TW202015268A - 用於有機發光二極體的具有高折射率奈米顆粒的光抽取結構 - Google Patents

用於有機發光二極體的具有高折射率奈米顆粒的光抽取結構 Download PDF

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Abstract

一種有機發光二極體（OLED）組件，包括：二極體上部結構，包括陰極、具有na 的折射率的陽極、及介於該陰極與該陽極之間的有機發光半導體材料；及光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的散射橫截面。該光繞射子結構包括：透明基板、與該基板接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的折射率的平坦化層。進一步地，np 是在na 的25%內，且ns > np 。此外，ns ≥ 約1.9。

Description

用於有機發光二極體的具有高折射率奈米顆粒的光抽取結構
此申請案依據專利法主張指定給美國的於2018年7月23日所提出的第PCT/RU2018/000484號的國際專利申請案的優先權權益，該國際專利申請案的整體內容以引用方式依附及併入本文中。
本揭示內容大致與有機發光二極體（OLED）、OLED基的照明設備、及OLED基的顯示設備相關；更詳細而言，本揭示內容與用於與OLED一起使用的光抽取結構、組件、及構件、以及製作該等光抽取結構、組件、及構件的方法相關。
採用OLED技術的影像呈現設備現在很普遍。OLED技術的一個缺點是，由OLED活性材料（OAM）所產生的光易於低效地從設備輸出耦接（out-coupling）。OLED的有機層通常對於光透射及輸出耦接而言造成低效的平坦波導器。更詳細而言，由OLED所透射的光可能被捕集在平坦的波導器中，而不是與個別的半導電層及導電層的平面垂直地發射。此種捕集的光可能接著被設備的損耗部件吸收，或在其他情況下在不使用的方向上散射，或在一些情況下可能使由OLED設備所呈現的影像位移。
雖然OLED基的照明並不涉及影響產生及影像位移的問題，但光透射效率仍然是重要的。也就是說，效率（意指注射的電載流子單位數量所產生的有用照射光子數量）在OLED基的照明應用中是高度重要的。OLED設備的內部量子效率（重新結合的電子及電洞單位數量所產生的光子數量）可以達到幾乎完美的值（通常超過99%）。主要問題是如何在對照射有用的方向上（即一般是在與OLED堆疊垂直的方向上）抽取這些光子。捕集在OLED設備的有機區域中的大部分光子永遠不會離開設備，且在與需要用來供應電荷載流子的導體的表面等離極化激元（SPP）的交互作用中消耗。
因此，需要具有增加的從OLED的OAM到空氣的光抽取效率（即光學抽取（OE））的OLED設備。此外，需要可以用相對低的處理相關成本及高良率來製造的高效率OLED設備配置。
依據本揭示內容的一些態樣，提供了一種有機發光二極體（OLED）組件，該OLED組件包括：二極體上部結構，包括陰極、具有na 的折射率的陽極、及介於該陰極與該陽極之間的有機發光半導體材料；及光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的散射橫截面。該光繞射子結構包括：透明基板、與該基板接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的折射率的平坦化層。進一步地，np 是在na 的25%內，且ns > np 。此外，ns ≥ 約1.9。
依據本揭示內容的一些態樣，提供了一種有機發光二極體（OLED）組件，該OLED組件包括：二極體上部結構，包括陰極、具有na 的折射率的陽極、及介於該陰極與該陽極之間的有機發光半導體材料；及光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的散射橫截面。該光繞射子結構包括：透明基板、與該基板接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的折射率的平坦化層。進一步地，np 是在na 的25%內，ns > np ，且ns ≥ 約1.9。此外，該複數個奈米顆粒的尺寸的範圍從約200 nm到約30微米，且該複數個奈米顆粒被佈置在該基板上的單層中。
依據本揭示內容的一些態樣，提供了一種有機發光二極體（OLED）組件，該OLED組件包括：二極體上部結構，包括陰極、具有na 的折射率的陽極、及介於該陰極與該陽極之間的有機發光半導體材料；及光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的散射橫截面。該光繞射子結構包括：透明基板、與該基板接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的折射率的平坦化層。進一步地，np 是在na 的25%內，ns > np ，且ns ≥ 約1.9。此外，該OLED組件包括至少40%進入該基板的光抽取效率。
將在隨後的詳細說明中闡述額外的特徵及優點，且本領域中的技術人員將藉由該說明容易理解該等特徵及優點，或藉由實行如本文中所述的實施例來認識該等特徵及優點，該等實施例包括了隨後的詳細說明、請求項、以及附圖。
要了解到，上述的一般說明及以下的詳細說明兩者描述了各種實施例，且旨在提供概觀或架構以理解所請求保護的標的的本質及特性。
包括了附圖以提供各種實施例的進一步了解，且將該等附圖併入此說明書且構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本文中所述的各種實施例，且與說明書一起用來解釋所請求保護的標的的原理及操作。
將在以下的詳細說明中闡述額外的特徵及優點，且本領域中的技術人員將藉由該說明以及請求項及附圖理解或藉由實行如以下說明中所描述的實施例以及請求項及附圖認識該等特徵及優點。
如本文中所使用的，用語「及/或」在用於二或更多個項目的列表中時，意指可以採用所列出的項目中的任何一者本身或可以採用所列出的項目中的二或更多者的任何組合。例如，若將組成描述為包含成分A、B、及/或C，則該組成可以單獨包含A；單獨包含B；單獨包含C；包含A及B的組合；包含A及C的組合；包含B及C的組合；或包含A、B、及C的組合。
在此文件中，例如為第一及第二、頂部及底部等等的關係用語僅用來將一個實體或動作與另一個實體或動作進行區隔，而不一定需要或暗示此類實體或動作之間的任何實際的此類關係或順序。
本領域中的技術人員及製作或使用本揭示內容的彼等人將想到本揭示內容的變體。因此，據了解，附圖中所示出的及上文所描述的實施例僅是為了說明的目的且不旨在限制依據專利法的原理（包括等同原則）所解讀的本揭示內容的範圍，該範圍是由以下的請求項所界定的。
