先進(jìn)的光提取結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】先進(jìn)的光提取結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有于2013年7月8日提交的美國申請N0.61/834,707的優(yōu)先權(quán)并且是該申請的部分接續(xù)申請(即依據(jù)美國聯(lián)邦法規(guī)第37卷第1.53節(jié)(c) (3)指定的美國申請N0.14/120,419)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的技術(shù)涉及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，更特別地，其涉及OLED顯示器的光提取以及可用于光提取結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合物制劑。
【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)光裝置
[0005]在過去的幾十年中，發(fā)光二極管(LED)及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)得到迅速發(fā)展，并且開始取代現(xiàn)有的發(fā)光和顯示裝置。
[0006]OLED裝置經(jīng)常分為“底部發(fā)光”O(jiān)LED和“頂部發(fā)光”O(jiān)LED，“底部發(fā)光”O(jiān)LED發(fā)出通過在其上設(shè)置OLED的透明基體的光，“頂部發(fā)光” OLED發(fā)出背離在其上設(shè)置OLED的基體的光。一些OLED的圖案設(shè)置成形成可單獨(dú)尋址的像素(圖像元素)或子像素(組合在一起來形成像素但可單獨(dú)尋址的不同顏色的多個相鄰發(fā)射體中的一個)的陣列。這種像素化的OLED在數(shù)字顯示裝置中的使用越來越受歡迎。與像素化的OLED相比，其他的OLED設(shè)計(jì)為僅具有一個發(fā)光區(qū)域，該發(fā)光區(qū)域可能小且窄，或者是大的，且根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用而延伸。
[0007]由于LED和OLED的特定的裝置結(jié)構(gòu)，在活性區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的大部分光在多個界面處全反射，并且被困在該裝置內(nèi)，導(dǎo)致發(fā)光裝置的外部效率降低。
[0008]外部效率定義為:將由裝置發(fā)出的所有光輻射的功率除以該裝置所消耗的總電功率。外部效率是重要的因素，并且影響裝置的特性，例如功率消耗、亮度及壽命。
[0009]對于OLED來說上述問題尤其嚴(yán)重，因?yàn)镺LED的技術(shù)與其LED的對應(yīng)物相比處于很初期的發(fā)展階段。例如，在OLED發(fā)光裝置所產(chǎn)生的所有光子中僅有20 %能被提取出來。許多光提取方案已經(jīng)應(yīng)用到LED和OLED中，例如背面反射鏡、高折射率的密封劑、使表面粗糙或使表面有紋理等。有紋理的提取膜對于OLED發(fā)光來說是受歡迎的方案，這是由于其與輥對輥制造工藝相兼容，并且可方便地應(yīng)用到最終的封裝層的任一側(cè)上。
[0010]在圖1中顯示了具有帶紋理的表面的典型的OLED裝置的裝置結(jié)構(gòu)的教學(xué)式描述。對于頂部發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)和底部發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)來說，活性區(qū)域(101)均發(fā)出穿過透明導(dǎo)體(例如氧化銦錫)層(102)以及基體(103)的光，該基體具有帶紋理的表面(104)以降低由在基體/空氣界面處的全內(nèi)反射所導(dǎo)致的光損失。
[0011]然而，在主動式基體OLED(AMOLED)顯示器或被動式基體OLED(PMOLED)中，由于活性區(qū)域的像素化性質(zhì)，表面紋理降低了像素的光學(xué)品質(zhì)，產(chǎn)生了非預(yù)期的模糊效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在本發(fā)明的技術(shù)的一個方面中，描述了這樣的光提取結(jié)構(gòu):其可以直接設(shè)置在活性區(qū)域的頂部上，或者設(shè)置在其緊鄰的附近或接近其設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)可改善OLED顯示器的光提取，并同時維持像素的光學(xué)品質(zhì)。
【附圖說明】
[0013]圖1顯示了示例性的具有帶紋理的表面的OLED裝置結(jié)構(gòu)。
[0014]圖2顯示了本發(fā)明的示例性的OLED裝置結(jié)構(gòu)。
[0015]圖3顯示了使用超半球透鏡的本申請技術(shù)的示例性的OLED像素。
[0016]圖4a:在空氣中在120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(401)、在犯中175°(3的溫度下熱烘I小時(402)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV吸收光譜。
[0017]圖4b:在空氣中120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(403)、在吣中175°(3的溫度下熱烘I小時(404)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV透射光譜。
