CN107342309B - 一种高可靠无源有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

一种高可靠无源有机电致发光器件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于有机电致发光器件技术领域，具体涉及一种高可靠无源有机电致发光器件。本发明所述高可靠无源有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光层和阴极层，所述阳极层与所述阴极层交叉区域的有机发光层形成屏体发光像素，所述发光像素结构根据其具体应用领域被分割为若干小于可视范围的子像素区域。本发明所述器件，通过对阳极像素进行分块，并设计串联电阻，控制通过单个潜在缺陷点的漏电流，以此减少缺陷的发生；通过预定分区尺寸，控制在人视觉可视尺度以内，使得该技术方式不会对屏体外观及视觉效果产生影响。

Description

一种高可靠无源有机电致发光器件及其制备方法
技术领域
本发明属于有机电致发光器件技术领域，具体涉及一种高可靠无源有机电致发光器件。
背景技术
OLED(Organic Light Emitting Display，有机发光显示器)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。其典型的有机电致发光器件结构即包括设置在用作空穴注入的阳极和用作电子注入的阴极的第一电极和第二电极之间的有机电致发光介质。其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器，也叫OLED显示器。
无源驱动有机电致发光显示器(PMOLED)是OLED器件的一种，其典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO阳极、有机发光层与阴极等所组成，其中，薄而透明的ITO阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴与阴极来的电子在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。典型的PMOLED器件是通过行(或列)扫描方式进行驱动的(PMOLED屏电路示意图见图1)，例如：一PMOLED点阵屏有M列(阳极)、N行(阴极)，则屏的分辨率为M*N。阴极与阳极交错的面积即为OLED的发光区域(可以视为发光二极管)，只有当有电流通过时才会发光，其瞬间亮度跟行扫描线成正比，如显示画面的平均亮度为100cd/m2，有96行扫描线，则象素显示亮度必须是大于9600cd/m2，同时还要考虑开口率和偏光膜的造成的损失，其像素亮度要求一般在(2-4)×104cd/m2之间。
如图2所示，常规的PMOLED基板，采用Metal/ITO结构，其中metal一般采用Ag、MoAlMo、Cr等。像素结构一般如图所示，例如，纵向为ITO阳极，横向为Al金属阴极。通常该设计在驱动时，一并阴极接负极，例如选中第一行阴极接通。对应第一行的列电极，根据图形信息，输出出对应电流。相当于电流从12路阳极流入，从一路阴极流出。所以阴极的电阻率会对屏体有很大影响，通常设置辅助电极引线，来降低面电阻。
PMOLED器件的特点是显示像素单点亮度非常高，相对的使得驱动电流密度非常大。在大电流密度驱动下，一些潜在的缺陷容易经由大电流的驱动导致逐渐恶化，进而导致屏体失效。
如图3中给出的缺陷放大图所示(100um×100um)，常规PMOLED器件极容易出现的缺陷是尺寸在1um左右的微小的暗点或亮点。通常这种缺陷是由于颗粒在阳极表面，造成正负极局部有漏电流存在引起(如图4所示)。而高电流密度或高温工作环境下，这种缺陷引起的漏电流，会逐渐恶化，进而引起整个像素，甚至屏体的一行(或列)发生失效。
在一些有机电致发光器件(OLED)设计中，如中国专利CN101960639A中公开了一种利用短路减少层解决上述问题的方案，其提出采用混合氧化物作为防止出现缺陷层，可在一定程度上解决PMOLED器件的上述缺陷问题。但上述方案中设计的短路减少层的主要目的是增加电阻，因此需要调整合适的电阻率，同时增加的短路减少层有因为需要与有基层匹配而必须要满足适当功函数，这在选材上有较大的难度；同时，上述设计多针对AMOLED与照明进行设计，特定工作电流下的PMOLED器件像素通过电流密度大的问题，该方案的结构设计则考虑不周，在一定程度上影响应用效果。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高可靠无源有机电致发光器件，以解决现有技术中无源有机电致发光器件屏体缺陷的问题。
为解决上述技术问题，本发明所述的高可靠无源有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光层和阴极层，所述阳极层与所述阴极层交叉区域的有机发光层形成屏体发光像素，所述发光像素结构根据其具体应用领域被分割为若干小于可视范围的子像素区域。
优选的，所述发光像素通过将所述阳极层分割为若干阳极子区域，被分成若干所述子像素区域，且各所述子像素区域分别与设置于所述阳极层表面的辅助阳极层相连接。
作为可以变换的方案，所述发光像素通过将所述阴极层分割为若干阴极子区域，被分成若干所述子像素区域。
所述子像素区域至少为2个。
各所述子像素区域彼此独立的包括六边形结构、直角三角形结构、正方形结构，或非规则形状。
