CN104937737B - 包括光提取亚结构的oled以及包括它的显示设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种有机发光二极管,其包括光提取亚结构和偶极超结构。所述光提取亚结构包括分布在离散的光提取波导元件和玻璃基片的波导表面上的驱光矩阵。驱光矩阵在不同厚度分布,以增加光提取亚结构的接合偶极超结构的侧面的平坦度,以及在离散的光提取波导元件的波导元件终止点处提供驱光位点。操作时,源自偶极超结构的有机发光半导体材料的光与光提取亚结构的离散的波导元件耦合,作为各自的耦合模式,其由近似耦合长度表征,该耦合长度定义为待耦合的光模式从超结构波导到光提取亚结构的一个离散的波导元件所需的传播距离。
Description
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119要求2012年10月1日提交的美国临时申请系列第61/708,196号的优先权,本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
领域
本发明涉及有机发光二极管(OLED)包括它的显示设备。例如,设想的显示设备包括,但不限于:光源、图像显示器、视觉指示器或利用一个或多个光源来满足它的功能的任何其它设备。
背景
有机发光二极管(OLED)通常对于显示器应用而言是吸引人的。已提出了多种OLED构造来增加操作效率和提高OLED的其它性能参数,包括,但不限于:美国专利号7,834,539,7,824,541,和7,432,649以及公开的美国预授权公开号2012/0155093,2012/0112225,和2007/0252155所述的那些。在LED和特别是OLED领域的持续挑战是优化从设备的光提取。本发明的技术引入一种通过新颖的光提取系统来增强OLED性能的方式。
简述
发明人认识到,虽然可在OLED设备中有效地产生光,但许多产生的光仍然被卡在设备中。实际上,在许多设备中,只有约25%的产生的光逃逸到环境,留下约45%卡在设备的有机材料中,以及约30%卡在设备的玻璃层中。根据本发明的主题,提供了光提取亚结构,其增强从OLED设备的有机材料的光提取,并降低在设备的玻璃层中的截留。建议的亚结构可包括化学强化的玻璃,例如诸如离子交换的玻璃。此外,建议的亚结构的玻璃可使用例如熔化下拉法大量制造。
在本发明的一种实施方式中,提供有机发光二极管,其包括光提取亚结构和偶极超结构。所述光提取亚结构包括玻璃基片,分布在玻璃基片的波导表面上的多个离散的光提取波导元件,以及分布在离散的光提取波导元件上和玻璃基片的波导表面上的驱光矩阵。离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间延伸。驱光矩阵在不同厚度分布,以增加光提取亚结构的接合偶极超结构的侧面的平坦度,以及在离散的光提取波导元件的波导元件终止点处提供驱光位点。构造超结构波导和光提取亚结构,从而操作时,源自偶极超结构的有机发光半导体材料的光与光提取亚结构的离散的波导元件耦合,作为各自的耦合模式,其由近似耦合长度(LC)表征,该耦合长度定义为待耦合的光模式从超结构波导到光提取亚结构的一个离散的波导元件所需的传播距离。离散的光提取波导元件或者至少它们中的大多数具有长度LT,为约LC≤LT≤5LC。
在本发明的另一种实施方式中,提供了有机发光二极管,其中大多数离散的光提取波导元件沿着由超结构波导限定的光传播方向在波导元件终止点之间延伸小于约20微米。驱光矩阵的折射率η(P)至少比超结构波导的有效折射率η有效(O)和离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG)小约0.2。此外,超结构波导η有效(O)和离散的光提取波导元件η有效(WG)各自的有效折射率相差约0.2或更小。此外,超结构波导的厚度x(O)以及离散的光提取波导元件和驱光矩阵的总厚度x(WG+P)相差小于约1.5微米,以及将超结构波导与离散的光提取波导元件分离小于约1.5微米。
