串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管及顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管及顯示器。該串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管包括基板、第一電極、第一發(fā)光單元、電荷產(chǎn)生層、第二發(fā)光單元以及第二電極。其中，第一電極設(shè)置在基板上；第一發(fā)光單元設(shè)置在第一電極上；電荷產(chǎn)生層設(shè)置在第一發(fā)光單元上；第二發(fā)光單元設(shè)置在電荷產(chǎn)生層上；第二電極設(shè)置在第二發(fā)光單元上；電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。能夠制備性能穩(wěn)定的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，并利于大量生產(chǎn)。
【專利說明】串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管及顯示器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管和顯示器。

【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting D1de, OLED),具有自發(fā)光、高色飽和度以及高對比度等優(yōu)點(diǎn)，是下一代平板顯示技術(shù)和柔性顯示技術(shù)的核心。目前小尺寸0LED顯示屏已經(jīng)用于手機(jī)和平板電腦中，其成本已經(jīng)接近液晶顯示屏。然而大尺寸0LED顯示屏還存在成本過高，壽命短等突出問題，影響了與大尺寸液晶顯示屏的競爭。
[0003]目前通常應(yīng)用于大尺寸0LED顯示屏的技術(shù)是WOLED (White 0LED,白光0LED)+CF (color filter，彩膜基板)，它具有大幅提高產(chǎn)品良率的潛力。其中W0LED通常采用串聯(lián)式W0LED。
[0004]串聯(lián)式W0LED可以成倍的提高元件效率和壽命，是大尺寸0LED顯示屏的核心技術(shù)，而電荷產(chǎn)生層(Charge Generate Layer, CGL)是串聯(lián)式WOLED的關(guān)鍵。目前最常用的CGL 結(jié)構(gòu)是 n_ETL (n-Electron Transport Layer, η 型電子傳輸層)/Metal Oxide (金屬氧化物)or HATCN(hexanitrilehexaazatriphenylene,六臆六氮雜苯并菲)/p_HTL(p-HoleTransport Layer，p型空穴傳輸層)。其中的n_ETL層常用活潑金屬摻雜ETL層，摻雜比例對元件性能影響很大，因此對摻雜精度要求很高，不利于量產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管和顯示器，能夠制備性能穩(wěn)定的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，并且利于大量生產(chǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，有機(jī)發(fā)光二極管包括:基板；第一電極，設(shè)置在基板上；第一發(fā)光單元，設(shè)置在第一電極上；電荷產(chǎn)生層，設(shè)置在第一發(fā)光單元上；第二發(fā)光單元，設(shè)置在電荷產(chǎn)生層上；第二電極，設(shè)置在第二發(fā)光單元上，其中電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。
[0007]其中，電荷產(chǎn)生層進(jìn)一步包括與第一電子傳輸層和活潑金屬層依次層疊設(shè)置的電子空穴產(chǎn)生層以及第一空穴傳輸層。
[0008]其中，活潑金屬層的厚度范圍為0.5nm-5nm。
[0009]其中，活潑金屬層由功函數(shù)低于3eV的活潑金屬形成。
[0010]其中，活潑金屬層由L1、Na、K、Ru、Cs、Ca、Sr、Ba、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Yb 中的一種或組合形成。
[0011]其中，電子空穴產(chǎn)生層包括HATCN層或金屬氧化物層，其中，金屬氧化物層由Mo03、W03> V205、Re03中的一種或組合形成。
[0012]其中，第一發(fā)光單元包括依次層疊設(shè)置的第二空穴傳輸層、第一發(fā)光層以及第二電子傳輸層，第二發(fā)光單元包括依次層疊設(shè)置的第三空穴傳輸層、第二發(fā)光層和第三電子傳輸層。
[0013]其中，第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元中的一者為藍(lán)光發(fā)光元件，第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元中的另一者為黃光發(fā)光元件，或者第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元均為白光發(fā)光元件。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，有機(jī)發(fā)光二極管包括電荷產(chǎn)生層，電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的又一個技術(shù)方案是:提供一種顯示器，顯示器包括以陣列方式排列的多個像素單元，像素單元為如上述所述的任意一項串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管通過設(shè)置包括第一電子傳輸層和活潑金屬層的電荷產(chǎn)生層，使得第一電子傳輸層和活潑金屬層的可以獨(dú)立形成，兩者的制作過程不會互相影響，工作過程也不會相互影響，因此，可以制備性能穩(wěn)定的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，并且利于大量生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1所示的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管和現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系圖；
