CN104737321B - 用于有机电子器件的基板 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于有机电子器件的基板、有机电子器件、以及照明设备。本申请提供一种有机电子器件或基板，其可形成能够确保具有包括光提取效率等和稳定性(通过使用能够根据入射光的角度而展示不同散射性能的光散射层)性能的有机电子设备。

Description

用于有机电子器件的基板
技术领域
本发明涉及一种用于有机电子器件的基板、有机电子器件、以及照明设备。
背景技术
有机电子器件(OED；Organic Electronic Device)是一种通过电极层与有机材料之间的电荷交换来发挥功能的器件，例如其包括有机发光器件(OLED)、有机太阳能电池、有机光导体(OPC)或有机晶体管等。
有机发光器件(OLED)作为有机电子器件的代表，通常依次包括基板、第一电极层、含有发光层的有机层和第二电极层。
在称为底部发光器件(bottom emitting device)的结构中，所述第一电极层可以形成为透明电极层，第二电极层可以形成为反射电极层。此外，在称为顶部发光器件(topemitting device)的结构中，第一电极层可以形成为反射电极层，第二电极层可以形成为透明电极层。
通过该两个电极层来分别注入电子(electron)和空穴(hole)，并注入的电子和空穴在发光层中重新结合(recombination)以产生光子(light)。在底部发光器件中，光子可向基板侧发射，而在顶部发光器件中，光子可向第二电极层侧发射。
在有机发光器件的结构中，通常用作透明电极层的铟锡氧化物(ITO，Indium TinOxide)、有机层和通常为玻璃基板的折射率分别约为2.0、1.8或1.5。由于上述折射率之间的关系，例如，在底部发光器件的有机发光层中所产生的光子可以在介于有机层和第一电极层之间的界面或在基板中被全内反射(total internal reflection phenomenon)现象等而捕获(trap)，仅发射极少量的光子。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种用于有机电子器件的基板、以及有机电子器件。
技术方案
本发明示例性的用于有机发光器件的基板包括基础层以及光散射层。所述光散射层例如可形成于基础层上。图1示出了包括基础层101和形成于基础层101上部的光散射层102的示例性基板100。
对于基础层，可使用合适的而无特别限制的材料。例如，当使用基板来制备底部发光(bottom emission)型有机发光器件时，可使用透明基础层、例如对于可见光区域的光具有50％以上透光率的基础层。透明基础层的实例可包括玻璃基础层、或透明聚合物基础层。玻璃基础层的实例可包括含钠-钙玻璃、含钡/锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃或石英等的基础层，聚合物基础层的实例可包括含有聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、丙烯酸树脂、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET，poly(ethyleneterephthatle))、聚(硫醚)(PES，poly(ether sulfide))、聚砜(PS，polysulfone)等的基础层，但不限于此。此外，视需要，基础层可为具有用于驱动的TFT的TFT基板。
例如，当使用基板来制备顶部发光(top emission)型器件时，所述基础层无需必须为透明基础层，且视需要可采用在基础层的表面形成有使用铝等的反射层的反射基础层。
在基础层的上部可形成包含各向异性纳米结构(anisotropic nanostructures)的光散射层。术语“光散射层”可包括能够使入射光散射、衍射或折射的所有类型的层。
光散射层包括各向异性纳米结构。图2显示了位于基础层101上的示例性光散射层102，该光散射层102包括各向异性纳米结构1022。如图2所示，该光散射层还可包括位于纳米结构1022的上部的罩面层(overcoat)1021，这将在后文详述。术语“纳米结构”例如可为纵横比在1.2至30、1.2至25、1.2至20、1.2至15、1.2至10、1.3至10、1.3至9、1.3至8、1.3至7、1.3至6、约1.3至5或约1.3至4范围内的柱状结构。当所述各向异性纳米结构的图案包括两种以上的结构时，每个结构的纵横比可相同或不同。在本说明书中的术语“纵横比”可表示各向异性纳米结构的尺寸(dimension)中的最大尺寸L和与所述最大尺寸L所规定的方向相垂直的方向上所规定的结构尺寸D的比值L/D。例如，当所述结构具有柱状结构时，所述纵横比可表示为长度L与该圆柱的横截面直径D的比值L/D。在上面的描述中，“各向异性纳米结构”可表示最大尺寸L和与所述最大尺寸L所规定的方向相垂直的方向上所规定的结构尺寸D中的至少一个在约1至1000nm的范围内的各向异性结构。例如，所述各向异性纳米结构可具有圆柱形状，该圆柱横截面可由各种形状形成，如圆形、椭圆形、多边形(如三角形、四边形等)或不规则形。对于所述各向异性纳米结构而言，其长度例如可在约50至1,000nm、50至900nm、50至800nm、50至700nm、50至600nm、50至500nm、100至500nm、或约100至450nm的范围。此外，对于所述各向异性纳米结构而言，例如其横截面直径可在约10至500nm、10至400nm、10至300nm、20至300nm、30至300nm、30至300nm、50至250nm、70至250nm、90至250nm、或约100至240nm的范围。