為了此揭示內容的目的，用語「耦接」一般意指兩個元件（電氣的或機械的）彼此直接或間接接合。此類接合可以本質上是固定的或本質上是可動的。可以用兩個元件（電氣的或機械的）及任何額外的中間構件實現此類接合，該等中間構件彼此或與該兩個元件一體地形成為單一的整體。除另有說明外，此類接合可以本質上是永久的，或可以本質上是可移除的或可釋放的。
本文中所使用的，用語「約」意味著，數量、尺寸、配方、參數、及其他量及特性是不準確或不需要是準確的，而是依需要可以是近似及/或較大或較小的反射容差、轉換因數、捨入、測量誤差等等、及本領域中的技術人員所習知的其他因素。在將用語「約」用於描述值或範圍的端點時，應將本揭示內容理解為包括所指稱的特定值或端點。無論本說明書中的數值或範圍端點是否記載「約」，數值或範圍端點都是要包括兩種實施例：一種被「約」修飾，而一種不被「約」修飾。將進一步了解到，範圍中的每一者的端點與另一個端點相比是有意義的（significant）且是與另一個端點無關地有意義的。
如本文中所使用的用語「實質」、「實質上」、及其變化旨在敘述，所述特徵等於或幾乎等於一個值或描述。例如，「實質平坦」的表面旨在指示平坦或幾乎平坦的表面。並且，「實質」旨在指示兩個值是相等或幾乎相等的。在一些實施例中，「實質」可以指示在彼此約10%內的值，例如在彼此約5%內的值，或在彼此約2%內的值。
如本文中所使用的方向性用語（例如上、下、右、左、前、後、頂、底）是僅參照如所繪製的圖式而作出的，且不是要暗示絕對的定向。
如本文中所使用的，用語「該」或「一」意味著「至少一個」，且不應限於「只有一個」，除非明確地相反指示。例如，因此對於「一元件」的指稱包括了具有二或更多個此類元件的實施例，除非上下文另有清楚指示。
如本文中也使用的，用語「奈米顆粒」及「顆粒」可互換地用來指具有從約200 nm到約30微米或如本文中所具體揭露的更小範圍的尺寸（例如針對顆粒的最大尺度或直徑的尺寸）的顆粒。因此，本揭示內容的奈米顆粒可以包括微米級、奈米級、或微米級及奈米級的顆粒。
如本文中也使用的，用語「光抽取效率（EQE）」指的是本揭示內容的OLED結構從該等OLED結構的發光材料（例如該等OLED結構的OLED活性材料）向空氣或設備的收容該等OLED結構的另一態樣透射光的效率。
本文中也使用的用語「光學增強（OE）」指的是本揭示內容的OLED結構與不具有光繞射子結構的相同OLED結構相比，從本揭示內容的該等OLED結構的發光材料透射光的增強因數。
本文中也使用的用語「折射率」用來指層、構件、組件、結構、上部結構、或子結構具有特定的光學折射率或有效光學折射率（例如基於其材料組合的折射率的總和）。
本文中也使用的用語「高折射率」用來指層、構件、組件、結構、上部結構、或子結構具有至少1.8的折射率。
本文中也使用的用語「低折射率」用來指層、構件、組件、結構、上部結構、或子結構具有1.55或更小的折射率。
大致參照附圖且特別是圖1，將理解，該等插圖是為了描述特定實施例的目的，且不旨在將本揭示內容的隨附請求項限於該等特定實施例。該等附圖不一定是按照比例的，且為了明確及簡潔起見，可能在比例上誇張地示出或用示意形式示出附圖的某些特徵及某些視圖。
此揭示內容中描述的是有機發光二極體（OLED）、OLED組件、OLED基的照明設備、及OLED基的顯示設備。本揭示內容更詳述了用於與OLED一起使用的光抽取結構、組件、及構件，以及製作該等光抽取結構、組件、及構件的方法。更一般而言，本文中所揭露的OLED結構提供了增加的來自由這些結構的OAM向空氣所透射的光的光學增強（OE）。這些OLED結構包括耦接到光繞射子結構的OLED照明設備，且光繞射子結構包括高折射率平坦化層、包括奈米顆粒的散射層、及基板（例如聚合的、玻璃的、或玻璃陶瓷的基板）。
本文中所揭露的OLED結構及組件的實施例解決了增加OLED基照明設備或其他發光OLED設備（例如顯示器，且更具體而言是底部或頂部發射OLED設備）的輸出耦接效率的需要。OLED結構及組件可以實現沉積在剛性或柔性的低折射率基板（例如聚合的、玻璃的、或玻璃陶瓷的基板）與高折射率OAM之間的材料層中的散射及波導效應的最大利用，以針對由OAM所產生的給定光量實現OLED基設備更大的光輸出。在一些實施方式中，此種光學增強（OE）可以藉由引入以下項目來實現：位於OLED附近的高折射率平坦化層、與該平坦化層接觸的低折射率基板、及位於該平坦化層內或用其他方式耦接到該平坦化層且與該基板接觸的高折射率奈米顆粒（例如具有由OAM所產生的光的波長的數量級或大於該波長的直徑）。
存在與本揭示內容的OLED結構及組件相關聯的各種優點。一個優點是，本揭示內容的OLED組件相對於常規的OLED設備展示了大於2.5倍的輸出耦接效率增加的光學增強（OE）水平量。進一步，利用具有帶有較低的訊號損耗水平的OAM的OLED設備，接近3倍的輸出耦接效率增加的OE水平是可行的。本揭示內容的OLED組件的另一個重要優點是，該等OLED組件可以用相對簡單的製造過程來製造，特別是與常規的OLED設備或具有宣稱增加OE水平的配置的其他OLED設備相比。
現參照圖1，提供了依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件100的示意說明。所繪示的OLED組件100可以包括二極體上部結構110及光繞射子結構150。光繞射子結構150可以用作用於光繞射的獨立裝置（例如在沒有二極體上部結構的情況下，在安裝在另一個光透射設備或組件上時）。二極體上部結構110可以包括陽極120、陰極140、及介於陽極120與陰極140之間的有機發光半導體材料160。光繞射子結構150可以包括透明基板156、分佈在透明基板156的波導面158上方的光繞射層151。繞射層151包括複數個奈米顆粒154、及平坦化層152。該複數個奈米顆粒154介於透明基板156與平坦化層152之間、或在該透明基板及該平坦化層中的任一者或兩者內。透明基板156可以包括玻璃、玻璃陶瓷、聚合物、或這些材料的組合。
再次參照圖1，平坦化層152可以具有np 的折射率。透明基板156可以具有ng 的折射率。陽極120可以具有na 的折射率。進一步，在分佈在透明基板156上方或內時，該複數個奈米顆粒154可以具有折射率ns 。也如圖1中所示，該複數個奈米顆粒154可以具有在顆粒之間及/或環繞顆粒的可選黏合基質157。在存在時，黏合基質157可以包括與平坦化層152、透明基板156相同的材料、或另一種材料，該材料具有與平坦化層152及透明基板156、或這些材料的組合相同或實質相同的折射率。進一步地，依據一些實施例，黏合基質157可以具有在平坦化層152及透明基板156的彼等折射率之間的折射率。
