CN109004098A - 一种新型oled器件及其显示、照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型OLED器件及其显示、照明装置，按照光出射方向依次包括：玻璃基板、反射阳极、反射阴极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，且所述反射阳极和所述反射阴极均位于所述发光层的同侧；该结构中由于光出射面没有金属层阻挡，电场通过电子传输层(ETL)横向施加，且电子传输层采用N型掺杂或金属掺杂材料，可以有效避免阴极出射光发生的等离子体效应，从而提高OLED器件的发光效率。

Description

一种新型OLED器件及其显示、照明装置
技术领域
本发明属于显示照明技术领域，具体涉及一种新型OLED器件及其显示、照明装置。
背景技术
自从C.W.Tang 1987年在应用物理快报上发表文章以来，有机发光显示器件(OLED)已经得到显著进展，OLED器件是主动发光器件，相比现有的主流显示技术薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)，OLED具有广视角、高亮、高对比度、低能耗和体积更轻薄等优点，是目前平板显示技术关注的焦点。目前，OLED顶发射器件的结构主要包括反射阳极(RE)、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、以及阴极(Cathode)依次堆叠构成，如附图1所示，OLED顶发射器件的反射阳极和阴极分别在OLED发光层的两侧，但该结构的OLED顶发射器件缺点在于OLED效率过低。
OLED的效率由几个因素决定，在理论上电致发光器件的外量子效率可以用公式(1)来表述：
ηqext＝Φηrηe (1)
其中，ηqext为器件的外量子效率(光子/电子)；Φ为激子发光的几率，最大为1；ηr为发光层中激子的形成几率，最大为1；ηe为光子溢出器件的几率，即出光耦合效率，ηe跟器件结构关系很大；传统底部发射OLED器件的出光耦合效率很低，如附图2所示，小于20％。另外，目前主流的顶部发射OLED结构虽然没有基板模式，但由于出光一侧会透过半透明的Mg：Ag金属，光子与金属中的自由电子会发生相互作用而产生表面等离子体效应，如附图3所示，影响OLED器件的发光效率。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种新型OLED器件及其制备工艺，通过结构设计来消除表面等离子体效应，提高OLED器件的发光效率，还提供含有上述新型OLED器件的显示装置和照明装置。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
第一方面，新型OLED器件，按照光出射方向依次包括：玻璃基板、反射阳极、反射阴极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，且所述反射阳极和所述反射阴极均位于所述发光层的同侧。
优选的，所述反射阴极置于所述玻璃基板和所述电子传输层相连，并与所述反射阳极、所述空穴注入层、所述空穴传输层和所述发光层相邻；所述反射阳极置于所述玻璃基板上，其上依次堆叠有所述空穴注入层、所述空穴传输层、所述发光层，且所述发光层和所述电子传输层相连。
优选的，所述电子传输层的厚度为包括主体材料和掺杂材料；其中，所述掺杂材料为N型重掺杂材料或金属掺杂材料，且质量百分比为0.1％-15％；所述金属掺杂材料包括Li和/或Yb；更优选的，所述电子传输层材料的电子迁移率大于1×10-3cm2/Vs。
优选的，所述反射阳极和反射阴极均为金属或金属合金；更优选的，所述反射阴极为Ag或Ag合金，且所述反射阴极和反射阳极在550nm条件下的反射率大于85％。
第二方面，上述新型OLED器件的制备工艺，具体地，包括以下步骤：
(1)先将金属材料沉积或喷镀到基底材料上形成反射阳极和反射阴极；
(2)再通过真空蒸发法在所述反射阳极上形成空穴注入层，其中，所述真空蒸发的工艺条件包括：沉积温度为50-500℃，真空度为10-8-10-3托，沉积速率为沉积厚度为按照上述相同的工艺条件在所述空穴注入层上依次形成空穴传输层和发光层和电子传输层。
在某些实施方案中，可以使用传统有机EL器件中所用的任何衬底，而且可以优选使用具有良好机械强度、热稳定性、透明度、表面柔软度、易处理性和耐水性的玻璃衬底或透明塑料衬底。另外，上述工艺中除了可以采用真空蒸发工艺，还可以采用旋涂、铸塑或Langmuir-Blodgett(LB)法。
第三方面，OLED显示装置，包括如上述新型OLED器件。
第四方面，OLED照明装置，包括如上述新型OLED器件。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、本发明的新型OLED器件中，反射阳极和反射阴极都位于发光层的同侧，光出射面没有金属层阻挡，可以有效避免阴极出射光发生的等离子体效应，从而提高OLED器件的发光效率。
二、本发明中电场通过电子传输层(ETL)横向施加，且电子传输层采用N型掺杂或金属掺杂材料，具有很高的迁移率，大于1×10-3cm2/Vs，没有等离子体损耗掉，OLED器件效率可以提高一倍以上。
附图说明
图1是现有的OLED器件结构示意图；
图2是传统底部发射OLED器件的出光耦合效率；
图3是OLED器件表面的等离子体效应；
图4是本发明的新型OLED器件结构示意图；
图5是现有的OLED器件效果图；
图6是本发明的新型OLED器件效果图；
图7是ITO/TPD/AlQ/Ag器件的结构示意图；
