CN105870358B - 一种散射层的制备方法、有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散射层的制备方法、有机发光二极管,散射层的制备方法包括在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板;在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;完成沉积具有第一折射率的材料后,去掉掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,其中,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值。本发明的制备方法具有制备过程简单、成本低,通过控制突起结构的形状、数量等可控因素即可以实现对散射层的散射效果的精准控制等优点。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及一种散射层的制备方法,以及应用由该方法制备的散射层的有机发光二极管。
背景技术
有机发光二极管(英文全称:Organic Light-Emitting Diode,简称:OLED)是一种具有自发光特性的显示技术,其采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。由于OLED具有高对比度、广视角、低功耗、结构简单、轻薄柔性等特点,其正在逐步替代薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD),是目前受到最多关注的技术之一。
但是,光在OLED器件中传播时,不可避免地会形成等离子模式、波导模式和衬底模式等多种模式。这些模式都会导致OLED器件发出的光不能高效率的耦合到空气中,即限制了OLED的出光效率。在上述这些模式中,波导模式是限制OLED的出光率的主要阻碍因素。
为了减少波导模式的产生,通常采用两种方法:一种方法是利用光子晶体来减少波导模式,即在ITO表面进行离子束刻蚀,形成有序结构,与相邻的有机材料层形成二维的光子晶体,但这种方法的制作过程复杂、造价昂贵,或者在ITO和玻璃基底之间,用纳米压印的办法制作一层光子晶体,,由于不同的光子晶体周期需要制作不同尺度的压印模板,使得其制造成本大大提高。另一种方法是增加散射层,在ITO和有机材料之间,利用光刻法制作一层低折射率的SiO2网格结构的散射层,其制作出的散射层虽然可以减少波导模式,但制程复杂、各有机层呈波浪式堆叠导致的难于控制各自的制程参数;或者在ITO和玻璃基底之间制作一层掺杂不同质量分数和大小的低折射率颗粒或气泡的散射层,由于颗粒间差异较大,使得散射的效果很难控制。
因此,有必要提供一种散射层的制备方法,以及应用由该方法制备的散射层的有机发光二极管,使得散射层的制备过程简单化、制作成本降低,同时可以批量生产具有散射效果高度可控的散射层;应用本方法制备的散射层的有机发光二极管中,因散射层的存在使得原本发生全反射的光出射,从而减少波导模式的出现,增加OLED的出光率。
发明内容
本发明实施例提供一种散射层的制备方法,以及应用由该方法制备的散射层的有机发光二极管;本发明提供的方法解决了现有的减少波导模式产生的方法中所带来的制作过程复杂、散射效果难以控制以及制作成本高昂等问题;同时,应用由该方法制备的散射层的有机发光二极管可以大大减少波导模式的产生,增加了有机发光二极管的出光率。
本发明实施例提供一种散射层的制备方法,其包括:
在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板;
在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值。
在本发明所述的散射层的制备方法中,在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板的方法包括:
在基底上采用开放式掩膜板,通过真空蒸镀或者物理气相沉积法制备具有与开放式掩膜板的图案相同的铝膜;
对制备出的铝膜进行第一次阳极氧化,并洗去氧化生成的氧化铝,形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜;
将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜进行第二次阳极氧化,直至将凹槽下方的铝全部氧化形成孔洞结构为止。