依據OLED組件100的一些實施例，平坦化層152的折射率（np ）被配置為與陽極140的折射率（na ）實質類似。在一些實施方式中，平坦化層的折射率（np ）是在陽極140的折射率（na ）的25%內。依據一些實施例，平坦化層的折射率（np ）是在陽極140的折射率（na ）的25%內、在陽極140的折射率（na ）的20%內、在陽極140的折射率（na ）的15%內、在陽極140的折射率（na ）的10%內、在陽極140的折射率（na ）的5%內、或在陽極140的折射率（na ）的在這些值之間的百分比內。
依據圖1中所描繪的OLED組件100的一些實施方式，該複數個奈米顆粒154的折射率（ns ）被配置為大於平坦化層152的折射率（np ）。在一些實施方式中，該複數個奈米顆粒的折射率（ns ）被配置為大於平坦化層152的折射率（np ）達至少5%、達至少10%、達至少15%、達至少20%、達至少25%、達至少30%、達至少35%、達至少40%、達至少45%、達至少50%、達至少55%、達至少60%、或達這些百分比內的量。在一些實施例中，該複數個奈米顆粒154的折射率（ns ）≥ 1.9、≥ 2.0、≥ 2.1、≥ 2.2、≥ 2.3、≥ 2.4、≥ 2.5、≥ 2.6、≥ 2.7、≥ 2.8、≥ 2.9、≥ 3.0、或是這些值之間的折射率。依據一些實施方式，該複數個奈米顆粒154的折射率（ns ）為從約1.9到約2.7，平坦化層152的折射率（np ）以及ns 與np 之間的差為至少0.5。
如先前所述，圖1中所描繪的OLED組件100可以包括二極體上部結構110。上部結構110的陽極120可以是透明導電二極體（TCO）（例如銦錫氧化物（ITO）），該透明導電二極體對於由有機發光半導體材料160所發射的光透明或實質透明且提供與光繞射子結構150的二極體上部結構接合側125合適的介面。進一步地，陰極140可以包括具有適當功函數以匹配發光材料160的任何導電材料。例如，陰極可以包括Ag、Au、Al、Sm、Tm、Yb、或雙金屬材料（例如Ca:Al、Eu:Yb、或Tm:Yb）。陰極140的厚度可以從約70 nm到約400 nm、從約70 nm到約300 nm、或從約70 nm到約200 nm。在一些實施例中，在陰極140的厚度小於約70 nm時，設備可以變成是雙向的，因為光也可以從陰極散逸。在某些情況下，若採用二極體上部結構110中的額外元件來收獲從陰極140散逸的光，則這可以是有利的。因此，OLED組件100的一些實施例可以包括一種陰極140，該陰極具有從約10 nm到約70 nm的厚度、小於約70 nm厚度、或使得大於1%的從OLED所發射的光發射通過陰極140的厚度。
再次參照圖1中所描繪的OLED組件100，二極體上部結構110可以具有約2微米或更小的厚度。在一些實施方式中，二極體上部結構110具有2.0微米或更小、1.5微米或更小、1微米或更小、或在一些情況下小於0.5微米的厚度。在實施例中，該複數個奈米顆粒154以及任何黏合基質157的厚度大於二極體上部結構110的厚度。在其他的實施例中，該複數個奈米顆粒154以及任何黏合基質157的厚度與二極體上部結構110的厚度實質相同或小於該二極體上部結構的厚度。依據OLED組件100的一些實施方式，平坦化層152的厚度為從約1微米到約30微米、從約1微米到約25微米、從約1微米到約20微米、從約1微米到約15微米、從約1微米到約10微米、從約1微米到約7.5微米、或從約1微米到約5微米。在一些實施方式中，也可以將平坦化層152的厚度設定為小於1微米、小於約0.5微米、或甚至小於約0.3微米。
仍參照圖1中所描繪的OLED組件100，該複數個奈米顆粒154可以包括BaTiO3 、BaO、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、HfO2 、ZnO、Ta2 O5 、Al2 O3 、它們的矽酸鹽、其他的金屬氧化物、或上述項目的組合。在優選的實施例中，該複數個奈米顆粒154由具有高折射率（例如從約1.到約3.0、從約1.9到約2.7、或從約1.9到約2.5）的材料所製造。
該複數個奈米顆粒154可以採取各種形狀，包括但不限於球形、立方形、角錐形、不規則形、及上述項目的組合。可以將該複數個奈米顆粒154佈置在具有小於平坦化層152的厚度的厚度的容積內。也可以將該複數個奈米顆粒154佈置在平坦化層152及透明基板156中的任一者或兩者內的單層中。也可以將該複數個奈米顆粒佈置在基板156上的單層中。進一步地，該複數個奈米顆粒154的尺寸（例如針對該等奈米顆粒的最大尺度或直徑）的範圍可以從約200 nm到約30微米。在一些實施方式中，該複數個奈米顆粒154的尺寸的範圍可以從約200 nm到約30微米、從約200 nm到約25微米、從約200 nm到約20微米、從約200 nm到約15微米、從約200 nm到約10微米、從約200 nm到約9微米、從約200 nm到約8微米、從約200 nm到約7微米、從約200 nm到約6微米、從約200 nm到約5微米、從約200 nm到約4微米、從約200 nm到約3微米、從約200 nm到約2微米、從約200 nm到約1微米、或在這些範圍內。在實施例中，該複數個奈米顆粒154可以在這些範圍端點內或在這些範圍點的子集內表現具有相同或類似的平均值及中值的單種粒度分佈或多種粒度分佈。
關於可選的黏合基質157，它可以位在如圖1中所示的該複數個奈米顆粒154之間及/或環繞該複數個奈米顆粒。黏合基質157可以包括與平坦化層152、透明基板156相同的材料、具有與平坦化層152及透明基板156的彼等折射率實質類似或在該平坦化層及該透明基板的彼等折射率之間的折射率的另一種材料、或這些材料的組合。在一些實施方式中，黏合基質157及該複數個奈米顆粒154可以集體形成奈米顆粒附聚物。
再次參照圖1中所描繪的OLED組件100，依據一些實施例，該複數個奈米顆粒154與黏合基質157的組合可以展現小於0.05微米的表面粗糙度（RMS）。在一些實施例中，此種組合可以具有小於約0.03微米的表面粗糙度。在一些實施例中，此種組合可以具有約0.05微米到約1微米的表面粗糙度。
如圖1中也描繪的，OLED組件100的平坦化層152可以包括聚合的、玻璃的、玻璃陶瓷的、及陶瓷的材料中的任一者或更多者、或上述項目的組合。在優選的實施例中，平坦化層152包括選定為造成與陽極120的折射率類似或實質類似的折射率的一種材料或多種材料。依據一些實施例，例如，可以將平坦化層152提供為含有氧化矽、氧化鈦、或氧化矽-氧化鈦的溶膠凝膠或「旋轉塗佈玻璃」（SOG）聚合材料，例如倍半矽氧烷。平坦化層152的材料可以由相對高的破裂抗性（例如固化之後的低收縮）所表徵、可以具有填充奈米級及微米級間隙（例如與該複數個奈米顆粒154跟黏合基質157的組合相關聯的表面粗糙）的能力、且可以大致是熱穩定的。例如，平坦化層152的材料在空氣中在高達約450℃下可以是熱穩定的。超過此溫度，平坦化層152的材料可能變得熱不穩定及/或分解。
