CN100493287C - 有机发光器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种有机发光器件(OLED)及其制造方法。在一个实施例中，该OLED包括i)像素层，其具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部，ii)透明部件，其沿着从像素层产生的光的透射方向设置，iii)衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间，以及iv)低折射层，其由具有比形成透明部件的材料的折射率低的折射率的材料制成，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间。该OLED能防止图像扩展和色纯度退化同时具有提高的光耦合效率。

Description

有机发光器件及其制造方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2004年10月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请Nos.10-2004-0079239和10-2004-0079240的权益，在此引入全文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种有机发光器件及其制造方法.更具体地，本发明涉及一种能防止图像扩展和色纯度退化同时具有提高的光耦合效率的有机发光器件及其制造方法。

背景技术

通常，发光器件是一种自发射器件，并具有许多优点包括宽视角、极好的对比和快的响应速度.

根据形成发光层的材料，发光器件(LED)分为无机LED和有机LED。通常，有机LED(OLED)由于具有极好的亮度、低驱动电压和快的响应速度因此能展示出比无机LED更好的特性，并能实现多重彩色显示器。

OLED通常被这样构造，即在基板上形成阳极，以及在阳极上顺序形成至少包括发光层的发光部和阴极.除发光层之外发光部可进一步包括空穴传输层和电子传输层.空穴传输层、发光层和电子传输层是由有机化合物制成的有机薄膜.

OLED的光效率一般包括内部发光效率和外部发光效率.内部发光效率取决于形成包括空穴传输层、发光层、电子传输层等的有机层的有机化合物的光电转换效率.外部发光效率(在下文被称为“光耦合效率”)取决于每层的折射率。

与阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)或其它显示器件的光耦合效率相比，有机LED的光耦合效率是相对低的。这是因为，由于全内反射的缘故，当从发光部产生的光穿过器件的各层时在器件内会消失而不会透射到空气中。例如在背面发射(rear-emission)型OLED内，通常光以三种方式传播：i)阳极/发光部方式，其中在发光部产生的光在阳极/基板界面处被全反射然后被引导到阳极或发光部；ii)基板方式，其中已产生的光在基板/空气界面处被全反射然后被引导到基板；以及iii)外部方式，其中已产生的光透射到外面.在使用200nm厚的ITO层的OLED内，已知在发光部产生的光的约45.2％与阳极/发光部方式有关，约31.1％与基板方式有关，以及约23.5％与外部方式有关.换句话说，普通OLED的光耦合效率很低，即约23％.

提高OLED的光耦合效率的多种尝试的其中之一与使用衍射光栅有关。例如，韩国专利公开物No.10-0379396公开了一种OLED面板，其包括具有预定深度的沟槽(衍射光栅)的基板，相互分开并间隔预定间距的沟槽，在形成沟槽的区内形成的反波导层，在基板的整个表面上形成的第一电极，在反波导层上形成的阻挡，以及在阻挡和第一电极上顺序形成的有机发光层和第二电极。

韩国专利公开物No.2003-0026450公开了一种光子晶体有机LED，其包括具有形成在其上的不规则物的透明基板，在有机基板上形成的透明电极层，在透明电极层上形成的空穴传输有机发光层，在空穴传输有机层上形成的电子传输有机发光层，以及在电子传输有机层上形成的阴极层.

日本专利No.2991183公开了一种具有叠层结构的LED，在该叠层结构内依次顺序层叠透明基板，衍射光栅，透明电极，有机层和反射电极。

上述衍射光栅衍射以阳极/发光部方式被引导的一些光以小于全内反射的临界角的角度以相同的入射进入阳极/基板界面，以便接着透射到外部。没有透射到外面的光被引导到并沿着阳极和发光部传播。然而，由于在阳极/发光部内设置的像素限定层(PDL)的原因，被引导的光不能传播到相邻像素.即使当被引导的光可以传播到相邻像素时，传播的光大部分被吸收到阳极和发光部内，然后消失，由此对相邻像素基本上没有施加影响.

