一种有机电致发光器件、发光装置的制作方法

文档序号:15452212发布日期:2018-09-15 00:14阅读:117来源:国知局

本发明涉及发光技术领域,尤其涉及一种有机电致发光器件、发光装置。



背景技术:

oled(organiclightemittingdiode,有机电致发光二极管)是一种自发光的半导体器件,与传统发光器件相比,oled器件具有高亮度、低功耗、高响应速度、宽使用温度范围、可挠曲、易于实现面光源、以及光线柔和等优点。oled器件的发光机理是:在外加电场的作用下,电子和空穴分别从正负两极注入有机发光材料,从而在该有机发光材料中进行迁移、复合并衰减而发光。

在需要使用多种有机发光材料进行混光以得到所需色温或色彩的混合光的应用场景中,现有技术将不同颜色的有机电致发光层在每个发光单元内层叠设置,通过限定每种有机电致发光层占发光单元的比例和有机电致发光层的载流子的迁移率来得到所需的混合光。该方式固然可以简单的通过改变有机电致发光层占发光单元的比例来实现对混合光的色温的调整,但是对有机电致发光层的特性有较严格的限制,使得在材料选择方面有较大的局限性,层叠设置的有机发光层数量越多,材料的选择范围越小。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种有机电致发光器件、发光装置,可改善现有技术中为了调整混合光的色温,导致有机电致发光层的材料的选择范围局限性的问题。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

第一方面,提供一种有机电致发光器件,包括设置在衬底上的至少一个发光单元,所述发光单元包括第一区和设置在所述第一区周边的第二区;所述发光单元包括设置在所述第一区的发光颜色不同的至少两层有机电致发光层和设置在相邻所述有机电致发光层之间的载流子产生层;其中,所述载流子产生层至少设置在所述第一区,至少两层所述有机电致发光层中至少一层所述有机电致发光层延伸至所述第二区。

可选的,至少两层所述有机电致发光层中发光效率最高的一层仅设置在所述第一区。

可选的,相邻所述有机电致发光层在所述衬底上的正投影的交叠部分与所述载流子产生层在所述衬底上的正投影重合。

可选的,所述发光单元包括仅设置在所述第一区的第一有机电致发光层和延伸至所述第二区的第二有机电致发光层;所述第二区设置在所述第一区的至少一侧。

可选的,所述发光单元还包括仅设置在所述第一区的第三有机电致发光层。

可选的,所述发光单元还包括延伸至所述第二区的所述第三有机电致发光层,其中,所述第二有机电致发光层在所述衬底上的正投影与所述第三有机电致发光层在所述衬底上的正投影至少在所述第一区交叠。

可选的,所述第一有机电致发光层设置在所述第二有机电致发光层和所述第三有机电致发光层之间。

可选的,所述有机电致发光器件还包括设置在所述发光单元表面上的第一载流子传输层;所述载流子传输层在所述衬底上的正投影和与所述载流子传输层接触的所述有机电致发光层在所述衬底上的正投影重合。

可选的,所述有机电致发光器件还包括设置在所述第一载流子传输层远离所述发光单元一侧的第二载流子传输层;所述第二载流子传输层设置在所述第一区和所述第二区,所述第一载流子传输层和所述第二载流子传输层用于传输同一种载流子。

可选的,所述有机电致发光器件还包括设置在所述发光单元两侧的第一电极和第二电极;所述第一电极靠近所述衬底设置,所述第一电极包括多个相互绝缘的子电极,所述子电极与所述发光单元对应设置。

第二方面,提供一种发光装置,包括第一方面所述的有机电致发光器件。

本发明实施例提供一种有机电致发光器件、发光装置,将发光单元分为第一区和第二区,并通过调整第一区和第二区占发光单元的占比(第一区和第二区的图案大小)来使得第一区和第二区的总区域混合成目标色温,不需要对有机电致发光层的载流子迁移率进行限定,结构简单,适用范围广。并且在制备过程中,每一层有机电致发光层按照预先设计的大小制备即可,无需进行严格的对位,降低了对工艺精度的要求。

