一种有机电致发光器件及其加工方法

摘要

本申请公开了一种有机电致发光器件及其加工方法，其中有机电致发光器件包括基板、形成在基板上的第一电极、形成在第一电极上的发光层和形成在发光层上的第二电极；第一电极上设有第一电极引线区；第二电极上设有第二电极引线区；第一电极导电区域上设有绝缘的引流线以增加电导通分隔距离，使得电荷在电导通下自第一电极引线区依次经引流线端点、第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区的电导通。本申请通过引流线的设计，隔断了第一电极引线区‑第一电极‑发光层‑第二电极‑第二电极引线区的原最短路径，使其绕行引流线，即延长了最短路径，有效影响了发光均匀性分配，提高了亮度均匀性和器件使用寿命。

权利要求

1.一种有机电致发光器件，其特征在于：包括基板、形成在基板上的第一电极、形成在第一电极上的发光层和形成在发光层上的第二电极；所述第一电极上设有第一电极引线区；所述第二电极上设有第二电极引线区；所述第一电极的导电区域上设有绝缘的引流线以增加电导通分隔距离，使得电荷在电导通下自所述第一电极引线区依次经所述引流线端点、第一电极、发光层、第二电极至所述第二电极引线区的电导通；所述有机电致发光器件还包括绝缘的分流线，用于分散所述引流线的端部进入发光区域的电荷密度，以使得电荷在电导通下自所述第一电极引线区依次经所述第一电极、引流线端点、分流线端点、发光层、第二电极至所述第二电极引线区的电导通；电荷在所述引流线端点至所述分流线端点处分流。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述引流线和分流线均为通过光刻工艺在所述第一电极上移除导电层形成的绝缘区域。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一电极为图形化电极，包括中部的第一电极发光区和边缘的第一电极发光区以外的导电区域；所述第一电极引线区、第二电极引线区之间的距离小于所述第一电极发光区周长长度的20％；所述第一电极引线区与第二电极引线区电导通时最长距离与最短距离比值小于5:1。

4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述引流线位于所述第一电极发光区以外的导电区域内靠近所述第二电极引线区处，沿着所述第一电极发光区边缘，部分包围所述第一电极发光区。

5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述分流线短于引流线长度；所述分流线位于所述引流线端点与所述第一电极发光区之间，用于调控引流线端点与第一电极发光区电性相接位置。

6.一种包括权利要求1-5任一项所述的有机电致发光器件的照明装置或显示装置。

7.一种有机电致发光器件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基板，所述基板上有第一电极、第一电极引线区、第二电极引线区；

在所述第一电极上移除导电层形成绝缘的引流线，所述引流线使得自所述第一电极引线区经第一电极、引流线端点、发光层、第二电极至所述第二电极引线区的最长路径与最短路径比值小于5:1；

在所述第一电极上移除导电层形成分流线，使得电荷在所述引流线端点处分流呈多个路径分别经过不同的所述分流线端点后再依次经所述第一电极、发光层、第二电极至所述第二电极引线区；所述分流线用于调控各路径的电荷分布情况；

在所述第一电极上形成发光层；以及

在所述发光层上形成第二电极。

8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件加工方法，其特征在于，还包括以下步骤：

确定所述分流线与引流线相对位置：当所述分流线平行于所述第一电极的侧边，且所述引流线与所述分流线相邻部分平行于所述分流线时，所述分流线两端点位置与该两端点位置处所需的电流分配比例I1:I2之间满足以下关系：其中，L1、L2分别是所述分流线两端点至所述引流线端点之间的导电区域的长度，W1、W2分别是所述分流线两端点至所述引流线端点之间的导电区域的宽度。

说明书

一种有机电致发光器件及其加工方法

技术领域

[0001] 本申请涉及一种发光器件及其加工方法，具体涉及一种有机电致发光器件及其加工方法。

背景技术

[0002] OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是用透明/半透明金属/金属氧化物电极和金属/金属氧化物电极分别作为器件的阳极和阴极，在外部电场驱动下，载子(电子和空穴)分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层传递到发光层，并在发光材料中形成激子(exciton)，激子中受限的电子-空穴复合后消失，能量以可见光的形式辐射(发光波长受限于发光材料特性)。辐射光可从透明/半透明电极侧观察到。此发光原理被大量应用在照明与显示屏上。