依據平坦化層152的一些實施方式，該平坦化層可以由含有氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、及其他金屬氧化物中的一或更多者的以下聚合材料中的一或更多者所形成：具有TiO2 奈米顆粒的矽氧烷基聚合物（例如來自Toray Industries公司的VF-1800矽氧烷聚合物）、部分聚合化的聚甲基倍半矽氧烷（例如來自Honeywell公司的T-II SOG）、聚二甲基矽氧烷、聚二苯基矽氧烷、部分聚合化的聚倍半矽氧烷、聚甲基倍半矽氧烷（來自Gelest Chemicals的HardSilTM AM）、聚苯基倍半矽氧烷、聚甲基苯基倍半矽氧烷（例如來自Gelest Chemicals的HardSilTM AP）、SOG鈦酸鹽（來自Desert Silicon的Ti-100、Ti-140、Ti-1000）、及SOG氧化矽-氧化鈦混合物（例如來自Desert Silicon的Ti-452）。依據一些實施例，平坦化層152可以額外包括具有相對高的折射率的一或更多種填料，例如銳鈦礦、TiO2 、ZnO2 、及其他金屬氧化物。
如先前所述，圖1中所描繪的透明基板156可以包括玻璃、玻璃陶瓷、聚合物、或這些材料的組合。依據實施例，基板156的厚度可以從約1微米到約30微米。在一些實施方式中，基板156的厚度的範圍從約1微米到約30微米、從約1微米到約25微米、從約1微米到約20微米、從約1微米到約15微米、從約1微米到約10微米、從約1微米到約7.5微米、或從約1微米到約5微米。依據一個實施例，透明基板156可以包括Corning® Eagle XG®玻璃。在OLED組件100的一些實施方式中，透明基板156包括薄的、柔性的玻璃基板，該玻璃基板可以依據卷到卷或卷到設備的處理採用在組件100中，如由本揭示內容的領域中的技術人員所了解的。進一步地，可以從關於相同標的的常規及未來的教示中搜集針對透明基板156所選定為包括玻璃的具體材料。然而，應注意，本揭示內容的概念非常適於透明基板156的各種類型的玻璃，包括例如使用例如熔融拉製過程來大量製造的玻璃及化學強化、離子交換的玻璃。依據一些實施例，透明基板156的折射率的範圍可以從約1.4到約1.55。
再次參照圖1中所描繪的OLED組件100，OLED組件的態樣可以展現與來自該OLED組件的發光材料（例如有機發光半導體材料160）的光相關聯的至少40%的光抽取效率（EQE）。依據OLED組件100的一些實施方式，在與來自該組件的發光材料的光相關聯時，組件可以展現至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%的光抽取效率（EQE）、及這些臨界值之間的所有EQE值。在一個優選的實施例中，OLED組件100可以展現與來自該OLED組件的發光材料的光相關聯的至少55%的EQE。
仍參照圖1中所描繪的OLED組件100，OLED組件的實施例可以展現至少1.5倍的光學增強（OE），即相對於不具有任何光繞射子結構或類似組件的二極體上部結構110。依據OLED組件的一些實施例，該組件可以展現至少1.5倍、至少1.6倍、至少1.7倍、至少1.8倍、至少1.9倍、至少2.0倍、至少2.1倍、至少2.2倍、至少2.3倍、至少2.4倍、至少2.5倍、至少2.6倍、至少2.7倍、至少2.8倍、至少2.9倍、至少3.0倍、至少3.1倍、至少3.2倍、至少3.3倍、至少3.4倍、至少3.5x的光學增強（OE）、及這些臨界值之間的所有OE水平。在一個優選的實施例中，OLED組件100可以展現至少1.9倍的OE。
依據一個實施例，提供了如圖1中所描繪的示例性有機發光二極體（OLED）組件100，該組件包括：二極體上部結構110，包括陰極140、具有na 的折射率的陽極120、及介於陰極140與陽極120之間的有機發光半導體材料160；及光繞射子結構150，提供來自二極體上部結構110的光的散射橫截面。光繞射子結構150包括：透明基板156、與基板156接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒154、及位於奈米顆粒154上方且具有np 的折射率的平坦化層152。進一步地，np 是在na 的25%內，且ns > np 。此外，ns ≥ 約1.9。
依據另一個實施例，提供了如圖1中所描繪的示例性有機發光二極體（OLED）組件100，該組件包括：二極體上部結構110，包括陰極140、具有na 的折射率的陽極120、及介於陰極140與陽極120之間的有機發光半導體材料160；及光繞射子結構150，提供來自二極體上部結構110的光的散射橫截面。光繞射子結構150包括：透明基板156、與基板156接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒154、及位於奈米顆粒154上方且具有np 的折射率的平坦化層152。進一步地，np 是在na 的25%內，且ns > np ，且ns ≥ 約1.9。此外，該複數個奈米顆粒154的尺寸的範圍從約200 nm到約30微米，且該複數個奈米顆粒被佈置在基板156上的單層中。
依據一個另外的實施例，提供了如圖1中所描繪的示例性有機發光二極體（OLED）組件100，該組件包括：二極體上部結構110，包括陰極140、具有na 的折射率的陽極120、及介於陰極140與陽極120之間的有機發光半導體材料160；及光繞射子結構150，提供來自二極體上部結構110的光的散射橫截面。光繞射子結構150包括：透明基板156、與基板156接觸且具有ns 的折射率的複數個奈米顆粒154、及位於奈米顆粒154上方且具有np 的折射率的平坦化層152。進一步地，np 是在na 的25%內，且ns > np ，且ns ≥ 約1.9。此外，如圖1中所描繪的OLED組件100包括至少40%進入基板156的光抽取效率（EQE）。
現參照圖2A，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖2A中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在單層中、被可選的黏合基質157環繞、及位在基板156的波導面158上。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射層151：將奈米顆粒154安置在基板156的波導面158上，然後在奈米顆粒上方塗覆及固化平坦化層152及黏合基質157（若存在的話）的材料。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖2A中未示出））。