在本发明所述的散射层的制备方法中,在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料的步骤中,采用的沉积方法包括:真空蒸镀、物理气相沉积、化学气相沉积或者脉冲激光沉积。
在本发明所述的散射层的制备方法中,所述的突起结构包括:半球型突起结构或者柱状突起结构。
在本发明所述的散射层的制备方法中,具有第一折射率值的材料包括:硅-玻璃键合结构材料、二氧化硅和气凝胶中的一种或者多种。
在本发明所述的散射层的制备方法中,具有第二折射率值的材料包括氮化硅、氧化铟锡和硒化锌中的一种或者多种。
本发明实施例还提供另外一种散射层的制备方法,其包括:
在铝箔上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板,并将掩膜板转移至基底上;
在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值。
在本发明所述的另外一种散射层的制备方法中,在铝箔上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板的步骤包括:
对铝箔进行第一次阳极氧化,直至铝箔中的铝不再被氧化,洗去氧化生成的氧化铝,在铝箔上形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽;
将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝箔进行第二次阳极氧化,直至凹槽下方的铝氧化形成规则的孔道结构;
依次洗去具有孔道结构的铝箔中剩余的铝和孔道结构底部的氧化铝,从而形成具有若干个孔洞结构的掩膜板。
在本发明所述的另外一种散射层的制备方法中,所述突起结构包括:半球型突起结构或者柱状突起结构。
本发明又提供一种有机发光二极管,其包括阴极、有机材料层、ITO阳极和基底,所述有机发光二极管还包括上述任意一种方法制备的散射层,所述散射层置于ITO阳极与基底之间;或者所述散射层置于所述阴极的一侧上。
与现有技术相比,本发明的一种散射层的制备方法,通过在基底上直接制备具有若干个孔洞结构的掩膜板或者在铝箔上先制备该掩膜板,再将该掩膜板转移至基底上,然后在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料,形成若干个突起结构,再用具有第二折射率值的材料将突起结构平坦化,形成平坦层,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,该方法制备散射层的过程简单,成本低,通过控制突起结构的形状、数量等可控因素,即可以实现对散射层的散射效果的精准控制,同时,采用该方法可以批量的生产具有相同内部结构的散射层,解决了现有技术中,因散射层内部结构随机而导致制备出的每个散射层的散射效果不同的问题;另外,也可以根据实际应用的需求来制作具有不同内部结构的散射层,从而获得不同散射效果。
同时,本发明提供的有机发光二极管,其应用了本发明提供的散射层制备方法制备出的散射层,通过将该散射层设置在ITO阳极与基底之间,或者置于所述阴极的一侧上,可以大大减少光在有机发光二极管中传播时产生的波导模式,将原本在波导模式中的光透射出去,从而增加了有机发光二极管的出光率。
附图说明
图1为本发明的一种散射层的制备方法的第一优选实施例的流程图;
图2为本发明的第一优选实施例中,掩膜板的制备方法的流程图;
图3为本发明的第一优选实施例中,开放式掩膜板的结构示意图;
图4为本发明的第一优选实施例中,具有若干个六方密堆积结构的凹槽的子铝膜的截面示意图;
图5a为本发明的第一优选实施例中,子掩膜板的俯视示意图;
图5b为本发明的第一优选实施例中,子掩膜板中孔洞结构的侧视示意图;
图6为本发明的第一优选实施例中,在子掩膜板对应的基底上形成若干个突起结构的示意图;
图7为本发明的第一优选实施例中,在基底上制备出的散射层的结构示意图;
图8为本发明的一种散射层的制备方法的第二优选实施例的流程图;
图9为本发明的第二优选实施例中,掩膜板的制备方法的流程图;
图10为本发明的第二优选实施例中,铝箔表面形成的若干个六方密堆积结构的凹槽的截面示意图;
图11为本发明的第二优选实施例中,在铝箔上形成的孔道结构的侧视示意图;
图12为现有的有机发光二极管中产生波导模式的光路图;
图13为本发明的有机发光二极管中散射层的光路图。
具体实施方式
请参照图式,其中相同的组件符号代表相同的组件。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例,其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
