專利名稱：有機發(fā)光裝置的改進(jìn)的輸出效率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的輸出效率的有機發(fā)光裝置，以及適用于該裝置生產(chǎn)的材料和方法。發(fā)現(xiàn)本發(fā)明可用于例如電子裝置。
背景技術(shù)：
在一些傳統(tǒng)層狀發(fā)光二極管(LED)和有機LED(OLED)裝置的形式中，透明基片有雙重作用支承LED組件層(“LED疊層”)，在LED疊層和環(huán)境之間提供保護(hù)屏障。LED發(fā)出的光通過透明基片，并且在此過程中，橫穿基片材料和環(huán)境之間的界面。通常，環(huán)境是空氣，但是也可以是惰性氣體或真空。該環(huán)境/基片界面通常是被離開的光子橫穿的最后界面。根據(jù)基片材料和環(huán)境的折射率以及其它因素如裝置幾何結(jié)構(gòu)，很大一部分遇到環(huán)境/ 基片界面的光子以足以內(nèi)反射的大入射角接觸該界面。因此，對于許多LED，由于裝置前面板的環(huán)境/基片界面的總反射造成明顯的光學(xué)損失。對于具有透明電極作為最外部裝置層(即與環(huán)境之間形成界面的層)或涂覆了透明保護(hù)涂層的透明電極的LED裝置，也發(fā)生類似的現(xiàn)象。同樣，當(dāng)離開裝置的光子遇到環(huán)境和電極或保護(hù)涂層之間的界面時，也會發(fā)生顯著的光學(xué)損失。減少最外裝置層與環(huán)境之間的屏障處發(fā)生的光學(xué)損失是所希望的，因為這樣能改進(jìn)裝置效率，延長裝置壽命。已經(jīng)提出或研究了各種工程方法(例如使用光子晶體或微透鏡陣列)來降低LED 的光學(xué)損失。因為這些方法通常需要使用平版印刷技術(shù)，所以它們明顯提高了生產(chǎn)成本。這些方法的其它缺點包括往往增加生產(chǎn)的復(fù)雜性，并降低裝置的穩(wěn)定性。在本領(lǐng)域中仍然需要克服上述缺陷，并且需要開發(fā)新的方法和材料來提高LED的效率。理想的方法將使用容易獲得或易于制備的材料，提供明顯改進(jìn)的裝置輸出(效率和 /或總輸出)，最大程度地減少工藝步驟數(shù)，以及/或者提供具有高度重現(xiàn)性的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及提供用于提高LED裝置的輸出和輸出效率的方法和材料，以及具有改進(jìn)的輸出和輸出效率的LED裝置。一方面，提供一種發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括具有第一面和第二面的透明基片層，接觸所述基片層第一面的第一電極層，接觸所述第一電極層的電致發(fā)光層，接觸電致發(fā)光層的第二電極層，以及接觸所述基片層第二面的多孔層。在另一方面，提供一種LED裝置，其包括基片層，接觸所述基片層的第一電極層， 接觸所述第一電極層的電致發(fā)光層，以及第二電極層。第二電極層的第一面接觸電致發(fā)光層，第二電極是透明的。多孔層接觸第二電極層的第二面。另一方面，提供一種LED裝置，其包括具有第一面和第二面的基片層，接觸所述基片層第一面的第一電極層，接觸所述第一電極層的電致發(fā)光層，接觸電致發(fā)光層的第二電極層，以及任選的接觸所述第二電極層的封裝層。基片層的第二面或任選的封裝層的第二面包括由于機械沖蝕所述表面產(chǎn)生的表面粗糙度。另一方面，提供一種提高LED效率的方法。該方法包括向LED施加透明的多孔層前體(pre-porous layer)，其包含可交聯(lián)的基質(zhì)材料和成孔劑(porogen)，通過除去全部或部分成孔劑并使基質(zhì)材料交聯(lián)而形成透明多孔層。另一方面，提供一種提高LED效率的方法。該LED具有構(gòu)成LED和環(huán)境之間的界面的最外層。該方法包括使該透明最外層與多孔透明層接觸，使得多孔透明層附著在最外層上。從以下說明(包括權(quán)利要求和實施例)很容易了解本發(fā)明的其他方面。附圖簡要說明