附图说明
当结合以下附图阅读下面对本发明的具体实施方式的详细描述时,可对其形成最好的理解,附图中相同的结构用相同的附图标记表示。
图1是根据本发明的一种实施方式的OLED的层状结构的示意图。
图2显示了扫描电子显微镜拍摄的光提取亚结构的约30微米×20微米的表面部分的图像。
图3显示了图2所示的一部分表面的图像。
图4显示了设想的根据本发明的OLED的折射率分布。
图5显示了在设想的根据本发明的OLED中,离散的光提取波导元件和超结构波导之间分离距离x影响隧穿(tunneling)振幅的方式。
图6显示了根据图1所示的方案制备的设备(图6A)获得的强度,但没有平滑或平坦化层。设备的左侧包括在OLED上的纳米颗粒,而右侧则包括OLED。图片(图6B)显示了存在散射位点时增加的强度(3.4倍)的强度差。
图7显示了具有散射层和平坦化层的玻璃的SEM。图7A显示了~2微米的总厚度,图7B显示了3.7微米的厚度。在两个图片中,散射层作为在下方界面处的白色颗粒出现,而平坦化层是散射层上面的粗糙表面。
具体描述
图1是根据本发明的一种实施方式的OLED100的层状结构的示意图。所示的有机发光二极管100包括偶极超结构10和光提取亚结构20。偶极超结构10包括阳极12,阴极14,和有机发光半导体材料16,该有机发光半导体材料16设置在阳极12和阴极14之间以共同限定超结构波导15。光提取亚结构20包括玻璃基片22,分布在玻璃基片22的波导表面26上的多个离散的光提取波导元件(LT)24,和分布在离散的光提取波导元件24和玻璃基片22的波导表面26上的驱光矩阵30。OLED100还可包括包封层40。
图2显示了扫描电子显微镜拍摄的设想的光提取亚结构20的约30微米×20微米的表面部分的图像,且图3更详细的显示了图2的部分表面图像。如图1-3所示,离散的光提取波导元件(LT)24在波导元件终止点24A,24B之间沿着光传播的方向延伸,其基本上沿着Z轴运行,如由超结构波导15所限定。在一些情况下,光提取波导元件在由Y和Z限定的区域中占据的总空间量可为约35%-约65%,即,如图2所示的表面区域包括约35-65%光提取波导元件。
驱光矩阵30在不同厚度分布,以增加光提取亚结构20的接合偶极超结构的侧面25的平坦度,以及在离散的光提取波导元件24的波导元件终止点24A,24B处提供驱光位点35,耦合的光可从这里散射到环境中。
构造超结构波导15和光提取亚结构20,从而操作时,源自偶极超结构10的有机发光半导体材料16的光与光提取亚结构20的离散的波导元件(LT)24耦合,作为各自的耦合模式,其由近似耦合长度(LC)表征,该耦合长度定义为待耦合的光模式从超结构波导15到光提取亚结构20的一个离散的波导元件24所需的传播距离。如下文所更加详细描述,耦合长度由波导几何、波导指数、波长以及耦合的波导模式的有效折射率之间的不匹配决定。
在本发明的一些实施方式中,足以确保大多数的或基本上全部的离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间的线性长度(LT)具有等于约耦合长度-约5倍耦合长度的长度,或者LC≤LT≤5LC。在其他实施方式中,足以确保大多数的或基本上全部的离散的光提取波导元件在波导元件终止点24A,24B之间延伸小于约20微米。在任一情况下,如果离散的波导元件24远离超结构波导15微米或亚微米以及如果含离散的波导元件24的光提取亚结构20具有类似于超结构波导15的有效折射率和尺寸,都可大大增强从超结构波导15的光提取。
