CN101983441B - 具有宏观提取器的oled器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有叠层的OLED器件，该叠层包括：发光有机层(2)，阴极层(1)和透明阳极层(3)，有机层(2)设置在阴极层(1)与阳极层(3)之间，其中宏观提取器层(5)设置在透明衬底(4)上方，其中该宏观提取器与透明衬底(4)光学接触，并且其中该宏观提取器(5)层包括多个从宏观提取器层(5)的底部到顶部延伸的镜表面，其优选地嵌入到具有与透明衬底的折射率匹配的折射率的基质中。优选地，宏观提取器层包括具有预加应力的裂化玻璃块(6)的裂化玻璃器件，所述裂化玻璃块具有填充空气的裂缝(9)。由于这些裂缝(9)充当用于有机层(2)发射的光的反射镜，因而避免了光的捕获，并且从而增强了从器件进行光提取。
Description
技术领域
本发明涉及OLED器件领域，尤其是涉及从OLED器件进行光提取领域。
背景技术
通常，有机LED(OLED)由玻璃衬底上的非常薄的有机物质层(近似100nm)组成，玻璃衬底覆盖有电传导但是光学透明的氧化物，通常为氧化铟锡(ITO)。ITO形成阳极并且在有机层叠层上蒸发的铝层(近似100nm)形成阴极。当阳极与阴极之间施加典型地2-10伏特的电压时，有机叠层发射光。
然而，OLED中产生的大多数光不能够从衬底逃逸到空气中，这归因于有机层中或者玻璃中的导波性。因此，更佳的光提取对于OLED的有效操作是必不可少的。
若干解决改进OLED的光提取的问题的方法是已知的。例如，US2004/0080264A1描述了一种具有由两种不同材料制成的衬底的OLED器件，低折射率材料的突起嵌入到具有高折射率的材料层中，并且其中具有低折射率的材料置于OLED器件的像素之间的空间中，与有机层直接接触，从而这些区域不用来发射光。这种类型的衬底制造复杂，从而该器件与高成本关联。US6504981B1描述了一种类似的方法，其中锥形光管和微透镜置于OLED显示器的每个像素之上。黑化的锥置于锥形光管之间的空间中，并且光管的表面涂覆有反射材料。同样地，这种OLED显示器制造成本高昂。解决诸如头戴式显示器之类的显示器中的像素锐度问题的EP1385219A2描述了一种具有光纤面板的OLED器件，其中被设置成垂直于显示器像素的平行光纤用作将来自发射区域的光向外引导的光管。该器件同样制造成本高昂，因为如果要提高其锐度，则必须准确地将面板的光纤定位在像素之上。在其中单独的光纤用于像素的红色、蓝色和绿色光发射区域的情况下，在放置光纤面板时必须甚至更加小心。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有更佳光提取特征的更经济的OLED器件。
这个目的是通过具有叠层的OLED器件实现的，该叠层包括：发光有机层，阴极层和透明阳极层，有机层设置在阴极层与阳极层之间，其中叠层设置在透明衬底上，其中宏观提取器层设置在透明衬底上方，该宏观提取器层与衬底光学接触，并且其中该宏观提取器层包括多个在从宏观提取器层的底部到顶部的方向上延伸的镜表面，其中这些镜表面具有不规则的表面结构。
一个层设置在另一个层“上方”或者两个其他层“之间”这一特征并不一定意味着这些层彼此直接接触。此外，所述有机层可以包括多个有机层，并且此外，通常可以在上面描述的层之间提供附加的层。
此外，所述镜表面在从宏观提取器层的底部到顶部的方向上延伸这一事实并不意味着这些镜表面必须从底部延伸到顶部。然而，依照本发明的一个优选实施例，这些镜表面实际上从宏观提取器层的底部表面延伸到其顶部表面。
优选地，所述镜表面嵌入到具有和衬底的折射率接近或相等的折射率的透明介质中。这种折射率匹配对于衬底与宏观提取器之间的光学耦合是有帮助的。
由于镜表面的原因，更多的光从OLED器件提取。在这个方面，已经发现在具有有机层、金属阴极、ITO阳极、光导和玻璃衬底的典型现有技术OLED器件中产生的光划分成以下部分：
-大约30％的光陷在由有机层和ITO形成的光导中，
-大约20％在与金属阴极的相互作用中损失掉，
-大约50％进入玻璃衬底，以及
-只有20％从玻璃逃逸进入空气中。
此外，已经发现，由于玻璃-空气界面处的内反射的原因，进入玻璃衬底的光部分地被捕获。该光基本上由玻璃板进行导波(waveguide)。依照本发明的提取器使用上面描述的镜表面以便反射导波的光，从而导致玻璃板中传导的抑制，并且因而实现了光的更佳的提取。