所述各向异性纳米结构，例如以随机状态配置而存在于光散射层中。在以上的描述中，“随机配置”可表示例如在存在有多种各向异性纳米结构时，纳米结构之间的间隔不均匀。此外，如上所述，当各向异性纳米结构的图案包括两种以上的结构时，每个结构的纵横比可相同或不同。随机配置的多个各向异性纳米结构之间的平均间隔例如可在约150至300nm的范围内。在上述平均间隔中，在各结构之间的实际间隔可相同或不同。此外，各向异性纳米结构在从上面观察光散射层时，可以所述各向异性纳米结构所占的面积相对于整个光散射层的面积的光散射层为约20％至70％、约20％至60％、约20％至50％、或20％至40％存在。当所述各向异性纳米结构以这种配置存在时，整体上降低了对特定波长的依赖性。此外，由于所述各向异性纳米结构的独特结构，射入光散射层的光根据其角度，部分光的散射被最小化，且另一部分光可有效散射或衍射。
例如，所述各向异性纳米结构可具有与后述的罩面层相比较高或较低的折射率。例如，各向异性纳米结构与罩面层的折射率之差在约0.2至2.0或约0.5至2.0的范围。当所述各向异性纳米结构具有如上所述的折射率之差时，所述纳米结构可具有大于罩面层的折射率。除非另有定义，在本说明书中术语“折射率”为基于550nm或633nm波长的光的值。
所述各向异性纳米结构例如可由透明绝缘材料形成。能够形成各向异性纳米结构的材料可包括氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化硅氧化物(SiOxNy)、氧化钡(BaO)、氧化铝(Al2O3)、或五氧化二钒(V2O3)等。例如，在使用已知的沉积法在基础层形成上述材料的层之后，可以在考虑所需图案的情况下通过采用对由上述材料所形成的层的至少一部分进行蚀刻的方法形成各向异性纳米结构。例如，可以采用纳米压印、干涉光刻或涂覆方法在沉积的材料层上形成掩膜(mask)，并通过使用气体如SF6，Cl2，CF4等的等离子干法蚀刻方法形成所述各向异性纳米结构，之后除去掩膜，由此可形成各向异性纳米结构的图案。在工艺中通过调节沉积层的厚度、掩膜的图案、蚀刻率等，可调节纳米结构的纵横比或纳米结构图案所占的面积。
罩面层可存在于各向异性纳米结构的图案的上部。罩面层例如可具有约1.2至3.5、1.2至3、1.2至2.5、1.2至2.5、或1.2至2.2的范围的折射率。
对于罩面层而言，例如可使用各种已知的有机材料、无机材料、或有机无机材料。考虑到器件的使用寿命或对于在制造工艺中所进行的高温工艺、光刻工艺、或蚀刻工艺的优异耐性，可使用具有优异耐热性和耐化学性的无机或有机无机材料，但视需要也可使用有机材料。用于形成罩面层的材料的实例例如可包括聚酰亚胺、具有芴环的卡多树脂(caldo resin)、聚氨酯、环氧化物、基于聚酯或基于丙烯酸酯的热固性或光可固化单体、低聚物或聚合物有机材料、无机材料(如氧化硅、氮化硅(silicon nitride)、氮氧化硅(silicon oxynitride)或聚硅氧烷等)、或者有机无机复合材料等。
例如，罩面层可包含聚硅氧烷、聚酰胺酸或聚酰亚胺。例如可通过将可缩合的硅烷化合物、硅氧烷低聚物等缩聚来制备聚硅氧烷，由此所形成的罩面层可形成为基于硅氧结合(Si-O)的基体。视需要，可通过调节缩聚条件等来形成其中聚硅氧烷仅基于硅氧烷结合(Si-O)的罩面层、或其中有机官能团(如烷基等)或可缩合的官能团(如烷氧基等)等部分残留的罩面层。
对于聚酰胺酸或聚酰亚胺粘合剂，例如，可使用对于550nm或633nm波长的光的折射率为约1.5以上、约1.6以上、约1.65以上或约1.7以上的粘合剂。例如，可通过使用引入了除氟以外的卤素原子、硫原子或磷原子的单体来制备上述聚酰胺酸或聚酰亚胺。
对于粘合剂，例如，可使用具有能够与颗粒结合的部位(如羧基等)以改善颗粒分散稳定性的聚酰胺酸。
对于聚酰胺酸，例如，可使用包含式1的重复单元的化合物。
[式1]
在式1中，n为正数。
所述重复单元可任意被一个以上的取代基取代。取代基的实例可包括含有除氟以外的卤素原子，含有卤素原子、硫原子、磷原子等的官能团(如苯基、苄基、萘基或噻吩基)。
聚酰胺酸可为仅用式1的重复单元而形成的均聚物，或除式1的重复单元以外还包含其它单元的共聚物。在共聚物中，其它单元的种类或比例例如在不降低所期望的折射率、耐热性、或透光率等的范围内可适当地进行选择。
下式2的重复单元可示例为式1的重复单元的具体实例。
[式2]
在式2中，n为正数。