圖1提供本發(fā)明的覆蓋OLED的多孔層的一個實施方式的示意圖。該多孔層包含從多孔層外表面延伸到多孔層內(nèi)部的微腔(在圖中，微腔延伸到多孔層中達(dá)多孔層厚度約 25-35%的位置，但是該圖不是按比例繪制的，而且如文中所述，這些微腔可延伸到多孔層中比圖1中所示淺得多的位置)。圖中還顯示了由OLED疊層發(fā)出的各種軌跡的光線。圖2提供制備本發(fā)明多孔層的一個實施方式的示意圖。圖(a)顯示了具有填充了成孔材料的孔的多孔層前體。圖(b)顯示了具有對環(huán)境開放的孔的多孔層。圖3提供表明經(jīng)過玻璃基片外表面噴砂處理的裝置的外量子效率(EQE)與施加電壓之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。圖4提供表明使用本發(fā)明方法施加涂層之前和之后的裝置的外量子效率(EQE)與亮度之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。發(fā)明詳述在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解，除非另有說明，本發(fā)明不限于本文所述的任何具體實施方式
，因為它們可能變化。應(yīng)當(dāng)理解本文所使用的術(shù)語僅為了描述特定的實施方式而不是限制性的。文中提供的定義不旨在互相排除。例如，應(yīng)該理解一些化學(xué)基團(tuán)可適合不止一種定義。本文所用的術(shù)語"烷基"指通常(但并非必須)包含1-約M個碳原子的支鏈或非支鏈飽和烴基，如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、辛基、癸基等，以及環(huán)烷基，如環(huán)戊基、環(huán)己基等。一般但非必須地，本文的烷基可包含1到約18個碳原子，這些基團(tuán)可包含1到約12個碳原子。術(shù)語"低級烷基"指1-6個碳原子的烷基。“取代的烷基"指被一個或多個取代基取代的烷基，如以下詳述的那樣，術(shù)語"含雜原子的烷基" 和"雜烷基"指至少一個碳原子被雜原子取代的烷基取代基。如果沒有另外說明，術(shù)語" 烷基"和"低級烷基"分別包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、未取代、取代和/或含雜原子的烷基或低級烷基。本文所用的術(shù)語"烯基"指含至少一個雙鍵的2到約M個碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴基，如乙烯基、正丙烯基、異丙烯基、正丁烯基、異丁烯基、辛烯基、癸烯基、十四碳烯基、十六碳烯基、二十碳烯基、二十四碳烯基等。一般但仍非必須地，本文的烯基可包含2到約18個碳原子，例如可包含2-12個碳原子。術(shù)語"低級烯基"指2-6個碳原子的烯基。“取代的烯基"指被一個或多個取代基取代的烯基，術(shù)語"含雜原子的烯基"和"雜烯基"指至少一個碳原子被雜原子取代的烯基。如果沒有另外說明，術(shù)語"烯基"和"低級烯基"分別包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、未取代、取代和/或含雜原子的烯基和低級烯基。本文所用的術(shù)語"炔基"指含至少一個三鍵的2-M個碳原子的直鏈或支鏈烴基，如乙炔基、正丙炔基等。一般但仍非必須地，本文的炔基可包含2到約18個碳原子，這些基團(tuán)還可包含2-12個碳原子。術(shù)語"低級炔基"指2-6個碳原子的炔基。術(shù)語"取代的炔基"指被一個或多個取代基取代的炔基，術(shù)語"含雜原子的炔基"和"雜炔基"指至少一個碳原子被雜原子取代的炔基。如果沒有另外說明，術(shù)語"炔基"和"低級炔基"分別包括直鏈、支鏈、未取代、取代和/或含雜原子的炔基和低級炔基。