專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)作為顯示器件時(shí)具有寬視角、響應(yīng)快、色域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)， 作為照明器件時(shí)具有平面化、無(wú)汞污染、高效率等特色，是下一代顯示和照明的發(fā)展趨勢(shì)。 但是在典型的OLED器件結(jié)構(gòu)中，由于各膜層材料的折射率不一致造成的反射，使得通過器件發(fā)射層發(fā)出的光大部分被限制在器件中不能有效的輸出到器件外(即光耦合效率低)。 以圖1所示的平板玻璃為襯底的典型OLED光傳播為例，光從金屬電極13發(fā)出，經(jīng)有機(jī)層 12和ITO(納米銦錫金屬氧化物)層11，通過玻璃襯底14射向外界的空氣，若入射角大于玻璃-空氣的臨界角02.8° )時(shí)，將被全反射回器件中，此部分光約占整個(gè)器件發(fā)出光的 30%。同樣，若從ITO射向玻璃的光，入射角大于ITO-玻璃的臨界角(約44 )時(shí)， 光將被全部反射回ITO層和有機(jī)發(fā)光層，此部分光約占整個(gè)器件發(fā)出光的約51%。被反射回的光將在各膜層之間來(lái)回反射、折射，最終會(huì)因吸收而消失。而只有約小于20%的光能輸出到器件外。為提高OLED器件的光耦合效率，針對(duì)不同的光限機(jī)制，已發(fā)展了多種方法來(lái)提高OLED的光偶和效率。HJ.Peng等人(SID，04，DIGEST, 11. 4)報(bào)道了以高折射率玻璃(η =1.7)為襯底，利用光刻-刻蝕工藝在襯底背面制作微透鏡陣列，高折射率玻璃增加了 ITO-玻璃間的臨界角，而微透鏡的半球形界面減小了光從玻璃到空氣的入射角，從而可以提高出光效率。盡管該器件的光耦合因子較標(biāo)準(zhǔn)的OLED器件提高1. 65倍，但是增加了復(fù)雜的光刻-刻蝕工藝，增加了生產(chǎn)的難度。其他的方法包括有Μ. Kitamur等人(Jpn. J. App 1. Phys.，Partl4, 2844, 2005)在有機(jī)層和襯底之間通過插入光子晶體(photonic crystal), 和 A. Dodablapur 等人(J. App 1. Phys.，vol. 80，no. 12，pp. 6954-6964，Dec. 1996，利用微腔 (microcavity)結(jié)構(gòu)來(lái)提高出光耦合效率，這類方法盡管一定程度上提高了出光效率，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且出光顏色隨角度變化嚴(yán)重。中國(guó)專利CN101647134A公開了一種利用低于襯底或有機(jī)材料折射率的低折射率材料以柵格化有機(jī)發(fā)射區(qū)來(lái)提高被限在ITO/有機(jī)材料和陰極之間的出光耦合效率，再結(jié)合襯底背表面微透鏡陣列，這種器件的出光耦合效率是標(biāo)準(zhǔn)OLED的2 3倍。但是密集的低折射率材料的柵格制備，一方面光刻工藝增加了工藝復(fù)雜性，另一方面也減少了面板的有效發(fā)光面積。水熱法制備晶體是一種從溶液中生長(zhǎng)晶體的方法，其基本原理是將原料溶解在水等溶劑中，采取適當(dāng)?shù)拇胧┰斐扇芤旱倪^飽和，使得晶體在其中形核并生長(zhǎng)。以水熱法制備氧化鋅(aio)晶體為例，是將可溶性鋅鹽溶于水或堿性水溶液，溶液中的ai2+與水溶液作用生成水合鋅離子([Zn(H2O)n]2+)、羥基類鋅離子(如[Si(OH)4]2-又稱生長(zhǎng)基元)、兩者的復(fù)合體離子(Ζη(Η20)η_χ(0Η)χ(2_χ)+，η彡χ)和分子(Zn(OH)2)。在水熱的條件下，Zn(OH)2、羥基類鋅離子通過脫水反應(yīng)生成該條件下具有唯一穩(wěn)定相的結(jié)晶性物質(zhì)&ι0。在已公開的文獻(xiàn) (Kuveshni Govender, etal. J. Mater. Chem.，2004，14 :2575-2591.)中定性描述了水熱法制備氧化鋅晶體的形貌與過飽和度(AC)的關(guān)系，以及兩個(gè)臨界過飽和濃度(低過飽和濃度 (Δ C*)與高過飽和濃度(Δ C**)) (1) AC <Δ C*時(shí)，異質(zhì)晶核的形成占主導(dǎo)，晶面呈螺旋位錯(cuò)顯現(xiàn)；(2) Δ Cf <Δ C <Δ C**時(shí)，螺旋位錯(cuò)變緩，2維晶核形成并占主導(dǎo)，常生成鋸齒狀和空心棒晶體；⑶Δ C >Δ C**時(shí)，同質(zhì)晶核的形成占主導(dǎo)，晶面粗糙并呈連續(xù)線性生長(zhǎng)，晶體形貌由樹狀向球狀轉(zhuǎn)變。