参考图3,设想了离散的光提取波导元件可沿着垂直于光学传播方向的维度以约0.4微米与超结构波导分离。在任意情况下,近似耦合长度通常是10微米或更小,以及离散的光提取波导元件24在波导元件终止点24A,24B之间的长度为10微米或更小。当离散的光提取波导元件24以约0.3微米与超结构波导分离时,近似耦合长度通常为5微米或更小,以及离散的光提取波导元件的长度是5微米或更小。在大多数情况下,大多数的或基本上全部的离散的光提取波导元件24在波导元件终止点24A,24B之间延伸约1微米-约20微米的长度。
图2和3显示了离散的光提取波导元件24在玻璃基片22的波导表面26上的分布。如果波导元件24限定伪随机分布将是优选地。出于本发明之目的,指出伪随机分布是控制到足以确保大多数的大的波导元件24(即长度为约1微米-约20微米的那些元件24)均匀分布程度的随机分布。
还参考图4所示的折射率分布,在设想的一些实施方式中,增强的光提取可通过下述来实现:确保驱光矩阵的折射率η(P)至少比超结构波导的有效折射率η有效(O)和离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG)小约0.2。优选地还确保超结构波导η有效(O)和离散的光提取波导元件η有效(WG)各自的有效折射率差别约0.2或更小。此外,参考图1,可使超结构波导的厚度x(O)以及离散的光提取波导元件和驱光矩阵的总厚度x(WG+P)相差小于约1.5微米,或者在一些实施方式中,1.0微米,沿着垂直于光学传播方向(其基本上沿着Z轴运行)的维度。如上所述,超结构波导15通常与离散的光提取波导元件24分离小于约1.5微米,或者在一些实施方式中,1.0微米,沿着垂直于光学传播方向的维度。
具体来说,设想了超结构波导η有效(O)和离散的光提取波导元件η有效(WG)的各有效折射率可相差约0.2或更小,和在一些情况下相差约0.1或更小,或约0.05或更小,以及驱光矩阵η(P)和玻璃基片η(G)的各折射率可约相等,可相差约0.2或更小,或约0.1或更小。例如但不限于,设想了超结构波导的有效折射率η有效(O)可为约1.8和离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG)可超过约1.7,1.75,1.8,1.9,或2.0。
作为有效设备设计的总指导,设想了超结构波导的有效折射率η有效(O),离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG),驱光矩阵的折射率η(P),和玻璃基片的折射率η(G)可满足下述关系:
1.6≥η(P)≥1.3
2.0≥η有效(O)≥1.7
η有效(WG)>1.7
1.6≥η(G)≥1.4
│η(P)-η(G)│<0.2
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.3
η有效(O)-η(P)≥0.2
且理解下述更窄的关系可替代的应用于进步增强光提取和驱光:
η有效(WG)≥1.75
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.2
η有效(O)-η(P)≥0.25.
另一种替代实施方式可满足下述关系:
1.55≥η(P)≥1.45
1.85≥η有效(O)≥1.75
η有效(WG)>1.7
1.55≥η(G)≥1.45
│η(P)-η(G)│<0.1
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.1
η有效(O)-η(P)≥0.2
且理解下述更窄的关系可替代的应用于进步增强光提取和驱光:
η有效(WG)≥1.75
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.05
η有效(O)-η(P)≥0.25.
如上所述,如果离散的波导元件24远离超结构波导15几微米或几亚微米以及如果含离散的波导元件24的光提取亚结构20具有类似于超结构波导15的有效折射率和尺寸,都可大大增强从超结构波导15的光提取。为此,参考图1,确保离散的光提取波导元件24和驱光矩阵30的沿着垂直于光学传播方向的维度的总厚度x(WG+P)为约1.5微米或更小是优选地。在一些实施方式中,优选地确保分离是约0.5微米或更小。此外,光提取亚结构20接合偶极超结构的侧面25的特征是RMS表面粗糙度为约20nm或更小,这可通过具有足够厚度的驱光矩阵30来实现。在任意情况下,应注意确保驱光矩阵30厚到足以在超结构波导边界提供光滑的界面,且又薄到足以允许来自超结构波导15的光大量隧穿到离散的波导元件24。
从超结构波导15隧穿到离散的波导元件24的概率用下述公式表示:
P=e(-2qd)
其中,
q=2πλ(η1 2-η有效 2)-1/2。
对于这些指数值,超结构模式的有效折射率是1.65,和分离是0.75微米,隧穿的概率在10-8量级且是非常小的。但是,如果存在光能耦合的波导,则耦合长度大约通过下述表示:
[2πP(λ)/λ]1/2。
图5是P1/2随波导分离变化的图,它是和耦合长度成正比的参数。应注意,如果波导的波导参数不匹配,波导之间的耦合呈指数降低。这种分数降低通过下述表示:
C2/(C2+(Δβ/2)2)。
因为C通常为较小的数,例如,10-3或10-4,波导的有效折射率之间的差异必须较小,因为
△β=(2π/λ)△neff
其中Δneff是波导的有效折射率差异。
参考图1,用于偶极超结构10的阳极12,阴极14,和有机发光半导体材料16所选定的具体材料超出了本发明的范围,且可通过关于该主题的常规和待开发的教导来收集。但是,应注意阳极12是透明导电氧化物,例如氧化铟锡(ITO),其对于有机发光半导体材料16发射的光是透明的,并提供合适的与光提取亚结构20接合偶极超结构的侧面25的界面。此外,同时阴极可包括具有适当功函以匹配发光材料的任何导电材料。例如,阴极可包括:Ag,Au,Al,SM,Tm,Yb或双金属材料例如Ca:Al,Eu:Yb,或Tm:Yb。阴极的厚度可为约70-400nm,约70-300nm,或约70-200nm。在一些情况下,当阴极材料厚度小于70nm时,装置可变成双向的,因为光也可从阴极逃逸。在一些情况下,这可以是有利的,其中使用附加组件来收获从阴极逃逸的光。因此,一些实施方式可包括阴极,其具有为约10nm-约70nm,小于约70nm的厚度,或者具有使得大于1%的从OLED发射的光穿过阴极发射的厚度。
应注意,超结构波导的厚度x(O)为约1.0微米或更小;或者,在一些情况下,约0.5微米或更小。
类似地,用于玻璃基片所选定的具体材料也可通过关于该主题的常规和待开发的教导来收集。但是,应注意本发明的概念非常适合于各种类型的玻璃,包括例如使用诸如熔合下拉法大量制备的玻璃、化学强化的和离子交换的玻璃。
对于离散的波导元件24,应注意确保所选材料能满足本文所述的各种参数和特征。例如,但不限于,设想了离散的波导元件24可包括氧化钛和粘合剂共同形成的氧化钛聚集体。或者,设想了波导元件24可包括氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化锡、氧化锌或其组合。粘合剂可为表面活性剂(通常<1重量%;<0.05重量%),且可为非离子的和非反应性的,且应该不影响无机氧化物纳米颗粒的电荷。还可选定粘合剂来为纳米颗粒溶液提供良好的分散性质并降低水性纳米颗粒溶液的表面张力(~34达因(dyne)/cm,25℃),提供均匀的可浸渍涂覆的溶液。例如,但不限于,非离子表面活性剂选自类似于TergitolTM的表面活性剂,它是非离子表面活性剂可从陶氏化学公司(DowChemical)购买。还设想了合适的粘合剂可包括类似于例如的表面活性剂,它是双官能度嵌段共聚物表面活性剂并终止于伯羟基,可从巴斯夫(BASF)公司购买。
用于制备波导元件和/或层的涂覆方法包括本技术领域所公知的能制备具有所选性质的表面的那些方法,其中可改变波导元件浓度和分散剂浓度,以在终端产品中提供所需的波导元件浓度。这种方法包括,但不限于:浸涂、旋涂、丝网印刷、喷墨打印、喷涂、蒸汽或颗粒沉积、辊涂或卷-对-卷加工等。