[0003] 我们发现影响大面积OLED屏体亮度的均匀性有两项关键因子，电极的导电性与电极的分布；中华人民共和国国家知识产权局申请号201310673173.5中提到在多边形OLED发光器件的每个边上都制作至少一组以上的第一电极与第二电极成功改善亮度均匀性问题，但却影响了有效发光面积，让发光有效面积占比下降；发光区域中多利用辅助电极结构减少第一电极的电阻，进而达到均匀发光，案例为中华人民共和国国家知识产权局申请号201110253927.2、201010588962.5均有提及，但实验结果指出改善效果有限，依然需要前述多个第一电极与第二电极利用外部导线连接达到均匀出光的效果。

[0004] OLED器件载子的电子流向为第二电极→OLED结构→第一电极；如果以空穴(电流)的观点来看则是第一电极→OLED结构→第二电极。第一电极与第二电极互相交迭的区域为有效发光区域，因为照明屏体的发光面积较大，因此会有较大面积的第一电极与第二电极，由于电极上的电阻与传输距离成正比，与有效切面(正交于电流传输方向)面积成反比，此现象称欧姆定律，因此，除非电极具有“超导体”的特性特殊性质，否则均具有欧姆定率的特性，电极的电阻率大小只决定了电荷分布的梯度变化程度，因此在OLED器件中出现靠近电极会较亮，远离电极则较暗的现象。实验结果表明，我们利用金属网格的特性改善第一电极传导特性，此不均匀现象依然存在且相似，显示改善电极传导特性改善发光均匀性的效果有限或需要搭配其他设计。

[0005] 前述案例都在克服电阻率因为距离及第一电极导电率不够完美的情况，虽然前例已明显改善均匀性问题，但在高效能OLED照明组件依然有不均匀的现象，原因是在于电极(包含阴极与阳极)始终存在电阻率的问题，即便达到良好导体的等级，还是有距离的问题，造成电荷分布依然有一个梯度的关系，即靠近电极通过电流较多，距离远的地方相对较少，进而造成大面积OLED屏体发光不均匀的现象，四周连接导线的方式会损失开口率。

发明内容

[0006] 鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种有机电致发光器件及其加工方法，在不降低发光面积的基础上，提高亮度均匀性。

[0007] 第一方面，本申请提供一种有机电致发光器件，包括基板、形成在基板上的第一电极、形成在第一电极上的发光层和形成在发光层上的第二电极；第一电极上设有第一电极引线区；第二电极上设有第二电极引线区；第一电极导电区域上(即第一电极未被发光层覆盖的区域)设有绝缘的引流线以增加电导通分隔距离，使得电荷在电导通下自第一电极引线区依次经引流线端点、第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区电导通。通常情况下，由于第一电极跟第二电极的阻抗分布，载流子会集中在第一电极引线区-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区的最短路径(即电导通路径)，此现象导致靠近电极位置具有较高亮度，远离电极位置亮度较低的不均匀现象。本申请通过引流线的设计，隔断了第一电极引线区-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区的原最短路径，使得原最短路径不能导电，新形成的最短路径需绕行引流线，即延长了最短路径，使得最短路径变成第一电极引线区-引流线端点-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区，即延长了电导通路径，延长了电导通分隔距离。由于引流线通常设置在第一电极上，因此电导通路径自第一电极引线区经第一电极至引流线端点，再经第一电极至发光区，即引流线端点前后均需经过第一电极。本申请通过引流线的设计有效影响了载流子的分布，进而影响发光均匀性分配，提高了亮度均匀性。此外，实验表明，均匀性上升使得屏体在寿命跟效率也能有所提升。

[0008] 优选的，还包括绝缘的分流线，用于分散引流线的端部进入发光区域的电荷密度，以使得电荷在电导通下自第一电极引线区依次经第一电极引线区、引流线端点、分流线端点、第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区的电导通；电荷在引流线端点至分流线端点处分流。电流自引流线端部分流成两部分，分别自分流线两端注入发光层，进一步影响发光均匀性分配，提高了亮度均匀性。

[0009] 优选的，引流线和分流线均为通过光刻工艺在第一电极上移除导电层形成的绝缘区域。

[0010] 优选的，第一电极为图形化电极，包括中部的第一电极发光区和边缘的第一电极发光区以外的导电区域；第一电极引线区、第二电极引线区之间的距离小于第一电极发光区周长长度的20％；第一电极引线区与第二电极引线区电导通时最长距离与最短距离比值小于5:1。改进常见的屏体发光区四周的金属或金属氧化物包边设计，成功改善了屏体发光均匀性，并且只在屏体一侧连接导线，维持屏体较佳的开口率。

