一种颜色可调的有机电致发光器件.pdf

本发明所述一种颜色可调的有机电致发光装置，包括在基板上的堆叠设置的第一电极层、至少一中间透明导电层和第二电极层，以及设置在所述电极层和/或中间透明导电层之间的若干发光单元，所述发光单元包括至少一第一发光单元和至少一第二发光单元，所述第一发光单元能够通过的电流和所述第二发光单元能够通过的电流流向相反；所述电极层之间还设置有单向电流控制阀，所述单向电流控制阀能够通过的电流流向与同层设置的发光单元能够通过的电流流向相反。即通过在器件中设计辅助PN结，在单一交流电源控制，无需中间电极引线的条件下，通过调节交流电正负电压大小和电流时间分配比例，实现可完整的调色效果。

权利要求书1.  一种颜色可调的有机电致发光装置，包括在基板(0)上的堆叠设置 的第一电极层(1)、至少一中间透明导电层(3)和第二电极层(5)，以 及设置在所述电极层和/或中间透明导电层(3)之间的若干发光单元，其 特征在于： 所述发光单元包括至少一第一发光单元(6)和至少一第二发光单元 (7)，所述第一发光单元(6)能够通过的电流流向和所述第二发光单元 (7)能够通过的电流流向相反； 所述电极层和/或中间透明导电层(3)之间还设置有单向电流控制阀， 所述单向电流控制阀能够通过的电流流向与同层设置的发光单元能够通 过的电流流向相反。 2.  根据权利要求1所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 所述单向电流控制阀与所述发光单元并列设置在所述电极层和/或中间透 明导电层(3)之间，同层设置的所述单向电流控制阀与所述发光单元之 间物理接触或通过绝缘层物理接触。 3.  根据权利要求1或2所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在 于：所述单向电流控制阀为PN结。 4.  根据权利要求3所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 所述的PN结包括第一PN结(2)和第二PN结(4)，所述第一PN结(2) 与所述第一发光单元(6)并列设置；所述第二PN结(4)与所述第二发 光单元(7)并列设置。 5.  根据权利要求3所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 所述PN结包括第一有机功能层和第二有机功能层；所述第一PN结(2) 各层的堆叠顺序与所述第二PN结(4)各层的堆叠顺序相反。 6.  根据权利要求1所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 每一所述发光单元包括在依次堆叠设置的第一有机功能层、发光层、第二 有机功能层；所述第一发光单元(6)的各层的堆叠顺序与所述第二发光 单元(7)的各层的堆叠顺序相反；所述第一PN结(2)与第一发光单元 的第一有机功能层与第二有机功能层的顺序相反；所述第二PN结(4)与 第二发光单元的第一有机功能层与第二有机功能层的顺序相反。 7.  根据权利要求5或6所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在 于，所述第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层，所述第二有机 功能层包括电子传输层和/或电子注入层。 8.  根据权利要求1所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 所述第一发光单元(6)和所述第二发光单元(7)为不同颜色的发 光单元，分别为红光发光单元、黄光发光单元、绿光发光单元、蓝光发 光单元或白光发光单元。 9.  根据权利要求1所述颜色可调的有机电致发光装置，其特征在于， 所述有机电致发光装置采用交流电压驱动显示多种颜色。 10.  一种有机电致发光装置的制备方法，其特征在于，包括下述步骤： S1、在基板上依次制备第一电极层(1)； S2、制备第一发光单元(6)和第一PN结(2) 在第一电极层(1)上制备空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子 传输层、电子注入层，形成第一发光单元(6)； 在第一电极层(1)上制备电子注入层、电子传输层、空穴传输层、 空穴注入层，形成第一PN结(2)； S3、在第一发光单元(6)和第一PN结(2)上蒸镀形成中间透明导 电层(3)； S4、在透明导电层(3)上制备第二发光单元(7)和第二PN结(4) 在透明导电层(3)上制备电子注入层、电子传输层、发光层、空穴 传输层、空穴注入层，形成第二发光单元(7)； 在透明导电层(3)上制备电子注入层、电子传输层、空穴传输层、 空穴注入层，形成第二PN结(4)； S5、在第二发光单元(7)和第二PN结(4)上制备第二电极层(5)。 11.  根据权利要求10所述一种有机电致发光装置的制备方法，其特征 在于，所述步骤S2的第一发光单元(6)制备完成后，在第一发光单元(6) 的一侧制备一绝缘膜层，在绝缘膜层的另一侧制备第一PN结(2)； 所述步骤S2的第二发光单元(7)制作完成后，在第二发光单元(7) 的一侧制备一绝缘膜层，在绝缘膜层的另一侧制备第二PN结(4)。