然而，在基板/空气界面处被全反射并以基板方式被引导的光会传播到相邻像素，并且被引导的光在此处接着透射到外面.这是因为，与阳极和发光部不同，在基板内没有形成用于阻碍光传播的PDL，开且由于基板的很低的光吸收效率的缘故，被引导的光不会从基板消除.已到达相邻像素的光借助在相邻像素处设置的衍射光栅透射到外面，从而导致图像扩展和色纯度退化，并最终会降低有机发光器件的图像质量。

发明内容

本发明的一方面提供一种能防止图像扩展和色纯度退化同时具有提高的光耦合效率的有机发光器件，及其制造方法.

本发明的另一方面提供一种有机发光器件，该有机发光器件包括i)像素层，其具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部，ii)透明部件，其沿着从像素层产生的光透射到外面的方向设置，iii)衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间，以及iv)低折射层，其由具有比形成透明部件的材料的折射率低的折射率的材料制成，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间。

在一个实施例中，透明部件，低折射层，衍射光栅，第一电极，发光部和第二电极可依次顺序层叠，透明部件可以是基板，以及第一电极可以是透明电极.

在一个实施例中，第一电极，发光部，第二电极，衍射光栅，低折射层和透明部件可依次顺序层叠，第二电极可以是透明电极，以及透明部件可以是保护层或密封部件.

在一个实施例中，透明部件可由玻璃或塑性材料制成.

在一个实施例中，形成低折射层的材料的折射率可在约1～约1.5的范围内。

在一个实施例中，形成低折射层的材料是多孔SiO₂.

在一个实施例中，低折射层可具有的厚度在约100nm～约1000nm的范围内。

在一个实施例中，衍射光栅可具有线形、矩形柱形或圆柱形突起.

在一个实施例中，衍射光栅的突起之间的间距是从发光部产生的光的波长的约1/4～4倍.

在一个实施例中，第一电极可由ITO，IZO，ZnO或In₂O₃制成.

在一个实施例中，第二电极可由从包括Li，Ca，Al，Ag，Mg的组中选择的至少一种以及这些材料的至少两种的组合制成.

本发明的另一方面提供一种有机发光器件，该有机发光器件包括i)像素层，其具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部，ii)透明部件，其沿着从像素层产生的光透射到外面的方向设置，iii)衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间，iv)低折射层，其由具有比形成透明部件的材料的折射率低的折射率的材料制成，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间，以及v)光吸收层，其设置在低折射层和透明部件之间.

在一个实施例中，透明部件，光吸收层，低折射层，衍射光栅，第一电极，发光部和第二电极可依次顺序层叠，透明部件可以是基板，以及第一电极可以是透明电极.

在一个实施例中，第一电极，发光部，第二电极，衍射光栅，低折射层，光吸收层和透明部件可依次顺序层叠，第二电极可以是透明电极，以及透明部件可以是保护层或密封部件.

在一个实施例中，透明部件可由玻璃或塑性材料制成.

在一个实施例中，形成低折射层的材料的折射率可在约1～约1.5的范围内。

在一个实施例中，形成低折射层的材料是多孔SiO₂.

在一个实施例中，低折射层可具有的厚度在约100nm～约1000nm的范围内。

在一个实施例中，形成光吸收层的材料的吸收系数可在约0.01～约0.05的范围内.

在一个实施例中，光吸收层可由TiO₂，Ta₂O₅或Nb₂O₅制成.

在一个实施例中，光吸收层可具有的厚度在约50nm～约1μm的范围内。

在一个实施例中，衍射光栅可具有线形、矩形柱形或圆柱形突起.

在一个实施例中，衍射光栅的突起之间的间距是在发光部中产生的光的波长的约1/4～4倍.

本发明的另一方面提供一种制造有机发光器件的方法，该方法包括在基板上形成低折射层，在低折射层上形成衍射光栅，以及在衍射光栅上形成像素层，该像素层具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部.