現參照圖2B，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖2B中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在單層中、被可選的黏合基質157環繞、且嵌入在基板156內（例如緊鄰波導面158）。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射子結構150：用奈米顆粒154及可選的黏合基質157的懸浮液塗覆及固化聚合透明基板156。例如，可以塗覆聚合基板156，然後塗覆奈米顆粒154及黏合基質157（若存在的話），然後將這些構件中的每一者固化在一起。接下來，可以將平坦化層152的材料塗覆在先前形成的基板156上方（例如包括奈米顆粒154），然後固化。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖2B中未示出））。
現參照圖2C，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖2C中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在單層中、被可選的黏合基質157及/或來自平坦化層152的材料環繞。進一步地，如圖2C中所示，該複數個奈米顆粒154部分地嵌入在基板156（例如緊鄰波導面158）及平坦化層152內。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射子結構150：用奈米顆粒154及可選的黏合基質157的懸浮液塗覆及部分固化聚合透明基板156，然後塗覆及部分固化部分固化的基板156上方的平坦化層152的材料（例如包括奈米顆粒154）。最後，固化部分固化的平坦化層152及透明基板156（例如包括單層中的奈米顆粒154），因此將它們接合以形成光繞射子結構150。或者，可以由熱塑聚合物形成透明基板156，將該透明基板加熱到超過其軟化點，且將該複數個奈米顆粒154部分壓到基板156中。此時，可以塗覆且隨後在奈米顆粒154及基板156上方固化平坦化層152（及可選的黏合基質157）。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖2C中未示出））。
現參照圖2D，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖2D中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在不規則的單層或複數個層中、被黏合基質157及來自平坦化層152的材料環繞、且部分嵌入在基板156（例如緊鄰波導面158）及平坦化層152內。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射子結構150：用奈米顆粒154及可選的黏合基質157的懸浮液塗覆及部分固化聚合透明基板156，然後塗覆及部分固化部分固化的基板156上方的平坦化層152的材料（例如包括奈米顆粒154）。最後，固化部分固化的平坦化層152及透明基板156（例如包括不規則的單層或複數個層中的奈米顆粒154），因此將它們接合以形成光繞射子結構150。或者，可以由熱塑聚合物形成透明基板156，將該透明基板加熱到超過其軟化點，且將該複數個奈米顆粒154部分壓到基板156中。此時，可以塗覆且隨後在奈米顆粒154及基板156上方固化平坦化層152（及可選的黏合基質157）。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖2D中未示出））。
現參照圖2E，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖2E中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152，該複數個奈米顆粒具有複數種形狀及/或尺寸。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在單層中、被可選的黏合基質157及來自平坦化層152的材料環繞、且部分嵌入在基板156（例如緊鄰波導面158）及平坦化層152內。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射子結構150：用奈米顆粒154（具有變化的形狀及/或尺寸）及可選的黏合基質157的懸浮液塗覆及部分固化聚合透明基板156，然後塗覆及部分固化部分固化的基板156上方的平坦化層152的材料（例如包括奈米顆粒154）。最後，固化部分固化的平坦化層152及透明基板156（包括佈置在單層中的奈米顆粒154），因此將它們接合以形成光繞射子結構150。或者，可以由熱塑聚合物形成透明基板156，將該透明基板加熱到超過其軟化點，且將該複數個奈米顆粒154部分壓到基板156中。此時，可以塗覆且隨後在奈米顆粒154及基板156上方固化平坦化層152（及可選的黏合基質157）。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖2E中未示出））。
現參照圖3A，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖3A中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在密堆積的單層中且位在基板156的波導面158上。進一步地，氣隙159位在奈米顆粒154中的每一者之間。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射層151：在載具（未示出）上塗覆及固化含有奈米顆粒154的懸浮液的平坦化層152。在平坦化層152被形成為具有載具上的奈米顆粒154的密堆積的單層之後，將生成的層與載具分開，然後用可固化的黏著劑或某種其他的黏合劑（未示出）黏合到透明基板156，因此造成如圖3A中所示的氣隙159。因此，氣隙159的形成（從其高折射率的觀點來看是有益的）需要仔細控制用來將平坦化層152中的暴露奈米顆粒154黏合到基板156的過程。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖3A中未示出））。
現參照圖3B，描繪了包括與基板156接觸的複數個奈米顆粒154的OLED組件100的示意說明。如圖3B中所示，二極體上部結構110定位在光繞射子結構150上方。光繞射子結構150包括透明基板156及光繞射層151，繞射層151包括複數個奈米顆粒154及平坦化層152。更詳細而言，該複數個奈米顆粒154被佈置在密堆積的單層中、被可選的黏合基質157環繞、及位在基板156的波導面158上。在一些實施例中，可以藉由以下步驟來形成光繞射層151：將奈米顆粒154安置在基板156的波導面158上，然後在奈米顆粒154上方塗覆及固化平坦化層152及可選的黏合基質157的材料。可以接著將生成的光繞射子結構150接合到二極體上部結構110（例如接合到上部結構的陽極120（圖3B中未示出））。與圖3A中所描繪及先前所述的OLED組件100相比，圖3B中所描繪的OLED組件100可以用具有更少步驟的更簡單、成本更低的製造過程獲得相同或更佳的OE及EQE值。
