设置有光耦合输出层(CPL)，所述第一电极与所述发光层之间还依次堆叠设置有空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的一层或多层的组合；所述发光层与所述第二电极之间还依次堆叠设置有电子注入层、电子传输层和空穴阻挡层中的一层或多层的组合。
本实施例所述有机电致发光器件的结构为：第一电极/HATCN(10nm)/NPB(40nm)/TCTA(20nm)/CBP(30nm):Ir(ppy)3(10％)/BCP(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.7nm)/第二电极。
所述有机电致发光器件的制备方法包括如下步骤：
S1、制备第一电极，
通过磁控溅射工艺在玻璃基板上形成第一导电膜层11，所述第一导电膜层11为ITO透明导电层，将形成有ITO层的基板在清洗剂中进行超声波洗涤，并利用去离子水进行冲洗；然后将所述基板10放置于丙酮/乙醇混合溶剂中进行超声波洗涤；在洁净环境下烘干，然后用紫外光和臭氧清洗，并以低能阳离子束轰击ITO表面。
通过PVD工艺在所述第一导电膜层11上制备银层，形成第二导电膜层12；
通过磁控溅射工艺形成电控双折射材料膜层2；
通过磁控溅射工艺在所述电控双折射材料膜层2上形成ITO层，即第三导电膜层13。
S2、制备有机层
作为本发明的一个实施例，本实施例中，所述有机电致发光器件的结构为：第一电极/HATCN(10nm)/NPB(40nm)/TCTA(20nm)/CBP(30nm):Ir(ppy)3(10％)/BCP(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.7nm)/Al(150nm)。
其中，HATCN作为空穴注入层，通过蒸镀工艺制备10nm；NPB为空穴传输层，通过蒸镀工艺制备，厚度为40nm；TCTA为电子阻挡层，通过蒸镀制备20nm；CBP为发光层主体材料，Ir(ppy)3为发光层客体材料，通过共蒸镀制备30nm，其中Ir(ppy)3质量浓度为10％；BCP为空穴阻挡层，通过蒸镀制备20nm；Alq3为电子传输层，通过蒸镀制备50nm；LiF为电子注入层，通过蒸镀制备0.7nm。
作为本发明的可变换实施例，所述有机电致发光器件的结构不限于此。
S3、制备第二电极层4
作为本发明的一个实施例，本实施例中，通过磁控溅射工艺制备。
S4、制备光耦合输出层
作为本发明的可实施方式之一，本实施例中，还包括在所述第二电极上形成光耦合输出层的步骤。所述光耦合输出层选自但不限于：8-羟基喹啉锂层、N,N’-二苯基-N,N’-二(9-苯基-9H-咔唑-3-基)联苯-4’4-二胺层、LiF层中的至少一层。本实施例优选为8-羟基喹啉锂层，通过蒸镀工艺制备，厚度为3nm。
对比例
本实施例提供一种有机电致发光器件，具体结构和制备方法同实施例1，唯一不同的是：不含有电控双折射材料膜层2。
通过PR650分光光度仪(购自PHOTORESEACH.Inc)对上述实施例和对比例中的有机电致发光器件的光学性能，测试数据如下表所示：
通过上表数据可知，通过电控双折射材料膜层2的设置，能够对有机电致发光器件的微腔长度进行调控，使得微腔长度控制至最佳，可显著提高有机电致发光器件效率，并改善视角。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种有机电致发光器件，包括基板及顺次堆叠设置在基板上的第一电极、发光层和第二电极；其特征在于，所述第一电极包括层叠设置的电控双折射材料膜层与若干导电膜层，所述电控双折射材料膜层设置于所述导电膜层之间；所述导电膜层中至少有一层为反射膜层，所述反射膜层设置在所述电控双折射材料膜层远离所述第二电极的一侧。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电控双折射材料膜层为透明膜层。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电控双折射材料膜层为锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)膜层。
4.根据权利要求1-3任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电控双折射材料膜层的厚度为30-70nm。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述反射膜层的反射率不小于90％，厚度为10-100nm。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第二电极为透明电极。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第二电极上还设置有光耦合输出层。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一电极与所述发光层之间还依次堆叠设置有空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的一层或多层的组合；所述发光层与所述第二电极之间还依次堆叠设置有电子注入层、电子传输层和空穴阻挡层中的一层或多层的组合。
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