[發明專利]光學過渡層材料、光學基板/封裝層、OLED及各自制法

有效

• 申請號: 201210230664.8
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102751447A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 何劍;張色馮;蘇君海;柯賢軍
• 申請（專利權）人: 信利半導體有限公司
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 曹志霞

技術領域

本發明涉及有機電致發光技術，尤其涉及一種可提高出光效率的光學過渡層材料、光學基板（封裝層）、OLED及各自制法。

背景技術

有機電致發光（OLED，Organic?Light-Emitting?Diode）是由電能激發有機材料而發光的現象。OLED是一種“三明治”結構，由陽極、陰極和位于它們之間的有機材料層組成。有機材料層通常包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層和電子注入層。通過在電極之間施加適當的電壓，OLED器件就能發光。

參見圖1，表示OLED結構及其光傳播路徑，其中：玻璃基體106的內側面鍍ITO導電膜105作為陽極，其與陰極101之間依次填充空穴傳輸層104、發光層（填充有機發光材料）103和電子傳輸層102，各層折射率各不相同，例如，電子傳輸層102折射率為1.76；發光層103折射率為1.72；空穴傳輸層104折射率為1.76；ITO導電膜105折射率為1.8~2.2；玻璃基體106折射率為1.55；空氣107折射率為1.0。圖1中，θ表示反射角，θ₁、θc表示入射角，θ₂表示出射角，P表示正常出射光，由于各層折射率各不相同，光線在經過這些界面時會發生全反射損失，其中：ITO/有機物波導損失P1約50%；玻璃基體波導損失P2約20%；從玻璃基體逃逸部分光線P3僅約20%。

OLED的內量子效率已接近100%，但由于各有機材料層之間、有機材料與ITO之間、ITO與玻璃之間、玻璃與空氣之間的折射率差異，使得光線在經過這些界面時會發生全反射損失（如圖1所示）。使得最終從玻璃出射的光子僅占全部光子數量的20%，效率極低。這種狀況會帶來如下問題：（1）低的光取出效率迫使人們采用高檔次的發光材料或增大輸入電流，以滿足高亮度的使用要求，從而增加了材料成本、縮短了器件的使用壽命；（2）無法取出的能量（近80%）會轉變成熱，使有機功能層溫度大幅增加，不僅會惡化OLED的穩定性與光電參數性能，還會縮短OLED的壽命；（3）為了消除產生的熱量對OLED性能和壽命的影響，必須進行散熱設計，增加了生產成本。因此，對OLED器件進行結構設計與改性，提高其光取出效率是很有必要的。

如圖1所示，OLED中光的全反射損失主要發生在ITO（折射率為1.8-2.2）與玻璃（折射率為1.55）界面、玻璃與空氣（折射率約為1.0）界面。由于ITO層極薄（通常為100-200nm），對其進行加工或結構改性難度大，且可能影響其上沉積的有機物的結構與性能，故通常在玻璃表面采用粗化、微透鏡、過渡層、散射介質等方式，以破壞光線的界面全反射，提高OLED出光效率。表面粗化會嚴重降低玻璃的光透過率，使得光取出效率提升效果不明顯；微透鏡能大幅度提高光取出效率，但制作工藝復雜；采用高光透過率、耐短波長照射、可低溫短時間固化的有機材料（折射率介于玻璃與空氣之間）制作過渡層，不會影響光線的出射，但目前可應用于此的有機材料折射率在1.4-1.55之間，尚無符合條件的有機材料（折射率在1.25-1.35）。

有研究指出，在玻璃表面制作一層散射介質層，可將光取出效率提高40%，但如何制作散射介質層，并具體應用于OLED產品上則暫未發現公開的文獻資料，為此有必要就此進行深入的研究。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種光學過渡層材料、光學基板（封裝層）、OLED及各自制法，可以有效提高出光效率。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是，一種光學過渡層材料，包括有機材料主體和無機納米顆粒；所述有機材料主體的可見光透過率高于預設第一可見光透過率預設值，折射率接近或大于基板（封裝層）的折射率；所述無機納米顆粒的可見光透過率高于預設第二可見光透過率預設值，吸光率低于吸光率預設值；所述無機納米顆粒作為散射介質，彌散分布于所述有機材料主體之中。

較優地，所述有機材料主體的材料為有機硅樹脂、環氧或亞克力。

較優地，所述無機納米顆粒的材料為寬帶隙半導體材料或絕緣體材料。

較優地，所述無機納米顆粒的材料為SiO₂、MgO、MgF₂、TiO₂、ZnO、Al₂O₃或ZrO₂中的至少一種。

較優地，所述無機納米顆粒的表面以聚合物偶聯劑進行飾。

較優地，所述聚合物偶聯劑為KH550、KH560或KH570。