專利名稱：黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器及其制作方法，尤其涉及黑電極結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光顯示器及其制作方法。
背景技術(shù)：
自從1987年Kodak公司的鄧青云首次研制出具有實用價值的低驅(qū)動電壓(＜10V，＞1000cd/m2)OLED器件(Alq3作為發(fā)光層)以來，OLED技術(shù)正在逐步實用化，有機(jī)發(fā)光顯示器被認(rèn)為是新一代平面發(fā)光顯示器，顯示技術(shù)又將面臨新的革命。因它有主動發(fā)光，對比度高，能薄型化，響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點，被公認(rèn)為是下一代顯示器的主力軍。而由于鋁和鎂銀陰極電極的反射率比較高，使得OLED顯示屏的對比度較差，尤其是在室外環(huán)境下，OLED顯示屏顯示效果更差，很難滿足大批量生產(chǎn)的要求。
現(xiàn)在，OLED顯示屏生產(chǎn)商大都使用偏光片來降低陰極電極的反射從而提高對比度，雖然貼偏光片技術(shù)相對成熟，且簡單有效，但是，偏光片卻增加了OLED顯示屏的制作成本，使得OLED顯示屏的功耗大大提高，最主要的是，使OLED顯示屏的厚度增加0.3mm左右，這些缺點已經(jīng)和當(dāng)前的OLED顯示屏發(fā)展方向相違背，抵消了OLED顯示屏的低功耗、超薄等優(yōu)點，必將阻礙OLED顯示屏的市場開拓。
為了取代偏光片，文獻(xiàn)和專利中提到了多種制作黑電極的方法，例如美國專利號6,411,019中提到的黑電極，其結(jié)構(gòu)是在一薄層金屬電極和反射金屬電極之間通過濺射的方法生長一層透明的導(dǎo)電氧化物功能層，利用光的吸收和相消干涉原理大大降低電極的反射率。但是濺射方法對薄層金屬電極和電子傳輸層和電子注入層有很大的負(fù)面影響，不利于OLED器件的規(guī)模量產(chǎn)，因此，文獻(xiàn)中又提到使用蒸鍍的方法蒸鍍有機(jī)材料代替無機(jī)材料，例如應(yīng)用物理快報83(2003)186-189中提到的使用的有機(jī)材料與金屬共蒸的方法。但現(xiàn)有技術(shù)中薄層金屬電極和反射金屬電極之間的功能層只使用了一種有機(jī)或無機(jī)的材料，利用光的相消干涉原理來制作黑電極，然而一種材料并不可能在整個可見光譜中有吸光特性，其拆射率也是固定的，所以在優(yōu)化黑電極的反射率及反射光譜色坐標(biāo)中有極大的局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器及其制作方法，可以明顯降低陰極電極的反射率，同時避免了使用濺射方法沉積無機(jī)材料時帶來的對薄金屬層和有機(jī)層的破壞作用。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，包括基板、陽極、陰極、以及位于陽極和陰極之間的有機(jī)薄膜層；所述有機(jī)薄膜層至少包括一層發(fā)光層；所述陰極為黑電極，即包括一位于有機(jī)薄膜層上的薄金屬電極反射層、置于薄金屬電極反射層上的有機(jī)材料功能層、以及置于有機(jī)材料功能層上的厚金屬電極反射層；其中所述有機(jī)材料功能層包括至少兩種有機(jī)材料，該兩種或兩種以上的有機(jī)材料的光學(xué)特性能相互補(bǔ)全，以獲得降低可見光范圍內(nèi)光線反射率的光學(xué)效果。
所述有機(jī)材料功能層可由CuPc、NPB、Alq3、Rubrene、或上述材料的衍生物中的至少兩種具有光學(xué)特性補(bǔ)全的有機(jī)材料組成。
所述有機(jī)材料功能層優(yōu)選CuPc和Alq3兩種有機(jī)材料，或者CuPc和Rubrene兩種有機(jī)材料。
不同有機(jī)材料之間的最佳配比值不同，上述兩種有機(jī)材料之間的配比為10∶90至90∶10。
黑電極中，所述薄金屬電極反射層的厚度為1-15納米，所述有機(jī)材料功能層的厚度為30-200納米，所述厚金屬電極反射層的厚度大于80納米。
所述有機(jī)薄膜層還包括位于陽極和發(fā)光層之間的空洞注入層和空洞傳輸層、以及位于陰極和發(fā)光層之間的電子注入層和電子傳輸層。
本發(fā)明的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器的制作方法，該方法包括如下步驟A.清洗陽極基板；B.陽極基板預(yù)處理；C.在陽極基板上蒸鍍有機(jī)薄膜層；D.在有機(jī)薄膜層上制作黑電極先在有機(jī)薄膜層上制作薄金屬電極反射層，再在薄金屬電極反射層上制作有機(jī)材料功能層，最后在有機(jī)材料功能層上制作厚金屬電極反射層；E.器件封裝；在所述步驟D中，有機(jī)材料功能層采用兩種或以上的具有光學(xué)特性補(bǔ)全的不同有機(jī)材料共同蒸鍍而成。
在制作黑電極的步驟D中，所述兩金屬電極反射層材料和組成有機(jī)材料功能層的各種材料均采用獨立的蒸發(fā)源，并使用恒定速率控制方式確定各層的厚度。
