CN1806269A - 光学设备和有机el显示器 - Google Patents

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久保田浩史
秋吉宗治
冈田直忠
户野谷纯一
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Abstract

提供了一种光学设备(1)，包括：在内部产生多光束干涉的第一波导层(41，42)，其中包括有面对所述第一波导层(41，42)的后表面、以及作为光输出表面的前表面的第二波导层(10)，以及被安置在第二波导层(10)的后侧、且面对第一波导层(41，42)的输出耦合层(30)，其中，所述输出耦合层(30)包括：作为具有光透射属性的层的第一部分(31)、以及被分散在所述第一部分中且与所述第一部分的光学属性不同的第二部分(32)，并且其中所述第二部分(32)的阵列形成三角形点阵。

Description

光学设备和有机EL显示器
技术领域
本发明涉及诸如有机EL(场致发光)显示器的光学设备。
背景技术
由于有机EL显示器是自发光类型的，因此它们具有广阔的视角以及高度的响应速度。此外，它们无需背景光，并因此，可能做到较薄的侧面和较轻的重量。由于这些原因，有机EL显示器作为替代液晶显示器的显示器，正引起了广阔的关注。但是，常规的有机EL显示器伴随有低发光效率的缺点。
发明内容
本发明的目的之一是增加诸如有机EL显示器的输出耦合(out-coupling)效率。
根据本发明的第一方面，提供有一种光学设备，包括：在其产生多光束干涉的第一波导层，包括有面对第一波导层的后表面、以及作为光输出表面的前表面的第二波长层，以及被放置在第二波导层的后侧、并面对第一波导层的输出耦合层，其中输出耦合层包括用作具有光透射属性的层的第一部分、以及分散在第一部分中且与第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中第二部分的阵列形成一三角形点阵。
根据本发明的第二方面，提供有一种有机EL显示器，包括：包括有前电极、面对前电极的后电极、介入在前电极和后电极之间且包括一发射层的有机层的有机EL元件，包括有面对前电极的后表面、以及用作光输出表面的前表面的具有光透射属性的绝缘层，以及被放置在绝缘层的后侧、且面对有机EL元件的输出耦合层，其中输出耦合层包括用作具有光透射属性的层的第一部分、以及分散在第一部分中且与第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中第二部分的阵列形成一三角形点阵。
根据本发明的第三方面，提供有一种光学设备，包括：光在其中传播的第一波导层，包括有面对第一波导层的后表面、以及用作光输出层的前表面的第二波导层，以及被放置在第二波导层的后侧、且面对第一波导层的输出耦合层，其中输出耦合层是将第一波导层中的光导入第二波导层的衍射图案聚合体。
根据本发明的第四方面，提供有一种有机EL显示器，包括：包括有前电极、面对前电极的后电极、介入在前电极和后电极之间的有机层、还包括有一发射层的有机EL元件，包括有面对前电极的后表面、以及用作光输出表面的前表面的具有光透射属性的绝缘层，以及被放置在绝缘层的后侧、且面对有机EL元件的输出耦合层，其中输出耦合层包括用作具有光透射属性的层的第一部分、以及与第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中第二部分的阵列形成一三角形点阵。
根据本发明的第五方面，提供有一种有机EL显示器，包括：包括有前电极、面对前电极的后电极、介入在前电极和后电极之间的有机层、还包括有一发射层的有机EL元件，包括有面对前电极的后表面、以及用作光输出表面的前表面的具有光透射属性的绝缘层，以及被放置在绝缘层的后侧、且面对有机EL元件的输出耦合层，其中输出耦合层包括用作具有光透射属性的层的第一部分、以及与第一部分的光学属性不同的第二部分。
附图说明
图1是示意地示出根据本发明第一实施例的部分有机EL显示器的横断面视图；
图2是一曲线，示出在输出耦合层被认为是图1所示EL显示器中的衍射图案的情形中，衍射光栅的光栅常数与在透明衬底和外部环境之间界面上的一阶衍射光的入射角之间的关系；
图3是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图4是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图5是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图6是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图7是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图8是示意地示出输出耦合层的一生产方法示例的横断面视图；
图9是示意地示出根据本发明第二实施例的部分有机EL显示器的截面图；
图10是根据本发明一示例的有机EL显示器输出耦合层的原子力显微镜照片；
具体实施方式
参照附图，对本发明实施例进行描述。贯穿整个附图，具有相同或类似功能的结构性元件被相同的标号所指定，并且其重复性说明被省略。
图1是示意地示出根据本发明第一实施例的部分有机EL显示器的横断面视图。图1示出了作为光学设备一示例的自发射设备，更具体地，示出了有机EL显示器1。在图1中，有机EL显示器1是被如此示出，从而其显示表面，即前表面或光输出表面面朝下、并且后表面面朝上。
有机EL显示器1是使用有源矩阵驱动方法的底部发射类型的有机EL显示器。有机EL显示器1包括用作具有光透射属性的绝缘层的诸如玻璃衬底的透明衬底10。
在透明衬底10上，像素被排列成矩阵形状。每个像素包括，例如串联连接在一对电源终端之间的元件控制电路(未示出)、输出开关20、有机EL元件40，另外还有像素开关(未示出)。元件控制电路的控制终端通过像素开关被连接到视频信号线(未示出)。元件控制电路将一大小对应于来自视频信号线的视频信号的电流通过输出开关20输出到有机EL元件40。像素开关的控制终端被连接到扫描信号线(未示出)，并且根据来自于该扫描信号线的扫描信号来控制其开/关操作。注意其它结构也可用于像素。
在衬底10上，作为内涂层12，例如SiNx层和SiOx层以该顺序被排列。其中形成有沟道、源极和漏极的诸如多晶硅层的半导体层13、可用例如TEOS(四乙基正硅酸盐)而形成的栅极绝缘层14、以及例如由MoW制成的栅电极15以该顺序排列在内涂层12上，并且这些叠压层形成了顶部栅极类型薄膜晶体管(之后称为TFT)。在该示例中，TFT用作像素开关20、输出开关、以及元件控制电路的TFT。此外，在栅极绝缘层14上，扫描信号线(未示出)可在安排栅极电极15的步骤上同时形成。
由，例如通过等离子VCD方法喷涂的SiOx而制成的隔层绝缘膜17被安排在栅极绝缘层14和栅电极15上。源极和漏极电极21被安排在隔层绝缘膜17上，并且它们被埋在，例如由SiNx制成的钝化膜18中。源极和漏极21具有，例如Mo/Al/Mo的三层结构，并且通过在隔层绝缘膜17中形成的接触孔电连接到TFT的源极和漏极。此外，在隔层绝缘膜17上，视频信号线(未示出)可在源极和漏极电极21被安排的步骤上同时形成。
输出耦合层30被安排在钝化膜18上。输出耦合层30包括：作为具有光透射属性的层的第一部分31，以及被分散在第一部分31中、且与第一部分31的光学属性不同的第二部分。在该示例中，输出耦合层30由第一部分31，以及填充在第一部分中形成的凹处部分、且光学属性与第一部分不同的第二部分32所构成。通常，输出耦合层30的表面是纯平的。此外，与漏电极21连通的通孔形成在钝化层18和输出耦合层30中。
通过使用输出耦合层30，在层中传播的光的路径可被改变。换言之，通过合适地设计输出耦合层30，由于多重方式而被限制在一层中的光，以及从上述层在不合适方向上输出的、且对显示无贡献的光都可在预期的方向上输出。
如上所述，在第一波导层和第二波导层从后侧以该顺序被排列的光学设备中，由于该原因被限制在第一波导层中的对显示无贡献的光可通过安排输出耦合层30来输出到外部环境。注意，在该示例中，第一波导层对应于前电极41和有机层42的叠压层，并且第二波导层对应于衬底10。
