CN110148593B - 有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机电致发光器件。有机电致发光器件包括依次层叠的透明导电层、发光单元层、透明绝缘体介电层、电极层。其中，所述发光单元层包括并列间隔排布的第一发光单元和第二发光单元。通过并列间隔排布第一发光单元和第二发光单元，使有机电致发光器件可直接连入到外部交流电中，不仅可免除交流电转换为直流电造成的能量损耗，而且可提高器件的发光效率；并且可使有机电致发光器件整体较为轻薄。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种交流电驱动的有机电致发光器件。
背景技术
由于有机发光化合物具有光色可调，发光效率高，成本低廉的特点，有机电致发光器件(Organic EL)具有十分巨大的潜力。其中有机发光二极管(OLED)是最典型的例子，目前已广泛应用于全彩显示和平面照明光源中。但是二极管的特点是必须在直流电下驱动，而首先把日常家庭生活中的交流电转换为直流电将造成不可避免的能量损耗。
因此，有必要提供一种交流电驱动的有机电致发光器件，以克服现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种有机电致发光器件，能够与外部交流电直接连接，可解决现有有机电致发光器件无法直接使用交流驱动的问题，同时还可提高器件的发光效率。
为了解决上述问题，本发明提供一种有机电致发光器件，包括依次层叠的透明导电层、发光单元层、透明绝缘体介电层、电极层。具体的，所述发光单元层包括并列间隔排布的第一发光单元和第二发光单元；所述透明绝缘体介电层位于所述透明导电层上且完全包覆所述发光单元层；所述电极层包括与所述第一发光单元相对设置的第一电极和与所述第二发光单元相对设置的第二电极。使用时，所述第一电极与交流电源的一端相连，所述第二电极与交流电源的另一端相连，构成两组发光电路；在交流信号接通的第一个半周期所述透明导电层产生电子或空穴，在交流信号的另外一个半周期所述第一发光单元、所述第二发光单元同时被驱动发光。
进一步的，其中所述第一发光单元、所述第二发光单元均包括依次层叠的电荷注入层、电荷传输层、发光层和电子累积层；具体地讲，所述电荷注入层位于所述透明导电层上且电连接；所述电荷传输层位于所述电荷注入层上；所述发光层位于所述电荷传输层上；所述电子累积层位于所述发光层上。
进一步的，其中所述透明导电层的材料包括氧化铟锡，通过磁控溅射方式制备。
进一步的，其中所述透明绝缘体介电层的材料包括二氧化硅，通过化学沉积方式制备，厚度范围为20-1000nm。
进一步的，其中所述第一电极和所述第二电极的材料包括铝，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为100-200nm。
进一步的，其中所述电荷注入层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
进一步的，其中所述电荷传输层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-200nm。
进一步的，其中所述电子累积层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
根进一步的，其中所述发光层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
进一步的，其中所述真空热蒸镀方式的真空压强<5×10-5Pa。
本发明的优点在于，提供一种有机电致发光器件，通过并列间隔排布第一发光单元和第二发光单元，使有机电致发光器件可直接连入到外部交流电中，透明导电层连接入外电路产生的电子和空穴直接由外部交流电控制，且交流电的电子和空穴的注入能力很强；因此不仅可免除交流电转换为直流电造成的能量损耗，而且可提高器件的发光效率。并且并列间隔排布第一发光单元和第二发光单元使有机电致发光器件整体较为轻薄。
附图说明
图1为本发明一实施例的有机电致发光器件的结构示意图；
图2为本发明又一实施例的有机电致发光器件的结构示意图；
图3为本发明一实施例的有机电致发光器件的发光原理第一个半周期示意图；
图4为本发明一实施例的有机电致发光器件的发光原理第二个半周期示意图；
图5为本发明一实施例的有机电致发光器件的发光原理第二个半周期结束示意图；
图6为本发明一实施例的有机电致发光器件的发光原理第三个半周期示意图。
图中部件标识如下：
1透明导电层、2发光单元层、3透明绝缘体介电层、4电极层；
21第一发光单元、22第二发光单元、41第一电极、42第二电极；
100有机电致发光器件；
211电荷注入层、212电荷传输层、213发光层、214电子累积层。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，相同或相对应的部件用相同的附图标记表示而与图号无关，在说明书全文中，当“第一”、“第二”等措辞可用于描述各种部件时，这些部件不必限于以上措辞。以上措辞仅用于将一个部件与另一部件区分开。
请参阅图1所示，本发明提供一种有机电致发光器件100，包括依次层叠的透明导电层1、发光单元层2、透明绝缘体介电层3、电极层4。具体地讲，所述发光单元层2包括并列间隔排布的第一发光单元21和第二发光单元22；所述透明绝缘体介电层3位于所述透明导电层1上且完全包覆所述发光单元层2；所述电极层4包括与所述第一发光单元21相对设置的第一电极41和与所述第二发光单元22相对设置的第二电极42。
使用时，所述第一电极41与交流电源的一端相连，所述第二电极42与交流电源的另一端相连，构成两组发光电路：由所述透明导电层1、所述第一发光单元21、所述透明绝缘体介电层3和所述第一电极41组成一组发光电路，由所述透明导电层1、所述第二发光单元22、所述透明绝缘体介电层3和所述第二电极42组成另一组发光电路。在交流信号接通的第一个半周期所述透明导电层1产生电子或空穴，在交流信号的另外一个半周期所述第一发光单元21、所述第二发光单元22同时被驱动发光。
