[发明专利]一种有机电致发光器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体技术领域，尤其涉及一种提高光取出率的有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术

OLED（英文全称为Organic Light Emitting Diodes，意思为有机电致发光器件，简称OLED）具有主动发光、视角广、重量轻、温度适应范围广、面积大、全固化、柔性化，功耗低、响应速度快以及制造成本低等众多优点，在显示与照明领域有着重要应用，越来越受到学术界和工业界的关注。

现有技术中，一般选择透明玻璃作为OLED器件的基板，玻璃的折射率通常为1.55左右，有机电致发光材料层的折射率一般为1.7左右，ITO层的折射率一般为1.8左右。有机电致发光材料通电后发出的光，经过ITO层进入玻璃、再经过玻璃进入空气时，即由光密介质向光疏介质传播时，会存在全反射现象，导致大部分光线局限在OLED器件中，致使OLED的光输出效率大大降低，其中约40%的光会因为ITO/有机层波导模式损失，约10%的光会被SP模式(surface plasma)损失，30%的光会局限在（衬底）模式中损失，只有约20%的光能从玻璃基板外侧传播出来。因此，大约80% 的光被局限或者损耗在OLED 有机电致发光材料的内部无法合理应用。

目前提高OLED光取出的方法有很多种，Kanchan Saxena等人在文献 Optical Materials 32,221 （2009）里面综述了多种提高OLED光取出效率的措施。通过对比研究发现，对外表面的结构进行设计改造以达到提高光取出效果显得尤为简单和可操作性。对衬底的外表面结构进行加工提升光取出效率，主要有以下几种方式：

粗糙化衬底表面、形成微透镜阵列、单层与多层光耦合薄膜、形成光提取膜黏贴、涂布散射层、化学方法形成多孔的薄膜层等。

但是，目前这些外部光取出技术仍然存在诸多缺陷：

1）粗糙化衬底表面主要有喷砂工艺和化学腐蚀两种方法。喷砂工艺，是用定制的喷砂机将直径为微米级别的小颗粒以特定的角度和速度喷射到玻璃衬底表面，高速颗粒对衬底外表面的冲击会不可避免的给整个器件带来相应的机械振动，扰乱OLED层内分子之间的良好排布，对器件的光学性能和电学性能都会造成很大影响，从而影响OLED寿命和稳定性。使用化学药品直接腐蚀玻璃表面时，同一批次的产品可能会有完全不同的外表面形貌，使得器件的统一性差，不利于商业化生产。无论使用喷砂工艺或者化学腐蚀，都会有不同程度的图像模糊现象。

2）如使用微透镜提高光取出效率时，微透镜薄膜需要微米级别的平面矩阵阵列，这需要很精密的控制尺寸以及较严格的工艺，导致制备工艺复杂，成本较高。另外，若要将微透镜技术应用于显示领域，需要对微透镜缩小且阵列化，但此时与基底的对位变得相当重要，而且基底不能太厚（＜0.5mm），否则相邻像素会互相干扰，图像显示模糊。无论如何，使用微透镜工艺提升光取出效果时，总会有不同程度的图像模糊现象。

3）使用单层光耦合膜时，该方法的基本制作方法是在OLED外表面沉积特定的材料，比如MgF₂，虽然其折射率为1.38(波长550 nm)，介于空气和玻璃之间，但是其折射率随波长不同而变化，对于单色光而言，各个波长段的光取出所需MgF₂厚度不同，需要进行精确调控，并且此种方式显然不利于白光的光取出效果，该方法的取出效果也相对较差。而使用多层光耦合层则工艺成本较高，同时材料选取范围也较少。

4) 采用光提取膜黏贴，光取出效果较差，由于需要折射率匹配的粘结层，并且对粘结层的透光性也有要求，导致这种粘结层选取范围较少，现有的这种方法获得的光提取效率一般仅有20%~30%提升。

5）涂布散射层为有效的光提取的方法，该方法加工简单，光取出效果较优，但由于涉及到要将散射颗粒、分散剂、溶剂混合研磨后过滤取滤液，再将所得滤液与基质混合制得散射层溶液，而使工艺相对复杂，并且也不可避免散射颗粒间会产生团聚现象，从而影响光取出效果。

(6) 化学方法获得多孔的薄膜，工艺参数调整复杂，工艺中也需要使用昂贵的设备。

    可见，现有技术中的处理方法普遍存在对器件其他性能存在影响或者制备工艺复杂等特点。故，针对现有技术不足，提供一种光取出效果好、制备工艺简单、且不影响器件其它性能的有机电致发光器件及其制备方法，以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的是提供了一种能够提高光取出率的有机电致发光器件及其制备方法，具有光取出效果好、并且加工方式简单、器件性能良好的特点。