本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)：

oled(英文全稱為organiclightemittingdiode，意思為有機(jī)電致發(fā)光器件，簡(jiǎn)稱oled)具有主動(dòng)發(fā)光、視角廣、重量輕、溫度適應(yīng)范圍廣、面積大、全固化、柔性化，功耗低、響應(yīng)速度快以及制造成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)，在顯示與照明領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般選擇透明玻璃作為oled器件的基板，玻璃的折射率通常為1.55左右，有機(jī)電致發(fā)光材料層的折射率一般為1.7左右，ito層的折射率一般為1.8左右。有機(jī)電致發(fā)光材料通電后發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)ito層進(jìn)入玻璃、再經(jīng)過(guò)玻璃進(jìn)入空氣時(shí)，即由光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時(shí)，會(huì)存在全反射現(xiàn)象，導(dǎo)致大部分光線局限在oled器件中，致使oled的光輸出效率大大降低，其中約40％的光會(huì)因?yàn)閕to/有機(jī)層波導(dǎo)模式損失，約10％的光會(huì)被sp模式(surfaceplasma)損失，30％的光會(huì)局限在(襯底)模式中損失，只有約20％的光能從玻璃基板外側(cè)傳播出來(lái)。因此，大約80％的光被局限或者損耗在oled有機(jī)電致發(fā)光材料的內(nèi)部無(wú)法合理應(yīng)用。

而對(duì)于柔性oled而言，其基板一般由pet、pen、pi等聚合物構(gòu)成，其折射率一般為1.6左右，同玻璃基板一樣，也存在折射率不匹配的問(wèn)題。因此，光在柔性oled中傳播時(shí)也會(huì)導(dǎo)致光損失。

目前提高oled光取出的方法有很多種，比如說(shuō)文獻(xiàn)appliedphysicsletters97,223303(2010)公開(kāi)了微透鏡的制備方法，使得器件的光取出效率提升了60％。專利cn201210309051.3公開(kāi)了一種通過(guò)ps微球?qū)犹岣遫led光取出的制備方法。專利cn201180019709.0公開(kāi)了一種層和到玻璃基底上的oled光提取膜。專利cn200880015512.8同樣提出了一種具有改進(jìn)光輸出的電致發(fā)光器件。專利cn201310056779.4公布了一種提高oled背光源發(fā)光效率的方法，其利用高折射率的玻璃作為基板，并在玻璃的一側(cè)采用壓延技術(shù)制備微透鏡來(lái)增加光輸出。另外，還可以對(duì)玻璃直接化學(xué)腐蝕對(duì)其進(jìn)行粗糙化處理，或者使用單層抗反射膜進(jìn)行光取出。

但是我們注意到，目前這些外部光取出技術(shù)仍然存在諸多缺陷或者不足。一般而言，光取出可以分為內(nèi)取出和外取出方法兩種。而目前所報(bào)道的方法一般指采用內(nèi)取出或者外取出方法中的一種，導(dǎo)致光取出效率并不理想。并且，所報(bào)道的方法一般存在成本較高，工藝復(fù)雜的問(wèn)題，限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。

故，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種光取出效果好、制備工藝簡(jiǎn)單、同時(shí)能進(jìn)行內(nèi)取出與外取出的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種能夠提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，具有光取出效果好、制備工藝簡(jiǎn)單、同時(shí)能進(jìn)行內(nèi)取出與外取出、器件性能良好的特點(diǎn),減少成本，利于器件的商業(yè)化。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括有透明襯底、貼覆于所述透明襯底一面且依次疊設(shè)的第二光耦合取出層、第一電極、有機(jī)功能層、第二電極以及貼覆于所述透明襯底另一面的第一光耦合取出層；所述有機(jī)功能層包括自上而下依次層疊的電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層以及空穴注入層。