例如，聚酰胺酸可具有在10,000至100,000或约10,000至50,000范围内的重均分子量，所述重均分子量使用凝胶渗透色谱法(GPC，Gel Permeation Chromatograph)测得并基于标准聚苯乙烯换算得到。此外，包含式1的重复单元的聚酰胺酸在可见光区域的透光率可为80％以上、85％以上或90％以上，并具有优异的耐热性。
此外，视需要，罩面层还可包括高折射颗粒。例如，可使用高折射颗粒来调节罩面层的折射率。例如，术语“高折射颗粒”可表示具有折射率为1.5以上、2.0以上、2.5以上、2.6以上或2.7以上的颗粒。例如，可以在考虑与颗粒相结合的罩面层的折射率的情况下，在满足上述罩面层折射率的范围内选择高折射颗粒的折射率上限。例如，高折射颗粒可具有约1至100nm、10至90nm、10至80nm、10至70nm、10至60nm、10至50nm或10至45nm范围的平均粒径。高折射颗粒的实例可包括氧化铝、铝硅酸盐、氧化钛或氧化锆等。
对高折射颗粒的比例没有特别的限制，且其可在上述确保罩面层的折射率的范围内调整。
罩面层的厚度亦没有特别限制，可视需要在合适的范围内调整。
在形成各向异性纳米结构之后，例如，可使用沉积法如湿涂法(wet coating)、溶胶-凝胶法、化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)、物理气相沉积(PVD，Physical Vapor Deposition)等形成罩面层。
基板还可包括电极层。例如，所述电极层可形成于光散射层上部。作为电极层，例如可形成通常在制备有机电子器件(如OLED等)时所使用的空穴注入电极层或电子注入电极层。
空穴注入电极层例如可使用具有相对高的功函数(work function)的材料形成，且视需要可使用透明材料形成。例如，空穴注入电极层可包括功函数约为4.0eV以上的金属、合金、导电化合物、或这些两种以上的混合物。所述材料的实例可包括：金属(如金)、碘化铜(CuI)、氧化物材料(如铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)、铟锌氧化物(IZO，IndiumZinc Oxide)、锌锡氧化物(ZTO，Zinc Tin Oxide)、掺杂铝或铟的氧化锌、镁铟氧化物、镍钨氧化物、ZnO、SnO2、In2O3等)、金属氮化物(如氮化镓)、金属硒化物(如硒化锌等)、金属硫化物(如硫化锌)等。此外，可使用包含Au、Ag、Cu等的金属薄膜和含有ZnS、TiO2、ITO等的高折射透明材料的堆叠结构形成透明空穴注入电极层。
可使用任意方法如沉积法、溅射法、化学沉积法、电化学法等来形成空穴注入电极层。此外，所形成的电极层可根据需要通过使用已知的光刻、阴罩板等方法图案化。空穴注入电极层的层厚根据透光率、表面电阻系数等而不同，但其通常可为500nm或在10至200nm的范围内。
透明电子注入电极层例如可用功函数相对较小的透明材料形成，例如，可以使用上述用于形成空穴注入电极层的材料中的合适材料来形成透明电子注入电极层，但所述透明电子注入电极层并不限制于此。例如也可以使用沉积法、溅射法等来形成电子注入电极层，且可视需要合适地形成图案。电子注入电极层可视需要以合适的厚度形成。
当形成电极层时，所述光散射层可具有比电极层小的投影面积。此处，所述光散射层也可具有比基础层小的投影面积。在本说明书中，术语“投影面积”是指，从所述基板表面的法线方向的平行方向的上方或下方观察该基板时，可辨识的对象物的投射面积，例如是指基础层、光散射层或电极层的面积。因此，例如，甚至当该光散射层的实际表面积由于光散射层的表面以凹凸形状形成而大于电极层的情况下，如果从上方观察到的所述光散射层的可辨识面积小于从上方观察到的所述电极层的可辨识面积，则该光散射层被解释为具有小于该电极层的投射面积。
当所述光散射层等具有小于基础层的投射面积，且所述光散射层的投影面积甚至小于电极层的投影面积时，所述光散射层可以以各种形状存在。例如，如图3所示，光散射层102可形成于除基础层101边界以外的部分，或一部分光散射层可残留在所述基础层的边界等。
图4为表示从上部观察图3的基板时的典型视图。如图3所示，从上方观察基板时可辨识的电极层201的面积(A)，即电极层201的投影面积(A)，大于位于电极层201下方的光散射层102的投影面积(B)。电极层的投影面积(A)与光散射层的投影面积(B)之间的比值(A/B)可为例如1.04以上、1.06以上、1.08以上、1.1以上、或1.15以上。当光散射层102的投影面积小于电极层的投影面积时，可实现如后文详述的其中光散射层不暴露在外部的结构，因此，没有特别地限制所述投影面积的比值(A/B)的上限。考虑到所述基板的一般制备环境，所述比值(A/B)的上限可为，例如约2.0、约1.5、约1.4、约1.3、或约1.25。在所述基板上，电极层也可形成于未形成光散射层的基板的上部。所述电极层可与基础层接触而形成，或包括在基础层和电极层之间的附加因素而形成。通过上述结构，当实现有机电子器件时，可实现光散射层等不暴露于外部的结构。
