用于oled的光提取基板和它的制造方法
【专利摘要】用于有机发光装置(OLED)的光提取基板及它的制造方法，所述用于有机发光装置的光提取基板通过改善光提取效率可改善应用OLED的显示器或照明系统的亮度。所述用于OLED的光提取基板包括形成在基板主体上的氧化物或氮化物薄膜。所述氧化物或氮化物薄膜包括形成在所述基板主体上的基层、形成在所述基层上的第一纹理和第二纹理，所述第一纹理具有多个从所述基层连续或不连续地伸出的第一突起物，所述第二纹理具有从所述第一突起物的每个外表面多个连续或不连续地伸出的第二突起物。
【专利说明】用于OLED的光提取基板和它的制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年6月12日提交的韩国专利申请第10-2012-0062738号的优先权,其全部内容为所有的目的通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于有机发光装置(OLED)的光提取基板及它的制造方法，更具体地，本发明涉及用于OLED的光提取基板及它的制造方法，所述用于OLED的光提取基板通过改善光提取效率可改善使用该OLED的显示器或照明系统的亮度。
【背景技术】
[0004]通常，有机发光装置(OLED)包括阳极、发光层和阴极。当在阳极和阴极之间施加电压时，空穴从阳极注入有机发光层，并且电子从阴极注入有机发光层。已经迁移到有机发光层中的空穴和电子在有机发光层中再次彼此结合，从而产生激子。当这样的激子从激发态跃迁成基态时，发出光。
[0005]根据驱动N*M数目的以矩阵的形状布置的像素的机制，包含OLED的有机发光显示器分成无源矩阵类型和有源矩阵类型。
[0006]在有源矩阵类型中，确定发光面积的像素电极和施加电流或电压到像素电极的单位像素驱动电路被设置在单位像素区域中。单位像素驱动电路具有至少两个薄膜晶体管(TFT)和一个电容器。由于这个配置，单位像素驱动电路可供应恒定的电流，而与像素的数目无关，从而实现均匀的亮度。此外，有源矩阵类型有机发光显示器消耗少量的能量，因而可有利地应用于高分辨率显示器和大显示器。相反，配置无源矩阵类型以使电流直接施加到每个像素。虽然无源矩阵类型比有源矩阵类型简单，但它不适于高分辨率显示器。因而，无源矩阵类型通常用于小的显示器或照明系统。
[0007]然而，虽然OLED处于商业流通的阶段，但是由于折射率的差异，在装置的薄膜层和基板之间的界面仍然出现光的损失。因此，OLED的光提取效率受限于约20%，这是有问题的。没有改善的光提取效率，OLED难于实现高效率。
[0008]为了克服该问题，提出了通过在OLED上形成光提取层而改善光学效率的方法。现有技术中，通过光刻法形成光提取层。然而，有下面的问题，其中由于使用昂贵的装置使得成本增加，并且工艺变得复杂，这是有问题的。
[0009]此外，通过使聚合塑料膜形成图案然后在OLED上贴附形成图案的膜而形成光提取层。然而，这不仅有聚合塑料材料的折射率增加的局限性，还有所述材料的机械和热耐久性的局限性。
[0010]提供本发明部分的背景中公开的信息仅用于更好地理解本发明的背景，而不应作为承认或任何形式建议这个信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。
【发明内容】
[0011]本发明的各个方面提供了用于有机发光装置(OLED)的光提取基板及它的制造方法，所述光提取基板可通过改善光提取效率来改善使用该OLED的显示器或照明系统的亮度。
[0012]本发明的一个方面中，提供了用于OLED的光提取基板。所述光提取基板包括形成在基板主体上的氧化物或氮化物薄膜。所述氧化物或氮化物薄膜包括形成在所述基板主体上的基层；形成在所述基层上的第一纹理，所述第一纹理具有多个从所述基层连续或不连续地伸出的第一突起物；和第二纹理，所述第二纹理具有多个从所述第一突起物的每个外表面连续或不连续地伸出的第二突起物。
[0013]根据本发明的实施方式，所述氧化物或氮化物薄膜的折射率可大于所述基板主体的折射率。
[0014]所述氧化物或氮化物薄膜的厚度可在I μ m至12 μ m的范围内。
[0015]所述基层的厚度可为所述第一纹理的厚度的25%或更小。
[0016]所述基层可具有比所述第一纹理更少的空隙。