依照本发明，所述镜表面具有不规则的表面结构，从而其制造可以特别简单和直接。此外，依照本发明的一个优选实施例，所述镜表面具有不同的法线方向。关于这点，依照本发明的一个优选实施例，所述镜表面的法线方向和宏观提取器层的平面的法线包括等于或小于90°并且大于45°、优选地大于70°最优选地大于80°的锐角。换言之，优选的是镜表面几乎垂直于宏观提取器层的平面延伸。
此外，依照本发明的一个优选实施例，所述镜表面包括宏观提取器层的材料中的空间，其填充有具有更低折射率的不同材料。关于这点，优选的是这些空间填充了气体，尤其是填充了空气。此外，依照本发明的一个优选实施例，相邻镜表面彼此的距离等于或小于15mm，优选地等于或小于10mm，并且最优选地等于或小于8mm。
依照本发明的一个优选实施例，宏观提取器层包括裂化玻璃(crash glass)器件。在本发明的上下文中，裂化玻璃器件应当被理解为具有至少一个裂化玻璃区域的器件，所述裂化玻璃区域即其中该玻璃表现出裂化结构的区域。这种裂化结构包含通过裂缝彼此分开的未破碎玻璃部分，所述裂缝填充了气体，典型地填充了空气。这种裂化玻璃器件通常包含玻璃块(glass pane)，该玻璃块可以包括本发明优选实施例的所有上述特征。特别地，所述镜表面由填充空气的裂缝形成，这些裂缝将玻璃块的未破碎部分彼此分开。
关于这点，依照本发明的一个优选实施例，所述裂化玻璃器件包括夹在上面的和下面的稳定层之间的优选地预加应力的裂化玻璃块。这些稳定层优选地具有与裂化玻璃块以及用来粘合该块和这些层的材料的折射率匹配的折射率。
此外，依照本发明的一个优选实施例，稳定层之一是箔层，尤其是薄塑料箔层，而另一个稳定层包括玻璃块，优选地为安全玻璃块。通过这种方式，OLED侧面上的稳定层可以制造得非常薄，就以高角度发射的光线以玻璃中的最小路径长度进入裂化玻璃这一事实而言，这是有利的。
而且，优选的是裂化玻璃块的厚度小于或等于8mm，优选地小于或等于6mm，并且最优选地小于或等于4mm。此外，依照本发明的一个优选实施例，裂化玻璃块包括低吸收玻璃，即优选地为对于OLED的波长表现出低吸收的玻璃。
换言之，依照本发明的一个优选实施例，提供了与OLED衬底光学接触的裂化的预加应力玻璃片，以便在大致垂直于表面的裂缝处反射导波的光。对于这种裂化玻璃而言，裂缝不是笔直的，而是具有随机化光线的小变化，导致玻璃板中光传导的基本上完全的抑制以及因而更好地提取到空气中。
用于本发明优选实施例的裂化玻璃块中的裂缝将该块分割成小的部分(长度优选地小于10mm，最优选地为数mm)。这些填充空气的裂缝可以对于沿着玻璃平面传播的光线提供100％的反射镜，从而有效地阻止光在该平面内的传播。没有裂缝的玻璃块将由于内反射而把光引导到边缘。
所述裂缝优选地或多或少垂直于玻璃的表面，但是它们优选地呈现显著的波纹形式的不规则性以随机化光线。这种随机化有助于允许所有光线逸出玻璃块，因为它总是将光线移入逃逸锥，该逃逸锥是衬底中以高于全内反射角的角度碰撞衬底-空气界面的所有光线形成的锥。
附图说明
本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。
在附图中：
图1示意性地示出了依照本发明优选实施例的具有宏观提取器的OLED器件，以及
图2示意性地描绘了依照本发明优选实施例的OLED器件的裂化玻璃块中的光路的原理。
具体实施方式
图1以示意图示出了依照本发明优选实施例的OLED器件。由图1可见，依照本发明优选实施例的OLED器件包括叠层，其从底部至顶部具有金属阴极1、发光有机层2、由ITO制成的透明阳极3以及玻璃衬底4。该叠层基本上与从现有技术OLED器件获悉的相同。
然而，在该叠层上方并且与该叠层光学接触，提供了宏观提取器5，其包括夹在底侧的薄塑料箔7与更厚的稳定顶部块8之间的裂化玻璃块6。稳定顶部块8被提供用于稳定宏观提取器5并且由安全玻璃制成。对于裂化玻璃块6而言，使用了预加应力的安全玻璃，其包括将该裂化玻璃块分成多个未破碎安全玻璃区域的填充了空气的裂缝9。
这些填充了空气的裂缝9充当用于沿着裂化玻璃块6的平面传播的光线的镜，从而有效地阻止光在该平面内传播。没有裂缝的玻璃块将由于内反射而引导光到边缘。与此形成对照的是，依照本发明的优选实施例，这样的光仍然可以被提取。
裂缝9几乎垂直于裂化玻璃块6的表面，并且呈现显著的波纹形式的不规则性以随机化光线。这种随机化有助于允许所有光线逸出裂化玻璃块6，因为它总是将光线移入逃逸锥。