溶膠-凝膠法制備膜材屬于濕化學(xué)法中的一種。一股指的是將金屬化合物(包括金屬醇鹽與金屬無(wú)機(jī)鹽)以及催化劑、螯合劑和水等制成溶膠，然后通過甩膠、噴涂或浸漬等方法將醇鹽溶膠涂在襯底上制膜，醇鹽吸收空氣中的水分后發(fā)生水解和聚合，逐漸變成凝膠，最后經(jīng)過干燥、燒結(jié)等處理的過程。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述出現(xiàn)的工藝復(fù)雜、光耦合率低等問題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法，能夠通過水熱法或溶膠-凝膠法的簡(jiǎn)單方法生產(chǎn)OLED的基板，并且不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，降低了生產(chǎn)的成本和復(fù)雜性，明顯的提高了 OLED器件的出光效率。本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，包括透明襯底，在透明襯底的至少一側(cè)具有散射層，所述散射層由Ti02、SiO2或SiO的納米粒子構(gòu)成，透明襯底的內(nèi)側(cè)與電極連接。襯底是其它各部分的支撐部件，位于有機(jī)電致發(fā)光器件的最外側(cè)，可以由剛性玻璃或柔性塑料構(gòu)成，優(yōu)選為剛性玻璃。散射層的作用是改變光的傳播方向，增加光向前傳播的概率，以提高出光耦合效率。散射層上的Ti02、Si&或ZnO的納米粒子形成鱗片狀、柱狀或管狀的透明陣列，具有較高的折射率，更有利于改變光的傳播路線，提高OLED器件的出光效率。為增加散射層上納米陣列生長(zhǎng)的均勻性，陣列的附著性及取向應(yīng)與基板相一致。為了達(dá)到更好的出光效果，優(yōu)選是在透明襯底的內(nèi)外兩側(cè)都具有散射層。在此基礎(chǔ)上，散射層的厚度應(yīng)大致為300nm，如果厚度太薄了可能會(huì)引起區(qū)域性不均勻，太厚容易造成較高的粗糙度，平坦化困難，并且增加光被吸收的可能性。進(jìn)一步的，散射層通過在可見光段透明的平坦化層與電極連接，所述的平坦化層中包含光刻膠、ITO(納米銦錫金屬氧化物)、ZnO或具有透明導(dǎo)電性質(zhì)的ZnO摻雜物。因?yàn)?OLED器件對(duì)襯底表面粗糙度有一定的要求，主要表現(xiàn)在ITO上Rmax ^ 150 A 15 A , 粗糙的ITO表面會(huì)影響OLED的內(nèi)電場(chǎng)分布，ITO表面尖峰會(huì)在器件局部形成高電場(chǎng)，使激子解離成為正負(fù)極子，而且高電場(chǎng)將加速有機(jī)材料的惡化，從而降低OLED的效率、穩(wěn)定性， 甚至使器件失效，所述的激子是固體中的一種基本的元激發(fā)，是由庫(kù)侖互作用互相束縛著的電子-空穴對(duì)。由于本發(fā)明的散射層表面比較粗糙，無(wú)法制備表面平坦的ITO層，因此為了沉積表面平坦的ITO層，需要做平坦處理。這里所謂的平坦化并不是將接觸表面絕對(duì)平整，平坦后表面應(yīng)具有適當(dāng)?shù)拇植诙?，這更有利于器件出光效率的提高。為了增強(qiáng)散射層中納米粒子依附性和提供晶體生長(zhǎng)點(diǎn)，在透明襯底與散射層之間設(shè)有的籽晶層。籽晶層的成分可以與散射層成分相同，也可以是SiO的摻雜物，如AZ0，GZ0寸。在保證膜層均勻的前提下，籽晶層的厚度越小越好，優(yōu)選為彡lOOnm。本發(fā)明還提供了一種有機(jī)電致發(fā)光器件基板的制造方法，在發(fā)光器件的透明襯底的至少一側(cè)通過溶膠-凝膠或水熱法形成散射層，所述散射層由TiO2、SW2或ZnO的納米粒子構(gòu)成，透明襯底的內(nèi)側(cè)通過沉積設(shè)置有電極。所述納米粒子形成的散射層表面積較大，更適合于水熱/溶膠凝膠工藝。優(yōu)選的，通過溶膠-凝膠或水熱法在透明襯底的內(nèi)外兩側(cè)都形成有散射層。進(jìn)一步的，在散射層上經(jīng)涂敷或沉淀形成平坦化層，散射層通過平坦化層與所述電極連接，平坦化層中包含光刻膠、ΙΤ0、Ζη0或ZnO的摻氧化物。