[0017]所述氧化物或氮化物薄膜可由选自由ZnO、Ti02、SnO2> SrTiO3> VO2> V2O3> SrRuO3>Si3N4, SiN、TiN、SiO2和它们的混合物组成的组中的一种制造。
[0018]所述氧化物或氮化物薄膜可包括选自由Mg、Cd、S、Se、Te、F、Ga、Al、Mn、Co、Cu、Nb、Nd、Sr、W和Fe组成的金属组的至少一种的掺杂剂。
[0019]所述的光提取基板在380nm至8 00nm的波长范围内可具有40%或更大的平均透射率。
[0020]所述基层的厚度可在0.01 μ--至Ιμ--的范围内。
[0021]所述第一突起物的高度可在0.05μπι至10 μ m的范围内。
[0022]所述第一突起物的间距可为10 μ m或更小。
[0023]所述第一突起物的最短宽度可在0.05至5 μ m的范围内，并且所述第一突起物与所述最短宽度垂直的宽度可在0.05 μ m至10 μ m的范围内。
[0024]所述第二突起物的间距可在0.Ο?μπι至Ιμπι的范围内，并且所述第二突起物的高度可在0.01ym至Ιμ--的范围内。
[0025]本发明的另一个方面中，提供了制造光提取基板的方法。所述方法包括通过大气压化学气相沉积(APCVD)在基板主体上形成光提取层，所述光提取层实现为氧化物或氮化物薄膜。所述光提取层包括在所述基板主体上的基层、第一纹理、和第二纹理，所述第一纹理具有多个从所述基层连续或不连续地伸出的第一突起物，所述第二纹理具有多个从所述第一突起物的每个外表面连续或不连续地伸出的第二突起物。
[0026]根据本发明的实施方式，所述的方法可进一步包括在通过APCVD形成所述光提取层的步骤之前，用等离子体或化学品处理所述基板主体的步骤。
[0027]根据本发明的实施方式，所述的方法可进一步包括在通过APCVD形成所述光提取层的步骤之后，用等离子体或化学品处理所述光提取层的步骤。
[0028]根据本发明的实施方式，可能通过提供光提取基板而改善光提取效率，在所述光提取基板中，具有不同大小和形状的纹理形成在多个层上。因此，可能改善使用OLED的显示器或照明系统的亮度。
[0029]此外，可能在通过APCVD形成的光提取层的表面上自然地形成纹理，从而使工艺比现有技术更简单。
[0030]此外，可能获得不贵的并且高效的0LED。
[0031]被合并于此的附图和以下对本发明的详细说明可使得本发明的方法和设备的其它特征和优点更为显而易见或更详细地解释，它们一起也可解释本发明的特定原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为示意性显示具有根据本发明的实施方式的光提取基板的有机发光装置(OLED)的结构图；
[0033]图2为显示根据本发明的实施方式的光提取基板的表面形状的视图；
[0034]图3A、3B、4A、4B、5A和5B为根据本发明实施方式的光提取基板的照片；
[0035]图6为显示根据本发明实施方式的光提取层的总厚度与光提取效率之间相互关系的图；
[0036]图7为显示基层的厚度与根据本发明的实施方式的光提取层的光提取效率之间的相互关系的图；
[0037]图8为显示第一纹理的厚度和根据本发明的实施方式的光提取层的光提取效率之间相互关系的图；
[0038]图9和图10为显示根据本发明的实施方式的光提取基板的透射率和雾度值随波长的变化；和
[0039]图11和图12为显示现有技术的光提取基板的透射率和雾度值依据于波长的变化。
【具体实施方式】
[0040]现将详细地引用根据本发明的用于有机发光装置的光提取基板及它的制造方法，它的实施方式在附图中说明，并且下面描述，从而与本发明相关的领域中的技术人员可以很容易将本发明付诸实践。
[0041]全文中，将引用附图，其中相同的附图标记和符号在全部不同的附图中使用，以表示相同或相似的部件。在本发明的以下说明中，当对合并于此的已知功能和元件会使得本发明的主题不清楚时，将会省略其细节说明。