请参照图1,图1为本发明的一种散射层的制备方法的第一优选实施例的流程图。该制备方法包括:
步骤S101、在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板;
步骤S102、在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
步骤S103、完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
步骤S104、在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值。
下面详细说明本优选实施例中散射层的制备方法的各步骤的具体过程。
在步骤S101中,在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板,具体制备掩膜板的方法请参见图2,图2为本发明的第一优选实施例中,掩膜板的制备方法的流程图。
该制备掩膜板的方法包括:
步骤S201、在基底上采用开放式掩膜板,通过真空蒸镀或者物理气相沉积法制备具有与开放式掩膜板的图案相同的铝膜;
步骤S202、对制备出的铝膜进行第一次阳极氧化,并洗去氧化生成的氧化铝,形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜;
步骤S203、将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜进行第二次阳极氧化,直至将凹槽下方的铝全部氧化形成孔洞结构为止。
在步骤S201中,采用的开放式掩膜板的结构如图3所示,图3为本优选实施例中开放式掩膜板的结构示意图,开放式掩膜板30包括遮挡部31和开口部32,将开放式掩膜板30放置在基底上,采用真空蒸镀或者物理气相沉积法将金属铝通过开口部32沉积在基底上,而遮挡部31遮挡的基底上将不会有金属铝沉积,从而在基底上形成与开放式掩膜板30具有相同图案的铝膜,该铝膜包括多个相互独立的子铝膜,在本优选实施例中,子铝膜的个数与开口部32的开口个数相同,即子铝膜的个数为9个。
在基底上沉积铝膜时,可以将铝膜的厚度控制在2至10微米之间,在其他的实施例中,铝膜的厚度可以小于2微米或者大于10微米。在本优选实施例中,图3所示的开放式掩膜板的结构仅仅起到示范说明的作用,不能用于限制本发明,在其他的实施例中,也可以采用具有其他图案的开放式掩膜板,在此不做具体的限定。
在大面积成膜时,为了消除相邻层间的应力差,可以在步骤S201之后对铝膜进行退火处理,由于退火过程属于现有技术,本领域的技术人员可以根据公知常识即可完成对铝膜进行退火处理,在此不对退火过程做具体详述。
在步骤S202中,采用草酸溶液对铝膜进行第一次阳极氧化,金属铝的表面被迅速氧化出一层氧化铝,此时铝膜将由未氧化的金属铝层和氧化生成的氧化铝层两部分构成,由于氧化铝层的表面凹凸不平,导致凹下去的地方电流大,草酸溶液对其氧化速度大,而凸出的地方电流小,草酸溶液对其氧化的速度小,从而出现凹下去的地方将不断的进行横向和纵向的扩张,从而形成凹槽,而凸出的地方将形成凹槽的侧壁,通过控制第一次阳极氧化的时间,可以得到具有凹槽的铝膜,其中,该凹槽的下半部分延伸至未氧化的金属铝层中,且呈现规则的六方密堆积结构,而凹槽的上半部分处于新生成的氧化铝层中。需要说明的是,上述的横向和纵向分别指平行于铝膜表面和垂直于铝膜表面的方向。
采用氢氧化钠溶液将生成的氧化铝洗去,从而形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜,如图4所示,图4为本优选实施例中,形成的具有若干个六方密堆积结构的凹槽的子铝膜的截面示意图,在基底41表面上的子铝膜42中,出现了若干个凹槽43,且凹槽43呈六方密堆积结构,可以理解的是,在整个基板41上,会有9个如图4所示的具有若干个六方密堆积结构的凹槽的子铝膜。
在每个子铝膜上形成的六方密堆积结构的凹槽的数量很多,可能会有成千上万个凹槽,在宏观上无法分辨出凹槽,但在微观上,这些大量的凹槽将呈现局部有序排列,比如在10个凹槽这样的范围内,凹槽将呈现规则排列。
在步骤S203中,采用草酸溶液对具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜进行第二次阳极氧化,由于金属铝本身的氧化机制,导致凹槽下方的金属铝的氧化速度比其他地方的铝氧化速度快,因此凹槽下方的铝将不断被氧化成氧化铝,并且生成的氧化铝将向凹槽的四周进行扩散,从而将凹槽下方的铝全部氧化后,形成一个孔洞结构,此时完成了在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板的过程,且该孔洞结构具有六方密堆积结构。根据前面的叙述,可以很容易理解的是,在本优选实施例中,掩膜板将包括9个子掩膜板,且每个子掩膜板都与一个子铝膜相对应。
