专利名称：有机电致发光器件、显示设备及制备方法
技术领域：
本发明总体涉及有机电致发光显示(OLED，Organic Electroluminescence Display)领域，更具体地涉及具有微腔结构的有机电致发光器件、显示设备及制备方法。
背景技术：
近年来，有机电致发光技术因其诸多优点越来越受到人们的关注。典型的有机电致发光器件包括两个电极层以及布置在这两个电极层之间的有机层。在使用中，对器件施加电压，电子从一个电极注入，空穴从另一个电极注入，电子和空穴在有机层中复合形成激子，当激子释放能量时，有机层中的发光材料发光。在实际应用中，不同颜色的发光材料具有不同的发光效率，即在相同的驱动电压下，发光效率较低的材料发出的光较弱。例如，与红色(R)发光材料和绿色(G)发光材料相比，蓝色(B)发光材料的发光效率较低。因此，对于含有RGB三基色发光材料的有机电致发光器件，在相同的驱动电压下，输出的蓝色光比红色光和绿色光弱，这有损于整体显示效果。此外，其他因素——例如滤光片的存在——也可以使有机电致发光器件的不同区域的发光效率不同。另外，对于一种具体颜色而言，输出的光的色纯度高往往是有利的。许多研究都表明，在适当的控制下，微腔效应(microcavity effect)会使得输出的光的强度和色纯度都大幅提高。现有的一种有机电致发光器件包括一个反射电极和一个透明电极，光从透明电极一侧输出，反射电极与透明电极之间形成微腔。然而，反射电极与透明电极造成的微腔效应较弱。如果在反射电极与半透明电极之间形成微腔，由于光在半透明电极的反射比在透明电极的反射强，能够造成多光子束干涉，从而能够造成更强的微腔效应。美国专利US7888860B2提出了一种具有微腔结构的有机电致发光器件，其中半透明电极被布置在第一电极与第二电极之间，与第一电极和有机层相接，并且在半透明电极与第二电极之间形成微腔。在这种布置中，要求半透明电极的功函(work function)既与第一电极匹配又与有机层匹配，否则无法完成电子或空穴的有效注入，从而影响器件的光电性能。满足此要求的半透明电极的材料选择范围较窄，通常只能选用薄金属膜。因此，需要这样一种具有微腔结构的有机电致发光器件，其既能产生较强的微腔效应，又有较宽的材料选择范围。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种有机电致发光器件，包括基板；基础发光构件，其包括透明电极层、反射电极层以及布置在所述透明电极层和所述反射电极层之间的有机层；以及半透明层，其布置在所述基础发光构件的所述透明电极层所在的那一侧，使得在所述半透明层与所述反射电极层之间形成微腔。可选地，所述半透明层满足对可见光波段(波长380nm至760nm)的平均透过率为 30%至80%，优选地为40%至70%，更优选地为50%至60%。可选地，所述平均透过率是在可见光波段中以Inm波长为间隔进行透过率采样然后求算数平均值得到的。可选地，所述基础发光构件布置在所述半透明层和所述基板之间。在此情况下，所述基板可以是透明基板、半透明基板或不透明基板。可选地，所述半透明层布置在所述基础发光构件和所述基板之间，并且所述基板是透明基板。可选地，所述半透明层由金属或合金制成。可选地，所述金属或合金选自Ag、Al、 Mg、Mo、Au、Ni及其合金。可选地，所述半透明层的厚度为IOnm至40nm。可选地，所述半透明层由折射率不同的两种或更多种透明材料的叠层制成。可选地，所述透明材料选自IT0、Si3N4、Si02、Ti02，Al2O3及其组合。可选地，所述半透明层的厚度为300nm至600nm。可选地，所述两种或更多种透明材料中的每一种都满足在50nm至300nm 的厚度对可见光波段(波长380nm至760nm)的平均透过率大于80%。可选地，所述平均透过率是在可见光波段中以Inm波长为间隔进行透过率采样然后求算数平均值得到的。可选地，所述两种或更多种透明材料中具有最大折射率的透明材料与具有最小折射率的透明材料的折射率之差大于等于0.4。可选地，所述半透明层覆盖所述透明电极层的整个区域。可选地，所述半透明层仅仅覆盖所述透明电极层的一部分区域。可选地，所述半透明层仅仅覆盖所述透明电极层的与较低发光效率对应的区域。可选地，所述半透明层是采用PECVD方法、溅射方法或热蒸镀方法制备的。可选地，所述基板是刚性基板或柔性基板。可选地，所述基板是玻璃基板、金属基板、塑料基板或TFT基板。根据本发明的另一个方面，提供了一种有机电致发光显示设备，其包括上述有机电致发光器件。根据本发明的又一个方面，提供了一种制备有机电致发光器件的方法，包括以下步骤在基板上设置反射电极层；在所述反射电极层上设置有机层；在所述有机层上设置透明电极层；以及在所述透明电极层上设置半透明层。在此情况下，所述基板可以是透明基板、半透明基板或不透明基板。根据本发明的又一个方面，提供了一种制备有机电致发光器件的方法，包括以下步骤在基板上设置半透明层，其中所述基板是透明基板；在所述半透明层上设置透明电极层；在所述透明电极层上设置有机层；以及在所述有机层上设置反射电极层。
