[发明专利]具有纳米粒子和周期性结构的OLED光提取膜

说明书

背景技术

有机发光二极管（OLED）装置包括夹在阴极与阳极之间的电致发光有机材料薄膜，并且这些电极中的一者或两者均为透明导体。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，或陷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。

光提取膜使用内部纳米结构来避免装置内发生波导损耗。尽管能够提供强效光提取，但包括规则排列特征（例如光子晶体或线性光栅）的内部纳米结构往往会在所发射光的角度和光谱分布中产生衍射相关的变型形式，这在最终应用中可为不可取的。因此，需要如下光提取膜，所述光提取膜经由纳米结构来提高光提取效率，同时还能够降低输出光中不可取的亮度和色角的不均匀度。

发明内容

符合本发明的光提取膜包括基本上透明的基底、位于基底上的低折射率周期性结构、和施用到周期性结构上的高折射率平面化回填层。光散射纳米粒子以单层或亚单层施用到周期性结构上，或者包含在回填层内。

周期性结构与光散射纳米粒子的组合提供具有较均一亮度和光谱分布的增强的光提取。

附图说明

附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，而且它们结合具体实施方式阐明本发明的优点和原理。在这些附图中，

图1为具有以亚单层施用到周期性结构上的纳米粒子的光提取膜的示意图；

图2为具有分布在整个回填层中的纳米粒子的光提取膜的示意图；

图3为一维周期性结构的透视图；

图4为二维周期性结构的透视图；

图5为示出将光提取膜层合到OLED装置的示意图；

图6为示出将光提取膜层合到OLED装置的示意图；

图7为涂布在1D结构化膜上的纳米粒子的图像；

图8为涂布在2D结构化膜上的纳米粒子的图像；

图9A为1D结构化膜上的纳米粒子的顶视图的图像；

图9B为1D结构化膜上的纳米粒子的剖视图的图像；

图10为2D结构化膜上的纳米粒子的图像；

图11A示出了对于具有存在和不存在纳米粒子的2D结构化膜的样品而言的随极角变化的亮度；

图11B示出了对于采用平膜上的纳米粒子制备的样品而言的随极角变化的亮度；

图12示出了对于具有存在和不存在纳米粒子的1D结构化膜的样品以及对于采用不存在纳米粒子或纳米结构的玻璃基底制备的样品而言的随极角变化的亮度；并且

图13为通过1D结构而部分有序的纳米粒子的图像。

具体实施方式

本发明的实施例涉及光提取膜以及它们对OLED装置的使用。光提取膜的实例在美国专利申请公布No.2009/0015757和No.2009/0015142中有所描述，这两个专利申请公布均如同全文陈述一样以引用方式并入本文。

图1为具有周期性结构的光提取膜10的构造的示意图，其中所述周期性结构上设置有纳米粒子。光提取膜10包括基本上透明的基底12（柔性的、刚性的、或位于窗口层内的）、低折射率周期性结构14、以表面层方式分散在周期性结构14上的纳米粒子16、以及在周期性结构14和纳米粒子16上形成大体平的表面19的高折射率平面化回填层18。术语“大体平的表面”是指回填层使下层平面化，但在大体平的表面中可存在轻微的表面变化。

图2为具有周期性结构和纳米粒子另一个光提取膜20的构造的示意图。光提取膜20包括基本上透明的基底22（柔性的、刚性的、或者位于窗口层内的）、低折射率周期性结构24、纳米粒子26、以及在周期性结构24和纳米粒子26上形成大体平的表面29的高折射率平面化回填层28。在此实施例中，纳米粒子26（例如）以体积分布方式而非以针对光提取膜10所示的表面层方式分布在整个回填层28中。