例如，如图4所示，电极层201可形成直至包括从上部观察时超过光散射层102的所有外周部分的区域。在该情况下，例如当多种光散射层存在于基础层上时，所述电极层可形成直至包括超过至少一个光散射层(例如至少在其上部形成有有机层的光散射层)的所有外周部分的区域。在上述结构中，可通过将如下文所述的封装结构粘结至下部未形成有光散射层的电极层上的方法，形成光散射层等不暴露于外部的结构。因此，可防止光散射层成为外部湿气、氧气等渗透的路径，并且可稳定地确保所述封装结构或电极和基板的粘附力，而且也可良好地保持所述器件的外部的表面硬度。
本发明还涉及一种有机电子器件。示例性的有机电子器件可包括：所述用于有机电极器件的基板；以及在基板上形成的有机电子器件、例如基板的光散射层。有机电子器件例如可包括第一电极层、有机层、以及依序形成于光散射层上的第二电极层。在本发明的一个实施方案中，所述有机电子器件可为有机发光器件。当所述有机电子器件为有机发光器件时，所述有机电子器件例如可具有其中至少包含发光层的有机层设置在空穴注入电极层和电子注入电极层之间的结构。所述空穴注入电极层和电子注入电极层可为如上所述的基板的光散射层上的电极层。
在有机发光器件中，存在于电子注入电极层和空穴注入电极层之间的有机层可包括至少一层发光层。所述有机层也可包含两层以上的多个发光层。当有机层中包括两层以上的发光层时，发光层可具有被具有电荷生成性质的中间电极层、电荷生成层(CGL；ChargeGenerating Layer)等分隔的结构，但本发明不限于此。
发光层可例如使用各种本领域已知的荧光或磷光有机材料形成。用于发光层的材料的实例包括Alq型材料，例如三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(tris(4-methyl-8-quinolinolate)aluminum(III))(Alq3)、4-MAlq3或Gaq3等；环戊二烯衍生物，例如C-545T(C26H26N2O2S)、DSA-胺、TBSA、BTP、PAP-NPA、螺环-FPA、Ph3Si(PhTDAOXD)、1,2,3,4,5-五苯基-1,3-环戊二烯(PPCP)、DPVBi(4,4’-二(2,2’-二苯基乙烯基)-1,1’-联苯)、二苯乙烯基苯或其衍生物，DCJTB(4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼啶-9-烯基)-4H-吡喃)(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran)、DDP、AAAP、NPAMLI；磷光材料，例如Firpic、m-Firpic、N-Firpic、bon2Ir(acac)、(C6)2Ir(acac)、bt2Ir(acac)、dp2Ir(acac)、bzq2Ir(acac)、bo2Ir(acac)、F2Ir(bpy)、F2Ir(acac)、op2Ir(acac)、ppy2Ir(acac)、tpy2Ir(acac)、FIrppy(面式-三[2-(4,5’-二氟苯基)吡啶-C’2,N]合铱(III))(,fac-tris[2-(4,5’-difluorophenyl)pyridine-C’2,N]iridium(III))、Btp2Ir(acac)(二(2-(2’-苯并[4,5-a]噻吩基)吡啶-N,C3’)合铱(乙酰丙酮))(bis(2-(2’-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3’)iridium(acetylactonate))等，但不限于此。发光层可具有主体-掺杂体体系，其中所述主体-掺杂体体系包括所述材料作为主体，且包括苝(perylene)、二苯乙烯基联苯(distyrylbiphenyl)、DPT、喹吖酮(quinacridone)、红荧烯(rubrene)、BTX、ABTX、DCJTB等作为掺杂体。
发光层可通过适当使用电子接收有机化合物或电子给予有机化合物中合适类型的表现出发光性能的化合物形成，这些将在下文中描述。
形成的有机层可具有还包括本领域已知的其他功能性层的各种结构，条件是其包括发光层。可包括在有机层中的所述层的实例可包括电子注入层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层和空穴注入层等。
电子注入层或电子传输层可例如使用电子接收有机化合物(electron acceptingorganic compound)形成。在上述内容中，任何已知的化合物均可无特定限制地用作电子接收有机化合物。所述有机化合物的实例可包括：多环化合物或其衍生物，例如对三联苯或四联苯；多环烃类化合物或其衍生物，例如萘、稠四苯、芘、六苯并苯、、蒽、二苯基蒽、并四苯或菲；和杂环化合物或其衍生物，例如邻二氮杂菲、红菲绕啉、菲啶、吖啶、喹啉、喹喔啉或吩嗪。