请参见图5a和图5b,图5a为本优选实施例中,子掩膜板的俯视示意图,图5b为本优选实施例中,子掩膜板中孔洞结构的侧视示意图。从图5a中可以看出,子掩膜板上出现了若干个孔洞结构51,孔洞结构51的四周为氧化铝52。
对于本优选实施例,在制备掩膜板的过程中,对铝膜进行了两次阳极氧化来形成具有孔洞结构的掩膜板,在其他的实施例中,也可以采用一次阳极氧化、三次阳极氧化或者更多次阳极氧化来形成具有孔洞结构的掩膜板,在此不做具体的限定。
在本优选实施例中,步骤S101中的基底可以为玻璃基底,当然在其他的实施例中,也可以为其他材料的基底,在此不做具体限定。
在步骤S102中,采用化学气相沉积法在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料。在其他的实施例中,沉积具有第一折射率值的材料的沉积方法还可以为真空蒸镀、物理气相沉积法或者脉冲激光沉积法等其他方法,在此不做具体的限定。
在本优选实施例中,第一折射率值需小于等于1.5,优选地,具有第一折射率值的材料为二氧化硅,在其他的实施例中,该材料也可以为硅-玻璃键合结构或者气凝胶,也可以为上述材料的几种组合,在此不做具体限制。
在步骤S103中,在沉积完二氧化硅材料后,采用氢氧化钠溶液洗去掩膜板,去掉掩膜板后,在基底41上就会出现若干个二氧化硅突起结构,请参见图6,图6为本优选实施例中,在子掩膜板对应的基底上形成若干个突起结构的示意图,在本实施例中,由于在步骤S102中设置沉积的二氧化硅的量较多,使得本优选实施例中的突起结构呈现为柱状结构,如图6中的二氧化硅突起结构61所示。在其他的实施例中,可以通过减少沉积的二氧化硅的量,从而在基底41上形成半球型突起结构,对于制备半球型突起结构的具体操作过程,本领域的技术人员根据本说明书的内容以及公知常识,可以很容易地制作出来,在此不做具体详述。
在步骤S104中,采用化学气相沉积法在若干个二氧化硅突起结构61之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,其中,第二折射率值大于第一折射率值。在本实施例中,优选地,第二折射率值大于等于1.8,具有第二折射率值的材料可以优选为氧化铟锡。通过沉积氧化铟锡平坦层将若干个二氧化硅突起结构61平坦化,从而在基底上形成由二氧化硅突起结构和氧化铟锡平坦层组成的散射层。如图7所示,图7为本优选实施例中,在基底上制备出的散射层的结构示意图,其中,散射层包括二氧化硅突起结构61和氧化铟锡平坦层71。
在本优选实施例中,由于采用有机发光二极管的电极材料,即氧化铟锡作为平坦层71的材料,使得该散射层既具备了散射光线的作用,又可以用来充当有机发光二极管的电极,从而降低制作有机发光二极管的成本。当然,在其他的实施例中,平坦层71的材料也可以为硒化锌或者氮化硅,也可以为上述几种材料的组合,在此不做具体限定。
本优选实施例提供的散射层的制备方法,通过在基底上直接制备具有若干个孔洞结构的掩膜板,然后在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料,再用具有第二折射率值的材料将突起结构平坦化,形成平坦层,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,该方法制备散射层的过程简单,成本低,通过控制突起结构的形状、数量等可控因素,即可以实现对散射层的散射效果的精准控制,同时,采用该方法可以批量的生产具有相同内部结构的散射层,解决了现有技术中,因散射层内部结构随机而导致制备出的每个散射层的散射效果不同的问题;另外,也可以根据实际应用的需求来制作不同有序的内部结构的散射层,从而获得不同的散射效果。
请参照图8,图8为本发明的一种散射层的制备方法的第二优选实施例的流程图。本优选实施例的散射层的制备方法包括:
步骤S801、在铝箔上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板,并将掩膜板转移至基底上;
步骤S802、在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
步骤S803、完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
步骤S804、在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值。
