有机发光装置的光提取基板及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请是基于2018年5月15日提交的在先韩国专利申请第10-2018-0055483号并要求该申请的优先权的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及有机发光装置的光提取基板及其制造方法，并且更具体地涉和有机发光装置的光提取基板及其制造方法，所述光提取基板能够将光提取效率最大化。

背景技术

由于内在结构原因，有机发光装置仅发射约20％的生成的光。为了克服此低效性，进行对光提取层的研究，以便还提取和使用来自有机发光装置的80％的光，否则此部分光会损耗。

光提取层主要地划分成内部光提取层和外部光提取层。外部光提取层可通过将包括多种形式的结构的膜附接到基底基板的外部而方便地达成光提取效应。然而，外部光提取层的光提取效率是有限的，尽管光提取效率并不太多地取决于所述结构的形式。内部光提取层提取本来在光学波导模式下损耗的光，并且可提供比外部光提取层高的光提取效率。

发明内容

本公开的非限制性实施例的方面提供一种能够有效地提取损耗的光的内部光提取层。

本公开的特定非限制性实施例的方面解决上文论述的特征和/或上文未描述的其他特征。然而，不要求非限制性实施例的方面解决以上特征，并且本公开的非限制性实施例的方面可以不解决上文描述的特征。

根据本公开的第一方面，提供一种有机发光装置的光提取基板。所述光提取基板包括：基底基板；多孔光散射层，所述多孔光散射层形成在所述基底基板上，包括第一材料，并且具有形成在所述多孔光散射层中的多个孔；平坦化层，所述平坦化层形成在所述光散射层上，并且包括一第二材料；以及多个散射结构，所述多个散射结构包括所述第二材料，并且由从所述平坦化层渗入到所述光散射层中以填充所述多个孔的总体积的至少5％的所述第二材料形成，其中所述多个散射结构的至少一部分具有形成在其中的空隙。

根据本公开的第二方面，提供一种制造一有机发光装置的光提取基板的方法。所述方法包括：在基底基板上形成光散射层，所述光散射层包括第一材料，并且具有形成在所述光散射层中的多个孔；在所述光散射层上形成平坦化层，所述平坦化层包括第二材料；以及由从所述平坦化层渗入到所述光散射层中的所述第二材料形成多个散射结构，其中所述多个散射结构是通过填充所述多个孔的一总体积的至少5％的所述第二材料形成，并且其中所述多个散射结构的至少一部分具有形成在其中的空隙。

附图说明

将基于以下附图来详细地描述本公开的实施例，其中：

图1是描绘根据本公开的一个实施例的有机发光装置的结构的横截面图。

图2示出了比较例1中的光散射层的横截面。

图3示出了比较例2中的光散射层的横截面。

图4示出了根据本公开的一个实施例的光散射层。

图5示意性地描绘根据本公开的一个实施例的制造有机发光装置的光提取基板的方法。

图6是根据本公开的一个实施例的光散射层的横截面图像。

图7是图6的部分放大图像。

图8示出了关于图6的光散射层的SIMS分析结果。

图9是比较例1中的光散射层的横截面图像。

图10是比较例2中的光散射层的横截面图像。

图11是根据本公开的一个实施例的光散射层的横截面图像。

图12和图13是根据本公开的实施例的光散射层的横截面图像。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细地描述本公开。

图1是描绘根据本公开的一个实施例的有机发光装置的结构的横截面图。

在一个实施例中，如图1所示，有机发光装置可包括光提取基板和形成在所述光提取基板上的有机发光元件。在一个实施例中，光提取基板可包括基底基板10、形成在基底基板10上的光散射层20、形成在光散射层20上的平坦化层30和分散在光散射层20中的多个散射结构(未示出)。在一个实施例中，有机发光元件可包括电极层40、60和有机层50。在一个实施例中，有机层50可包括发光层。