所述的沉淀是指使用磁控濺射或CVD (化學(xué)氣相沉積)的方法。進(jìn)一步的，在透明襯底的表面形成致密的由Ti02、SiO2或ZnO構(gòu)成的籽晶層，籽晶層用于增強(qiáng)散射層中納米粒子依附性和提供晶體生長(zhǎng)點(diǎn)，在籽晶層的表面通過所述的溶膠-凝膠或水熱法形成所述的散射層。籽晶即微細(xì)晶粒，為通過水熱法或溶膠凝膠法生長(zhǎng)納米陣列提供生長(zhǎng)點(diǎn)和初始晶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法，能夠通過水熱法或溶膠-凝膠法的簡(jiǎn)單方法大面積生產(chǎn)OLED的基板，并且不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，降低了生產(chǎn)的成本和復(fù)雜性，極大程度提高了 OLED器件的出光效率，使OLED器件的出光耦合效率> 50%，并且出光顏色不隨角度變化。以下結(jié)合由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是傳統(tǒng)基板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板實(shí)施例1的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板實(shí)施例2的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中散射層的四種納米陣列形貌特征圖。圖5是本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板實(shí)施例3的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板實(shí)施例4的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖2所示本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，包括透明襯底1，透明襯底1可以為剛性玻璃或柔性塑料，優(yōu)選為玻璃。在透明襯底1的內(nèi)外兩側(cè)通過溶膠-凝膠或水熱法都設(shè)有散射層2，所述散射層2為由Ti02、SiO2或SiO的納米粒子構(gòu)成的300nm厚度的膜層， 透明襯底1的內(nèi)側(cè)經(jīng)散射層2，通過在散射層2上涂敷或沉淀形成的在可見光段透明的平坦化層4與電極3連接，平坦化層4中包含光刻膠、ΙΤ0、Ζη0或具有透明導(dǎo)電性質(zhì)的ZnO摻雜物。電極3可以為透明導(dǎo)電氧化物，如ITO (納米銦錫金屬氧化物),ZnO,ZnO的摻雜氧化物 (如AZ0，GZ0等)或金屬，優(yōu)選為ITO膜。電極3通過沉積形成，所述的沉淀是指使用磁控濺射或CVD (化學(xué)氣相沉積)的方法。當(dāng)一不滿足出射到空氣條件的光線(入射角>全反射的臨界角)從透明的電極3進(jìn)入平坦化層4時(shí)，因?yàn)槠教够瘜?的折射率略小于電極3，該光線將被折射進(jìn)入散射層2，被散射層2散射后進(jìn)入透明襯底1，再經(jīng)散射層2后出射到空氣中。這種結(jié)構(gòu)的基板工藝簡(jiǎn)單，但在成膜均勻性、粘附性、取向一致性以及工藝穩(wěn)定性上會(huì)相對(duì)較差一些。實(shí)施例2 如圖3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在透明襯底1的內(nèi)外兩側(cè)表面形成致密的由 TiO2^SiO2或ZnO構(gòu)成50nm厚的籽晶層5，籽晶層5用于增強(qiáng)散射層2中納米粒子依附性和提供晶體生長(zhǎng)點(diǎn)，在籽晶層5的表面通過所述的溶膠-凝膠或水熱法形成所述的散射層2。 散射層2為由Ti02、SiO2或SiO的納米粒子構(gòu)成的陣列。圖如 圖4d為通過水熱法在不同的水溫和溶液濃度下形成的四種納米陣列形貌特征。因?yàn)樽丫?與散射層2的組分物理性質(zhì)相同，光線在籽晶層5和散射層2中的傳播方向相同。本實(shí)施例克服了實(shí)施例1中所述的問題，出光效率更好，雖然增加了籽晶層5，增加了工藝上的復(fù)雜性，但是較傳統(tǒng)的光刻-刻蝕工藝，籽晶層5的形成工藝也更簡(jiǎn)單。實(shí)施例3 如圖5所示，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，只在透明襯底1的內(nèi)側(cè)設(shè)有所述的籽晶層5和散射層2，光線通過透明襯底1后直接進(jìn)入空氣。實(shí)施例4:如圖6所示，只在透明襯底1的外側(cè)設(shè)有所述的籽晶層5和散射層2，透明襯底1 的內(nèi)側(cè)直接與所述的電極3連接。