[0018]圖5a:在空氣中120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(501)、在吣中200°(3的溫度下熱烘I小時(503)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV吸收光譜。
[0019]圖5b:在空氣中120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(504)、在吣中200°(3的溫度下熱烘I小時(505)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV透射光譜。
[0020]圖6a:在空氣中120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(601)、在吣中200°(3的溫度下熱烘2小時(604)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV吸收光譜。
[0021 ]圖6b:在空氣中120°C的溫度下進(jìn)行3分鐘事后烘烤處理(605)、在犯中200°(3的溫度下熱烘2小時(606)之后的由在70:30的81^410^中的2抑2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制劑制得的膜的UV透射光譜。
[0022]表1:在單體混合物中的封端的ZrO2納米晶體的膜結(jié)果。“優(yōu)良”表示膜在以那些顯示的溫度加熱時沒有發(fā)黃或開裂?！伴_裂”表示膜在熱烘過程中開裂了。該制劑的缺點(diǎn)在于其包含有助于溶解度的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]光提取結(jié)構(gòu)的第一個示例性實(shí)施方案可包含:透鏡或透鏡組的陣列，透鏡或透鏡組的陣列包含與封裝層或基體相比具有較高的折射率的高折射率材料，每個透鏡或透鏡組均設(shè)置在發(fā)光裝置的活性區(qū)域與發(fā)光裝置的封裝層或基體層之間，每個透鏡或透鏡組均覆蓋至少一個像素;位于透鏡或透鏡組的陣列與封裝層或基體層之間的平坦層，該光提取結(jié)構(gòu)提高了將由活性區(qū)域所產(chǎn)生的光向觀察者或外部的光檢測器提取的整體提取效率。
[0024]如本文中所描述的那樣，本發(fā)明的光提取結(jié)構(gòu)可包含透鏡的陣列，并且可選擇性地或額外地包含平坦材料。
[0025]在圖2中顯示了本發(fā)明的技術(shù)的一個實(shí)施方案的示意圖。
[0026]活性層(201)分成像素(202)的陣列。從像素發(fā)出的光可穿過薄的ITO層(203)和透鏡(204)。可設(shè)置平坦層(205)以減少被封在透鏡與基體之間的空氣、促使貼附得更好并且提供匹配的折射率。光傳遞到基體(206)之外。
[0027]本發(fā)明的技術(shù)的光提取結(jié)構(gòu)的示例性實(shí)施方案的發(fā)光裝置可包含發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、電致發(fā)光器件或液晶器件(LCD)。
[0028]在本發(fā)明的技術(shù)中，可通過結(jié)合或包含與現(xiàn)有的工藝和材料系統(tǒng)相兼容的、與基體或封裝物相比具有較高的折射率和/或?qū)梢姽庾V具有高光學(xué)透明度的透鏡材料來提高光提取效率。
[0029]如本文中所描述的那樣，本發(fā)明的技術(shù)的透鏡和光提取結(jié)構(gòu)通過結(jié)合和/或包括納米晶體和/或納米復(fù)合物來實(shí)現(xiàn)這些需要。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，當(dāng)本發(fā)明的技術(shù)的透鏡和/或光提取結(jié)構(gòu)中描述和/或包含的納米晶體(例如無機(jī)納米晶體)的尺寸小于光的波長的十分之一時，納米晶體的散射可以忽略不計(jì)。因此，可以通過將具有高折射率的無機(jī)納米晶體分散到具有相對較低的折射率的聚合物材料中來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的高折射率、高透明度的納米復(fù)合物，同時，其可滿足涉及可包含本發(fā)明的透鏡和/或光提取結(jié)構(gòu)的發(fā)光結(jié)構(gòu)的許多加工工藝的工藝性能要求。
[0031 ] 在2013年3月15日提交的美國臨時專利申請61/790，156和在2014年3月14日提交的美國專利申請12/211,971中公開了這種高折射率的納米復(fù)合物的一個例子，上述每個申請的全部內(nèi)容均通過引用并入本文。在該材料系統(tǒng)中，具有表面封端劑的單分散的小于10納米的ZrO2納米晶體分散在丙烯酸單體中，其可通過UV光進(jìn)一步固化以形成高折射率的涂層。
[0032]本發(fā)明的技術(shù)的光提取結(jié)構(gòu)的高折射率材料可包含含有無機(jī)納米晶體和聚合物基體的納米復(fù)合物或制劑。
[0033]納米復(fù)合物或制劑可包含固化劑和/或光引發(fā)劑，并且可以是可UV固化的。額外地或備選地，制劑的納米復(fù)合物可包含固化劑并且可以是可熱固化的。
[0034]納米復(fù)合物或制劑可額外地包含塑化劑和/或增韌劑和/或增稠劑和/或稀釋劑和/或表面活性劑和/或柔化劑和/或反色劑和/或其他功能性添加劑。
[0035]本發(fā)明的技術(shù)的納米復(fù)合物或制劑的納米晶體可包含ZrO2、Ti O2、ZnO、MgO、HfO2、Nb2O5、Ta2O5和/或Y2O3。這些無機(jī)材料對可見光譜具備高折射率和透明度。
[0036]本發(fā)明的技術(shù)的納米復(fù)合物或制劑的納米晶體可在至少一個維度上具有小于I Onm的尺寸。
[0037]本發(fā)明的技術(shù)的納米復(fù)合物或制劑的納米晶體可選擇地包含特殊的功能基團(tuán)，例如封端劑或封端基團(tuán)。這些特殊的功能基團(tuán)已經(jīng)移植到本發(fā)明的技術(shù)的