高对比度顶发光型有机发光二极管制造技术

本发明专利技术提供一种高对比度顶发光型有机发光二极管自下至上顺序包括：ａ．基底（１）；ｂ．含电极的多层堆叠结构（２），位于所述基底（１）上，用于提升二极管的对比度；ｃ．多层有机层结构（３），位于所述含电极的多层堆叠结构（２）上，用于发光二极管有源层；ｄ．半透明金属电极（４），位于所述多层有机层结构（３）上；ｅ．减反层（５），位于所述半透明金属电极（４）上，用于提升二极管的对比度。通过对多层堆叠结构中金属层及两介电层材料、减反层材料的选择与厚度的优化降低二极管对于环境光的反射，提升器件的对比度。本发明专利技术将提升对比度的多层堆叠结构及减反层置于有机发光二极管外部，避免了这些层的引入对于发光二极管电学注入和传输性能的影响，该方法简单易行、效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高对比度顶发光型有机发光二极管结构的设计，特别涉及在有机发光二极管外侧分别引入提升对比度的多层堆叠结构和减反膜来大幅度提高器件对比度的顶发光型有机发光二极管的设计。技术背景基于有机发光二极管(OLED)的有机发光显示由于具有色彩鲜艳、视角宽、响应速度快、可实现柔性、发光亮度高、效率高、厚度薄、工作温度范围宽等优点被认为是最有希望取代液晶显示的下一代平板显示技术之一。对比度是评价显示性能优良的参数之一，具有高对比度的显示器在强光环境下也能清晰的显示图象。在众多提升OLED对比度的研究中，大致分为三类：第一类是将圆偏振片置于OLED器件表面，该方法简单，但是圆偏振片不仅吸收绝大部分环境光还会吸收掉大部分OLED发出的光，从而大幅度降低OLED器件发光效率；第二类是使用低反射电极(多为单层)如Sm、Sm:Ag、Mo、p-Si等来降低环境光的反射，单层低反射电极提升对比度虽然简单，但是对比度改善并不明显；第三类是将干涉相消层、减反层或光吸收层(如SiO2:Al、CuPc、Sm/Alq3/Sm/Alq3、Al:Alq3、CuPc/TiOPc、Carbon、CuPc/C60等)置于OLED的有源层中，即发光层与底部反射电极中间。减反层或光吸收层的导电性以及其能级与其它邻层的匹配程度直接决定着二极管中电注入特性，进而影响其发光性能，因此在OLED器件内部引入减反层需考虑多个影响因素，器件设计过程相对复杂，且对比度提高并不显著。目前在1000cd/m2亮度以及140lx环境光照射下，一般能达到300∶1，因此很有必要进一步设计器件结构来提升器件的对比度。本专利技术中通过使用多层堆叠结构和减反层来提高OLED器件的对比度，将多层堆叠结构和减反层置于OLED器件外部有效避免了其对OLED内部电学性能的影响，简化了OLED器件本身的设计。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种高对比度顶发光型有机发光二极管结构，提升顶发光型有机发光二极管对比度。技术方案：本专利技术的高对比度顶发光型有机发光二极管自下至上顺序包括：a.基底；b.含电极的多层堆叠结构，位于所述基底上，用于提升二极管的对比度；c.多层有机层结构，位于所述含电极的多层堆叠结构上，用于发光二极管有源层；d.半透明金属电极，位于所述多层有机层结构上；e.减反层，位于所述半透明金属电极上，用于提升二极管的对比度。含电极的多层堆叠结构、多层有机层结构、半透明金属电极及减反层均通过真空蒸镀、旋涂或溅射技术逐层形成。-->所述含电极的多层堆叠结构为提升对比度的多层堆叠结构，该多层堆叠结构由一厚金属层、一具有低折射指数的介电层、一具有高折射指数的介电层、一兼做电极的薄金属层构成。厚金属层位于所述基底上，其厚度大于等于50nm；具有低折射指数的介电层位于厚金属层之上；具有高折射指数的介电层位于具有低折射指数的介电层之上；兼做电极的薄金属层位于具有高折射指数的介电层之上，其厚度大于等于20nm且小于等于40nm。减反层由一层或多层半导体材料构成。多层堆叠结构中的厚金属层与薄金属层在可见光区具有较强的光吸收特性，具有低折射指数的介电层与具有高折射指数的介电层在可见光区是否具有光吸收特性不影响器件的对比度。所述的多层堆叠结构和减反层位于有机发光二极管外侧，提升对比度。多层有机层结构包括载流子注入/传输层及发光层，在对该二极管施加较低驱动电压时可获得良好的发光性能。有益效果：1、本专利技术公开的高对比度顶发光型有机发光二极管是在器件的电极外部引入提升对比度的光吸收层和减反层，因此无需考虑这些层的导电性及其引入带来的与邻层的能级匹配问题，有效避免了其引入对于器件内部电注入和传输性能的影响。2、本专利技术公开的高对比度顶发光型有机发光二极管设计方法也适用于高对比度底发光型有机发光二极管的设计。3、本专利技术公开的高对比度有机发光二极管使用常规的OLED结构及有机层厚度(～100nm)，无需对OLED器件结构本身进行特殊设计。附图说明有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