[0019]圖3是圖1所示的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管和現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的電壓與売度的關(guān)系圖；
[0020]圖4本發(fā)明實施例提供的另一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明實施例提供的一種顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供的一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10包括基板11、第一電極12、第一發(fā)光單兀13、電荷產(chǎn)生層14、第二發(fā)光單兀15以及第二電極16。
[0023]其中，第一電極12設(shè)置在基板11上，第一發(fā)光單兀13設(shè)置在第一電極12上，電荷產(chǎn)生層14設(shè)置在第一發(fā)光單元13上，第二發(fā)光單元15設(shè)置在電荷產(chǎn)生層14上，第二電極16設(shè)置在第二發(fā)光單兀15上。電荷產(chǎn)生層14用于分別向第一發(fā)光單兀13和第二發(fā)光單元15提供其發(fā)光所需的電子或空穴，使得第一發(fā)光單元13在電荷產(chǎn)生層14和第一電極11的作用下發(fā)光，第二發(fā)光單兀15在電荷產(chǎn)生層14和第二電極16的作用下發(fā)光。也就是說，電荷產(chǎn)生層14將第一發(fā)光單兀13和第二發(fā)光單兀15串聯(lián)在第一電極12和第二電極16之間，實現(xiàn)串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，可以增大發(fā)光的效率。
[0024]其中，本實施例的電荷產(chǎn)生層14包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層141和活潑金屬層142。也就是說，本實施例的第一電子傳輸層141和活潑金屬層142是分層獨(dú)立設(shè)置的。使得在制程時，第一電子傳輸層141和活潑金屬層142的可以獨(dú)立形成，兩者的形成過程不會互相影響，降低了制程的難度。進(jìn)一步的，由于活潑金屬層142是和第一電子傳輸層141獨(dú)立形成的，因此，在制程中，只要控制好活潑金屬層142的厚度，就可以制備性能穩(wěn)定的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10，利于大量生產(chǎn)。
[0025]本實施例中，電荷產(chǎn)生層14進(jìn)一步包括與第一電子傳輸層141和活潑金屬層142依次層疊設(shè)置的電子空穴產(chǎn)生層143以及第一空穴傳輸層144。第一發(fā)光單元13包括依次層疊設(shè)置的第二空穴傳輸層131、第一發(fā)光層132以及第二電子傳輸層133。第二發(fā)光單兀15包括依次層疊設(shè)置的第三空穴傳輸層151、第二發(fā)光層152和第三電子傳輸層153。
[0026]其中，本實施例的第一電極11和第二電極16分別為陽極和陰極。因此，第一發(fā)光單兀13的第二空穴傳輸層131、第一發(fā)光層132以及第二電子傳輸層133依次層疊設(shè)置在陽極上。第一電子傳輸層141、活潑金屬層142、電子空穴產(chǎn)生層143以及第一空穴傳輸層144依次層疊設(shè)置在第一發(fā)光單元13上，即依次設(shè)置在第二電子傳輸層133上。第三空穴傳輸層151、第二發(fā)光層152和第三電子傳輸層153依次設(shè)置在電荷產(chǎn)生層14上，即依次設(shè)置在第一空穴傳輸層144上。
[0027]其中，第一電子傳輸層141、第二電子傳輸層133以及第三電子傳輸層153可由Bphen (4.7- 二苯基-1，10-菲咯啉)材料形成，用于傳輸電子。
[0028]活潑金屬層142的厚度范圍為0.5nm-5nm，本實施例優(yōu)選為lnm?；顫娊饘賹?42優(yōu)選由功函數(shù)低于3eV的活潑金屬形成，例如活潑金屬層142可由Li (鋰)、Na(鈉)、K (鉀)、Ru (釕)、Cs (銫)、Ca (鈣)、Sr (鍶)、Ba (鈀)、Ce (鈰)、Pr (鐠)、Sm(釤)、Eu (銪)、Tb(鋱)、Yb(鐿)中的一種或組合形成?；顫娊饘賹?42也還可以由其他的反應(yīng)活潑的金屬形成。
[0029]電子空穴產(chǎn)生層143包括HATCN層或金屬氧化物層，其中，金屬氧化物層由Mo03 (氧化鑰)、W03 (三氧化鶴)、V205 (五氧化二fL)、Re03 (氧化錸)中的一種或組合形成。
[0030]第一空穴傳輸層144、第二空穴傳輸層131以及第三空穴傳輸層151可由冊8(隊^-二苯基州州’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯_4，4’-二胺)材料形成。用于傳輸空穴。
