[发明专利]一种高对比度有机发光二极管及其设计方法

说明书

本发明公开一种高对比度有机发光二极管及其设计方法，该发光二极管器件结构自下而上依次为衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和黑层阴极，其中黑层电极自下而上依次由一层薄的金属半透明中间电极、相位调控层和厚的金属反射背电极构成，入射光通过在相位调控层中的衰减和在中间电极和背电极之间的相位转变来达到消光效果,通过光学计算，优化相位调控的厚度和光学常数，可以达到反射率仅为衬底材料的反射效果。本发明根据计算结果寻找合适的相位调控层材料，设计出高对比度的有机发光二极管。

技术领域

本发明涉及一种高对比度有机发光二极管及其设计方法，特别涉及对金属-有机-金属结构的黑层电极替代单层金属作为阴极以达到减反射效果的高对比度有机发光二极管及其设计方法。

技术背景

被誉为“梦幻显示器”的OLED显示器具有轻薄、高对比度、宽视角、高色饱和度、低能耗、无需背光源以及可以设计在柔性衬底上等优势，比传统液晶显示器(LCD)更具吸引力，目前已经在智能手机和电视机上得到了相对广泛的应用。随着越来越多的电子设备需要在室外使用，提高显示器在室外的对比度(Contrastratio，CR)变得越来越重要。由于OLED器件中具有高反射率的金属电极的存在，使得OLED显示器在室外的对比度偏低。在众多提升OLED对比度的研究中，大致分为三类：第一类是将圆偏振片置于OLED器件表面，该方法简单，但是昂贵的价格且厚重的材质限制了其在轻薄柔性显示器中的应用；第二类是使用低反射电极(多为单层)如Sm、Sm:Ag、Mo、p-Si等来降低环境光的反射，单层低反射电极提升对比度虽然简单，但是对比度改善并不明显；第三类是将干涉相消层、减反层或光吸收层(如SiO2:Al、CuPc、Sm/Alq3/Sm/Alq3、Al:Alq3、CuPc/TiOPc、Carbon、CuPc/C60等)置于OLED的有源层中，即发光层与底部反射电极中间，或者将减反射层(如LiF/Cr/LiF/Cr/LiF等)置于OLED器件外部。位于OLED有源层中的减反射层或光吸收层的导电性以及其能级与其它邻层的匹配程度直接决定着二极管中电注入特性，进而影响其发光性能，因此在OLED器件内部引入减反层需考虑多个影响因素。置于OLED器件内部或者外部的单层结构减反射层或者光吸收层对对比度的改善不明显，而多层结构或者周期性结构的减反射层或者光吸收层会增加设计步骤，从而将设计工艺复杂化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以显著提高对比度且结构简单的高对比度有机发光二极管及其设计方法，该高对比度有机发光二极管的设计工艺与传统器件一致，且不改变器件的电学性能，同时也可以设计在柔性衬底上。

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明法采用金属-有机-金属(Metal-Organic-Metal，MOM)电极来替代传统的金属电极可以显著提高OLED器件的对比度。

本发明是这样实现的：

一种高对比度有机发光二极管及其设计方法，将黑层电极(81)替代传统的单层金属电极应用到有机发光二极管结构，所述黑层电极(81)自下而上依次由一层薄的金属半透明中间电极(811)、相位调控层(812)和厚的金属反射背电极(813)构成，其特征在于：通过光学计算来优化相位调控层的厚度和光学常数，得到反射率最低时的相位调控层的光学常数及相应的厚度。

优选的，所述高对比度有机发光二极管结构包括衬底(11)、阳极(21)、空穴注入层(31)、空穴传输层(41)、发光层(51)、电子传输层(61)、电子注入层和阴极(71)，所述阴极为黑层电极(81)。

优选的，所述高对比度有机发光二极管及其设计方法，包括玻璃衬底、ITO阳极、1nmMoO₃空穴注入层、60nmNPB空穴传输层、30nm重量比为1％C545T掺杂的Alq₃发光层、40nmAlq₃电子传输层、1nmLiF电子注入层和黑层阴极，所述黑层电极由一层5nm铝中间电极、相位调控层和100nm铝反射背电极构成，其特征在于：所述相位调控层由三元混合物构成。