[0042]参照图1，根据本发明的实施方式的用于有机发光装置(OLED)的光提取基板为改善0LED10的光提取效率的功能薄膜基板，以改善使用0LED10的显示器或照明系统的亮度。光提取基板被设置在0LED10的前面，并用于保护0LED10免受外部环境，并作用为0LED10产生的光发射到外部的通道。此外，根据本发明的实施方式的光提取基板还具有形成纹理的表面形状。此外，根据本发明的实施方式的光提取基板可实现为氧化物或氮化物薄膜基板，特别是，具有2.SeV或更大的宽的带隙的氧化物或氮化物薄膜基板。这是因为当带隙的尺寸增加时，氧化物或氮化物薄膜的透明度增加。具有这样宽的带隙的氧化物或氮化物薄膜可由选自由ZnO、TiO2、SnO2、SrTi03、VO2、V2O3、SrRuO3和SiO2及它们的混合物组成的物质的组中的一种制造。此外，所述氧化物或氮化物薄膜可包括选自由Mg、Cd、S、Se、Te、F、Ga、Al、Mn、Co、Cu、Nb、Nd、Sr、W和Fe组成的金属组的至少一种的掺杂剂。例如，当氧化物为ZnO时，掺杂剂可为金属、过渡金属或卤元素，例如Mg、Cd、S、Ga、Al、F、Mn、Co、Cu等等。此外，当氧化物为TiO2时，掺杂剂可为Nb、Nd或Sr。当氧化物为SnO2时，掺杂剂可为F。当氧化物为SrTiO3W，掺杂剂可为Nd。当氧化物为VO2时，掺杂剂可为W。当氧化物为SrRuO3时，掺杂剂可为过渡金属，例如Fe或Co。这里，掺杂剂可单独使用，或以它的至少两种的组合使用，以调节每种氧化物或氮化物的带隙和折射率，并控制每种氧化物或氮化物的表面形状，即控制纹理的形状。这里，优选掺杂剂以所述氧化物或氮化物的量的10wt%或更少的量添力口。掺杂剂可在形成光提取层100的过程中或之后根据工艺条件而添加。优选形成为氧化物或氮化物薄膜的光提取层100的折射率大于基板主体11的折射率。
[0043]如图中显示，0LED10包括作为光提取基板的组件并用作前基板的基板主体11。0LED10还包括设置使它面向基板主体11的后基板15、设置在前基板(基板主体11)和后基板15之间的第一电极层12和第二电极层14、设置在第一电极层12和第二电极层14之间的有机发光层13、设置在如基板(基板主体11)和后基板15的边缘及如基板(基板主体11)和后基板15之间的空间中的密封剂16以保护第一电极层12和第二电极层14免受外部环境的损害。
[0044]如图2显示，根据本发明的实施方式的用于OLED的光提取基板包括基板主体11和光提取层100。光提取层100包括基层110、第一纹理120和第二纹理130。
[0045]基板主体11为可由任何材料制造的透明基板，只要它具有优异的光透射率和优异的机械性能。例如，基板主体11可由例如热固化或紫外(UV)固化有机膜的聚合物材料或例如钠钙玻璃(SiO2-CaO-Na2O)或铝硅酸盐玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O)的化学刚化玻璃制造，其中Na的量可根据用途而调节。这里，当OLED用于照明时，可使用钠钙玻璃，当OLED用于显示器时，可使用铝硅酸盐玻璃。
[0046]根据本发明的实施方式，基板主体11可实现为具有1.5_或更小的厚度的薄的玻璃。所述薄的玻璃由融合工艺或浮法工艺生产。
[0047]参考图3A、3B、4A、4B、5A和5B，基层110为邻近基板11的光提取层100的下层。基层Iio通过消除内部反射来改善光提取效率。为此，基层110可具有比第一纹理120更少的空隙。这是因为，如果基层110中具有较多空隙的话，会增加被由空气产生的空隙造成全反射的可能性。基层110的厚度小于第一纹理120的厚度。例如，基层110的厚度比第一纹理120的厚度小约25%。如下表I显示，基层110可具有0.01至1.0 μ m的厚度&1。
[0048]如图3A至图5B显示，第一纹理120为光提取层100的上层，并形成在基层110上面。此外，第一纹理120包含多个从基层110连续或不连续地伸出的第一突起物121。第一纹理120的第一突起物121可具有选自但不限于叶子、棒、六边形、随机形状、堆叠的六边形和六边形棱柱的形状。图下表I显示，第一突起物121的高度Id1可在0.05至10 μ m的范围内，相邻第一突起物121之间的间距b2可在O至10 μ m的范围内，每个第一突起物121的宽度b3可在0.05至IOym的范围内。并且每个第一突起物121的宽度b4可在0.05至5 μ m的范围内。此处，当从上方观测所述第一突起物121时，宽度b4是指每个第一突起物121的最短宽度，而宽度匕是指与宽度b4垂直的宽度。如上述的第一纹理120用于将光提取到外部，以使光不被基层110全部反射，并根据基层110的大小反射光到外部。