下面将详细地描述本优选实施例中散射层的制备方法的具体过程。
在步骤S801中,采用厚度为2mm的铝箔作为制作具有若干个孔洞结构的掩膜板的材料。在本步骤中,具体制作掩摸板的方法如图9所示,图9为本优选实施例中,掩膜板的制备方法的流程图。
掩摸板的具体制备过程包括:
步骤S901、对铝箔进行第一次阳极氧化,直至铝箔中的铝不再被氧化,洗去氧化生成的氧化铝,在铝箔上形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽;
步骤S902、将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝箔进行第二次阳极氧化,直至凹槽下方的铝氧化形成规则的孔道结构;
步骤S903、依次洗去具有孔道结构的铝箔中剩余的铝和孔道结构底部的氧化铝,从而形成具有若干个孔洞结构的掩膜板。
在步骤S901中,采用草酸溶液对铝箔进行第一次阳极氧化过程中,金属铝的表面被迅速氧化出一层氧化铝,此时铝膜将由未氧化的金属铝层和氧化生成的氧化铝层两部分构成,由于氧化铝层的表面凹凸不平,导致凹下去的地方电流大,草酸溶液对其氧化速度大,而凸出的地方电流小,草酸溶液对其氧化的速度小,从而出现凹下去的地方将不断的进行横向和纵向的扩张,从而形成凹槽,而凸出的地方将形成凹槽的侧壁,通过控制第一次阳极氧化的时间,可以得到具有凹槽的铝膜,其中,该凹槽的下半部分延伸至未氧化的金属铝层中,且呈现规则的六方密堆积结构,而凹槽的上半部分处于新生成的氧化铝层中。需要说明的是,上述的横向和纵向分别指平行于铝膜表面和垂直于铝膜表面的方向。
随着金属铝逐渐被氧化成氧化铝,生成的氧化铝将在金属铝箔表面形成较厚的保护膜,从而阻止内部的金属铝进一步地被草酸溶液氧化,这样就使得金属铝被氧化到一定程度后,将停止氧化,此过程为金属铝箔的完全氧化过程。
完成金属铝箔的完全氧化过程后,采用氢氧化钠溶液将生成的氧化铝洗掉,从而形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝箔,如图10所示,图10为本优选实施例中,铝箔表面形成的若干个六方密堆积结构的凹槽的截面示意图,从图中可以看出,在铝箔1001表面形成了一系列的凹槽1002,且凹槽1002呈六方密堆积结构。形成若干个六方密堆积结构的凹槽的原理在本说明书前面部分已经介绍,在此不做赘述。
在步骤S902中,采用草酸溶液对具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝箔1001进行第二次阳极氧化,由于金属铝本身的氧化机制,导致凹槽下方的金属铝的氧化速度比其他地方的铝氧化速度快,因此凹槽下方的金属铝将不断被氧化成氧化铝,并且生成的氧化铝将向凹槽的四周进行扩散,直至将凹槽下方的铝氧化形成规则的孔道结构为止,如图11所示,图11为本优选实施例中,在铝箔上形成的孔道结构的侧视示意图,此时铝箔包括三部分,一部分是剩余的金属铝箔1001,一部分是氧化形成的氧化铝1101,还有一部分是孔道结构1102,可以理解的是,在孔道结构1102的底部为氧化铝,其中孔道结构1102的底部为孔道结构1102与金属铝箔1001相接触的地方。
在步骤S903中,采用氯化铜溶液将剩余的金属铝箔1001洗掉,再用磷酸溶液将孔道结构1102的底部的氧化铝洗去,从而使得孔道结构1102成为通透的孔洞结构,即形成了具有若干个孔洞结构的掩膜板。
对于本优选实施例,在制备掩膜板的过程中,对铝箔进行了两次阳极氧化来形成具有孔洞结构的掩膜板,在其他的实施例中,也可以采用一次阳极氧化、三次阳极氧化或者更多次阳极氧化来形成具有孔洞结构的掩膜板,在此不做具体的限定。
将制备好的掩膜板转移至基底上,在本优选实施例中,基底可以为玻璃基底,或者是制作有机发光二极管的阴极电极材料,若基底为玻璃基底,则可以将由本优选实施例中的方法制备的散射层用于有机发光二极管的底发射器件中;若基底为制作有机发光二极管的阴极电极材料时,例如金属薄膜上,则可以将由本优选实施例中的方法制备的散射层用于有机发光二极管的顶发射器件中。当然基底不限于上述两种,可以根据实际应用的情况来选择基底的种类,在此不做具体限定。
在步骤S802中,将掩膜板转移至基底上后,采用化学气相沉积法在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料。在其他的实施例中,沉积具有第一折射率值的材料的沉积方法还可以为真空蒸镀、物理气相沉积法或者脉冲激光沉积法等其他方法,在此不做具体的限定。
