CN107546331A - 光取出结构及其制备方法、具有光取出结构的发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于有机发光器件的光取出结构，所述光取出结构设于所述有机发光器件的出光侧，所述光取出结构包括基体、位于所述基体朝向所述有机发光器件的一侧的内光取出层、位于所述基体背离所述有机发光器件的一侧的外光取出层。所述内光取出层、所述外光取出层可以分别将波导模态、衬底模态的能量最大限度的提取出来，提高所述有机发光器件的发光效率。

Description

光取出结构及其制备方法、具有光取出结构的发光器件

技术领域

本申请涉及电致发光器件领域，特别是一种能提高发光器件的光取出效率的光取出结构及其制备方法、具有该光取出结构的发光器件。

背景技术

柔性有机发光器件面板具有重量轻、体积小、薄型化、携带方便；耐高低温、耐冲击、抗震能力更强，能适应工作环境更广；可卷曲，外形更具有艺术设计的美感的优点。

然而，在典型的透明衬底为平面结构的发光形式的有机发光器件中，器件内部产生的光会分布到如图7所示的电磁波模态：(1)表面等离子模态；(2)波导模态；(3)衬底模态；(4)辐射模态。而辐射模态的能量不足所有模态能量的20％，也就是说有机发光器件内部产生的光约80％被限制或损耗在器件的膜层内部。因此，如何提高有机发光器件的取出光效率显得尤为重要。

有鉴于此，有必要提供一种改进的光取出结构及其制备方法、具有该光取出结构的发光器件，以解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种能提高发光器件的光取出效率的光取出结构及其制备方法、具有该光取出结构的发光器件。

为了实现上述目的，本申请提供一种用于有机发光器件的光取出结构，所述光取出结构设于所述有机发光器件的出光侧，所述光取出结构包括基体、位于所述基体朝向所述有机发光器件的一侧的内光取出层、位于所述基体背离所述有机发光器件的一侧的外光取出层。

作为本发明的进一步改进，所述内光取出层包括若干内微纳结构，所述内微纳结构为自所述基体向外凸伸的凸起、或自所述基体向内凹陷形成的微孔、或镶嵌于所述基体中的微粒中的至少一种；所述外光取出层包括若干外微纳结构，所述外微纳结构为自所述基体向外凸伸的凸起、或自所述基体向内凹陷形成的微孔、或镶嵌于所述基体中的微粒中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述内微纳结构的直径小于所述外微纳结构的直径和/或在所述基体厚度方向上，所述内微纳结构的高度小于所述外微纳结构的高度。

作为本发明的进一步改进，若干所述内微纳结构和若干所述外微纳结构均呈规则式排列时，所述内微纳结构的排列周期小于所述外微纳结构的排列周期,或者相邻的所述内微纳结构之间的间隙的平均值小于相邻的所述外微纳结构之间的间隙。

作为本发明的进一步改进，所述内微纳结构的中心点与所述外微纳结构的中心点错位设置。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种发光器件，包括有机发光器件上述光取出结构；所述光取出结构位于所述有机发光器件的出光侧，且内微纳结构层朝向所述有机发光器件。

作为本发明的进一步改进，所述有机发光器件包括第一电极、有机发光薄膜、透明电极，所述光取出结构层设置于所述透明电极一侧，且所述透明电极上具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构。

作为本发明的进一步改进，所述发光器件还包括设置于所述内微纳结构层与所述有机发光器件之间的平坦层，所述平坦层朝向所述内微纳结构层的一面具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构，所述平坦层背离所述内微纳结构层的一面为平面。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种光取出结构的制备方法，包括如下步骤：提供具有第一微纳结构的第一模具及形成基体的聚合物，将所述聚合物涂覆于所述第一模具上形成柔性薄膜；提供具有第二微纳结构的第二模具，在所述聚合物完全固化前，将所述第二模具压于所述柔性薄膜背离所述第一模具的一侧；所述聚合物完全固化后，剥离所述第一模具和所述第二模具，所述柔性薄膜两侧分别具有与所述第一微纳结构相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜及所述外微纳结构构成光取出结构。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种光取出结构的制备方法，包括如下步骤：提供具有第一微纳结构的第一滚轴、具有第二微纳结构的第二滚轴及柔性薄膜，将所述柔性薄膜在所述第一滚轴与所述第二滚轴之间穿过，同时给所述柔性薄膜加热；将从所述第一滚轴与所述第二滚轴之间穿过后的所述柔性薄膜固化，所述柔性薄膜的两侧分别具有与所述第一微纳结构相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜及所述外微纳结构构成光取出结构光取出结构。