此外，可用在低折射层中的电子接收有机化合物还有：荧光素、苝、酞苝(phthaloperylene)、萘并苝(naphthaloperylene)、苝酮(perynone)、酞苝酮(phthahloperynone)、萘并苝酮(naphthaloperynone)、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、噁二唑、醛连氮、双苯并噁唑啉、联苯乙烯、吡嗪、环戊二烯、8-羟基喹啉、氨基喹啉、亚胺、二苯基乙烯、乙烯基蒽、二氨基咔唑、吡喃、噻喃、多甲炔、部花青(merocyanine)、喹吖酮或红荧烯或其衍生物；日本特开第1988-295695号公报、日本特开第1996-22557号公报、日本特开第1996-81472号公报、日本特开第1993-009470号公报或日本特开第1993-017764号公报等公开的金属螯合络合化合物，例如金属螯合化oxanoid化合物(metal chelated oxanoidcompound)，如三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-quinolinolato)aluminium)、二(8-羟基喹啉)镁、二[苯并(f)-8-羟基喹啉]锌(bis[benzo(f)-8-quinolinolato]zinc)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)铟(tris(8-quinolinolato)indium)、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、8-羟基喹啉锂、三(5-氯-8-羟基喹啉)镓或二(5-氯-8-羟基喹啉)钙或其衍生物，其为含有最少一个8-羟基喹啉配体的金属络合物；日本特开第1993-202011号公报、日本特开第1995-179394号公报、日本特开第1995-278124或公报或日本特开第1995-228579号公报等公开的噁二唑(oxadiazole)化合物；日本特开第1995-157473号公报等公开的三嗪(triazine)化合物；日本特开第1994-203963号公报等公开的茋(stilbene)衍生物或二苯乙烯基亚芳基(distyrylarylene)衍生物；日本特开第1994-132080号公报或日本特开第1994-88072号公报等公开的苯乙烯基衍生物；日本特开第1994-100857号公报或日本特开第1994-207170号公报等公开的二烯烃衍生物；荧光增白剂，如苯并噁唑(benzooxazole)化合物、苯并噻唑(benzothiazole)化合物或苯并咪唑(benzoimidazole)化合物；二苯乙烯基苯化合物，如1,4-二(2-甲基苯乙烯基)苯、1,4-二(3-甲基苯乙烯基)苯、1,4-二(4-甲基苯乙烯基)苯、二苯乙烯基苯、1,4-二(2-乙基苯乙烯基)苯、1,4-二(3-乙基苯乙烯基)苯、1,4-二(2-甲基苯乙烯基)-2-甲基苯或1,4-二(2-甲基苯乙烯基)-2-乙基苯；二苯乙烯基吡嗪化合物，如2,5-二(4-甲基苯乙烯基)吡嗪、2,5-二(4-乙基苯乙烯基)吡嗪、2,5-二[2-(1-萘基)乙烯基]吡嗪、2,5-二(4-甲氧基苯乙烯基)吡嗪、2,5-二[2-(4-联苯基)乙烯基]吡嗪或2,5-二[2-(1-芘基)乙烯基]吡嗪；二甲川(dimethylidine)化合物或其衍生物，如1,4-亚苯基二甲川、4,4’-亚苯基二甲川、2,5-二甲苯二甲川、2,6-亚萘基二甲川、1,4-亚联苯基二甲川、1,4-对-亚苯基二甲川、9,10-蒽二基甲川(9,10-anthracenediyldimethylidine)、4,4’-(2,2-二-叔-丁基苯基乙烯基)联苯、4,4’-(2,2-二苯基乙烯基)联苯；日本特开第1994-49079号公报或日本特开第1994-293778号公报等公开的硅烷胺(silanamine)衍生物；日本特开第1994-279322号公报或日本特开第1994-279323号公报等公开的多官能苯乙烯基化合物；日本特开第1994-107648号公报或日本特开第1994-092947号公报等公开的噁二唑衍生物；日本特开第1994-206865号公报等公开的蒽化合物；日本特开第1994-145146号公报等公开的oxynate衍生物；日本特开第1992-96990号公报等公开的四苯基丁二烯化合物；日本特开第1991-296595号公报等公开的有机三官能化合物；日本特开第1990-191694号公报等公开的香豆素(coumarin)衍生物；日本特开第1990-196885号公报等公开的苝(perylene)衍生物；日本特开第1990-255789号公报等公开的萘衍生物；日本特开第1990-289676号公报或日本特开第1990-88689号公报等公开的酞苝酮(phthaloperynone)衍生物；或日本特开第1990-250292号公报等公开的苯乙烯基胺衍生物。此外，在上述物质中，电子注入层可例如使用LiF或CsF形成。
空穴阻挡层为阻挡从空穴注入电极层注入的空穴穿过发光层而进入电子注入电极层、由此延长器件的寿命并提高器件的效能的层，并且，根据需要，空穴阻挡层可以使用已知材料形成于发光层与电子注入电极层之间的适当部分。