请参阅图2所示，所述第一发光单元21、所述第二发光单元22均包括依次层叠的电荷注入层211、电荷传输层212、发光层213和电子累积层214；具体地讲，所述电荷注入层211位于所述透明导电层1上且电连接；所述电荷传输层212位于所述电荷注入层211上；所述发光层213位于所述电荷传输层212上；所述电子累积层214位于所述发光层213上。
使用时，所述第一电极41与所述第二电极42所加交流电压极性相反，其原理具体详见图3-图5所示。
如图3所示，以所述第一电极41接通负极与所述第二电极42接通正极为交流信号接通的第一个半周期，与所述第一电极41相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生正电荷并移动至所述电子累积层214逐渐积累，同时与所述第二电极42相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生负电荷并移动至所述电子累积层214逐渐积累；此时由于为交流信号接通的第一个半周期，所述发光单元层2(指并列间隔排布的第一发光单元21和第二发光单元22)不发光。
如图4、图5所示，在交流信号接通的第二个半周期，所述第一电极41接通正极且所述第二电极42接通负极，即所述第二个半周期与所述第一个半周期极性相反；在所述第一发光单元21中，与所述第一电极41相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生负电荷并向所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)移动，此时位于所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)中的正电荷向所述透明导电层1方向移动，最终负电荷和正电荷在所述发光层213相遇形成激发子，辐射发光(有机发光材料原理)使得所述发光层213被点亮。同时在所述第二发光单元22中，与所述第二电极42相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生正电荷并向所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)移动，此时位于所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)中的负电荷向所述透明导电层1方向移动，最终正电荷和负电荷在所述发光层213相遇形成激发子，辐射发光(有机发光材料原理)使得所述发光层213被点亮。发光过程结束后由于所述第一电极41接通正极且所述第二电极42接通负极，与所述第一电极41相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下持续产生负电荷并移动至所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)逐渐积累，同时与所述第二电极42相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下持续产生正电荷并移动至所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)逐渐积累。
如图6所示，在交流信号接通的第三个半周期，所述第一电极41接通负极且所述第二电极42接通正极，即所述第三个半周期与所述第二个半周期极性相反；在所述第一发光单元21中，与所述第一电极41相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生正电荷并向所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)移动，此时位于所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)中的负电荷向所述透明导电层1方向移动，最终正电荷和负电荷在所述发光层213相遇形成激发子，辐射发光(有机发光材料原理)使得所述发光层213被点亮。同时在所述第二发光单元22中，与所述第二电极42相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下产生负电荷并向所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)移动，此时位于所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)中的正电荷向所述透明导电层1方向移动，最终负电荷和正电荷在所述发光层213相遇形成激发子，辐射发光(有机发光材料原理)使得所述发光层213被点亮。发光过程结束后由于所述第一电极41接通负极且所述第二电极42接通正极，与所述第一电极41相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下持续产生正电荷并移动至所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)逐渐积累，同时与所述第二电极42相对应的所述透明导电层1在电场的诱导下持续产生负电荷并移动至所述第一发光单元21的上表面(即所述电子累积层214)逐渐积累。如此循环往复，在交流信号一个周期内所述发光层213被点亮两次，即位于所述发光单元层2的所述第一发光单元21和所述第二发光单元22被点亮两次。