[0049]如图3A至图5B显示，第二纹理130包含多个从第一纹理120的第一突起物121的每个外表面连续或不连续地伸出的第二突起物131。第二纹理130的每个第二突起物131可具有选自但不限于叶子、棒、六边形、随机形状、堆叠的六边形和六边形棱柱的形状。如下表1表示，相邻第二突起物131之间的间距C1可在0.01至I μ m的范围内，并且每个第二突起物131的高度C2 (参照纸的表面)可在0.01至I μπι的范围内。第二纹理130用于增强被第一纹理120实现的散射效果。
[0050]表1
[0051]
【权利要求】
1.一种用于有机发光装置的光提取基板，包含形成在基板主体上的氧化物或氮化物薄膜，其中，所述氧化物或氮化物薄膜包含: 形成在所述基板主体上的基层； 形成在所述基层上的第一纹理，所述第一纹理包含多个从所述基层连续或不连续地伸出的第一突起物；和 第二纹理，所述第二纹理包含多个从所述第一突起物的每个外表面连续或不连续地伸出的第二突起物。
2.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述氧化物或氮化物薄膜的折射率大于所述基板主体的折射率。
3.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述氧化物或氮化物薄膜的厚度在Iμ m至12 μ m的范围内。
4.根据权利要求3所述的光提取基板，其中，所述基层的厚度为所述第一纹理的厚度的25%或更小。
5.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述基层具有比所述第一纹理更少的空隙。
6.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述氧化物或氮化物薄膜包含选自由ZnO, TiO2, SnO2, SrTiO3、VO2、V2O3、SrRu03、Si3N4, SiN, TiN, SiO2 和它们的混合物组成的组中的一种。
7.根据权利要求6所述的光提取基板，其中，所述氧化物或氮化物薄膜包含选自由Mg、Cd、S、Se、Te、F、Ga、Al、Mn、Co、Cu、Nb、Nd、Sr、W和Fe组成的金属组中的至少一种的掺杂剂。
8.根据权利要求1所述的光提取基板，在380至800nm的波长范围中具有40%或更大的平均透射率。
9.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述基层的厚度在0.01 μ m至I μ m的范围内。
10.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述第一突起物的高度在0.05 μ m至10 μ m的范围内。
11.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述第一突起物的间距为IOym或更小。
12.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，每个第一突起物的最短宽度在0.05 μ m至5 μ m的范围内，并且每个所述第一突起物的与所述最短宽度垂直的宽度在0.05 μ m至10 μ m的范围内。
13.根据权利要求1所述的光提取基板，其中，所述第二突起物的间距在0.01 μ m至Iμ m的范围内，并且所述第二突起物的高度在0.01 μ m至I μ m的范围内。
14.一种制造光提取基板的方法,包含通过大气压化学气相沉积在基板主体上形成光提取层，所述光提取层包含氧化物或氮化物薄膜，其中，所述光提取层包括在所述基板主体上的基层，第一纹理和第二纹理，所述第一纹理具有多个从所述基层连续或不连续地伸出的第一突起物，所述第二纹理具有多个从所述第一突起物的每个外表面连续或不连续地伸出的第二突起物。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包含在通过大气压化学气相沉积形成所述光提取层之前，用等离子体或化学品处理所述基板主体。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包含在通过大气压化学气相沉积形成所述光提取层之后，用等离子体或化学品处理所述光提取层。
【文档编号】H01L51/52GK103490015SQ201310233676
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】朴峻亨, 刘泳祚, 朴兑正, 金序炫, 白逸姬, 尹根尚, 崔殷豪 申请人:三星康宁精密素材株式会社