本发明的另一方面提供一种制造有机发光器件的方法，该方法包括在基板上形成光吸收层，在光吸收层上形成低折射层，在低折射层上形成衍射光栅，以及在衍射光栅上形成像素层，该像素层具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部。

在一个实施例中，衍射光栅可通过构图低折射层朝向发光部方向的平面而形成.

在一个实施例中，构图可包括将光致抗蚀剂层涂在低折射层上和利用电子束法或激光全息照相法构图所得到的结构.

附图说明

本发明的实施例将参考附图被描述.

图1是示出根据本发明的实施例的有机发光器件的截面示意图.

图2A和2B说明不具有低折射层的器件和具有低折射层的器件内的层间临界角的分析结果.

图3是说明根据本发明的实施例的衍射光栅和由衍射光栅引起的光程变化的概念图.

图4～图6是示出根据本发明的另一些实施例的有机发光器件的截面示意图.

图7是示出不具有衍射光栅、低折射层和光吸收层中的任何一个的有机发光器件的截面示意图.

图8是示出既不具有低折射层也不具有光吸收层的有机发光器件的截面示意图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述根据本发明的实施例的有机发光器件。

在一个实施例中，有机LED(OLED)包括i)像素层，ii)透明部件，光通过该透明部件传播到外面，iii)衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间，以及iv)低折射层，其由具有比形成透明部件的材料的折射率低的折射率的材料制成，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间。

在一个实施例中，通过利用衍射光栅，被引导到像素层的光具有小于全内反射的临界角的入射角.这样，被引导的光能透射到透明部件的外面。因此，在一个实施例中，OLED具有高级别的光耦合效率.

在一个实施例中，低折射层减少了被引导到OLED的透明部件的光的比例。因此，由于被引导的光的原因导致的，图像扩展和色纯度退化可被减到最小或消除。

图1是示出根据本发明的实施例的有机发光器件(OLED)的截面示意图。第一电极122，发光部126和第二电极130通常形成像素层.在一个实施例中，第一电极122是透明电极并且上述透明部件对应基板110。这样，发光部126内产生的光透射到基板110的外面.图1实施例示出了一种背面发射OLED，其中光朝向发光部126的后侧发射，即光穿过图1中的第一电极122传播.

在一个实施例中，OLED在基板110的第一平面上具有低折射层115。此外，如图1所示，第一电极122，发光部126和第二电极130顺序层叠在低折射层115上.在一个实施例中，在低折射层115和第一电极122之间形成衍射光栅120(沟槽或突起).在一个实施例中，在第二电极130上可进一步设置用于从外面密封i)第一电极122，ii)发光部126和iii)第二电极130的密封部件(未示出).

在一个实施例中，具有氧化硅作为主要成分的透明玻璃基板可用作基板110。为获得基板110的平滑度并防止杂质渗入基板110内，在一个实施例中，在基板110上可进一步设置由例如氧化硅制成的缓冲层(未示出).在另一实施例中，柔性的塑性材料也可用作基板110.

在一个实施例中，低折射层115由具有比基板110的折射率低的折射率的材料制成以减少从发光部126产生并被引导到基板110的光的量。采用这种方式，被引导到基板110的光传播穿过基板110以便传播到相邻像素区的光的量被显著减少，由此大大降低图像扩展和色纯度退化.

通过设置低折射层115来减少被引导到基板110的光的量的效果可通过以下临界角分析实验被证实。临界角分析的目标器件包括示例器件1和2。器件1包括玻璃基板，150nm厚的ITO层，

厚的EL层和

厚的A1层.器件2具有和器件1相同的构造，并进一步包括500nm厚的低折射层，该低折射层设置在基板和ITO层之间并且具有的折射率为1.24.器件1和2的临界角被分析.图2A和2B说明不具有低折射层的器件(器件1)和具有低折射层的器件(器件2)内的层间临界角的分析结果。参考图2A，由于在ITO/基板界面处和基板/空气界面处的临界角分别是58度和41度，因此在41度和58度之间的角度下的光被引导到基板110.相比之下，参考图2B，由于在ITO/低折射层界面处的临界角是44度，因此只有在41度和44度之间的角度下的光被引导到基板110.

对器件1和2进行时域有限差分模拟，其结果在下面示出.

表1

 

	器件1	器件2
			ITO/发光部方式	33％	54％
基板方式	41％	22％
			外部方式	26％	24％

参考表1，在器件1中以基板方式被引导到基板的光的量是41％，而器件2的以基板方式被引导到基板的光的量至多是22％.这表明低折射层115显著减少了被引导到基板的光的比例，由此大大降低了图像扩展和色纯度退化.

在一个实施例中，低折射层115可由具有的折射率范围在约1～约1.5之间的材料制成.折射率值1与空气的绝对折射率有关，以及折射率值1.5与一般用作基板110的氧化硅的绝对折射率有关.

在一个实施例中，低折射层115可由多孔SiO₂制成.在一个实施例中，多孔SiO₂是硅干凝胶(silica xerogel)或硅气凝胶(silicaaerogel)。

硅气凝胶是一种具有由具有几纳米的厚度的硅石纤维(silicastrands)构成的多孔网状结构的材料.也就是说，硅气凝胶是一种具有约80％～约99％的孔隙率并且孔的大小范围为约1nm～约50nm的超级多孔材料，并且具有高比表面积(≥700m²/g).在一个实施例中，制备硅气凝胶的方法包括通过溶胶-凝胶处理反应制备湿凝胶，然后干燥湿凝胶，并且可根据硅气凝胶的种类采用多种方式执行该方法。

在一个实施例中，低折射层115可具有的厚度在约100nm～约1000nm的范围内.如果低折射层115的厚度小于约100nm，那么减少被引导到基板的光的量的效果会非常低.如果低折射层115的厚度大于1000nm，那么在低折射层115内会产生裂缝并且生产成本和时间会增加。

在低折射层115上形成由透明导电材料制成的第一电极122.在一个实施例中，第一电极122由ITO，IZO，ZnO和In₂O₃形成.在一个实施例中，通过光刻在第一电极122上形成预定图案.在该实施例中，第一电极122的预定图案在无源矩阵(PM)型的情况下可由相互分开并间隔预定间距的条纹线形成，以及在有源矩阵(AM)型的情况下可对应像素。在AM型情况下，在第一电极122和基板110之间可进一步设置具有至少一个TFT的薄膜晶体管(TFT)层(未示出).第一电极122电连接到TFT层.第一电极122连接到外部第一电极端子上(未示出)以用作阳极。

在一个实施例中，在第一电极122和低折射层115之间形成衍射光栅120(见图1).在一个实施例中，如图1所示，在低折射层115和第一电极122之间的界面处可直接形成衍射光栅120.在另一实施例中，新衍射光栅层(未示出)可设置在低折射层115和第一电极122之间。

图3是说明根据本发明的实施例的衍射光栅和由衍射光栅引起的光程变化的概念图。如图3所示，当以θ_i角度入射的光被衍射光栅反射时，得到以下等式：

nd(sinθ_i-sinθ_o)＝kλ             <等式1>

其中k表示衍射级的数目，θ_o表示反射角，d表示衍射光栅的突起之间的间距，λ表示入射光的波长，以及n表示衍射光栅120的折射率.可通过调节突起之间的间距即“d”来调节反射角θ_o.因此，通过利用衍射光栅120将以大于临界角的角度入射的光变成以小于临界角的角度入射的光可增加透射到基板110外面的光的量.

在一个实施例中，衍射光栅120的突起或沟槽能以多种形状形成.突起形状的实例包括线，矩形柱，圆柱，网等，但不局限于此.

衍射光栅120的每个突起之间的间距可设置为从发光部126产生的光的波长的约1/4～约4倍.上述的原因是为了借助衍射光栅120控制从发光部126产生的光的入射角使之小于临界角.如果衍射光栅120的每个突起之间的间距大于从发光部126产生的光的波长的4倍，那么光被衍射的程度降低，即，被衍射的光的角度不能充分降低以小于衍射光栅120的临界角.如果衍射光栅120的每个突起之间的间距小于从发光部126产生的光的波长的约1/4倍，那么只有较小量的光穿过衍射光栅120，这会降低光耦合效率.在突起是矩形柱形状的情况下，衍射光栅120的每个突起之间的间距对应d，如图3所示.本领域的技术人员可以很容易地理解衍射光栅120的突起可具有除矩形柱形状之外的各种形状.

第二电极130可以是透明电极或反射电极.在一个实施例中，第二电极130可由具有低功函数例如Li，Ca，Al，Ag，Mg的一种金属以及这些金属中的至少两种的组合制成.第二电极130电连接到外部第二电极端子上并可用作阴极。

当第二电极130是PM型时，它可由垂直于第一电极122的图案的条形线形成.当第二电极130是AM型时，它可被形成以对应像素.在后者的情况下，第二电极130可形成在显示图像的整个有源区的上方。

第一电极122和第二电极130可具有互相相反的极性.

在第一电极122和第二电极130之间设置发光部126.在一个实施例中，发光部126可由低分子有机材料或聚合有机材料制成.当发光部126由低分子有机材料制成时，它可具有单层或多层叠层，包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)等.可用的有机材料的实例包括铜酞菁(CuPc)、N，N′-双(1-萘基)-N，N′-二苯基-联苯胺(N，N′-Di(naphthalene-1-y1)-N，N′-diphenyl-benzidine)(NPB)、或三-8-羟基喹啉铝(Alq3)等。低分子有机材料可通过真空淀积形成。

当发光部126由聚合有机材料制成时，它可具有包括空穴传输层(HTL)和发光层(EML)的结构.在一个实施例中，PEDOT(聚-3，4-亚乙基二氧基噻吩)(Poly-3，4-ethylenedioxythiophene)用作空穴传输层以及基于PPV(聚亚苯基亚乙烯基)或聚芴的聚合有机材料用作发光层(EML).此处，在使用聚合有机材料形成发光部126的过程中可采用丝网印刷或墨喷式印刷.有机发光层的形成并不局限于上述方法并且可以各种修改.

图4是示出根据本发明的另一实施例的有机发光器件的截面示意图。图4实施例示出了一种正面发射(front-emission)OLED，其中光朝向发光部126的前侧发射，即光穿过第二电极130传播.第一电极122，发光部126和第二电极130形成像素层。在该实施例中，第二电极130是光可穿过其中的透明电极.此外，在低折射层115上形成透明密封部件135.这样，在发光部126内产生的光可透射到密封部件135的外面。

在一个实施例中，具有氧化硅作为主要成分的透明玻璃基板可用作密封部件135.为保护低折射层115以防止湿气或氧渗入到那里，在密封部件135的底部上可进一步设置保护层(未示出).在一个实施例中，保护层可由氧化硅制成.

在该实施例中，在第二电极130上形成低折射层115.在一个实施例中，低折射层115由具有比密封部件135的折射率低的折射率的材料制成，由此减少了从发光部126产生并被引导到密封部件135的光的比例。因此，传播到相邻像素区的光的量显著减少，由此可大大降低图像扩展和色纯度退化.低折射层115与上述基本相同并且未给出其详细说明.

在图4实施例中，在低折射层115和第二电极130之间插入衍射光栅120。根据已参考图3被描述的使用衍射光栅增加光耦合效率的原理，衍射光栅120可将以大于临界角的角度入射的光调节为以小于或等于临界角的角度入射的光，由此增加透射到密封部件135的外面的光的量。衍射光栅120、第一电极122、发光部126和第二电极130与上述基本相同并且未给出其详细说明。

图5是示出根据本发明的另一实施例的有机发光器件的截面示意图。图5实施例与图1实施例中一样示出了一种背面发射OLED。在该实施例中，如图5所示，该OLED包括在低折射层115和基板110之间的光吸收层117.如上所述，低折射层115大大减少了传播到基板110上的相邻像素区的光的量.然而，仍可存在一定量的被引导到基板110的光。在该实施例中，光吸收层117吸收来自基板110的剩余的被引导的光以便沿着基板110传播的被引导的光能借助光吸收层117很快消失。因此，在该实施例中，以基板方式被引导的光传播到光从此处可透射到外面的相邻像素区的现象可基本或完全消除，由此可更有效地防止图像扩展和色纯度退化。

在图5实施例中，在低折射层115上依次顺序层叠第一电极122，发光部126和第二电极130.在低折射层115和第一电极122之间形成衍射光栅120。在一个实施例中，在第二电极130上可进一步设置用于从外面密封元件122、126和130的密封部件(未示出).

基板110、低折射层115、第一电极122、衍射光栅120和第二电极130与上述基本相同.

在一个实施例中，形成光吸收层117的材料具有的吸收系数在约0.01～约0.05的范围内.如果光吸收层117的吸收系数小于约0.01，那么吸收以基板方式被引导的光的效果微不足道.如果光吸收层117的吸收系数大于约0.05，那么光耦合系数会被不希望地降低.

在一个实施例中，光吸收层117可由无机薄膜形成.无机薄膜的实例包括TiO₂，Ta₂O₅，Nb₂O₅等，但不局限于此.

在一个实施例中，光吸收层117具有的厚度在约50nm～约1μm的范围内。如果光吸收层117的厚度小于约50nm，那么吸收以基板方式被引导的光的效果微不足道.如果光吸收层117的厚度大于约1μm，那么光耦合系数会被不希望地降低.

在一个实施例中，会引起图像扩展和色纯度退化的以基板方式被引导的光可通过低折射层115和光吸收层117被完全消除。这样，图像扩展和色纯度退化可避免。

图6是示出根据本发明的另一实施例的有机发光器件的截面示意图。图6实施例如图4实施例示出了一种正面发射OLED.在该实施例中，在第二电极130上顺序形成低折射层115，光吸收层117和密封部件135。在低折射层115和第二电极130之间设置衍射光栅120。

虽然已描述的实施例是关于背面或正面发射OLED的，但这些实施例也可被应用于包括双面发射型的多种类型的OLED.

制造根据一个实施例的OLED的方法将相对于图1来描述.在一个实施例中，该方法包括i)在基板110上形成低折射层115，ii)在低折射层115上形成衍射光栅120，以及iii)形成像素层，该像素层具有第一电极122、第二电极130和插入在第一和第二电极122和130之间并至少具有发光层的发光部126.在一个实施例中，借助涂敷或淀积在基板110上形成低折射层115。在另一实施例中，低折射层115可根据用于形成低折射层115的材料借助不同的方法形成.其后，在低折射层115上形成衍射光栅120.在一个实施例中，衍射光栅120可使用光致抗蚀剂膜利用光刻工艺形成.在一个实施例中，在低折射层115上形成光致抗蚀剂膜后，借助电子束法或激光全息照相法构图所得到的结构，然后使用显影液腐蚀光致抗蚀剂膜.接着，使用反应离子刻蚀(RIE)刻蚀低折射层115，由此完成衍射光栅120.

接着，第一电极122，发光部126和第二电极130顺序形成.在一个实施例中，电极122、130和发光部126可根据用于形成元件122、126和130的材料利用淀积或涂敷形成.在一个实施例中，在形成第一电极122后，可选择性地采用抛光工艺。

制造根据另一实施例的OLED的方法将相对于图5来描述.在一个实施例中，该方法包括在基板110上形成光吸收层117，在光吸收层117上形成低折射层115，在低折射层115上形成衍射光栅120，以及形成像素层122、126和130.