進(jìn)一步地，所述透明襯底為玻璃襯底或柔性襯底。

進(jìn)一步地，所述透明襯底為規(guī)則或無(wú)規(guī)則的表面圖案化的透明襯底。

進(jìn)一步地，所述透明襯底的表面貼覆有平坦層。

進(jìn)一步地，所述平坦層的可見(jiàn)光透過(guò)率大于75％，折射率為0.5-3.0之間，厚度為0-10000um。

進(jìn)一步地，所述第二光耦合取出層為表面圖案化的第二光耦合取出層；所述第二光耦合取出層的表面貼覆有光耦合薄膜層。

進(jìn)一步地，所述光耦合薄膜層可見(jiàn)光透過(guò)率大于65％，折射率在0.5-3.0之間，所述光耦合薄膜層厚度為0-20000um。

進(jìn)一步地，所述平坦層和所述光耦合薄膜層均由聚合物與微小顆粒的混合物制備而成。

進(jìn)一步地，所述聚合物為光刻膠su-8、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚酰亞胺(pi)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(pet)、環(huán)氧樹(shù)脂(ep)、聚碳酸酯(pc)、尼龍(pa)、丙烯睛一苯乙烯共聚物(as)、透明聚丙烯(pp)、透明abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、丁二烯-苯乙烯共聚物聚氯(bs)、乙烯(pvc)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚醚砜樹(shù)脂(pes)或者聚乙烯亞胺(pei)中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述微小顆粒為lif、linh2、cs3n、lih、kbh4、mgf2、nacl、mgo、cs2co3、rb2co3、cuo、zns、zro2、zno、sno、al2o3、ca2co3、cao、cacl中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的能夠提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件具有光取出效果好、制備工藝簡(jiǎn)單、同時(shí)能進(jìn)行內(nèi)取出與外取出、器件性能良好的特點(diǎn)；并且本發(fā)明的器件制造成本低，利于器件的商業(yè)化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中一種有機(jī)電致發(fā)光器件a和一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的電流密度-效率示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的一種有機(jī)電致發(fā)光器件a和一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b在5v電壓下器件的光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括有透明襯底2、貼覆于所述透明襯底一面且依次疊設(shè)的第二光耦合取出層3、第一電極4、有機(jī)功能層、第二電極10以及貼覆于所述透明襯底另一面的第一光耦合取出層1；所述有機(jī)功能層包括自上而下依次層疊的電子注入層9、電子傳輸層8、發(fā)光層7、空穴傳輸層6以及空穴注入層5。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述第一光耦合取出層1和第二光耦合取出層3能同時(shí)工作進(jìn)行光取出，大大提高光取出效率；所述第一光耦合取出層1是在未制備有機(jī)電致發(fā)光器件前，通過(guò)噴砂技術(shù)對(duì)襯底打磨，為光耦合內(nèi)取出層；所述第二光耦合取出層3是可以在制備有機(jī)電致發(fā)光器件前也可以在制備有機(jī)電致發(fā)光器件后，通過(guò)噴砂技術(shù)對(duì)襯底打磨，這樣基本上都不會(huì)影響器件的電學(xué)特性，為光耦合外取出層；所述第一光耦合取出層1和第二光耦合取出層3都用噴砂技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，因?yàn)閲娚凹夹g(shù)是一種低成本的工藝，并且易于操作，此外，可以根據(jù)砂子的大小，制備出相應(yīng)的光取出耦合層，并且，所用過(guò)的砂子可以進(jìn)行循環(huán)再處理，進(jìn)一步降低成本，利于環(huán)保。

1、在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述透明襯底2為玻璃襯底或柔性襯底，所述透明襯底2為規(guī)則或無(wú)規(guī)則的表面圖案化的透明襯底2，所述透明襯底2的表面貼覆有平坦層，所述平坦層的可見(jiàn)光透過(guò)率大于75％，折射率為0.5-3.0之間，優(yōu)選的為1.0-1.8之間，厚度為0-10000um，優(yōu)選為0.1-3000um。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，通過(guò)噴砂技術(shù)對(duì)襯底打磨后，可以對(duì)透明襯底2形成圖案化，可以是規(guī)則的，也可以無(wú)規(guī)則，工藝非常簡(jiǎn)單；所述第一光耦合取出層1經(jīng)過(guò)噴砂技術(shù)處理后，形成了圖案化后，如果直接在制備有機(jī)電致發(fā)光器件，器件的每層將會(huì)變得的不平整，容易導(dǎo)致漏電流的產(chǎn)生，影響器件效率、壽命等性能。所以，為了克服這一問(wèn)題，在噴砂后的透明襯底2通過(guò)引入一層平坦層；所述平坦層是在未制備有機(jī)電致發(fā)光器件前，通過(guò)溶液加工方式制備，所述平坦層同時(shí)也可以起到光取出的功能。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述第二光耦合取出層3經(jīng)過(guò)噴砂技術(shù)處理后，所述第二光耦合取出層3為表面圖案化的第二光耦合取出層3，可以對(duì)光進(jìn)行有效取出。為了進(jìn)一步提升光取出效果，對(duì)其進(jìn)行制備光耦合薄膜層；所述光耦合薄膜層是可以在制備有機(jī)電致發(fā)光器件前也可以在制備有機(jī)電致發(fā)光器件后，通過(guò)溶液加工方法制備。所述第二光耦合取出層3的表面貼覆有光耦合薄膜層，所述光耦合薄膜層可見(jiàn)光透過(guò)率大于65％，折射率在0.5-3.0之間，優(yōu)選的為1.0-2.0之間，所述光耦合薄膜層厚度為0-20000um，優(yōu)選為1-5000um。所述平坦層和所述光耦合薄膜層均由聚合物與微小顆粒的混合物制備而成。

