[发明专利]一种提升光输出效率的有机发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及有机发光技术领域，具体涉及一种提升光输出效率的有机发光器件。

背景技术

有机发光器件是利用外加电压后注入的载流子复合激发有机材料发光的器件，具有自发光、高效率、低电压、响应快、视角宽、可做在柔性基板等诸多优点，可以做成显示器件或照明器件，备受社会的关注。

有机发光显示器(Organic Light-emitting Diodes，OLEDs)的研究始于20世纪60年代，Pope等人(Pope M，Kallmann HP，and Magnante P.J.CHEM.PHYS.，1963，38，2042)首次报道了蒽单晶的电致发光现象，揭开了有机固体电致发光的序幕。1987年，美国柯达公司的研究人员C.W.Tang等(C.W.Tang，S.A.Vanslyke，Appl.Phys.Lett.，1987，51，913)在总结前人工作的基础上，提出了双层结构的设计思想，选择具有较好成膜性能的三芳胺类衍生物和8羟基哇琳铝配合物(Alq₃)分别作为空穴传输层和发光层，得到了高量子效率(1％)、高发光效率(1.5lm/W)、高亮度(＞1000cd/m²)和低驱动电压(＜10V)的有机电致发光器件；1990年，剑桥大学Cavendish实验室的R.H.Friend等(Burroughes JH，Bradley DDC，Brown AR，R.H.Friend.Nature(London)，1990，347，539)以聚对苯撑乙烯(PPV)为发光层材料制成了聚合物电致发光器件，开辟了发光器件的又一个新领域--聚合物薄膜电致发光器件。这两个突破性进展使人们看到了有机电致发光器件作为新一代平板显示器件的潜在希望。

随着磷光发光材料(Chihaya Adachi，Marc A Baldo，Mark E Thompson，et al.J.Appl.Phys.，2001，90(10)：5048)在有机发光器件中的应用，有机发光器件的内量子效率得到显著的提升，已经接近100％，发光器件的效率得到大幅提高，因而非常有希望用于平面照明光源领域。

但是虽然内量子效率得到提高，但是器件总体出光效率仍然十分受限，从通常的有机发光器件结构进行分析。典型的有机发光器件光输出结构如图1所示，包括透明基板10、第一电极20、有机层30及第二电极40，在外加电压50的作用下，有机器件发光。

对于有机发光元件，第一电极20薄膜与有机层30薄膜的折射率非常接近(折射率在1.7～1.9)，稍大于透明基板10的折射率(～1.5)，第二电极40为反射金属薄膜，因此有机层的发光能够有效的从有机层传输到透明衬底中。而空气的折射率(～1.0)远低于透明衬底。根据Snell定律，只有入射角度低于全反射角时候，光线能够从基板表面101出射，形成有效输出，如图1中光线01、02所示。而入射角度高于全反射角的光线不能从衬底表面101出射，只能局限于透明基板10中形成基板波导现象，从基板侧壁103输出，如图1中光线03、04所示，形成无效的的光输出。由上述原理可知，仅有约20％的光线能够在衬底101面出射，而80％的光线都在基板或阳极形成波导现象从基板侧壁输出，或者在器件内损耗掉。

为了提高器件的光输出效率，专利文献(美国专利6984934)中公开了一种在有机发光器件基板表面制作一层微透镜来提高耦合出光效率。但制作微透镜需要进行光刻、刻蚀、制作模板、图形转移等诸多工艺，制作过程复杂。另一种改进微透镜制作方法的专利(中国专利：公开号CN1719955A)提到向有机发光器件表面喷射含有形成微透镜材料并且与基片材料表面亲和性低的液滴，然后使液滴固化形成微透镜，该方法工艺简单，但是图形一致性较差，图案不规则。专利(中国专利：专利号ZL 200610131629.5)中采用微接触打印技术将微球半压入预先旋涂在有机发光器件基片上的聚合物颗粒，然后在基板的另一面制作有机发光器件，该专利利用在基板表面的半球形聚合物颗粒形成微透镜的效果，这种方法制作出基板表面的聚合物透镜很容易损伤，失去提高出光的效果，且聚合物薄膜制备工艺也较为繁琐。