如果沒有另外說明，術(shù)語“不飽和烷基”包括烯基和炔基，以及它們的組合。本文所用的術(shù)語"烷氧基"指通過單個末端醚鍵連接的烷基，也就是說，“烷氧基"可表示為-0-烷基，其中烷基如以上定義。“低級烷氧基"指包含1-6個碳原子的烷氧基，包括例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基等。本文鑒定為"(^_(6烷氧基"或"低級烷氧基"的取代基可例如包含1-3個碳原子，作為另一個例子，這樣的取代基可包含1或2個碳原子(即甲氧基和乙氧基)。除非另外說明，本文所用的術(shù)語"芳基"指一般但并不必須包含5-30個碳原子并包含單個芳環(huán)或稠合在一起、直接連接或間接連接(不同的芳環(huán)與一個共同的基團(tuán)如亞甲基或亞乙基部分相連)的多個芳環(huán)的芳族取代基。芳基可例如，包含5-20個碳原子，作為另一個例子，芳基可包含5-12個碳原子。例如，芳基可包含一個芳環(huán)，或兩個稠合或連接的芳環(huán)，例如苯基、萘基、聯(lián)苯基、二苯醚、二苯胺、苯酮等?！叭〈姆蓟?指被一個或多個取代基取代的芳基部分，如將在以下詳述的那樣，術(shù)語"含雜原子的芳基"和"雜芳基" 指至少一個碳原子被雜原子取代的芳基取代基。如果沒有另外說明，術(shù)語"芳基"包括未取代、取代和/或含雜原子的芳基取代基。術(shù)語"芳烷基"指具有芳基取代基的烷基，術(shù)語"烷芳基"指具有烷基取代基的芳基，其中"烷基"和"芳基"如上定義。一般來說，本文的芳烷基和烷芳基包含6-30個碳原子。芳烷基和烷芳基可例如，包含6-20個碳原子，作為另一個例子，這樣的基團(tuán)可包含 6-12個碳原子。術(shù)語"烯烴基"指2-12個碳原子的單不飽和或雙不飽和烴基。在本文中，這種烯烴基中優(yōu)選的烯烴基有時稱為"低級烯烴基"，表示含有一個端部雙鍵的2-6個碳原子的烴部分。后者也稱為"低級烯基"。文中使用的術(shù)語"亞烷基"指含有I-M個碳原子的雙官能飽和支化或未支化烴鏈?！暗图墎喭榛ㄖ负?-6個碳原子的亞烷基連接基，包括例如亞甲基(--CH2--),亞乙基(--CH2CH2--)，亞丙基(--CH2CH2CH2--)，2-甲基亞丙基(--CH2-CH (CH3)-CH2-)，亞己基 (-(CH2)6-)等。本文所用的術(shù)語"氨基"指基團(tuán)-NZ1Z2,其中Z1和Z2是氫原子或非氫原子取代基，非氫原子取代基包括例如，烷基、芳基、烯基、芳烷基及其取代和/或含雜原子的變體。如“含雜原子的烷基”(也稱為”雜烷基”)或“含雜原子的芳基”(也稱為”雜芳基”)中的術(shù)語”含雜原子的”指一個或多個碳原子被不同于碳原子的原子取代的分子、連接基或取代基，所述不同于碳原子的原子是例如，氮、氧、硫、磷或硅，通常為氮、氧或硫。類似地，術(shù)語"雜烷基"指含雜原子的烷基取代基，術(shù)語"雜環(huán)基"指含雜原子的環(huán)狀取代基， 術(shù)語"雜芳基"和"雜芳族"分別指含雜原子的"芳基"和"芳族"取代基等。雜烷基的例子包括烷氧芳基、烷基硫烷基取代的烷基、N-烷基化的氨烷基等。雜芳基取代基的例子包括吡咯基、吡咯烷基、吡啶基、喹啉基、吲哚基、呋喃基、嘧啶基、咪唑基、1，2，4-三唑基、四唑基等，含雜原子的脂環(huán)族基團(tuán)的例子有吡咯烷基、嗎啉基、哌嗪基、哌啶基、四氫呋喃基等?！盁N基”指包含1到約30個碳原子、包括1到約M個碳原子、進(jìn)一步包括1到約18 個碳原子、還進(jìn)一步包括約1到12個碳原子的單價烴基基團(tuán)，包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、飽和和不飽和的基團(tuán)，如烷基、烯基、芳基等。“取代的烴基"指被一個或多個取代基取代的烴基， 術(shù)語"含雜原子的烴基"指至少一個碳原子被雜原子取代的烴基。