说明书一种颜色可调的有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域，具体涉及一种颜色可调的有机电致 发光器件。
背景技术
经过近三十年的发展，有机电致发光器件(英文全称为Organic Light  Emitting Device，简称为OLED)作为下一代照明和显示技术，具有色域宽、 响应快、广视角、无污染、高对比度、平面化等优点，已经在照明和显 示上得到一定程度的应用。典型的有机电致发光器件一般包括透明基板1、 第一透明电极3、第二电极5、以及设置在两个电极间的有机功能层4。
CN101371619B提供了一种堆叠式有机发光器件，其包括：第一导电 层、至少一个中间导电层和第二导电层、以及设置在导电层之间的发光 单元。其中，在所述导电层中，至少有两个不相邻的导电层是属于组1 的导电层，其相互电性连接达到相同电位；在不能与属于第1组的导电 层电性连接达到相同电位的导电层中，至少一个不相邻的导电层是属于 组2的导电层，其相互电性连接达到相同电位；并且属于组1的导电层 和属于组2的导电层通过交替施加正电压和负电压的调压器相互连接。 堆叠式有机发光器件采用直流电源方式调节其色温使其显示不同的颜色。 此方案需要引出中间透明电极，制备方法困难；此外施加的反向电压较 高时，可能会出现漏电流较大甚至击穿器件的情况；当交流电源频率较 高时，还会出现因器件电容导致的漏电流。
US20110095702公开了一种堆叠式有机发光器件，其包括：第一导 电层、至少一个中间导电层和第二导电层、以及设置在导电层之间的发 光单元。发光单元包括两组极性相反的发光单元，分别采用外接驱动电 路二极管实现电连接，该装置采用直流电驱动显示装置，需要额外制作 外接电路。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有的多色堆叠OLED必须使用直流电 驱动的问题，进而提高一种可以使用交流电驱动的多色显示机电致发光 装置，通过在器件中设计辅助PN结，在单一交流电源控制，无需中间电 极引线的条件下，通过调节交流电正负电流时间分配比例，实现可完整 的调色效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种颜色可调的有机电致发光装置，包括在基板上的堆叠设置的第 一电极层、至少一中间透明导电层和第二电极层，以及设置在所述电极 层和/或中间透明导电层之间的若干发光单元，所述发光单元包括至少一 第一发光单元和至少一第二发光单元，所述第一发光单元能够通过的电 流流向和所述第二发光单元能够通过的电流流向相反；
所述电极层和/或中间透明导电层之间还设置有单向电流控制阀，所 述单向电流控制阀能够通过的电流流向与同层设置的发光单元能够通过 的电流流向相反。
所述单向电流控制阀与所述发光单元并列设置在所述电极层和/或中 间透明导电层之间，同层设置的所述单向电流控制阀与所述发光单元之 间物理接触或通过绝缘层物理接触。
所述单向电流控制阀为PN结。
所述的PN结包括第一PN结和第二PN结，所述第一PN结与所述 第一发光单元并列设置；所述第二PN结与所述第二发光单元并列设置。
所述PN结包括第一有机功能层和第二有机功能层；所述第一PN结 各层的堆叠顺序与所述第二PN结各层的堆叠顺序相反。
每一所述发光单元包括在依次堆叠设置的第一有机功能层、发光层、 第二有机功能层；所述第一发光单元的各层的堆叠顺序与所述第二发光 单元的各层的堆叠顺序相反；所述第一PN结与第一发光单元的第一有机 功能层与第二有机功能层的顺序相反；所述第二PN结与第二发光单元的 第一有机功能层与第二有机功能层的顺序相反。
所述第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层，所述第二有 机功能层包括电子传输层和/或电子注入层。
所述的发光层为红光发光层、黄光发光层、绿光发光层、蓝光发光 层中的一种。
所述第一发光单元和所述第二发光单元为不同颜色的发光单元，分 别为红光发光单元、黄光发光单元、绿光发光单元、蓝光发光单元件或 白光发光单元。
所述有机电致发光装置采用交流电压驱动显示多种颜色。
S1、在基板上依次制备第一电极层；
S2、制备第一发光单元和第一PN结
在第一电极层上制备空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输 层、电子注入层，形成第一发光单元；
在第一电极层制备蒸镀电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空 穴注入层，形成第一PN结；
S3、在第一发光单元和第一PN结上蒸镀形成中间透明导电层；
S4、在透明导电层上制备第二发光单元和第二PN结
在透明导电层上制备电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输 层、空穴注入层，形成第二发光单元；
在透明导电层上制备电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴 注入层，形成第二PN结；
S5、在第二发光单元和第二PN结上制备第二电极层。