综上所述，在使用时，所述第一电极41与所述第二电极42所加交流电压极性相反，在交流信号的其中一个半周期所述透明导电层1在电场作用下产生电子或空穴，在交流信号的另外一个半周期所述透明导电层1在电场作用下产生与上半个周期相反的空穴或电子，从而使得所述发光层213被点亮，即所述第一发光单元21、所述第二发光单元22同时被驱动发光。
通常市电交流信号的频率为50Hz，而上述两个发光单元的发光层激发的频率要远低于50Hz，人眼可分辨的最高频率为24Hz，即反应一次需要0.042s，因此用50Hz的交流电驱动有机电致发光器件100可以达到无频闪的效果。
在本实施例中，所述透明导电层1的材料包括氧化铟锡，通过磁控溅射方式制备。
在本实施例中，所述透明绝缘体介电层3的材料包括二氧化硅，通过化学沉积方式制备，厚度范围为20-1000nm。
在本实施例中，所述第一电极41和所述第二电极42的材料包括铝，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为100-200nm。所述第一电极41和所述第二电极42可以反射光线，且所述第一电极41与所述第一发光单元21相对设置、所述第二电极42与所述第二发光单元22相对设置，可使第一发光单元21和第二发光单元22发出的光经反射从同一侧面出光。
在本实施例中，所述电荷注入层211的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
在本实施例中，所述电荷传输层212的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-200nm。
在本实施例中，所述发光层213的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
在其他实施例中，所述发光层213材料采用有机发光材料、无机发光材料、有机无机杂化发光材料的一种或者多种。
值得说明的是，所述第一发光单元21的所述发光层213与所述第二发光单元22的所述发光层213所用材料可相同，亦可不相同；因此所述第一发光单元21、所述第二发光单元22的发光颜色可相同亦可不相同。在其他实施例中，所述第一发光单元21发出蓝色光，所述第二发光单元22发出红色光，通过交流电快速的切换正负电压，使得所述第一发光单元21、所述第二发光单元22两种颜色发光条在短时间内交互闪亮，人眼难以短时间内分辨亮暗，再通过蓝色和红色组合可实现白光发光。
在本实施例中，所述电子累积层214的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
在本实施例中，所述真空热蒸镀方式的真空压强<5×10-5Pa。
本发明的优点在于，提供一种有机电致发光器件，通过并列间隔排布第一发光单元和第二发光单元，使有机电致发光器件可直接连入到外部交流电中，透明导电层连接入外电路产生的电子和空穴直接由外部交流电控制，且交流电的电子和空穴的注入能力很强；因此不仅可免除交流电转换为直流电造成的能量损耗，而且可提高器件的发光效率。并且并列间隔排布第一发光单元和第二发光单元使有机电致发光器件整体较为轻薄。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括
透明导电层；
发光单元层，位于所述透明导电层上，所述发光单元层包括并列间隔排布的第一发光单元和第二发光单元；
透明绝缘体介电层，位于所述透明导电层上且完全包覆所述发光单元层；以及
电极层，位于所述透明绝缘体介电层上，所述电极层包括
第一电极，与所述第一发光单元相对设置；
第二电极，与所述第二发光单元相对设置；
其中，所述第一发光单元、所述第二发光单元均包括
电荷注入层，位于所述透明导电层上且电连接；
电荷传输层，位于所述电荷注入层上；
发光层，位于所述电荷传输层上；以及
电子累积层，位于所述发光层上；
使用时，所述第一电极与交流电源的一端相连，所述第二电极与交流电源的另一端相连，构成两组发光电路；在交流信号接通的第一个半周期所述透明导电层产生电子或空穴，在交流信号的另外一个半周期所述第一发光单元、所述第二发光单元同时被驱动发光。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述透明导电层的材料包括氧化铟锡，通过磁控溅射方式制备。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述透明绝缘体介电层的材料包括二氧化硅，通过化学沉积方式制备，厚度范围为20-1000nm。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的材料包括铝，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为100-200nm。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电荷注入层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为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，所述电荷传输层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-200nm。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子累积层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的材料包括有机半导体，通过真空热蒸镀方式制备，厚度范围为10-100nm。
9.根据权利要求5-8任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述真空热蒸镀方式的真空压强<5×10-5Pa。
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