除非另外說明，術(shù)語”烴基”應(yīng)解釋為包括未取代的、取代的、含雜原子的和取代的含雜原子的烴基部分。術(shù)語”鹵”或”鹵素”指氟、氯、溴、或碘，通常涉及有機化合物中氫原子的鹵代取代基。在鹵素中，通常優(yōu)選的是氯和氟。在一些上述定義中提到的如〃取代的烴基〃、‘‘取代的烷基〃、‘‘取代的芳基〃 等中的"取代的"表示在烴基、烷基、芳基或其它部分中，至少有一個與碳(或其它)原子連接的氫原子被一個或多個非氫原子取代基取代。這樣的取代基的例子包括但不限于官能團(tuán)如鹵素，羥基，巰基，C1-C24烷氧基，C2-C24烯氧基，C2-C24炔氧基，C5-C2tl芳氧基，?；?包括C2-C24烷基羰基(-C0-烷基)和C6-C2tl芳基羰基(-C0-芳基))，酰氧基(-ο-?；?，C2-C24 烷氧基羰基(-(CO)-ο-烷基)，C6-C20芳氧基羰基(-(CO)-ο-芳基)，鹵代羰基(-C0)-X，其中 X是鹵素)，C2-C24烷基碳酸根合(-0- (CO) -ο-烷基)，C6-C2tl芳基碳酸根合(-0- (CO) -ο-芳基)，羧基(-C00H)，羧酸根合(-C00-)，氨基甲?；?-(CO)-NH2)，單取代WC1-Cm烷基氨基甲?；?-(CO)-MKC1-Cm烷基))，二取代的烷基氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-Cm烷基)2)，單取代的芳基氨基甲?；?-(CO) -NH-芳基)，硫代氨基甲?；?-(CS) -NH2)，脲基(-NH- (CO) -NH2)， 氰基(-C Ξ N)，異氰基(-N+ ε C")，氰氧基(-0-C Ε N)，異氰酸根合(-0-N+ Ε C")，異硫氰酸根合(-S-C ε N)，疊氮基(-N = N+ = N")，甲酰基(-(CO) -H)，硫代甲?；?-(CS) -H)，氨基 (-NH2)，單-和二- (C1-C24烷基)-取代的氨基，單和二 - (C5-C2tl芳基)-取代的氨基，C2-C24 烷基酰氨基(-NH- (CO)-烷基)，C5-C20芳基酰氨基(-NH- (CO)-芳基)，亞氨基(_CR = NH, 其中R =氫，C1-C24烷基，C5-C2tl芳基，C6-C2tl烷芳基，C6-C2tl芳烷基等)，烷基亞氨基(-CR = N(烷基)，其中R=氧，烷基，芳基，烷芳基等)，芳基亞氨基(-CR = N(芳基)，其中R=氧，烷基，芳基，烷芳基等)，硝基(-NO2)，亞硝基(-N0)，磺基(-SO2-OH)，磺酸根合(-SO2-O-)，C1-C24 烷基硫烷基(-S-烷基，也稱為"烷硫基")，芳基硫烷基(-S-芳基，也稱為"芳硫基")， C1-C24烷基亞磺酰基(-(SO)-烷基)，C5-C20芳基亞磺?；?-(SO)-芳基)，C1-C24烷基磺?；?-SO2-烷基)，C5-C20芳基磺?；?-SO2-芳基)，膦?；?-P (0) (OH) 2)，膦酸根合(-P (0) (0_) 2)，亞膦酸根合(-P (0) (0_))，磷酸基(-PO2)，膦基(-PH2)，單和二 - (C1-C24烷基)取代的膦基，單和二-(C5-C2tl芳基)取代的膦基；以及烴基部分C1-Cm烷基(包括C1-Cw烷基，優(yōu)選包括C1-C12烷基，更優(yōu)選包括C1-C6烷基)，C2-C24烯基(包括C2-C18烯基，優(yōu)選包括C2-C12烯基，更優(yōu)選包括C2-C6烯基)，C2-C24炔基(包括C2-C18炔基，優(yōu)選包括C2-C12炔基，更優(yōu)選包括C2-C6炔基)，C5-C3tl芳基(包括C5-C2tl芳基，優(yōu)選包括C5-C12芳基)，和C6-C3tl芳烷基(包括C6-C2tl芳烷基，優(yōu)選包括C6-C12芳烷基)。此外，如果特定的基團(tuán)允許，上述官能基團(tuán)可進(jìn)一步被一個或多個另外的官能基團(tuán)或一個或多個烴基部分如以上具體列舉的基團(tuán)所取代。 類似地，上述烴基部分可進(jìn)一步被一個或多個官能基團(tuán)或另外的烴基部分如具體列舉的基團(tuán)所取代。