[发明专利]一种有机电致发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光二极管(OLED)器件技术领域，具体涉及一种具有纳米结构实现高效耦合出光的OLED器件及其制备方法。

背景技术

有机电致发光器件(Organic electroluminescence device)，也称有机发光器件(Organic light-emitting device,OLED)是有机纳米薄膜的全固态显示器，与阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）相比：具有超轻薄(面板厚度小于2mm)、主动发光、广视角(达170°以上)、反应时间快(1μm量级)、低能耗、可制作大尺寸与可弯曲式面板等优点，被认为是继CRT、LCD之后的新一代照明和显示技术。

有机电致发光器件的发光效率可以分为量子效率，流明效率和功率效率。量子效率是器件向外发射的光子数与注入的电子空穴对数量之比。量子效率又分为内量子效率（internal quantum efficiency）和外量子效率（external quantum efficiency）。

内量子效率是在器件内部由复合产生辐射的光子数与注入的电子空穴对数之比。由于OLED器件是多层结构，有机发光层发出的光经由波导效应(waveguide)或再吸收而损失，在界面处还有一部分被反射。外量子效率是指在观测方向，射出器件表面的光子数与注入电子数的比。外量子效率不但与所用材料的特性有关，还与器件的结构等关系密切。器件的发光效率最终由其外量子效率来反映。

随着新型磷光材料的应用，OLED的内量子效率已经接近100％，然而由于受到基底/空气界面全内反射和有机层波导效应的作用，OLED外量子提取效率通常只能达到20％左右，这在很大程度上限制了OLED的实际应用。为此，如何提高OLED外量子效率成为该领域内的热点,研究方向也从重点改进材料转向改进器件结构以提高外量子效率。

提高外量子效率的常用方法包括：（1）分布布拉格反射镜（Distributed brag reflector）结构,在有源层和衬底之间两种折射率不同的材料周期交替生长成层状结构，能够将射向衬底的光反射回表面或侧面，可以减少衬底对光的吸收、提高出光效率；（2）采用透明阴极，将OLED的阴极制成透明衬底，使光从下底面出射，增加出光效率；（3）利用等离子体效应，如在金属阴极掺入银（Ag）、金（Au）等纳米颗粒，提高金属-介质交界面的表面等离子效应提高OLED光耦合出光效率。

但经文献检索，未见有采用纳米压印技术，在OLED器件内部形成耦合出光纳米结构的相关报道。

对现有专利的检索，如肖特股份公司2004年5月公开的发明专利“制作OLED方法”(公开号：200480014086.8)，将衬底做成凹陷状，把有机发光材料引入到凹陷中，从而提高OLED出光效率；西安交通大学2010年9月公开的发明专利“一种具有亚微米结构的OLED制造工艺”（公开号：201010286694.1）通过在衬底上面引入二氧化硅薄膜，利用二氧化硅小球的散射作用提高外量子效率。

上述提高OLED外量子效率的方法受工艺本身限制，不能在更小精度或者更大幅面上制作纳米结构，而且制作方法相对繁琐、周期长，制造成本较高，重复性较差，不具有普适性。

此外，在日本住友公司2012年5月公开的发明专利“有机场致发光元件”（公开号：201080037435.3）中，在发光层中制作二维周期性结构，从而提高OLED的出光效率。然而，该专利具有如下的缺陷：

1)在制作二维周期性结构时，其实用的是硬质压模，即硬纳米压印技术，该技术难以实现10nm线宽以下微纳结构的精确转移，硬纳米压印技术的严重缺陷在于会在压印过程造成会界面结构破坏，形成污点，最终导致OLED开启电压升高，减短OLED寿命，也就是说该专利提升OLED出光效率是以牺牲OLED寿命为代价的。

2）硬质压膜在制作时，一方面受本身幅面的限制，另一方面，在脱模过程中，接触面积越大，较容易产生在压模和待压物表面之间出现粘连，因此硬纳米压印技术无法实现大尺寸幅面的压印工艺。

3）该专利特指周期性结构，周期性微纳结构的引入对于OLED容易造成颜色漂移，特别是对于白光OLED，周期性光栅结构容易造成色散和谱带漂移。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种OLED器件的制作方法，该制作方法可以克服硬纳米压印工艺制作OLED器件时容易出现的界面结构破坏和无法进行大幅面压印的问题。本发明的另一个目的在于提出一种能够实现准周期或非周期的光提取结构的OLED器件制作方法。