OLED器件及其制备工艺的制作方法

本发明涉及有机发光二极管(oled)照明，特别是涉及微纳加工， oled器件及制备方法。

背景技术：

1、近来，有机发光二极管(organic light emitting diodes，oled)的发展已经在科研界及产业界引起了广泛的关注。与传统的led点光源相比，oled是一种面光源，它不需要其他的灯具的辅助，可应用于大面积光源照明，同时，它还具有可弯曲，环保，轻薄，低温，功耗低以及护眼等优点。换言之，oled照明的应用前景巨大，可望成为未来照明的主流。

2、目前，利用磷光材料，传统oled器件结构的内量子效率可以接近100％，但耦合的出光效率只有20％左右，约80％的光被限制或损耗在器件内部，而无法出光。因此，提高oled器件的外量子效率非常有必要。被限制在器件内部的光主要可以分为表面等离基元模态，波导模态以及衬底模态三种。其中，在oled器件中，器件发光层发出的光在经过阴极反射时，在近场激发的作用下，阴极表面会形成小的磁偶极矩，在磁偶极矩的振荡下，光子消耗能量，器件性能降低，另一方面，蒸镀制备的阴极表面可能会有褶皱，这种褶皱会将表面等离激元局域化 (lsp)，从而变得能量聚集，影响器件整体寿命。根据统计，约有40％左右的光在阴极上由于表面等离子激元(spp)耦合而被损耗。

3、目前，为了降低oled器件的等离激元损耗，目前主要是在顶发射器件的发射面制备光栅结构或者在出光面制备多层堆叠结构，或者制备纳米孔结构来实现光调控。其中多层堆叠结构及纳米孔结构主要是将出光面金属表面的spp模式耦合出光，而这种方法对反射面的光提取效果有限，而在发射面的制备光栅结构常见于顶发射器件，且在制备过程中不仅会影响器件本身的开口率，同时在制备及大规模应用上还存在很大的困难。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了在阴极层表面形成微纳结构，实现应急表面的致密平整减少了金属阴极端表面等离激元的损耗，以及提升了 oled器件的寿命的oled器件及其制备方法。

2、本发明所采用的技术方案是：oled器件，包括依次连接于ito基板上的阴极层、有机功能层和阳极层，所述阴极层上若干具有微纳结构，每一个所述微纳结构外表面上设有钝化层。

3、优选地，每一个所述微纳结构，包括设置于阴极层上的微纳窗口，以及自微纳窗口外沿的阴极层向外表面突起的微纳突起。

4、优选地，设定每一个所述微纳结构的微纳窗口长度为l，宽度为m；其对应的微纳突起的高度为h，则h/l的比例为0.1-10。

5、优选地，若干所述微纳结构，位于阴极层的整个阴极表面遍布，并且阵列排列，形成周期性微纳结构。

6、优选地，若干所述微纳结构，位于阴极层的不发光表面布置，形成非周期性微纳结构。

7、优选地，每一个所述微纳窗口内填充有绝缘结构，起到支撑微纳突起的作用，从而保证其具有较长的使用寿命。

8、优选地，所述绝缘结构，贯穿阴极层，并且嵌入至有机功能层内，并且呈倒“t”形结构。

9、优选地，所述oled器件为顶发射器件或底发射器件。

10、优选地，所述有机功能层，包括依次连接的空穴传输层、发光层及电子传输层，或包括依次连接的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层构成；或者包括依次连接的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层及电子注入层构成。

11、优选地，所述oled器件为单色光、复合光和白光中的其中一种。

12、具有周期性微纳结构的oled器件阴极层制备工艺，

13、s1：清洗ito基板，随后对ito表面进行涂胶，所涂的胶体厚度从0.1μm 到2μm；

14、s2：将s1得到的涂胶后的ito基板进行曝光，并且进行显影及定影、金属化，所述金属化的厚度为0.1μm到0.5μm；

15、s3：s2得到的ito基板进行浸泡溶脱去除工艺，将中间部分的金属去除形成图案；

16、s4：二次涂胶，二次涂胶的厚度高于第一次金属化的厚度，厚度差控制在 0.05μm到0.1μm；

17、s5：将二次涂胶后的ito基板进行二次曝光，随后进行显影及定影以及第二次金属化；

18、s6：将s3得到的ito基板进行第三次涂胶，并随后显影及定影。

19、s7：将所述s6得到的ito基板进行蒸镀。

20、优选地，步骤s5中，在定影后ito基板露出的图形存在一个具有深宽比为 1-5的凹槽型结构，所述的凹槽型结构的高度是由第二次涂胶后的厚度来决定的，其设置为确保金属化的材料能够进入到凹槽。

21、具有周期性微纳结构的底发射oled器件阴极层制备方法，包括如下步骤：

22、s1：在带有阳极的ito基板上依次沉积有机功能层，所述有机功能层包括空穴传输、发光层及电子传输层；

23、s2：用精细掩膜版一在电子传输层上沉积第一层钝化层；

24、s3：换用精细有机掩膜版二在步骤s1得到的结构上蒸镀电子传输层；

25、s4：更换精细掩膜版三在预定位置蒸镀第二层钝化层；

26、s5：更换精细掩膜版四在指定位置沉积电子传输层及电子注入层；

27、s6：更换精细掩膜版五沉积金属形成带有微纳结构的金属阴极层。

28、优选地，所述有机功能层，还包括置于空穴传输层与ito基板之间的空穴注入层，置于空穴传输层和发光层之间的电子阻挡层，以及置于发光层和电子传输层之间的空穴阻挡层。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、本发明的oled器件，通过在阴极层表面形成微纳结构，实现应急表面的致密平整减少了金属阴极端表面等离激元的损耗，以及提升了oled器件的寿命。具体地说：阴极层表面形成微纳结构一方面降低等离子激元的损耗可以减少阴极端由于磁偶极子震荡引起器件温度的上升；另一方面阴极层表面形成微纳结构使得oled器件外量子效率的提升，也带来了oled器件光电效率的提升，oled器件光电效率的提升并没有带来激子浓度的增加。与光电效率未提升的器件相比，在相同亮度下，顶发射的oled器件的激子浓度更低，驱动功率更小，使得oled 器件的整体寿命也可以得到大幅提升。

31、本发明的周期性微纳结构的顶发射oled器件阴极层制备工艺，采用多次曝光以及蒸镀处理，最终获得顶发射oled器件阴极层，该制备工艺得到的顶发射 oled器件其内量子效率为100％，与传统的顶发射器件相比，该oled器件的外量子效率会加上减少的等离激元损耗的部分，进而使得oled器件的外量子效率及光电性能均能得到极大的提升。

32、具有周期性微纳结构的底发射oled器件阴极层制备工艺，用于制备器件结构为底发射oled器件，微纳米结构主要是采用蒸镀过程中的若干块精密掩膜版来进行制备，当oled器件为喷涂打印制备时，微纳结构也可以通过精密掩膜版来进行制备。采用精密掩膜版沉积可以实现底发光oled器件的制备，与传统的底发光器件相比，该oled器件的外量子效率会加上减少的等离激元损耗的部分，进而使得oled器件的外量子效率及光电性能均能得到极大的提升。

33、综上所述本发明的oled器件及其制备方法，通过在阴极层表面形成微纳结构，实现应急表面的致密平整减少了金属阴极端表面等离激元的损耗，以及提升了oled器件的寿命。