[0011] 优选的，引流线位于第一电极发光区以外的导电区域内靠近第二电极引线区处，沿着第一电极发光区边缘，部分包围第一电极发光区。有效延长了第一电极引线区-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区的电导通的最短路径，影响载流子分布，提高亮度均匀性。

[0012] 优选的，分流线短于引流线长度；分流线位于引流线端点与第一电极发光区之间，用于调控引流线端点与第一电极发光区电性相接位置。便于通过引流线、分流线相对位置来调节分流线两端点电流注入比例。

[0013] 第二方面，本申请还提供一种包括上述的有机电致发光器件的照明装置或显示装置。

[0014] 第三方面，本申请还提供一种有机电致发光器件加工方法，包括以下步骤：

[0015] 提供基板，基板上有第一电极、第一电极引线区、第二电极引线区；

[0016] 在第一电极上移除导电层形成绝缘的引流线，引流线使得自第一电极引线区经第一电极导电区域、引流线端点、第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区的最长电导通路径与最短电导通路径比值小于5:1；

[0017] 在第一电极上形成发光层；以及

[0018] 在发光层上形成第二电极。

[0019] 优选的，还包括以下步骤：

[0020] 在第一电极上移除导电层形成分流线，使得电荷在引流线端点处分流呈多个路径分别经过不同的分流线端点后再依次经第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区；分流线用于调控各路径的电荷分布情况。

[0021] 优选的，还包括以下步骤：

[0022] 确定分流线与引流线相对位置：当分流线平行于第一电极的侧边，且引流线与分流线相邻部分平行于分流线时，分流线两端点位置与该两点位置处所需的电流分配比例I1:I2之间满足以下关系：

[0023]

[0024] 其中，L1、L2分别是分流线两端点至引流线端点之间的导电区域的长度，W1、W2分别是分流线两端点至引流线端点之间的导电区域的宽度。

[0025] 本申请具有的优点和积极效果是：

[0026] 1、本申请通过特定图形化第一电极发光区以外的导电区域设计分流线与引流线，有效提升OLED照明屏体的发光均匀性，同时提升屏体开口率。

[0027] 2、控制特定图形化第一电极发光区以外的导电区域所造成之阻抗差异，有效分散载流子进入OLED器件，降低各点载流子密度，提升稳定性与使用寿命。

[0028] 3、引流线设计于第一电极发光区以外的导电区域可以有效加大第一电极引线区与第二电极引线区之间的电导通距离；进行额外的分流线设计可以有效分流第一电极上的载流子进入OLED发光区的位置。

[0029] 4、因欧姆定率：电阻R跟电流I为反比例，因此可以设计第一电极具有不同的注入电阻，配合第二电极导线连接区位置，几何距离较短的搭配较高注入电阻的设计，几何距离较长的搭配较低注入电阻的设计。

[0030] 5、经由设计，第一电极可以划分为两个以上的注入点，电阻计算方式以第一电极发光区以外的导电区域均匀导电材料的长度与宽度进行搭配。

[0031] 6、本发明所提的分流线可以设计一条或多条以上，目的皆在于改善分流状况。

[0032] 除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本申请所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

[0033] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0034] 图1为现有技术中基板结构示意图；

[0035] 图2为现有技术中有机电致发光器件俯视结构示意图；

[0036] 图3为现有技术中有机电致发光器件发光强度分布图。

[0037] 图4为本申请实施例1提供的基板结构示意图；

[0038] 图5为本申请实施例1提供的有机电致发光器件俯视结构示意图；

[0039] 图6为本申请实施例1提供的有机电致发光器件亮度均匀性测试图；

[0040] 图7为本申请实施例2提供的有机电致发光器件俯视结构示意图；

[0041] 图8为图7中I部分放大后示意图。

[0042] 图中：1、基板；2、第一电极；2-1、第一电极发光区；2-2、第一电极发光区以外的导电区域；3、第二电极引线区；4、第一电极引线区；5、发光层；6、第二电极；7、引流线；8、分流线。

具体实施方式

[0043] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

[0044] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0045] 在现有技术中，基板1结构如图1所示，其上设有图形化第一电极2和位于一边上的第二电极引线区3。第一电极2包括中部的第一电极发光区2-1和连接在第一电极发光区2-1边缘的第一电极发光区以外的导电区域2-2，第一电极发光区以外的导电区域2-2上设有第一电极引线区4；第一电极引线区4与第二电极引线区3位于基板1同一条边上。在如图1所示的基板1上依序蒸镀上发光层5和第二电极后6，形成如图2所示的现有技术中有机电致发光器件，即传统屏体。

