一种具有光取出结构的OLED和OLED灯具的制作方法

本发明涉及OLED技术领域，具体而言，涉及一种具有光取出结构的OLED和OLED灯具。

背景技术：

有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)，是由一层薄而透明且具有半导体特性的铟锡氧化物(ITO)，与电源的正极相连，再加上另一个金属阴极，将有机发光材料包成如三明治的结构。经发明人研究发现，现有的OLED在照明时，由于全反射等原因导致从侧面出射的光较多，且侧面射出的光集中在某一些波段，使得从正面发出的光比例很低，且光谱不全，外量子效率很低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种具有光取出结构的OLED和OLED灯具，通过在基板上设置凹凸结构和外散射膜层，有效减少由于全反射等原因从侧面出射的光，同时，有效提高了光取出效率。

本发明较佳实施例提供一种具有光取出结构的OLED，包括：

金属电极层；

设置于所述金属电极层一侧的发光层；

设置于所述发光层远离所述金属电极层一侧的透明电极层；以及

设置于所述透明电极层远离所述发光层一侧的基板；

其中，所述基板靠近所述透明电极层的一侧设置有凹凸结构，远离所述透明电极层的一测设置有外散射膜层，所述凹凸结构用于实现所述OLED的内光取出，所述外散射膜层用于实现所述OLED的外光取出。

在本发明较佳的实施例中，上述外散射膜层为有机材料层。

在本发明较佳的实施例中，有机材料层的玻璃化温度小于110℃。

在本发明较佳的实施例中，所述外散射膜层的厚度为50-500nm。

在本发明较佳的实施例中，所述外散射膜层为雾化层，所述雾化层的雾度范围为5％-30％。

在本发明较佳的实施例中，所述凹凸结构的凸起高度大于OLED器件的总厚度，且小于所述基板总厚度的三分之一。

在本发明较佳的实施例中，所述凹凸结构中的凸起部和凹陷部之间的距离范围为4um-400um。

在本发明较佳的实施例中，所述凹凸结构的粗糙度小于20nm。

在本发明较佳的实施例中，所述金属电极、发光层、透明电极层中至少有一层与所述基板有相同的凹凸结构。

本发明较佳实施例还提供一种OLED灯具，所述OLED灯具包括上述的具有光取出结构的OLED。

与现有技术相比，本发明提供的具有光取出结构的OLED和OLED灯具，通过在基板靠近透明电极层的一侧设置凹凸结构，以及在基板的出光面设置外散射膜层，能够有效减少由于全反射等原因从侧面出射的光，同时，有效提高了光取出效率，且本发明结构简单，易于实现。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的一种具有光取出结构的OLED的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种具有光取出结构的OLED的另一结构示意图。

图3为图2所示的基板的截面结构示意图。

图4为图2所示的基板的另一截面结构示意图。

图标：10-具有光取出结构的OLED；110-金属电极层；120-发光层；130-透明电极层；140-基板；142-凹凸结构；1422-凸起部；1424-凹陷部；144-外散射膜层；1442-结晶体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种具有光取出结构的OLED 10的结构示意图，该具有光取出结构的OLED 10包括金属电极层110、发光层120、透明电极层130和基板140，。所述发光层120设置于所属金属电极层110的一侧，所述透明电极层130设置于所述发光层120远离所述金属电极层110的一侧，所述基板140设置于透明电极层130远离所述发光层120的一侧。

其中，如图2和图3所示，所述基板140的两侧分别设置有凹凸结构142和外散射膜层144，所述凹凸结构142位于所述基板140靠近所述透明电极层130的一侧，所述外散射膜层144位于所述基板140的出光面。

进一步地，该OLED的发光原理是通过金属电极层110、和透明电极层130之间蒸镀非常薄的发光层120，由正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。其中，所述金属电极层110即该OLED的阴极，所述透明电及层即该OLED的阳极。

