CN115084407A - 一种高光取出oled器件 - Google Patents

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CN115084407A CN202210680038.2A CN202210680038A CN115084407A CN 115084407 A CN115084407 A CN 115084407A CN 202210680038 A CN202210680038 A CN 202210680038A CN 115084407 A CN115084407 A CN 115084407A
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徐亚晨
叶子云
封晓猛
魏斌
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Abstract

本发明公开了一种高光取出OLED器件，包括OLED发光面板和连接于其上的偏光组件，所述偏光组件包括依次连接于OLED发光面板发光侧面上的相位差膜和线偏振片；所述相位差膜，由透明树脂制成，内部设置一种或者多种具有散光效果的微腔结构或者散射粒子；设定：所述相位差膜的折射率nb、OLED面板出光侧材料折射率na、线偏振片折射率nc，则折射率符合：na＜nb＜nc。本发明的OLED器件的相位差膜和线偏振片能够有效过滤环境光线，提高OLED器件的光取出率进入提升该OLED器件的发光效率。

Description

一种高光取出OLED器件
技术领域
本发明涉及技术领域，特别是涉及一种高光取出OLED器件。
背景技术
OLED(有机发光二极管)的基本结构是由薄而透明且具有半导体特性的铟锡氧化物(ITO)与电源正极相连，再加上另一个金属阴极组成。整个OLED基本结构层中包括了：空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)。当电源电压至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝三基色，构成基本色彩。
在OLED器件中，发光亮度是器件关键的参数。OLED器件的发光亮度除了和器件的发光材料有关，还与器件内部的反射有关。由于光穿过的界面总是由高折射率层向低折射率层前进，以及OLED器件特殊的平行反射结构，大部分发出的光被ITO界面和玻璃基底界面的全反射所困在器件中了，大约只有20％的光能从器件中透出而被利用，其他的以热能的形式被吸收和损耗。
同时，OLED的阴极的材料通常为Mg/Ag/Al等材料，厚度很薄，具有半穿半反效，外界自然光也会照射到OLED器件上，当穿透过透明基板之后就会从金属阴极反射回来，降低器件的显示对比度，影响显示效果；行业内通常在OLED器件外部贴上圆偏光片，此种方法在消除环境光的同时，偏光片也会吸收器件本身发出的光，通常圆偏光片的透光率在80％左右，会进一步降低器件的发光亮度。
为了提高器件的发光亮度，行业内有以下几个技术：
1、CN201310747613.7提供了一种用于OLED光取出的光栅结构的技术方案，在器件基板与阳极层制作光栅结构，又称为内光提取技术，此方法可以在一定程度上提高器件的亮度，但是在基板内部制作光取出结构工艺较为复杂，同时内光取出结构会影响基板的表面平整度，不利于阳极层的成膜；
2、CN2012100205163提供了另一种一种高效发光的电致发光器件技术方案，在器件基板出光侧设置一层增光层，又称为外光提取技术，此方法可以提高器件的亮度，也有一些问题，此方案的增光结构需要单独制作，工艺较为复杂，同时外增光结构会影响偏光片的贴附，不利于OLED显示行业的应用。
现有技术存在的技术问题是：如何提高OLED器件的光取出率，以降低其受到环境光的影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了相位差膜和线偏振片能够有效过滤环境光线，提高OLED器件的光取出率进入提升该OLED器件的发光效率的一种高光取出OLED器件。
本发明所采用的技术方案是：一种高光取出OLED器件，包括OLED发光面板和连接于其上的偏光组件，
所述偏光组件包括依次连接于OLED发光面板发光侧面上的相位差膜和线偏振片；
所述相位差膜，由透明树脂制成，内部设置一种或者多种具有散光效果的微腔结构或者散射粒子；
设定：所述相位差膜的折射率nb、OLED面板出光侧材料折射率na、线偏振片折射率nc，则折射率符合：
na＜nb＜nc。
优选地，所述相位差膜内的微腔结构为纳米级，可以保证该OLED具有更好的光取除率。
优选地，所述相位差膜内的微腔结构的形状为圆形、圆柱形、三角形或方形其中任意一种或者数种，也可以是其他规则/不规格图形，规则图形的光取出率更高。
优选地，所述相位差膜内散射粒子为二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、PE、PVC、PMMA、PC及PP中的其中任意一种或者数种组合。
优选地，所述相位差膜的材料选择PC和/或COP，从而提高其取光率。
优选地，所述相位差膜的厚度为20～100μm，优选厚度为30～80μm。