[0031]本實施例中，串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10發(fā)出的光為白色。因此,第一發(fā)光單兀13和第二發(fā)光單元15中的一者為藍(lán)光發(fā)光元件，第一發(fā)光單元13和第二發(fā)光單元15中的另一者為黃光發(fā)光兀件，或者第一發(fā)光單兀13和第二發(fā)光單兀15均為白光發(fā)光兀件。
[0032]具體可涂覆相應(yīng)顏色的熒光粉材料或者其他顏色材料來得到所需的光。也就是可以在第一發(fā)光單兀13的第一發(fā)光層132和第二發(fā)光單兀15的第二發(fā)光層152中涂覆相應(yīng)顏色的熒光粉材料或者其他顏色材料。例如，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光單元13為藍(lán)光發(fā)光元件，第二發(fā)光單兀15為黃光發(fā)光兀件時，第一發(fā)光層132可涂覆有藍(lán)色的突光粉，第二發(fā)光層可涂覆有黃色的熒光粉。
[0033]本實施例中，第一電子傳輸層141和活潑金屬層142是通過分層蒸鍍的方式形成。當(dāng)然，電子空穴產(chǎn)生層143、第一空穴傳輸層144、第二空穴傳輸層131、第一發(fā)光層132、第二電子傳輸層133、第三空穴傳輸層151、第二發(fā)光層152和第三電子傳輸層153也可以通過分層蒸鍍的方式形成。
[0034]以下將介紹本實施例的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10的工作原理:
[0035]由前文所述可知，電荷產(chǎn)生層14用于分別向第一發(fā)光單元13和第二發(fā)光單元15提供其發(fā)光所需的電子或空穴。由于本實施例的第一電極12是陽極，第二電極16是陰極。因此，電荷產(chǎn)生層14具體為向第一發(fā)光單元13提供電子，向第二發(fā)光單元15提供空穴。
[0036]具體而言，以電子空穴產(chǎn)生層143為HATCN層為例，HATCN層具有很低的LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,未占有電子的能級最低的軌道稱為最低未占軌道)，電子可以從第一空穴傳輸層144的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital,已占有電子的能級最高的軌道稱為最高已占軌道)躍遷到HATCN層的LUM0上，形成偶極子。加上正向電壓后，偶極子在外電場作用下分開形成空穴和電子。其中電子需要克服HATCN層到第一電子傳輸層141的能壘，本實施例中的活潑金屬層142即是為了克服該能壘而設(shè)置的。也就是說，在活潑金屬層142的幫助下，電子克服了 HATCN層到第一電子傳輸層141的能魚而輸送到第一電子傳輸層141,第一電子傳輸層141將該電子輸送到第一發(fā)光層13的第二電子傳輸層133中，第二電子傳輸層133進(jìn)一步將該電子輸送到第一發(fā)光層132中，而第二空穴傳輸層131將陽極產(chǎn)生的空穴傳輸?shù)降谝话l(fā)光層132中，使得電子和空穴在第一發(fā)光層132復(fù)合發(fā)光。
[0037]另外，在HATCN層形成的空穴經(jīng)過第一空穴傳輸層144傳輸?shù)降诙l(fā)光單元15的第三空穴傳輸層151中，第三空穴傳輸層151進(jìn)一步將該空穴傳輸?shù)降诙l(fā)光層152中，第三電子傳輸層153將陰極產(chǎn)生的電子傳輸?shù)降诙l(fā)光層152中，使得電子和空穴在第二發(fā)光層152中復(fù)合發(fā)光。由此完成串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10的發(fā)光過程。
[0038]請參閱圖2和圖3所示，圖2是本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式0LED的電壓和電流密度的關(guān)系圖，圖3是本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式0LED的電壓和亮度的關(guān)系圖。
[0039]由圖2可知，在相同的電壓下，本發(fā)明的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的電流密度比現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的電流密度更密集。由圖3可知，在相同的電壓下，本發(fā)明的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的亮度比現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的亮度更亮。因此在經(jīng)過了本發(fā)明實施例的將第一電子傳輸層141和活潑金屬層142獨(dú)立分層設(shè)置之后，串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二級管10的發(fā)光效率得到明顯的提高。
[0040]請參閱圖4，圖4是本發(fā)明實施例提供的另一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所不,本實施例的有機(jī)發(fā)光二極管20依然包括基板21、第一電極22、第一發(fā)光單兀23、電荷產(chǎn)生層24、第二發(fā)光單兀25以及第二電極26。
[0041]其中，本實施例的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管20與前文的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10的不同之處在于:本實施例的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管20的第一電極21和第二電極26還可分別為陰極和陽極。
