CN101946341A

CN101946341A - 增加发光二极管的外部效率

Info

Publication number: CN101946341A
Application number: CN2008801268636A
Authority: CN
Inventors: W·K·陈; V·B·卡尔芬
Original assignee: Transpacific Infinity LLC
Current assignee: Transpacific Infinity LLC
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2011-01-12
Also published as: JP2011507196A; EP2223358A1; US20090152533A1; WO2009079396A1

Abstract

本发明公开内容涉及增加发光二极管的外部效率，具体涉及利用衍射光栅(280，283，286)增加来自有机发光二极管(200)的光的输出耦合。

Description

增加发光二极管的外部效率

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年12月17日提交的美国专利申请No.11/958,172的利益，该申请的全部内容通过引用的方式为任意目的纳入本文。

技术领域

本公开内容涉及增加发光二极管的外部效率，具体涉及使用衍射光栅增加来自有机发光二极管的光的输出耦合。

背景技术

一般，有机发光二极管(OLED)是一种其中发光层通常包括某些有机化合物的薄膜的发光二极管(LED)。电致发光发光层可以包括如下聚合物质，该聚合物质使得可通过使用简单的“印刷”方法，将非常合适的有机化合物例如成排和列地沉积在平坦载体上，以产生可以发射不同颜色的光的像素的矩阵。这种系统可以用于电视屏幕、计算机显示器、便携式系统屏幕、广告和信息、指示应用等等。OLED也可用在用于一般空间照明的光源中。相比于通常被设计供用作点光源的有机固态LED，OLED每面积发射的光一般较少。

OLED显示器相对于传统LCD显示器的好处之一在于，OLED一般不需要运行背光。这意味着OLED通常提取少得多的功率，并且当用电池给OLED供电时，靠同样电量OLED可以工作更长时间。还已知的是，基于OLED的显示设备通常可以比液晶和等离子体显示器更有效地被制造。

在标准化之前，OLED技术也被称作有机电致发光(OEL)。

如图1中所图解的，除了衬底110、阳极120和阴极140之外，有机LED 100一般还包括一个(或多个)有机层130。当使用多个有机亚层时，亚层中的两个一般被称作发光层和导电层。这两个亚层都常由有机分子或聚合物制成。这些所选择的化合物一般被称为有机半导体，并且由这些化合物显示在绝缘体的导电水平和导体的导电水平之间的某些导电水平。

通过称作电致磷光的过程，OLED常以类似于LED的方式发射光。当电压被施加于OLED两端使得阳极相对于阴极具有正电压时，电流开始流经该器件。常规的电流流动方向是从阳极到阴极，所以电子从阴极流向阳极。因此，阴极向发光层提供电子，阳极从导电层提取电子(本质上，这与阳极向导电层提供空穴相同)。

因此，在一短时间段后，发光层一般会变得含有大量带负电荷的电子，同时导电层具有增加浓度的带正电荷的空穴。由于不同电荷的自然亲和力，这两个层相互吸引。在此应注意到，无机半导体——与无机半导体不同，其空穴迁移率通常大于电子迁移率。因此，随着两种电荷朝向彼此移动，更可能的是两种电荷的复合将发生在发光层。由于这种复合，伴随着电子能级的下降，并且该下降的特征在于发出频率位于可见光范围内的辐射，即产生了光。这是该层被叫做发光层的原因。

作为二极管，一般当阳极相对于阴极处在负电势时，器件不会工作。这是因为在这种状态下，阳极会把空穴拉向它自己，并且阴极会拉住电子。因此，电子和空穴远离彼此移动且不会复合。

目前的有机发光二极管(OLED)的外部效率常常较低。大部分辐射光被有机层和阳极层内的全内反射俘陷，有机层和阳极层通常具有比衬底和周围空气更高的折射率。如图1所示，仅几乎垂直于所述层发射的光可以容易地逃逸(路径191和192)。偏离垂直方向发射的光不大可能逃逸。取决于发射的方向，光可能被俘陷于衬底-空气交界面(路径193)、阳极-衬底交界面(路径194)或者作为表面等离波子的有机-阴极交界面(路径195)。已经估计，OLED发射的大约50％的光进入表面等离波子模。没有逃逸的光最终在结构内被吸收。

附图说明

图1是图解有机发光二极管的一个实施方案的示意图；

图2是图解依照本公开内容的有机发光二极管的一个实施方案的示意图；

图3是图解依照本公开内容的有机发光二极管的一个实施方案的示意图；

图4是图解依照本公开内容的衍射光栅图样的一个实施方案的示图；

图5是图解依照本公开内容的衍射光栅图样的一个实施方案的示图；

图6是图解依照本公开内容的在输出耦合与光栅周期之间的关系的曲线图；和

图7是图解依照本公开内容的一装置和一系统的一个实施方案的方块图。

具体实施方式

在接下来的详细说明中，列出了许多细节以便提供对一些实施方案的全面理解。然而，本领域技术人员应理解的是，也可在没有这些具体细节的情况下实施其他实施方案。在其他例子中，没有详细说明已知的方法、过程、部件和电路，以免模糊所要求保护的主题。

在接下来的详细说明中，参照形成本说明书一部分的附图，并且在附图中以示例的方式示出了本发明可实施的实施方案。应理解的是，在不偏离所要求保护的主题的范围的情况下，也可使用其他实施方案并且可以进行结构或逻辑改变。因此，接下来的详细说明不应被理解为限制意义。

各种操作可描述为依次的多个不连续的操作，以便可有助于理解主题的实施方案；然而，描述的顺序不应该解释为暗示这些操作是与顺序相关的。

出于描述的目的，“A/B”形式的表述表示A或B。出于描述的目的，“A和/或B”形式的表述表示“(A)、(B)或(A和B)”。出于描述的目的，“A、B和C中的至少一个”形式的表述表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C)”。出于描述的目的，“(A)B”形式的表述表示“(B)或(AB)”，即A是可选项。

出于描述的目的，“在…下面”、“在…上面”、“在…右面”等等形式的表述是相对术语，并不要求标的物以任何绝对取向使用。

为了容易理解，本说明书的大部分将在显示技术的环境中呈现；然而，所要求保护的主题并不限于此，并且其可被实施以针对各种照明需要提供更多相关的方案。在说明书中提到处理和/或数字“设备”和/或“装置”意味着特定的特征、结构或特性——即设备可操作连接性(operable connectivity)，例如设备能够执行或处理指令的能力，和/或可编程性，例如设备能够被配置以执行指定功能的能力——被包括在本文中使用的数字设备的至少一个实施方案中。相应地，在一个实施方案中，数字设备可包括通用和/或专用计算设备，连接个人计算机、网络打印机、网络附属存储设备、基于网络协议的语音设备、安全摄像机、小型摄像机、媒体适配器、个人娱乐计算机，和/或其他合适地配置以用于实施依照至少一个实现方式的主题的网络化设备；然而，这些仅仅是处理设备的一些实例，所要求保护的主题并不限于这些实例。

本说明书会用到“在一个实施方案中”或“在实施方案中”的措词，这两种措词各可指相同或不同实施方案中的一个或多个。此外，本发明的多个实施方案所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。

图2是图解依照本公开内容的有机发光二极管(OLED)200的一个实施方案的示意图。OLED可以包括多个层，如衬底210、阳极层220、有机层230和阴极层240。图2图解了一底部发光OLED，因为光穿过衬底发射。其他实施方案可包括其他形式的OLED(未示出)，例如象顶部发光OLED(其中光穿过顶盖发射)、透明OLED(其中可以既穿过器件的顶部也穿过其底部而发光)、可折叠OLED(其中衬底可包括非常柔性的金属箔片或塑料)、无源矩阵OLED(其中可使用阴极、阳极和有机层条)，或有源矩阵OLED(其中可将一薄膜晶体管阵列置于一般的OLED层之上)，等等。在一个实施方案中，OLED的有机层的厚度可以在100到500纳米(nm)之间。

在一个实施方案中，衬底210可以包括玻璃、塑料、薄膜、陶瓷、半导体或箔片。这里，该衬底可以是基本上光学透明的，但是在其他实施方案中也可使用不透明材料。在一个实施方案中，该衬底可以为约1毫米(mm)厚，并且具有约1.45的折射率。在一个实施方案中，衬底可以能够支撑LED的至少一个其他层。

在一个实施方案中，当电流流经器件时，阳极210可以将电子移走(即，增加电子“空穴”)。在图2中示出的底部发光OLED的情况中，阳极可以是基本上透明的。在一些实施方案中，透明阳极材料可以包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(I2O)和/或锡氧化物，但是也可以使用其他的金属氧化物，例如铝或铟掺杂的氧化锌、镁铟氧化物和镍钨氧化物。除了这些氧化物之外，诸如氮化镓的金属氮化物、诸如硒化锌的金属硒化物，以及诸如硫化锌的金属硫化物，可以在各种实施方案中用作阳极。在其他的实施方案中，阳极的透射(transmissive)特性可以是不重要的并且可以使用任意导电材料，例如透明、不透明或反射材料。用于这些实施方案的导体实例可以包括，但不限于，金、铱、钼、钯和铂。在一个实施方案中，阳极层可以为约200纳米厚，并且具有的折射率为2。

在一个实施方案中，有机层220可以包括亚层，例如导电层和发光层，以及一些实施方案中的第三或第四有机层。由于这个原因，有机层有时被称为有机叠层。这些有机层通常由有机分子或聚合物制成。在一个实施方案中，有机层可以为约100-500纳米厚，并且具有约1.72的折射率。

在一个实施方案中，导电层可以由传输来自阳极的“空穴”的有机塑料分子制成。在OLED中使用的一种导电聚合物是聚苯胺，但是这仅是一个非限制性实施方案。如下是一些可用在各种实施方案中的可能材料的说明性例子：芳叔胺、多环芳香化合物和聚合物空穴传输材料。

在一个实施方案中，发光层可以由传输来自阴极的电子的有机塑料分子(不同于导电层的分子)制成，并且由于电子空穴对的复合，产生电致发光。用在发光层的一些实施方案中的一种聚合物是聚芴，但这仅是一个非限制性实施方案。

在一个实施方案中，发光层可以由单独一种材料组成。在其他实施方案中，这种发光层可以由掺杂有一种或多种客体化合物的主体材料组成，其中光发射主要来自掺杂物并且可以是任意颜色。可以组合各种掺杂物来产生多种颜色。在一个实施方案中，这种技术可以用来产生白光OLED。在一个实施方案中，掺杂物可以选自高荧光染料。在其他实施方案中，掺杂物可以包括磷光化合物。以下是在各种实施方案中可以用作主体材料的可能材料的一些说明性例子：三(8-喹啉根合)铝(Ⅲ)(Alq₃)、8-羟基喹啉(喔星)的金属配合物和类似衍生物、蒽的衍生物、联苯乙烯衍生物、苯并吡咯衍生物或咔唑衍生物。

在各种实施方案中，导电层和发光层可以包括单个层。在这些实施方案的各种形式中，发光掺杂物可添加至空穴传输材料。

在其他实施方案中，有机层230也可包括亚层，例如附加的有机层。在一个实施方案中，空穴注入层可以添加在导电层下面或作为导电层的一部分。在一个实施方案中，空穴注入层可以用于改善接下来的有机层的成膜性，并促使空穴注入导电层。在另一个实施方案中，电子传输层可以被包括在发光层之上。在一个实施方案中，电子传输层帮助注入电子并传输电子。

在一个实施方案中，当电流流经器件时阴极240可以提供电子(即，去除电子“空穴”)。在图2示出的底部发光OLED的情况中，阴极可以是基本上不透明的。然而，在其他实施方案中，可能希望使用透明阴极。在一些实施方案中，阴极材料可以包括由铝(AI)层支撑的氟化锂(LiF)层、镁/银(Mg:Ag)、金属盐或其他透明阴极。

如图1所示，有机层发射的光的大部分并没有离开LED。重新获得这些损失的光的一种技术是，把沿不利方向发射的光散射到更有利的方向。这种有利方向将允许光逃逸出LED结构。为了将逃逸不出的光(如路径193、194和195)散射到允许光逃逸的方向(如路径191和192)，可以包括使用衍射光栅。

参照图2，在一个实施方案中，衍射光栅280可以形成在衬底210上。在一个实施方案中，这种衍射光栅可以包括浮雕光栅。这种光栅可以形成在衬底-阳极边界处。随着光反射出或透射通过衍射光栅，光很可能被输出耦合并且因此更可能从LED中射出，而不是被俘陷于LED内并最终被吸收。

在一个实施方案中，衬底的衍射光栅可被转移到LED的其他层。因为衬底上增加了一层，之前的衍射光栅可以导致在最新的顶层上建立一个新的衍射光栅。例如，在阳极-有机层边界处的衍射光栅(阳极的衍射光栅283)可以从衬底的衍射光栅280得到。随后，在一个实施方案中，可以在有机-阴极边界处形成衍射光栅(发光层的衍射光栅286)。这个光栅也可以通过阳极的光栅从衬底的光栅得到。还应理解，在一个实施方案中，由于在阴极层和有机层的介电常数之间存在较大差别，有机-阴极边界的耦合强度可以为其他光栅图样的10倍。在一些实施方案中，上述层中的仅一个层可以包括光栅，其他层可以不包括光栅。

在一个实施方案中，衍射光栅可以包括具有沿一维方向的槽的图样，如图4中的410所示。对于在三角形顶点处的发射体，仅沿阴影三角形的方向发射的光子可沿正确的方向散射，以输出耦合。除此之外或作为替代，光栅410可以包括以阵列形式分布的一系列元件，这里的一系列元件可以是矩形、六边形、卵形和/或其他形状。在一个实施方案中，可以使用双重光栅420，该双重光栅包括矩形的槽或更一般地包括四边形特征的槽。这种四边形光栅可以输出耦合从四个阴影三角形中发射出的光子。除此之外或作为替代，双重光栅420可以包括以阵列形式分布的一系列元件，这里的一系列元件可以是正方形、六边形、球形和/或其他形状。在另一个实施方案中，可以使用三重光栅430。这种光栅可以包括图示实施方案中的六边形图样或特征，可以使用以120度角倾斜的三个系列的线的光栅图样。再一次，这种六边形光栅可以输出耦合在六个阴影三角形中发射出的光子。可以看到，使用该三重光栅图样，沿几乎任意方向发射的光都可以从LED输出耦合。除此之外或作为替代，三重光栅430可以包括以阵列形式分布的一系列元件，这里的一系列元件可以是正方形、六边形、球形和/或其他形状。图5说明在一些实施方案中，可以使用非对称衍射光栅图样。

图6说明在一个实施方案中对衍射光栅槽的周期的选择。考虑了三种波长。曲线610示出了470nm波长的输出耦合的一个实施方案。曲线620示出了560nm波长的输出耦合的一个实施方案。曲线630示出了660nm波长的输出耦合的一个实施方案。这些分别是由Alq₃发射谱发射的光的短波长、中波长和长波长。应理解其他有机层可以产生其他输出耦合图样。

在一个实施方案中，衍射光栅槽的周期可选择为基本上是0.4微米。如图6所示，这个周期将为Alq₃输出耦合最大量的所发射的光。在另一个实施方案中，可以使用对应于发光剂(emission agent)的光谱和波导微米(waveguide micron)的不同周期。也应理解，在衍射光栅、LED或整个显示器中，周期可以是不一致的。也应理解，每层的衍射光栅可以包括不同的周期。

一个额外的考虑是，发射的光子在其被吸收前被散射。这可以使光的耦合强度取决于光栅。在一个实施方案中，在使用铝阴极的情况下，光子可以在20个波长内被吸收。相应地，在一个实施方案中，通过在发光层-阴极边界处放置一衍射光栅，光和光栅可被强耦合。

此外，在一个实施方案中，衍射光栅可以被制作得具有如下光栅周期，该光栅周期被充分地定大小以使得光子可以在其被吸收前与光栅相互作用。在一个实施方案中，衬底的衍射光栅包括10-20个极化声子波长的光栅周期。

在一个实施方案中，与没有衍射光栅系统的LED相比，衍射光栅系统可以使从LED向外发射的光的量增加到三倍。在另一个实施方案中，衍射光栅系统可以使LED的效率从一般的15％增加到45％或50％。

图3是说明依照本公开内容的一种有机发光二极管的实施方案的示意图。元件300、310、320、330、340和380与上述图2中的元件200、210、220、230、240和280相似。在这个实施方案中，存在一个和图2中所示并在上文描述的光栅类似的衍射光栅380。除此之外，可以在衬底-阳极边界处沿衍射光栅的脊增加金属条370。在一个实施方案中，所述金属条可以非常薄，从而不会导致额外的损耗。在一个特定实施方案中，金属条可以为约5纳米厚。在一个实施方案中，金属条可以包含银(Ag)。然而，这些仅仅是一些可用于衍射光栅的金属条的非限制性实例。

在一个实施方案中，波导模和表面等离波子可以在衍射光栅的平面中以各向同性方式辐射。在一个实施方案中，图2中的衍射光栅可以输出表面等离波子和横磁(TM)波导模，因为对于这些模，金属表面(即，阴极-有机边界)附近的强度高。在一个实施方案中，增加图3中的金属条370可以提高在阳极-衬底边界处的波导的(TE)模的输出耦合。不幸的是，波导的横电(TE)模在金属表面附近具有低强度。所以，衍射光栅将不会有效地输出这些模。

在一个实施方案中，制造上述有机LED的技术可以包括下列操作。可获得一个衬底。在一个实施方案中，衬底可以具有蚀刻于其中的衍射光栅。应理解，可以存在其他实施方案，其中不使用蚀刻来在衬底上制作衍射光栅。例如，在一个实施方案中，衍射光栅可以生长或施加到衬底上。

在一个实施方案中，可以产生一聚苯乙烯球的六边形阵列，该阵列具有图4中的示图430所图解的三重光栅的特征。例如，这种聚苯乙烯球的六边形阵列可包括聚苯乙烯球的单个层(或单层)。然后这个阵列可用于蚀刻衬底。在另一个实施方案中，重离子注入，例如象将摄影术显影的玻璃片浸泡在盐中，可以用来形成光栅。据此，可以进行表面浮雕蚀刻。

然后，可将LED的其他层施加或添加在衬底顶部。设想的是，在各种实施方案中，所述层可以分别形成并单独地或作为预先形成的组添加到衬底。在一个实施方案中，可以施加这些层以便形成图2中示出的LED的实施方案。在另一个实施方案中，可以施加这些层以便形成图3中示出的LED的实施方案。这些层的施加方式可以使得衬底的衍射光栅可以转移到其他层上。也就是说，每个层可以被施加为使得产生一个基本从衬底的衍射光栅得到的新的衍射光栅。

在一个实施方案中，所述层中的一些可以使用称为或基本类似于真空沉积或真空热蒸发(VTE)的技术施加。在真空沉积的一个实施方案中，在真空腔中，将有机分子温和加热(蒸发)并使其以薄膜的形式冷凝到冷却的衬底上。

在另一个实施方案中，所述层中的一些可以使用称为或基本类似于有机气相沉积(OVPD)的技术施加。在有机气相沉积的一个实施方案中，在低压、热壁的反应器腔中，载气将已蒸发的有机分子输送到冷却的衬底上，在该冷却的衬底上所述有机分子冷凝成薄膜。使用载气可以提高效率并降低制作OLED的成本。

在又一个实施方案中，所述层中的一些可以使用称为或基本类似于溅射或喷墨印刷的技术施加。在一个实施方案中，溅射可包括将所述层喷射到衬底上，正如打印时将墨喷到纸上一样。喷墨技术可以极大地降低OLED制造成本，并允许将OLED印刷到用于象80英寸的电视屏幕或电子广告牌的大显示器的非常大的膜上。

设想的是，这些技术中的一种或多种可以用于制作或制造本公开内容的实施方案。然而，在其他实施方案中，也可以使用其他技术。还设想的是，可使这些实施方案的制造自动化。

图7是图解依照本公开内容的一个装置710和一个系统700的实施方案的方块图。在一个实施方案中，该系统可以包括显示器701和处理设备702。在一个实施方案中，显示器和处理设备可以合并，例如象媒体设备、移动电话或其他小型设备。

在一个实施方案中，显示器701可以包括至少一个如图2和3所图解并在上文详细讨论的LED。在其他实施方案中，LED可以包括其他形式的LED，这些其他形式的LED不是底部发光LED，但包括上述LED的一些特征。

在一个实施方案中，处理设备702可以包括操作系统720、视频接口750、处理器730和存储器740。在一个实施方案中，操作系统可以能够方便系统的使用并生成用户界面。在一个实施方案中，处理器730可以能够执行或运行操作系统。在一个实施方案中，存储器740可以能够存储操作系统。在一个实施方案中，视频接口750可以能够方便用户界面的显示，并与显示器701交互。在一个实施方案中，视频接口可被包含在显示器内。

本文中描述的技术并不限于任何特定的硬件或软件配置；它们可应用于任何计算或处理环境中。这些技术可以硬件、软件、固件或者其组合实现。这些技术可以在可编程机器上执行的程序实现，所述可编程机器例如移动或固定计算机、个人数字助理以及各包括处理器、处理器可读或可存取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备和一个或多个输出设备的类似设备。使用输入设备将程序代码应用到输入的数据，以执行所描述的功能并生成输出信息。输出信息可应用到一个或多个输出设备。

每个程序都可以用高级过程语言或面向对象的程序设计语言实现，以和处理系统进行通信。然而，如果希望，程序也可用汇编或机器语言实现。在任何情况下，语言都可被编译或解释。

每个这种程序都可存储在存储介质或装置上，该存储介质或装置例如，光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)、硬盘、固件、非易失性存储器、磁盘或类似的介质或装置，当该存储介质或装置由计算机读取时，该存储介质或装置可由通用或专用可编程机器读取用于配置和运行该机器，以执行本文中描述的过程。也可考虑将系统实现为配置有程序的机器可读或可存取存储介质，其中如此配置的存储介质导致机器以特定方式运行。其他实施方案在下面的权利要求的范围内。

尽管在此图解和描述了所要求保护的主题的某些特征，但本领域技术人员现在将可想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应理解，意在所附的权利要求覆盖落入所要求保护的主题的根本精神内的所有这样的修改和改变。

Claims

1.一种装置，包括：

发光二极管(LED)，其包括：

发光层，其能够发光，以及

衬底，其具有衍射光栅，其中，所述衬底的衍射光栅能够至少部分引导由所述发光层发射的光的散射。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

