TW201424077A - 含有光擷取下部結構之有機發光二極體及包含其之顯示裝置 - Google Patents

含有光擷取下部結構之有機發光二極體及包含其之顯示裝置 Download PDF

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Abstract

茲提供一種包含光擷取下部結構及二極體上部結構的有機發光二極體。該光擷取下部結構包含分佈於該不連續的光擷取波導元件和該玻璃基板之波導表面上方的光驅逐基質。該光驅逐基質係分佈於不同的厚度，以增強該光擷取下部結構之二極體上部結構接合側的平坦性，並在該不連續的光擷取波導元件之該波導元件終點提供光驅逐位點。在操作中，源自於該二極體上部結構之該有機發光半導體材料的光被耦合到該光擷取下部結構之該不連續波導元件，因為各個耦合模式之特徵在於一近似的耦合長度，該近似的耦合長度係定義為光模式從該上部結構波導被耦合到該光擷取下部結構的其中一個不連續波導元件所需的傳播距離。

Description

含有光擷取下部結構之有機發光二極體及包含其之顯示裝置 【相關申請案的交叉引用】
本專利申請案根據專利法主張於2012年10月1日提出申請的美國臨時專利申請案序號第61/708,196號的優先權權益，該申請案之內容為本案所依據且該申請案之內容以引用方式全部併入本文中。
本揭示係關於有機發光二極體(OLED)及包含該有機發光二極體之顯示裝置。例如，構思的顯示裝置包括但不限於光源、圖像顯示器、視覺指示器或任何使用一或多個光源來滿足其功能的其他裝置。
有機發光二極體(OLED)對於顯示應用通常是有吸引力的。各種的OLED架構已被提出來提高操作效率及增強OLED的其他性能參數，該等性能參數包括例如美國專利第7,834,539號、第7,824,541號和第7,432,649號及公開的美國 早期公開案US 2012/0155093、US 2012/0112225和US 2007/0252155中所提出者。LED(特別是OLED)領域中持續的挑戰是最佳化來自裝置的光擷取。提出本揭示之技術作為增強OLED性能的進一步手段。
本發明人已經認可的是，雖然在OLED裝置中可以有效地產生光，但所產生的許多光仍然陷於裝置中。事實上，在許多的裝置中，只有約25%釋放到環境中，留下約45%陷在裝置的有機材料中及約30%陷在裝置的玻璃層中。依據本揭示的標的物，所提供的光擷取下部結構可增強從OLED裝置的有機材料之光擷取，並減少陷入裝置的玻璃層內。所提出的下部結構可以併入化學強化玻璃，例如離子交換玻璃。此外，所提出的下部結構之玻璃可以使用例如熔融拉引製程來大量製造。
在本揭示之一個實施例中，提供一種包含光擷取下部結構及二極體上部結構的有機發光二極體。該光擷取下部結構包含玻璃基板、分佈於該玻璃基板之波導表面上方的複數個不連續的光擷取波導元件，以及分佈於該不連續的光擷取波導元件和該玻璃基板之該波導表面上方的光驅逐基質。該不連續的光擷取波導元件在波導元件終點之間延伸。該光驅逐基質係分佈於不同的厚度，以增強該光擷取下部結構之二極體上部結構接合側的平坦性，並在該不連續的光擷取波導元件之該波導元件終點提供光驅逐位點。將該上部結構波 導和該光擷取下部結構設置成使得在操作中，源自於該二極體上部結構之有機發光半導體材料的光被耦合到該光擷取下部結構之該不連續波導元件，因為各個耦合模式之特徵在於近似的耦合長度LC，該近似的耦合長度LC係定義為光模式從該上部結構波導被耦合到該光擷取下部結構的其中一個不連續波導元件所需的傳播距離。該不連續的光擷取波導元件或至少大部分的該不連續的光擷取波導元件具有從約LC LT 5LC的長度LT。
在本揭示之另一個實施例中，提供一種有機發光二極體，其中大部分的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間沿著由該上部結構波導界定的光傳播方向延伸少於約20μm。該光驅逐基質的折射率η(P)比該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)小至少約0.2。此外，該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)相差約0.2或更少。再者，該上部結構波導的厚度x(O)與該不連續光擷取波導元件和該光驅逐基質的組合厚度x(WG+P)相差小於約1.5μm，該上部結構波導與該不連續光擷取波導元件間隔小於約1.5μm。
10‧‧‧二極體上部結構
12‧‧‧陰極
14‧‧‧陽極
15‧‧‧上部結構波導
16‧‧‧有機發光半導體材料
