ＯＬＥＤ可包括其折射率低于基板折射率或有机区域折射率的材料的区域，使得能够将所发射的处于波导模式的光提取到空气中。这些区域可在平行于电极的方向上被置于ＯＬＥＤ发射区域附近。基板还可具有非标准的形状以进一步提高波导模式和／或玻璃模式的光到空气模式的转换。这种器件的输出耦合效率可达到标准ＯＬＥＤ效率的２－３倍。还提供了用于制造这种透明或顶部发射ＯＬＥＤ的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机发光器件(OLED)，尤其涉及具有使光输出耦 合(outcoupling)增强的低折射率材料的有机发光器件。
技术介绍
由于多种原因，使用有机材料的光电器件正变得越发令人期待。 许多用于制造这类器件的材料相对便宜，因此有机光电器件与无机器 件相比具有潜在的成本优势。而且，有机材料的固有性质，诸如其柔韧性，可使其非常适合于特定的应用，诸如在柔性基板上制造。有机光电器件的示例包括有机发光器件(OLED)、有机光电晶体管、有机光电池、和有机光电探测器。对于OLED,有机材料可具有超出常规材料的性能优点。例如，通常可利用适当的掺杂剂来容易地调谐有机发射层(emissive layer)发射的光的波长。如这里所使用的，术语"有机"包括可用于制造有机光电器件的聚合物材料以及小分子有机材料。"小分子"指的是任何不是聚合物的有机材料，并且"小分子，，可能实际上相当大。在某些情况下，小分子可包括重复单元(repeat unit )。例如，使用长链烷基(alkyl group )作为取代基并不会使该分子不属于"小分子"类别。小分子还可结合到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基(pendant group )或作为该主链的一部分。小分子还可用作为树枝状聚合物(dendrimer)的核心(core moiety),其中树枝状聚合物是由建立在核心上的一系列化学壳层(chemical shell)所组成。树枝状聚合物的核心可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是"小分子，，，并且人们相信，目前用于OLED领域的所有树枝状聚合物都是小分子。 一般而言，小分子具有定义明确的化学式以及单一分子量，而聚合物具有可能随不同分子而变化的化学式和分子量。如这里所使用的，"有机"包括烃基和杂原子取代的烃基配体的金属络合物。OLED使用当在器件上施加电压时会发光的有机薄膜。OLED正成为一种越来越瞩目的用于诸如平板显示、照明和背光等应用中的技术。美国专利No. 5，844，363、 No. 6，303，238和No. 5，707，745中描述了几种OLED材料和配置，这些专利通过引用全部结合于此。OLED器件通常(但并不总是)被设计为通过至少一个电极发射光，并且一个或多个透明电极对于有机光电器件可能是有用的。例如，诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明电极材料可用作底电极。还可使用诸如美国专利No. 5，703，436和No. 5,707,745中公开的透明顶电极，这些专利通过引用全部结合于此。对于被设计为仅仅通过底电极发射光的器件，顶电极不需要是透明的，并可以由具有高导电性的厚的反射性7金属层构成。类似地，对于被设计为仅仅通过顶电极发射光的器件，底电极可以是不透明的和/或反射性的。如果电极不需要是透明的，则使用较厚的层可提供更好的导电性，并且使用反射性电极可通过将光反射回透明电极而增加通过其它电极发射的光量。也可制造两个电极都透明的全透明器件。还可制造侧面发射(side emitting ) OLED，在这种器件中， 一个电极或两个电极都可以是不透明的或反射性的。如这里所使用的，"顶，，意味着离基板最远，而"底"意味着离基板最近。例如，对于具有两个电极的器件，底电极是最接近基板的电极，并且通常是最先制作的电极。底电极具有两个表面，即最接近基板的底面和离基板较远的顶面。如果第一层被描述为"布置在第二层之上"，则第一层被布置得离基板较远。在第一层和第二层之间可以有其它层，除非规定策一层与第二层"物理(in physical)接触"。例如，即使在两者之间有多个有机层，阴极也可以被描述为"布置在阳极之上"。如这里所使用的，"可溶液加工(solution processible)"意味着能够以溶液形式或悬浮液形式溶解、扩展、或在液体介质中运输和/或从液体介质中沉积。