用于有机发光器件的光提取层的涂覆溶液以及通过使用该涂覆溶液来制造有机发光器件的光提取基板的方法

摘要

一种用于有机发光器件的光提取层的涂覆溶液可包含：光散射粒子，所述光散射粒子包括金属氧化物；以及溶剂。一种制造有机发光器件的光提取基板的方法可使用所述涂覆溶液通过喷墨涂覆或喷涂来在基底基板上形成光提取层。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是基于2018年5月15日提交的在先韩国专利申请第10-2018-0055478号并要求该韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于有机发光器件的光提取层的涂覆溶液，以及一种使用该涂覆溶液来制造有机发光器件的光提取基板的方法。

背景技术

随着对有机发光器件的光提取效率的兴趣不断增加，已主动地进行对内部或外部光提取层的研究。由于仅约20％的全部生成的光会发射至外部，因此进行对光提取层的研究，以便提取和使用来自有机发光器件的原本在光学波导模式下会损耗的80％的光。光提取层主要划分成内部光提取层和外部光提取层。外部光提取层可通过将包括多种形式的微透镜的膜附接至基底基板的外部来达成效应，并且外部光提取层的光提取效率并不太多地取决于微透镜的形式。提取在光学波导模式下损耗的光的内部光提取层可达成比外部光提取层高的光提取效率。当内部光提取层用具有不同折射率的材料的混合物形成时，有可能将光散射效应最大化。然而，为此目的，应混合具有可通过光辨识的大小的光散射结构。可利用多种形式(粒子的形状、孔的形状和其类似者)和多种材料的光散射结构。

发明内容

本公开的非限制性实施例的方面涉及一种用于涂覆能够提取损耗的光的一光散射层的涂覆溶液，以及一种制造光提取基板的方法。

本公开的特定非限制性实施例的方面解决上文论述的这些特征和/或上文未描述的其他特征。然而，这些非限制性实施例的方面对于解决以上特征并非必需，并且本公开的这些非限制性实施例的方面可能不解决上文描述的特征。

根据本公开的第一方面，提供一种用于有机发光器件的光提取层的涂覆溶液。该涂覆溶液包含：光散射粒子，该光散射粒子包括一金属氧化物；以及溶剂。

根据本公开的第二方面，提供一种制造有机发光器件的光提取基板的方法。该方法包括使用用于有机发光器件的光提取层的涂覆溶液来在基底基板上形成光提取层。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本公开的实施例，其中：

图1是描绘根据本公开的实施例的有机发光器件的结构的横截面图。

图2是顺序地描绘用涂覆溶液的液滴对基底基板进行喷涂和涂覆的过程的视图。

图3是描绘涂覆层的边缘轮廓的视图。

图4是涂覆层的平面图。

图5是示出涂覆层的边缘轮廓的测量结果。

图6是示出通过高折射率金属氧化物的基质中的作为孔的光散射结构导致的相对于代表性波长(400nm、550nm及660nm)的雾度强度的模拟结果的曲线图。

图7是示出比较例中的在涂覆层的边缘处生成的咖啡环的视图。

图8是示出根据本公开的实施例的涂覆溶液的溶液稳定性的视图。

图9是示出根据本公开的实施例的涂覆溶液的表面张力的视图。

图10是示出视涂覆溶液的粘度而定的喷墨涂覆的结果的视图。

图11是示出通过在改变剪切速率时测量根据本公开的实施例的涂覆溶液的粘度获得的结果的曲线图。

图12是示出根据本公开的实施例制造的光提取基板的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细地描述本公开。

图1是描绘根据本公开的实施例的有机发光器件的结构的横截面图。

在实施例中，如图1所示，该有机发光器件可包括光提取基板和形成于该光提取基板上的有机发光组件。在实施例中，该光提取基板可包括基底基板10和形成于基底基板10上的光提取层。在实施例中，该光提取层可包括光散射层20。该有机发光组件可包括电极层40、60和一有机层50。有机层50可包括一发光层。在实施例中，除了光散射层20之外，该光提取层也可包括形成于光散射层20与电极层40的间的一平坦化层(未示出)。当电能经由电极层40、60供应至有机层50时，光在有机层50的该发光层中生成，并且生成的光顺序地穿过电极层40、光散射层20和基底基板10，接着发射至外部。