20‧‧‧光擷取下部結構
22‧‧‧玻璃基板
24‧‧‧光擷取波導元件
24A‧‧‧波導元件終點
24B‧‧‧波導元件終點
25‧‧‧二極體上部結構接合側
26‧‧‧波導表面
30‧‧‧光驅逐基質
35‧‧‧光驅逐位點
40‧‧‧密封層
100‧‧‧有機發光二極體(OLED)
當結合以下圖式來閱讀時可以最好地瞭解以下本揭示之具體實施例的詳細描述，其中使用相同的元件符號來指示相同的結構。
第1圖為依據本揭示之一個實施例的有機發光二極體(OLED)之分層結構示意圖。
第2圖表示使用掃描式電子顯微鏡取得的光擷取下部結構之約30μm乘20μm表面部分的圖像。
第3圖圖示第2圖的部分表面圖像。
第4圖圖示依據本揭示的OLED之構思的折射率分佈。
第5圖圖示在依據本揭示構思的OLED中不連續的光擷取波導元件和上部結構波導之間的間隔距離x影響穿隧幅度的方式。
第6圖圖示依據第1圖的示意圖製作的、但無平滑或平坦化層的裝置所獲得的強度(第6A圖)。該裝置的左側在OLED上含有奈米顆粒，而右側只含有OLED。將強度差圖示於圖形上(第6B圖)，其中在散射位點存在下強度增加(3.4倍)。
第7圖圖示具有散射層和平坦化層的玻璃之SEM。第7A圖圖示約2um的總厚度，而第7B圖圖示3.7um的厚度。在這兩張照片中，散射層顯示為在下界面的白色顆粒，而平坦化層為散射層上面的粗糙表面。
第1圖是依據本揭示之一個實施例的有機發光二極體(OLED)100之分層結構示意圖。圖示的有機發光二極體100包含二極體上部結構10和光擷取下部結構20。二極體上 部結構10包含陰極12、陽極14及夾置於陰極12和陽極14之間的有機發光半導體材料16，以共同界定上部結構波導15。光擷取下部結構20包含玻璃基板22、分佈於玻璃基板22之波導表面26上方的複數個不連續的光擷取波導元件24、以及分佈於不連續的光擷取波導元件24和玻璃基板22之波導表面26上方的光驅逐基質30。OLED 100還可以包含密封層40。
第2圖表示使用掃描式電子顯微鏡取得的所構思光擷取下部結構20之約30μm乘20μm表面部分的圖像，並且第3圖圖示第2圖的部分表面圖像之放大細節。如第1-3圖所圖示，不連續的光擷取波導元件24沿著光傳播方向在波導元件終點24A、24B之間延伸，光傳播方向大致上沿著Z軸前進，如同上部結構波導15所界定的。在某些情況下，在由Y和Z界定的區域中，光擷取波導元件所佔用的空間總量可以從約35%至約65%，亦即如第2圖所圖示的表面積將包含約35-65%的光擷取波導元件。
光驅逐基質30分佈於不同的厚度，以增強光擷取下部結構20之二極體上部結構接合側25的平坦性，並在不連續的光擷取波導元件24之波導元件終點24A、24B提供光驅逐位點35，耦合的光可以從光驅逐位點35被分散到環境中。
將上部結構波導15和光擷取下部結構20設置成使得在操作中，源自於二極體上部結構10之有機發光半導體材料16的光被耦合到光擷取下部結構20之不連續波導元件24，因為各個耦合模式之特徵在於近似的耦合長度LC，近似 的耦合長度LC係定義為光模式從上部結構波導15被耦合到光擷取下部結構20的其中一個不連續波導元件24所需的傳播距離LT。耦合長度是由波導的幾何形狀、波導指數、波長以及耦合波導模式的有效折射率之間的不匹配所決定的，在下文中將有進一步的詳細描述。
在本揭示的一些實施例中，足以確保的是，絕大部份或大體上全部的不連續光擷取波導元件在波導元件終點之間的線性程度具有相當於約耦合長度至約五倍耦合長度的長度，或LC LT 5 LC。在其他的實施例中，足以確保的是，絕大部份或大體上全部的不連續光擷取波導元件在波導元件終點24A、24B之間延伸少於約20μm。在任一情況下，假使不連續波導元件24與上部結構波導15的距離為微米的(較佳為次微米的)而且假使包括不連續波導元件24的光擷取下部結構20表現出與上部結構波導15類似的有效折射率和尺寸，則可以大為增強從上部結構波導15的光擷取。
參照第3圖，構思的是可以將不連續光擷取波導元件與上部結構波導沿著垂直於光傳播方向的維度分離大約0.4μm。在此情況下，耦合長度通常約為10μm或更短，並且波導元件終點24A、24B之間的不連續光擷取波導元件24之長度約為10μm或更短。當不連續光擷取波導元件24與上部結構波導分離約0.3μm時，耦合長度通常約為5μm或更短，並且不連續光擷取波導元件之長度約為5μm或更短。在大部分的情況下，絕大部份或大體上全部的不連續光擷取波導元件24將在波導元件終點24A、24B之間延伸約1μm至 約20μm的長度。