驱光矩阵30的驱光材料也可考虑为粘合剂和平滑/平坦化层,且其折射率可基本上类似于玻璃基片22的折射率。例如,可作为“玻璃上的旋涂物”来提供驱光材料。驱光矩阵30的特征可为较高的耐断裂性(固化后收缩率低),可具有填充纳米尺度间隙的能力,和可基本上是热稳定的。一般地,光矩阵在空气中在最高达约250-300℃下是热稳定的。超出这个温度,矩阵材料可变得不热稳定和/或分解。例如但不限于,驱光矩阵30可由下述的一种或更多种物质形成:部分聚合的聚甲基硅氧烷(例如旋涂在玻璃上的T-12,512B,T-11(霍尼威尔公司(Honeywell))),聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、部分聚合的聚倍半硅氧烷、聚甲基倍半硅氧烷(HardSilTM AM,格莱斯特化学品(GelestChemicals)),以及聚苯基倍半硅氧烷、聚甲基苯基倍半硅氧烷(HardSilTM AP,格莱斯特(Gelest))。
实施例
图6显示了根据图1所示的方案制备的装置(图6A)获得的强度,但没有平滑或平坦化层。装置的左侧包括在OLED上的纳米颗粒,而右侧则包括OLED。图片(图6B)显示了存在散射位点时增加的强度(3.4倍)的强度差异。
图7显示了具有散射层和平坦化层的玻璃的SEM。图7A显示了~2微米的总厚度,图7B显示了3.7微米的厚度。在两个图片中,散射层作为在下方界面处的白色颗粒出现,而平坦化层是散射层上面的粗糙表面。
表1显示了对应于图7A(~2微米的厚度)和图7B(3.7微米的厚度)所示的SEM的AFMRMS粗糙度测量。总RMS表面粗糙度显示对粘合剂深度以及聚集体尺寸具有依赖性。
表1
在本发明中,应注意本文所参考的“亚”和“超”结构无意于将要求保护的OLED和OLED设备限定到任何特定的取向。相反,引入这些术语只是为了提供方便的方式来区别总体组件的两个主要部分。
在结合具体实施方式详细描述了本发明的主题之后,应当指出,本文披露的各种细节,甚至在各附图中显示了特定元件的情况下,不应理解为暗示着这些细节涉及属于本文所述各种实施方式的实质性组成的要素。例如,图1仅仅是根据本发明的一种实施方式的OLED100的层状结构的示意图。本文设想了各种OLED构造,它们的结构细节可常规地从本说明书、附图和所附权利要求来收集。出于示例性目的提供图1,且无意于形成一种假设即那里所示的各不同方面必须是本文设想的不同实施方式的一部分。
本文所附权利要求书应理解为唯一表达了本发明的广度和本文所述各项实施方式的相应范围。此外,在不背离所附权利要求书所限定的本发明范围的前提下,显然可以作出各种改变和变化。具体来说,尽管本发明的一些方面被认为是优选的或者特别有益的,但是考虑本发明不一定限于本发明的这些优选的方面。
应注意,以下权利要求书中的一项或多项权利要求使用术语“其特征在于”作为过渡语。出于限定本发明的目的,应当指出,在权利要求中用该术语作为开放式过渡短语来引出对一系列结构特征的描述,应当对其作出与更常用的开放式引导语“包含”类似的解释。
还应注意的是,本文中“至少一种”部件、元件等不应认为选择性使用修饰语“一个”或“一种”限于单独的部件、元件等。
还需要注意,本文中以特定的方式“构造”是表示特定的性质、或者以特定的方式发挥功能,是结构性描述,而不是对预期的用途进行限制。更具体来说,本文所述的对部件进行构建的方式表示该部件现有的物理条件,因此可以将其看作该部件的结构特征的限定性描述。
应当指出,本文所用的诸如“优选地”、“通常”和“典型”之类的词语不是用来限制本发明要求保护的范围,也不表示某些特征对本发明要求保护的结构或者功能来说是重要的、关键的、或者甚至是必不可少的。相反地,这些术语仅仅用来表示本发明实施方式的特定方面,或者强调可以或者不可以用于本发明特定实施方式的替代的或附加的特征。
在本发明中,应注意,本文所用术语“基本”、和“约”表示可由任何定量比较、数值、测量或其它表示方法造成的内在不确定性。本文所用术语“基本”和“约”还用来表示数量的表达值与所述的参比值的偏离程度,这种偏离不会导致所讨论的主题的基本功能发生改变。
Claims (21)
1.一种有机发光二极管,其包括光提取亚结构和偶极超结构,其特征在于:
所述偶极超结构包括阳极,阴极,和有机发光半导体材料,该有机发光半导体材料设置在阳极和阴极之间以共同限定超结构波导;
所述光提取亚结构包括玻璃基片,分布在玻璃基片的波导表面上的多个离散的光提取波导元件,以及分布在离散的光提取波导元件上和玻璃基片的波导表面上的驱光矩阵;
所述离散的光提取波导元件沿着由超结构波导限定的光传播方向在波导元件终止点之间延伸;
所述驱光矩阵在不同厚度分布,以增加光提取亚结构的接合偶极超结构的侧面的平坦度,以及在离散的光提取波导元件的波导元件终止点处提供驱光位点;
构造超结构波导和光提取亚结构,从而操作时,源自偶极超结构的有机发光半导体材料的光与光提取亚结构的离散的波导元件耦合,作为各自的耦合模式,其由近似耦合长度表征,该近似耦合长度定义为待耦合的光模式从超结构波导到光提取亚结构的一个离散的波导元件所需的传播距离;和
离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间的线性长度不超过5倍的近似耦合长度。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管,其特征在于,
离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间延伸小于20微米;
驱光矩阵的折射率η(P)至少比超结构波导的有效折射率η有效(O)和离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG)小0.2;
沿着垂直于光学传播方向的维度,超结构波导的厚度x(O)以及离散的光提取波导元件和驱光矩阵的总厚度x(WG+P)之间的差异小于1.5微米;和
沿着垂直于光学传播方向的维度,超结构波导与离散的光提取波导元件分离小于1.5微米。
3.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,超结构波导的有效折射率η有效(O),离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG),和驱光矩阵的折射率η(P)满足下述关系:
1.6≥η(P)≥1.3
2.0≥η有效(O)≥1.7
η有效(WG)>1.7
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.3
η有效(O)-η(P)≥0.2。
4.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,超结构波导的有效折射率η有效(O),离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG),和驱光矩阵的折射率η(P)满足下述关系:
1.6≥η(P)≥1.3
2.0≥η有效(O)≥1.7
η有效(WG)≥1.75
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.2
η有效(O)-η(P)≥0.25。
5.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,超结构波导的有效折射率η有效(O),离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG),驱光矩阵的折射率η(P),和玻璃基片的折射率η(G)满足下述关系:
1.6≥η(P)≥1.3
2.0≥η有效(O)≥1.7
η有效(WG)>1.7
1.6≥η(G)≥1.4
│η(P)-η(G)│<0.2
│η有效(O)-η有效(WG)│≤0.3
η有效(O)-η(P)≥0.2。
6.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,沿着垂直于光学传播方向的维度,离散的光提取波导元件和驱光矩阵的总厚度x(WG+P)为1.5微米或更小。
7.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,沿着垂直于光学传播方向的维度,超结构波导的厚度x(O)是1.0微米或更小。
8.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,基本上全部的离散的光提取波导元件沿着由超结构波导限定的光传播方向在波导元件终止点之间延伸小于20微米。
9.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,所述驱光矩阵厚到足以使光提取亚结构的接合偶极超结构的侧面的特征是RMS表面粗糙度为15nm或更小,以及薄到足以允许发射自偶极超结构的光隧穿到光提取亚结构的离散的光提取波导元件。
10.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,近似耦合长度是分离超结构波导和光提取亚结构的选定的一个离散的波导元件的距离的函数。
11.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,基本上全部离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间的线性长度为1倍-5倍的近似耦合长度。
12.如权利要求11所述的有机发光二极管,其特征在于,
沿着垂直于光学传播方向的维度,离散的光提取波导元件与超结构波导分离0.5微米或更小;
近似耦合长度是20微米或更小;和
离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间的线性长度为20微米或更小。
13.如权利要求12所述的有机发光二极管,其特征在于,
沿着垂直于光学传播方向的维度,离散的光提取波导元件与超结构波导分离0.3微米或更小;
近似耦合长度是10微米或更小;和
离散的光提取波导元件在波导元件终止点之间的线性长度为10微米或更小。
14.如权利要求2所述的有机发光二极管,其特征在于,离散的光提取波导元件沿着由超结构波导限定的光传播方向在波导元件终止点之间延伸1微米-20微米长度。
15.如权利要求14所述的有机发光二极管,其特征在于,离散的光提取波导元件以伪随机分布的方式分布在玻璃基片的波导表面上,控制到足以确保所述1微米-20微米离散的光提取波导元件均匀地分布在玻璃基片的波导表面上的程度。
16.一种有机发光二极管,其包括光提取亚结构和偶极超结构,其特征在于:
所述偶极超结构包括阳极,阴极,和有机发光半导体材料,该有机发光半导体材料设置在阳极和阴极之间以共同限定超结构波导;
所述光提取亚结构包括玻璃基片,分布在玻璃基片的波导表面上的多个离散的光提取波导元件,以及分布在离散的光提取波导元件上和玻璃基片的波导表面上的驱光矩阵;
离散的光提取波导元件沿着由超结构波导限定的光传播方向在波导元件终止点之间延伸小于20微米;
所述驱光矩阵在不同厚度分布,以增加光提取亚结构的接合偶极超结构的侧面的平坦度,以及在离散的光提取波导元件的波导元件终止点处提供驱光位点;
驱光矩阵的折射率η(P)至少比超结构波导的有效折射率η有效(O)和离散的光提取波导元件的有效折射率η有效(WG)小0.2;
超结构波导η有效(O)和离散的光提取波导元件η有效(WG)各自的有效折射率之间的差异0.3或更小;
沿着垂直于光学传播方向的维度,超结构波导的厚度x(O)以及离散的光提取波导元件和驱光矩阵的总厚度x(WG+P)之间的差异小于1.5微米;和
沿着垂直于光学传播方向的维度,超结构波导与离散的光提取波导元件分离小于1.5微米。
17.一种显示设备,其包括如权利要求1所述的有机发光二极管。
18.如权利要求17所述的显示设备,其特征在于,有机发光二极管包括白色背光。
19.一种形成如权利要求1所述的有机发光二极管的方法,其包括:
a.在基片上形成离散的光提取波导元件;
b.在所述离散的光提取波导元件上形成驱光矩阵;和
c.在驱光矩阵上形成偶极超结构,其中该偶极超结构包括;
i.阴极;
ii.阳极;和
iii.设置在阴极和阳极之间的有机发光半导体材料。
20.一种形成如权利要求1所述的有机发光二极管的方法,其包括:
a.在基片上形成离散的光提取波导元件;
b.在所述离散的光提取波导元件上形成驱光矩阵;
c.在驱光矩阵上形成偶极超结构,其中该偶极超结构包括;
i.阴极;
ii.阳极;和
iii.设置在阴极和阳极之间的有机发光半导体材料;和
d.在所述偶极超结构上形成包封层。
21.如权利要求19或20所述的方法,其特征在于,在空气中于低于300℃的温度下形成驱光矩阵。
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