此外,本发明中的有机电致发光器件相当于将两个器件制作到同一个衬底上并选取最为简单的工艺制备而成,制备出的有机电致发光器件不但满足客户对色温要求,而且效率较高、寿命较长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种有机电致发光器件的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的第一区和第二区的位置关系示意图;

图10为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图;

图11为本发明实施例提供的另一种有机电致发光器件的结构示意图。

附图标记

01-第一区;02-第二区;10-衬底;20-发光单元;21-载流子产生层;22-第一有机电致发光层;23-第二有机电致发光层;24-第三有机电致发光层;31-第一载流子传输层;32-第二载流子传输层;33-第三载流子传输层;41-第一载流子注入层;42-第二载流子注入层;51-第一电极;52-第二电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

目前有机电致发光器件中有机电致发光层惯用的材料中,红、绿及黄色发光材料采用磷光材料,而蓝光因寿命原因仅能采用荧光材料,磷光材料较荧光材料光效高出很多,因此,在垂直堆叠的叠层白光器件中,若最大程度发挥磷光单元的光效,则器件光色偏黄,色温较低。

其中,光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光的色温不同,光色也不同。色温在3300k为暖色,3300-5000k为中间色温,5000k以上为冷色。

示例性的,采用两层分别发黄光和蓝光的电致发光层依次层叠设置的方式制备成的器件及其对应的照明产品,照明产品的两个电极都是整面施以电信号(电压/电流),每个部分的器件结构又是完全相同的,因此,颜色就是该叠层白光结构的光色,由于黄光单元为磷光材料,效率远高于荧光材料的蓝光单元,因此照明产品通常具有的色温在2500~4000k,即暖白光。

不同的使用条件下,对照明产品的色温有不同的需要,例如当客户需要6000k色温时,上述结构的有机电致发光器件其在8v电压下,亮度大约为8000nits,色点为(0.38,0.40),色温大约为4100k,不满足客户的需求。当发光器件只有一层发蓝光的有机电致发光层时,其在8v电压下,该器件的亮度为4000nits,色点为(0.12,0.14),仍是不满足客户需求。

因此,为了使发光器件发出的混合光能够满足不同的客户需求,并且有机电致发光层的材料不受载流子迁移率的限制,本发明实施例提供一种有机电致发光器件,包括设置在衬底10上的至少一个发光单元20,发光单元20包括第一区01和设置在第一区01周边的第二区02;发光单元20包括设置在第一区01的发光颜色不同的至少两层有机电致发光层和设置在相邻有机电致发光层之间的载流子产生层21;其中,载流子产生层21至少设置在第一区01,至少两层有机电致发光层中至少一层有机电致发光层延伸至第二区02。

需要说明的是,第一,衬底10上设置的多个发光单元20,例如可以是阵列排布的,类似于显示面板中的亚像素的排布方式。当然,每一个发光单元20的形状在此不做限定,可以根据需要选取任何形状的封闭图形。

第二,载流子产生层21(carriergenerationlayer,简称cgl)又名载流子连接层,顾名思义,该层的作用是用来产生载流子。其实,载流子产生层21的物理过程不只是产生载流子,除此之外,还必须将产生出来的载流子快速传输并注入到相应的有机电致发光层中。所以载流子产生层21不仅需要产生载流子,而且还需要包括传输和注入载流子这两个过程。

其中,载流子产生层21可以仅设置在第一区01,也可以延伸至第二区02,其中,不对载流子产生层21的材料和厚度进行限定,能够达到本发明的效果即可。

第三,至少两层有机电致发光层中至少一层有机电致发光层延伸至第二区02是指,发光单元20包括的多层有机电致发光层中,部分或全部有机电致发光层均延伸至第二区02,但必须有一层有机电致发光层延伸至第二。

示例性的,如图1和图2所示,发光单元20包括第一有机电致发光层22和第二有机电致发光层23的情况下,第一有机电致发光层22仅设置在第一区01,第二有机电致发光层23从第一区01延伸至第二区02。当然,第二有机电致发光层23可以设置在第一有机电致发光层22远离衬底10一侧(如图1),也可以设置在第一有机电致发光层22靠近衬底10一侧(如图2)。

