[发明专利]用于发光器件的叠层以及制备所述叠层的处理

说明书

技术领域

本发明涉及用于发光器件的叠层以及一种用于制备叠层的处理，以用于通过使在玻璃衬底与内部光提取层之间的界面处的光的损失最小化来增强外部光效率。用于本发明的发光器件的叠层特别适合于光学器件（诸如有机发光二极管（OLED）、背光和照明等）的工业领域。

背景技术

取决于发射结构，光学器件（例如OLED）可以被分类为光朝向玻璃衬底发射的底部发射结构以及光在与玻璃衬底相反的方向上发射的顶部发射结构。在底部发射结构中，阴极通过使用铝等的金属薄膜而充当反射器，并且阳极通过使用铟锡氧化物（ITO）等的透明氧化物导电膜而充当光发射的路径。在顶部发射结构中，阴极形成为包括非常薄的银薄膜的多层薄膜，并且光通过阴极发射。在照明面板的领域中，除了光通过两个表面发射的透明面板之外，通常使用底部发射结构，其中顶部发射结构是鲜有使用的。

在针对光学器件（诸如OLED）所使用的叠层中，仅大约20%的发射光发射到外部，并且大约80%的发射光损耗。对于光的损失而言存在两个基础：（1）归因于玻璃衬底、透明电极与有机层之间的折射率的差的波导效应；以及（2）归因于玻璃衬底与空气之间的折射率的差的全反射效应。

这是因为，平面波导归因于如下的条件而自然地形成在OLED中：其中，内部有机层的折射率大约是1.7至1.8，通常用作透明电极的ITO的折射率大约是1.9，两个层的厚度大约是200nm至400nm（非常薄），并且用作衬底的玻璃的折射率大约是1.5。计算示出因波导效应而损失的光的量大约是45%的发射光。

作为增加光学器件的效率、亮度和服务寿命的核心技术，光提取技术逐渐引起很多关注。提取有机层与电极之间所隔离的光的技术被称为内部光提取技术。

根据所报导的研究，内部光散射层、衬底表面的形变、折射率调整层、光子晶体、纳米结构形成方法等已知对内部光的提取是有效的。内部光提取技术的主要目的是散射、衍射或折射归因于波导效应所隔离的光，以便形成小于或等于临界角的入射角，由此将光提取到光学波导的外部。

专利文献1公开一种具有如下的结构的内部光提取层：其中，光散射纳米颗粒应用在具有其上所形成的一维或二维周期性结构的低折射率的衬底上，并且高折射率的平坦层然后应用至其。

专利文献2公开一种具有如下的结构的内部光提取层：其中，通过使用印刷处理（诸如压印（可以包括附加散射要素）），具有周期性纳米结构的层形成在低折射率的衬底上，并且然后对其应用高折射率的平坦层。

专利文献3公开一种内部光提取层，其中，凹凸结构形成在衬底上，并且不包括平坦层。

以上引文中所描述的处理不适合于以大面积规模生产光学器件（诸如OLED）。

专利文献4公开一种具有这样结构的内部光提取层：其中，衬底的表面被粗糙化，或具有微结构的膜被附接在具有低折射率的衬底的表面上，并且然后对其应用具有高折射率的平坦层。微结构膜通过在PET膜上浇筑光聚合物而被形成，其然后被填充有聚合物。最后，3M叠层粘接剂8141的双层层叠在其上。

在专利文献4中，针对经由图案化处理形成纳米结构所使用的材料主要是聚合物或有机黏合剂。然而，使用图案化处理仍有问题，因为：聚合物或有机黏合剂可能被分解以引起除气现象，并且在后续的高温处理期间可能不能保持纳米结构的形状的稳定。

专利文献5公开常规地使用其中使用冲压或辊的压印方法形成具有若干微米至数十微米的范围中的特征大小的结构化层。中间层可以使用液体溶液在后续平面化步骤中沉积到载体主体上，以减少载体主体的表面的平均粗糙度。

然而，专利文献5未限制中间层的厚度，并且未描述用于避免各电极之间的短路的问题的中间层的粗糙度。更进一步地，需要附加的图案化处理（诸如压印）以制作结构化层。

专利文献6公开通过使用玻璃釉料膏形成凸起结构，其中，凸起结构的宽度被限制为200μm。

在专利文献6中，由于考虑到平坦层的厚度上限而不能形成具有高倾斜角的图案，因此可以稳定地形成的各凸起结构之间的间距至少是大约200μm。进一步地，凸起结构的高度被限制为5μm至200μm的范围，以便获得预定的光提取效果。

如果凸起结构具有小于8.75μm的高度，则低倾斜角（大约5度）示出为在光提取中是无效的（即26.5%）。因此，为了形成具有高倾斜角（大约15度）的凸起结构，凸起结构的高度应大于26.79μm。然而，仍存在如下的问题：形成具有高倾斜角的稳定凸起结构要求平坦层的厚度至少是凸起结构的高度的两倍，以完全覆盖凸起结构。