在術(shù)語"取代的"出現(xiàn)在一系列可能的取代基之前時，表示該術(shù)語用于此組的每個取代基。例如，短語"取代的烷基和芳基"應(yīng)解釋為"取代的烷基和取代的芳基"。除非另外說明，提到原子時表示包括該原子的同位素。例如，提到H時表示包括1H、 2H (即D)和3H (即T)，提到C時表示包括12C和所有碳的同位素(如13C)。在本發(fā)明中，術(shù)語“透明的”表示該材料能透過電磁輻射。在關(guān)于LED中使用的透明涂層的具體內(nèi)容中，該術(shù)語指材料能透過由LED發(fā)出的電磁輻射的波長。除非另有說明， 該術(shù)語包括能完全透過的材料和半透過的材料。因此，在一些實施方式中，本發(fā)明提供適用于提高LED性能的一個或多個量度的方法和材料。在優(yōu)選的實施方式中，LED是有機LED(OLED)，但是本發(fā)明不限于此。在本文中就OLED進(jìn)行了說明，但是應(yīng)理解這種提及僅僅是將OLED作為例子，本發(fā)明可等同地應(yīng)用于 LED?？商岣叩男阅芰慷劝ǖ幌抻谕饬孔有?即從裝置逃逸出來的光子數(shù)/通過裝置的電子數(shù))、強度(每單位面積強度和/或總強度)和發(fā)光效能(流明/瓦)。在一些實施方式中，本發(fā)明提供產(chǎn)生LED外表面的方法。文中所用術(shù)語“外表面” 指形成LED最外阻擋層的表面，即LED和環(huán)境之間的界面。應(yīng)理解，環(huán)境可由多種物質(zhì)中的任何物質(zhì)組成，包括(但不限于)空氣，惰性氣體如氬氣或氮氣，活性氣體如氧氣或氫氣，流體如水或有機溶劑，以及任何組合。通常，環(huán)境由液體或氣體組成。在一些情況中，環(huán)境將由減壓下的氣體或氣體混合物組成，在一些情況中，環(huán)境將由真空組成(即不存在或幾乎不存在物質(zhì))。適用于本發(fā)明的OLED的構(gòu)造可變化。典型的OLED疊層包括以下組件電子注入電極層、電致發(fā)光層、空穴注入電極層和基片。盡管電極層之一可用作基片，并且這種實施方式包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是通常OLED包括單獨的基片層。其它組件可包括介電層和封裝層。而且，電極可各自包括一個或多個材料層。例如，兩種材料的組合可形成陽極/空穴注入電極，兩種材料的組合可形成陰極/電子注入電極。可以將OLED構(gòu)造為使得電致發(fā)光層發(fā)出的光子能通過基片(在該情況中基片是透明的)或通過電極之一(在該情況中電極是透明的)。具有以下特征的OLED也在本發(fā)明的范圍內(nèi)該OLED包括空腔，電致發(fā)光材料設(shè)置在這些空腔內(nèi)，發(fā)射至少部分地從空腔內(nèi)發(fā)生(“空腔0LED”或“C0LED”裝置)。適用于本發(fā)明的OLED幾何結(jié)構(gòu)包括例如以下專利和專利申請公開文本(其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合于此)所述的那些美國專利6，593，687,6, 723，828，6，800722和 7，098，297 號；美國專利申請公開 US 2008/(^48240 ；和 PCT 公開 WO 2009/093996 和 WO 2009/025870。本發(fā)明的OLED包括透明最外層，由該裝置發(fā)出的光子先通過該層，然后才離開裝置，進(jìn)入環(huán)境中。在一個優(yōu)選的實施方式中，透明最外層是基片。在其它實施方式中，透明最外層是透明電極層，例如透明空穴注入層或透明電子注入層。在另一些實施方式中，透明最外層是封裝層(即覆蓋OLED疊層的保護(hù)層)。在本文中，透明最外層的“外表面”指與環(huán)境交界的表面，而透明最外層的“內(nèi)表面”指與下面的層(例如電極或OLED疊層的其它組件)交界的表面。