在一个实施例中，借助淀积在基板110上首先形成光吸收层117.在一个实施例中，形成光吸收层117的合适的淀积方法可根据用于形成层117的材料选择.剩余元件115、122、126和130采用与上述相同的方式形成。

虽然已利用背面发射OLED的实例描述了制造OLED的方法，但本发明并不局限于此。例如，该制造方法可被应用于如图4和6所示的正面发射OLED以及其它例如双面发射OLED的类型.在上述OLED中，提高光耦合效率的效果和防止图像扩展和色纯度退化的效果可通过多种实例和比较实例来评定。用说明性实例准备的样品的结构在图1中示意性地示出.首先，作为低折射层115的多孔硅气凝胶被涂在玻璃基板110上，厚度为500nm.形成低折射层115的多孔硅气凝胶具有的折射率为1.24.在低折射层115上形成具有约0.3μm的高度并相互分开间隔约0.5μm的突起.更具体地，在低折射层115上形成光致抗蚀剂膜，厚度为0.2μm，该光致抗蚀剂膜被曝光，构图以及显影，由此形成具有0.2μm的高度的不规则物.其后，已曝光的硅气凝胶被刻蚀到深度为0.3μm，并且剩余的光致抗蚀剂膜借助干法刻蚀被去除，由此在低折射层115上形成衍射光栅120.接着，ITO层(第一电极；122)形成，厚度为200nm，然后抛光ITO层122的顶面.在ITO层122上形成厚的EL层(发光部；126)和作为第二电极130的

厚的A1层。所得到的样品被称为样品1.

在比较实例1中，除了在基板上不形成低折射层而形成衍射光栅之外，采用与实例(样品1)中相同的方式准备样品.所得到的样品被称为样品A。样品A的结构在图8中示意性地示出.参考图8，样品A被这样构造，即依次顺序层叠基板110，衍射光栅120，第一电极122，发光部126和第二电极130.

在比较实例2(样品B；表2中未示出)中，除了不形成衍射光栅之外，采用与比较实例1中相同的方式准备样品.所得到的样品被称为样品B。参考图7，样品B被这样构造，即依次顺序层叠基板110，第一电极122，发光部126和第二电极130.

对样品1、样品A和样品B进行FDTD模拟，并计算样品A和样品1的光耦合效率提高率和图像扩展率.计算结果在表2中示出.光耦合效率提高率是根据从既不具有衍射光栅也不具有低折射层的样品B提取的光的量计算的.同时，当电场被施加于样品A或1的预定像素层区时，术语“图像扩展率”用于表示从预定像素层区发射的光的量对从除预定像素层区之外的像素层区发射的光的量的比.

表2

 

	样品A(比较实例1)	样品1(实例)
			光耦合效率提高率	30％	50％
图像扩展率	10％	4％

如表2所示，样品1的光耦合效率提高率是50％，其高于样品A的光耦合效率提高率即30％.样品1的图像扩展率是4％，其比样品A的图像扩展率(10％)低得多.这证实根据本发明的包括衍射光栅和低折射层的样品1具有提高的光耦合效率和降低的图像扩展.

接着，光耦合效率提高效果和防止图像扩展和色纯度退化的效果将参考图5实施例被描述.

用说明性实例准备的样品的结构在图5中示意性地示出.首先，在玻璃基板110上形成作为光吸收层117的TiO₂，厚度为500nm.光吸收层117的吸收系数是0.01.剩余条件与样品1的条件相同.所得到的样品被称为样品2.

对样品2和样品A进行FDTD模拟，并计算样品2和样品A的图像扩展率。此处，样品A既不具有光吸收层也不具有低折射层.计算结果在表3中示出。当电场被施加于样品2或A的预定像素层区时，术语“图像扩展率”用于表示从预定像素层区发射的光的量对从除预定像素层区之外的像素层区发射的光的量的比.

表3

 

	样品2	样品A
			图像扩展率	0％	10％

参考表3，既不具有光吸收层也不具有低折射层的样品A具有不少于10％的图像扩展率.

相比之下，既具有低折射层也具有光吸收层的样品2具有0％的图像扩展率，即在样品2中没有产生图像扩展.因此，可证实根据本发明的一个实施例的包括衍射光栅、低折射层和光吸收层的样品2能防止图像扩展和色纯度退化.

根据本发明的实施例，上述OLED能防止图像扩展和色纯度退化同时具有提高的光耦合效率.这样，由相同的功率量可得到相对高级别的亮度，由此可节省功耗并获得极好的图像质量.因此，可制造具有提高的可靠性的OLED.

