电致发光器件制造技术

本公开涉及具有增强的出光耦合效率的有机电致发光器件。该电致发光器件包括基底、设置在基底上的第一电极、有机层和第二电极。所述有机层形成在第一电极和第二电极之间。所述有机层包含在有机层上形成突起特征的一个或多个纳米颗粒，从而在电致发光器件中形成形貌结构化的有机层。该电致发光器件能够减少表面等离子体激元极化子的损失，从而增强该电致发光器件的光出光耦合。

Electroluminescent Devices

The present disclosure relates to organic light-emitting devices with enhanced output coupling efficiency. The electroluminescent device comprises a substrate, a first electrode arranged on the substrate, an organic layer and a second electrode. The organic layer is formed between the first electrode and the second electrode. The organic layer comprises one or more nanoparticles forming a protruding feature on the organic layer, thereby forming a morphologically structured organic layer in an electroluminescent device. The electroluminescent device can reduce the loss of surface plasmon polaron and enhance the light coupling of the electroluminescent device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电致发光器件本专利技术涉及一种电致发光器件，且特别涉及一种具有降低的表面等离子体激元极化子(polariton)损耗的有机电致发光器件。
技术介绍
电致发光器件对应于在电子器件上施加电场时发光的电子器件。电致发光器件的各种例子可以包括但不限于发光二极管(LED)和有机LED(OLED)。在上述类型的电致发光器件中，OLED由于诸如低驱动电压、快速响应时间和柔性的各种因素而近期引起研究人员的关注。典型地，OLED包括基底、阳极、阴极以及阴极与阳极之间的有机层。由阳极产生的空穴和由阴极产生的电子在有机层中复合从而产生光子。通常，当存在于最高占据分子轨道(HOMO)中的空穴与存在于有机层中的最小占据分子轨道(LUMO)中的电子结合时，产生光子。由于诸如但不限于表面等离子体激元极化子(SPP)的现象，75％的光子可能被捕获在OLED中，这进而影响OLED的出光耦合(out-coupling)效率。SPP对应于当有机层中产生的光子与阴极层的表面电子相互作用并导致表面电子振荡时的现象。在该过程中，光子可能失去其能量，从而降低OLED的出光耦合效率。US8969856B2公开了一种光电子器件，其包括空穴注入层。该空穴注入层包含有机基质，该有机基质包括无机纳米颗粒。空穴注入层中的无机纳米颗粒的浓度在5至50重量％的范围内。US20120132897A1公开了一种包括衍射光栅的有机EL元件。该衍射光栅包括透明基底和形成于基底上的固化树脂层。该固化树脂层具有使用母块引入的凹部和凸部。通过沉积嵌段共聚物溶液形成母块(masterblock)。US7589463B2公开了一种顶部发射OLED，其包括设置在基底上的底部电极。底部电极包括带凹槽的表面(波纹状结构)。底部电极的表面(其面向有机层堆叠体)以至少在部分区域中反射光的方式形成。US8022619B2公开了一种顶部发射OLED的设计，其包括在第二电极的侧面上的附加层。该附加层(也被称为去耦层)包括光学有效的异质物作为散射中心。散射颗粒的尺寸在50nm至100μm的范围内。US2014/332794公开了细长纳米颗粒在EiL中的用途。专利技术概述如权利要求1所述提供一种电致发光器件。该电致发光器件包括基底、设置在基底上的第一电极、第二电极、以及设置在第一电极和第二电极之间的有机层。有机层的组合物包含一个或多个纳米颗粒，使得有机层中的一个或多个纳米颗粒的密度小于7纳米颗粒/μm2。所述一个或多个纳米颗粒在有机层上形成凸起(bulge)部分，并且第二电极设置在至少所述凸起部分上。根据一个实施方案，凸起部分包括从有机层突出的一个或多个纳米颗粒的一部分。根据一个实施方案，设置在第一电极和第二电极之间的有机层包括空穴注入层、空穴传输层、发射层和电子传输层。根据一个实施方案，电子传输层包括所述一个或多个纳米颗粒。根据一个实施方案，所述一个或多个纳米颗粒分散在溶液中从而形成最终溶液。该溶液包括有机材料和溶剂。根据一个实施方案，在最终溶液中，所述一个或多个纳米颗粒的重量百分比小于0.5％。根据一个实施方案，使用诸如旋涂、丝网印刷、狭缝模涂布和喷墨印刷的技术将最终溶液沉积在第一电极上以形成有机层。此外，根据一个实施方案，有机层的材料可选自但不限于：MEH-PPV、PFO、P-PPV、低聚喹啉、共轭聚电解质聚[9,9-双(3'-(N,N-二甲基氨基)丙基)-2,7-芴)-交替-2,7-(9,9-二辛基芴)]、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、1,3,5-三(3-吡啶-3-基-苯基)苯或二苯基氧化膦衍生物。根据一个实施方案，所述一个或多个纳米颗粒中的每一个的直径为60nm至150nm。此外，根据一个实施方案，有机层的厚度为10nm至120nm。此外，根据一个实施方案，所述一个或多个纳米颗粒由光学透明且电绝缘的材料构成。根据一个实施方案，所述一个或多个纳米颗粒的直径大于有机层的厚度。根据一个实施方案，所述一个或多个纳米颗粒的直径小于有机层的厚度。在第一电极上沉积有机层期间，所述一个或多个纳米颗粒被相分离到有机层的顶部。