优选地，所述步骤S2的第一发光单元制作完成后，在第一发光单元 的一侧制备一绝缘膜层，在绝缘膜层的另一侧制备第一PN结；
所述步骤S2的第二发光单元制作完成后，在第二发光单元的一侧制 备一绝缘膜层，在绝缘膜层的另一侧制备第二PN结。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的发明人经过大量的研究，创造性地寻求到利用交流电驱动 的多色显示有机电致发光装置，该有机电致发光装置的发光单元包括至 少一第一发光单元和至少一第二发光单元，所述第一发光单元和所述第 二发光单元之间的能够通过的电流流向相反；所述电极层之间还设置有 单向电流控制阀，所述单向电流控制阀能够通过的电流流向与同层设置 的发光单元能够通过的电流流向相反。即通过在器件中设计辅助PN结， 在单一交流电源控制，无需中间电极引线的条件下，通过调节交流电正 负电流时间分配比例，实现可完整的调色效果。可以减少漏电流、实现 单一传统结构器件难以实现的功能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体 实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1是现有颜色可调的发光单元结构示意图；
图2为本发明多色显示机电致发光装置结构示意图；
图3为图2所示多色显示机电致发光装置的电流流向示意图；
图中附图标记表示为：0-基底，1-第一电极层，2-第一PN结，3-透 明导电层，4-第二PN结，5-第二电极层，6-第一发光单元，7-第二发光 单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图 对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐 述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的， 并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利 要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对 尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或 “设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上， 或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直 接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
如图2所示，本发明的一种颜色可调的有机电致发光器件，包括在 基板0上的堆叠设置的第一电极层1、至少一中间透明导电层3和第二电 极层5，以及设置在所述电极层和/或中间透明导电层3之间的若干发光 单元，所述发光单元包括至少一第一发光单元6和至少一第二发光单元7， 所述第一发光单元6能够通过的电流流向和所述第二发光单元7能够通 过的电流流向相反；所述电极层和/或中间透明导电层3之间还设置有单 向电流控制阀，所述单向电流控制阀能够通过的电流流向与同层设置的 有机功能层的能够通过的电流流向相反。同层设置的所述单向电流控制 阀与所述发光单元之间物理接触。所述单向电流控制阀为PN结，其与所 述发光单元并列设置在所述电极层和/或中间透明导电层3之间。所述的 PN结包括第一PN结2和第二PN结4，所述第一PN结2与所述第一发 光单元6并列设置；所述第二PN结4与所述第二发光单元7并列设置。 如图2所示，第一PN结与第一发光层中的子像素的第一有机功能层与第 二有机功能层的堆叠顺序相反，第二PN结与第二发光层中的子像素的第 一有机功能层与第二有机功能层的堆叠顺序相反。作为可替换的方式， 所述PN结与所述发光单元之间设置有绝缘层，所述PN结与所述发光单 元均与所述绝缘层物理接触。
每一所述发光单元包括在依次堆叠设置的第一有机功能层、发光层、 第二有机功能层，所述第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层， 所述第二有机功能层包括电子传输层和/或电子注入层；即每一所述发光 单元包括在依次堆叠设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传 输层和电子注入层；所述PN结包括第一有机功能层和第二有机功能层； 所述第一PN结2的各层的堆叠顺序与所述第二PN结4的各层的堆叠顺 序相反，所述第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层，所述第 二有机功能层包括电子传输层和/或电子注入层。即所述PN结包括空穴 注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层。图2所示的第一发光 单元6的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层 堆叠顺序是沿基板向上，即空穴注入层形成在第一电极层1上，空穴传 输层形成在所述空穴注入层上，发光层形成在空穴传输层上，发光层上 为电子传输层和电子注入层。所述第一发光单元6允许的电流方向是由 第一电极层至中间透明导电层。所述第一发光单元6两端分别与所述第 一电极层1和中间透明导电层3电连接。所述第一PN结2的空穴注入层、 空穴传输层、电子传输层和电子注入层堆叠顺序是沿中间透明导电层向 下，即电子注入层形成在第一电极层1上，电子传输层形成在所述电子 注入层上，空穴传输层形成在上电子传输层，空穴注入层形成在空穴传 输层上。所述第一PN结的N极与所述第一电极层1电连接，P极与所述 中间透明导电层3电连接。