現參照圖4，提供了依據本揭示內容的一個實施例可以採用在圖1-3B中所描繪的OLED組件100中的複數個奈米顆粒154的粒度分佈圖。更詳細而言，圖4中所描繪的奈米顆粒154包括具有約2.4的折射率的BaTiO3 、展現約0.6微米的中值及平均值、且尺寸範圍為從約0.05微米到約1.5微米。
圖5A是依據本揭示內容的實施例具有不同奈米顆粒尺寸的三種OLED組件配置（例如如圖2A中所描繪的OLED組件100）的光學增強（OE）圖，該光學增強是該等配置的平坦化層的折射率的函數。圖5A中所描繪的圖呈現了如經由將與圖2A中所描繪的OLED組件一致的OLED組件配置模型化所產生的估算的OE資料，假設平坦化層具有約5微米的厚度，透明基板具有1.5的折射率，且OLED的陽極具有約1.83的折射率（例如ITO）。從圖5A可以明顯看出，採用具有約1微米的平均尺寸的奈米顆粒的OLED組件展示了最佳的OE值（全都具有OE > 2.1倍）；然而，採用具有0.3微米及2微米的平均尺寸的奈米顆粒的OLED組件同樣地展示了良好的OE效能（全都具有OE > 1.9倍）。從圖5A也可以明顯看出，對於具有折射率為從約1.8到約1.9的平坦化層的OLED組件而言，OE水平處於它們的最佳值。因此，依據本揭示內容的一些優選的OLED組件被配置為具有一種平坦化層，該平坦化層具有約1.8到約1.9的折射率、或小於1.8或大於1.9且與二極體上部結構內的OLED的陽極的折射率實質匹配的折射率。
圖5B是依據本揭示內容的實施例的具有變化的平坦化層折射率的OLED組件配置的光抽取效率（EQE）與不具有光繞射子結構的OLED組件的進入空氣的抽取效率的比較圖。圖5B中所描繪的圖呈現了經由依據與圖2A中所描繪的OLED組件一致的OLED組件配置的轉移矩陣計算所產生的估算的OE資料，假設平坦化層具有約5微米的厚度且具有變化的折射率，不存在奈米顆粒，透明基板具有1.5的折射率，且OLED的陽極具有約1.83的折射率（例如ITO）。也就是說，不將奈米顆粒包括在模型OLED組件配置中以消除散射效應，因此加重了平坦化層的折射率的效應。從圖5B可以明顯看出，針對具有折射率為約1.5的平坦化層（例如玻璃層）的OLED組件計算出約2.1倍的EQE值。相比之下，針對具有折射率為約1.75到約1.9的平坦化層的OLED組件計算出約3.3-3.4倍的EQE值。因此，依據本揭示內容的優選OLED組件被配置為具有一種平坦化層，該平坦化層具有約1.75到約1.9的折射率、或小於1.75或大於1.9且與二極體上部結構內的OLED的陽極的折射率實質匹配的折射率。
圖5C是依據本揭示內容的實施例具有不同的奈米顆粒密度的兩種OLED組件配置的光學增強（OE）圖，該光學增強是奈米顆粒的折射率的函數。圖5C中所描繪的圖呈現了經由將與圖2A中所描繪的OLED組件一致的OLED組件配置模型化所產生的估算的OE資料，假設平坦化層具有約600 nm的厚度及2.1的折射率，奈米顆粒具有約400 nm的尺寸，透明基板具有1.5的折射率，且OLED的陽極具有約1.83的折射率（例如ITO）。進一步地，對兩種OLED配置進行了模型化，其中基板上方的單層內的奈米顆粒密度為46%及12%（分別參照例如圖3A及2A中所描繪的OLED組件100）。從圖5C可以明顯看出，隨著奈米顆粒的折射率增加，具有折射率大於2.0的奈米顆粒的OLED組件配置展現了增加的光學增強（OE）水平。進一步地，與採用密度為12%的奈米顆粒的OLED組件配置相比，採用密度為46%的奈米顆粒的OLED組件配置展現了較高的OE水平。因此，最大化本揭示內容的OLED組件配置中所採用的奈米顆粒的折射率可以有利地增加OLED組件的OE水平。
依據本揭示內容的實施例，可以依據相對低成本的製造步驟來製造圖1-3B中所描繪的OLED組件100。如先前所述，該複數個奈米顆粒154可以展現各種形狀且由多種已知製程製作。這些製程包括但不限於研磨及火焰水解。舉另一個例子，該複數個奈米顆粒154可以包括由依據溶膠凝膠合成製程生產的膠體溶液所備製的氧化鈦球，本揭示內容的領域中的技術人員了解溶膠凝膠合成製程。各種溶劑（例如水及乙醇）中的膠體氧化鈦及鈦酸鋇懸浮液可以是單分散的，其中顆粒尺寸的直徑從約200 nm到約30微米。
進一步關於製作圖1-3B中所描繪的OLED組件100的方法，可以使用奈米顆粒的溶液、混合物、或懸浮液來在透明基板156（例如包括玻璃組成）上塗覆奈米顆粒154的單層。可以使用本領域中已知的各種技術來完成塗覆步驟，例如旋轉塗覆或縫模塗覆。造成接近完全的六方堆積單層的一種製程被多樣地認為是浸塗技術、流體形成技術、或Langmuir-Blodgett技術。浸塗製程在合適液體的表面處形成奈米顆粒的單層，然後藉由將基板浸入在該液體中且緩慢地從該液體取出該基板來塗覆該基板。用於形成複數個奈米顆粒154的另一種方法稱為逐層（layer-by-layer, LbL）製程，其涉及處理基板156的波導面158，使得該波導面經歷負電荷且奈米顆粒帶有正電荷。進一步地，可以接著採用LbL製程來用各種方法（例如噴塗、浸沒及沖洗、或縫模技術）將帶電的顆粒沉積在基板的帶電的波導面上。
再次參照製作圖1-3B中所描繪的OLED組件100的方法，一旦在基板156的波導面158上（例如單層中）形成該複數個奈米顆粒154，就可以在奈米顆粒上方塗敷溶液，該溶液乾化或固化成固體材料，該固體材料具有與基板156的折射率相同或幾乎相同的折射率，例如氧化矽溶膠凝膠或各種旋轉塗佈玻璃（SOG）高氧化矽聚合材料，例如倍半矽氧烷。液體將穿透奈米顆粒154，因此形成一個層，奈米顆粒部分或完全浸沒到該層中。此種材料在乾化及/或固化之後就變成黏合基質157，且可以用來將顆粒黏合到基板156。舉一個該方法的變體，可以在單個塗覆步驟中沉積該複數個奈米顆粒154及黏合基質157。例如，首先備製氧化矽溶膠凝膠或倍半矽氧烷溶液中的奈米顆粒（例如氧化鈦或鈦酸鋇）的懸浮液。進一步地，若將SOG聚合物採用作黏合基質157，則可以隨後藉由在足夠高的溫度下退火以將有機成分氧化出塗層，來使得該等SOG聚合物是完全無機的。
在基板156上形成黏合基質157及該複數個奈米顆粒154且固化之後，可以形成OLED組件100的平坦化層152（參照圖1-3B）。在奈米顆粒154及黏合基質157上方塗覆高折射率平坦化層時，該平坦化層用來移除這些構件的任何粗糙性，因此起到平坦化塗層的作用。如先前所述，平坦化層152可以包括填有金屬氧化物奈米顆粒（例如TiO2 及/或ZrO2 ）的氧化鈦溶膠凝膠、有機-無機混合材料（例如矽氧烷）。一旦塗覆了平坦化層152，就接著依據本揭示內容的領域中的技術人員容易了解的條件乾化及固化該平坦化層，該等條件針對平坦化層152的特定組成所定制。最後，用常規方式在光繞射子結構150的頂部上製造二極體上部結構110，從陽極120（例如ITO）開始，且結束於陰極140（例如鋁）、及保護OLED層免受環境中的氧氣及濕氣的影響所需的任何屏障層。