图1和图2所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22和第二有机电致发光层23发出的光混合后的混合光,第二区02发出的光为第二有机电致发光层23发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

其中,第一有机电致发光层22和第二有机电致发光层23例如可以互为黄光发光层和蓝光发光层。

示例性的,如图3所示,发光单元20包括第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24的情况下,第一有机电致发光层22和第三有机电致发光层24仅设置在第一区01,第二有机电致发光层23延伸至第二区02。

图3所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,第二区02发出的光为第二有机电致发光层23发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

示例性的,如图4-图7所示,发光单元20包括第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24的情况下,第一有机电致发光层22仅设置在第一区01,第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24延伸至第二区02。其中,如图4所示,第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24虽然均延伸至第二区02,但两者在衬底10上的正投影在第二区02不交叠,仅在第一区01交叠。也可以如图5和图6所示,第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24在衬底10上的正投影在第二区02也有交叠。还可以如图7所示,第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24在衬底10上的正投影完全重合。

其中,图4所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,左边的第二区02发出的光为第二有机电致发光层23发出的单色光,右边的第二区02发出的光为第三有机电致发光层24发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

图5所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,左边的第二区02发出的光一部分为第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光的混合光,另一部分为第二有机电致发光层23发出的单色光,右边的第二区02发出的光为第三有机电致发光层24发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

图6所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,第二区02发出的光一部分为第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光的混合光,另一部分为第二有机电致发光层23发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

图7所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,第二区02发出的光为第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光的混合光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

示例性的,如图8所示,发光单元20包括第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24的情况下,第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24均延伸至第二区02,但三层发光层在衬底10上的正投影仅在第一区01是三层均交叠,在第二区02只是第一有机电致发光层22分别和第二有机发光层和第三有机发光层有交叠。

图8所示的结构中,第一区01发出的光为由第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24发出的光混合后的混合光,左边的第二区02发出的光一部分为第一有机电致发光层22和第二有机电致发光层23发出的光的混合光,另一部分为第二有机电致发光层23发出的单色光,右边的第二区02发出的光一部分为第一有机电致发光层22和第三有机电致发光层24发出的光的混合光,另一部分为第三有机电致发光层24发出的单色光,通过将第一区01的混合光和第二区02的单色光进一步混合后,最终得到目标色温的混合光。

以上,对于第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24的相对位置不进行限定,图3-图8仅为示意。此外,每层有机电致发光层是否延伸至第二区02,延伸至第二区02多少,根据目标色温来确定,图1-图8仅是一种示意。

其中,对于第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24的发光颜色可以根据目标需求进行选择,若需要发出的光为白光,对于第一有机电致发光层22、第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24例如可以互为红光发光层、绿光发光层、蓝光发光层。以上仅为示意。

此外,本发明调整混合光颜色的原理是:通过调整第一区01的发光色和第二区02的发光色以及第一区01和第二区02各自占发光单元20的面积,从而取得目标色温。例如,发光单元20中第一区01发出的光为标准白光,色点为(0.33,0.33),但客户需要发光单元20发出的光偏蓝,那么可以将蓝光发光层延伸至第二区02,若客户需要发光单元20发出的光偏黄,那么可以将黄光发光层延伸至第二区02。至于第一区01和第二区02各自占发光单元20的面积和发光颜色(也就是各层有机电致发光层占发光单元20的比例),根据客户对色温的需求来预先设定好,在制备时根据预先设计制备即可。并且在制备过程中不需要严格进行对位,只要确保准白光单元(第一区01)与单色光单元(第二区02)的相对面积比按照预先设计要求达成即可,也就是说,每一层有机电致发光层按照预先设计的大小制备即可,无需进行严格的对位。

第四,第二区02设置在第一区01的周边,可以是第二区02设置在第一区01的至少一侧,或者是其他设置方式。第二区02的大小与目标色温有关,确保第二区02的轮廓与第一区01的轮廓有部分重合即可。