阳极，其具有至少部分从所述衬底的衍射光栅得到的衍射光栅，其中，所述阳极的衍射光栅能够至少部分引导由所述发光层发射的光的散射，并且

其中，所述阳极基本上被布置于所述发光层和所述衬底之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光二极管包括有机发光二极管。

4.根据权利要求1所述的装置，所述衬底的衍射光栅包括透射衍射光栅。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述阳极包括铟锡氧化物(ITO)层。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述发光层包括三-8-羟基喹啉铝(Alq₃)层。

7.根据权利要求4所述的装置，进一步包括阴极，其中所述发光层基本上被布置于所述阴极和所述阳极之间，并且所述阴极不包括衍射光栅。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述衬底包括玻璃。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述衍射光栅至少部分被蚀刻到所述衬底上。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述衍射光栅进一步包含多个光栅。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述衍射光栅包括具有大体四边形特征的双重光栅图样。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述衍射光栅包括具有大体六边形特征的三重光栅图样。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述衬底的衍射光栅的周期被定大小为能够促进发射的光的输出耦合。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述衬底的衍射光栅包括的光栅周期在0.3微米和0.6微米之间，包括0.3微米和0.6微米在内。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述衬底的衍射光栅包括基本0.4微米的光栅周期。

16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述衬底的衍射光栅的光栅周期的平均尺寸包括大于10极化声子波长的光栅周期。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述衬底的衍射光栅的光栅周期的平均尺寸包括10到20极化声子波长的光栅周期。

18.根据权利要求13所述的装置，其中，所述发光二极管中的光的平均输出耦合是没有衍射光栅时的平均输出耦合的至少三倍。

19.根据权利要求13所述的装置，其中，所述发光二极管的外部效率是至少45％。

20.一种系统，包括：

能够方便该系统的使用并生成用户界面的操作系统；

处理器，其能够运行所述操作系统；和

显示器，其能够显示所述用户界面，并包括至少一个发光二极管(LED)，该发光二极管具有：

发光层，其能够发光，和

衬底，其具有第一衍射光栅部件，其中，所述衬底的衍射光栅能够至少部分引导由所述发光层发射的光的散射。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述显示器进一步包括：

阳极，其具有至少部分从所述第一衍射光栅部件得到的第二衍射光栅部件，并且其中，所述第二衍射光栅部件能够至少部分引导由所述发光层发射的光的散射，并且

22.一种制作发光二极管(LED)的方法，包括：

在衬底上形成第一衍射光栅，其中，所述第一衍射光栅能够至少部分引导由发光层发射的光的散射；以及

施加多个层到所述衬底上，

其中所述多个层中的一层包括所述发光层，所述发光层能够发光，并且

其中所述多个层中的一层包括具有第二衍射光栅的阳极，该第二衍射光栅至少部分从所述衬底的第一衍射光栅得到，并且其中，所述阳极的第二衍射光栅能够至少部分引导由所述发光层发射的光的散射。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一衍射光栅至少部分被蚀刻到所述衬底上。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，蚀刻所述第一衍射光栅包括：

产生以期望的衍射光栅图样为特征的聚苯乙烯球的单层阵列；以及

使用所述聚苯乙烯球的单层阵列促进所述衬底的蚀刻。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述聚苯乙烯球的单层阵列包括聚苯乙烯球的六边形阵列。

26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一衍射光栅包括多个光栅。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一衍射光栅包括具有大体四边形特征的双重光栅图样。

28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一衍射光栅包括具有大体六边形特征的三重光栅图样。

29.一种发光二极管(LED)，包括：

用于发光的发光装置，

第一衍射装置，用于引导由所述发光装置发射的光的散射，和

第二衍射装置，用于引导由所述发光装置发射的光的散射，其中，所述第二衍射装置至少部分从所述第一衍射装置得到，并且其中，所述第二衍射装置基本上被布置于所述发光装置和所述第一衍射装置之间。