第2圖和第3圖圖示不連續光擷取波導元件24在玻璃基板22之波導表面26上方的分佈。較佳的是，波導元件24界定出偽隨機分佈。為了本揭示的目的，值得注意的是，偽隨機分佈是一種控制程度足以確保大部分重要的波導元件24均勻分佈的隨機分佈，亦即那些元件24的長度是從約1μm至約20μm。
進一步參照第4圖中示意性圖示的折射率分佈，在一些構思的實施例中，增強的光擷取可以藉由確保光驅逐基質的折射率η(P)比上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)小至少約0.2來實現。進一步較佳的是，確保上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)相差約0.2或更小。此外，參照第1圖，可以沿著垂直於光傳播方向(大致上沿著Z軸前進)的維度將上部結構波導的厚度x(O)與不連續光擷取波導元件和光驅逐基質的組合厚度x(WG+P)設計為相差小於約1.5μm，或在一些實施例中設計為相差小於約1.0μm。如以上所注意到的，往往較佳的是沿著垂直於光傳播方向的維度將上部結構波導15與不連續光擷取波導元件24間隔小於約1.5μm，或在一些實施例中分離小於約1.0μm。
更具體來說，構思的是上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)可以相差約0.2或更小，而且在一些情況下可以相差約0.05或更小，並且光驅逐基質的折射率η(P)與玻璃基板的折射率η(G) 可以大約相等。舉例來說(但不是以限制的方式)，構思的是上部結構波導的有效折射率ηeff(O)可以是約1.8，並且不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)可以超過2.0、或至少為約1.75或更大。
作為有效裝置設計的一般指南，構思的是上部結構波導的有效折射率ηeff(O)、不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)、光驅逐基質的折射率η(P)以及玻璃基板的折射率η(G)可以滿足以下的關係：1.6η(P)1.3 2.0ηeff(O)1.7 ηeff(WG)>1.7 1.6η(G)1.4 |η(P)-η(G)|<0.2 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.3 ηeff(O)-η(P)0.2並且瞭解到，以下更狹窄的關係可以替代性地應用於進一步增強光擷取和驅逐：ηeff(WG)1.75 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.2 ηeff(O)-η(P)0.25。
替代的實施例可以滿足以下的關係：1.55η(P)1.45 1.85ηeff(O)1.75 ηeff(WG)>1.7 1.55η(G)1.45 |η(P)-η(G)|<0.1 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.1 ηeff(O)-η(P)0.2並且瞭解到，以下更狹窄的關係可以替代性地應用於進一步增強光擷取和驅逐：ηeff(WG)1.75 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.05 ηeff(O)-η(P)0.25。
如以上所注意到的，假使不連續波導元件24與上部結構波導15相距微米(較佳為次微米)的距離並且假使包括不連續波導元件24的光擷取下部結構20表現出與上部結構波導15類似的有效折射率和尺寸，則可以大大地增強來自上部結構波導15的光擷取。為此目的，參照第1圖，可能較佳的是確保沿著垂直於光傳播方向的維度之不連續光擷取波導元件24和光驅逐基質30的組合厚度x(WG+P)為約1.5μm或更小。在一些實施例中，較佳的將是確保間隔為約0.5μm或更小。另外，光擷取下部結構20的二極體上部結構接合側25之特徵為RMS表面粗糙度係約20nm或更小，這可以藉由提供厚度足夠的光驅逐基質30來完成。在任何情況下，應小心的是確保光驅逐基質30夠厚而能夠在上部結構波導邊界實現平滑的界面，但光驅逐基質30又夠薄，以允許光從上部結構波導15大量穿隧至不連續波導元件24。
