CN111146365A - 具有波纹状结构层的oled器件及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有波纹状结构层的OLED器件及制备方法和应用。该制备方法包括:取刚性基底,在所述刚性基底上涂聚合物材料,烘烤,形成聚合物材料层;在所述聚合物材料层表面蒸镀金属形成金属层,冷却,UV固化,获得具有波纹状结构层的衬底;在所述具有波纹状结构层的衬底的金属层表面制备OLED功能层,获得具有波纹状结构层的OLED器件。该工艺中,由于聚合物材料层和金属层存在热膨胀系数差异,所以冷却的过程中,聚合物材料层自然而然的带动金属层收缩形成波纹结构,这样的结构能够提升所得OLED器件的光耦合输出效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体涉及一种具有波纹状结构层的OLED器件及其制备方法和应用。
背景技术
OLED(有机发光二级管)显示技术由于其优良的发光性能及其广泛的应用前景而得到重视。OLED显示器件按照驱动方式可分为被动式和主动式两种,被动式OLED显示器件主要用于小尺寸、低分辨率显示屏幕,而主动式OLED显示器件为每一个像素配有TFT(薄膜场效应管)开关,可实现中、大尺寸的高清显示,已成为当前OLED显示技术发展的主流。
根据OLED器件的光的出射方向的不同,分为底发射型OLED器件和顶发射型OLED器件。如果从器件基板方向出射发射光,称为底发射型OLED器件;如果从器件背向基板的方向出射反射光,称为顶发射型OLED器件。对于顶发射器件而言,光不是通过基板而是从其反面发出,不会受到TFT和金属线的遮挡。因此,通过这种方式,顶发射器件的开口率相比于底发射器件有明显的提高。
然而无论是顶发射器件还是底发射器件的外量子效率都不算很高,尤其是蓝光材料的OLED器件更低,这严重限制了OLED器件的产业化应用。而OLED器件的外量子效率主要由受两部分影响,一部分是材料内部形成激子辐射后发出光的效率,另一部分是形成的光从器件内部射出到器件外部的效率(也称为光耦合取出效率);并且根据研究发现由激子辐射后发出的光有超过50%被限制在器件内部而损失掉,所以提高器件内部的光子射出器件的效率将能够极大地提高器件的外量子效率。
层状结构的OLED器件的光耦合取出效率比较低的主要原因是由于产生的光子被波导模式和表面等离子模式消耗掉。传统的解决该技术问题的方法主要是提供一种波纹状的器件结构。例如:现有技术公开的不平坦粒子层制备方法、有机电致发光器件和显示装置,该技术方案在基底上形成纳米粒子层;加热基底以使和基底接触的纳米粒子熔融而表面的纳米粒子为固态;冷却基底形成表面不平坦的纳米粒子层;然后再以该不平坦的纳米粒子层制作有机电致发光器件。再例如:现有技术公开的具有顶发射OLED结构的器件,该器件是在硅片基板上依次主要制备阳极、有机功能层和阴极,形成TEOLED结构,其中硅片基板上形成具有圆弧状或塔状的基片绒面。但是,这些传统的波纹状的器件结构在实际应用效果中,光取出效率并不理想。
因此,亟待提供一种光取出效率好的具有波纹状结构层的OLED器件。
发明内容
基于此,本发明的主要目的是提供一种具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,该制备方法相对于传统方法,能够有效提高所得OLED器件的光的耦合输出效率。并且,制备简单、成本很低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,所述的制备方法包括:
取刚性基底,在所述刚性基底上涂聚合物材料,烘烤,形成聚合物材料层;
在所述聚合物材料层表面蒸镀金属形成金属层,冷却,UV固化,获得具有波纹状结构层的衬底;
在所述具有波纹状结构层的衬底的金属层表面制备OLED功能层,获得具有波纹状结构层的OLED器件。
本发明的上述制备方法中,在材质上,金属层的材质可以与阳极相同,也可以与阳极不同;在厚度方面,为了确保聚合物材料层在冷却过程中很好的带动金属层收缩形成波纹结构,金属层的厚度是低于阳极厚度的,当聚合物材料层与金属层冷却形成具有波纹状结构层的衬底后,还需进一步在金属层的表面制作阳极。
在其中一些实施例中,所述的聚合物材料选自聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯中的至少一种,所述的聚合物材料层的厚度为50μm~150μm;所述的金属选自功函数在4.3eV以上的金属,所述的金属层的厚度为8nm~12nm。功函数在4.3eV以上的金属例如常见的有Al,Ag,Au等。
在其中一些实施例中,所述的聚合物材料为聚酰亚胺和/或聚二甲基硅氧烷,所述的聚合物材料层的厚度为120μm;所述的金属为Ag和/或Al;所述的金属层的厚度为10nm。
在其中一些实施例中,所述的烘烤采用的温度为70℃~150℃,所述的烘烤的时长为0.5h~2h。本发明选用特定的烘烤参数,能够使得玻璃基底上涂布的聚合物材料层处于较合适的膨胀状态,特别有利于金属的蒸镀。
在其中一些实施例中,所述冷却是于室温下自然冷却。采用该冷却方式能够确保在冷却过程中,金属层平滑、不出现裂缝。
在其中一些实施例中,所述的刚性基底为玻璃基底。
在其中一些实施例中,所述的功能层包括阳极、穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极金属、光提取层。