图2示出了比较例1中的光散射层的横截面，图3示出了比较例2中的光散射层的横截面，并且图4示出了根据本公开的一个实施例的光散射层。

光散射层可通过使用折射率差来提高光提取效率。为了提高光提取效率，所述光散射层需要满足以下条件，例如：

-光散射层的折射率应类似于或大于电极层的折射率。

-光应在光散射层中有效散射。

-光散射层的光吸收率不应太高，使得散射的光可无损耗地提取至外部。

-光散射层的表面应适合电极层在其上形成。

在一个实施例中，所述光散射层可包括第一材料1。第一材料1可为金属氧化物。金属氧化物可为选自由以下各项组成的组中的一者或至少两者或更多者的组合：SiO

当光散射层存在孔时，折射率差较大，使得散射能力提高。然而，表面粗糙度可使待气相沉积在光散射层上的透明电极层的特性高度地恶化。当孔的大小小于提取的光的波长的1/4时，提取的光倾向于穿过孔而不会辨识出具有相应大小的孔。在此情况下，光散射层的有效折射率由于孔而降低，使得光提取功能必然降低。

因此，在所述多孔光散射层上形成平坦化层，由此使得有可能在平坦化层的表面上恰当地形成电极层。在一个实施例中，平坦化层可包括第二材料2。在一个实施例中，第二材料2可为有机-无机混合材料(混合聚合物)。混合聚合物可包括与金属氧化物(例如，MgO、Al

在一个实施例中，散射结构可通过自平坦化层渗入到光散射层中的第二材料2形成。散射结构可通过填充形成在光散射层中的多个孔3的至少一部分的第二材料2形成。在一个实施例中，如图4所示，所述散射结构可包括由第二材料2构成的第一散射结构(无空隙4)和具有形成在第二材料2中的空隙4的第二散射结构。因此，在所述实施例中，第一散射结构和第二散射结构可在所述光散射层中混合。与此同时，当孔3过小时，第二材料2不能渗透入孔中，使得孔保持为空，而不会充满第二材料2。

在所述基底基板上形成所述光散射层(其为多孔金属氧化物层)之后，第一散射结构和第二散射结构是通过使用第二材料2形成在光散射层中的多个孔3的至少一部分中，使得有可能通过使用第一材料1、第二材料2和空气的折射率的差造成有效的光散射，由此将有机发光装置的光提取效率最大化。

第一材料1的折射率表示为n1(n1>1)，第二材料2的折射率表示为n2(n1>n2>1)，并且空气的折射率表示为1.0。当所述光散射层的任何局部部位的空隙比或填充孔3的第二材料的比率表示为x(0

比较例1：1

比较例2：n2

本公开的实施例：1

当比较相应的部位的最大折射率差时，可见折射率差在本公开的实施例中最大且在比较例2中最小。因此，可见，如与比较例相比，光散射效应在本公开的实施例中最大。

在一个实施例中，第二材料2相对于633nm光的折射率可为1.6或更高。

在一个实施例中，基于横截面积，空隙4的比可在光散射层的全部面积的1％至20％的范围内。

在一个实施例中，在光散射层的横截面上，具有1.5倍或更高的最长对最短长度比的空隙的比可为全部空隙4的50％或更多。

图5示意性地描绘根据本公开的一个实施例的制造有机发光装置的光提取基板的方法。

当将包括第一材料1和溶剂的第一涂覆溶液5施加在基底基板10上且干燥时(参看图5中的(b))，溶剂被蒸发，使得形成多孔光散射层20，所述多孔光散射层具有形成在其中的多个孔3(参看图5中的(c)5)。在一个实施例中，多个孔3可具有50％或更大的空隙比。因而，当将包括第二材料2和一溶剂的一第二涂覆溶液6施加在光散射层20上时，多个孔3中的至少一些孔浸没在第二涂覆溶液6中(参看图5中的(d))。因而，当执行热处理时，第二涂覆溶液6的溶剂被蒸发。特别地，填充在光散射层20中的孔3中的具有相对较大大小的孔中的第二涂覆溶液6的溶剂被蒸发，使得第二材料2涂覆在孔的内部表面上，并且空隙4可在第二材料中重新形成(参看图5中的(e))。在一个实施例中，多个孔3的总体积的5％或更多可用第二材料2填充。在一个实施例中，多个孔3的总体积的5％至65％可用第二材料2填充。此外，干燥的第二材料2在光散射层的表面上形成平坦化层30，由此执行平坦化和保护功能。