在本發(fā)明的一些實施方式中，OLED的透明最外層經(jīng)過改進(jìn)，以包括表面粗糙度。在本發(fā)明的其它實施方式中，OLED的透明最外層保持(較)平坦的表面，向該表面上施加額外的層。應(yīng)理解，在這些實施方式中，該額外的層成為裝置的“最外，，層。在OLED的透明最外層經(jīng)過改進(jìn)從而包括表面粗糙度的實施方式中，這種改進(jìn)可通過任何合適的方式完成。例如，可以使表面處于高速運動的砂粒的細(xì)流中(即噴砂)。砂粒對表面的沖擊產(chǎn)生凹痕和其它表面特征，由此增加表面的粗糙度?？梢愿淖兩傲５牧?、 砂粒沖擊表面的動量以及沖擊表面的砂粒數(shù)量之類的因素以獲得所需水平的表面粗糙度。 在該技術(shù)中可使用砂子以外的其它材料。在另一個例子中，可用具有粗糙表面的材料(例如砂紙等)對表面進(jìn)行機械研磨或拋光。在其它實施方式中，OLED的透明最外層未改性。而是在OLED的透明最外層上施加額外的層(也稱為多孔層)。該多孔層成為裝置新的最外層，因為它覆蓋了之前的最外層，構(gòu)成裝置和環(huán)境之間的界面。離開OLED的光子通過多孔層，然后立即進(jìn)入環(huán)境中。 在本文中，一旦在透明最外層上沉積多孔層后，透明最外層就稱為“次外層(penultimate layer) ”。而且，在本文中，多孔層的“外表面”指與環(huán)境交界的表面，而多孔層的“內(nèi)表面” 指與次外層交界的表面。多孔層包括基質(zhì)材料和多個孔(也稱為“空隙”)。盡管一些孔可能完全包封在多孔層內(nèi)(例如不會破壞多孔層外表面的閉孔)，但是多個孔通常是位于多孔層的外表面上。 與多孔層外表面相交的孔也稱為“微腔”。這些微腔從外表面延伸到多孔層以內(nèi)。微腔的壁與多孔層的外表面是連續(xù)的，但是與多孔層的外表面之間形成各種不同的角度。當(dāng)穿過多孔層的光子到達(dá)多孔層的外表面時，一部分光子遇到微腔壁，經(jīng)該壁離開裝置。盡管微腔壁與多孔層的外表面是連續(xù)的，因此是外表面的一部分(即如同多孔層的外表面一樣，該壁也構(gòu)成與環(huán)境的界面)，但是在文中提到的“多孔層的外表面”通常并不包括微腔壁。但是， 當(dāng)該表述意在包括微腔壁時，從上下文中也可以清楚地了解這種意圖。微腔不限于任何特定的形狀。在一些實施方式中，通過除去球形成孔劑顆粒而產(chǎn)生微腔，因此微腔也是球形的(應(yīng)理解術(shù)語“球形”不限于絕對的球形，還包括具有一些不正規(guī)的球形、蛋形顆粒和其它畸形球樣的形狀)。在一些實施方式中，微腔的截面是矩形、正方形、梯形或三角形。在一些實施方式中，微腔不具有規(guī)則的形狀(即是不規(guī)則的)。在無微腔或表面粗糙度的傳統(tǒng)裝置(即具有平滑最外層外表面的裝置)中，光子可以一定的軌跡從OLED疊層發(fā)出，使得在光子遇到最外層的外表面時，光子反射回最外層而不是通過外表面進(jìn)而離開裝置而進(jìn)入環(huán)境。該現(xiàn)象稱為全內(nèi)反射，在光子對最外層外表面的入射角大于閥值時發(fā)生。該閥值取決于最外層和環(huán)境的相對折射率。全內(nèi)反射減少了離開裝置的光子數(shù)目，從而降低了裝置的EQE和總亮度。因為微腔壁以各種角度與多孔層外表面相交，光子通過微腔壁離開裝置的角度通常不同于在無微腔時具有相同軌跡的光子離開裝置時的角度。為了說明該現(xiàn)象，考慮裝置 A和B，其中裝置A具有包含微腔的多孔層，裝置B無多孔層且具有平滑的最外層外表面，其它方面這兩個裝置完全相同。裝置A中具有一定軌跡的光子Pl將以角度Al通過微腔離開裝置。裝置B中具有與光子Pl相同軌跡的光子P2將以角度Bl通過最外層外表面離開裝置。即使當(dāng)角度Bl使得光子P2發(fā)生全內(nèi)反射時，角度Al仍然可以使得光子Al能通過折射、反射或其組合離開裝置。