虽然上述描述已经指出应用于各种实施例的本发明的新型特征，但技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围情况下可以对所说明的器件或工艺的形式和细节进行各种省略、替换和改变.因此，本发明的范围由所附权利要求限定而不是由前面的描述限定.在权利要求的等价物的范围和意图内的所有变型都包含在其范围内.

Claims (21)

1.一种有机发光器件，包括：

像素层，其包括i)第一和第二电极以及ii)位于电极之间的发光部；

透明部件，光穿过该透明部件透射；

衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间；以及

低折射层，其具有比透明部件的折射率低的折射率，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间。

2.如权利要求1的有机发光器件，其中透明部件，低折射层，衍射光栅，第一电极，发光部和第二电极依次顺序层叠，并且其中透明部件是基板以及第一电极是透明电极。

3.如权利要求1的有机发光器件，其中第一电极，发光部，第二电极，衍射光栅，低折射层和透明部件依次顺序层叠，并且其中第二电极是透明电极以及透明部件是保护层或密封部件。

4.一种有机发光器件，包括：

像素层，其包括i)第一和第二电极以及ii)位于电极之间的发光部；

透明部件，光穿过该透明部件透射；

衍射光栅，其设置在像素层和透明部件之间；

低折射层，其具有比透明部件的折射率低的折射率，该低折射层设置在衍射光栅和透明部件之间；以及

光吸收层，其设置在低折射层和透明部件之间。

5.如权利要求4的有机发光器件，其中透明部件，光吸收层，低折射层，衍射光栅，第一电极，发光部和第二电极依次顺序层叠，并且其中透明部件是基板以及第一电极是透明电极。

6.如权利要求4的有机发光器件，其中第一电极，发光部，第二电极，衍射光栅，低折射层，光吸收层和透明部件依次顺序层叠，并且其中第二电极是透明电极以及透明部件是保护层或密封部件。

7.如权利要求1的有机发光器件，其中透明部件由玻璃或塑性材料形成。

8.如权利要求1的有机发光器件，其中低折射层具有的折射率在1～1.5的范围内。

9.如权利要求1的有机发光器件，其中低折射层由多孔SiO₂形成。

10.如权利要求1的有机发光器件，其中低折射层具有的厚度在100nm～1000nm的范围内。

11.如权利要求4的有机发光器件，其中光吸收层具有的吸收系数在0.01～0.05的范围内。

12.如权利要求4的有机发光器件，其中光吸收层由TiO₂，Ta₂O₅或Nb₂O₅形成。

13.如权利要求4的有机发光器件，其中光吸收层具有的厚度在50nm～1μm的范围内。

14.如权利要求1的有机发光器件，其中衍射光栅具有线形、矩形柱形或圆柱形突起。

15.如权利要求14的有机发光器件，其中衍射光栅的突起之间的间距是从发光部产生的光的波长的1/4～4倍。

16.如权利要求1的有机发光器件，其中第一电极由ITO，IZO，ZnO或In₂O₃形成。

17.如权利要求1的有机发光器件，其中第二电极由以下Li，Ca，Al，Ag和Mg中的至少一种形成。

18.一种制造有机发光器件的方法，包括：

在基板上形成低折射层，其中该低折射层具有比基板的折射率低的折射率；

在低折射层上形成衍射光栅；以及

形成像素层，该像素层具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部。

19.一种制造有机发光器件的方法，包括：

在基板上形成光吸收层；

在光吸收层上形成低折射层，其中该低折射层具有比基板的折射率低的折射率；

在低折射层上形成衍射光栅；以及

形成像素层，该像素层具有第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间并至少具有发光层的发光部。

20.如权利要求18的方法，其中衍射光栅通过构图低折射层的位于发光部方向的平面而形成。

21.如权利要求20的方法，其中构图包括将光致抗蚀剂层涂在低折射层上和利用电子束法或激光全息照相法构图所得到的结构。

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