進(jìn)一步地，所述聚合物為光刻膠su-8、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚酰亞胺(pi)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(pet)、環(huán)氧樹(shù)脂(ep)、聚碳酸酯(pc)、尼龍(pa)、丙烯睛一苯乙烯共聚物(as)、透明聚丙烯(pp)、透明abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、丁二烯-苯乙烯共聚物聚氯(bs)、乙烯(pvc)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚醚砜樹(shù)脂(pes)或者聚乙烯亞胺(pei)中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述微小顆粒為lif、linh2、cs3n、lih、kbh4、mgf2、nacl、mgo、cs2co3、rb2co3、cuo、zns、zro2、zno、sno、al2o3、ca2co3、cao、cacl中的至少一種。

實(shí)施例一

下面通過(guò)制備一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器a和一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b，進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行對(duì)比分析，其中，提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b涂布平坦層與外取出耦合層，具體如下：

所制備一種有機(jī)電致發(fā)光器件a的結(jié)構(gòu)為：glass(襯底)ito/hat-cn(100nm)/npb(20nm)/bebq2:ir(piq)3(30nm,5％)/tpbi(30nm)/lif(1nm)/al(200nm)

所制備一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的結(jié)構(gòu)為：su-8+lif薄膜/glass(襯底)/su-8+lif薄膜/ito/hat-cn(100nm)/npb(20nm)/bebq2:ir(piq)3(30nm,5％)/tpbi(30nm)/lif(1nm)/al(200nm)

其中，ito：氧化銦錫；

hat-cn：2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜三亞苯；

npb：(n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-聯(lián)苯-4,4'-二胺)；

bebq2：10羥基苯并喹啉鈹

ir(piq)3：tris(1-phenylisoquinolinolato-c²,n)iridium(iii)

tpbi:1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯

lif：氟化鋰；

al：鋁。

采用如下方法制備本發(fā)明的一種有機(jī)電致發(fā)光器件a：

該提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件a的結(jié)構(gòu)依次由以下功能層疊加：

基板、陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、紅色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽(yáng)極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層為20nm厚的npb薄膜。

上述紅色發(fā)光層為30nm厚的bebq2：ir(piq)3薄膜。

上述電子傳輸層為30nm厚的tpbi薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的lif薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

該一種有機(jī)電致發(fā)光器件a通過(guò)以下步驟制備：

1、在基板上以濺射方法制備ito薄膜作為陽(yáng)極。

2、再在陽(yáng)極上以真空蒸鍍方法制備100nm的hat-cn作為空穴注入層。

3、在上述空穴注入層上以真空蒸鍍方法制備20nm厚度的npb薄膜作為空穴傳輸層。

4、在上述空穴傳輸層上以真空蒸鍍方法制備30nm厚的bebq2：ir(piq)3薄膜做紅光層。

5、在上述紅光層上以真空蒸鍍方法制備30nm厚度的tpbi薄膜作為電子傳輸層。

10、在上述電子傳輸層上以真空蒸鍍方法制備1nm的lif薄膜作為電子注入層。

11、在上述電子注入層上以真空蒸鍍方法制備200nm的al薄膜作為陰極。

一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的制備方法如下：

將玻璃置于噴砂機(jī)中進(jìn)行內(nèi)外表面噴砂打磨，然后涂布平坦層與外取出耦合層。對(duì)于平坦層與耦合層的制備，通過(guò)以下方法，用天平秤取適量的的lif微小顆粒，將其置于su-8光刻膠中，用攪拌器攪拌均勻，外取出層的濃度比優(yōu)化為15％，內(nèi)取出層的的濃度比優(yōu)化為5％。

通過(guò)旋涂工藝將溶液涂布在基板上，烘干后，再制備oled器件，其他工藝則與一種有機(jī)電致發(fā)光器件a相同。

對(duì)上述制備得到的一種有機(jī)電致發(fā)光器件a和一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的性能進(jìn)行檢測(cè)，該一種有機(jī)電致發(fā)光器件a的電流密度-效率圖如圖2所示，一種有機(jī)電致發(fā)光器件a的最大效率為9.4cd/a，一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的最大效率為19.9cd/a,提高了1.12倍。器件5v時(shí)的光譜如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)一種有機(jī)電致發(fā)光器件a和一種提高光取出率的有機(jī)電致發(fā)光器件b的光譜基本不變，說(shuō)明光取出工藝不影響器件的光譜。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。