[发明专利]具光提取层的有机发光二极管

说明书

一种光提取基板，包括具有第一表面(24)以及第二表面(26)的玻璃基板(20)。在所述表面中的至少一个上形成光提取层(30)。所述光提取层(30)是并入纳米颗粒(32)的涂层，例如含硅涂层。

交叉参考相关申请

本申请要求2013年3月12日提交的美国临时专利申请号61/777207的优先权，通过引用将其完全并入此处。

关于政府支持的声明

本发明根据美国能源部授予的第DE-EE-0003209号合同在政府支持下进行。美国政府对本发明可享有某些权利。

技术领域

本发明一般涉及有机发光二极管、太阳能或光生伏打(PV)电池、采光窗，而更具体地，涉及具有增强的光散射以改良光利用的基板。

背景技术

有机发光二极管(OLED)是具有并入有机化合物的发射电致发光层的发光器件。有机化合物响应于电流而发光。通常，有机半导体材料的发射层位于两个电极(阳极与阴极)之间。当电流在阳极与阴极之间通过时，有机材料发光。OLED用于多种应用中，例如电视屏幕、电脑显示器、移动电话、PDA、手表、照明设备及各种其他电子设备。

OLED提供多个优于传统非有机器件(例如液晶显示器)的优点。例如，OLED可在不需要背光的情况下发挥功能。在低环境光(例如暗室)中，OLED屏幕可达到高于传统液晶显示器的对比度。OLED通常也比液晶显示器及其他照明器件更薄、更亮且更灵活。OLED通常也比许多其他传统照明器件需要更少能量来运行。

然而，使用OLED器件的一个缺点在于，其每个单位面积通常比无机固态基点光源发射的光要少。在典型OLED照明器件中，较大百分比的有机材料所发射的光因光学波导效应而捕获于器件内部，其中来自有机发射层的光自从有机发射层/导电层(阳极)的界面、导电层(阳极)/基板的界面及外表面/空气界面反射回来。仅有相对较小百分比的有机材料所发射的光脱离光学波导效应并且由器件发射。因此，有利的是，提供从OLED器件提取多于可使用传统方法提取的光的器件和/或方法。

光生伏打太阳能电池原则上是发光二极管的相对物。这里，半导体材料吸收光能(光子)且将该能量转换成电。与OLED类似，光生伏打器件的效率相对较低。例如，在模块级下，通常仅至多20％的入射光转换成电能。在一类光生伏打器件(由薄膜PV电池组成)中，此效率可低得多，其依半导体材料及结设计而定。一种增强光生伏打器件效率的方式是增强在光生伏打半导体结附近吸收的太阳光的分数。因此，本发明也可以用于太阳能电池领域中。

发明内容

光提取基板包括具有第一表面及第二表面的基板。第一表面可以为内表面且第二表面可以为外表面。基板可以为玻璃基板或聚合物基板。光提取基板还包括位于至少一个表面的至少一部分上方的光提取层。在优选实施例中，光提取层是在第一表面(例如内表面)上方形成。光提取层包括将纳米颗粒并入在涂层中的涂层。涂层可以形成自涂层材料中携带或并入纳米颗粒的可固化涂层材料。涂层材料可以是能够使纳米颗粒并入在其中(例如能够使纳米颗粒溶解、悬浮或分散于涂层材料中)的任何材料。适合的涂层材料的实例包含聚合物材料、聚合物有机材料及其混合物；热固化材料、热塑性材料及其混合物；含硅涂层材料，例如含有机硅的涂层材料；硅烷、硅氧烷和/或其水解产物：有机硅烷；硅烷基取代材料；以及源自任何上述那些材料的聚合物。这些聚合物的实例包含聚硅烷、聚有机硅烷、聚有机硅氧烷、聚有机硅氮烷及聚有机硅氧氮烷。一种具体涂层材料为三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰酸酯。

用于制备具有第一表面及第二表面的光提取基板的方法包括在至少一个表面(例如第一表面)的至少一部分上方形成光提取层。光提取层是通过如下方式形成的：将纳米颗粒添加至涂层材料中进而将含有纳米颗粒的涂层材料施加至表面上以形成纳米颗粒分散或悬浮于涂层中的涂层。涂层材料可通过任何传统方法来施加，例如通过旋涂、浸涂、刷涂或喷涂来施加。在优选实施例中，涂层旋涂上的。