權(quán)利要求
1.有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為包括透明襯底(1)，在透明襯底(1)的至少一側(cè)具有散射層O)，所述散射層O)由Ti02、SiO2或&10的納米粒子構(gòu)成，透明襯底(1)的內(nèi)側(cè)與電極⑶連接。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為在透明襯底(1)的內(nèi)外兩側(cè)都具有散射層(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為散射層O)的厚度為 300nmo
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為散射層( 通過在可見光段透明的平坦化層⑷與電極⑶連接，所述的平坦化層⑷中包含光刻膠、ΙΤ0、Ζη0或具有透明導(dǎo)電性質(zhì)的ZnO摻雜物。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為在透明襯底(1) 與散射層( 之間具有增強(qiáng)散射層( 中納米粒子依附性和提供晶體生長(zhǎng)點(diǎn)的籽晶層(5)。
6.如權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，其特征為所述籽晶層(5)的厚度 (lOOnm。
7.有機(jī)電致發(fā)光器件基板的制造方法，其特征為設(shè)有透明襯底(1)，在透明襯底(1)的至少一側(cè)通過溶膠-凝膠或水熱法形成散射層O)，所述散射層O)由1102、3102或2110的納米粒子構(gòu)成，透明襯底⑴的內(nèi)側(cè)通過沉積設(shè)置有電極(3)。
8.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)電致發(fā)光器件基板的制造方法，其特征為通過溶膠-凝膠或水熱法在透明襯底(1)的內(nèi)外兩側(cè)都形成有散射層O)。
9.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)電致發(fā)光器件基板的制造方法，其特征為在散射層(2)上經(jīng)涂敷或沉淀形成平坦化層G)，散射層( 通過平坦化層(4)與所述電極C3)連接，平坦化層中包含光刻膠、ITO, ZnO或SiO的摻氧化物。
10.如權(quán)利要求7至9之一所述的有機(jī)電致發(fā)光器件基板的制造方法，其特征為在透明襯底⑴的表面形成致密的由打02、3102或&10構(gòu)成的籽晶層(5)，籽晶層(5)用于增強(qiáng)散射層O)中納米粒子依附性和提供晶體生長(zhǎng)點(diǎn)，在籽晶層(5)的表面通過所述的溶膠-凝膠或水熱法形成所述的散射層(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法。包括透明襯底，在透明襯底的至少一側(cè)具有散射層，所述散射層由TiO2、SiO2或ZnO的納米粒子構(gòu)成，透明襯底的內(nèi)側(cè)與電極連接。本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板及制造方法，能夠通過水熱法或溶膠-凝膠法的簡(jiǎn)單方法大面積生產(chǎn)OLED的基板，并且不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，降低了生產(chǎn)的成本和復(fù)雜性，極大程度提高了OLED器件的出光效率，使OLED器件的出光耦合效率＞50％，并且出光顏色不隨角度變化。
文檔編號(hào)H01L51/52GK102299266SQ20111027329
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者代令, 趙大庸, 閆曉劍, 韋新穎 申請(qǐng)人:四川虹視顯示技術(shù)有限公司