[0042]因此本實施例的第一發(fā)光層23、電荷產(chǎn)生層24以及第二發(fā)光層25的結(jié)構(gòu)設(shè)置正好與前文所述的相反。具體而言，第一發(fā)光單兀23的第二電子傳輸層233、第一發(fā)光層232以及第二空穴傳輸層231依次層疊設(shè)置在陰極上。第一空穴傳輸層244、電子空穴產(chǎn)生層243、活潑金屬層242以及第一電子傳輸層241依次層疊設(shè)置在第一發(fā)光單元23上，即依次設(shè)置在第二空穴傳輸層231上。第三電子傳輸層253、第二發(fā)光層252和第三空穴傳輸層251依次設(shè)置在電荷產(chǎn)生層24上，即依次設(shè)置在第一電子傳輸層241上。
[0043]其中，本實施例的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管20的工作原理與前文的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10的相同，在此不再贅述。
[0044]本發(fā)明還提供了一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，該有機(jī)發(fā)光二極管包括電荷產(chǎn)生層，電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。
[0045]本發(fā)明還提供了一種顯示器，如圖5所示，本實施例的顯示器100包括以陣列方式排列的多個像素單元101，其中，像素單元101為前文所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管10或20。
[0046]綜上所述，本發(fā)明的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管通過設(shè)置包括第一電子傳輸層和活潑金屬層的電荷產(chǎn)生層，使得第一電子傳輸層和活潑金屬層的可以獨(dú)立形成，兩者的制作過程不會互相影響，工作過程也不會相互影響，因此，可以制備性能穩(wěn)定的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管,并且利于大量生產(chǎn)。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機(jī)發(fā)光二極管包括: 基板； 第一電極，設(shè)置在所述基板上； 第一發(fā)光單元，設(shè)置在所述第一電極上； 電荷產(chǎn)生層，設(shè)置在所述第一發(fā)光單元上； 第二發(fā)光單元，設(shè)置在所述電荷產(chǎn)生層上； 第二電極，設(shè)置在所述第二發(fā)光單元上； 其中，所述電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述電荷產(chǎn)生層進(jìn)一步包括與所述第一電子傳輸層和所述活潑金屬層依次層疊設(shè)置的電子空穴產(chǎn)生層以及第一空穴傳輸層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述活潑金屬層的厚度范圍為0.5nm_5nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述活潑金屬層由功函數(shù)低于3eV的活潑金屬形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述活潑金屬層由L1、Na、K、Ru、Cs、Ca、Sr、Ba、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Yb 中的一種或組合形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述電子空穴產(chǎn)生層包括HATCN層或金屬氧化物層，其中，所述金屬氧化物層由Mo03、W03、V205、Re03中的一種或組合形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一發(fā)光單元包括依次層疊設(shè)置的第二空穴傳輸層、第一發(fā)光層以及第二電子傳輸層，所述第二發(fā)光單元包括依次層疊設(shè)置的第三空穴傳輸層、第二發(fā)光層和第三電子傳輸層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元中的一者為藍(lán)光發(fā)光元件，所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元中的另一者為黃光發(fā)光元件，或者所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元均為白光發(fā)光元件。
9.一種串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機(jī)發(fā)光二極管包括電荷產(chǎn)生層，所述電荷產(chǎn)生層包括層疊設(shè)置的第一電子傳輸層和活潑金屬層。
10.一種顯示器，其特征在于，所述顯示器包括以陣列方式排列的多個像素單元，所述像素單元為如權(quán)利要求1-9任意一項所述串聯(lián)式有機(jī)發(fā)光二極管。
【文檔編號】H01L51/54GK104409648SQ201410663410
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】李先杰 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司