各所述子像素区域被平均分割并呈规则排列。
所述辅助阳极层为低电阻值金属层(例如：Mo/Al/Mo、Cu、Ag等)，用于降低阳极电阻。
所述辅助阳极层沿所述阳极层像素的周向设置。
所述辅助阳极层设置于所述阳极层像素周向的至少一侧。
更优的，所述器件还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和/或电子注入层。
本发明还公开了一种制备所述的高可靠无源有机电致发光器件的方法，包括如下步骤：
(1)按照现有技术常规方法制得选定的所述基板；
(2)按照选定的所述子像素区域的结构和排列方式，按照常规方法制得对应结构的所述阳极层；
(3)按照常规方法制得选定材质和结构的所述辅助阳极层，并与各所述子像素区域相连接；
(4)按照常规方法制得所述有机发光层和所述阴极层，并封装完成屏体的制备；
或者，
(1)按照现有技术常规方法制得选定的所述基板；
(2)按照常规方法制得所述阳极层和所述有机发光层；
(3)按照选定的所述子像素区域的结构和排列方式，按照常规方法制得对应结构的所述阴极层；
(4)封装完成屏体的制备。所述方法还包括按照常规方法制得所述空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和/或电子注入层的步骤。
本发明所述高可靠无源有机电致发光器件，通过对阳极像素进行分块，并设计串联电阻，控制通过单个潜在缺陷点的漏电流，以此减少缺陷的发生；并通过在某一电极(例如阳极ITO)设置辅助金属电极，降低引线电阻，并联通分区发光子像素；通过预定分区尺寸，控制在人视觉可视尺度以内，使得该技术方式不会对屏体外观及视觉效果产生影响。
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为PMOLED屏电路显示图；
图2为PMOLED屏缺陷成因示意图；
图3为PMOLED屏缺陷放大图；
图4为常规的PMOLED的阳极和阴极结构；
图5为实施例1中像素结构示意图；
图6为实施例2中像素结构示意图；
图7为实施例3中像素结构示意图；
图8为实施例4中金属阴极的分割示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述高可靠无源有机电致发光显示屏，以一款1.1英寸132列乘以64行显示屏为例，屏体结构包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、阳极辅助层、空穴注入层(m-MTDATA掺杂2％F4tcnq)、空穴传输层(NPB)、有机发光层(Alq3：C545T)、电子传输层(Alq3)、电子注入层(LiF)、阴极(Al)等，并做封装。
所述阳极辅助层位于ITO阳极像素两侧，起到降低阳极线条面电阻的作用，位置如图5中黑色线条部分所示。
所述屏体的发光像素结构被分割为若干小于可视范围的像素区域，各所述像素区域的面积为200×200μm2。如图5所示，各所述像素结构被平均分成六分三角形结构子像素区域，并呈规则排列，子像素间隔为5um。
本实施例所述高可靠无源有机电致发光器件，按照现有技术中本领域技术人员熟知的方法进行制备，包括如下步骤：
选用ITO/MoAlMo基板，通过清洗、涂胶、曝光、显影、刻蚀的方法，制备MoAlMo图形；该层既包含发光区***的引线部分(如图2标注)，并同时包含阳极列部分(例如图3所示列像素两侧)；
通过清洗、涂胶、曝光、显影、刻蚀制备ITO图形，ITO图形为发光区的列引线部分，也包括MoAlMo下方部分；
通过涂布、曝光、显影方法制备绝缘层，绝缘层主要是起到限制发光区域，防止短路作用；
在行方向的绝缘层上，通过涂布、曝光、显影制备隔离柱层(Rib)；
上述基板表通过真空蒸镀的方式，在上述基板制备空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层、阴极(Al)等，并做封装，完成PMOLED屏体的制备。
实施例2
本实施例所述器件结构同实施例1，所述高可靠无源有机电致发光显示屏，以一款1.1英寸132列乘以64行显示屏为例，屏体结构包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、阳极辅助层、空穴注入层(m-MTDATA掺杂2％F4tcnq)、空穴传输层(NPB)、有机发光层(Alq3：C545T)、电子传输层(Alq3)、电子注入层(LiF)、阴极(Al)等，并做封装。
所述阳极辅助层位于ITO阳极像素两侧，起到降低阳极线条面电阻的作用，位置如图6中黑色线条部分所示。
所述屏体的发光像素结构被分割为若干小于可视范围的像素区域，各所述像素区域的面积为200×200μm2。如图6所示，各所述像素结构被平均分成正方形结构子像素区域，并呈规则排列，各子像素间隔为5um。
本实施例所述高可靠无源有机电致发光器件，制备同实施例1。
实施例3
本实施例所述器件结构同实施例1，所述高可靠无源有机电致发光显示屏，以一款1.1英寸132列乘以64行显示屏为例，屏体结构包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、阳极辅助层、空穴注入层(m-MTDATA掺杂2％F4tcnq)、空穴传输层(NPB)、有机发光层(Alq3：C545T)、电子传输层(Alq3)、电子注入层(LiF)、阴极(Al)等，并做封装。