图1是根据本发明的第一实施例的有机电致发光器件的剖面示意图；图2是根据本发明的第二实施例的有机电致发光器件的剖面示意图；图3是根据本发明的第三实施例的有机电致发光器件的剖面示意图；图4是根据本发明的第四实施例的有机电致发光器件的剖面示意图；图5是根据本发明的第五实施例的有机电致发光器件的剖面示意图；图6是无微腔结构的有机电致发光器件与根据本发明的第二实施例的有机电致发光器件的光谱对比图。在各个附图中，后两位相同的标号代表相应的部件。为简明起见，各个层的厚度并未按比例绘制。
具体实施例方式下面参照附图详细描述本发明的具体实施方式
，由此能够更全面地理解本发明。在本发明中，既可以透明电极层作为阳极、反射电极层作为阴极，也可以透明电极层作为阴极、反射电极层作为阳极，但半透明层并不作为电极。实施例1图1是根据本发明的第一实施例的有机电致发光器件100的剖面示意图。如图1所示，器件100自下而上依次包括基板110、基础发光构件120和半透明层 130，其中基础发光构件120自下而上依次包括反射电极层121、有机层122和透明电极层 123。在半透明层130与反射电极层121之间形成微腔。在本实施例中，基板110为玻璃基板，反射电极层121为Ag(银)层，有机层122 自下而上为HIL (空穴注入层)、HTL(空穴传输层)、EL (发光层)、ETL(电子传输层)和 EIL(电子注入层)，透明电极层123为ITO(铟锡氧化物)层，半透明层130为Al2O3AlN/ Al2O3叠层。在本实施例中，Ag层作为阳极，ITO层作为阴极。在本实施例中，Ag层的厚度为150nm，ITO层的厚度为50nm，两个Al2O3层的厚度都为lOOnm，AlN层的厚度为50nm。器件100的制备在3X 的真空环境中进行，包括以下步骤采用热蒸镀方法在玻璃基板上设置150nm的Ag层；采用蒸镀方法在Ag层上依次设置HIL、HTL、EL、ETL和EIL ；采用溅射方法在ETL层上设置50nm的ITO层；以及采用PECVD方法在ITO层上依次设置IOOnm的Al2O3层、50nm的AlN层和IOOnm的 Al2O3 层。进一步，可以采用例如常规的UV胶+玻璃盖封装法进行封装。实施例2图2是根据本发明的第二实施例的有机电致发光器件200的剖面示意图。如图2所示，器件200自下而上依次包括基板210、半透明层230和基础发光构件220。其中基础发光构件220自下而上依次包括透明电极层223、有机层222和反射电极层221。在半透明层230与反射电极层221之间形成微腔。在本实施例中，基板220为玻璃基板，半透明层230为Mo层，透明电极层223为 ITO层，有机层222自下而上依次为HIL、HTL、EL、ETL和EIL，反射电极层221为Al层。在本实施例中，ITO层作为阳极，Al层作为阴极。在本实施例中，Mo层的厚度为20nm，ITO层的厚度为lOOnm，Al层的厚度为lOOnm。器件200的制备在3X 的真空环境中进行，包括以下步骤采用溅射方法在玻璃基板上设置20nm的Mo层；采用溅射方法在Mo层上设置IOOnm的ITO层；采用热蒸镀方法在ITO层上依次设置HIL、HTL、EL、ETL和EIL ；以及采用热蒸镀方法在EIL上设置IOOnm的Al层。进一步，可以采用例如常规的UV胶+玻璃盖封装法进行封装。实施例3
图3是根据本发明的第三实施例的有机电致发光器件300的剖面示意图。如图3所示，器件300自下而上依次包括基板310、半透明层330和基础发光构件320。其中基础发光构件320自下而上依次包括透明电极层323、有机层322和反射电极层321。在半透明层330与反射电极层321之间形成微腔。在本实施例中，基板320为TFT基板，半透明层330为Si02/SiN3/Si02/SiN3叠层， 透明电极层323为ITO层，有机层322自下而上依次为HIL、HTL、EL、ETL和EIL，反射电极层321为Al层。在本实施例中，ITO层作为阳极，Al层作为阴极。在本实施例中，两个S^2 层的厚度都为lOOnm，两个SiN3层的厚度都为50nm，ITO层的厚度为lOOnm，Al层的厚度为 150nmo器件300的制备在3X 的真空环境中进行，包括以下步骤采用溅射方法在TFT基板上依次设置IOOnm的SW2层、50nm的SiN3层、IOOnm的 SiO2 层和 50nm 的 SiN3 层；采用溅射方法在最上面的SiN3层上设置IOOnm的ITO层；采用热蒸镀方法在ITO层上依次设置HIL、HTL、EL、ETL和EIL ；以及采用热蒸镀方法在EIL上设置Al层。进一步，可以采用例如常规的UV胶+玻璃盖封装法进行封装。