图8是基于ITO/TPD/AlQ/Ag器件等离子体效应的模拟结果。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见附图1-3，为传统OLED器件，包括发射阳极(RE)、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、以及阴极(Cathode)依次堆叠构成，反射阳极和阴极分别在发光层的两侧，如附图1所示，该结构的OLED器件缺点在于OLED效率过低；传统的底部发射OLED器件的出光耦合效率很低，小于20％，如附图2所示；结构中没有基板模式，出光一侧透过半透明的Mg：Ag金属，光子与金属中的自由电子会发生相互作用而产生表面等离子体效应，影响OLED器件的发光效率，如附图3所示。
参见附图4，新型OLED器件，按照光出射方向依次包括：玻璃基板、反射阳极、反射阴极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，且反射阳极和反射阴极均位于发光层的同侧；其中，电子传输层采用N型重掺杂材料或金属掺杂材料，电子迁移率大于1×10-3cm2/Vs；反射阴极为金属或金属合金，一般采用Ag或Ag合金。另外，反射阴极置于玻璃基板和电子传输层相连，并与反射阳极、空穴注入层、空穴传输层和发光层相邻；反射阳极置于玻璃基板上，其上依次堆叠有空穴注入层、空穴传输层、发光层，且发光层和电子传输层相连。
LTPS技术是目前AMOLED显示行业主流的背板制造工艺，参见附图5，传统OLED器件的制备工艺为：1)背板制造过程：从玻璃基板向上依次为缓冲层、多晶硅层、金属层1、绝缘层1、金属层2、绝缘层2、平坦化层、反射阳极层、像素定义层、支撑层。2)OLED制造过程：采用真空蒸镀工艺，顺序依次为：HIL(使用Open mask)；HTL(使用Open mask)；R prime、R EML层(使用Fine metal mask)；G prime、G EML层(使用FMM)；B EML层(使用FMM)；ETL层(使用Open mask)；Cathode层(使用Open mask)。
参见附图6，本发明新型OLED器件的制备工艺为：1)背板制造过程：从玻璃基板向上依次为缓冲层、多晶硅层、金属层1、绝缘层1、金属层2、绝缘层2、平坦化层、发射阳极层、发射阴极层、像素定义层、支撑层，与传统工艺的不同之处在于在发射阳极工艺完成后增加一层发射阴极的制备工艺。2)OLED制造过程：采用真空蒸镀工艺，蒸镀顺序以及使用的mask情况如下：HIL(FMM)；HTL(FMM)；R prime、R EML(FMM)；G prime、G EML(FMM)；B EML(FMM)；ETL(Open mask)；不需要Cathode层。同时，因为HTL、HIL全部采用了FMM，可以完全避免子像素之间漏电流情况。
按如附图7所示结构的ITO/TPD/AlQ/Ag器件，可以有效避免阴极出射光发生等离子体效应，基于上述ITO/TPD/AlQ/Ag器件的模拟结果如附图8所示，可以看出超过50％以上的OLED器件效率被表面等离子体损耗掉，由此可知，本发明制备的新型OLED器件没有等离子体损耗掉，效率可以提高一倍以上。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种新型OLED器件，其特征在于，按照光出射方向依次包括：玻璃基板、反射阳极、反射阴极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，且所述反射阳极和所述反射阴极均位于所述发光层的同侧。
2.如权利要求1所述的新型OLED器件，其特征在于，所述电子传输层包括主体材料和掺杂材料；其中，所述掺杂材料为N型重掺杂材料或金属掺杂材料，且质量百分比为0.1％-15％。
3.如权利要求1或2所述的新型OLED器件，其特征在于，所述金属掺杂材料包括Li和/或Yb。
4.如权利要求1或2所述的新型OLED器件，其特征在于，所述电子传输层材料的电子迁移率大于1×10-3cm2/Vs，厚度为
5.如权利要求1所述的新型OLED器件，其特征在于，
所述反射阴极为金属或金属合金；
所述反射阳极为金属或金属合金。
6.如权利要求1所述的新型OLED器件，其特征在于，
所述反射阴极置于所述玻璃基板和所述电子传输层相连，并与所述反射阳极、所述空穴注入层、所述空穴传输层和所述发光层相邻；
所述反射阳极置于所述玻璃基板上，其上依次堆叠有所述空穴注入层、所述空穴传输层、所述发光层，且所述发光层和所述电子传输层相连。
7.如权利要求1所述的新型OLED器件，其特征在于，所述反射阴极和反射阳极在550nm条件下的反射率均大于85％。
8.如权利要求1-7任一项所述的新型OLED器件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将金属材料沉积或喷镀到基底材料上形成反射阳极和反射阴极；
(2)再通过真空蒸发法在所述反射阳极上形成空穴注入层，其中，所述真空蒸发的工艺条件包括：沉积温度为50-500℃，真空度为10-8-10-3托，沉积速率为沉积厚度为按照上述相同的工艺条件在所述空穴注入层上依次形成空穴传输层和发光层和电子传输层。
9.一种OLED显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述新型OLED器件。
10.一种OLED照明装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述新型OLED器件。
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