[发明专利]光学过渡层材料、光学基板/封装层、OLED及各自制法

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光技术，尤其涉及一种可提高出光效率的光学过渡层材料、光学基板（封装层）、OLED及各自制法。

背景技术

有机电致发光（OLED，Organic Light-Emitting Diode）是由电能激发有机材料而发光的现象。OLED是一种“三明治”结构，由阳极、阴极和位于它们之间的有机材料层组成。有机材料层通常包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。通过在电极之间施加适当的电压，OLED器件就能发光。

参见图1，表示OLED结构及其光传播路径，其中：玻璃基体106的内侧面镀ITO导电膜105作为阳极，其与阴极101之间依次填充空穴传输层104、发光层（填充有机发光材料）103和电子传输层102，各层折射率各不相同，例如，电子传输层102折射率为1.76；发光层103折射率为1.72；空穴传输层104折射率为1.76；ITO导电膜105折射率为1.8~2.2；玻璃基体106折射率为1.55；空气107折射率为1.0。图1中，θ表示反射角，θ₁、θc表示入射角，θ₂表示出射角，P表示正常出射光，由于各层折射率各不相同，光线在经过这些界面时会发生全反射损失，其中：ITO/有机物波导损失P1约50%；玻璃基体波导损失P2约20%；从玻璃基体逃逸部分光线P3仅约20%。

OLED的内量子效率已接近100%，但由于各有机材料层之间、有机材料与ITO之间、ITO与玻璃之间、玻璃与空气之间的折射率差异，使得光线在经过这些界面时会发生全反射损失（如图1所示）。使得最终从玻璃出射的光子仅占全部光子数量的20%，效率极低。这种状况会带来如下问题：（1）低的光取出效率迫使人们采用高档次的发光材料或增大输入电流，以满足高亮度的使用要求，从而增加了材料成本、缩短了器件的使用寿命；（2）无法取出的能量（近80%）会转变成热，使有机功能层温度大幅增加，不仅会恶化OLED的稳定性与光电参数性能，还会缩短OLED的寿命；（3）为了消除产生的热量对OLED性能和寿命的影响，必须进行散热设计，增加了生产成本。因此，对OLED器件进行结构设计与改性，提高其光取出效率是很有必要的。

如图1所示，OLED中光的全反射损失主要发生在ITO（折射率为1.8-2.2）与玻璃（折射率为1.55）界面、玻璃与空气（折射率约为1.0）界面。由于ITO层极薄（通常为100-200nm），对其进行加工或结构改性难度大，且可能影响其上沉积的有机物的结构与性能，故通常在玻璃表面采用粗化、微透镜、过渡层、散射介质等方式，以破坏光线的界面全反射，提高OLED出光效率。表面粗化会严重降低玻璃的光透过率，使得光取出效率提升效果不明显；微透镜能大幅度提高光取出效率，但制作工艺复杂；采用高光透过率、耐短波长照射、可低温短时间固化的有机材料（折射率介于玻璃与空气之间）制作过渡层，不会影响光线的出射，但目前可应用于此的有机材料折射率在1.4-1.55之间，尚无符合条件的有机材料（折射率在1.25-1.35）。

有研究指出，在玻璃表面制作一层散射介质层，可将光取出效率提高40%，但如何制作散射介质层，并具体应用于OLED产品上则暂未发现公开的文献资料，为此有必要就此进行深入的研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光学过渡层材料、光学基板（封装层）、OLED及各自制法，可以有效提高出光效率。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，一种光学过渡层材料，包括有机材料主体和无机纳米颗粒；所述有机材料主体的可见光透过率高于预设第一可见光透过率预设值，折射率接近或大于基板（封装层）的折射率；所述无机纳米颗粒的可见光透过率高于预设第二可见光透过率预设值，吸光率低于吸光率预设值；所述无机纳米颗粒作为散射介质，弥散分布于所述有机材料主体之中。

较优地，所述有机材料主体的材料为有机硅树脂、环氧或亚克力。

较优地，所述无机纳米颗粒的材料为宽带隙半导体材料或绝缘体材料。

较优地，所述无机纳米颗粒的材料为SiO₂、MgO、MgF₂、TiO₂、ZnO、Al₂O₃或ZrO₂中的至少一种。

较优地，所述无机纳米颗粒的表面以聚合物偶联剂进行饰。

较优地，所述聚合物偶联剂为KH550、KH560或KH570。