空穴注入层或空穴传输层可包括例如电子给予有机化合物(electron donatingorganic compound)。电子给予有机化合物的代表实例包括芳胺化合物，如N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二氨基联苯、2,2-二(4-二-对-甲苯基氨基苯基)丙烷、N,N,N’,N’-四-对-甲苯基-4,4’-二氨基联苯、二(4-二-对-甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N,N’-二苯基-N,N’-二(4-甲氧基苯基)-4,4’-二氨基联苯、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二(二苯基氨基)四联苯(4,4’-bis(diphenylamino)quadriphenyl)、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4’-N,N-二苯基氨基茋、N-苯基咔唑、1,1-二(4-二-对-三氨基苯基)环己烷、1,1-二(4-二-对-三氨基苯基)-4-苯基环己烷、二(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷、N,N,N-三(对-甲苯基)胺、4-(二-对-甲苯基氨基)-4’-[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]茋、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二氨基联苯N-苯基咔唑、4,4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4,4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]对-三联苯、4,4’-二[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]联苯、1,5-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘、4,4’-二[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]联苯基苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]-对-三联苯、4,4’-二[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(8-荧蒽基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]联苯、4,4’-二[N-(1-六苯并苯基)-N-苯基氨基]联苯(4,4’-bis[N-(1-coronenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、2,6-二(二-对-甲苯基氨基)萘、2,6-二[二-(1-萘基)氨基]萘、2,6-二[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘、4,4’-二[N,N-二(2-萘基)氨基]三联苯、4,4’-二{N-苯基-N-[4-(1-萘基)苯基]氨基}联苯、4,4’-二[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]联苯、2,6-二[N,N-二-(2-萘基)氨基]芴、4,4’-二(N,N-二-对-甲苯基氨基)三联苯和二(N-1-萘基)(N-2-萘基)胺，但不限于此。
空穴注入层或空穴传输层可通过将所述有机化合物分散在聚合物中形成，或使用源自所述有机化合物的聚合物形成。此外，可以使用所谓的π-共轭聚合物(π-conjugatedpolymer)例如聚对亚苯基亚乙烯基(polyparaphenylenevinylene)及其衍生物、空穴传输非共轭聚合物例如聚(N-乙烯基咔唑)、或σ-共轭聚合物例如聚硅烷。
空穴注入层可使用金属酞菁化合物例如酞菁铜、非金属酞菁化合物、碳膜或导电聚合物例如聚苯胺形成，或通过芳胺化合物作为氧化剂与Lewis酸(Lewis acid)反应形成。
根据示例性的实施方案，有机发光器件可具有的层为从基板的光散射层上以如下顺序形成的结构：(1)空穴注入电极层/有机发光层/电子注入电极层；(2)空穴注入电极层/空穴注入层/有机发光层/电子注入电极层；(3)空穴注入电极层/有机发光层/电子注入层/电子注入电极层；(4)空穴注入电极层/空穴注入层/有机发光层/电子注入层/电子注入电极层；(5)空穴注入电极层/有机半导体层/有机发光层/电子注入电极层；(6)空穴注入电极层/有机半导体层/电子阻挡层(electron blocking layer)/有机发光层/电子注入电极层；(7)空穴注入电极层/有机半导体层/有机发光层/粘合增强层/电子注入电极层；(8)空穴注入电极层/空穴注入层/空穴传输层/有机发光层/电子注入层/电子注入电极层；(9)空穴注入电极层/绝缘层/有机发光层/绝缘层/电子注入电极层；(10)空穴注入电极层/无机半导体层/绝缘层/有机发光层/绝缘层/电子注入电极层；(11)空穴注入电极层/有机半导体层/绝缘层/有机发光层/绝缘层/电子注入电极层；(12)空穴注入电极层/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/有机发光层/绝缘层/电子注入电极层或(13)空穴注入电极层/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/有机发光层/电子注入层/电子注入电极层，且根据情况，所述有机发光器件可具有包括有机层的形式，所述有机层的结构中至少两层被具有电荷生成性能的中间电极层或电荷生成层(CGL：Charge Generating Layer)分隔的发光层位于空穴注入电极层和电子注入电极层之间，但不限于此。