其中，所述金属电极层110即所述具有光取出结构的OLED 10的阴极，在选择所述金属电极层110的制作材料时，为了增加元件的发光效率，电子的注入通常需要低功函数(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属，或低功函数的复合金属来制作阴极，例如：Mg-Ag镁银合金。应理解，在本发明实施例中，对所述金属电极层110的具体材料不作限制。

进一步地，所述透明电极层130即所述具有光取出结构的OLED 10的阳极。在选择所述金属电极层110的制作材料时，应注意，材料本身必需是具高功函数(High work function)与可透光性，因此，可选用具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜。应理解，在本发明实施例中，对所述透光电极层的具体材料不作限制。

进一步地，所述发光层120为有机发光层120，该有机发光层120的材料须具备固态下有较强萤光、载子传输性能好、热稳定性和化学稳定性佳、量子效率高且能够真空蒸镀的特性，一般有机发光层120的材料使用通常与电子传输层或电洞传输层所采用的材料相同，例如Alq被广泛用于绿光，Balq和DPVBi则被广泛应用于蓝光。

一般而言，OLED可按发光材料分为两种：小分子OLED和高分子OLED(也可称为PLED)。

进一步地，现有的OLED在照明时，由于全反射等原因导致从侧面出射的光较多，且侧面射出的光集中在某一些波段，使得从正面发出的光比例很低，且光谱不全，外量子效率很低。因此，请结合参阅图2，所述基板140靠近所述透明电极层130的一侧设置有凹凸结构142，远离所述透明电极层130的一测设置有外散射膜层144，所述凹凸结构142用于实现所述OLED的内光取出，所述外散射膜层144用于实现所述OLED的外光取出，从而有效减少由于全反射等原因从侧面出射的光，以及提高光取出效率。

具体地，如图3所示，为本发明实施例提供的所述基板140的截面图，通过直接在所述基板140靠近所述透明电极层130的一侧制作一种凹凸结构142作为内取出层，所述凹凸结构142能够破坏光的全反射条件，从而避免全反射光损失模式(如图1所示的3种光损失模式)。其中，所述基板140可以为塑料基板、玻璃基板等，该塑料基板可通过PET、PI材料制成。本发明实施例对所述基板140的材质、大小、形状均不做限制。

可选地，所述凹凸结构142用于破坏光的全反射条件，从而减少光从所述基板140的侧面射出，因此，所述凹凸结构142的截面可以为多种不同形状，如三角形、上圆弧形、下圆弧形、波浪形等，本发明实施例对所述凹凸结构142的截面形状不做限制。

应注意，如图4所示，当所述凹凸结构142的截面为三角形时，在该三角形的斜面为平整性较高的面，且高度符合所述凸起部1422的凸起高度时，其顶角需大于30度。其中，该凹凸结构142中的凸起部1422和凹陷部1424之间的连接处还应采用圆弧过渡连接，以避免夹角处产生漏电流。

进一步地，请再次参阅图3，所述凹凸结构142包括凸起部1422和凹陷部1424，所述凸起部1422的凸起高度h应大于OLED器件的总厚度，且小于所述基板140总厚度的三分之一。与此同时，所述凸起部1422和所述凹陷部1424之间的距离范围d应为4um-400um。应理解，在实际实施时，所述凸起部1422的凸起高度以及所述凸起部1422和所述凹陷部1424之间的距离在满足能够破坏光的全反射条件的前提下，可允许有一定误差。

可选地，所述凹凸结构142的粗糙度小于20nm。

可选地，所述凹凸结构142与所述基板140可以采用一体成型，也可通过将单独的凹凸结构142通过连接等方式设置于所述基板140上。为了确保具有凹凸结构142的所述基板140的透光性，在本发明实施例中，所述基板140与所述凹凸结构142为一体成型。

