TWI765891B - 用於有機發光二極體（ｏｌｅｄ）的光提取設備，及包含該光提取設備的ｏｌｅｄ顯示器及電子裝置 - Google Patents

用於有機發光二極體（ｏｌｅｄ）的光提取設備，及包含該光提取設備的ｏｌｅｄ顯示器及電子裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI765891B
TWI765891B TW106118227A TW106118227A TWI765891B TW I765891 B TWI765891 B TW I765891B TW 106118227 A TW106118227 A TW 106118227A TW 106118227 A TW106118227 A TW 106118227A TW I765891 B TWI765891 B TW I765891B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
oled
tapered
tapered reflector
light
reflector
Prior art date
Application number
TW106118227A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201807854A (zh
Inventor
狄米崔費拉迪斯拉佛維奇 庫克森寇夫
麥可 莫雷那克
智弘 石川
尼科類堤摩費耶維奇 提摩費
桔釗 江
Original Assignee
美商康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商康寧公司 filed Critical 美商康寧公司
Publication of TW201807854A publication Critical patent/TW201807854A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI765891B publication Critical patent/TWI765891B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/352—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels the areas of the RGB subpixels being different
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/353—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels characterised by the geometrical arrangement of the RGB subpixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
    • H10K2102/3023—Direction of light emission
    • H10K2102/3026—Top emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873—Encapsulations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

本案係關於用於改良從用來形成顯示器之頂部發光OLED的光提取的設備及方法，包括各具有該OLED的發光設備的陣列及光提取設備，該光提取設備包括係數匹配層及漸縮反射器。該漸縮反射器具有倒置的截頂金字塔之形式，其窄端經由該係數匹配層介接於該OLED。來自該OLED的光於該漸縮反射器側表面處在該漸縮反射器內經歷全內反射，並經導向該漸縮反射器的該頂表面。此光落在該頂表面的散逸錐(escape cone)內而因此離開該頂表面。該OLED顯示器具有支撐OLED陣列的基板，並且亦包括漸縮反射器陣列及封裝層，該等漸縮反射器相對於該等OLED經可操作地佈置，該封裝層在該漸縮反射器陣列頂上。