通過該現(xiàn)象說明，多孔層的微腔(或者不含多孔層的裝置的最外層的表面粗糙度)減少了被反射回裝置的光子的數(shù)量。圖1進(jìn)一步說明了該現(xiàn)象，將在下文中更詳細(xì)地描述。多孔層可作為多孔層前體施加。在這些實施方式中，多孔層前體包含基質(zhì)材料和成孔劑。在沉積多孔層前體后，除去成孔劑，留下多孔層作為最外層。除去成孔劑的方法根據(jù)使用的成孔劑的類型而變化，將在下文中更詳細(xì)地描述。在一些實施方式中，基質(zhì)材料是可交聯(lián)材料，該材料可在除去成孔劑之前或者更優(yōu)選地在除去成孔劑之后交聯(lián)。材料適用于本發(fā)明方法中的基片的材料是透明的或半透明的，并且與OLED裝置相容。 聚合物和無定形或半結(jié)晶陶瓷是優(yōu)選的材料。無機材料的例子包括二氧化硅(即硅石玻璃)，各種硅基玻璃，如堿石灰玻璃和硼硅酸鹽玻璃，氧化鋁，氧化鋯，氯化鈉，金剛石和/或類似的材料。透明的或者半透明的聚合物材料的例子包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、 聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯，以及它們的共聚物和混合物。所述基片可以是剛性的或者撓性的，可以具有任意合適的形狀和結(jié)構(gòu)。在使用不透明基片的實施方式中，OLED的電極之一由透明電極材料制成，使得光子通過透明電極從裝置發(fā)出。透明電極材料的例子包括氧化銦錫(ITO)等。在一些實施方式中，電極可由足夠薄從而賦予材料透明度的材料層制成，而該材料以大塊形式時一般是不透明的。一個例子是由極薄的鋁金屬層制成的電極。如上所述，多孔層包含基質(zhì)材料。在一些實施方式中，基質(zhì)材料(在文中也稱為陶瓷前體材料)是非導(dǎo)電材料，能交聯(lián)或形成交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)首先以多孔層前體的形式沉積多孔層時，多孔層前體還包含交聯(lián)的或可交聯(lián)形式的基質(zhì)材料。在一些實施方式中，基質(zhì)材料是有機或完全無機的含硅材料。作為例子，基質(zhì)材料可具有1993年9月21日授予Blum的美國專利第5，246, 738號(“作為陶瓷產(chǎn)品前體的氫化娃氧；^ (Hydridosiloxanes as Precursors to Ceramic Products，，)禾口 12/8/08 提交的共同待審查的美國專利申請第12/330，319號中所述的陶瓷前體材料的結(jié)構(gòu)，并且可通過文獻(xiàn)中所述的方法合成。這些文獻(xiàn)中涉及這些材料和方法的內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。例如，基質(zhì)材料可包含具有通式(I)的結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括 具有第一面和第二面的透明基片層； 與所述基片層的第一面接觸的第一電極層； 與所述第一電極層接觸的電致發(fā)光層；與所述電致發(fā)光層接觸的第二電極層；和與所述基片的第二面接觸的多孔層。
2.如權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于，所述多孔層包含基質(zhì)材料和多個孔。
3.如權(quán)利要求2所述的LED，其特征在于，所述多孔層由包括多個成孔劑顆粒的多孔層前體制成。
4.如權(quán)利要求3所述的LED，其特征在于，所述成孔劑材料包括金屬或金屬氧化物。
5.如權(quán)利要求2所述的LED，其特征在于，所述基質(zhì)材料是可交聯(lián)的陶瓷前體材料或聚合物材料。
6.如權(quán)利要求2所述的LED，其特征在于，所述基質(zhì)材料是交聯(lián)的陶瓷材料或聚合物材料。