本发明的有益效果：本发明用于有机发光器件的光取出结构，包括基体、位于所述基体朝向所述有机发光器件的一侧的内光取出层、位于所述基体背离所述有机发光器件的一侧的外光取出层。所述内光取出层、所述外光取出层可以分别将波导模态、衬底模态的能量最大限度的提取出来，提高所述有机发光器件的发光效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明较佳实施例中的光取出结构示意图；

图2为本发明一种具有图1所示的光取出结构的发光器件的结构示意图；

图3为图2的光取出结构与有机发光器件分开时的分解图；

图4为本发明另一种具有图1所示光取出结构的发光器件的结构示意图；

图5为一种制备图1所示的光取出结构的方法流程图；

图6为另一种制备图1所示的光取出结构的方法流程图；

图7为有机发光器件中内部产生的光的电磁波模态。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～图4所示，本发明用于发光器件100的光取出结构1包括基体11、位于所述基体11朝向所述有机发光器件100的一侧的内光取出层12、位于所述基体11背离所述有机发光器件100的一侧的外光取出层13。所述内光取出层12、所述外光取出层13可以分别将波导模态、衬底模态的能量最大限度的提取出来，提高所述有机发光器件100的发光效率。为了描述方便，将所述光取出结构1朝向有机发光器件100的一侧为内侧，将所述光取出结构1背离有机发光器件100的一侧为外侧。

所述内光取出层12包括若干内微纳结构(未标号)，所述内微纳结构为自所述基体11向外凸伸的凸起、或自所述基体11向内凹陷形成的微孔中的至少一种。若干所述内微纳结构呈矩阵式排列，或无规则排列，只要能达到提高光取出效率的效果即可。另，所述内微纳结构也可以为镶嵌于所述基体11中的微粒。

所述外光取出层13包括若干外微纳结构(未标号)，所述外微纳结构为自所述基体11向外凸伸的凸起、或自所述基体11向内凹陷形成的微孔中的至少一种。若干所述外微纳结构呈规则式排列，或无规则排列，只要能达到提高光取出效率的效果即可。另，所述外微纳结构也可以为镶嵌于所述基体11中的微粒。

所述内微纳结构的形状与所述外微纳结构的形状相同或不同，两者的形状可以为三角形、正方形，棱形，六边形、圆形等规则形状或不规则形状。本实施例中，所述内微纳结构为正方形凸起，所述外微纳结构为半圆形凸起。

本实施例中，所述内微纳结构的直径小于所述外微纳结构的直径，更有利于提高所述有机发光器件发光的光取出效率。优选地，所述内微纳结构的直径在400nm～1μm之间，所述外微纳结构的直径在1μm～10μm之间选择，能够提高光的输出效率。其中，所述内微纳结构的直径指的是其沿内向外在所述基体11上的正投影的直径，所述外微纳结构的直径指的是其沿外向内在所述基体11上的正投影的直径；并且在非圆形的结构中，直径可以理解为图形的周线上最远的两个点的距离，且比较直径大小时，直径的选择标准一致。

本实施例中，在所述基体11厚度方向上，所述内微纳结构的高度小于所述外微纳结构的高度，更有利于提高所述有机发光器件发光的光取出效率。优选地，所述内微纳结构的高度在50nm～500nm之间，所述外微纳结构的高度在1μm～10μm之间选择，能够提高光的输出效率。