用于形成空穴注入电极层或电子注入电极层和有机层例如发光层、电子注入层或电子传输层、空穴注入层或空穴传输层的各种材料以及用于形成上述层的方法为本领域已知的，且例如，有机电子器件可以用与上述方法相同的方式制造。
有机电子器件还可包括封装结构。所述封装结构可为防止外界物质例如湿气和氧气进入有机电子器件的有机层的保护结构。所述封装结构可为例如罐，如玻璃罐或金属罐；或覆盖有机层整个表面的薄膜。
图6示出示例性实施方案的示意图，其中，形成于基板之上的有机层701(所述基板依次包括基础层101、光散射层102和第一电极层501)和第二电极层702通过具有罐结构的封装结构703得到保护，所述罐结构例如玻璃罐或金属罐。如图5所示，封装结构703可例如通过粘合剂粘附于基板。封装结构703可粘附于例如下方没有光散射层102的电极层501。例如，如图2所示，封装结构703可通过粘合剂粘附于基板的端部。通过此方式，可使封装结构的保护效果最大化。
封装结构可为例如覆盖有机层和第二电极层的整个表面的薄膜。图6示出示例性实施方案的示意图，其中，封装结构703呈覆盖在有机层701和第二电极层702整个表面的薄膜形式。例如，如图6所示，薄膜形式的封装结构703可覆盖有机层701和第二电极层702的整个表面，且可具有将包括基础层101、光散射层102和电极层501的基板粘结至位于该基板上方的第二基板801的结构。第二基板801的实例可包括例如玻璃基板、金属基板、聚合物薄膜或势垒(barrier)层。薄膜形式的封装结构可例如通过如下方式形成：使用通过热或紫外(UV)光辐照固化的液相材料并使其固化，例如环氧树脂；或使用粘合片等将基板和上部基板层压在一起，所述粘合片提前使用环氧树脂等制成薄膜的形式。
根据需要，封装结构可包括吸湿剂或吸气剂，例如金属氧化物，如氧化钙或氧化铍；金属卤化物，如氯化钙；或五氧化磷。吸湿剂或吸气剂可例如包括于薄膜形式的封装结构内部，或包括于罐结构的封装结构的规定位置处。此外，封装结构还可包括势垒膜或导电膜。
如图5或图6所示，所述封装结构可粘附于例如下方没有光散射层102的第一电极层501上。因此，可获得所述光散射层未曝露于外界环境的密封结构。所述密封结构是指，例如如下一种状态：光散射层的整个面被基础层、电极层和/或封装结构包围，或者被形成为包括基础层、电极层和/或封装结构的密封结构包围，由此光散射层不曝露于外界环境。密封结构可仅由基础层、电极层和/或封装结构形成，或者还可包括除基础层、电极层及封装结构之外的其他元件，例如辅助电极等，条件是形成密封结构以使光散射层不曝露于外界环境。例如，在图5或图6中，其他元件可位于基础层101和电极层501相接触的部分、或位于电极层501和封装结构703相接触的部分，或位于其他位置。其他元件的实例可包括低蒸汽渗透有机材料、无机材料或有机-无机复合材料，或绝缘层或辅助电极。
本发明也涉及上述有机电子器件例如有机发光器件的用途。所述有机发光器件可有效应用于例如液晶显示器(LCD；Liquid Crystal Display)的背光源、照明设备、各种传感器、打印机或复印件等的光源、车辆仪表盘的光源、信号灯、领航灯、显示设备、区域发光器件的光源、显示器、装饰或各种灯。在一个具体的实例中，本发明涉及包括所述有机发光器件的照明设备。在所述有机发光器件应用于照明设备或用于其他用途时，制造所述设备的部件或设备的制造方法不做特别限定，可使用本领域已知的任何材料和任何方法，前提是使用所述有机发光器件。
有益效果
本发明涉及一种用于有机电子器件的基板、有机电子器件以及照明设备。在本发明一个实施方案中，可提供的基板或有机电子器件能够形成确保具有包括光提取效率等和稳定性(通过使用能够根据入射光的角度而展示不同散射性能的光散射层)性能的有机电子器件。
附图说明
图1至图4为表示示例性基板的模拟图。
图5及图6为表示示例性有机电子器件的模拟图。
附图标记说明
100：用于有机电子器件的基板
101：基础层
102：光散射层
1021：罩面层
1022：各向异性纳米结构
201、501：电极层
701：有机层
702：电极层
703：封装结构、封装层
801：罩体(cover)基板
具体实施方式
下文中，将通过本发明的实施例和非本发明的对比实施例详细描述本申请的示例性实施方案。然而，本发明的范围并不限制于如下公开的实施例。
实施例1
用于有机电子器件的基板的制备