在一些实施例中,可以是图9中的(a),第二区02围绕第一区01一圈设置;也可以是图9中的(b),第二区02设置在第一区01一侧;也可以是图9中的(c),第二区02设置在第一区01相对两侧;也可以是图9中的(d),第二区02设置在第一区01的一角处。

第五,制作预定设计面积比的有机电致发光层时,例如可以采用蒸镀工艺,共通层采用openmask(开放式掩膜板)制备,当需要图案化时,可以使用精细金属掩膜板(finemetalmask,简称ffm)来实现图案化,以达到预定的设计面积比;当然,有机电致发光层也可采用溶液制程工艺。载流子产生层21可以使用与有机电致发光层相同的工艺制备形成。

本发明实施例提供的有机电致发光器件,将发光单元20分为第一区01和第二区02,并通过调整第一区01和第二区02占发光单元的占比(第一区01和第二区02的图案大小)来使得第一区01和第二区02的总区域混合成目标色温,不需要对有机电致发光层的载流子迁移率进行限定,结构简单,适用范围广。并且在制备过程中,每一层有机电致发光层按照预先设计的大小制备即可,无需进行严格的对位,降低了对工艺精度的要求。

此外,本发明中的有机电致发光器件相当于将两个器件制作到同一个衬底10上并选取最为简单的工艺制备而成,制备出的有机电致发光器件不但满足客户对色温要求,而且效率较高、寿命较长。

通常多层有机电致发光层中,第一区01发出的混合光的色温总是会偏向发光效率最高的那层有机电致发光层的色温,因此,为了调整发光单元20发出的光的色温,本发明实施例将至少两层有机电致发光层中发光效率最高的一层仅设置在第一区01,不延伸至第二区02。

在一些实施例中,为了使相邻两层有机电致发光层的发光效率达到最优,如图1-8所示,相邻有机电致发光层在衬底10上的正投影的交叠部分与载流子产生层21在衬底10上的正投影重合。

为了使第一区01的混合光的混合效果更好,本发明实施例优选的将第一有机电致发光层22设置在第二有机电致发光层23和第三有机电致发光层24之间。

也就是说,将仅设置在第一区01的那层有机电致发光层设置在中间位置。

优选的,有机电致发光器件还包括设置发光单元20表面上的第一载流子传输层31;载流子传输层在衬底10上的正投影和与载流子传输层接触的有机电致发光层在衬底10上的正投影重合。

其中,发光单元20的表面,可以是靠近衬底10的表面,也可以是远离衬底10的表面。第一载流子传输层31设置在发光单元20的表面也就是说,第一载流子传输层31设置在位于发光单元20最上方(最远离衬底10的一侧)或最下方(最远离衬底10的一侧)的有机电致发光层的表面,第一载流子传输层31的图案与该有机电致发光层的图案相同。

此处,载流子为空穴或电子,具体为空穴或电子由第一载流子传输层31所靠近的电极为阳极还是阴极来决定。

制备第一载流子传输层31,可以通过与制备第一有机电致发光层22相同的工艺来制备,不增加工艺难度。

如图10所示,在一些实施例中,发光单元20包括仅设置在第一区01并且靠近衬底10设置的第一有机电致发光层22和延伸至第二区02的第二有机电致发光层23,第一载流子传输层31设置在第一有机电致发光层22靠近衬底10的表面,同样仅设置在第一区01。当然,也可以将第一有机电致发光层22远离衬底10设置,第一载流子传输层31设置在第一有机电致发光层22远离衬底10的表面,同样仅设置在第一区01。图10仅以发光单元20包括两层有机电致发光层为例,发光单元20也可以包括两层以上有机电致发光层,优选的,发光单元20中与第一载流子传输层31接触的有机电致发光层仅设置在第一区01。

本发明实施例通过在发光单元20的表面上设置第一载流子传输层31来调整与载流子传输层接触的有机电致发光层的发光效果,使该层有机电致发光层的发光效果达到最优,进一步提升混合光的混合效果。