对于基底基板10，可使用任何透明材料，诸如玻璃、塑料和其类似物。基底基板10可使用此材料通过卷对卷制造方法来制造，从而大量生产。

为了用光散射层20涂覆基底基板10，液体类型的涂覆材料可为有利的。为了有机发光器件的使用寿命，有必要使光散射层20位于有机发光器件的囊封中，从而防止湿气和氧气自外部渗入。在此情况下，光散射层20经必要调整以具有特定形状(圆形形状、四边形形状和类似形状)，以适应有机发光器件的形状(或有机层的形状)。为此目的，可使用通过棒涂覆、狭缝模涂覆或其类似者来涂覆基底基板10的整个表面、然后移除对应于该有机层的外部的一部分上的涂覆层的方法，或通过喷墨涂覆、喷涂或其类似者选择性地仅涂覆对应于该有机层的一部分的方法。当使用喷墨涂覆或喷涂时，喷射或喷涂分散在液体中的这些光散射粒子。以液滴形式自喷嘴喷射的液体涂覆溶液在其移动到达基底基板10时蒸发。当包括诸如光散射粒子的固体时，可进一步加速蒸发。原因在于单个液滴的体积非常小，例如几微微升至几十微微升(微微升：1×10

当提取在该有机发光组件中生成的光时，较佳使用通过折射率的差使用折射的方法，如此可减少光损耗。在此情况下，具有适当大小的光散射粒子可用于高效光散射。这些光散射粒子可包括金属氧化物和SiO

这些粒子分散在溶剂中以制造待用于涂覆的液体涂覆溶液。如上所述，对于呈液滴形式的选择性涂覆，光散射结构分散所在的该溶剂的挥发性非常重要。当该溶剂不具有恰当挥发性时，涂覆的质量明显降低，或涂覆不能执行，因为喷嘴被堵塞。在本公开的实施例中，该溶剂可包括选自由以下项组成的组中的至少一者：丁基纤维素溶剂、二丙酮醇、二丙二醇甲醚、α-萜品醇、苯甲醇、十二烷、甲酰胺、3-乙氧基丙酸乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、二乙二醇单甲醚硅氧烷、硅倍半氧烷、硅氮烷、硅氧烷衍生物、硅倍半氧烷衍生物、硅氮烷衍生物以及其类似物。

在实施例中，考虑物理性质，在经由过滤去除异物之后，这些光散射粒子的重量可不超过该涂覆溶液的总重量的50％。当这些光散射粒子的比率过大时，喷墨喷嘴的堵塞加速，此使得难以获得高质量涂覆。

即使当使用重量比恰当的这些光散射粒子和具有恰当挥发性的该溶剂时，涂覆也是不可能的，除非这些光散射粒子恰当地分散于该溶剂中以形成稳定分散剂溶液。因此，可添加恰当分散剂(界面活性剂)。在实施例中，该分散剂可包括选自由以下项组成的组中的至少一者：聚合物的烷基铵盐、聚醚磷酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚、聚(环氧乙烷)、乙氧化二级醇、丙烯酸酯聚合物、2-(二丁基胺基)乙醇，或其混合物。此等材料可对形成极稳定的涂覆层作出贡献，该形成在99.5％或更多的挥发性材料在该涂覆溶液经受440℃的温度时挥发之后。该分散剂的量可与这些光散射粒子的表面积成比例。在实施例中，当使用金属氧化物的光散射粒子时，该分散剂的量可不超过这些光散射粒子的重量的15％。原因在于未与这些光散射粒子的表面结合的过剩分散剂或界面活性剂可使该涂覆溶液的稳定性恶化，且可在从制造有机发光器件经长时间之后排气，由此缩短有机发光器件的使用寿命。

在喷墨涂覆或喷涂的情况下，喷射出液滴。此时，这些液滴应经设计而在基底基板10上具有最佳润湿性。若不，则这些液滴不在图2的B步骤中合并，使得难以形成光滑涂覆表面。此与该涂覆溶液的接触角或表面张力紧密相关。当在早期阶段涂覆的涂覆表面的水平长度表示为L

当该涂覆溶液经涂覆且随后经干燥时，多种现象出现。例如，如图2的C所示，涂层的末端像山一样升高的现象出现。此意味着，当涂覆层的中心表面的高度表示为H

当涂层以图4的形状形成且横截面A、B通过表面轮廓仪(可自BRUKER公司购得的DekTak)测量，可获得如图5所示的轮廓。此时，高度H

通常，关于喷墨或喷涂，金属氧化物的光散射粒子可对喷嘴有不良影响。因此，较佳使用具有尽可能小的大小的粒子。然而，由于几十纳米或更小的粒子具有可忽略的光散射性质，因此使用这些粒子的喷墨溶液的效用必然恶化。然而，即使利用20nm至50nm的粒子，本公开也可将光散射性质最大化。此可自图6的模拟结果可见。当使用根据本公开的实施例的涂覆溶液时，有可能形成不同大小的孔，例如，几十纳米至几百纳米的孔，使得有可能诱发光散射结构的形成，这些光散射结构为有效孔。图6示出：根据FDTD方法，当使用这些光散射结构的平均大小作为变量且这些光散射结构的比为涂覆层的横截面面积的约11％时，通过高折射率金属氧化物的基质中的作为孔的光散射结构导致的相对于代表性波长(400nm、550nm和660nm)的雾度强度的模拟结果的曲线图。如自该曲线图可见，随著作为孔的光散射结构的大小基于d＝1000nm而变得较小，雾度强度增大。考虑到普通有机发光器件展现低强度蓝色，但可见，在波长400nm附近展现较高雾度强度的d＝200nm或更小的光散射结构可为较佳的。因此，如本公开中所公开的通过使用极小粒子(20nm至50nm)来形成孔的方法在提高光散射效率的同时保持喷墨和喷涂喷嘴的耐久性方面起到重要作用。

