[发明专利]具有高折射率回填层和钝化层的光提取膜

说明书

背景技术

有机发光二极管(OLED)是一种新的显示和照明技术的基础，它为高分辨率或高像素数的高清显示应用以及高效的大面积柔性照明应用提供了良好的匹配。OLED装置包括夹在阴极和阳极之间的电致发光有机材料薄膜，并且阴极和阳极中之一者或都为透明导体。当在装置两端施加电压时，电子和空穴从它们各自的电极注入，并通过中间形成发光激子而在电致发光有机材料中复合。

在OLED装置中，所产生的光通常由于装置结构内的工艺而损失掉70％以上。折射率较高的有机层和铟锡氧化物(ITO)层与折射率较低的基底层之间的界面处的陷光是提取效率低下的主要原因。只有相对少量的发射光作为“可用”光穿过透明电极。大部分光会发生内反射，这导致这些光从装置边缘发出，或限在装置内并在反复穿行之后最终因吸收到装置内而损失掉。

已经尝试通过例如下列多种方式提高OLED的内量子效率(注入的单位电子所产生的光子数)：改进电荷注入或传输层；使用荧光染料或磷光材料；或使用多层结构(参见例如K.Meerholz，《先进功能材料》(Adv.Funct.Materials)，第11卷第4期，第251页，2001年)。光提取效率(由结构发出的光子数与内部产生的光子数的比值)可受到发射层本身以外的因素影响。

底部发光OLED可以被看作由包含高折射率层(用于产生光、传输载流子、注入或阻挡光的有机层，和通常透明的导电性氧化物层)的芯和低折射率基底材料(通常为玻璃，但可以是聚合物膜)组成。因此，芯内产生的光可以遇到从高折射率至低折射率的两个界面，光可能在所述界面处发生内反射。由于遇到第一界面而不能逸出芯的光被限制为波导模式，而穿过该界面但由于在基底空气界面处反射而不能从基底逸出的光被限制为基底模式。顶部发光OLED中，由于界面发生类似的光损失。

已经提出多种解决方案来通过扰乱基底空气界面(如微透镜或粗糙化表面)而影响到达该界面的光。其他解决方案则是将散射元件引入基底中或引入粘合剂在(参见已公布的PCT专利申请No.WO2002037580A1(Chou))，从而中断基底模式以将该光重新导向离开装置。甚至已经进行了一些初步尝试来通过在芯基底界面引入散射或衍射元件而干扰该界面。详细的分析表明，散射或衍射结构在设置于该界面时将最有效地提取光(M.Fujita等人，《日本应用物理学杂志》(Jpn.J.Appl.Phys.)，第44卷第6A期，第3669-3677页，2005年)。当散射或衍射元件与回填材料之间的折射率对比度较大，以及当折射率对比度变化的长度尺度与光的波长相当时，散射效率最大化(参见例如F.J.P.Schuurmans等人，《科学》(Science)，第284卷第5411期，第141-143页，1999年)。

与该光提取层接触的无缺陷OLED装置的制造将需要平滑的平表面，因此光提取膜的顶部表面的平面性较为重要。然而，已经关于电极结构波纹压制进行了一些工作，以耦合离开OLED的光(M.Fujita等人，《日本应用物理学杂志》(Jpn.J.Appl.Phys.)，第44卷第6A期，第3669-3677页，2005年)；对装置内电场的综合效应预计具有有害影响。因此必须格外注意，以免在干扰该界面的同时对装置的电气操作产生不利影响。还没有提出平衡这些冲突问题的实际解决方案。

无机发光二极管(LED)的外部效率存在类似问题，其中活性材料非常高的折射率可能严重限制对内部产生的光的提取。在这些情况下，已经进行了一些尝试来利用光子晶体(PC)材料提高提取效率(S.Fan，《物理评论快报》(Phys.Rev.Letters)，第78卷第17期，第3294页，1997年；H.Ichikawa，《应用物理快报》(Appl.Phys.Letters)，第84卷，第457页，2004年)。已经开始出现有关利用PC提高OLED效率的类似报道(M.Fujita，《应用物理快报》(Appl.Phys.Letters)，第85卷，第5769页，2004年；Y.Lee，《应用物理快报》(Appl.Phys.Letters)，第82卷，第3779页，2003年)，但此前报道的结果涉及耗时而高成本的工序，所述工序不利于其本身引入到现有的OLED制造工艺中。

因此，需要一种产品能够以与OLED装置制造工艺相容的方式促进从该装置的光提取。

发明内容