在其中一些实施例中,所述的阳极的材质包括Ag、Al、Au;所述的阳极的厚度为50nm~150nm。
本发明的另一目的是提供一种上述制备方法获得的具有波纹状结构层的OLED器件。
本发明的再一目的是提供一种显示装置,该显示装置包括上述的具有波纹状结构层的OLED器件。
与现有技术相比,本发明具备如下有益效果:
本发明在玻璃基底上涂聚合物材料、烘烤形成聚合物材料层,然后在聚合物材料层表面蒸镀金属层,经固化制备出具有波纹结构层的衬底,再在这样的衬底上制备OLED功能层,最终形成特定的OLED器件制备工艺。该工艺中,由于聚合物材料层和金属层存在热膨胀系数差异,所以冷却的过程中,聚合物材料层自然而然的带动金属层收缩形成波纹结构,这样的结构能够提升所得OLED器件的光耦合输出效率。特别是配合选用合适种类的聚合物材料、金属制备出特定层厚的具有波纹结构层衬底,该衬底所具备的具有波纹结构层凸凹情况较好,能够确保以此制备出的OLED器件整体凸凹适中,特别有利于进一步提升OLED器件的光耦合输出效率。此外,该工艺成本低、操作简单,行之有效,有利于OLED器件的大规模生产。
附图说明
图1为实施例制备得到的具有波纹状结构层的OLED器件的结构示意图;
1-刚性基底,2-聚合物材料层,3-金属层,4-阳极,5-空穴注入层,6-空穴传输层,7-发光层,8-电子传输层,9-电子注入层,10-阴极,11-光提取层。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例提供一种具有波纹状结构层的OLED器件及其制备方法。该制备方法包括如下步骤:
在玻璃基底上旋涂一层聚合物材料(该聚合物材料为聚酰亚胺),烘烤处理,形成聚合物材料层;该步骤中:烘烤处理的温度为100℃,烘烤处理的时间为1h;聚合物材料层的旋涂厚度为120μm;
通过热蒸镀的方式在聚合物材料层上镀一层金属层(该金属层的材质选用金属Ag),蒸镀速率为0.1nm/s,厚度为10nm;
蒸镀完毕,将镀上金属层的聚合物材料层放置到室温下冷却,Ag金属层的表面凹凸不平,即为波纹状结构,该波纹状结构的波纹的周期性随机性大;
继续对镀上金属层的聚合物材料层进行UV固化处理,得到具有波纹状结构层的衬底;
采用常规方法,通过真空蒸镀的方法在所得衬底上蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极金属、光提取层(CPL层),获得具有波纹状结构层的OLED器件。本实施例的阳极选用Ag,厚度为50nm。
本实施例通过利用柔性聚合物材料层和金属层两者的热膨胀系数差异制备了一种具有波纹状结构层的OLED器件,结果示意图参见图1。图1中,1-刚性基底,2-聚合物材料层,3-金属层,4-阳极,5-空穴注入层,6-空穴传输层,7-发光层,8-电子传输层,9-电子注入层,10-阴极,11-光提取层。该具有波纹状结构层的OLED器件具有很高的光耦合输出效率。且该提高光耦合输出效率的方法的成本很低,适合于大面积制备,可行性高。
实施例2
本实施例提供一种具有波纹状结构层的OLED器件及其制备方法。该制备方法包括如下步骤:
在玻璃基底上旋涂一层聚合物材料(该聚合物材料为聚二甲基硅氧烷),烘烤处理,形成聚合物材料层;该步骤中,烘烤处理的温度在100℃,烘烤处理的时间为1h;聚合物材料层的旋涂厚度为120μm;
通过热蒸镀的方式在衬底上镀一层金属层(该金属层的材质选用金属Al),蒸镀速率为0.1nm/s,厚度为10nm;
蒸镀完毕,将镀上金属层的聚合物层放置到室温下冷却,Al金属层的表面凹凸不平,即为波纹状结构,该波纹状结构的波纹的周期性随机性大;
继续对镀上金属层的聚合物层进行UV固化处理,得到具有波纹状结构层的衬底;
通过真空蒸镀的方法在所得衬底上蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极金属、光提取层(CPL层),获得具有波纹状结构层的OLED器件。本实施例的阳极选用Au,厚度为50nm。
本实施例通过利用柔性聚合物材料层和金属层两者的热膨胀系数差异制备了一种具有波纹状结构层的OLED器件,参见图1。图1中,1-刚性基底,2-聚合物材料层,3-金属层,4-阳极,5-空穴注入层,6-空穴传输层,7-发光层,8-电子传输层,9-电子注入层,10-阴极,11-光提取层。该具有波纹状结构层的OLED器件能够有效提高光的耦合输出效率。且该提高光耦合输出效率的方法的成本很低,适合于大面积制备,可行性高。
实施例3
本实施例是实施例1的变化例,变化之处主要包括:
聚合物材料为聚丙烯酸树脂,所述的聚合物材料层的厚度为50μm;所述的金属为Au;所述的金属层的厚度为8nm。
实施例4
本实施例是实施例1的变化例,变化之处主要包括:
所述的聚合物材料为聚碳酸酯,聚合物材料层的厚度为150μm;所述的金属为Au,金属层的厚度为12nm。
在其他实施例中,所述的聚合物材料层的厚度为50μm~150μm;所述的金属选自功函数在4.3eV以上的金属;所述的金属层的厚度为8nm~12nm。
在其他实施例中,所述的烘烤采用的温度为70℃~150℃,所述的烘烤的时长为0.5~2h。
对比例1