一般而言，较佳地，该光提取层的表面是光滑的。原因在于该表面在以下操作中有用：在该光提取层上形成该电极层，然后在该电极层上气相沉积该有机层。相反地，当该光提取层的表面粗糙时，电极中的断开出现，或产生热点以产生由发热引起的缺陷。因此，如上所述，当使用具有约20nm至50nm的平均粒子直径的光散射粒子时，该光提取层的表面在干燥之后有光泽，如同反射器。这指示了该表面如所预期那样形成。

当使用具有大粒子直径的光散射粒子制备的涂覆溶液通过喷墨涂覆时，在涂覆层的内部与外部的间的边界处可看到不均匀线，如图7所示。此情况不利，因为可以非均匀方式提取光。咖啡环在涂覆层的边缘处产生，这指示了边缘轮廓非常差。此外，当使用具有大粒子直径的光散射粒子时，这些喷嘴常常堵塞，此可明显降低涂覆操作的生产力。

涂覆该涂覆溶液，接着将该涂覆溶液加热至440℃或更高的温度。此用以在制造有机发光器件时将光提取层的脱气减至最少，此对有机发光器件的使用寿命很有帮助。另外，较佳通过高温加热来移除在该光提取层中剩下的有机组份，诸如粘合剂和类似物，因为这些有机组份使该光提取层的光吸收率提高，从而使效率恶化。

图8是示出根据本公开的实施例的涂覆溶液的稳定性的视图。

在该实施例中，涂覆溶液的稳定性(TSI；Turbiscan稳定性指标)在经过24小时测量时可为30或更小，或3或更小。稳定性(TSI)可使用Turbiscan(可自Formulaction公司获得)来测量，Turbiscan经配置以在允许溶液静止时通过使用反散射的变化的量来测量该稳定性。

(x

在图8中所示的实施例中，在经过24小时测量时，TSI在15℃至35℃下为约2.0或更小且在50℃下为约3.2。考虑高温下的快速沉淀，可发现有可能制造非常稳定的涂覆溶液。

一般的喷墨墨水包括纳米粒子并不常见。然而，根据本公开的该实施例的涂覆溶液包括纳米粒子，使得稳定性非常重要。在涂覆溶液具有差稳定性的情况下，分散于溶液中的光散射粒子快速地沉淀。此可导致自喷嘴排出的溶液的浓度不均匀，或导致喷嘴堵塞。

图9是示出根据本公开的实施例的涂覆溶液的表面张力的视图。

在该实施例中，该涂覆溶液的表面张力可为10达因/cm至70达因/cm、27达因/cm至45达因/cm或32达因/cm至45达因/cm。根据本公开的该实施例的具有此表面张力的涂覆溶液可在正确方向上自喷嘴排出，且因此可以所要形状印刷在基板上。

图10是示出视涂覆溶液的粘度而定的喷墨涂覆的结果的视图。

待用于喷墨涂覆的涂覆溶液的粘度可为0.1cp至20cp或5cp至15cp。

参看图10，涂覆溶液A、C的粘度为5cp至6cp，且涂覆溶液B、D的粘度为2cp至3cp。当相同量的涂覆溶液滴下时，扩散程度不同。尽管利用涂覆溶液B、D的涂覆并非不可能，但较好涂覆结果通过涂覆溶液A、C获得。

测试例1

将1.48g酸性聚合物的烷基铵盐添加至210g二丙二醇单甲醚(或二丙酮醇)，然后，充分搅拌所得混合物。接着，将37g金红石TiO

测试例2

添加0.4g烷基铵盐且与26g二丙酮醇充分混合。将8g(23.3wt％)BaTiO

出于说明和描述的目的，已提供本公开的实施例的先前描述。该描述不旨在是详尽的或将本公开限于所公开的精确形式。明显地，本领域的技术人员将了解许多修改和变化。选择并描述实施例，以便最佳地解释本公开的原理和其实际应用，由此使得其他本领域的技术人员能够关于各种实施例和适合于预期的特别用途的各种修改来理解本公开。期望本公开的范围由所附权利要求和其等效物限定。