所述阳极辅助层位于ITO阳极像素四周，起到降低阳极线条面电阻的作用，位置如图7中黑色线条部分所示。
所述屏体的发光像素结构被分割为若干小于可视范围的像素区域，各所述像素区域的面积为200×200μm2。如图7所示，各所述像素结构被平均分成正方形结构子像素区域，并呈规则排列，子像素间隔为5um。
本实施例所述高可靠无源有机电致发光器件，制备同实施例1。
实施例4
本实施例所述器件结构和材料同实施例1，其区别仅在于，所述屏体像素的分割通过对金属阴极层分割形成，所述金属阴极的分割结构单元及形状见附图8所示。形成所述阴极子区域的分割方式有两种，一种可以通过隔离柱分离，另一种一种通过mask蒸镀，均为现有技术常规方法。
对比例1
本对比例同实施例1，所述高可靠无源有机电致发光显示屏，以一款1.1英寸132列乘以64行显示屏为例，屏体结构包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、阳极辅助层、空穴注入层(m-MTDATA掺杂2％F4tcnq)、空穴传输层(NPB)、有机发光层(Alq3：C545T)、电子传输层(Alq3)、电子注入层(LiF)、阴极(Al)等，并做封装。
实验例
按照现有技术方法对所述各个实施例和对比例的器件性能进行检测，并记录于下表1。
表1器件性能参数
Figure BDA0001342633540000071
Figure BDA0001342633540000081
从上表数据可以看出，采用本发明所述子像素区域分切的设计，屏体缺陷明显降低，主要是因为分块后，通过单个分区的电流得到限定，降低了大电流导致潜在缺陷点完全短路的问题；同时分区越多，缺陷数量越少。实施例2与3对比可以看出，辅助阳极面积大，相对降低了阳极列方向电阻，提高了屏体亮度。
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创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高可靠无源有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光层和阴极层，其特征在于，所述阳极层与所述阴极层交叉区域的有机发光层形成屏体发光像素；
所述发光像素通过将所述阳极层分割为若干阳极子区域，被分成若干小于可视范围的子像素区域，各所述子像素区域被规则分割并呈规则排列，且各所述子像素区域分别与设置于所述阳极层表面的辅助阳极层相连接，且所述辅助阳极层沿所述阳极层的像素的周向设置。
2.根据权利要求1所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，各所述子像素区域彼此独立的包括六边形结构、直角三角形结构、正方形结构，或非规则形状。
3.根据权利要求2所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，所述辅助阳极层为低电阻值金属形成，用于降低阳极电阻。
4.根据权利要求3所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，所述辅助阳极层设置于所述阳极层的像素周向的至少一侧。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，所述器件还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和/或电子注入层。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的高可靠无源有机电致发光器件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制得选定的所述基板；
(2)按照选定的所述子像素区域的结构和排列方式，制得对应结构的所述阳极层；
(3)制得选定材质和结构的所述辅助阳极层，并与各所述子像素区域相连接；
(4)制得所述有机发光层和所述阴极层，并封装完成屏体的制备。
7.一种高可靠无源有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光层和阴极层，其特征在于，所述阳极层与所述阴极层交叉区域的有机发光层形成屏体发光像素；
所述发光像素通过将所述阴极层分割为若干阴极子区域，被分成若干小于可视范围的子像素区域，各所述子像素区域被规则分割并呈规则排列。
8.根据权利要求7所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，各所述子像素区域彼此独立的包括六边形结构、直角三角形结构、正方形结构，或非规则形状。
9.根据权利要求7或8所述的高可靠无源有机电致发光器件，其特征在于，所述器件还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和/或电子注入层。
10.一种制备权利要求7-9任一项所述的高可靠无源有机电致发光器件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制得选定的所述基板；
(2)制得所述阳极层和所述有机发光层；
(3)按照选定的所述子像素区域的结构和排列方式，制得对应结构的所述阴极层；
(4)封装完成屏体的制备。
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