先进的光提取结构制造技术

本发明专利技术的技术涉及有机发光二极管(OLED)，更特别地，其涉及OLED显示器的光提取以及可用于光提取结构的纳米复合物制剂。OLED依次包括：封装层或基体层；透镜的阵列；以及至少部分地被所述透镜的阵列覆盖的发光像素的阵列，其中至少一个透镜覆盖至少一个像素，并且所述透镜包括与封装层或基体层相比具有更高的折射率的材料。

【技术实现步骤摘要】
先进的光提取结构本申请是申请号为201480049299.8、申请日为2014年07月08日、专利技术名称为“先进的光提取结构”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求享有于2013年7月8日提交的美国申请No.61/834,707的优先权并且是该申请的部分接续申请(即依据美国联邦法规第37卷第1.53节(c)(3)指定的美国申请No.14/120,419)，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术的技术涉及有机发光二极管(OLED)，更特别地，其涉及OLED显示器的光提取以及可用于光提取结构的纳米复合物制剂。
技术介绍
发光装置在过去的几十年中，发光二极管(LED)及有机发光二极管(OLED)得到迅速发展，并且开始取代现有的发光和显示装置。OLED装置经常分为“底部发光”OLED和“顶部发光”OLED，“底部发光”OLED发出通过在其上设置OLED的透明基体的光，“顶部发光”OLED发出背离在其上设置OLED的基体的光。一些OLED的图案设置成形成可单独寻址的像素(图像元素)或子像素(组合在一起来形成像素但可单独寻址的不同颜色的多个相邻发射体中的一个)的阵列。这种像素化的OLED在数字显示装置中的使用越来越受欢迎。与像素化的OLED相比，其他的OLED设计为仅具有一个发光区域，该发光区域可能小且窄，或者是大的，且根据预期的应用而延伸。由于LED和OLED的特定的装置结构，在活性区域内产生的大部分光在多个界面处全反射，并且被困在该装置内，导致发光装置的外部效率降低。外部效率定义为：将由装置发出的所有光辐射的功率除以该装置所消耗的总电功率。外部效率是重要的因素，并且影响装置的特性，例如功率消耗、亮度及寿命。对于OLED来说上述问题尤其严重，因为OLED的技术与其LED的对应物相比处于很初期的发展阶段。例如，在OLED发光装置所产生的所有光子中仅有20％能被提取出来。许多光提取方案已经应用到LED和OLED中，例如背面反射镜、高折射率的密封剂、使表面粗糙或使表面有纹理等。有纹理的提取膜对于OLED发光来说是受欢迎的方案，这是由于其与辊对辊制造工艺相兼容，并且可方便地应用到最终的封装层的任一侧上。在图1中显示了具有带纹理的表面的典型的OLED装置的装置结构的教学式描述。对于顶部发光装置结构和底部发光装置结构来说，活性区域(101)均发出穿过透明导体(例如氧化铟锡)层(102)以及基体(103)的光，该基体具有带纹理的表面(104)以降低由在基体/空气界面处的全内反射所导致的光损失。然而，在主动式基体OLED(AMOLED)显示器或被动式基体OLED(PMOLED)中，由于活性区域的像素化性质，表面纹理降低了像素的光学品质，产生了非预期的模糊效果。
技术实现思路
在本专利技术的技术的一个方面中，描述了这样的光提取结构：其可以直接设置在活性区域的顶部上，或者设置在其紧邻的附近或接近其设置。这种结构可改善OLED显示器的光提取，并同时维持像素的光学品质。附图说明图1显示了示例性的具有带纹理的表面的OLED装置结构。图2显示了本专利技术的示例性的OLED装置结构。图3显示了使用超半球透镜的本申请技术的示例性的OLED像素。图4a：在空气中在120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(401)、在N2中175℃的温度下热烘1小时(402)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV吸收光谱。图4b：在空气中120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(403)、在N2中175℃的温度下热烘1小时(404)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV透射光谱。图5a：在空气中120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(501)、在N2中200℃的温度下热烘1小时(503)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV吸收光谱。图5b：在空气中120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(504)、在N2中200℃的温度下热烘1小时(505)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV透射光谱。图6a：在空气中120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(601)、在N2中200℃的温度下热烘2小时(604)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV吸收光谱。图6b：在空气中120℃的温度下进行3分钟事后烘烤处理(605)、在N2中200℃的温度下热烘2小时(606)之后的由在70:30的BMA-TMPTA中的ZrO2-(2-[2-(2-9-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸)制剂制得的膜的UV透射光谱。表1：在单体混合物中的封端的ZrO2纳米晶体的膜结果。“优良”表示膜在以那些显示的温度加热时没有发黄或开裂。“开裂”表示膜在热烘过程中开裂了。该制剂的缺点在于其包含有助于溶解度的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。具体实施方式光提取结构的第一个示例性实施方案可包含：透镜或透镜组的阵列，透镜或透镜组的阵列包含与封装层或基体相比具有较高的折射率的高折射率材料，每个透镜或透镜组均设置在发光装置的活性区域与发光装置的封装层或基体层之间，每个透镜或透镜组均覆盖至少一个像素；位于透镜或透镜组的阵列与封装层或基体层之间的平坦层，该光提取结构提高了将由活性区域所产生的光向观察者或外部的光检测器提取的整体提取效率。如本文中所描述的那样，本专利技术的光提取结构可包含透镜的阵列，并且可选择性地或额外地包含平坦材料。在图2中显示了本专利技术的技术的一个实施方案的示意图。活性层(201)分成像素(202)的阵列。从像素发出的光可穿过薄的ITO层(203)和透镜(204)。可设置平坦层(205)以减少被封在透镜与基体之间的空气、促使贴附得更好并且提供匹配的折射率。光传递到基体(206)之外。本专利技术的技术的光提取结构的示例性实施方案的发光装置可包含发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、电致发光器件或液晶器件(LCD)。在本专利技术的技术中，可通过结合或包含与现有的工艺和材料系统相兼容的、与基体或封装物相比具有较高的折射率和/或对可见光谱具有高光学透明度的透镜材料来提高光提取效率。如本文中所描述的那样，本专利技术的技术的透镜和光提取结构通过结合和/或包括纳米晶体和/或纳米复合物来实现这些需要。根据本专利技术的技术，当本专利技术的技术的透镜和/或光提取结构中描述和/或包含的纳米晶体(例如无机纳米晶体)的尺寸小于光的波长的十分之一时，纳米晶体的散射可以忽略不计。因此，可以通过将具有高折射率的无机纳米晶体分散到具有相对较低的折射率的聚合物材料中来实现本专利技术的高折射率、高透明度的纳米复合物，同时，其可满足涉及可包含本专利技术的透镜和/或光提取结构的发光结构的许多加工工艺的工艺性能要求。在2013年3月15日提交的美国临时专利申请61/790,156和在2014年3月14日提交的美国专利申请12/211,971中公开了这种高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置，依次包括：封装层或基体层，透镜的阵列，发光像素的阵列，所述发光像素的阵列至少部分地由所述透镜的阵列覆盖，其中至少一个透镜覆盖至少一个像素，并且所述透镜包括与封装层或基体层相比折射率更高的材料。