具体地，在制造所述具有凹凸结构142的所述基板140时，可采用不同的方式实现，在此，以所述基板140与所述凹凸结构142一体成型为例，可通过类似于滚筒印刷、压延成型或激光刻印的方式制作。其中，以塑料基板140为例，采用滚筒印刷的方式在所述塑料基板140上制作所述凹凸结构142的方法如下。

(1)在滚筒上刻印凹陷和凸起；

(2)将该滚筒压印到上述塑料基板140上，即可完成凹凸结构142的制作。

进一步地，在实际实施时，所述金属电极层110、发光层120、透明电极层130中至少有一层与所述基板140有相同的凹凸结构142。具体地，为了保证已发生全反射的光线经过反射电极层的再次反射后，反射光线的角度发生变化而不满足全反射条件，从而达到光取出目的。

上述通过在所述基板140靠近所述透明电极层130的一侧设置所述凹凸结构142，破坏光传输过程中的全反射条件，进而使得光最大程度地通过所述基板140投射给外部环境。与此同时，为了进一步提高光取出效率，以及通过所述基板140的出光面上的光照射更加均匀，请再次参阅图2，在本发明实施例中，通过在所述基板140的出光面设置外散射膜层144，并通过所述外散射膜层144中的结晶体1442实现对出射光地散射。

可选地，在本发明实施例中，所述外散射膜层144是为有机材料层，且所述有机材料层的Tg值应小于110度。其中，Tg值为玻璃化温度值，是指高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。

可选地，所述外散射膜层144可以为通过对有机材料进行蒸镀而形成地雾化层，该雾化层的厚度应设置在50-500nm。进一步地，当所述雾化层的雾度范围处于5-30％时，能够使得光取出效率达到45％以上，最好可以达到85％以上。

具体地，在本发明实施例中，通过蒸镀的方式在所述基板140的出光面上形成所述外散射膜层144的步骤如下：

(1)在所述基板140的外侧出光面蒸镀一层Tg(玻璃化温度)温度小于110度的有机材料；

(2)通过退火固化使得该有机膜层进行雾化以作为外散射膜层144，或者进行旋涂低Tg的高分子材料进行退火雾化。其中，所述外散射膜层144在400-700可见光波段无吸收。

可选地，为了进一步提高光取出效率，所述有机材料层对处于400-700可见光波段的光无吸收。

应注意，在对所述外散射膜层144进行退火固化时，可通过在100度的温度下持续退火固化1h以上实现雾化层的制备，从而提高光取出效率。其中，所述雾度是指透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。

应理解，在本发明实施例中，所述外散射膜层144的形成方式不限于上述蒸镀方式。

进一步地，在选用有机材料进行蒸镀时，只要该有机材料在形成所述外散射膜层144后，在该外散射膜层144中存在能够对所述基板140的出光面上的光进行散射的结晶体1442即可，因此，在本发明实施例中，所述有机材料可以是，但不限于NBP等。具体地，所述有机材料可以为含有如下(a)和(b)所示的化学式。具体地，所述有机材料可以为芳烃类化合物，如(c)中所示的化合物。

进一步地，基于对上述具有光取出结构的OLED 10的描述，本发明实施例还提供一种OLED灯具，所述OLED灯具包括上述的具有光取出结构的OLED 10。其中，在进行OLED灯具制造时，可通过对所述发光层120选取不同的有机材料，从而使得所述OLED灯具发出不同的光。

应理解，本发明实施例给出的具有光取出结构的OLED 10，不仅可作为上述OLED灯具中的发光体，也可用于液晶显示等场景中。

综上所述，本发明实施例提供一种具有光取出结构的OLED 10和OLED灯具，其中，通过在基板140靠近透明电极层130的一侧设置凹凸结构142，以减少由于全反射等原因从侧面出射的光，与此同时，在该基板140的出光面上设置外散射膜层144，以进一步提高光取出效率以及利用率。相比于现有技术，本发明能够最大程度的提高光取出效率，同时结构简单，易于实现。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。