当若干所述内微纳结构和若干所述外微纳结构均呈规则式排列时，所述内微纳结构的周期小于所述外微纳结构的周期，更有利于提高所述有机发光器件发光的光取出效率。优选地，所述内微纳结构的周期和所述外微纳结构的周期均在0.2μm～20μm之间选择，光取出效率高。其中，该排列周期指的是沿所述基体11所在平面上的排列周期。

当若干所述内微纳结构和若干所述外微纳结构均呈无规则式排列时，相邻的所述内微纳结构之间的间隙的平均值小于相邻的所述外微纳结构之间的间隙，更有利于提高所述有机发光器件发光的光取出效率。

另外，所述内微纳结构的中心点与所述外微纳结构的中心点错位设置，本领域技术人员可以理解的是：“错位设置”指的是所述内微纳结构的中心点与所述外微纳结构的中心点并非一一对应设置，也不是每一个外微纳结构的中心点都对应一个内微纳结构的中心点，而是大多数的所述内微纳结构的中心点与大多数的所述外微纳结构的中心点错位设置，但由于外微纳结构和内微纳结构的大小和分布周期不同，在这种排列下也可能有个别所述内微纳结构的中心点与所述外微纳结构的中心点是相对应设置的。

请参阅图5所示，本发明还提供制备光取出结构1的方法，包括如下步骤：

提供具有第一微纳结构121的第一模具41及形成基体11的聚合物，将所述聚合物通过喷涂、刮涂等方式涂覆于所述第一模具41上形成柔性薄膜42；所述聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等其他可以形成柔性薄膜42衬底的聚合物；

提供具有第二微纳结构131的第二模具43，在所述聚合物完全固化前，将所述第二模具43压于所述柔性薄膜42背离所述第一模具41的一侧；

所述聚合物完全固化后，通过激光剥离等技术剥离所述第一模具41和所述第二模具43，所述柔性薄膜42两侧分别具有与所述第一微纳结构121相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构131相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜42及所述外微纳结构构成光取出结构1。

请参阅图6所示，本发明还提供另一制备光取出结构1的方法，包括如下步骤：

提供具有第一微纳结构121的第一滚轴51、具有第二微纳结构131的第二滚轴52及柔性薄膜53，将所述柔性薄膜53在所述第一滚轴51与所述第二滚轴52之间穿过，同时给所述柔性薄膜53加热；从所述第一滚轴51与所述第二滚轴52之间穿过后的所述柔性薄膜53两侧分别具有与所述第一微纳结构121相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构131相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜53及所述外微纳结构构成。所述柔性薄膜53由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等形成。

其中，加热方式多样化，可以在所述第一滚轴51与所述第二滚轴52的间隙的周侧设置加热源，给所述柔性薄膜53提供热源；也可以在所述第一滚轴51内和所述第二滚轴52内均设置加热源，在所述柔性薄膜53穿过所述第一滚轴51和所述第二滚轴52之间时，加热源给第一滚轴51和第二滚轴52加热，进而给所述柔性薄膜53加热，可使得所述柔性薄膜53软化，便于在其两侧形成内微纳结构、外微纳结构。

请参阅图2～图4所示，本发明还提供具有光取出结构1的发光器件100，包括有机发光器件2及上述光取出结构1，所述光取出结构1位于所述有机发光器件2的出光侧，且内微纳结构层12朝向所述有机发光器件2。

具体地请参阅图2和图3所示，所述有机发光器件2包括第一电极21、有机发光薄膜22、透明电极23，所述光取出结构1设置于所述透明电极23一侧，且所述透明电极23上具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构，取出光效果更好。

该发光器件100的制作方法为：以所述光取出结构1为衬底，在所述内微纳结构层一侧先后沉积透明电极23、有机发光薄膜22、第一电极21，所述透明电极23上背离所述微纳结构的一面为平面。沉积方式包括真空热蒸镀、旋涂、喷墨打印、丝网印刷等方式。

另请参阅图4所示，所述发光器件100还包括设置于所述内微纳结构层与所述有机发光器件2之间的平坦层3，所述平坦层3由氧化铜，氧化钛，氧化锆等高折射率的材料制成。所述平坦层3朝向所述内微纳结构层的一面具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构，所述平坦层3背离所述内微纳结构层的一面为平面，便于制作有机发光器件2。