所述第二发光单元的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输 层和电子注入层堆叠顺序是沿第二电极层5向下，即第二发光单元的电 子注入层形成在中间透明导电层3上，电子传输层形成在所述电子注入 层上方，发光层形成在所述电子传输层上方，空穴传输层形成在发光层 上方，空穴注入层下方形成在空穴传输层上方，第二发光单元7允许的 电流方向是由第二电极层5至中间透明导电层3。所述第二发光单元7空 穴注入层与所述第二电极层5电连接，电子注入层和中间透明导电层3 电连接。所述第二PN结4的空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电 子注入层堆叠顺序是沿中间透明导电层向上，即空穴注入层形成在透明 电极层3上，空穴传输层形成在所述空穴注入层上，电子传输层形成在 上空穴注入层，电子注入层形成在电子传输层上。所述第二PN结的P 极与所述中间透明导电层3电连接，N极与所述第二电极层5电连接。
所述的发光层为红光发光层、绿光发光层、蓝光发光层中的一种。 所述第一发光单元6和所述第二发光单元7为不同颜色的发光单元，分 别为红光发光单元、黄光发光单元、绿光发光单元、蓝光发光单元件或 白光发光单元。
如图3所示，当向图2所示有机电致发光装置施加交流电压时，如 果电流方向为第一电极层1流向第二电极层5时。电流流向如图中虚线 箭头方向所示：
第一电极层1→第一发光单元→中间透明导电层3→第二 PN结4→第二电极层5，此时有机电致发光装置显示的颜色为第一发 光单元6的颜色；
反之，交流电压变化方向后，其电流流向为向如图中实线箭头方向 所示：
第二电极层5→第二发光单元→中间透明导电层3→第一 PN结2→第一电极层1，此时有机电致发光装置显示的颜色为第二发 光单元7的颜色；
有机电致发光装置的颜色随交流电正负时间比例的变化而变化。
上述颜色可调的有机电致发光装置的制备方法包括下述步骤：
12.一种有机电致发光装置的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对ITO玻璃基板进 行清洗，并放置在红外灯下烘干，在基板上依次制备第一电极层1；
S2、制备第一发光单元6和第一PN结2
S21、采用金属掩膜板在第一电极层1上蒸镀空穴注入层、空穴传输 层、发光层、电子传输层、电子注入层，形成第一发光单元6；其结构如 下：MoOx/NPB/TCTA/CBP:12％YD/Bphen/LiF；
在第一发光单元6的一侧制备绝缘膜层；
在第一电极层1上，采用另一金属掩模板在绝缘膜层的另一侧依次 蒸镀电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层，形成第一PN 结2；其结构如下：Ag/LiF/n型有机半导体(Liq，BCP，Bphen等)/p 型有机半导体(NPB，TCTA等)/MoOx；
S3、在第一发光单元6和第一PN结2上蒸镀形成中间透明导电层3；
S4、在透明导电层3上制备第二发光单元7和第二PN结4
采用金属掩膜板在透明导电层3上制备电子注入层、电子传输层、 发光层、空穴传输层、空穴注入层，形成第二发光单元7；其结构如下： LiF/Bphen/BH:5％BD//TCTA/NPB/MoOx；
在第二发光单元7的一侧制备绝缘膜层；
在透明导电层3上，采用另一金属掩模板在绝缘膜层的另一侧依次 蒸镀电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层，形成第二PN 结4；其结构如下：MoOx/p型有机半导体(NPB，TCTA等)/n型有机 半导体(Liq，BCP，Bphen等)/LiF；
S5、在第二发光单元7和第二PN结4上蒸镀形成第二电极层5。
作为可替换的方式，在制备第一PN结2和第二PN结4时，可以分 别与同层设置的第一发光单元6和第二发光单元7部分交叠使所述PN结 与同层设置的发光单元之间直接物理接触，避免中间透明电极3直接与 第一电极1和/或第二电极5直接电导通。PN结和同层的发光单元可以交 叠设置或者两者之间有绝缘层，起到绝缘中间电极与第一第二电极的作 用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施 方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上 还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施 方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明 的保护范围之中。