CN105304827A - 一种oled器件 - Google Patents

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朱映光
张国辉
李曼
谢静
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Abstract

本发明公开了一种OLED器件，包括衬底(1)、第一电极层(3)及位于所述衬底(1)和第一电极层(3)之间的平坦化层(2)，所述衬底(1)表面形成第一凹凸结构(11)，所述平坦化层(2)的折射率大于等于所述第一电极层(3)的折射率。本发明是利用表面粗糙化的衬底制备OLED器件，通过消除波导模式来提高OLED器件的光取出效率；另外，本发明还在粗糙化衬底上设置一层高折射率的平坦化层，平坦化层设置为规则的凹凸结构，通过此凹凸结构导致阴极的规则凹凸，从而消除表面等离子体模式，进一步限制了光的损耗，大大提高了光的取出效率。

Description

一种OLED器件
技术领域
本发明涉及OLED技术领域，具体涉及一种OLED器件。
背景技术
经过近三十年的发展，有机电致发光器件(英文全称为OrganicLightEmittingDevice，简称为OLED)作为下一代照明和显示技术，具有色域宽、响应快、广视角、无污染、高对比度、平面化等优点，已经在照明和显示上得到一定程度的应用。
由于磷光材料的应用,其内量子效率几乎达到了理论的极限值100％,但其外量子效率却只有20％左右,制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率。
现有的光提取方法，大体可分为两类:外光提取法(EES)和内光提取法(IES)。所述EES在器件的外部，简单易行，可以和器件的制备过程分别进行，成本低而易于大规模生产，但只能将困在衬底中的光提取出来，限制了增光效率。而IES建造在器件内部，对工艺和材料要求高，但IES可以将器件中损耗的大部分光提取出来，这是EES不可比的。目前主要的光损失模式分为：衬底模式，波导模式，表面等离子体模式，如何控制器件内部的光的损耗，提高外量子效率，这是本发明亟需解决的技术问题。
发明内容
为此，为了进一步提高OLED器件的光取出效率，提高外量子效率，本发明提供了一种OLED器件。
所采用的技术方案如下所述：
一种OLED器件，包括衬底、第一电极层及位于所述衬底和第一电极层之间的平坦化层，所述衬底表面形成第一凹凸结构，所述平坦化层的折射率大于等于所述第一电极层的折射率。
所述衬底的表面粗糙度Rq为5nm～1μm。
所述衬底的表面粗糙度Rq为8nm～30nm。
所述平坦化层的表面成型有规则的第二凹凸结构。
所述平坦化层的折射率为1.7～3.0。
所述平坦化层的折射率为1.8～2.0。
所述第二凹凸结构的截面呈三角形、上圆弧形、下圆弧形、波浪形或梯形中的一种或几种的组合，所述第二凹凸结构中所形成的夹角均为圆弧过渡连接。
所述第二凹凸结构的凸起高度为10nm～100μm。
所述第二凹凸结构的凸起高度为100nm～20μm。
所述第二凹凸结构中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～1000μm。
所述第二凹凸结构中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～100μm。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
本发明是利用表面粗糙化的衬底制备OLED器件，通过消除波导模式来提高OLED器件的光取出效率；另外，本发明还在粗糙化衬底上设置一层高折射率的平坦化层，平坦化层设置为规则的凹凸结构，通过此凹凸结构导致阴极的规则凹凸，从而消除表面等离子体模式，进一步限制了光的损耗，提高了光的取出效率。经试验验证：在OLED器件上采用凹凸结构后，其电流效率和流明效率明显高于常规OLED器件结构，达到了至少1.6倍的光取出效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明所提供的OLED器件的结构简图；
图2是图1中衬底与平坦化层的连接结构图细节图。
图中：1-衬底，11-第一凹凸结构；2-平坦化层，21-第二凹凸结构；3-第一电极层；4-有机层；5-第二电极层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
如图1和图2所示，本发明提供了一种高效的OLED器件，依次包括衬底1、平坦化层2、第一电极层3、有机层4和第二电极层5。其中衬底1上形成凹凸不平的第一凹凸结构11，其表面粗糙度Rq为5nm～1um，其优选表面粗糙度Rq为8nm-30nm。本发明中所采用的衬底为由二氧化硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的任意一种材料制作而成。其中平坦化层2的折射率大于或者等于第一电极层3的折射
率，第一电极层为透明导电层材料，可以为金属氧化物薄膜(TCO),其泛指具有透明导电性之氧化物、氮化物、氟化物、掺杂氧化物或混合氧化物，其中氧(氮)化物为：In2O3、SnO2、ZnO、CdO、TiN。掺杂氧化物为：In2O3:Sn(ITO)、ZnO:In(IZO)、ZnO:Ga(GZO)、ZnO：Al(AZO)、ZnO2:F、TiO2:Ta。混合氧化物为：In2O3-ZnO、CdIn2O4、Cd2Sn2O4、Zn2SnO4。；