[0046] 在传统屏体中，由于第一电极跟第二电极的阻抗分布，载流子会集中在图2中箭头所示的第一电极引线区-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区最短路径线上，此现象导致靠近电极位置具有较高亮度，远离电极位置亮度较低的不均匀现象，其亮度均匀性如图3所示。

[0047] 实施例1

[0048] 请参考图4和图5，本实施例提供一种有机电致发光器件，包括基板1、形成在基板1上的第一电极2、形成在第一电极2上的发光层5和形成在发光层5上的第二电极6。基板1呈长方形；第一电极2为形成在基板1上的图形化电极，包括中部的第一电极发光区2-1和边缘的第一电极发光区以外的导电区域2-2。第一电极2上设有第一电极引线区4；基板1上设有第二电极引线区3，第二电极6与基板上的第二电极引线区3相连接；第一电极引线区4、第二电极引线区3之间的距离小于第一电极发光区2-1周长长度的20％。

[0049] 第一电极1上设有绝缘的引流线7；引流线7为通过光刻工艺在第一电极上移除导电层形成的绝缘区域。引流线7位于第一电极发光区以外的导电区域2-2内靠近第二电极引线区3处，沿着第一电极发光区边缘，部分包围第一电极发光区2-1。在本实施例中，引流线7呈直角U形，半包围第一电极发光区2-1。第一电极引线区4与第二电极引线区3电导通时最长电导通距离与最短电导通距离比值小于5:1。加工引流线7后的基板1如图4所示，整个有机电致发光器件结构如图5所示。

[0050] 本实施例在上述现有技术中增加了引流线设计。通过引流线的设计，隔断了第一电极引线区-第一电极-发光层-第二电极-第二电极引线区的原最短路径，通电时电荷自第一电极引线区依次经第一电极导电区域、引流线端点、第一电极、发光层、第二电极至第二电极引线区的电导通，有效影响载流子分布，进而影响发光均匀性分配，提高了亮度均匀性，其亮度均匀性如图6所示。

[0051] 本实施例改进常见的屏体发光区四周的金属或金属氧化物包边设计，成功改善的屏体发光均匀性，并且只在屏体一侧连接导线，维持屏体较佳的开口率。

[0052] 本实施例提供的有机电致发光器件的加工方法包括以下步骤：提供带有图形化第一电极2、第一电极引线区4、第二电极引线区3的基板1。其中第一电极2包括中部的第一电极发光区2-1和边缘的第一电极发光区以外的导电区域2-2。在第一电极2上通过光刻工艺移除导电层形成绝缘的引流线7，在第一电极上形成发光层5，在发光层5上形成第二电极6。其中引流线7使得自第一电极引线区4经引流线7端点、第一电极2、发光层5、第二电极6至第二电极引线区3的最长电导通路径与最短电导通路径比值小于5:1。

[0053] 实施例2

[0054] 请进一步参考图7和图8，本实施例提供一种有机电致发光器件，包括基板1、形成在基板1上的第一电极2、形成在第一电极2上的发光层5和形成在发光层5上的第二电极6。基板1呈长方形；第一电极2为形成在基板1上的图形化电极，包括中部的第一电极发光区2-
1和边缘的第一电极发光区以外的导电区域2-2。第一电极2上设有第一电极引线区4；基板1上设有第二电极引线区3，第二电极6与基板上的第二电极引线区3相连接；第一电极引线区
4、第二电极引线区3之间的距离小于第一电极发光区2-1周长长度的20％。

[0055] 第一电极2上设有绝缘的引流线7；引流线7为通过光刻工艺在第一电极上移除导电层形成的绝缘区域。引流线7位于第一电极发光区以外的导电区域2-2内靠近第二电极引线区3处，沿着第一电极发光区4边缘，部分包围第一电极发光区2-1。在本实施例中，引流线7呈直角U形，半包围第一电极发光区2-1。第一电极引线区4与第二电极引线区3电导通时最长电导通距离与最短电导通距离比值小于5:1。

[0056] 本实施例提供的有机电致发光器件还包括绝缘的分流线8，用于分散引流线7的端部进入发光层的电荷密度，以使得电荷在电导通下自第一电极引线区4依次经引流线7端点、分流线8端点、第一电极2、发光层5、第二电极6至第二电极引线区3的电导通；电荷在引流线7端点至分流线8端点处分流。分流线8为通过光刻工艺在第一电极上移除导电层形成的绝缘区域。分流线8短于引流线7长度；分流线8位于引流线7端点与第一电极发光区2-1之间，用于调控引流线7端点与第一电极发光区2-1电性相接位置。在本实施例中，分流线8为平行于引流线U形相对侧边的直线，位于引流线7与第一电极发光区2-1之间。