在本优选实施例中,第一折射率值需小于等于1.5,优选地,具有第一折射率值的材料为二氧化硅,在其他的实施例中,该材料也可以为硅-玻璃键合结构或者气凝胶,也可以为上述材料的几种组合,在此不做具体限制。
在步骤S803中,在沉积完二氧化硅材料后,采用氢氧化钠溶液洗去掩膜板,去掉掩膜板后,在基底上就会出现若干个二氧化硅突起结构,具体结构请参见图6所示,由于在步骤S802中设置沉积的二氧化硅的量较多,使得本优选实施例中的突起结构呈现为柱状结构。在其他的实施例中,可以减少沉积的二氧化硅的量,从而在基底上形成半球型突起结构,对于制备半球型突起结构的具体操作过程,本领域的技术人员根据本说明书的内容以及公知常识,可以很容易地制作出来,在此不做具体详述。
在步骤S804中,采用化学气相沉积法在若干个二氧化硅突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,其中,第二折射率值大于第一折射率值。在本实施例中,优选地,第二折射率值大于等于1.8,具有第二折射率值的材料可以优选为氧化铟锡。通过沉积氧化铟锡平坦层将若干个二氧化硅突起结构平坦化,从而在基底上形成由二氧化硅突起结构和氧化铟锡平坦层组成的散射层。
在本优选实施例中,由于采用有机发光二极管的电极材料,即氧化铟锡作为平坦层的材料,使得该散射层既具备了散射光线的作用,又可以用来充当有机发光二极管的电极,从而降低制作有机发光二极管的成本。当然,在其他的实施例中,平坦层的材料也可以为硒化锌或者氮化硅,也可以为上述几种材料的组合,在此不做具体限定。
本优选实施例提供的散射层的制备方法,通过在铝箔上先制备具有孔洞结构的掩膜板,再将该掩膜板转移至基底上,然后在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料,再用具有第二折射率值的材料将突起结构平坦化,形成平坦层,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,该方法制备散射层的过程简单,成本低,同时,通过控制突起结构的形状、数量等可控因素即可以实现对散射层的散射效果的精准控制,另外,也可以根据实际应用的需求来制作不同内部结构的散射层,从而获得具有不同散射效果。
本发明还提供一种有机发光二极管,对于底发射的有机发光二极管而言,有机发光二极管从上至下依次包括阴极、有机材料层、ITO阳极、散射层和基底,而对于顶发射的有机发光二极管而言,有机发光二极管从上至下依次包括散射层、阴极、有机材料层、ITO阳极和基底,其中,从上至下的方向只是用来描述各种部件之间的层叠位置先后关系。
本优选实施例中,将针对底发射的有机发光二极管进行详细的解释说明,其中,有机发光二极管所采用的散射层是通过本发明的散射层的制备方法的第一优选实施例中的方法制备出来的。
有机发光二极管的发光原理以及发光的过程属于现有的技术,本领域的技术人员可以根据公知常识就可以了解到该项技术,为了说明书的简洁性,在此将不再对有机发光二极管的发光原理以及发光过程进行叙述。
下面将详细地说明,在有机发光二极管中的ITO阳极与基底之间设置散射层后,如何实现减少波导模式,进而提高有机发光二极管的出光率的。
本优选实施例中的散射层包括有序的具有第一折射率值的突起结构和具有第二折射率值的平坦层,其中第一折射率值的突起结构的材料为二氧化硅,具有第二折射率值的平坦层材料为氧化银锡,可以理解的是,在本优选实施例中的散射层采用了有机发光二极管的电极材料,即氧化铟锡材料,使得散射层与ITO阳极电极融合为一体,这样做可以降低制作有机发光二极管的成本,同时可以减少有机发光二极管的内部层数,从而降低有机发光二极管的厚度。
请参见图12,图12为现有的有机发光二极管中产生波导模式的光路图。对于现有的底发射的有机发光二极管而言,ITO阳极1201与玻璃基底1202直接接触,当来自有机材料层发出的光入射到ITO阳极1201后,由于ITO阳极1201的折射率要比玻璃基底1202的折射率值大,使得一部分光将在ITO阳极1201与玻璃基底1202的交界面处发生全反射现象,可以参照图12中的B光线的光路图,B光线将会在ITO阳极1201中进行来回的全反射过程,使得B光线无法从ITO阳极1201中出射,对于B光线的这种情况我们称之为波导模式,即ITO阳极1201对于B光线而言相当于一个波导器件,使得B光线在ITO阳极1201中来回的全反射传输。而对于A光线而言,由于A光线的入射角小于ITO阳极1201与玻璃基底1202的全反射临界角,所以A光线将发生折射现象,从ITO阳极1201折射到玻璃基底1202中,从而从有机发光二极管的玻璃基底1202中出射。现有的有机发光二极管中由于部分光线发生全反射而无法出射,使得其出光率大大降低。