该发光器件100的制作方法为：以所述光取出结构1为衬底，在所述内微纳结构层一侧先采用喷涂、刮涂等方式制备平坦层3，所述平坦层3背离所述内微纳结构层的一面为平面，再在所述平坦层3的平面上先后沉积透明电极23、有机发光薄膜22、第一电极21，所述透明电极23上背离所述微纳结构的一面为平面。沉积方式包括真空热蒸镀、旋涂、喷墨打印、丝网印刷等方式。

综上所述，本发明的光取出结构1包括内光取出层12和外光取出层13，所述内光取出层12、所述外光取出层13可以分别将波导模态、衬底模态的能量最大限度的提取出来，提高所述有机发光器件100的发光效率。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光取出结构，用于有机发光器件，所述光取出结构设于所述有机发光器件的出光侧，其特征在于：所述光取出结构包括基体、位于所述基体朝向所述有机发光器件的一侧的内光取出层、位于所述基体背离所述有机发光器件的一侧的外光取出层。

2.根据权利要求1所述的光取出结构，其特征在于：所述内光取出层包括若干内微纳结构，所述内微纳结构为自所述基体向外凸伸的凸起、或自所述基体向内凹陷形成的微孔、或镶嵌于所述基体中的微粒中的至少一种；所述外光取出层包括若干外微纳结构，所述外微纳结构为自所述基体向外凸伸的凸起、或自所述基体向内凹陷形成的微孔、或镶嵌于所述基体中的微粒中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的光取出结构，其特征在于：所述内微纳结构的直径小于所述外微纳结构的直径和/或在所述基体厚度方向上，所述内微纳结构的高度小于所述外微纳结构的高度。

4.根据权利要求2所述的光取出结构，其特征在于：若干所述内微纳结构和若干所述外微纳结构均呈规则式排列时，所述内微纳结构的排列周期小于所述外微纳结构的排列周期,或者相邻的所述内微纳结构之间的间隙的平均值小于相邻的所述外微纳结构之间的间隙。

5.根据权利要求2～4任意一项所述的光取出结构，其特征在于：所述内微纳结构的中心点与所述外微纳结构的中心点错位设置。

6.一种发光器件，包括有机发光器件及权利要求1～5任意一项所述的光取出结构；所述光取出结构位于所述有机发光器件的出光侧，且内微纳结构层朝向所述有机发光器件。

7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于：所述有机发光器件包括第一电极、有机发光薄膜、透明电极，所述光取出结构层设置于所述透明电极一侧，且所述透明电极上具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构。

8.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于：所述发光器件还包括设置于所述内微纳结构层与所述有机发光器件之间的平坦层，所述平坦层朝向所述内微纳结构层的一面具有与所述内微纳结构相匹配的微纳结构，所述平坦层背离所述内微纳结构层的一面为平面。

9.一种光取出结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供具有第一微纳结构的第一模具及形成基体的聚合物，将所述聚合物涂覆于所述第一模具上形成柔性薄膜；

提供具有第二微纳结构的第二模具，在所述聚合物完全固化前，将所述第二模具压于所述柔性薄膜背离所述第一模具的一侧；

所述聚合物完全固化后，剥离所述第一模具和所述第二模具，所述柔性薄膜两侧分别具有与所述第一微纳结构相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜及所述外微纳结构构成光取出结构。

10.一种光取出结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供具有第一微纳结构的第一滚轴、具有第二微纳结构的第二滚轴及柔性薄膜，将所述柔性薄膜在所述第一滚轴与所述第二滚轴之间穿过，同时给所述柔性薄膜加热；

将从所述第一滚轴与所述第二滚轴之间穿过后的所述柔性薄膜固化，所述柔性薄膜的两侧分别具有与所述第一微纳结构相反的外微纳结构、与所述第二微纳结构相反的内微纳结构，所述内微纳结构、所述柔性薄膜及所述外微纳结构构成光取出结构光取出结构。