如图10所示,有机电致发光器件还包括设置在第一载流子传输层31远离发光单元20一侧的第二载流子传输层32;第二载流子传输层32设置在第一区01和第二区02,第一载流子传输层31和第二载流子传输层32用于传输同一种载流子。

也就是说,第二载流子传输层32布满整个发光单元20,第一载流子传输层31和第二载流子传输层32用于同一种载流子,两者的材料和厚度可以相同,也可以不同。

如图10所示,有机电致发光器件还包括设置第二载流子传输层32远离发光单元20一侧的第一载流子注入层41,以及依次层叠设置在发光单元20远离衬底10的表面上的第三载流子传输层33和第二载流子注入层42,第一载流子注入层41和第二载流子注入层42注入的载流子互为空穴和电子,第二载流子传输层32和第三载流子传输层33传输的载流子互为空穴和电子。当然,第一载流子注入层41注入的载流子和第二载流子传输层32传输的载流子相同,第二载流子注入层42注入的载流子和第三载流子传输层33传输的载流子相同。

有机电致发光器件还包括设置在第一载流子注入层41远离发光单元20一侧的第一电极51以及设置在第二载流子注入层42远离发光单元20一侧的第二电极52,第一极和第二极互为阴极和阳极。

在一些实施例中,如图10所示的结构中,第一电极51为阳极,第二电极52为阴极,第一载流子注入层41用于注入空穴,第一载流子传输层31和第二载流子传输层32用于传输空穴,第二载流子注入层42用于注入电子,第三载流子传输层33用于传输电子。

衬底10上制备第一电极51可以采用构图工艺(包括沉积、光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀等步骤)、蒸镀工艺或溅射工艺,制备第二电极52可以采用蒸镀工艺或溅射工艺。

制备第一载流子注入层41、第二载流子注入层42、第二载流子传输层32以及第三载流子传输层33可以通过蒸镀工艺,且使用openmask,也可以采用溶液制程工艺。

本发明通过设置用于传输同一种载流子的第一载流子传输层31和第二载流子传输层32,并使第一载流子传输层31的图案仅和与第一载流子传输层31接触的有机电致发光层的图案相同,而第二载流子传输层32的图案布满第一区01和第二区02,使得第一载流子传输层31仅用于调节与第一载流子传输层31接触的有机电致发光层的发光效果,第二载流子传输层32用于调节整个发光单元20的发光效果。这样一来,当有机电致发光器件在各层结构的设置和选材过程中优先使至少两层有机电致发光层中的部分有机电致发光层的发光效果达到最优时,可以通过设置第一载流子传输层31对发光效果未达到最优的有机电致发光层的发光效果进行调整,以提高有机电致发光器件的发光效果。

优选的,如图11所示,有机电致发光器件还包括设置在发光单元20两侧的第一电极51和第二电极52;第一电极51靠近衬底10设置,第一电极51包括多个相互绝缘的子电极,子电极与发光单元20对应设置。

其中,第一电极51和第二电极52互为阴极和阳极。

此外,靠近衬底10设置的第一电极51可通过光刻工艺制备成包括多个相互绝缘的子电极的结构,多个子电极可以阵列化。

再者,子电极与发光单元20可以是一一对应的关系,也可以是一对多的关系,也可以是多对一的关系。

本发明实施例通过将第一电极51设置成包括多个相互绝缘的子电极,可以避免当第一电极51和第二电极52之间出现particle(导电灰尘)时,造成有机电致发光器件短路,导致器件不发光。本发明提供的结构当出现particle时,可及时利用修复工艺将其转化断路,而非独立驱动,这样一来,某个小点不发光但整个有机电致发光器件仍处于发光状态,可提高产品的良率。

基于同样的发明构思,本发明实施例提供了一种发光装置,该发光装置包括上述任意一种的有机电致发光器件。该发光装置为照明装置,例如背光源、台灯、顶灯、壁灯、闪光灯、手电筒等任何具有照明功能的产品或部件。可以看出,本发明实施例的发光装置基于有机电致发光器件工艺难度低、良率高、混光比例能够灵活调整的特点而具有相应的有益效果,有利于实现更低的产品成本。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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