而在本优选实施例中,将在ITO阳极与玻璃基底之间设置了散射层,优选地,将ITO阳极与散射层合为一体,即在制作散射层时采用ITO材料作为平坦层。请参见图13,图13为本发明的有机发光二极管中散射层的光路图。
当来自有机材料层发出的光入射到散射层1301后,由于散射层1301的折射率要比玻璃基底1302的折射率值大,使得一部分光将在散射层1301与玻璃基底1302的交界面处发生全反射现象,如图中的B光线所示,当B光线在散射层1301内发生两次全反射后,B光线将入射到散射层1301中的二氧化硅突起结构的侧面上,由于二氧化硅突起结构的折射率值小于氧化铟锡,且B光线入射到二氧化硅突起结构上的入射角小于全反射的临界角,因此B光线将在二氧化硅突起结构的表面发生折射现象,即改变了B光线的传播方向,进而使得B光线可以从玻璃基底1302中出射,从而减少了有机发光二极管中波导模式的产生,因此,本优选实施例中的有机发光二极管的出光率比现有的有机发光二极管的出光率要高。
对于顶发射的有机发光二极管中采用散射层实现减少波导模式的原理与底发射的情况相同,在本优选实施例中将不在赘述。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种散射层的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板;
在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值;
其中,所述在基底上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板步骤包括:
在基底上采用开放式掩膜板,通过真空蒸镀或者物理气相沉积法制备具有与开放式掩膜板的图案相同的铝膜;
对制备出的铝膜进行第一次阳极氧化,并洗去氧化生成的氧化铝,形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜;
将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝膜进行第二次阳极氧化,直至将凹槽下方的铝全部氧化形成孔洞结构为止。
2.根据权利要求1所述的散射层的制备方法,其特征在于,在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料的步骤中,采用的沉积方法包括:真空蒸镀、物理气相沉积、化学气相沉积或者脉冲激光沉积。
3.根据权利要求1所述的散射层的制备方法,其特征在于,所述的突起结构包括:半球型突起结构或者柱状突起结构。
4.根据权利要求1所述的散射层的制备方法,其特征在于,具有第一折射率值的材料包括:硅-玻璃键合结构材料、二氧化硅和气凝胶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的散射层的制备方法,其特征在于,具有第二折射率值的材料包括氮化硅、氧化铟锡和硒化锌中的一种或多种。
6.一种散射层的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
在铝箔上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板,并将掩膜板转移至基底上;
在掩膜板的孔洞结构内沉积具有第一折射率值的材料;
完成沉积具有第一折射率值的材料后,洗去掩膜板,从而在基底上形成若干个突起结构;
在若干个突起结构之间沉积具有第二折射率值的材料,形成平坦层,所述平坦层用于将若干个突起结构平坦化,从而在基底上制备出由若干个突起结构和平坦层组成的散射层,其中第二折射率值大于第一折射率值;
其中,所述在铝箔上制备具有若干个孔洞结构的掩膜板的步骤包括:
对铝箔进行第一次阳极氧化,直至铝箔中的铝不再被氧化,洗去氧化生成的氧化铝,在铝箔上形成具有若干个六方密堆积结构的凹槽;
将具有若干个六方密堆积结构的凹槽的铝箔进行第二次阳极氧化,直至凹槽下方的铝氧化形成规则的孔道结构;
依次洗去具有孔道结构的铝箔中剩余的铝和孔道结构底部的氧化铝,从而形成具有若干个孔洞结构的掩膜板。
7.根据权利要求6所述的散射层的制备方法,其特征在于,所述突起结构包括:半球型突起结构或者柱状突起结构。
8.一种有机发光二极管,包括阴极、有机材料层、ITO阳极和基底,其特征在于,所述有机发光二极管还包括权利要求1至权利要求7中任意一种方法制备的散射层,所述散射层置于ITO阳极与基底之间;或者所述散射层置于所述阴极的一侧上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |