具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件及其制備方法，該有機電致發(fā)光器件包括透明基板、第一透明電極、有機功能層、第二電極，以及在每個像素單元區(qū)域內(nèi)的透明基板和第一透明電極間對應(yīng)每個像素單元的區(qū)域設(shè)置的散射層。所述散射層只分布于像素單元對應(yīng)區(qū)域，散射層之外為折射率相對較低的第一透明電極層，當光束從發(fā)光像素到達散射層之后，由于散射層的不連續(xù)性，抑制了高折射率的散射層到低折射率的第一透明電極間的光束橫向擴散，保證了圖像的對比度，同時提高了有機電致發(fā)光顯示器件的光取出率。
【專利說明】具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件領(lǐng)域，具體是一種包含有高折射率散射層的有機電致發(fā)光器件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]OLED (英文全稱為Organic Light Emitting Device,意思為有機電致發(fā)光器件，簡稱為0LED)作為下一代顯示技術(shù)，具有色域?qū)挕㈨憫?yīng)快、廣視角、無污染、高對比度、平面化等優(yōu)點。
[0003]典型的OLED器件結(jié)構(gòu)，一般包括透明玻璃基板、第一透明電極、第二電極、以及設(shè)置在兩個電極間的有機功能層，由于各層材料的折射率匹配造成的反射，使得發(fā)光層發(fā)出的光大部分被限制在器件中。如空氣的折射率近似為1，玻璃的折射率一般為1.5，有機功能層為1.7-1.8，當光束從高折射率材料到達低折射率材料時，大于臨界角的光束就會在界面發(fā)生全反射，被反射回的光將在各功能層之間來回反射、折射，最終消耗在器件內(nèi)部無法被取出應(yīng)用。研究表明，OLED實際發(fā)出到空氣中的光輸出效率只有20%左右，有80%的光束被限制或消耗在器件內(nèi)部，其中，限制在有機功能層內(nèi)部的占50%，限制在透明玻璃基板中的占30%。如何提高限制在OLED內(nèi)部的光束將是提高OLED器件效率和壽命的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]針對不同的光限制機制，已經(jīng)發(fā)展了多種方法提高OLED的光取出效率。如:中國專利CN101682001B公開了一種具有改進光輸出的電致發(fā)光器件，具體是在器件的透明基板表面設(shè)置散射層，通過散射層中高折射率的顆粒產(chǎn)生光散射，使得原來發(fā)生全反射的光束改變光路，從而提高光取出率。JournalOf Applied Physics (譯為:應(yīng)用物理)雜志在2002 年 91 卷 3324 頁報道了一篇文章《Improved light out-coupling in organic lightemitting diodes employing ordered microlens arrays》(譯為:通過微透鏡陣列改善有機發(fā)光二極管中的光輸出耦合)，通過在透明玻璃基板上設(shè)置有序的微透鏡陣列，通過折射改變?nèi)瓷涔馐墓饴?，可使器件的出光輸出效率比未設(shè)置微透鏡陣列的器件高出1.5倍，然而這些方法僅僅取出了限制在透明玻璃基板中的光束。中國專利文獻CN100588302C公開了一種有機電致發(fā)光顯示裝置，該器件通過設(shè)置高折射率層，將光分配集中在高折射率層上避免由于第一透明電極造成的光損耗，并且通過增加在衍射光柵層的光，分配最大化光耦合效率。這些方法雖然具有較好的光取出效果，但是高折射率玻璃制造技術(shù)難度大、成本高；衍射光柵制作工藝復(fù)雜，均不適合量產(chǎn)。
[0005]中國專利文獻CN1498046A公開了一種具有增強的光取出效率的有機發(fā)光器件103,參見圖1所不,包括透明襯底10 ;位于透明襯底10的第一表面上的光散射層12 ;位于光散射層12上的透明陽極層14 ;位于透明陽極層14上的有機EL元件30，該元件含有一個或多個有機層，但至少含有一個其中產(chǎn)生光的發(fā)光層；和位于有機EL元件30上的反射陰極層22。通過散射層中高折射率的散射顆粒的散射使原來發(fā)生全反射的光束改變光路，可以有效地將限制在有機功能層中光束取出。當上述對比文件中公開的有機發(fā)光器件用于顯示時，由于光束的散射效應(yīng)，相鄰像素之間發(fā)出的光經(jīng)過散射顆粒的散射后，光路發(fā)生改變，使得各像素間的光束發(fā)生混合，嚴重降低了 OLED顯示器件的對比度，從而影響了 OLED顯示器件的視覺效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中透明基板和第一透明電極間具有散射層的OLED器件由于光束散射使得OLED顯示器件對比度降低的問題，從而提供一種不降低OLED顯示器件對比度的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件及其制造方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，包括透明基板、第一透明電極、有機功能層、第二電極，有機功能層包括若干個像素單元，:還包括在透明基板和第一透明電極之間對應(yīng)每個像素單元的區(qū)域設(shè)置的散射層。
[0009]所述散射層包括透光率大于80%的基質(zhì)和折射率高于有機功能層的折射率的散射顆粒。
[0010]所述基質(zhì)為光刻膠，所述散射顆粒為TiO2或SiO2或ZnO或ZrO2微細粒子。
[0011]所述散射顆粒的初始粒徑為0.02-0.8 μ m。
[0012]所述散射層厚度為0.3-3 μ m。
[0013]同時，提供一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，包括以下步驟:
[0014]在透明基板上與像素單元區(qū)域?qū)?yīng)位置制備散射層；
[0015]在散射層不與所述透明基板直接接觸的一面上制作第一透明電極；
[0016]在所述第一透明電極上順次制作有機功能層和第二電極；
[0017]器件封裝。
[0018]所述步驟(I)中，制備散射層的具體步驟如下:
[0019](10)制備散射層溶液:將散射顆粒、分散劑、溶劑混合研磨后過濾取濾液，再將所得濾液與基質(zhì)混合制得散射層溶液；
[0020](11)將散射層溶液在透明基板上涂布成膜，獲得連續(xù)的散射膜層；
[0021](12)采用光刻工藝，將步驟(11)中所制作的散射膜層位于像素區(qū)域以外的部分刻蝕掉，獲得多個不連續(xù)地僅在像素區(qū)域的對應(yīng)區(qū)域分布的散射層。
[0022]所述基質(zhì)的透光率大于80%，所述散射顆粒的折射率大于有機功能層的折射率。
[0023]所述基質(zhì)為光刻膠，所述散射顆粒為TiO2或SiO2或ZnO或ZrO2微細粒子。
[0024]所述散射顆粒的初始粒徑為0.02-0.8 μ m。
[0025]所述散射層厚度為0.3-3 μ m。
[0026]所述步驟(11)中所述散射膜層利用旋轉(zhuǎn)涂布法形成。
[0027]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0028](I)所述散射層只分布于像素單元對應(yīng)區(qū)域，散射層之外為折射率相對較低的第一透明電極層，當光束從發(fā)光像素到達散射層之后，由于散射層的不連續(xù)性，抑制了從高折射率的散射層到低折射率的第一透明電極間的光束橫向擴散，使得各個像素發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域界限清楚，保證了圖像的對比度。同時，所述散射層設(shè)置在透明基板和第一透明電極間，可以有效地取出限制在有機功能層之間內(nèi)部的光束，具有高效的光取出效率。[0029](2)所述基質(zhì)為光刻膠，所述散射顆粒為Ti02、Si02或Zn0、Zr02微細粒子，價格低
廉、易得。
[0030](3)采用光刻工藝制備像素區(qū)域的散射層，工藝簡單，制作精確，適合大規(guī)模生產(chǎn)。[0031 ] (4)所述散射層溶液原料易得，工藝簡單。
[0032](5)所述散射層利用旋轉(zhuǎn)涂布法形成，制作工藝簡單、成本低，適合量產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0034]圖1是專利文獻CN1498046A中OLED器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明一個實施例的OLED器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3是圖2所示結(jié)構(gòu)的OLED器件的制備方法流程圖。
[0037]圖中附圖標記表示為:1_透明玻璃基板，2-散射層，3-透明ITO電極層，4-有機功能層，5-A1電極層，6-UV封裝膠，7-封裝蓋。
【具體實施方式】
[0038]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。