在氧气(O2)和氩气的混合气体气氛下，采用反应性磁控溅射(使用钛靶)方法，将厚度约为300nm且折射率相对于550nm波长的光约为2.5的TiO2层形成于玻璃基板上。然后，通过将包含平均粒径约为120nm左右的镍金属颗粒的涂布液实施旋转涂布而形成掩膜，并使用Cl2气体的等离子体对所述TiO2层进行蚀刻，之后使用盐酸(HCl)和硝酸(HNO3)的混合溶液来除去铝金属颗粒，从而形成高度约为300nm和横截面的平均直径约为120nm的TiO2圆柱体随机配置的表面。在以上描述中，TiO2圆柱体的高度和平均直径是通过场发射扫描式电子显微镜(FE-SEM，Field Emission Scanning Electron Microscopy)分析来测定的。随后，将四甲氧基硅烷低聚浓缩物与平均直径约为20nm且折射率相对于550nm波长的光约为2.5的二氧化钛(TiO2)颗粒混合，将所混合的浓缩物分散于乙醇和甲基异丁酮中而制备涂布液，使用缝口模头来将涂布液涂覆在形成有TiO2圆柱体的玻璃基板上。而后，在约100℃下干燥约1分钟，之后通过在约200℃下加热将其固化约30分钟而形成了折射率相对于550nm波长的光约为1.8的罩面层。然后，使用已知的溅射方法，包含铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)的空穴注入电极层形成于玻璃基板的整个表面上，由此制备了基板。
有机发光器件的制备
使用沉积法，将包含α-NPD(N,N'-[(1-萘基)-N,N'-二苯基]-1,1'-联苯)-4,4'-二胺)和发光层(4,4',4'-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA):Firpic，TCTA：Fir6)的空穴注入层依序形成在所制备基板的电极层上。随后，将作为电子传输化合物的TCTA(4,4',4'-三(N-咔唑基)-三苯胺)沉积于所述发光层上，由此形成了厚度约为70nm的电子注入层。随后，使用真空沉积法来将铝(Al)电极作为电子注入反射电极而形成在电子注入层上，由此制备了所述器件。随后，在氩气的气氛下的手套箱中，将封装结构粘附于所述器件，由此制备了所述器件。
实施例2
以与实施例1中相同的方法形成了厚度约为400nm且折射率相对于550nm波长的光约为2.5的TiO2层。然后，使用热沉积法，在TiO2层上形成厚度约为10nm的Au薄膜，并使用快速热退火(RTA，Rapid thermal annealing)装置来将其在600℃下退火30分钟，由此在TiO2层上形成了平均粒径约为200nm的随机排列的Au颗粒。随后，使用SF6气体的等离子体对TiO2层进行蚀刻，之后使用盐酸(HCl)和硝酸(HNO3)的混合溶液来除去Au颗粒，从而形成高度约为400nm和横截面的平均直径约为200nm的TiO2圆柱体随机配置的表面。随后，以与实施例1相同的方法形成罩面层和空穴注入电极层，由此制备了基板。
有机发光器件的制备
除了使用所制备的基板以外，以与实施例1相同的方法制备了该器件。
对比实施例1
除了所述光散射层未形成在玻璃基板上，以与实施例1相同的方法直接形成空穴注入电极层、发光层、电子注入层和电子注入反射电极，由此制备了所述器件。
表1显示了实施例和对比实施例的性能评估结果。通过已知的方法进行下表1中的外量子效率的评估。
[表1]
驱动电压(V) 外量子效率(％)
实施例1 6.1 28.3
实施例2 6.1 29.2
对比实施例1 6.0 19.1

Claims (12)

1.一种用于有机电子器件的基板，其包含：
基础层；
光散射层，其位于所述基础层上，具有纵横比在1.2至30范围内的各向异性纳米结构的图案，以及存在于所述各向异性纳米结构的图案上部的罩面层；以及
形成在所述光散射层上的电极层，
其中当从上方观察时所述各向异性纳米结构占有的面积为所述光散射层整个面积的20％至70％，
其中所述各向异性纳米结构和所述罩面层的折射率之差在0.2至2.0的范围内，
其中所述光散射层被所述电极层和所述基础层密封，
其中所述罩面层包含聚硅氧烷、聚酰胺酸或聚酰亚胺，以及其中所述罩面层还包含具有折射率为1.5以上的高折射颗粒。
2.根据权利要求1所述的基板，其中所述各向异性纳米结构具有1.7以上的折射率。
3.根据权利要求1所述的基板，其中所述各向异性纳米结构具有长度在50nm至1000nm范围内的柱体形状。
4.根据权利要求1所述的基板，其中所述各向异性纳米结构具有横截面的平均直径在10nm至500nm范围内的柱体形状。
5.根据权利要求1所述的基板，其中多个各向异性纳米结构随机配置在所述基础层上。
6.根据权利要求5所述的基板，其中所述多个各向异性纳米结构包含纵横比互不相同的两种以上各向异性纳米结构。
7.根据权利要求5所述的基板，其中在随机配置的所述多个各向异性纳米结构之间的平均间隔在150nm至300nm范围内。
8.根据权利要求1所述的基板，其中所述各向异性纳米结构包含氧化锌、氧化锆、二氧化钛、氮化硅、氮化硅氧化物、氧化钡、氧化铝或五氧化二钒。
9.根据权利要求1所述的基板，其中所述罩面层具有1.2至3.5范围内的折射率。
10.根据权利要求1所述的基板，其中所述各向异性纳米结构具有高于所述罩面层的折射率。
11.一种有机电子器件，其包括根据权利要求1所述的基板。
12.一种照明设备，其包括根据权利要求11所述的有机电子器件。
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