現參照圖6A，依據本揭示內容的實施例，提供了分佈在透明玻璃基板上的單層中的BaTiO3 奈米顆粒的俯視圖、掃描式電子顯微鏡（SEM）顯微照片。從圖6A可以明顯看出，奈米顆粒良好地定位在玻璃基板上，且具有範圍從約500 nm到約1微米的粒度分佈，預期該粒度分佈帶來波長不敏感的散射強度。進一步地，如圖6A中所示的奈米顆粒實質上呈現單層的形式。此外，表面密度及顆粒尺寸是可以影響由內部採用了該等奈米顆粒的OLED組件所供給的光散射的可調整參數。
現參照圖6B，依據本揭示內容的一個實施例，提供了OLED組件配置（例如也如圖1-3B中所描繪的OLED組件配置）的橫截面的掃描電子顯微照片（SEM）。此處，經七次（7）塗覆及固化循環來形成奈米顆粒單層上方的平坦化層以達到最終約6.4微米的厚度。也可以明顯看出但未示出，可以藉由選定特定次數的塗覆及固化循環來仔細控制平坦化層的厚度。圖6B也展示，奈米顆粒良好分散在單層中，且AFM測量（未示出）確認，平坦化層的最終粗糙度小於約20 nm（Rpv ）。
雖然已經為了說明的目的闡述了示例性實施例及示例，但上述說明無論如何並不旨在限制揭示內容及隨附請求項的範圍。因此，可以在不實質脫離本揭示內容的精神及各種原理的情況下對上述實施例及示例作出變化及修改。旨在將所有此類修改及變化在本文中包括在此揭示內容的範圍內且由以下的請求項保護。
100:OLED組件 110:二極體上部結構 120:陽極 125:二極體上部結構接合側 140:陰極 150:光繞射子結構 151:光繞射層 152:平坦化層 154:奈米顆粒 156:透明基板 157:黏合基質 158:波導面 159:氣隙 160:有機發光半導體材料
下文是附圖中的圖式的說明。該等圖式不一定是依比例的，且為了明確及簡潔起見，可能在比例上誇張地示出或示意地示出圖式的某些特徵及某些視圖。
在該等繪圖中：
圖1是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明。
圖2A是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有與基板接觸的奈米顆粒。
圖2B是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有嵌入在基板中的奈米顆粒。
圖2C是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有部分嵌入在基板中的奈米顆粒。
圖2D是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有與基板接觸、嵌入在基板中、或部分嵌入在基板中的奈米顆粒。
圖2E是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有與基板接觸、嵌入在基板中、或部分嵌入在基板中的不同形狀的奈米顆粒。
圖3A是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有佈置在與基板接觸的密堆積單層中的奈米顆粒、及基板與奈米顆粒之間的氣隙。
圖3B是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件的示意說明，該OLED組件具有佈置在與基板接觸的密堆積單層中的奈米顆粒。
圖4是依據本揭示內容的一個實施例適用於OLED組件的複數個奈米顆粒的粒度分佈圖。
圖5A是依據本揭示內容的實施例具有不同奈米顆粒尺寸的三種OLED組件配置的光學增強（OE）圖，該光學增強是該等配置的平坦化層的折射率的函數。
圖5B是依據本揭示內容的實施例的具有不同的基板折射率的OLED組件配置的光抽取效率（EQE）與不具有基板的OLED組件的進入空氣的抽取效率的比較圖。
圖5C是依據本揭示內容的實施例具有不同的奈米顆粒密度的兩種OLED組件配置的光學增強（OE）圖，該光學增強是奈米顆粒的折射率的函數。
圖6A是依據本揭示內容的實施例分佈在基板上的單層中的奈米顆粒的掃描式電子顯微鏡（SEM）顯微照片。
圖6B是依據本揭示內容的一個實施例的OLED組件配置的橫截面的SEM顯微照片。
在與圖式結合閱讀時，將會更佳地了解前述概要以及以下的某些發明性技術的詳細說明。應了解到，請求項不限於圖式中所示的佈置及工具。並且，圖式中所示的外觀是可以採用來實現所陳述的裝置功能的許多裝飾外觀中的一者。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:OLED組件
110:二極體上部結構
120:陽極
125:二極體上部結構接合側
140:陰極
150:光繞射子結構
151:光繞射層
152:平坦化層
154:奈米顆粒
156:透明基板
157:黏合基質
158:波導面
160:有機發光半導體材料

Claims (20)

  1. 一種有機發光二極體（OLED）組件，包括： 一二極體上部結構，包括一陰極、具有na 的一折射率的一陽極、及介於該陰極與該陽極之間的一有機發光半導體材料；及 一光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的一散射橫截面， 其中該光繞射子結構包括：一透明基板、與該基板接觸且具有ns 的一折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的一折射率的一平坦化層，及 其中np 是在na 的25%內，且ns > np ，及 進一步地其中ns ≥ 約1.9。
  2. 如請求項1所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒包括鈦酸鋇或氧化鋇。
  3. 如請求項1所述的OLED組件，其中該平坦化層具有從約1微米到約10微米的一厚度。
  4. 如請求項1所述的OLED組件，其中該透明基板包括具有從約1.4到約1.55的一折射率的一玻璃組成。
  5. 如請求項1所述的OLED組件，其中ns 為從約1.9到約2.7，np 為從約1.7到約2.1，且ns 與np 之間的差為至少0.5。