[0057] 分流线8两端点位置与该两端点位置处所需的电流分配比例I1:I2之间满足以下关系：

[0058]

[0059] 其中，L1、L2分别是分流线8下端点B、上端点C至引流线7端点A之间的导电区域的长度，W1、W2分别是分流线8下端点B、上端点C至引流线7端点A之间的导电区域的宽度，如图8所示。

[0060] 本实施例基于实施例1后引入分流线概念，该分流线利用光刻工艺移除导电区域，引流线顶端位置称A点，分流线两端分别为B与C点，在AB之间的导电区域有着W1的宽度与L1的长度；在AC之间的导电区域有着W2的宽度与L2的长度。当我们需要调整B与C注入比例，我们可以直接调整W1、W2，L1、L2的关系即可，如我们希望B点与C点电流分配比例为50％:50％，则L1/W1＝L2/W2即可；如我们希望电流分配比例为25％:75％，则L1/W1:L2/W2＝3:1即可。在此我们是利用第一电极之发光区以外的导电区域之片电阻约等于常数且厚度也固定，则欧姆定率的电阻比例可以在此化简成与距离成正比，与宽度成反比的简单关系。透过分流线设计可以计算载流子分配比例，进而调整出均匀性较佳之OLED照明屏体。由经验指出，第一电极注入发光区的位置与第二电极引线区位置之距离应用在本实施例中，距离较短者(B点)需要大电阻，距离较长者(C点)需要小电阻，可以达到较均匀发光特型之OLED屏体，该电阻大小可直接经由第一电极发光区以外的导电区域加入引流线与分流线的相对关系即可。

[0061] 因引流线与分流线均加工在第一电极发光区以外的导电区域上，因此本领域技术人员应当知道，电荷的电导通路径上于引流线端点两侧以及分流线端点两侧均是自第一电极上导通；在本申请中，在描述电导通路径时通常仅在引流线端点或分流线端点后侧写明了第一电极以简化描述避免冗长。

[0062] 本实施例提供的有机电致发光器件的加工方法包括以下步骤：提供带有图形化第一电极2、第一电极引线区4、第二电极引线区3的基板1。其中第一电极2包括中部的第一电极发光区2-1和边缘的第一电极发光区以外的导电区域2-2。根据式I设计引流线7、分流线8的位置，并在第一电极2上通过光刻工艺移除导电层形成绝缘的引流线7和分流线8。在第一电极上2形成发光层5，在发光层5上形成第二电极6。其中，引流线7使得自第一电极引线区4经引流线7端点、第一电极2、发光层5、第二电极6至第二电极引线区3的最长电导通路径与最短电导通路径比值小于5:1；分流线8使得电荷在引流线7端点处分流呈多个路径分别经过不同的分流线8端点后再依次经第一电极2、发光层5、第二电极6至第二电极引线区3；分流线8用于调控各路径的电荷分布情况。

[0063] 本申请还提供一种包含上述实施例1或实施例2中的有机电致发光器件的照明装置或显示装置。

[0064] 根据屏体亮度均匀性U定义：

[0065]

[0066] 其中Lmax与Lmin分别为发光器件在恒定电流下测量到的亮度最大值与最小值。

[0067] 本申请提供的有机电致发光器件上可以有95％左右的均匀性，相同屏体未经改善只能到达一般市售产品标准～85％的水平。本申请通过特定图形化第一电极发光区以外的导电区域设计分流线与引流线，有效提升OLED照明屏体的发光均匀性，同时提升屏体开口率。第一电极发光区以外的导电区域为均匀导电材料(金属或金属氧化物第一层或组合)，利用几何形状计算电阻的比例，即面电阻*长度/宽度即为阻值，因第一电极之发光区以外的导电区域面电阻率恒定，因此电阻值可化简为用长度跟宽度计算比例。控制特定图形化第一电极发光区以外的导电区域所造成的阻抗差异，有效分散载流子进入OLED器件，降低各点载流子密度，提升稳定性与使用寿命。引流线设计于第一电极发光区以外的导电区域可以有效加大第一电极引线区与第二电极引线区之间的电导通距离；进行额外的分流线设计可以有效分流第一电极上的载流子进入OLED发光区之位置。

[0068] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。