图6是光散射层的横截面图像，并且图7是图6的部分放大图像。

为了检查制备的样本的横截面，准备且观察穿透电子显微镜(transmissionelectron microscopy；TEM)试样以获得图6和图7的图像。在图6和图7中，黑色部分指示孔。

图8示出了关于光散射层的二次离子质谱仪(secondary ion massspectroscopy；SIMS)分析结果。

执行SIMS分析以获得图8所示的结果。在SIMS分析中，使用IMS 4FE7(可自CamecaCompany获得)，并且使用Cs+离子枪。从深度剖面，参见作为第二材料的元素的Si和C的分布，第二材料填充光散射层中的孔中的一些，并且不管距离光散射层的表面的深度如何，元素的比是实质上恒定的。此图示出了第二材料均匀地分布在光散射层的孔中。此外，这意味着形成在光散射层中的空隙实质上均匀地自上部层部分分布至下部层部分。图8的结果仅为例示性的，并且元素之间的绝对强度(信号的强度)可具有微小偏差，并且本公开不限于图8的分析图。

在一个实施例中，当光散射层是划分成一第一表面区域(第一表面区域是与基底基板相距在光散射层的厚度(t)的0至0.15t范围内并与基底基板接触以示出界面效应的区域)、第二表面区域(第二表面区域是与平坦化层相距在光散射层的厚度(t)的0至0.1t范围内且与平坦化层接触以示出界面效应的区域)，并且内部层区域(内部层区域是与平坦化层相距在0.1t至0.85t范围内的区域(与基底基板相距在光散射层的厚度(t)的0.15t至0.9t范围内的区域))位于第一表面区域与第二表面区域之间且不具有界面效应时，元素特定强度(元素的数量)的均匀度可为85％或更高。

均匀度＝(最大值与最小值之间的差值和所述内部层区域中的每一深度处的元素特定强度的平均值中的较大值/平均值)

[表1]

比较平坦化层中的每一元素的均匀度，可见每一元素均匀地渗透在所述光散射层中。

测试1

涂覆且干燥金红石TiO

当在其中形成有多个孔的多孔光散射层上涂覆且干燥具有彼此键联的硅氧烷和TiO

通过改变条件，有可能获得如图11所示的结构，其中第一散射结构和第二散射结构在光散射层中混合(本公开的一个实施例)

制造具有具相应的结构的光提取层的有机发光装置，并且获得以下结果。

[表2]

测试2

形成光散射层以具有0.9μm或更大的厚度(干燥后厚度)，并且在光散射层上涂覆具有40wt％或更小的固体含量的混合聚合物，使得可获得光提取层，第一散射结构和第二散射结构在光提取层中混合。平坦化层的厚度(干燥后厚度)是0.5μm至1.5μm。

测试3

图12和图13是光散射层的横截面图像。

在图12的光散射层中，具有1.5倍或更高的最长对-最短长度比的空隙的数量是135个空隙，并且具有小于1.5倍的最长对最短长度比的空隙的数量是70个空隙，使得具有1.5倍或更高的最长对最短长度比的空隙的比为空隙的总数的65.9％。

在图13的光散射层中，具有1.5倍或更高的最长对-最短长度比的空隙的数量是107个空隙，并且具有小于1.5倍的最长对最短长度比的空隙的数量是43个空隙，使得具有1.5倍或更高的最长对最短长度比的空隙的比为空隙的总数的71.3％。

出于说明和描述目的，已经提供本公开的实施例的先前描述。所述描述不意图为详尽的或将本公开限于所公开的精确形式。明显地，本领域的技术人员将清楚许多修改和变化。选择且描述实施例，以便最佳地解释本公开的原理和其实际应用，由此使得本领域的其他技术人员能够理解本公开的各种实施例和适于预期的特别用途的各种修改。本公开的范围意图由所附权利要求书和其等效物限定。