所述步驟C中，蒸鍍有機(jī)薄膜層的順序依次為空洞注入層、空洞傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器在黑電極中使用兩種或以上的有機(jī)材料制作有機(jī)材料功能層，通過最優(yōu)化利用有機(jī)材料的本征特性，即有機(jī)材料對可見光的吸收效應(yīng)，明顯降低了陰極電極的反射率，提高OLED顯示屏的對比度；且發(fā)光效率為普通器件效率的60％左右，明顯高于使用相同器件結(jié)構(gòu)的貼偏光片的OLED效率(只有普通器件發(fā)光效率的40％左右)；與普通器件相比，其色坐標(biāo)相近，不影響OLED顯示屏的電發(fā)光性能；本發(fā)明的制作方法避免了使用濺射方法沉積無機(jī)材料時帶來的對薄金屬層和有機(jī)層的破壞作用，避免了采用金屬和有機(jī)材料共蒸帶來的交叉污染現(xiàn)象；再結(jié)合OLED顯示屏質(zhì)量輕、厚度薄等優(yōu)點，提升了OLED顯示屏的市場競爭能力；此外，使用此種方法制作的OLED顯示屏不會增加量產(chǎn)線的生產(chǎn)負(fù)擔(dān)，也不會延長OLED顯示屏生產(chǎn)節(jié)拍時間，與設(shè)備搭配良好，完全可以在量產(chǎn)線上推廣。


圖1為本發(fā)明的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為所述黑電極陰極3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一的反射率光譜曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例二的反射率光譜曲線圖；圖5為本發(fā)明實施例三與普通電極藍(lán)光器件的反射率光譜曲線對比圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由下至上依次為基板1、陽極2、有機(jī)薄膜層4和陰極3。其中，所述有機(jī)薄膜層4由下至上依次包括但不限于空洞注入層42、空洞傳輸層43、發(fā)光層41、電子傳輸層45和電子注入層44。如圖2所示，所述陰極3為黑電極結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括厚度在1-15納米之間的薄金屬電極反射層31、厚度在30-200納米之間的有機(jī)材料功能層32和厚度大于80納米的厚金屬電極反射層33。所述陽極2為透明或半透明電極，可以采用銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)等無機(jī)材料、或半透明金鐲薄膜、高分子有機(jī)膜等；所述發(fā)光層41的材料可采用熒光材料或磷光材料，能發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色或白色光；所述金屬電極層31和33可采用鋁、鎂銀合金、鈣或鋇等材料。
本發(fā)明顯示器的特別之處在于所述黑電極的有機(jī)材料功能層32包括至少兩種有機(jī)材料，該兩種或兩種以上的有機(jī)材料的光學(xué)特性能相互補(bǔ)全，由此使得該有機(jī)材料功能層32在整個可見光譜也能吸光，再加上光的相消干涉原理，可獲得降低可見光范圍內(nèi)光線反射率的光學(xué)效果，黑電極色坐標(biāo)更加接近大氣反射光譜色坐標(biāo)的等能點(0.33，0.33)。所述組成有機(jī)材料功能層32的有機(jī)材料可采用但不限于CuPc(酞菁銅)、NPB(N，N′-雙(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺)、Alq3(8-羥基喹啉鋁)、Rubrene(紅熒烯)、或上述材料的衍生物等。下面給出黑電極結(jié)構(gòu)的幾個實施例實施例一、所述薄金屬電極反射層31采用厚度為3納米的鋁質(zhì)材料，所述有機(jī)材料功能層32選用吸紅光的CuPc和吸UV-藍(lán)光的Alq3，其厚度為70納米，兩種材料的配比為1∶1，圖3為采用上述實施例的藍(lán)光器件的反射率光譜曲線圖。
實施例二、所述薄金屬電極反射層31采用厚度為3.5納米的鋁質(zhì)材料，所述有機(jī)材料功能層32選用CuPc和Rubrene，其厚度為70納米，兩種材料的配比為1∶1，圖4為采用上述實施例的藍(lán)光器件的反射率光譜曲線圖。
實施例三、所述薄金屬電極反射層31采用厚度為4納米的鋁質(zhì)材料，所述有機(jī)材料功能層32選用CuPc和Rubrene，其厚度為90納米，圖5中列出了上述兩種材料的配比分別為90∶0、80∶10以及70∶20時藍(lán)光器件的反射率光譜曲線圖，可見當(dāng)Rubrene的含量逐漸增加，在短波長處的反射率逐漸減小，且黑電極混合采用上述兩種材料的器件的反射率明顯低于普通器件，也低于黑電極單純采用一種材料的器件(CuPc∶Rubrene＝90∶0時)。
本發(fā)明的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器是采用高真空鍍膜設(shè)備，通過真空蒸鍍的方式制作的，其整個制作過程都是在不破壞真空的情況下全部一次性完成如下所有步驟A.清洗陽極基板；B.陽極基板預(yù)處理；C.在陽極基板上蒸鍍有機(jī)薄膜層4，其蒸鍍順序依次為空洞注入層42、空洞傳輸層43、發(fā)光層41、電子傳輸層45和電子注入層44；D.在有機(jī)薄膜層4上蒸鍍黑電極，其蒸鍍順序依次為薄金屬電極反射層31、有機(jī)材料功能層32和厚金屬電極反射層33，其中，有機(jī)材料功能層32采用兩種或以上的具有光學(xué)特性補(bǔ)全的不同有機(jī)材料共同蒸鍍而成，金屬電極31和33的材料和有機(jī)材料功能層32的兩種以上的材料均有獨立的蒸發(fā)源，并使用恒定速率控制方式確定各層的厚度；E.器件封裝。