  6. 一種有機發光二極體（OLED）組件，包括： 一二極體上部結構，包括一陰極、具有na 的一折射率的一陽極、及介於該陰極與該陽極之間的一有機發光半導體材料；及 一光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的一散射橫截面， 其中該光繞射子結構包括：一透明基板、與該基板接觸且具有ns 的一折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的一折射率的一平坦化層，及 其中np 是在na 的25%內，且ns > np ， 其中ns ≥ 約1.9，及 進一步地其中該複數個奈米顆粒的尺寸的範圍從約200 nm到約30微米，且該複數個奈米顆粒被佈置在該基板上的一單層中。
  7. 如請求項6所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒包括鈦酸鋇或氧化鋇。
  8. 如請求項6所述的OLED組件，其中該平坦化層具有從約1微米到約10微米的一厚度。
  9. 如請求項6所述的OLED，其中該透明基板包括具有從約1.4到約1.55的一折射率的一玻璃組成。
  10. 如請求項6所述的OLED組件，其中ns 為從約1.9到約2.7，np 為從約1.7到約2.1，且ns 與np 之間的差為至少0.5。
  11. 如請求項6所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒的尺寸的範圍從約200 nm到約2微米。
  12. 如請求項6所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒嵌入在一子層內，該子層具有大約等於該基板的該折射率的一折射率。
  13. 一種有機發光二極體（OLED）組件，包括： 一二極體上部結構，包括一陰極、具有na 的一折射率的一陽極、及介於該陰極與該陽極之間的一有機發光半導體材料；及 一光繞射子結構，提供來自該二極體上部結構的光的一散射橫截面， 其中該光繞射子結構包括：一透明基板、與該基板接觸且具有ns 的一折射率的複數個奈米顆粒、及位於該等奈米顆粒上方且具有np 的一折射率的一平坦化層，及 其中np 是在na 的25%內，且ns > np ， 其中ns ≥ 約1.9，及 進一步地其中該OLED組件包括至少40%進入該基板的一光抽取效率。
  14. 如請求項13所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒包括鈦酸鋇或氧化鋇。
  15. 如請求項13所述的OLED組件，其中該平坦化層具有從約1微米到約10微米的一厚度。
  16. 如請求項13所述的OLED組件，其中該透明基板包括具有從約1.4到約1.55的一折射率的一玻璃組成。
  17. 如請求項13所述的OLED組件，其中ns 為從約1.9到約2.7，np 為從約1.7到約2.1，且ns 與np 之間的差為至少0.5。
  18. 如請求項13所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒的尺寸的範圍從約200 nm到約2微米。
  19. 如請求項13所述的OLED組件，其中該複數個奈米顆粒嵌入在一子層內，該子層具有大約等於該基板的該折射率的一折射率。
  20. 如請求項13所述的OLED組件，其中該OLED組件包括至少55%進入該基板的一光抽取效率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123303A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Daikin Industries, Ltd. 含フッ素体積型ホログラム光情報記録材料用組成物およびそれを用いた含フッ素体積型ホログラム光情報記録媒体
CA2734864A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Innova Dynamics, Inc. Enhanced surfaces, coatings, and related methods
JP5572305B2 (ja) * 2008-12-12 2014-08-13 株式会社日立製作所 発光素子，発光素子を用いた発光装置、及び発光素子に使用される透明基板
KR101114916B1 (ko) * 2010-12-27 2012-02-14 주식회사 엘지화학 유기발광소자용 기판 및 그 제조방법
KR20130108026A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 주식회사 엘지화학 유기발광소자
KR20130108028A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 주식회사 엘지화학 유기발광소자
US9588263B2 (en) * 2012-08-17 2017-03-07 Corning Incorporated Display element having buried scattering anti-glare layer
JP6028974B2 (ja) * 2012-11-14 2016-11-24 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ナノコンポジット、ナノコンポジットの製造方法、及び面発光素子
JP2014103008A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Toshiba Corp 液体用容器、容器用照明装置、容器用部材及び容器照明システム
US20150084005A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 General Electric Company Leds with improved light extraction
JP6376134B2 (ja) * 2013-09-24 2018-08-22 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101824353B1 (ko) * 2014-03-10 2018-01-31 코니카 미놀타 가부시키가이샤 전계 발광 소자, 조명 장치, 및 전계 발광 소자의 제조 방법
FR3037963A1 (fr) * 2015-06-26 2016-12-30 Saint Gobain Performance Plastics Corp Film diffusant pour oled
US10112208B2 (en) * 2015-12-11 2018-10-30 VITRO S.A.B. de C.V. Glass articles with nanoparticle regions

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