7.如權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于，所述LED還包括設(shè)置在至少一部分第一電極層與至少一部分電致發(fā)光層之間的介電層； 多個至少延伸通過介電層的空腔，所述空腔包括來自電致發(fā)光層的電致發(fā)光材料，所述電致發(fā)光材料接觸介電層的表面和第一電極層的表面。
8.一種發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括 基片層；與所述基片層接觸的第一電極層； 與所述第一電極層接觸的電致發(fā)光層；第二電極層，其中所述第二電極層的第一面接觸電致發(fā)光層，所述第二電極層是透明的；與所述第二電極層的第二面接觸的多孔層。
9.一種提高LED效率的方法，該方法包括向LED施加透明的多孔層前體，所述多孔層前體包含可交聯(lián)基質(zhì)材料和成孔劑；和通過除去全部或部分成孔劑并使基質(zhì)材料交聯(lián)而形成透明的多孔層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述LED是有機LED(OLED)，其包括 基片；與基片接觸的第一電極層；與所述電極接觸的電致發(fā)光層；與所述電致發(fā)光層接觸的第二電極層；任選的與所述第二電極層接觸的封裝層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述基片是透明的，OLED疊層經(jīng)過設(shè)計在電致發(fā)光層中產(chǎn)生光子，通過基片表面發(fā)出光子。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二電極是透明的，OLED疊層經(jīng)過設(shè)計在電致發(fā)光層中產(chǎn)生光子，通過第二電極層的表面或任選的封裝層的表面發(fā)出光子。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將透明的多孔層前體施加到基片表面上。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將透明的多孔層前體施加到第二電極層表面上，或施加到任選的封裝層表面上。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可交聯(lián)的基質(zhì)材料是陶瓷前體材料或聚合物材料。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，通過交聯(lián)使可交聯(lián)材料固化，形成陶瓷材料或交聯(lián)的聚合物材料。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述成孔劑包括金屬或金屬氧化物粉末， 通過使多孔層前體與蝕刻溶液接觸而除去成孔劑。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在交聯(lián)之前除去全部或部分成孔劑。
19.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在交聯(lián)的同時除去全部或部分成孔劑。
20.一種提高具有最外層的LED的效率的方法，該方法包括使該透明最外層與多孔透明層接觸，使得多孔透明層附著在最外層上。
全文摘要
本發(fā)明提供適用于提高發(fā)光二極管(LED)、特別是有機LED(OLED)的輸出效率的方法和材料。例如，在一個實施方式中，描述了在OLED疊層上提供多孔涂層的方法。多孔涂層減少了OLED裝置的光學(xué)損失，提高了光提取效率。
文檔編號H01L51/52GK102460767SQ201080032649
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者Y·施, 許倩斐 申請人:思研(Sri)國際顧問與咨詢公司