根据一个实施方案，有机层上的凸起部分的高度在50nm至200nm的范围内。根据一个实施方案，第一电极对应于电致发光器件的阳极。此外，根据一个实施方案，第二电极对应于电致发光器件的阴极。根据一个实施方案，电致发光器件的基底对应于透明基底。根据一个实施方案，如独立权利要求22所述，提供一种电致发光器件的有机层的组合物。根据一个实施方案，该组合物包括溶剂、有机材料和多个纳米颗粒。根据一个实施方案，通过将有机材料溶解在溶剂中形成溶液。此外，通过将多个纳米颗粒分散在溶液中形成最终溶液。根据一个实施方案，最终溶液中的多个纳米颗粒的重量百分比小于0.5％。优选小于0.2％。根据一个实施方案，形成的最终溶液用于在电致发光器件中形成电子传输层，使得所述多个纳米颗粒在电子传输层上形成凸起部分。根据一个实施方案，电子传输层中的多个纳米颗粒的密度小于7纳米颗粒/μm2，优选1至5个纳米颗粒/平方微米，非常优选1至3个纳米颗粒/平方微米。根据一个实施方案，凸起部分包括从电子传输层突出的多个纳米颗粒的一部分。附图简述包括附图以提供对本公开的进一步理解并且附图被纳入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开的实施方案，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：图1是常规电致发光器件的示意性剖视图；图2是根据本公开的实施方案的电致发光器件的示意性剖视图；图3是根据本公开的实施方案的在有机层上产生的凸起部分的示意性剖视图；图4A是根据本公开的实施方案的电致发光器件中的有机层的表面形貌；图4B是根据本公开的实施方案的电致发光器件中的有机层的另一表面形貌；和图4C是根据本公开的实施方案的电致发光器件中的有机层的又一表面形貌。详细描述现在将详细参考实施方案，其实例在附图中示出。图1是常规电致发光器件(例如电致发光器件100)的示意性剖视图。电致发光器件100包括基底102、第一电极104、有机层106和第二电极108。在电致发光器件100中，第一电极104设置在基底102上。第一电极连接到电压源110的正端子。有机层106设置在第一电极104上。此外，第二电极108设置在有机层106上。此外，第二电极108连接到电压源110的负端子。在一个实施方案中，第一电极104可对应于电致发光器件100的阳极。此外，可以使用透明导电材料来实现第一电极104，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、和氧化铟镓(IGO)。在一个实施方案中，第二电极108可对应于电致发光器件100的阴极。此外，可以使用诸如银(Ag)和氟化钠/镁/银(Naf/Mg/Ag)的反射材料来实现第二电极108。在操作中，当通过电压源110向电致发光器件100施加电压信号时，第一电极104在有机层106中注入空穴。此外，在施加电压信号时，第二电极108在有机层106中注入电子。空穴和电子在有机层106中复合从而产生激子。当激子返回基态时，它们产生光子，所述光子通过电致发光器件100作为光被发射。在一个实施方案中，在电致发光器件100是底部发射的情形中，在有机层106中产生的光子通过基底102从电致发光器件100发射出。在这种情形中，光子可以从第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致发光器件，其包括基底；设置在基底上的第一电极；第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的有机层，其特征在于，所述有机层的组合物包含一个或多个纳米颗粒，使得所述有机层中的一个或多个纳米颗粒的密度小于7纳米颗粒/μm2，其中所述一个或多个纳米颗粒中的每一个在所述有机层上形成凸起部分，并且其中第二电极设置在至少所述凸起部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 GB 1607457.71.一种电致发光器件，其包括基底；设置在基底上的第一电极；第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的有机层，其特征在于，所述有机层的组合物包含一个或多个纳米颗粒，使得所述有机层中的一个或多个纳米颗粒的密度小于7纳米颗粒/μm2，其中所述一个或多个纳米颗粒中的每一个在所述有机层上形成凸起部分，并且其中第二电极设置在至少所述凸起部分上。2.如权利要求1所述的电致发光器件，其中所述有机层中的一个或多个纳米颗粒的密度为1-5纳米颗粒/μm2。3.如权利要求1或2所述的电致发光器件，其中所述有机层中的纳米颗粒的重量百分比小于5重量％。4.权利要求1的电致发光器件，其中所述凸起部分包括从所述有机层突出的一个或多个纳米颗粒的一部分。5.权利要求1的电致发光器件，其中设置在第一电极和第二电极之间的有机层对应于电子传输层。6.权利要求1的电致发光器件，其中设置在第一电极和第二电极之间的有机层包括空穴注入层、空穴传输层、发射层和电子传输层。7.权利要求4的电致发光器件，其中所述电子传输层包含一个或多个纳米颗粒。8.权利要求1的电致发光器件，其中所述一个或多个纳米颗粒分散在溶液中从而形成最终溶液，其中该溶液包含有机材料和溶剂。9.权利要求8的电致发光器件，其中使用旋涂技术、丝网印刷、网涂或喷墨涂布中的至少一种将最终溶液沉积在第一电极上以形成有机层。10.权利要求8的电致发光器件，其中在最终溶液中，所述一个或多个纳米颗粒的重量百分比小于0.5％。11.权利要求8的电致发光器件，其中在最终溶液中，所述一个或多个纳米颗粒的重量百分比小于0.2％。12.权利要求1的电致发光器件，其中所述一个或多个纳米颗粒中的每一个的直径在60nm至150nm的范围内。13.权利要求1的电致发光器件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·本兹，K·阿尔索普弗克斯，M·赫林顿，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，剑桥显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP