一种有机电致发光二极管及其制作方法技术

一种有机电致发光二极管及其制作方法，该制作方法通过纳米软压印技术，在OLED器件的电子传输层与发光层之间，或者空穴传输层和发光层之间形成准周期或非周期的光提取结构，有效地提高了OLED的出光效率。在本发明专利技术中，由于制作的压膜为软质材料的压膜，不仅可以减少压印图案的关键尺寸，而且还能实现大幅面的压印工作。同时在本发明专利技术中，由于设计出了准周期或非周期的压印图案，在提高OLED出光效率同时，不会造成OLED发光光谱漂移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机电致发光二极管(OLED)器件
，具体涉及一种具有纳米结构实现高效耦合出光的OLED器件及其制备方法。
技术介绍
有机电致发光器件(Organic electroluminescence device),也称有机发光器件(Organic light-emitting device, 0LED)是有机纳米薄膜的全固态显示器,与阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)相比:具有超轻薄(面板厚度小于2mm)、主动发光、广视角(达170°以上)、反应时间快(Ιμπι量级)、低能耗、可制作大尺寸与可弯曲式面板等优点，被认为是继CRT、IXD之后的新一代照明和显示技术。有机电致发光器件的发光效率可以分为量子效率，流明效率和功率效率。量子效率是器件向外发射的光子数与注入的电子空穴对数量之比。量子效率又分为内量子效率(internal quantum efficiency)和夕卜量子效率(external quantum efficiency)。内量子效率是在器件内部由复合产生辐射的光子数与注入的电子空穴对数之比。由于OLED器件是多层结构，有机发光层发出的光经由波导效应(waveguide)或再吸收而损失，在界面处还有一部分被反射。外量子效率是指在观测方向，射出器件表面的光子数与注入电子数的比。外量子效率不但与所用材料 的特性有关，还与器件的结构等关系密切。器件的发光效率最终由其外量子效率来反映。随着新型磷光材料的应用，OLED的内量子效率已经接近100%，然而由于受到基底/空气界面全内反射和有机层波导效应的作用，OLED外量子提取效率通常只能达到20 %左右，这在很大程度上限制了 OLED的实际应用。为此，如何提高OLED外量子效率成为该领域内的热点，研究方向也从重点改进材料转向改进器件结构以提高外量子效率。提高外量子效率的常用方法包括:(1)分布布拉格反射镜(Distributed bragreflector)结构，在有源层和衬底之间两种折射率不同的材料周期交替生长成层状结构，能够将射向衬底的光反射回表面或侧面，可以减少衬底对光的吸收、提高出光效率；(2)采用透明阴极，将OLED的阴极制成透明衬底，使光从下底面出射，增加出光效率；(3)利用等离子体效应，如在金属阴极掺入银(Ag)、金(Au)等纳米颗粒，提高金属-介质交界面的表面等离子效应提高OLED光耦合出光效率。但经文献检索，未见有采用纳米压印技术，在OLED器件内部形成耦合出光纳米结构的相关报道。对现有专利的检索，如肖特股份公司2004年5月公开的专利技术专利“制作OLED方法”(公开号:200480014086.8)，将衬底做成凹陷状，把有机发光材料引入到凹陷中，从而提高OLED出光效率；西安交通大学2010年9月公开的专利技术专利“一种具有亚微米结构的OLED制造工艺”(公开号:201010286694.1)通过在衬底上面引入二氧化硅薄膜，利用二氧化硅小球的散射作用提高外量子效率。上述提高OLED外量子效率的方法受工艺本身限制，不能在更小精度或者更大幅面上制作纳米结构，而且制作方法相对繁琐、周期长，制造成本较高，重复性较差，不具有普适性。此外，在日本住友公司2012年5月公开的专利技术专利“有机场致发光元件”(公开号:201080037435.3)中，在发光层中制作二维周期性结构，从而提高OLED的出光效率。然而，该专利具有如下的缺陷:I)在制作二维周期性结构时，其实用的是硬质压模，即硬纳米压印技术，该技术难以实现IOnm线宽以下微纳结构的精确转移，硬纳米压印技术的严重缺陷在于会在压印过程造成会界面结构破坏，形成污点，最终导致OLED开启电压升高，减短OLED寿命，也就是说该专利提升OLED出光效率是以牺牲OLED寿命为代价的。2)硬质压膜在制作时，一方面受本身幅面的限制，另一方面，在脱模过程中，接触面积越大，较容易产生在压模和待压物表面之间出现粘连，因此硬纳米压印技术无法实现大尺寸幅面的压印工艺。3)该专利特指周期性结构，周期性微纳结构的引入对于OLED容易造成颜色漂移，特别是对于白光0LED，周期性光栅结构容易造成色散和谱带漂移。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提出一种OLED器件的制作方法，该制作方法可以克服硬纳米压印工艺制作OLED器件时容易出现的界面结构破坏和无法进行大幅面压印的问题。本专利技术的另一个目的在于提出一种能够实现准周期或非周期的光提取结构的OLED器件制作方法。根据本专利技术的目的提出的一种有机电致发光二极管的制作方法，包括步骤:在衬底上制作第一电极层；在第一电极层上制作第一传输层,所述第一传输层以旋涂或滴注工艺制备,使得该第一传输层在旋涂或滴注后为液态或胶状/半胶状形态；对所述第一传输层实施一纳米软压印工艺，在该第一传输层上形成纳米凹凸结构，该纳米凹凸结构具体是一种准周期或非周期性的凹凸结构；在所述第一传输层上制作发光层，所述发光层的至少部分渗入至该第一传输层的纳米凹凸结构中，使得发光层上产生该纳米凹凸结构的互补结构，从而在所述发光层和第一传输层的交界面处形成折射率梯度变化的光提取结构；在发光层上制作OLED的其余结构层，完成整个OLED的制作。优选的，对于顶出光的OLED器件,所述第一传输层为电子传输层,所述第二传输层为空穴传输层；对于底出光的OLED器件,所述第一传输层为空穴传输层，所述第二传输层为电子传输层。根据本专利技术的另一目的提出的制作方法中，所述纳米软压印工艺包括:在基底上沉积或旋涂硝酸银浆，在氮气(N2)作为保护气体情况下，对上述基底加温，使硝酸银浆先固化成膜，然后在高温作用下收缩成纳米银球，该纳米银球形成的点阵为准周期或非周期的结构；以所述纳米银球作为掩模，采用离子活性刻蚀，而后用浓硝酸去除纳米银球，得到二维准周期或非周期排列的 纳米结构母板；将介质转移材料均匀涂在上述母板上面，施加压力同时加温固化；脱模，将母板上的二维纳米结构转移到介质转移材料上，形成软压印模板；利用上述软压印模板，对第一传输层进行压印，将软压印模板上的结构转移到第一传输层上。优选的，所述基底为石英、硅、镍、碳素钢、碳化硅、掺铝氧化锌、聚碳酸酯、聚氯乙烯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种。优选的，所述介质转移材料为聚二甲硅氧烷、聚苯乙烯、丙烯酸或全氟聚醚中的一种。优选的，所述对第一传输层进行压印时，采用平对平的热压印技术，或者采用卷对卷的压印技术。同时，本专利技术还提出了一种使用上述制作方法制得的有机电致发光二极管，该有机电致发光二极管为单层纳米结构OLED器件，该OLED器件的电子传输层与发光层的交界面或者空穴传输层与发光层的交界面上设有纳米光提取凸结构，该纳米光提取结构为准周期或非周期性的纳米凹凸结构。同时，本专利技术还提出了一种使用上述制作方法制得的有机电致发光二极管，该有机电致发光二极管为叠层纳米结构OLED器件,该OLED器件的第一电子传输层与发光层的交界面或者第一空穴传输层与发光层的交界面上设有纳米光提取结构，该纳米光提取结构为准周期或非周期性的纳米凹凸结构。与现有技术相比，本专利技术的进步之处在于:第一，本专利技术采用PDMS、PFPE及其他潜在的软纳米压印材料，可以转移线宽IOnm以上的微纳结构转移，压印过程造成不会对界面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光二极管的制作方法，其特征在于：包括步骤在衬底上制作第一电极层；在第一电极层上制作第一传输层，所述第一传输层以旋涂或滴注工艺制备，使得该第一传输层在旋涂或滴注后为液态或胶状/半胶状形态；对所述第一传输层实施一纳米软压印工艺，在该第一传输层上形成纳米凹凸结构，该纳米凹凸结构具体是一种准周期或非周期性的凹凸结构；在所述第一传输层上制作发光层，所述发光层的至少部分渗入至该第一传输层的纳米凹凸结构中，使得发光层上产生该纳米凹凸结构的互补结构，从而在所述发光层和第一传输层的交界面处形成折射率梯度变化的光提取结构；在发光层上制作OLED的其余结构层，完成整个OLED的制作。

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光二极管的制作方法，其特征在于:包括步骤 在衬底上制作第一电极层； 在第一电极层上制作第一传输层，所述第一传输层以旋涂或滴注工艺制备，使得该第一传输层在旋涂或滴注后为液态或胶状/半胶状形态； 对所述第一传输层实施一纳米软压印工艺，在该第一传输层上形成纳米凹凸结构，该纳米凹凸结构具体是一种准周期或非周期性的凹凸结构； 在所述第一传输层上制作发光层，所述发光层的至少部分渗入至该第一传输层的纳米凹凸结构中，使得发光层上产生该纳米凹凸结构的互补结构，从而在所述发光层和第一传输层的交界面处形成折射率梯度变化的光提取结构； 在发光层上制作OLED的其余结构层，完成整个OLED的制作。2.如权利要求1所述的有机电致发光二极管制作方法，其特征在于:对于顶出光的OLED器件,所述第一传输层为电子传输层，所述第二传输层为空穴传输层；对于底出光的OLED器件,所述第一传输层为空穴传输层,所述第二传输层为电子传输层。3.如权利要求1所述的有机电致发光二极管制作方法，其特征在于:所述纳米软压印工艺包括: 在基底上沉积或旋涂硝酸银浆， 在氮气(N2)作为保护气体情况下，对上述基底加温，使硝酸银浆先固化成膜，然后在高温作用下收缩成纳米银球，该纳米银球形成的点阵为准周期或非周期的结构； 以所述纳米银球作 为掩模，采用离子活性刻蚀，而后用浓硝酸去除纳米银球，得到二维准周期或非周期排列的纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳青，周雷，唐建新，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：