【技术特征摘要】
2013.07.08 US 14/120,4191.一种发光装置，依次包括：封装层或基体层，透镜的阵列，发光像素的阵列，所述发光像素的阵列至少部分地由所述透镜的阵列覆盖，其中至少一个透镜覆盖至少一个像素，并且所述透镜包括与封装层或基体层相比折射率更高的材料。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个透镜覆盖的所述至少一个像素包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、电致发光器件或液晶器件(LCD)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括位于透镜的阵列与封装层或基体层之间的平坦层。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，还包括位于所述透镜的阵列与所述发光像素的阵列之间的透明导体层。5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述透镜的阵列的至少一个透镜至少部分地覆盖多于一个的像素。6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述透镜的阵列的透镜的形状为球形、半球形、超半球形、抛物线形、凹面形、凸面形或次波长角锥体阵列中的至少一个，和/或包括表面纹理、或其他表面曲度或菲涅尔透镜。7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述透镜的阵列的透镜包括沿透镜的至少一个维度有阶梯指数或梯度指数的轮廓。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，有阶梯的或有梯度的透镜包括曲面。9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，透镜元件包括单业透镜、具有有阶梯指数或梯度指数的轮廓的透镜、消色差透镜对、棱镜、滤镜、偏光镜、反光镜、菲涅尔透镜。10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述透镜中的每一个均与发光装置的活性区域间隔开小于由所述发光装置所发出的最高能量的光子的波长的距离。11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，高折射率的材料包括纳米复合物，所述纳米复合物包括无机纳米晶体和聚合物基体。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述纳米复合物是能UV固化的纳米复合物。13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述纳米复合物是能热固化的纳米复合物。14.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述无机纳米晶体包括ZrO2、TiO2、ZnO、MgO、HfO2、Nb2O5、Ta2O5或Y2O3。15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述无机纳米晶体具有在至少一个维度上小于10nm的尺寸。16.根据权利要求11-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述聚合物基体包括丙烯酸、环氧树脂、硅酮、硅氧烷、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、掺杂PE...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·Y·陈，乔治·D·库伯，
申请(专利权)人：皮瑟莱根特科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US