具有光学属性的前电极41被并置在输出耦合层30上，并且彼此分开。在该示例中，前电极41是阳极并且由，例如诸如ITO(氧化锡铟)的透明传导氧化物所组成。每个前电极41通过在钝化膜18和输出耦合层30中形成的通孔被电连接到漏极电极21。
此外，分隔绝缘层50被安排在衍射光栅30上。分隔绝缘层50在对应于前电极41的位置上装有通孔。分隔绝缘层50是，例如有机绝缘层，并且可以用光刻技术来形成。
在暴露在分隔绝缘层50的通孔内侧的前电极41部分上，安排了包括发光层42a的有机层42。发光层42是包含了可产生颜色，例如红、绿、和蓝的发冷光有机复合物的薄膜。有机层42还可包含发光层42a之外的其它层。例如，有机层42还可包含用作将空穴注入从前电极41传递到发射层42a内的空穴插入媒介的过渡层42b。有机层42还可包含空穴传输层、空穴阻碍层、电子传输层、以及电子注入层等。
具有光反射属性的后电极43被安排在分隔绝缘层50和有机层42上。在该示例中，后电极43是连续形成并且为所有像素所用的阴极。后电极43经由在钝化膜18、输出耦合层30、以及分隔绝缘层50中所形成的连接孔(未示出)，被电连接到电极配线，该电极配线在形成有视频信号线的层上形成。每个有机EL元件40包括前电极41、有机层42以及后电极43。
注意到如图1所示的有机EL显示器1通常还包括面对后电极43的封接衬底，以及沿着面对后电极43的封接衬底表面周边所形成的封接层(未示出)，有了这样的结构，在后电极43和封接衬底之间形成了内封空间。该空间可被填充以，例如诸如Ar气的稀有气体或者是诸如N2气的不活泼气体。
有机EL显示器1还包括在透明衬底10外侧上的扩散元件60，即在前侧或发光侧上。偏振片可被安排在透明衬底10和光散射元件60之间。ND(中性)滤光片可被安排在光散射层60上。
本发明者执行了透彻的研究以增加有机EL显示器的发光效率，并发现如下事实。
有机EL显示器的发光效率不仅大大受到有机EL元件的输出耦合效率的影响，而且还受到其它因素的影响。特别地，即使光可以高效率地从有机EL元件中输出，但只要光不能高效率地从安排在有机EL元件前侧的光透射绝缘层中输出，则有机EL显示器的发光效率就不可能增加到一足够高的水平。换言之，为了增加有机EL显示器的发光效率，有必要充分地防止入射到传播绝缘层上的光在光透射绝缘层和外部环境(通常为大气)之间的界面上被完全反射。即，抑制从第一波导层(在该示例中是前电极41和有机层42的叠压层)输出的、并且进入到第二波导层(在该示例中是诸如衬底10的光透射绝缘层)的光被第二波导层的光输出表面完全反射是很重要的。
根据由本发明者所做出的研究，发现：为了充分地防止进入到光透射绝缘层的光在光透射绝缘层和外部环境之间的界面上被完全反射，光必需以等于或小于光透射绝缘层和外部环境之间的界面的临界角来入射光透射绝缘层，并且光的方向性必需极高。更具体地，光的方向性必需加强到这样一个水准，从而为了取得充足的视角，有必要使用光散射层。为了加强入射在光透射绝缘层上的光的方向性，同时使用衍射光栅，就有必要将光栅常数设置为一个很小的值。
注意到：有机EL元件的发射层向各个方向发射光。因此，最初无需安排光散射层以在有机EL显示器中取得广阔的视角。基于该背景，常规的有机EL显示器不使用光散射层，或者对于有机EL元件，不从安排在观察者一侧的光透射绝缘层输出具有高方向性的光。
为了加强从有机EL元件中输出的光的方向性，例如，可使用衍射光栅。但是，稍后将要参照图2进行描述，为了通过使用衍射光栅来充分地加强入射在光透射绝缘层上的光的方向性，需要光栅常数很小。要生产具有如此小的光栅常数的衍射光栅是很困难的。
此外，本发明者还发现：必需考虑多次反射和多次干涉，即“多光束干涉”。“多光束干涉”是一些光线在多个反射表面、即平行类平面(plane-like)反射表面之间多次被反射时所发生的干涉。
多光束干涉在诸如前电极41和有机层42的叠压层的极薄层中发生。在叠压层内传播的光中，在某一特定方向上传播的光束被加强，同时另一方向上的传播的光束被减弱。换言之，在叠压层的两个主表面之间多次被反射的同时在内面方向传播的光的传播方向被调整了。因此，在上述叠压层中多次被反射的同时在内面传播的光中，充分地利用具有最大强度的光是特别重要的，以增进有机E1显示器的发光效率。
图2是一图表，示出在输出耦合层被认为是图1所示EL显示器中的衍射光栅的情形中，衍射光栅的衍射常数与在透明衬底10和外部环境之间界面上的一阶衍射光的入射角之间的关系。在该图中，横坐标表示衍射光栅30的衍射常数，同时纵坐标表示在透明衬底10和外部环境之间界面上的一阶衍射光的入射角。
如图2所示的数据是通过在如下条件下执行的模拟而得出的。即，在该模拟中，前电极41和有机层42叠压层的厚度被设置为150nm，并且叠压层的折射率设为1.55。此外，有机层42是发出波长为530nm的光的类型。还有，玻璃衬底被用作为透明衬底10，并且从透明衬底传播到外部环境(大气)的光的临界角被设置为41.3°。
此外，考虑了在前电极41和有机层42的叠压层中的多光束干涉，并且，在叠压层内平面方向传播的光中，具有最大强度的光被用作计算由衍射光栅30所造成的衍射。更具体地，基于该波长、叠压层的厚度和折射率，在叠压层内平面方向传播的光中，具有最大强度的光被假设在对薄膜表面63.7°的角度方向传播，并且由衍射光栅30所造成的光衍射被计算出。此外，由于零阶衍射光的传播方向不变，并且比一阶更高阶的衍射光非常弱，在此仅考虑一阶衍射光。
如图2所示，在衍射常数大于1μm的情形中，一阶衍射光对透明衬底10和外部环境之间的界面的入射角等于或大于临界角。因此，在该情形中，一阶衍射光不能用于显示。
在衍射常数在1μm到0.2μm的范围内的情形中，一阶衍射光对透明衬底10和外部环境之间的界面的入射角小于临界角。特别地，当衍射常数被设置在大于0.2μm而小于0.4μm的范围中时，入射角可减小到一极小值。当衍射常数被设置为0.35μm时，入射角可设置为0。
注意到，在衍射常数小于0.2μm的情形中，一阶衍射光对透明衬底10和外部环境之间的界面的入射角等于或大于临界角。因此，在该情形中，一阶衍射光不能用于显示。
如上所述，在衍射光栅的衍射常数非常小的情形中，一阶衍射光对透明衬底10和外部环境之间的界面的入射角可以做到极小。在该情形中，在叠压层中的薄膜表面传播方向的光中，不仅是具有最大强度的光、而且具有较小强度的大多数光都具有小于临界角的入射角，因此，在作为光透射绝缘层的透明衬底10上入射的大部分光可被输出到外部环境中。相应地，当使用了上述结构时，可实现高发光效率。
同时，如上所述，要生产具有小光栅常数的衍射光栅是很困难的。在该实施例中，将通过利用现在所描述的技术而获得的输出耦合层30用作为一示例。
图3到8是示意地示出输出耦合层30的生产方法示例的横断面视图。
在该方法中，首先，之后将要用作第一部分31的，例如SiN膜的光透射层形成在如图3所示衬底10的主表面上。
其次，如图4所示，有机层90形成在SiN膜上。即，涂渍溶液是通过，例如将聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯烯酸甲酯(PMMA)的双嵌段聚合物(diblockcopolymer)溶解到诸如丙二醇一甲基醚乙酸甲酯(PGMEA)中而配制成，并且被涂敷到SiN膜31上，之后，将溶液从该获得的涂渍膜上去除，从而形成了该层。
其次，有机层90被退火。该退火是在嵌段聚合物的玻璃相变温度与有序无序转变温度之间的范围中进行的。形成嵌段聚合物的PMMA变得彼此靠近，并且由PMMA制成的岛状区域91以及由PS制成的海洋状区域92在有机层90中生成。当在分子量上有少量离差的PMMA用作嵌段聚合物时，岛状区域91将具有粗糙球状，或者是大约相同尺寸的柱状。岛状区域91的尺寸可根据PMMA的分子量来控制，并且排列间距可根据PMMA的分子量和PS的分子量来控制。通过合适地设置PMMA和PS的分子量以及它们之间的比率，粗糙球状或柱状的岛状区域91可以被规则地排列。通常，该区域可以这样一种方式排列，从而连接区域中心的线可粗略形成一正三角形状。
之后，有机层90经过诸如RIE(反应离子蚀刻)的蚀刻。这里通过利用PMMA和PS在蚀刻抗蚀上的差异，将岛状区域91移除，并且海洋状区域92仍然保留，如图6所示。
其次，如图7所示，通过将海洋状区域92用作为掩模来模制(patterning)SiN膜31。更具体地，彼此分开的开口形成在SiN膜31上以得出第一部分。然后，海洋状区域92从作为第一部分的SiN模31上去除。
此外，具有与第一部分31不同的光学属性如折射率的一层，例如具有与SiN模不同的折射率的平整树脂膜在第一部分31上形成为第二部分32，以填充在第一部分31上的开口。从而，得到了输出耦合层30。
根据该方法，第一部分中开口的尺寸以及开口中心之间的距离可根据PMMA和PS的分子量来控制。换言之，可在分子量级上控制第一部分31中开口的尺寸和排列。
此外，在该方法中，在第一部分31中开口的成形中不使用光掩模，但是可利用嵌段聚合物的自我组织。在要形成极精细图案的情形中，使用光掩模的方法伴随了一种缺点：生产光掩模本身就很困难。此外，在要形成极精细图案的情形中，使用光掩模的方法伴随了一种缺点：高精度地转印光掩模的图案是很困难的。特别地，在特大型衬底的情形中，形成具有极精细图案的特大型光掩模是很困难的。与此相反，利用嵌段聚合物的自我组织的方法可避免这些问题。
如上所述，即使在第一部分1中开口的尺寸和开口中心之间的距离都很小的情形中，根据本发明用在有机EL显示器1中的输出耦合层30还是可以被轻易地生产出。因此，根据该实施例，有可能充分地防止入射到作为广传播绝缘层的透明衬底10上的光被光透射绝缘层和外部环境之间的界面完全反射掉，并且因此可充分实现高发光效率。
注意，当第一部分31和第二部分32在除折射率之外的光学属性上彼此不同时，无需第一部分31和第二部分32的折射率彼此不同。例如，只要能够获得如上的类似效果，第一部分31和第二部分32可在诸如透光和反射的光学属性上彼此不同。
输出耦合层30还可包括用作面对第一部分31、且由与第二部分32相同的材料制成的第三部分的另一层。在该示例中，第二部分32可与第三部分相接触。此外，在输出耦合层31上的开口可以是通孔。
上述输出耦合层30由于其制造方法而呈现如下特性。
例如，在通过上述方法而获得输出耦合层30中，在第一部分31中制成的开口通常被排列成这样，从而连接开口中心的线可粗略形成一正三角形状。换言之，第二部分32的阵列形成一三角点阵。
此外，在通过上述方法而获得输出耦合层30中，在第一部分31中制成的开口通常是圆形状。即，当从垂直于输出耦合层30的主平面的方向看时，每个第二部分32都是粗略的圆形状。
更典型地，在通过上述方法而获得输出耦合层30中，在第一部分31中制成的开口通常被排列成这样，从而连接开口中心的线可粗略形成一正三角形状。并且开口是圆形状。即，当从垂直于输出耦合层30的主平面的方向看时，每个第二部分32都是粗略的圆形状。
对通过如图3到8所示的方法的输出耦合层30的成形进行了如上描述。输出耦合层30还可以其它方法形成。
例如，输出耦合层30还可通过执行参照图4到6所述的步骤来形成，并且用具有与海洋状区域92不同光学属性的材料来填充海洋状区域92的开口。换言之，海洋状区域92可被利用为第一区域31。注意到通过该方法而获得的输出耦合层30具有基本上与通过如图3到8所示方法而获得的输出耦合层30相同的结构。
或者，输出耦合层30可通过执行参照图4到5所述的步骤来形成。在该情形中，如图5所示的有机层90可被利用为输出耦合层30。换言之，海洋状区域92和岛状区域91可被分别利用为第一部分31和第二部分32。注意到通过该方法而获得的输出耦合层30具有基本上与通过如图3到8所示方法而获得的输出耦合层30相同的结构。
有了该技术，如上所述，从透明衬底10输出的光的方向性被显著地增强。根据有机EL显示器1的使用，用光散射层60可自由地改变光的方向性。例如，在有机EL显示器1被用在诸如移动电话的移动设备的情形中，无需有机EL显示器1具有广阔的视角，但是它需要具有光亮显示和低能耗。因此，对于该特殊用途，可使用具有较低光散射性能的光散射层60。另一方面，在有机EL显示器用作静态设备的显示的情形中，需要有机EL显示器广阔的视角。因此，对于该特殊用途，可使用具有较高光散射性能的光散射层60。
其次，将对本发明第二实施例进行描述。
图9是示意地示出根据本发明第二实施例的有机EL显示器的截面图。在图9中，有机EL显示器1被示出如此，从而其前表面面朝上、且后表面面朝下。
有机EL显示器是顶部发射类型有机E1显示器。因此，与第一实施例不同，衬底10无需具有光透射属性。
如在第一实施例的情形中，内涂层12、TFT、隔层绝缘膜17、以及钝化膜18以该顺序形成。接触孔在栅极绝缘层14、隔层绝缘膜17、以及钝化膜18中形成，并且源极和漏极电极21通过接触孔被电连接到TFT的源极和漏极。
在隔层绝缘膜17上，反射层70和衍射栅极30的第一部分31以该顺序形成。在该示例中，第一部分31结合到钝化膜中形成。作为反射层70的材料，例如，可使用诸如Al之类的金属材料。这里，反射层70具有Mo/Al/Mo的三层结构，从而它可在形成源极和漏极电极的步骤中同时形成。此外，作为第一部分31的材料，例如，可使用诸如SiN的绝缘材料。
第一部分的凹处被由具有与第一部分31不同折射率的诸如抗蚀材料的光透射绝缘材料所制成的第二部分32所填充。
具有光透射属性的后电极43被安排在衍射光栅30上并且彼此分隔。在该示例中，每个后电极43是一个阳极，并且由诸如ITO的透明绝缘材料制成。
分隔绝缘层50与在第一实施例中所述类似，在输出耦合层30上形成。在后电极43暴露在分隔绝缘层50通孔中的空间的部分上，包括发光层42a的有机层42如第一实施例中那样被安排。
具有光透射属性的前电极41被安排在分隔绝缘层50和有机层42上。在该示例中，前电极41是连续形成的阳极，并且为所有像素所共用。此外，在该示例中，有机EL元件40对应于第一波导层。
作为光透射绝缘层的透明保护膜80以及光散射层60在前电极41上以该顺序被安排。在该示例中，透明保护膜80对应于第二波导层。例如，透明保护膜80可阻止湿气从外部环境进入到有机EL元件40并且用作平整层。作为透明保护层80的材料，可使用透明树脂。此外，透明保护层80可使用单层结构或多层结构。
偏振片可被安排在透明保护膜80和光散射层60之间。此外，ND滤光片可被安排在光散射层60上。
在第一实施例中，输出耦合层30被安排在有机EL元件40和作为光透射绝缘层的透明衬底10之间，即，在有机EL元件40的前侧。与此相反，在第二实施例中，输出耦合层30被安排在有机EL元件40和反射层70之间，即，在有机EL元件40的后侧。即使在第二实施例中使用了该结构，但基本上可得到与第一实施例相同的效果。
需要注意，当输出耦合层30被安排在有机EL元件40的后侧时，由有机EL元件40所发射的一部分光不经穿过输出耦合层30而入射在光透射绝缘层上。因此，为了使更多的光束衍射，最好是输出耦合层30被安排在有机EL元件40和光透射绝缘层之间。
如上所述，第二部分32的光学属性应该与第一部分31不同。如果第一部分31和第二部分32的衍射率、透射比和反射比至少之一不同的话就足够了。通常第二部分具有光透射属性，并且具有与第一部分31不同的衍射率。
包含在输出耦合层30中的第一部分31和第二部分32中至少之一较之在有机EL元件40的一侧上且与之相邻的层，具有较高的衍射率。有了该结构，对于衍射光栅30，在位于有机EL干涉元件40一侧上的层中的多光束干涉会被增强。
现在对本发明一示例进行描述。
(示例)
在该示例中，通过如下方法来制造如图1所示的有机EL显示器。
首先，以类似于在形成有内涂层12的玻璃衬底10的表面上的常规TFT成形处理方式来重复膜成形和模制，从而形成TFT20、隔层绝缘层膜17、以及电极配线(未示出)、源极和漏极电极21以及钝化膜18。
其次，如图3所示，在钝化膜24上形成厚度为100nm的SiN膜31。
通过将PS和PMMA的双嵌段聚合物溶解到PGEMA中而获得的涂渍溶液通过旋涂被涂敷到SiN膜31上。此处，在PGEMA中的双嵌段聚合物的质量浓度被设置为2％。其次，通过在110℃下烘烤，将溶液从被涂膜上去除。在该方式中，形成了如图4所示的有机层90。
之后，有机层90在210℃的氮气氛围中被退火4小时，并且接着在135℃下被退火40小时。从而如图5所示，由PMMA制成的岛状区域91以及由PS制成的海洋状区域92在有机层90中生成。
其次，有机层90经过RIE，通过它岛状区域91被去除，同时海洋状区域92如图6所示被保留。
接着，如图7所示，通过将海洋状区域92用作为掩模来模制SiN膜31。即，彼此分开的开口形成在SiN模31上，从而形成出第一部分。然后，海洋状区域92从SiN模31上去除，然后它就成为第一部分。
此外，如图8所示，具有100nm厚度的丙烯酸树脂在第一部分31上形成第二部分，并且因此在第一部分31中形成的开口被填充。在该方式中，获得了输出耦合层30。即，在该示例中，获得了输出耦合层30，其中第一部分31和第二部分32均由透明材料制成，并且在第一部分31和第二部分32在折射率上的差异为0.3甚至更大。
其次，通过使用掩模溅射方法将ITO喷涂到输出耦合层上，从而获得前电极41。
然后，光敏树脂被涂敷在其上形成有前电极41的衬底11上。所获得的被涂膜经过图案曝光和显影(exposure and development)，从而形成在对应于像素发光部分的位置具有开口的防水分隔绝缘层50。通过使用CF4/O2等离子气体对其上形成有分隔绝缘层50的衬底10进行表面处理，从而使分隔绝缘层50的表面氟化。
接着，缓冲层形成油墨通过使用油墨喷射方法被排入形成分隔绝缘层50的液体存储器中，从而在每个液体存储器中形成一液态膜。然后液态膜在120℃下被加热3分钟，从而获得缓冲层42b。在此，缓冲层42b的厚度被设置为30nm并且其折射率被设置为1.9。
之后，发射层形成油墨通过油墨喷射方法被排入到每个缓冲层42b上，从而形成一液态膜。然后，每层液态膜在90℃的温度下加热1小时，从而获得发射层42a。在此，发射层42a的厚度被设置为200nm并且其折射率被设置为1.8。
其次，钡通过真空蒸发被涂敷到其上形成有发射层42a的衬底11的表面上。然后铝通过蒸发被涂敷，因此形成后电极43a。从而，完成TFT阵列衬底。
在这之后，紫外线固化树脂被应用到分离布置的衬底玻璃主表面(未示出)的外围以形成封接层(未示出)。然后，该玻璃衬底和上述阵列衬底在不活泼气体氛围中被黏附到一起，从而封接层排列其上的表面和后电极43排列其上的表面彼此面对。此外，封接层被紫外线固化，并且光散射层60被黏附在衬底10的外表面上。因此，完成如图1所示的有机EL显示器1。
图10是根据本发明示例的有机EL显示器输出耦合层的原子力显微镜照片。如图10所示的照片是在第二部分32形成之前而拍摄的。
如图10所示，每个都大致为圆形状的开口在输出耦合层30的第一部分31中形成。每个开口的直径大约为200nm，并且开口被规则地排列，从而连接相邻开口中心的线形成边长约为400nm的正三角形。即，当从垂直于输出耦合层30的主表面的方向看时，第二部分32的阵列形成三角点阵。当从垂直于输出耦合层30的主表面的方向看时，第二部分32的每一个是大致的圆圈。
(比较示例)
用与上示例所述相似的方法来生产有机EL显示器，但是没有提供输出耦合层30和光散射层60。
然后，对根据本发明示例以及比较示例的有机EL显示器1在相同的条件下输出到外部环境中的光能进行测量。结果，用根据本发明示例的有机EL显示器1所获得的光能是用根据比较示例的有机EL显示器所获得光能的2.5倍。因此，可以确定：根据本发明示例的有机EL显示器较之根据比较示例的有机EL显示器，有更高的发光效率。
对本领域一般技术人员来说，额外的优势和修改是很容易产生的。因此，本发明在其更宽的范围内不限于在此所示和描述的特定细节和代表实施例。相应地，在不脱离如所附权利要求及其等效体所定义的总的发明概念的精神或范围之内，可做出各种修改。

Claims (20)

1.一种光学设备，包括：
第一波导层，其中产生多光束干涉；
第二波导层，所述第二波导层包括面对所述第一波导层的后表面和作为光输出表面的前表面的；以及
输出耦合层，被安置在所述第二波导层的后侧并且面对所述第一波导层，
其中，所述输出耦合层包括：作为具有光透射属性的层的第一部分、以及分散在所述第一部分中并与所述第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中所述第二部分的阵列形成三角形点阵。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当从垂直于所述输出耦合层的主表面的方向看时，所述第二部分的每一个基本上是圆形的。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一部分具有通孔，所述通孔分别由所述第二部分填充。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二部分的折射率与所述第一部分不同。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一波导层包括：包括发射层的有机层，以及面对所述有机层的具有光透射属性的电极。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一波导层包括：具有光透射属性的第一电极，面对所述第一电极的具有光透射属性的第二电极，以及介于所述第一和第二电极之间且包括发射层的有机层。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，面对所述第一波导层的所述输出耦合层的表面是平整的。
8.一种有机EL显示器，包括：
有机EL元件，包括：前电极，面对所述前电极的后电极，以及介于所述前后电极之间并包括发射层的有机层；
绝缘层，具有光透射属性，包括：面对所述前电极的后表面以及作为光输出表面的前表面；以及
输出耦合层，置于所述绝缘层的后侧并面对所述有机EL元件，
其中所述输出耦合层包括：作为具有光透射属性的层的第一部分、以及分散在所述第一部分中并与所述第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中所述第二部分的阵列形成三角点阵。
9.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，当从垂直于所述输出耦合层的主表面的方向看时，所述第二部分的每一个基本上是圆形的。
10.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述第一部分具有通孔，所述通孔分别由所述第二部分填充。
11.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述第二部分的折射率与所述第一部分不同。
12.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述输出耦合层介于所述绝缘层和所述前电极之间。
13.如权利要求8所述的显示器，还包括置于所述后电极的后侧的反射层，其中所述后电极具有光透射属性。
14.如权利要求13所述的显示器，其特征在于，所述输出耦合层介于所述后电极和所述反射层之间。
15.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述绝缘层包括透明衬底。
16.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述绝缘层包括透明保护层。
17.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，面对所述有机EL元件的所述输出耦合层的表面是平整的。
18.一种光学设备，包括：
第一波导层，光在其中传播；
第二波导层，包括：面对所述第一波导层的后表面、以及作为光输出层的前表面；以及
输出耦合层，置于所述第二波导层的后侧、且面对所述第一波导层，
其中所述输出耦合层是将光从所述第一波导层导向所述第二波导层的衍射图案的集合。
19.一种有机EL显示器，包括：
有机EL元件，包括：前电极，面对所述前电极的后电极，以及介于所述前后电极之间、且包括发射层的有机层；
绝缘层，具有光透射属性，包括：面对所述前电极的后表面以及用作光输出表面的前表面；以及
输出耦合层，置于所述绝缘层的后侧、且面对所述有机EL元件，
其中所述输出耦合层包括：作为具有光透射属性的层的第一部分、以及分散在所述第一部分中并与所述第一部分的光学属性不同的第二部分，并且其中所述第二部分的阵列形成三角点阵。
20.一种有机EL显示器，包括：
有机EL元件，包括：前电极，面对所述前电极的后电极，以及介入所述前电极和后电极之间、且包括发射层的有机层；
绝缘层，具有光透射属性，包括：面对所述前电极的后表面以及用作光输出表面的前表面；以及
输出耦合层，置于所述绝缘层的后侧、且面对所述有机EL元件，
其中所述输出耦合层包括：作为具有光透射属性的层的第一部分、以及与所述第一部分的光学属性不同的第二部分。
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