优选地，所述OLED发光面板包括依次设置的基板、阳极层、有机发光层、阴极层、封装层，所述阳极层相邻的上层和/或下层还设辅助电极层，所述辅助电极层材料为MoAlMo、Ag及Al中一种，优选MoAlMo；所述辅助电极层16厚度为100-500nm，方阻为0-1□/Ω，不透光；所述辅助电极层16设置于器件非发光区域；所述辅助电极层作用是增强器件阳极层非发光区的导电性能，降低器件的压降，提高器件的均匀性。
优选地，所述基板材料为玻璃和/或PI树脂；
所述阳极层材料为ITO、FTO及IZO其中任意一种；
所述有机发光层包括依次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层；
所述阴极层材料为Ag、Mg及Al其中任意一种金属单质或者合金形成的薄膜。
优选地，所述线偏振片包括TAC膜、PVA膜、保护膜和粘着剂，其中：
PVA膜厚度为20-40μm；TAC膜厚度为30-50μm；
保护膜为PET材料，厚度为50-80μm，保护偏光片表面磨损；粘着剂为压敏胶，方便线偏振片与相位差膜贴合成型。
优选地，所述相位差膜的慢轴与所述线偏振片的吸收轴所成的角度为40°～50°，优选为45°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)相位差膜中的微腔结构/散射粒子，可以提高器件内部的出光效果。
2)本发明在相位差膜内设置微腔结构/散射粒子，并不影响相位差膜的偏光性能，依然可以与线偏振片配合，阻挡环境光在器件内的反射。
3)本发明在相位差膜内设置微腔结构/散射粒子的工艺，在成膜领域较为简单，相当成熟，便于量产。
4)本发明中，微腔结构/散射粒子设置于偏光组件中，与OLED面板独立出来，在工艺上更为灵活多变。
综上所述，本发明的OLED器件的相位差膜和线偏振片能够有效过滤环境光线，提高OLED器件的光取出率进入提升该OLED器件的发光效率。
附图说明
图1为一种高光取出OLED器件的结构示意图；
图2为一种高光取出OLED器件的偏光组件20的结构图示意图；
其中：10-OLED发光面板；11-基板；12-阳极层；13-有机发光层；14-阴极层；15-封装层；20-偏光组件；21-相位差膜；22-线偏振片；211-散射颗粒a；212-散射颗粒。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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组合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。另外，本发明实施例的描述过程中，所有图中的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等器件位置关系，均以图1为标准。
此外，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
如图1所示，一种高光取出OLED器件，包括OLED发光面板10和连接于其上的偏光组件20，
所述偏光组件20包括依次连接于OLED发光面板10发光侧面上的相位差膜21和线偏振片22；
所述相位差膜21，由透明树脂制成，内部设置一种或者多种具有散光效果的微腔结构或者散射粒子，主导散光效果，散射粒子/微腔结构中纳米级颗粒/结构还兼有调节相位差膜折射率效果；
设定：所述相位差膜的折射率nb、OLED面板出光侧材料折射率na、线偏振片折射率nc，则折射率符合：
na＜nb＜nc。
本发明的工作原理如下：
本发明中，外部环境的光首先进入线偏振片，转换为线偏振光1；经过1/4λ相位差膜厚后，转换为左旋/右旋圆偏振光；经过金属阴极反射后变成右旋/左旋圆偏振光；再经过1/4λ相位差膜后，转换为线偏振光2，此时的线偏振光2与线偏振光1振动方向垂直，也就是与线偏光片的振动方向垂直，由于偏光片的特性，这一部分光会阻挡在线偏光片内，从而达到消除环境光的效果。
本发明中，器件发出的光，进入玻璃基板后，由于相位差膜的折射率nb＞玻璃的折射率na，同时相位差膜中有纳米级微腔结构/散射粒子，光线进入相位差膜后被散射开来；线偏光片的折射率nc大于相位差膜的折射率nb，散射出来的光线经过线偏光片的折射后，从器件的表面发出。
本发明的高光取出OLED器件，其制备方法包括步骤：
S1、通过磁控溅射工艺，在基板11上形成ITO薄膜，然后经过刻蚀工艺，得到阳极层12，经过清洗、干燥和紫外照射，得到洁净的图案化ITO基板；
S2、经过蒸镀工艺，添加有机掩膜版，依次沉积有机发光层13，包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL；
S3、切换阴极掩膜版，继续蒸镀阴极层14；
S4、经过点胶、压合、UV固化、烘烤工艺，对蒸镀好的器件进行封装，形成封装层15，至此OLED发光面板10就制备完成了；
S5、经过清洗、贴合工艺，在基板另一侧形成相位差膜21；
S6、在相位差膜上贴合一层线偏振片22。
本发明中，相位差膜内设置微腔结构/散射粒子工艺，只需要在溶液法/熔融法成膜过程中，进行简单的掺杂处理，即可完成，同时不会影响到相位差膜的偏光性能。
OLED器件的所述相位差膜21内的微腔结构为纳米级，可以保证该OLED具有更好的光取除率。
OLED器件的所述相位差膜21内的微腔结构的形状为圆形、圆柱形、三角形或方形其中任意一种或者数种，也可以是其他规则/不规格图形，规则图形的光取出率更高。
OLED器件的所述相位差膜21内散射粒子为二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、PE、PVC、PMMA、PC及PP中的其中任意一种或者数种组合。
OLED器件的所述相位差膜21的材料选择PC和/或COP、PET、PI，从而提高其取光率。所述相位差膜为1/4波长相位膜，波长范围可以覆盖400-600nm的可见光，优选覆盖波长为380nm-780nm。
OLED器件的所述相位差膜21的厚度为20～100μm，优选厚度为30～80μm。
OLED器件的所述OLED发光面板10包括依次设置的基板11、阳极层12、有机发光层13、阴极层14、封装层15，所述阳极层12相邻的上层和/或下层还设辅助电极层16，所述辅助电极层16材料为MoAlMo、Ag及Al中一种，优选MoAlMo；所述辅助电极层16厚度为100-500nm，方阻为0-1□/Ω，不透光；所述辅助电极层16设置于器件非发光区域；所述辅助电极层作用是增强器件阳极层非发光区的导电性能，降低器件的压降，提高器件的均匀性。
OLED器件的所述基板11材料为玻璃和/或PI树脂；
所述阳极层12材料为ITO、FTO及IZO其中任意一种；
所述有机发光层13包括依次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层；
所述阴极层14材料为Ag、Mg及Al其中任意一种金属单质或者合金形成的薄膜，厚度100—500nm，优选150nm，由蒸镀工艺制备。所述空穴注入层材料选择HAT-CN、TCNQ或F4TCNQ等材料；所述有机功能层内空穴传输层材料选择NPB、TPD或TAPC等材料；所述发光层分为主体材料和客体材料，主体材料选择Alq3、CBP、TCP或TCTA等材料；客体材料选择DCJTB、C545T或DPAVBi等材料；所述有机功能层内电子传输层材料选择行业内常用的Alq3、TmPyPB、DVPBi、PBN、Bphen等材料；所述电子注入层材料选择菲啰啉及其衍生物；所述有机发光层13均通过蒸镀工艺制得，厚度为10-300nm不等。所述封装层15优选为玻璃封装，通过点胶、贴合、烘烤等工艺制备。
OLED器件的所述线偏振片22包括TAC膜、PVA膜、保护膜和粘着剂，其中：
PVA膜厚度为20-40μm；TAC膜厚度为30-50μm；
保护膜为PET材料，厚度为50-80μm，保护偏光片表面磨损；粘着剂为压敏胶，方便线偏振片与相位差膜贴合成型。
OLED器件的所述相位差膜21的慢轴与所述线偏振片22的吸收轴所成的角度为40°～50°，优选为45°。
实施例1
实施例1通过三组不同结构的偏光组件，制作成OLED器件，测量其光电性能。
1、实施方案
本实施例中：
基板11选择0.7mm厚度的玻璃，折射率na＝1.5
阳极层12选择ITO薄膜，厚度150nm；辅助电极层16选择MAM，厚度300nm；
有机发光层13结构TCNQ(10nm)/NPB(40nm)/CBP(20nm)/Alq3(40nm)/Liq(5nm)；
阴极层14选择Ag、Mg合金，比例2:1，厚度100nm
封装层15选择厚度为0.7mm玻璃盖板+UV胶；
偏光组件20做以下调整：
器件a偏光组件包括相位差膜21和线偏振片22：
相位差膜21的结构如图2所示，相位差膜21基材选择PC，厚度50μm，掺杂两种粒径的SiO2颗粒，散射颗粒a211粒径分别为100nm，散射颗粒b212粒径级别10nm，x相位差膜21的折射率nb＝1.65；
线偏振片22选择保护膜(50μm)/TAC膜(35μm)/PVA膜(28μm)/TAC膜(35μm)/压敏胶的结构折射率nc＝1.85。
器件b偏光组件包括相位差膜21和线偏振片22：
相位差膜21基材选择PC，厚度50μm，折射率nb＝1.8；
线偏振片22选择保护膜(50μm)/TAC膜(35μm)/PVA膜(28μm)/TAC膜(35μm)/压敏胶的结构，折射率nc＝1.85。
器件c偏光组件包括线偏振片22：
线偏振片22选择保护膜(50μm)/TAC膜(35μm)/PVA膜(28μm)/TAC膜(35μm)/压敏胶的结构。
2、OLED发光面板10的制备
在低于2.0×10-5mbar的基础压力下，通过磁控溅射，在玻璃基板10上镀ITO薄膜(150nm)，然后经过刻蚀，得到阳极化图案11的ITO玻璃基板；
在ITO玻璃基板上倒入洗涤剂、去污粉和去离子水，在超声机中超声3次，每次90分钟，功率为900W，每次超声更换为新的去离子水、丙酮和异丙醇重复上述步骤，然后经过干燥，紫外波长185nm下照射20min，得到洁净的ITO玻璃基板；
将所需蒸镀的材料放入蒸镀舱的各个舟源或坩埚源上，将洁净的ITO基板放入蒸镀舱中进行蒸镀，得到所述OLED器件；
3、偏光组件20的制备
本实施例中，相位差膜21先采用熔融挤出法成膜，再通过双向拉伸法制得；
本实施例中，线偏振片22通过挤出法成膜，在通过压延拉伸制得偏光层，再贴合多个功能层，最后通过旋涂法形成一层压敏胶；
4、OLED器件的制备
本实施例中，通过全贴合工艺在基板11出光侧形成相位差膜21以及线偏振片22。
5、测试结果：
1)环境光反射测试