，现配合附图说明如下：图1为普通顶发光型有机发光二极管剖面结构示意图；图2为本专利技术的高对比度顶发光型有机发光二极管剖面结构示意图；图3为本专利技术较佳实施例1及其不含对比度提升层的对比器件的剖面结构示意图；图4为环境光经过较佳实施例1或其对比器件多层膜后反射回器件外部的反射曲线示意图；图5为较佳实施例1或其对比器件在140lx的环境光照射下，器件开态亮度不同时器件的对比度；图6为较佳实施例1或其对比器件在器件本身开态亮度为1000cd/m2时，在不同的环境光强度照射下器件的对比度；图7为本专利技术较佳实施例2及其不含对比度提升层的对比器件的剖面结构示意图；图8为环境光经过较佳实施例2或其对比器件多层膜后反射回器件外部的反射曲线示意图；图9为较佳实施例2或其对比器件在140lx的环境光照射下，器件开态亮度不同时器件的对比度；-->图10为较佳实施例2或其对比器件在器件本身开态亮度为1000cd/m2时，在不同的环境光强度照射下器件的对比度；图11为本专利技术设计方法也适用的高对比度底发光型有机发光二极管剖面结构示意图。具体实施方式为了提高顶发光型OLED的对比度，其设计方法如下：(1)在器件基底上引入一多层堆叠结构，该多层堆叠结构由一厚金属层、一具有低折射指数的介电层、一具有高折射指数的介电层、一兼做电极的薄金属层构成。厚金属层位于基底之上，其厚度大于等于50nm，其作用是吸收环境光并反射部分环境光；具有低折射指数的介电层位于厚金属层之上；具有高折射指数的介电层位于具有低折射指数的介电层之上；兼做电极的薄金属层位于具有高折射指数的介电层之上，其厚度大于等于20nm且小于等于40nm，其作用在于既具有良好的导电性又具有透光性。上述多层堆叠结构中的薄金属层和厚金属层均具有较强的吸光率。(2)在器件顶部(出光侧)引入一减反层。(1)与(2)结合可大幅度改善OLED的对比度。(1)与(2)均位于OLED器件有源区外，因此可有效避免在有源区内引入减反层或光吸收层带来的一系列问题，如引入减反层或光吸收层带来的导电性变差或减反层/光吸收层与其它邻层能级不匹配等问题，上述问题均导致器件电光性能变差。有机发光二极管中的有机层厚度为常用的厚度(～100nm)且为定值，本专利仅对多层堆叠结构和减反层厚度进行设计来达到提高二极管对比度的目的。本专利技术借助在有机发光二极管电极外部引入一多层堆叠结构和一减反层来提升器件的对比度，获得高对比度的有机发光二极管。参考图2中本专利技术的高对比度顶发光型OLED剖面结构示意图与图1普通顶发光型OLED剖面结构示意图相比，分别在普通顶发光型OLED器件底部即靠近基底一侧和器件顶部即出光侧引入了多层堆叠结构和减反层结构。多层堆叠结构由一厚金属层、一具有低折射指数的介电层、一具有高折射指数的介电层、一薄金属层构成，其中薄金属层兼做顶发光型OLED的阳极，厚金属层和薄金属层可为同种材质，也可是不同材质，但在可见光区均具有较强的吸光性；高折射指数介电层、低折射指数介电层与厚金属层和薄金属层的接触顺序不严格限定，但是厚金属层、低折射指数介电层、高折射指数介电层、薄金属层的顺序可获得最佳吸光性和最小反射率。减反层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高对比度顶发光型有机发光二极管，其特征在于该二极管自下至上顺序包括：ａ．基底（１）；ｂ．含电极的多层堆叠结构（２），位于所述基底（１）上，用于提升二极管的对比度；ｃ．多层有机层结构（３），位于所述含电极的多层堆叠结构（２）上，用于发光二极管有源层；ｄ．半透明金属电极（４），位于所述多层有机层结构（３）上；ｅ．减反层（５），位于所述半透明金属电极（４）上，用于提升二极管的对比度。

【技术特征摘要】
1.一种高对比度顶发光型有机发光二极管，其特征在于该二极管自下至上顺序包括：a.基底(1)；b.含电极的多层堆叠结构(2)，位于所述基底(1)上，用于提升二极管的对比度；c.多层有机层结构(3)，位于所述含电极的多层堆叠结构(2)上，用于发光二极管有源层；d.半透明金属电极(4)，位于所述多层有机层结构(3)上；e.减反层(5)，位于所述半透明金属电极(4)上，用于提升二极管的对比度。2.如权利要求1所述的高对比度顶发光型有机发光二极管，其特征在于所述含电极的多层堆叠结构(2)为提升对比度的多层堆叠结构，该多层堆叠结构由一厚金属层、一具有低折射指数的介电层、一具有高折射指数的介电层、一兼做电极的薄金属层构成；厚金属层位于所述基底(1)上，其厚度大于等于50nm；具有低折射指数的介电层位于厚金属层之上；具有高折射指数的介电层位于具有低折射指数的介电层之上；兼做电极的薄金属层位于具有高折射指数的介电层之上，其厚度大于等于20nm且小于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑芬，黄维，陈春燕，谢军，杨洋，解令海，钱妍，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]