CN104362260A - 一种利用微结构提高光萃取效率的oled器件 - Google Patents

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王祎君
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Abstract

本发明公开了一种利用微结构提高光萃取效率的OLED器件，包括微结构平坦层，所述微结构平坦层被设置在所述OLED器件的基板和透明阳极之间，并与所述基板和所述透明阳极相贴合；所述微结构平坦层由微结构层和平坦层组成，所述微结构层的一面是非平面结构，所述平坦层用于对所述微结构层进行平坦化，通过微结构平坦层，能够破坏部分全反射，从而提高OLED的光萃取效率。本发明结构简单，能有效地提高OLED的出光效率。

Description

一种利用微结构提高光萃取效率的OLED器件
技术领域
本发明涉及OLED技术领域，尤其涉及一种利用微结构提高光萃取效率的OLED器件。
背景技术
OLED(Organic Light Emitting Diode)即有机发光二极管，具有自发光的特性，其反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光，并且制程相对简单，这些优点使得OLED器件不管在显示还是照明上都有着重要的作用。但是OLED的发展还受到了很多条件的限制。其中最主要的就是整体的出光效率不高，目前常规的OLED的出光效率仅有约20％。
针对以上问题，也出现了很多用于提高OLED出光的方法，如：在出光基板上贴上透镜阵列膜、利用光子晶体结构层、高折射率基底等来提高OLED的光萃取效率。但是以上提到的方法，在提高出光的同时，又引入了一些新的问题，例如：出光光谱的移动、电学特性的改变等，并且工艺流程也较为复杂，成本也比较高。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种能有效提高出光效率，且结构和工艺相对简单的OLED器件。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种利用微结构来提高光萃取效率的OLED器件。现有的OLED器件包括基板、微结构平坦层、透明阳极、有机层和金属阴极。微结构平坦层位于基板和透明阳极之间，微结构平坦层里有周期性的规则微结构，通过这些微结构，能够破坏部分全反射，从而提高OLED的光萃取效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种OLED器件，包括微结构平坦层，所述微结构平坦层被设置在所述OLED器件的基板和透明阳极之间，并与所述基板和所述透明阳极相贴合；所述微结构平坦层由微结构层和平坦层组成，所述微结构层的一面是非平面结构，所述平坦层用于对所述微结构层进行平坦化。
进一步地，所述微结构层远离所述基板的一面是非平面结构。
进一步地，所述微结构层由多个重复单元组成。
进一步地，所述重复单元的形状是是轴对称的或镜面对称的，如半球形、椭球形、金字塔形、棱锥和棱柱等等。
进一步地，所述微结构平坦层的厚度在10nm～100um之间。
进一步地，所述平坦层的折射率小于所述透明阳极的折射率，所述微结构层的折射率小于所述平坦层的折射率且大于所述基板的折射率。
进一步地，所述微结构层通过光刻或压印工艺形成。
进一步地，所述平坦层通过旋涂工艺形成。
进一步地，所述微结构层和所述平坦层采用有机材料。
进一步地，所述有机材料是光刻胶、硅胶等。
本发明的OLED器件具有以下优点：
1、通过增加微结构平坦层有效提高了OLED器件的光萃取效率。
2、微结构平坦层结构简单，同时工艺上也较容易实现。
3、可以通过变化微结构层的形状来对出光光谱进行相应的调整。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1一种现有的OLED器件的结构示意图；
图2图1所示的OLED器件的光线示意图；
图3本发明的一个较佳实施例的OLED器件的结构示意图；
图4图3所示的OLED器件的光线示意图。
具体实施方式
如图1所示，是一个基本的OLED器件结构，包括基板1、透明阳极3、有机层4和金属阴极5。使用时，在透明阳极3和金属阴极5上加电压，这时有机层4激发的光经透明阳极3和基板4后射出。如图2所示，当光线从透明阳极3进入到基板1的时候，有部分光线(如光线A)通过折射顺利进入到基板1，最后通过基板1射出；而在常规的材料选择中，一般情况下透明阳极3的折射率大于基板1的折射率，这就使得部分光线(如光线B)由于透明阳极3和基板1界面之间存在的折射率差，而在透明阳极3中形成全反射，这部分光线最终或被有机层4吸收，或在器件内部反射过程中损耗，从而无法萃取出来。