權(quán)利要求
1.一種黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，包括基板(1)、陽極(2)、陰極(3)、以及位于陽極(2)和陰極(3)之間的有機(jī)薄膜層(4)；所述有機(jī)薄膜層(4)至少包括一層發(fā)光層(41)；所述陰極(3)為黑電極，即包括一位于有機(jī)薄膜層(4)上的薄金屬電極反射層(31)、置于薄金屬電極反射層(31)上的有機(jī)材料功能層(32)、以及置于有機(jī)材料功能層(32)上的厚金屬電極反射層(33)；其特征在于所述有機(jī)材料功能層(32)包括至少兩種有機(jī)材料，該兩種或兩種以上的有機(jī)材料的光學(xué)特性能相互補(bǔ)全，以獲得降低可見光范圍內(nèi)光線反射率的光學(xué)效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于所述有機(jī)材料功能層(32)由CuPc、NPB、Alq3、Rubrene、或上述材料的衍生物中的至少兩種具有光學(xué)特性補(bǔ)全的有機(jī)材料組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于所述有機(jī)材料功能層(32)由CuPc和Alq3兩種有機(jī)材料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于所述有機(jī)材料功能層(32)由CuPc和Rubrene兩種有機(jī)材料組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于所述兩種有機(jī)材料之間的配比為10∶90至90∶10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于黑電極中，所述薄金屬電極反射層(31)的厚度為1-15納米，所述有機(jī)材料功能層(32)的厚度為30-200納米，所述厚金屬電極反射層(33)的厚度大于80納米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其特征在于所述有機(jī)薄膜層(4)還包括位于陽極(2)和發(fā)光層(41)之間的空洞注入層(42)和空洞傳輸層(43)、以及位于陰極(3)和發(fā)光層(41)之間的電子注入層(44)和電子傳輸層(45)。
8.一種黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器的制作方法，該方法包括如下步驟A.清洗陽極基板；B.陽極基板預(yù)處理；C.在陽極基板上蒸鍍有機(jī)薄膜層(4)；D.在有機(jī)薄膜層(4)上制作黑電極先在有機(jī)薄膜層(4)上制作薄金屬電極反射層(31)，再在薄金屬電極反射層(31)上制作有機(jī)材料功能層(32)，最后在有機(jī)材料功能層(32)上制作厚金屬電極反射層(33)；E.器件封裝；其特征在于所述步驟D中，有機(jī)材料功能層(32)采用兩種或以上的具有光學(xué)特性補(bǔ)全的不同有機(jī)材料共同蒸鍍而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器的制作方法，其特征在于在制作黑電極的步驟D中，所述兩金屬電極反射層(31和33)材料和組成有機(jī)材料功能層(32)的各種材料均采用獨立的蒸發(fā)源，并使用恒定速率控制方式確定各層的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器的制作方法，其特征在于所述步驟C中，蒸鍍有機(jī)薄膜層(4)的順序依次為空洞注入層(42)、空洞傳輸層(43)、發(fā)光層(41)、電子傳輸層(45)和電子注入層(44)。
全文摘要
一種黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器，包括基板(1)、陽極(2)、陰極(3)、以及位于陽極(2)和陰極(3)之間的有機(jī)薄膜層(4)；所述有機(jī)薄膜層(4)至少包括一層發(fā)光層(41)；所述陰極(3)為黑電極，依次包括薄金屬電極反射層(31)、有機(jī)材料功能層(32)和厚金屬電極反射層(33)；其中，所述有機(jī)材料功能層(32)包括至少兩種有機(jī)材料，該兩種或兩種以上的有機(jī)材料的光學(xué)特性能相互補(bǔ)全，以獲得降低可見光范圍內(nèi)光線反射率的光學(xué)效果。本發(fā)明還公開了上述黑電極的制作方法。本發(fā)明的黑電極結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光顯示器及其制作方法可明顯降低陰極電極的反射率，避免對薄金屬層和有機(jī)層的破壞、或者金屬和有機(jī)材料共蒸帶來的交叉污染，容易在量產(chǎn)線上推廣。
文檔編號H01L51/56GK1870317SQ20061006057
公開日2006年11月29日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者路林, 鄺頌賢 申請人:信利半導(dǎo)體有限公司