本对比例是实施例1的对比例,相对于实施例1的主要区别包括:直接采用呈波纹状结构的玻璃基底,在该玻璃基底上直接制备OLED功能层,获得具有波纹状结构层的OLED器件。
对比例2
本对比例是实施例1的对比例,相对于实施例1的主要区别包括:聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,金属为Ag。
对比例3
本对比例是实施例1的对比例,相对于实施例1的主要区别包括:聚合物材料层的厚度为200μm;金属层的厚度为15nm。
对以上各例所得OLED器件的性能进行检测
采用本领域的常规测试方法检测以上各例OLED器件的电致发光效率和外量子效率。检测结果参见下表:
表1
外量子效率(EQE) | 电流效率 | |
实施例1 | 14% | 13.3cd/A |
实施例2 | 13.5% | 12cd/A |
实施例3 | 12.8% | 12.2cd/A |
实施例4 | 12% | 11.8cd/A |
对比例1 | 6.4% | 6cd/A |
对比例2 | 6.5% | 6.3cd/A |
对比例3 | 11% | 10cd/A |
根据表1的测试结果可知:
实施例1至实施例4所得OLED器件的电致发光效率和外量子效率整体较好。进一步比较实施例1至实施例4可知,实施例1、2的电致发光效率和外量子效率优于实施例3、4,这说明本发明的技术方案存在优选方案。
实施例1的效果显著优于对比例1至3,这说明,对于本发明效果实现而言,制备方法及相关的材料选择及厚度调控是非常重要的。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:
取刚性基底,在所述刚性基底上涂聚合物材料,烘烤,形成聚合物材料层;
在所述聚合物材料层表面蒸镀金属形成金属层,冷却,UV固化,获得具有波纹状结构层的衬底;
在所述具有波纹状结构层的衬底的金属层表面制备OLED功能层,获得具有波纹状结构层的OLED器件。
2.根据权利要求1所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的聚合物材料选自聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯中的至少一种,所述的聚合物材料层的厚度为50μm~150μm;所述的金属选自功函数在4.3eV以上的金属;所述的金属层的厚度为8nm~12nm。
3.根据权利要求2所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的聚合物材料为聚酰亚胺和/或聚二甲基硅氧烷,所述的聚合物材料层的厚度为120μm;所述的金属为Ag和/或Al;所述的金属层的厚度为10nm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的烘烤采用的温度为70℃~150℃,所述的烘烤的时长为0.5~2h。
5.根据权利要求1至3任一项所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述冷却是于室温下自然冷却。
6.根据权利要求1至3任一项所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的刚性基底为玻璃基底。
7.根据权利要求1至3任一项所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的功能层包括阳极、穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极金属、光提取层。
8.根据权利要求7所述的具有波纹状结构层的OLED器件的制备方法,其特征在于,所述的阳极的材质包括Ag、Al、Au;所述的阳极的厚度为50nm~150nm。
9.权利要求1至8任一项所述的制备方法获得的具有波纹状结构层的OLED器件。
10.一种显示装置,其特征在于,该显示装置包括权利要求9所述的具有波纹状结构层的OLED器件。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20090103235A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Oh Young Joo | Metal capacitor and manufacturing method thereof |
CN105940519A (zh) * | 2013-11-27 | 2016-09-14 | 娜我比可隆股份有限公司 | 用于制造基板的方法、基板、用于制造有机电致发光器件的方法和有机电致发光器件 |
CN106233488A (zh) * | 2014-04-24 | 2016-12-14 | Ppg工业俄亥俄公司 | 具有表面改性层的有机发光二极管 |
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2018
- 2018-11-06 CN CN201811312133.7A patent/CN111146365A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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