從上部結構波導15穿隧至不連續波導元件24的機 率係由下式給出P=e(-2qd)其中q=2πλ(η1 2-ηeff 2)-1/2。對於這些折射率值、1.65的上部結構模式有效折射率、以及0.75μm的間隔，穿隧的機率是在10-8的等級，此等級非常的小。然而，假使存在光可以耦合的波導，則耦合長度約由下式給出[2πP(λ)/λ]1/2。第5圖係P1/2為波導間隔的函數之圖，波導間隔為直接與耦合長度成比例的參數。重要的是注意到，假使波導的波導參數不匹配，則波導之間的耦合係以指數方式降低。此部分的降低係由下式給出C2/(C2+(△β/2)2)。由於C通常是小的數，例如10-3或10-4，故波導的有效折射率中的差異必須是相對小的，因為△β=(2π/λ)△neff其中△neff為波導的有效折射率中的差異。
參照第1圖，選擇用於二極體上部結構10之陰極12、陽極14及有機發光半導體材料16的特定材料係超出本揭示之範圍，並且可以從有關標的物的傳統和尚待開發的教示收集到。然而，值得注意的是，陰極12較佳為透明的導電氧化物，像是銦錫氧化物(ITO)，銦錫氧化物對於有機發光半導體材料16發射的光是透明的，並提供與光擷取下部結構 20之二極體上部結構接合側25適當的界面。還值得注意的是，上部結構波導的厚度x(O)較佳為約1.0μm或更小，或更佳為約0.5μm或更小。
同樣地，也可以從有關標的物的傳統和尚待開發的教示收集到選擇用於玻璃基板的特定材料。然而，值得注意的是，本揭示之概念非常適用於各種類型的玻璃，包括例如使用例如熔融拉引製程大量製造的玻璃及化學強化的離子交換玻璃。
對於不連續的波導元件24，應該小心來確保材料的選擇能夠實現本文所述的各種參數和特性。舉例來說、但不是藉由限制的方式，構思的是不連續的波導元件24可以包含共同形成二氧化鈦附聚物的二氧化鈦和黏結劑。或者，構思的是波導元件24可以包含二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化錫、氧化鋅或上述之組合。黏結劑可以是界面活性劑(通常<1重量%，較佳<0.05重量%)而且較佳是非離子型和無反應性的，並且不應影響無機氧化物奈米顆粒的電荷。也可以選擇黏結劑來對奈米顆粒溶液提供良好的分散性質，並且可以降低水性奈米顆粒溶液的表面張力(在25℃約34達因/公分)，而提供具有均勻性的可浸塗溶液。舉例來說、但不是藉由限制的方式，非離子型界面活性劑係選自類似於TergitolTM的界面活性劑，TergitolTM界面活性劑是一種非離子型界面活性劑，可向陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)購得。還可以構思的是，適當的黏結劑可以包括例如類似於Pluronics P123®的界面活性劑，Pluronics P123®的界面活性 劑是一種終止於一級羥基的雙官能基嵌段共聚物界面活性劑，並且可向BASF公司購得。
產生波導元件及/或層的塗佈方法包括本技術領域中習知的那些將產生具有所需性質的表面之方法，其中可以改變波導元件的濃度和分散劑的濃度，以在最終產品提供必要的波導元件濃度。這樣的方法包括但不限於浸塗法、旋塗法、網版印刷、噴墨塗佈、噴塗、蒸汽或顆粒沉積、輥塗或輥對輥處理等。
光驅逐基質30的光驅逐材料也可以被視為黏結劑和光滑/平坦化層，並且可以具有大致上與玻璃基板22的折射率相似的折射率。例如，可以將光驅逐材料提供為「旋塗玻璃」。光驅逐基質30可以以相對高的抗龜裂性(固化後收縮率低)為特徵、可以具有填充奈米級間隙的能力、以及通常可以是熱穩定的。一般來說，光驅逐基質在空氣中高達約250-300℃是熱穩定的。超出此溫度基質材料可能會變得熱不穩定及/或分解。藉由舉例而非限制的方式，光驅逐基質30可以由以下中之一或多者所形成：部分聚合的聚甲基矽氧烷(例如T-12、512B、T-11旋塗玻璃(Honeywell))、聚-二甲基-矽氧烷、聚-二苯基-矽氧烷、部分聚合的聚矽倍半氧烷、聚-甲基-矽倍半氧烷(HardSilTM AM，Gelest化學品)以及聚-苯基-矽倍半氧烷、聚-甲基-苯基矽倍半氧烷(HardSilTM AP,Gelest)。
實例
第6圖圖示依據第1圖的示意圖製作的、但無平滑 或平坦化層的裝置所獲得的強度(第6A圖)。該裝置的左側在OLED上含有奈米顆粒，而右側只含有OLED。將強度差圖示於圖形(第6B圖)上，其中在散射位點存在下強度增加(3.4倍)。
第7圖圖示具有散射層和平坦化層的玻璃之SEM。第7A圖圖示約2um的總厚度，而第7B圖圖示3.7um的厚度。在這兩張照片中，散射層顯示為在下界面的白色顆粒，而平坦化層為散射層上面的粗糙表面。
表1顯示對應於第7A圖(約2m厚度)和第7B圖(約3.7m厚度)中圖示的SEM之AFM RMS粗糙度量測。總RMS表面粗糙度顯示出對黏結劑深度及附聚物尺寸的相關性。
在本揭示中，值得注意的是，本文中對於各個「上部」和「下部」結構的參照並非意圖將所主張的多種OLED和OLED裝置限制於任何特定的方位。相反地，只是引入這些用語來提供一個方便的方式來區分集合組合件的兩個主要部件。
已經詳細地藉由參照具體實施例來描述本揭示之標的物，但應當指出的是，即使是在特定的元件被圖示在伴隨本描述的每個圖式中的情況下，仍不應將本文中所揭示的各 種細節視為暗示這些細節與作為本文所述的各種實施例之基本組件的元件有關。舉例來說，第1圖僅僅是依據本揭示之一個實施例的OLED 100之分層結構的示意圖。本文中構思了各式各樣的OLED架構，其中可以很方便地從本描述、附圖及所附申請專利範圍收集到結構的細節。第1圖是為了說明的目的而被提出，而且第1圖並無意圖產生其中圖示的各種態樣中之每一者為本文中構思的各種實施例之必要部分的推定。
應將本文隨附的申請專利範圍視為本揭示之廣度及本文所述各種實施例之相應範疇的唯一表示。進一步地，在不偏離本發明於所附申請專利範圍中界定的範疇之下，顯而易見的是可以有多種的修改和變化。更具體地，雖然本文中認可本揭示的一些態樣為較佳的或特別有利的，但構思的是本揭示並非必須限定於這些態樣。
值得注意的是，以下申請專利範圍中之一或多者使用用語「其中」作為連接性詞語。為了界定本揭示的目的，值得注意的是，該用語係被引入申請專利範圍中作為開放式的連接性詞語，該連接性詞語係用以引入一系列結構特性的陳述，並且應該以如同解釋較一般性使用的開放性前言用語「包含」的方式來解釋該連接性詞語。
還值得注意的是，不應使用本文中陳述的「至少一」組件、元件等來產生冠詞「一(a)」或「一(an)」的替代使用應被限制於單一組件、元件等的推斷。
進一步值得注意的是，本文中將本揭示之組件陳述 為以特定的方式「設置」、為了體現特定的性質或以特定的方式發揮功能，該等陳述係為結構性陳述而非意圖使用的陳述。更具體地，本文中提及組件被「設置」的方式係表示該元件存在的物理性條件，因此可將對組件被「設置」的方式之描述視為對組件的結構特性之明確陳述。
值得注意的是，當用語像是「較佳地」、「通常地」及「典型地」用於本文中時，並非用以限制所主張的發明之範圍或暗示某些特徵對於所主張的發明之結構或功能是關鍵的、必要的或甚至是重要的。應該說，這些用語僅意圖確定本揭示之實施例的特定態樣，或是為了強調可用於或可不用於本揭示之特定實施例的替代或附加特徵。
在本揭示中，值得注意的是，用語「大致上」和「約」在本文中是用於表示固有程度的不確定性，該固有程度的不確定性可以被歸因於任何定量的比較、數值、量測或其他的表示。本文中亦使用用語「大致上」和「約」來表示表達的量與所述參考物之間可能的差異程度不會造成所討論標的物之基本功能產生變化。
10‧‧‧二極體上部結構
12‧‧‧陰極
14‧‧‧陽極
15‧‧‧上部結構波導
16‧‧‧有機發光半導體材料
20‧‧‧光擷取下部結構
22‧‧‧玻璃基板
24‧‧‧光擷取波導元件
24A‧‧‧波導元件終點
24B‧‧‧波導元件終點
25‧‧‧二極體上部結構接合側
26‧‧‧波導表面
30‧‧‧光驅逐基質
35‧‧‧光驅逐位點
40‧‧‧密封層
100‧‧‧有機發光二極體(OLED)

Claims (28)

  1. 一種有機發光二極體，包含一光擷取下部結構及一二極體上部結構，其中：該二極體上部結構包含一陰極、一陽極及一夾置於該陰極和該陽極之間的有機發光半導體材料，以共同界定一上部結構波導；該光擷取下部結構包含一玻璃基板、分佈於該玻璃基板之一波導表面上方的複數個不連續的光擷取波導元件、以及分佈於該不連續的光擷取波導元件和該玻璃基板之該波導表面上方的一光驅逐基質；該不連續的光擷取波導元件沿著一由該上部結構波導界定的光傳播方向在波導元件終點之間延伸；該光驅逐基質係分佈於不同的厚度，以增強該光擷取下部結構之一二極體上部結構接合側的平坦性，並在該不連續的光擷取波導元件之該波導元件終點提供光驅逐位點；將該上部結構波導和該光擷取下部結構設置成使得在操作中，源自於該二極體上部結構之有機發光半導體材料的光被耦合到該光擷取下部結構之該不連續波導元件，因為各個耦合模式之特徵在於一近似的耦合長度，該近似的耦合長度係定義為一光模式從該上部結構波導被耦合到該光擷取下部結構的其中一個不連續波導元件所需的傳播距離；以及大部份的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間的線性程度不超過五倍的該耦合長度。
  2. 如請求項1所述之有機發光二極體，其中大部份的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間延伸小於約20μm；該光驅逐基質的折射率η(P)比該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)小至少約0.2；該上部結構波導的厚度x(O)與該不連續光擷取波導元件和該光驅逐基質的組合厚度x(WG+P)沿著一垂直於該光傳播方向的維度相差小於約1.5μm；以及該上部結構波導沿著一垂直於該光傳播方向的維度與該不連續光擷取波導元件間隔小於約1.5μm。
  3. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)相差約0.3或更少。
  4. 如請求項3所述之有機發光二極體，其中該光驅逐基質的折射率η(P)和該玻璃基板的折射率η(G)滿足以下的限制：|η(P)-η(G)|<0.2。
  5. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)相差約0.2或更少。
  6. 如請求項5所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)係約2.0ηeff(O)1.7，以及該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)係約1.7或更大。
  7. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)、該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)以及該光驅逐基質的折射率η(P)滿足以下的關係：1.6η(P)1.3 2.0ηeff(O)1.7 ηeff(WG)>1.7 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.3 ηeff(O)-η(P)0.2。
  8. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)、該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)以及該光驅逐基質的折射率η(P)滿足以下的關係：1.6η(P)1.3 2.0ηeff(O)1.7 ηeff(WG)1.75 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.2 ηeff(O)-η(P)0.25。
  9. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)、該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)、該光驅逐基質的折射率η(P)以及該玻璃基板的折射率η(G)滿足以下的關係：1.6η(P)1.3 2.0ηeff(O)1.7 ηeff(WG)>1.7 1.6η(G)1.4 |η(P)-η(G)|<0.2 |ηeff(O)-ηeff(WG)|0.3 ηeff(O)-η(P)0.2。
  10. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中沿著一垂直於該光傳播方向的維度，該不連續光擷取波導元件和該光驅逐基質的組合厚度x(WG+P)為約1.5μm或更小。
  11. 如請求項10所述之有機發光二極體，其中該不連續光擷取波導元件與該上部結構波導沿著一垂直於該光傳播方向的維度間隔約0.5μm或更少。
  12. 如請求項10所述之有機發光二極體，其中該光擷取下部結構之該二極體上部結構接合側係以一約15nm或更小的表面粗糙度為特徵。
  13. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中沿著一垂直於該光傳播方向的維度，該上部結構波導的厚度x(O)為約1.0μm或更少。
  14. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中沿著一垂直於該光傳播方向的維度，該上部結構波導的厚度x(O)為約0.5μm或更少。
  15. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中大體上全部的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間沿著一由該上部結構波導界定的光傳播方向延伸少於20μm。
  16. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中平坦化層夠厚，以使該光擷取下部結構之該二極體上部結構接合側以一約15nm或更小的RMS表面粗糙度為特徵，並且平坦化層夠薄，以允許光從該二極體上部結構穿隧至該光擷取下部結構之該不連續光擷取波導元件。
  17. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該耦合長度為該上部結構波導和該光擷取下部結構之該不連續波導元件中之選擇的一者間隔的一距離之函數。
  18. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中大體上全部的 該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間的線性程度係從約該耦合長度至五倍的該耦合長度。
  19. 如請求項17所述之有機發光二極體，其中：該不連續光擷取波導元件沿著一垂直於該光傳播方向的維度與該上部結構波導間隔約0.5μm或更小；該近似的耦合長度為20μm或更小；以及大部份的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間的線性程度為約20μm或更小。
  20. 如請求項17所述之有機發光二極體，其中：該不連續光擷取波導元件沿著一垂直於該光傳播方向的維度與該上部結構波導間隔約0.3μm或更小；該近似的耦合長度為10μm或更小；以及大部份的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間的線性程度為約10μm或更小。
  21. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中大部份的該不連續光擷取波導元件沿著一由該上部結構波導界定的光傳播方向在該波導元件終點之間延伸從約1μm至約20μm的長度。
  22. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中該不連續的光擷取波導元件係以一偽隨機分佈分佈於該玻璃基板之該波導 表面上方，該偽隨機分佈被控制到一足以確保約1μm至約20μm的不連續光擷取波導元件均勻地分佈於該玻璃基板之該波導表面上方的程度。
  23. 如請求項2所述之有機發光二極體，其中大體上全部的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間沿著一由該上部結構波導界定的光傳播方向延伸從約1μm至約20μm。
  24. 一種有機發光二極體，包含一二極體上部結構及一光擷取下部結構，其中：該二極體上部結構包含一陰極、一陽極及一夾置於該陰極和該陽極之間的有機發光半導體材料，以共同界定一上部結構波導；該光擷取下部結構包含一玻璃基板、分佈於該玻璃基板之一波導表面上方的複數個不連續的光擷取波導元件、以及分佈於該不連續的光擷取波導元件和該玻璃基板之該波導表面上方的一光驅逐基質；大部份的該不連續光擷取波導元件在該波導元件終點之間沿著一由該上部結構波導界定的光傳播方向延伸少於約20μm；該光驅逐基質係分佈於不同的厚度，以增強該光擷取下部結構之一二極體上部結構接合側的平坦性，並在該不連續的光擷取波導元件之該波導元件終點提供光驅逐位點；該光驅逐基質的折射率η(P)比該上部結構波導的有效折 射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)小至少約0.2；該上部結構波導的有效折射率ηeff(O)和該不連續光擷取波導元件的有效折射率ηeff(WG)相差約0.3或更少；該上部結構波導的厚度x(O)與該不連續光擷取波導元件和該光驅逐基質的組合厚度x(WG+P)沿著一垂直於該光傳播方向的維度相差小於約1.5μm；以及該上部結構波導沿著一垂直於該光傳播方向的維度與該不連續光擷取波導元件間隔小於約1.5μm。
  25. 一種合併一或多個請求項1之該有機發光二極體的顯示裝置。
  26. 如請求項25所述之顯示裝置，其中該有機發光二極體包含一白色背光。
  27. 一種形成請求項1之該有機發光二極體的方法，包含以下步驟：a.在一基板上形成不連續的光擷取波導元件；b.在該不連續的光擷取波導元件上形成一光驅逐基質；c.在該光驅逐材料上形成一二極體上部結構，其中該二極體上部結構包含：i.一陰極；ii.一陽極；及 iii.一夾置於該陰極和該陽極之間的有機發光半導體材料；以及d.選擇性地在該二極體上部結構上形成一密封層。
  28. 如請求項27所述之方法，其中該光驅逐層係在溫度300℃以下的空氣中形成。
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