[0039]如附圖2所不,是本發(fā)明一個實施例的一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯不器件，包括透明玻璃基板1、透明ITO電極層3、有機功能層4、A1電極層5，所述有機功能層4包括若干個像素單元，還包括設(shè)置在每個像素單元區(qū)域內(nèi)的所述透明玻璃基板I和所述透明ITO電極層3之間的散射層2，所述散射層2僅分布在像素單元區(qū)域內(nèi)，在整個透明玻璃基板1，多個所述散射層2呈不連續(xù)分布，其中所述散射層2包括光刻膠和TiO2散射顆粒微細粒子。
[0040]作為本發(fā)明的其它實施例，所述光刻膠可由透光率大于80%的基質(zhì)(比如ZE0C0AT)和折射率大于1.8的高折射率的散射顆粒(比如SiO2或Zn0、Zr02，)代替，同樣能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。
[0041]在本發(fā)明上述實施例中的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件中，所述散射層2只分布于像素單元對應(yīng)區(qū)域，散射層2之外為折射率相對較低的透明ITO電極層3，即第一透明電極層，當光束從發(fā)光像素到達散射層2之后，由于散射層2的不連續(xù)性，抑制了從高折射率的散射層到低折射率的第一透明電極間的光束橫向擴散，使得各個像素發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域界限清楚，保證了圖像的對比度。同時，所述散射層2設(shè)置在透明基板和第一透明電極間，可以有效地取出限制在有機功能層之間內(nèi)部的光束，具有高效的光取出效率。
[0042]作為本發(fā)明一個實施例的一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯不器件的制備方法，具體包括如下步驟:
[0043]S1、在透明玻璃基板I上與像素單元區(qū)域?qū)?yīng)位置制備散射層2，具體包括:
[0044]S10、制備散射層溶液:將15g 二氧化鈦微細粒子、1.2g分散劑(afcma-4010)、60g溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯)混合攪拌均勻，倒入研磨罐中，固定好研磨罐及研磨柱后，加入90ml鋯珠(鋯珠的量視研磨罐的體積而定)，研磨3小時后用紗布濾去鋯珠，制得研磨液。研磨液經(jīng)過1.2μπι濾紙壓濾后取濾液。將所得濾液與光刻膠(E0C130)按比例1:1混合后，制得散射層溶液；
[0045]S11、將步驟SlO中所制的散射層溶液，旋轉(zhuǎn)涂布成膜，制備得到連續(xù)的散射膜層；
[0046]S12、采用光刻曝光工藝，將步驟Sll所制得的散射膜層位于像素區(qū)域之外的部分刻蝕掉，獲得僅分布在像素區(qū)域?qū)?yīng)位置的散射層2。
[0047]S2、在散射層2不與所述透明玻璃基板I直接接觸的一面上采用直流磁控濺射法制備150nm的透明ITO電極層3，ITO靶材為銦錫合金，其成份比例In:Sn=9:1 ;制備過程中氧分壓為0.4Sccm，氬分壓為20Sccm。制備出透明ITO電極層3后，采用刻蝕方法刻蝕出ITO第一透明電極層3。
[0048]S31、再在ITO第一透明電極3遠離所述透明玻璃基板I的一面上蒸鍍有機功能層4:即依次蒸鍍空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層。蒸鍍過程中腔室壓強低于5.0X 10-3Pa，首先蒸鍍40nm厚的N，N- 二 (萘-1-基)-N, N’ - 二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)作為空穴傳輸層；以雙源共蒸的方法蒸鍍30nm厚的9，10- 二(2-萘基)蒽(ADN，英文全稱為
9,10-d1-(2-naphthyl) anthr-acene)和四叔丁基花(TBPe,英文全稱為 2，5, 8, ll-tetra-tertbutylperyle-ne)作為發(fā)光層，通過速率控制TBPe在ADN中的比例為7% ;蒸鍍20nm的8-羥基喹啉鋁(Alq3)作為電子傳輸層；蒸鍍0.5nm的氟化鋰(LiF)作為電子注入層。
[0049]S32、在有機功能層4遠離所述透明玻璃基板I的一面上蒸鍍150nm的Al作為第二電極層5。
[0050]S4、使用UV封裝膠6和封裝蓋7進行封裝，制成OLED器件。具體是首先在透明玻璃基板I上用于封裝的相應(yīng)位置涂覆UV封裝膠6，由于透明ITO電極層3成條狀分布，部分UV封裝膠6直接涂覆在透明玻璃基板1，部分UV封裝膠6直接涂覆在透明ITO電極層3上；然后將封裝蓋7扣合在UV封裝膠6上進行密封。
