[发明专利]电光器件堆叠体

说明书

技术领域和背景技术

本公开涉及包括光散射层的电光器件堆叠体、包括电光器件堆叠体的电子设备和用于制备光散射层的方法。

光散射层可改变(散射)穿过该层的光的方向。这可以改善例如在光被重定向到装置外部的电光器件堆叠体中的出耦合(out-coupling)。例如，借助散射层的出耦合可以有利于提高诸如OLED的电光器件的效率。没有这样的层的情况下，难以达到100lm/W或更高的效率。然而，散射层可导致混浊。例如，当提供透明器件时，可能不利的是通过添加散射层降低了镜面透射率。例如，当提供反射背表面时，可能不利的是通过添加散射层而损失器件的镜面状外观。

因此，期望提供可以改善出耦合而不出现混浊的光散射层。

发明内容

本公开的第一方面提供了光散射层。光散射层包含双折射基体材料，所述双折射基体材料在光散射层的面内方向上具有寻常折射率(ordinary refractive index)且在垂直于光散射层的平面的法线方向上具有非常折射率(extraordinary refractive index)。光散射层还包含分散(溶解或以其他方式散布)在基体材料中的多个散射颗粒。散射颗粒对可见光的颗粒折射率匹配光散射层的寻常折射率。

不受理论约束，观察到以下情况。由于散射颗粒的折射率与双折射基体材料在法线方向上的折射率不匹配，具有该法线方向上的电场分量的光可被颗粒散射。注意，由于电场分量垂直于传播方向，因此这可以影响光以相对于法线相对高的角度传播。同时，通过使散射颗粒的折射率与双折射基体在光散射层的面内方向上的折射率相匹配，沿法线方向传播的光(即具有光学层的面内方向上的电场分量)受散射颗粒影响最小。入射光从空气进入更致密的介质的折射可导致在该介质中以低于入射角的透射光的角度传播。因此即使在较高的角度下，双折射散射的镜面透明度仍可以保持高。因此，提供了一种光散射层，其可以通过以相对于法线相对高的角度散射光来改善出耦合，同时使以相对于法线相对低的角度从前面观察光散射层时混浊的出现最小化。

可通过以下特征的一种或更多种组合实现另外的协同优点。通过提供其光轴与垂直于光散射层的平面的法线方向一致的单轴双折射基体材料，对垂直入射在该层上的光的影响可以与光的偏振无关。因此，即使以垂直入射(低视角)传播的随机偏振光也可相对地不受双折射影响。通过使颗粒的折射率与基体材料的折射率的最低值相匹配，可以实现在不同方向上行进的光之间相对较高的散射比，特别是实现在高入射角下相对高的散射，同时在低或垂直入射角下具有相对低的散射。通过提供小于或等于寻常折射率的颗粒折射率，可实现进一步的最佳散射差。通过提供具有各向同性折射率的散射颗粒，可以更容易地使单一折射率与基体材料的折射率相匹配而与散射颗粒的取向无关。

优选地，选择材料的参数(例如折射率、颗粒尺寸)以提供最大散射比，例如至少五，至少十，或者甚至更大，例如至少二十，或者甚至五十。较高的散射比可提供更好的出耦合和最小的来自低视角的混浊。优选地，颗粒的尺寸与光的波长在同一数量级。例如，散射颗粒的直径为400纳米至2500纳米，优选500纳米至2000纳米。通过使用包含与水和/或氧反应的物质的散射颗粒，可以降低光散射层的蒸汽或氧透过速率。因此，通过另外使用光散射层作为水分和/或氧阻挡层来实现例如结合例如OLED中使用的有机层的协同优点。优选选择如下散射颗粒，其中与水和/或氧的反应不显著改变散射颗粒的折射率至超出对于与基体材料匹配的期望限度。可替代地，或除反应性颗粒之外，可以使用不与水和/或氧反应的惰性散射颗粒，从而保持恒定的折射率。

光散射层可以用在例如用于电子装置的电光器件堆叠体中。例如，器件堆叠体可包括配置为通过光散射层将光发射到器件堆叠体外部的电光层。光散射层原则上可以位于光路中的任何地方。

器件堆叠体可包括或形成具有反射或半反射界面的光学微腔。通过在微腔中的任何地方设置散射层，光可多次穿过散射层，其中光在每次穿过中被重定向。可替选地或者此外，散射层可以设置在微腔的界面处。在光散射层的界面上的反射可以例如受延伸到光散射层中的光的瞬逝电场所经历的折射率影响，并且依赖于光的方向。因此，这可以具有在微腔中的每次穿过时重定向或优先反射光的类似效果。因此，相比于其中光仅遇到散射层一次的装置，通过将光散射层设置在微腔内和/或在微腔的界面处，散射效率可以得到改善。