实施例4图4是根据本发明的第四实施例的有机电致发光器件400的剖面示意图。如图4所示，器件400自下而上依次包括基板410、反射电极层421、有机层422、透明电极层423和半透明层430。有机层422中分区域设置有红色(R)、绿色(G)和蓝色(G) 发光材料。其中，半透明层430仅仅覆盖透明电极层423的与蓝色发光材料对应的区域。这样，在相同的驱动电压下，与蓝色发光材料对应的区域的微腔效应较强，弥补了蓝色发光材料较低的发光效率，从而提高了整体显示效果。实施例5图5是根据本发明的第五实施例的有机电致发光器件500的剖面示意图。如图5所示，器件500自下而上依次包括基板510、半透明层530、透明电极层523、 有机层522和反射电极层521。有机层522中分区域设置有红色(R)、绿色(G)、蓝色(G)和白色(W)发光材料。其中，半透明层530仅仅覆盖透明电极层523的与红色、绿色和蓝色发光材料对应的区域。覆盖与红色、绿色和蓝色发光材料对应的区域的半透明层的材料和/或构造可以相同也可以不同。对比例图6是无微腔结构的有机电致发光器件600 (用方点线型1表示)与根据本发明的第二实施例的有机电致发光器件200(用圆点线型2表示)的光谱对比图。器件600的构造与器件200的构造相比仅缺少了 Mo层。从图6中能够看出，器件200与器件600相比具有更窄的半峰宽，这说明具有更高的色纯度。上文的实施方案仅作为本发明的示例而非限制。本领域技术人员应理解，也可以采用其他材料、厚度和制备条件。尤其是，半透明层以及有机层的内部构造可以根据实际需
6要而有所不同。在本发明的精神和范围内，本领域技术人员可以做出许多变体。
权利要求
1.一种有机电致发光器件，包括 基板；基础发光构件，其包括透明电极层、反射电极层以及布置在所述透明电极层和所述反射电极层之间的有机层；以及半透明层，其布置在所述基础发光构件的所述透明电极层所在的那一侧，使得在所述半透明层与所述反射电极层之间形成微腔。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述基础发光构件布置在所述半透明层和所述基板之间。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述半透明层布置在所述基础发光构件和所述基板之间，并且所述基板是透明基板。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光器件，其中所述半透明层由金属或合金制成，优选地所述半透明层的厚度为IOnm至40nm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光器件，其中所述半透明层由折射率不同的两种或更多种透明材料的叠层制成，优选地所述半透明层的厚度为300nm至 600nmo
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其中所述两种或更多种透明材料中的每一种都满足在50nm至300nm的厚度对可见光波段的平均透过率大于80 %，并且/或者所述两种或更多种透明材料中具有最大折射率的透明材料与具有最小折射率的透明材料的折射率之差大于等于0.4。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光器件，其中所述半透明层仅仅覆盖所述透明电极层的一部分区域，优选地所述半透明层仅仅覆盖所述透明电极层的与较低发光效率对应的区域。
8.一种有机电致发光显示设备，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的有机电致发光器件。
9.一种制备有机电致发光器件的方法，包括以下步骤 在基板上设置反射电极层；在所述反射电极层上设置有机层； 在所述有机层上设置透明电极层；以及在所述透明电极层上设置半透明层。
10.一种制备有机电致发光器件的方法，包括以下步骤 在基板上设置半透明层，其中所述基板是透明基板； 在所述半透明层上设置透明电极层；在所述透明电极层上设置有机层；以及在所述有机层上设置反射电极层。
全文摘要
提供了一种有机电致发光器件，包括基板；基础发光构件，其包括透明电极层、反射电极层以及布置在所述透明电极层和所述反射电极层之间的有机层，所述有机层中设置有至少一种发光材料；以及半透明层，其布置在所述基础发光构件的所述透明电极层所在的那一侧，使得在所述半透明层与所述反射电极层之间形成微腔。还提供了一种有机电致发光显示设备，其包括上述有机电致发光器件。
文档编号H01L51/56GK102270750SQ20111020968
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者张粲, 邱勇 申请人:北京维信诺科技有限公司, 昆山维信诺显示技术有限公司, 清华大学