如这里所使用的，并且如本领域技术人员通常将理解的那样，如果第一能级更靠近真空能级，则第一 "最高被占分子轨道"(HOMO)或"最低未占分子轨道，，(LUMO)能级"大于"或"高于"第二HOMO或LUMO能级。因为电离势(IP )被测量为相对于真空能级的负能量，因此较高的HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP (负得较少的IP )。类似地，较高的LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲合势(EA )(负得较少的EA)。在常规的能级图上，真空能级位于顶部，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。"较高的"HOMO或LUMO能级比"较低的"HOMO或LUMO能级更接近于能级图的顶部。
技术实现思路
OLED可包括其折射率小于基板折射率的材料或有机发射材料8的区域，从而允许以波导模式(waveguide mode)的发射光被提取(extract)到空气中。这些区域可在与电极平行的方向上被放置成与OLED发射区域相邻。基板也可以具有非标准的形状以进一 步提高波导才莫式和/或玻璃才莫式(glass mode)的光到空气才莫式(air mode)的转换。这种器件的输出耦合效率可以达到标准OLED效率的两至三倍。OLED可以通过以下步骤来制造在基板之上沉积第一电极；在所述第一电极之上沉积折射率为1.0至1.5的低折射率材料栅格(grid);在所述栅格上沉积有机发射材料，以使所述有机发射材料与所述栅格或与所述第一电极直接接触；以及在所述有机发射材料之上沉积第二电极。附图说明图l示出具有分离的电子传输层、空穴传输层、发射层、以及其它层的有机发光器件。图2示出不具有分离的电子传输层的倒置型(inverted )有机发光器件。图3A示出具有低折射率透明材料区域的有机发光器件。图3B示出相邻区域之间的边界大致垂直的器件部分。图3C示出相邻区域之间的边界粗糙的器件部分。图3D示出具有低折射率透明材料区域的有机发光器件。图4A和4B示出低折射率区域的示例性配置的顶视图。图5A示出对于具有低折射率区域的器件，转变为空气模式和玻璃模式的光量的模拟值。图5B示出对于具有折射率为1.03的低折射率材料六边形栅格的器件的模拟发射。图6A示出具有微透镜薄片(sheet)的器件。图6B示出在基板和电极之间具有薄的低折射率层的器件。图7示出由具有一定折射率范围的低折射率材料六边形栅格的带微透镜的器件发射的光的比例。图8示出常规OLED、具有理想微透镜的OLED、和具有理想微透镜并具有折射率为1.29的低折射率材料六边形栅格的OLED发射的光的比例。图9示出常规OLED、和具有折射率为1.2的低折射率材料六边形栅格并具有折射率为1.29的聚四氟乙烯(Teflon) AF插层的OLED发射的光。图10示出与图9具有相同结构但是具有折射率为1.29的低折射率材料的器件的发射。图ll示出光在没有低折射率层的玻璃基板中的角分布。图12示出光在具有低折射率层的玻璃基板中的角分布。图13示出对于各种器件结构，作为发射角的函数的发射光的比例。图14示出具有各种电极厚度的器件中的以空气模式和玻璃模式的光的比例。图15示出对于具有不同宽度低折射率区域的器件，以各种模式的光的比例。图16示出对于其有机区域从4 nm到10 nm的器件，以各种模式的光的比例。图17示出对于具有不同折射率和几何形状的低折射率区域的器件，以各种模式的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种器件，包括： 基板； 布置在所述基板之上的第一电极； 布置在所述第一电极之上的第一层，所述第一层包括： 包括有机发射材料的第一区域；和 包括透明材料的第二区域，其中所述透明材料的折射率小于所述基板的折射率， 所述第二区域在平行于所述第一电极的方向上被布置成与所述第一区域相邻；和 布置在所述第一层之上的第二电极。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S福里斯特，孙轶如，
申请(专利权)人：密执安州立大学董事会，
类型：发明
国别省市：US[]
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