图3是本发明的OLED器件的一个较佳实施例，其在图1中器件结构的基础上，增加了位于基板1和透明阳极3之间并与两者相贴合的微结构平坦层2。微结构平坦层2由微结构层20和平坦层21组成，微结构层20与基板1贴合的面是平面结构，远离基板1的一面是非平面结构，同时平坦层21对微结构层20的非平坦的一面进行平坦化，并与透明阳极3相贴合。平坦层21、微结构层20的折射率满足：透明阳极3、平坦层21、微结构层20和基板1的折射率依次降低，从而大大减小了材料选择的难度。本发明的OLED器件即是通过微结构层20中的微结构，来破坏部分全反射，从而提高OLED的光萃取效率。
优选地，微结构层20由多个重复单元组成，图3中的微结构层20是用多个金字塔形的单元结构组成的，但不限于金字塔形，如半球形、椭球形、棱锥、棱柱等轴对称或镜面对称的结构或具有相同效果的规则结构均可采用。
微结构平坦层2的厚度可基于下述的光线出射原理、重复单元的结构等，根据实际需要在10nm～100um之间选择。
图4是本实施例的OLED器件的一个光线示意图，其中光线C在透明阳极3和平坦层21界面上的入射角与图2中光线B在透明阳极3和基板1界面上的入射角相同。在图2的结构中，光线B在透明阳极3中发生全反射，而在图4的结构中，光线C虽然与光线B具有相同的入射角，但由于透明阳极3与平坦层21的折射率差小于其与基板1的折射率差，光线C仍可折射进入平坦层21，并进一步地折射进入微结构层20。在微结构层20的内部，光线经过一次反射来调整出光角度，并再次折射进入基板1，最后从基板1中射出。
从以上过程可以看出，透明阳极3与平坦层21的折射率差小于其与基板1的折射率差增加了可折射进入平坦层的光线；微结构层20的形状设置使得光线在从平坦层21进入微结构层20时，发生全反射的几率大大降低；在微结构层20中光线通过反射来调整出光角度，也避免了其在微结构层20和基板1界面上发生全反射。从而相比于图2中的情况，本实施例中的结构更加容易从OLED器件内部萃取出光，有效地提高了光萃取的效率。
同时本实施例中的OLED器件中微结构平坦层的制备均可采用传统工艺，并且在材料选择上没有严苛的要求(如不需要折射率高于透明阳极折射率的材料)。其中微结构层可以通过光刻或压印工艺形成，材料可以选用光刻胶、硅胶或类似的有机材料(本实施例中采用硅胶，压印形成微结构层)，平坦层可通过旋涂工艺形成，材料可以选用光刻胶、硅胶或类似的有机材料(本实施例中采用旋涂光刻胶，固化后形成平坦层)，只需在材料折射率的选择上满足：透明阳极、平坦层、微结构层和基板的折射率依次降低。通过折射率的渐变，可收集到更多的从透明阳极出射的光线，并且通过微结构层的设置，使光线在微结构平坦层中发生了一次反射，减小了光线从微结构层进入基板时发生全反射的几率，从而提高了出光效率。
相比其它提高OLED光萃取率的结构和方法，如在出光基板上贴上透镜阵列膜、利用光子晶体结构层、高折射率基底等来提高OLED的光萃取效率，本发明利用微结构平坦层，破坏光线的全反射，从而提高OLED的出光效率，结构简单，工艺易实现，克服了光谱的移动、电学特性上的改变等提高出光时所引出的问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种OLED器件，其特征在于，包括微结构平坦层，所述微结构平坦层被设置在所述OLED器件的基板和透明阳极之间，并与所述基板和所述透明阳极相贴合；所述微结构平坦层由微结构层和平坦层组成，所述微结构层的一面是非平面结构，所述平坦层用于对所述微结构层进行平坦化。
2.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述微结构层远离所述基板的一面是非平面结构。
3.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述微结构层由多个重复单元组成。
4.如权利要求3所述的OLED器件，其特征在于，所述重复单元的形状是轴对称的或镜面对称的。
5.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述微结构平坦层的厚度在10nm～100um之间。
6.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述平坦层的折射率小于所述透明阳极的折射率，所述微结构层的折射率小于所述平坦层的折射率且大于所述基板的折射率。
7.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述微结构层通过光刻或压印工艺形成。
8.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述平坦层通过旋涂工艺形成。
9.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述微结构层和所述平坦层采用有机材料。
10.如权利要求9所述的OLED器件，其特征在于，所述有机材料是光刻胶、硅胶。
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