本发明利用表面粗糙化的衬底1制备OLED器件，通过消除光损失模式中的波导模式来提高OLED器件的光取出效率，其结构简单，易于实行。
为了消除光损失模式中的表面等离子模式，本发明将平坦化层2表面设置为规则的第二凹凸结构21，同时平坦化层2表面具有较高的折射率，其折射率为1.7～3.0，本发明优选的平坦化层折射率为1.8～2.0，平坦化层2的材料采用ZrO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5和氟化聚酰亚胺中的任意一种。
本发明中的衬底粗糙化是在后期进行酸法刻蚀形成，通过稀盐酸或者稀氢氧化钠或者酸的混合液浸泡衬底表面。其中酸法刻蚀溶液为：HCl:NaOH:H2O＝(10:1:10)，浸泡时间为3min,通过酸蚀方法可以实现衬底表面的粗糙化。当然也可以通过砂纸等打磨的方式，使衬底表面粗糙化。
其中平坦化层2上的第二凹凸结构21截面为三角形、上圆弧形、下圆弧形、波浪形或梯形，其中第二凹凸结构21中所形成的带角度的截面，在其夹角处均为圆弧过渡连接。第二凹凸结构21的凸起高度在10nm～100μm之间，本发明优选凸起高度范围在100nm～20μm之间。而第二凹凸结构21中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～1000μm，本发明优选间距为1μm～100μm。
下面以OLED器件：ITO/NPB/TCTA/CBP:TBPe/CBP:Ir(ppy)3/Bphen/liF/Al为例进行说明。
OLED器件结构如下，采用ITO作为器件阳极，NPB作为空穴注入层，TCTA作为空穴传输层，采用CBP:TBPe作为蓝色发光主体；CBP:Ir(ppy)3作为绿色发光层，Bphen作为电子传输层，LiF作为电子注入层，Al作为金属电极。
本发明优选采用在衬底上设置粗糙度Rq为8nm～30nm，平坦化层上的第二凹凸结构的凸起高度100nm～20μm，第二凹凸结构21中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～100μm。通过采用上述结构的OLED器件与采用上述结构的常规OLED器件相比，具体见下表所示。
各实施例与常规器件对比效果如下表所示：
通过上面两表格可以看出，前三个参数在所给定范围内对OLED器件
性能的影响呈现出正态分布；平坦化层折射率的逐渐增大会使OLED器件的光取出效率呈增加的趋势。
当衬底粗糙度Rq在8nm-30nm之间时，OLED器件的性能对比常规OLED器件性能提升较为明显。
平坦化层的凸起高度为100nm-20um之间时，OLED器件的性能对比常规OLED器件性能提升较为明显。
平坦化层中的凹陷间距(或凸起间距)为1um-100um之间时，OLED器件的性能对比常规OLED器件性能提升较为明显。
通过与常规OLED器件比较，在OLED器件上采用凹凸结构后，其电流效率和流明效率明显高于常规OLED器件结构，达到了至少1.6倍的光取出效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种OLED器件，包括衬底(1)、第一电极层(3)及位于所述衬底(1)和第一电极层(3)之间的平坦化层(2)，其特征在于，所述衬底(1)表面形成第一凹凸结构(11)，所述平坦化层(2)的折射率大于等于所述第一电极层(3)的折射率。
2.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述衬底(1)的表面粗糙度Rq为5nm～1μm。
3.根据权利要求2所述的OLED器件，其特征在于，所述衬底(1)的表面粗糙度Rq为8nm～30nm。
4.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述平坦化层(2)的表面成型有规则的第二凹凸结构(21)。
5.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述平坦化层(2)的折射率为1.7～3.0。
6.根据权利要求5所述的OLED器件，其特征在于，所述平坦化层(2)的折射率为1.8～2.0。
7.根据权利要求4-6任一所述的OLED器件，其特征在于，所述第二凹凸结构(21)的截面呈三角形、上圆弧形、下圆弧形、波浪形或梯形中的一种或几种的组合，所述第二凹凸结构(21)中所形成的夹角均为圆弧过渡连接。
8.根据权利要求7所述的OLED器件，其特征在于，所述第二凹凸结构(21)的凸起高度为10nm～100μm。
9.根据权利要求8所述的OLED器件，其特征在于，所述第二凹凸结构(21)的凸起高度为100nm～20μm。
10.根据权利要求9所述的OLED器件，其特征在于，所述第二凹凸结构(21)中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～1000μm。
11.根据权利要求10所述的OLED器件，其特征在于，所述第二凹凸结构(21)中相邻两凹陷间距或相邻两凸起间距为1μm～100μm。
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