[0051]專利文獻CN1498046A中公開的OLED器件，其封裝蓋與第一電極層、散射層相接觸實現(xiàn)OLED器件的密封，而散射層容易透氧氣和透水氣，進而影響器件壽命。本發(fā)明的OLED器件中封裝蓋7通過與第一電極層、玻璃基板的襯底相接觸實現(xiàn)OLED器件的密封，玻璃基板隔絕氧氣和水氣的效果更好，能保證器件使用壽命。
[0052]作為本發(fā)明的其它實施例，所述步驟Sll中旋轉(zhuǎn)涂布成膜的方法可由現(xiàn)有技術(shù)中的絲網(wǎng)印刷、噴墨打印方法替代，同樣能獲得連續(xù)的散射膜層，同樣能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0053]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，包括透明基板、第一透明電極、有機功能層、第二電極，有機功能層包括若干個像素單元，其特征在于:還包括在透明基板和第一透明電極之間對應(yīng)每個像素單元的區(qū)域設(shè)置的散射層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，其特征在于:所述散射層包括透光率大于80%的基質(zhì)和折射率高于有機功能層的折射率的散射顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，其特征在于:所述基質(zhì)為光刻膠，所述散射顆粒為TiO2或SiO2或ZnO或ZrO2微細粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，其特征在于:所述散射顆粒的初始粒徑為0.02-0.8 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 4任一所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件，其特征在于:所述散射層厚度為0.3-3 μ m。
6.一種具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在透明基板上與像素單元區(qū)域?qū)?yīng)位置制備散射層； (2)在散射層不與所述透明基板直接接觸的一面上制作第一透明電極； (3)在所述第一透明電極上順次制作有機功能層和第二電極； (4)器件封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中，制備散射層的具體步驟如下: (10)制備散射層溶液:將散射顆粒、分散劑、溶劑混合研磨后過濾取濾液，再將所得濾液與基質(zhì)混合制得散射層溶液； (11)將散射層溶液在透明基板上涂布成膜，獲得連續(xù)的散射膜層； (12)采用光刻工藝，將步驟(11)中所制作的散射膜層位于像素區(qū)域以外的部分刻蝕掉，獲得多個不連續(xù)地僅在像素區(qū)域的對應(yīng)區(qū)域分布的散射層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述基質(zhì)的透光率大于80%，所述散射顆粒的折射率大于有機功能層的折射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述基質(zhì)為光刻膠，所述散射顆粒為TiO2或SiO2或ZnO或ZrO2微細粒子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述散射顆粒的初始粒徑為0.02-0.8 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求7— 10任一所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述散射層厚度為0.3-3 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求7— 10任一所述的具有高光取出率的有機電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于:所述步驟(11)中所述散射膜層利用旋轉(zhuǎn)涂布法形成。
【文檔編號】H01L21/77GK103633109SQ201210312591
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】邱勇, 段煉, 董艷波, 張國輝 申請人:昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司, 清華大學, 北京維信諾科技有限公司