[发明专利]透明漫射OLED基底和用于制造这种基底的方法

说明书

本发明涉及具有更好光提取性能的用于有机发光二极管（OLED）的漫射基底，以及用于制造这种基底的方法。

OLED是光电子元件，其包括具有夹在两个电极之间的荧光或磷光染料的有机层的堆叠，所述两个电极中至少有一个是透光的（translucent）。当对电极施加电压时，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在有机层内结合，引起了来自荧光/磷光层的发光。

众所周知，来自常规的OLED的光提取相当差，大多数光被全内反射以及在高折射率的有机层和透明导电层（TCL）中的吸收所捕获。全内反射不仅发生在高折射率TCL和下面的玻璃基底（折射率约1.5）之间的边界，也发生在玻璃和空气之间的边界。

据估计，在不包含任何额外提取层的常规OLED中，从有机层发射的约50-60%的光在TCL/玻璃边界被捕获，另外20-30%的部分在玻璃/空气表面被捕获，并且只有约20%离开OLED进入空气。

已知通过在高折射率TCL和低折射率玻璃基底之间插入光散射装置（通常称为内提取层）来降低该光捕获。最常使用的内提取层具有接近于TCL折射率的高折射率并包含诸多光漫射成分，例如分散于其中的气泡或低折射率颗粒。

还已知可以通过简单地将玻璃和高折射率层（即OLED的TCL及有机堆叠）之间的界面纹理化来增加光耦合输出（out-coupling of light）。这可以通过先在玻璃基底的表面生成适合的粗糙度（roughness）并然后在涂布TCL之前用高折射率平坦化层使所得到的粗糙度轮廓（roughness profile）平坦化来获得。

申请人已经提供了在用于OLED的玻璃基底上生成适合的表面粗糙度的不同方法。

- WO2011/089343公开了OLED基底，所述基底包括至少一个用高折射率玻璃涂层平坦化的纹理化的表面。基底被描述为通过酸蚀来纹理化。

- 提交于2012年9月28日的欧洲专利申请12306179.8描述了使玻璃基底的一面或两面粗糙化的令人感兴趣的替代方法，其包括机械粗糙化（研磨）。

- 提交于2013年5月17日的欧洲专利申请13168335和13168341公开了通过低折射率矿物粘合剂使低折射率矿物颗粒粘合至玻璃基底的方法，由此生成了粗糙表面，然后用高折射率的釉使其平坦化。

可以表明，最有效的是OLED的低折射率基底和高折射率层之间的界面应具有带相当陡的坡度（slope）的粗糙度。

众所周知，根据Snell定律，两个介质的折射率之间的大的差异意味着不合需要的低临界角（θ_c）：

θ_c = arcsin(n_a/n_b)

其中，n_a是低折射率介质的折射率并且n_b是高折射率介质的折射率。

在玻璃基底上的折射率n_b为1.9的平坦化层与折射率n_a为1.5的玻璃基底之间的界面的临界角约为52°。

图1在其中表面粗糙度由棱锥形成的二维模型中显示了为确保光线在首次入射时能从高折射率介质穿透进入低折射率介质的棱锥的最低坡度（α）是α=π/2-θ_c。换而言之，当θ_c为52°时，棱锥应具有至少38°的坡度。

遗憾的是，已证实用常规粗糙化方法（例如蚀刻、喷砂或研磨）制备具有高于20°的平均坡度的表面粗糙度的玻璃基底是非常困难的，或甚至是不可能的。

图2A显示了经酸蚀的玻璃基底（Satinovo^®）的SEM图像和坡度分布，如WO2011/089343中所描述的；图2B显示了通过研磨得到的基底的SEM图像和坡度分布，如EP申请第12306179.8号中所描述的；以及图2C显示了先经过喷砂并然后经过轻微酸蚀的玻璃基底的SEM图像和坡度分布。在全部三个样品中，坡度的中位数值都远低于20°并且坡度超过38°的比率接近零。这意味着在首次入射时只有非常少量的光线进入低折射率的玻璃相。

因此，为了使更大部分的光线在首次入射时能穿透进入低折射率的基底，所需要的是制备其界面具有更大的θ_c值（即更高的n_a/n_b比率）或者更陡的坡度的用于OLED的基底。