测试方法：通过在3000nit外光源照射下，器件显示区在未点亮状态下，通过PR670测试其亮度，反馈环境光对器件的干扰；
测试结果如下：
样品 光源亮度(nit) 反射亮度(nit) 对比度(300亮度)
器件a 1000 0.532 564:1
器件b 1000 0.525 571:1
器件c 1000 20.31 15:1
测试结果显示，添加相位差膜的器件在环境光干扰方面有很好的效果。
2)透光性能测试
测试方法：在电流密度1mA/cm2的条件下点亮器件，分别用PR670测试器件的发光亮度。
测试结果如下：
样品 电流密度 发光亮度(nit)
器件a 1mA/cm<sup>2</sup> 543
器件b 1mA/cm<sup>2</sup> 421.8
器件c 1mA/cm<sup>2</sup> 453.2
测试结果显示，添加散射粒子的相位差膜，在透光性能上提升了29％。
综上所述本实施例提供的具有散射粒子的相位差膜无论是在抗环境光反射方面还是在透光性能方面都具有较好的效果。
实施例2
实施例2提供了另一种结构相位差膜制备的OLED器件
1、实施方式
除相位差膜结构外，其余结构、实施方式均与实施例1相同
本实施例中，相位差膜21基材选择COP，厚度50μm，内置圆形微腔结构，直径范围50-100nm不等，折射率nb＝1.62；
1)环境光反射与器件透光性能测试
测试方法：通过在3000nit外光源照射下，器件显示区在未点亮状态下，通过PR670测试其亮度，反馈环境光对器件的干扰；
测试方法：在电流密度1mA/cm2的条件下点亮器件，分别用PR670测试器件的发光亮度，计算透光性能。
测试结果如下：
Figure BDA0003697984570000091
测试结果显示，添加微腔结构的相位差膜，在环境光反射与器件本身亮度上，均有较好的效果。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高光取出OLED器件，包括OLED发光面板（10）和连接于其上的偏光组件（20），其特征在于：
所述偏光组件（20）包括依次连接于OLED发光面板（10）发光侧面上的相位差膜（21）和线偏振片（22）；
所述相位差膜（21），由透明树脂制成，内部设置一种或者多种具有散光效果的微腔结构或者散射粒子；
设定：所述相位差膜的折射率nb、OLED面板出光侧材料折射率na、线偏振片折射率nc，则折射率符合：
na＜nb＜nc。
2.根据权利要求1所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）内的微腔结构为纳米级。
3.根据权利要求2所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）内的微腔结构的形状为圆形、圆柱形、三角形或方形其中任意一种或者数种。
4.根据权利要求1所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）内散射粒子为二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、PE、PVC、PMMA、PC及PP中的其中任意一种或者数种组合。
5.根据权利要求1所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）的材料选择PC和/或COP。
6.根据权利要求1所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）的厚度为20~100μm。
7.根据权利要求1所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述OLED发光面板（10）包括依次设置的基板（11）、阳极层（12）、有机发光层（13）、阴极层（14）、封装层（15），所述阳极层（12）相邻的上层和/或下层还设辅助电极层（16），所述辅助电极层（16）材料为MoAlMo、Ag及Al中一种。
8.根据权利要求7所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述基板（11）材料为玻璃和/或PI树脂；
所述阳极层（12）材料为ITO、FTO及IZO其中任意一种；
所述有机发光层（13）包括依次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层；
所述阴极层（14）材料为Ag、Mg及Al其中任意一种金属单质或者合金形成的薄膜。
9.根据权利要求8所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述线偏振片（22）包括TAC膜、PVA膜、保护膜和粘着剂，其中：
PVA膜厚度为20-40μm；TAC膜厚度为30-50μm；
保护膜为PET材料，厚度为50-80μm；粘着剂为压敏胶。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种高光取出OLED器件，其特征在于：
所述相位差膜（21）的慢轴与所述线偏振片（22）的吸收轴所成的角度为40°~50°。
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