这更详细地示于图2。由图2可见，以相对于有机层2平面的锐角发射的光线在裂缝9处反射，部分地甚至反射回到金属阴极1上，并且在它们在裂化玻璃块6顶部表面上的入射角基本上垂直时离开器件。结果，避免了由于全反射而引起的光线的捕获，这导致产生的光的好得多的提取。
尽管在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。
本领域技术人员在实施要求保护的本发明时，根据对于所述附图、本公开内容以及所附权利要求书的研究，应当能够理解并实施所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，措词“包括/包含”并没有排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并没有排除复数。在相互不同的从属权利要求中陈述特定技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利用。权利要求书中的任何附图标记都不应当被视为对本发明的范围的限制。
Claims (18)
1.具有叠层的OLED器件，该叠层包括：发光有机层(2)，阴极层(1)和透明阳极层(3)，有机层(2)设置在阴极层(1)与阳极层(3)之间，其中叠层设置在透明衬底(4)上，其中宏观提取器层(5)设置在透明衬底(4)上方，该宏观提取器层(5)与衬底(4)光学接触，并且其中该宏观提取器层(5)包括多个在从宏观提取器层(5)的底部到顶部的方向上延伸的镜表面(9)，其中这些镜表面(9)具有不规则的表面结构并且具有波纹形式的不规则性以随机化光线。
2.依照权利要求1的OLED器件，其中所述镜表面具有不同的法线方向。
3.依照权利要求2的OLED器件，其中所述镜表面的法线方向和宏观提取器层(5)的平面的法线包括等于或小于90°并且大于45°的锐角。
4.依照权利要求2的OLED器件，其中所述镜表面的法线方向和宏观提取器层(5)的平面的法线包括等于或小于90°并且大于70°的锐角。
5.依照权利要求2的OLED器件，其中所述镜表面的法线方向和宏观提取器层(5)的平面的法线包括等于或小于90°并且大于80°的锐角。
6.依照权利要求1-5中任何一项的OLED器件，其中所述镜表面包括宏观提取器层(5)的材料中的空间，这些空间填充有不同材料。
7.依照权利要求1-5中任何一项的OLED器件，其中彼此相邻的镜表面的距离等于或小于15mm。
8.依照权利要求1-5中任何一项的OLED器件，其中彼此相邻的镜表面的距离等于或小于10mm。
9.依照权利要求1-5中任何一项的OLED器件，其中彼此相邻的镜表面的距离等于或小于8mm。
10.依照权利要求1-5中任何一项的OLED器件，其中宏观提取器层(5)包括裂化玻璃器件(5)，该裂化玻璃器件包括至少一个裂化玻璃区域，该裂化玻璃区域具有填充空气的裂缝(9)用于阻止光在该裂化玻璃器件(5)的平面内传播。
11.依照权利要求10的OLED器件，其中所述裂化玻璃器件包括具有填充空气的裂缝(9)的预加应力的裂化玻璃块(6)。
12.依照权利要求11的OLED器件，其中裂化玻璃块(6)夹在上面的稳定层(8)和下面的稳定层(7)之间。
13.依照权利要求12的OLED器件，其中稳定层之一(7)是箔层，而另一个稳定层(8)包括玻璃块。
14.依照权利要求12的OLED器件，其中稳定层之一(7)是箔层，而另一个稳定层(8)包括安全玻璃块。
15.依照权利要求11的OLED器件，其中裂化玻璃块(6)的厚度小于或等于8mm。
16.依照权利要求11的OLED器件，其中裂化玻璃块(6)的厚度小于或等于6mm。
17.依照权利要求11的OLED器件，其中裂化玻璃块(6)的厚度小于或等于4mm。
18.依照权利要求11的OLED器件，其中裂化玻璃块(6)包括对于OLED器件的波长表现出低吸收的玻璃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160328 Address after: Aachen Patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. Address before: Holland Ian Deho Finn Patentee before: Koninklijke Philips Electronics N.V. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121121 Termination date: 20170331 |