Description

用於有機發光二極體(OLED)的光提取設備，及包含該光提 取設備的OLED顯示器及電子裝置
本申請案主張美國申請第62/345201號(提交於2016年6月3日)的優先權權益，該美國申請之內容在此藉引用方式整體併入。
本揭示案係關於有機發光二極體(OLED)，特定言之係關於OLED顯示器及用於來自OLED顯示器之光提取的設備及方法，包括運用該等光提取設備及方法的OLED顯示器。
OLED通常包括基板、第一電極、一或更多OLED發光層、及第二電極。OLED可能為頂部發光的或底部發光的。頂部發光的OLED包括基板、第一電極、具有一或更多OLED層的OLED結構，及第二透明電極。該OLED結構的該一或更多OLED層包括發射層，並亦可能包括電子及電洞注入層及電子及電洞傳輸層。
在該第二電極頂上通常存在薄阻擋層。該阻擋層負責保護該些OLED層免於受氧氣及水的污染。該阻擋 層典型由高折射係數材料製成，諸如折射係數是2.03的氮化矽。由於該OLED結構所具的折射係數通常在1.7至1.8的範圍中，該OLED結構發射的光於該阻擋層的頂邊界(外表面)處被全內反射(TIR)所侷限(trapped)。此TIR相對地強(亦即，涵蓋相對大的角度範圍)，因為該阻擋層的折射係數相對於接觸該阻擋層之上表面的材料(通常為空氣或玻璃)為大。
為形成顯示器，該等OLED經佈置在顯示器基板上並以封裝層覆蓋。然而，即使封裝層及該等OLED之間的空間充滿固體材料，從OLED頂端發射的光仍將再次從封裝層的上表面受到TIR。此進一步減少了OLED發出之光可供OLED顯示器中使用的量。
本案揭露用於OLED顯示器之光提取的設備及方法。該些設備及方法運用了作為OLED顯示器之像素(例如有色像素，亦稱為次像素)之OLED通常間隔開並以已知圖案佈置，且該些OLED僅佔顯示器基板之頂表面的相對小部分的事實。本文中揭露的光提取設備及方法運用漸縮反射器的陣列，該等漸縮反射器能被製造(例如藉由複製)成封裝層的局部，使得該等漸縮反射器表面與支撐在該基板上的OLED具有相同大小及間隔。該等漸縮反射器就能利用係數匹配材料(能具有黏著性)經設置在OLED基板及其上的OLED頂上。在一個實例中，該等漸 縮反射器由固體稜鏡所界定，該等固體稜鏡藉由全內反射操作或該等固體稜鏡具有有反射性塗層的側邊。
例示性漸縮反射器具有倒置且截頂之金字塔或圓錐的形式，該截頂金字塔的寬端在頂上且從該處發射光，而窄端在底下。底端(底表面)光學耦合至(即，光學介接於)OLED的發光表面。此種光學耦合較佳地經由係數匹配材料來使光學耦合效率最佳化。較佳地，漸縮反射器材料及係數匹配材料兩者都有相對高的折射係數，例如高達OLED之發光層的折射係數。OLED、係數匹配材料、及漸縮反射器的組合構成發光設備。漸縮反射器及係數匹配材料(若有採用)的組合構成光提取設備。
本文揭露的OLED顯示器包含複數個發光設備或包含發光設備陣列。發光設備亦可能包括該封裝層的一部分，光經由該部分傳輸。
由於位於漸縮反射器側壁處的TIR，本落在漸縮反射器之頂表面處的散逸錐(escape cone)外側的光線被該有角度或有坡度的側壁重新導向以落在散逸錐內，並因此能從漸縮反射器的頂表面出耦合(out-couple)。因此，與沒有使用漸縮反射器時相比，光提取效率被改良了至少25%、或至少50%、或至少100%、或至少150%、或至少200%。
由於該封裝層(可能由玻璃製成)的尺寸穩定性，在合理的操作/儲存溫度範圍內(例如從0℃到60℃)漸縮反射器維持對準且緊固地附接至個別的OLED。
本揭示案的一態樣是一種用於OLED的光提取設備，該OLED具有頂表面而經由該頂表面發光。該設備包括：漸縮反射器，該漸縮反射器包含折射係數nP、至少一個側邊、頂表面及底表面，該頂表面大於該底表面；係數匹配層，該係數匹配層經設置在該OLED的該頂表面及該漸縮反射器的該底表面之間，且該係數匹配層具有折射係數nIM，該折射係數nIM等於或大於該漸縮反射器折射係數nP；及其中從該OLED頂表面發出的光穿過該係數匹配層並進入該漸縮反射器中，且其中該漸縮反射器的該至少一側邊具有斜坡，該斜坡經配置以藉由全內反射將該光重新導向至該漸縮反射器的散逸錐中並從該漸縮反射器頂表面出來。
本揭示案的另一態樣是OLED顯示器，其包括：如上述之光提取設備的陣列；支撐基板，該支撐基板支撐該等OLED的陣列，其中該等OLED經間隔開且相對於該等個別光提取裝置而可操作地佈置；及封裝層，該封裝層鄰接該等漸縮反射器的該等頂表面。
本揭示案的另一態樣是一種發光設備，其包括上述的光提取設備，及OLED。
本揭示案的另一態樣是一種電子裝置，其包括上述的OLED顯示器及電連接至該OLED顯示器的控制電子元件。
本揭示案的另一態樣是一種OLED顯示器，其包括：具有一表面的支撐基板；OLED陣列，該等OLED 經週期地佈置在該支撐基板表面上，各OLED包含用以發光的頂表面；漸縮反射器陣列，各漸縮反射器包含至少一個側表面、頂表面及底表面，該頂表面大於該底表面，各漸縮反射器的該底表面經光學耦合至該OLED陣列中的一個對應OLED，該至少一個側表面包含斜坡，該斜坡經配置以將從該對應OLED自該底表面進入該漸縮反射器的光全內反射，且該斜坡經配置以將該光導向穿過該漸縮反射器的該頂表面；及封裝層，該封裝層經設置在該漸縮反射器陣列的該等頂表面之上以傳輸離開該漸縮反射器之該頂表面的光。
本揭示案的另一態樣是一種電子裝置，其包括上述的OLED顯示器及電連接至該OLED顯示器的控制電子元件。
在以下的實施方式中將闡述額外的特徵及優點，而其部分將為本領域中之技藝人士從說明中顯而易見、或是藉由實行本文(包括以下的實施方式、申請專利範圍、以及隨附圖式)中所述實施例而可得知。
將理解，前述的概略說明及以下的詳細實施方式說明僅為例示性，且意欲提供概觀或架構來了解申請專利範圍的性質及特色。隨附圖式被包括以提供進一步理解，且被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。該等圖式圖示了一或更多實施例，並連同說明負責解釋各種實施例的原理及操作。
現將詳細參看在隨附圖式中描繪的示例性實施例。只要可行的時候，整份圖式中將使用相同的參考元件符號來代表相同或類似的部件。圖式中的部件不一定合乎比例，而重點反而在圖示示例性實施例的原理。
為了易於參照及論述，圖中使用了笛卡兒坐標，但並非意欲在方位或方向上設限。
相關於OLED的術語「光提取」指的是用於增加從OLED發出之光的量的設備及方法，該等設備及方法使用了不存在實際OLED成層結構內的特徵。
本文以下所用的單位縮寫MPa代表「百萬帕斯卡」（「megapascal」）。
OLED的折射係數nO 是有效折射係數，其包括來自構成OLED結構的各不同層的貢獻，且在一個實例中該折射係數在從1.6到1.85的範圍中，同時在另一實例中為從1.7至1.8的範圍中，而在另一實例中是在1.76至1.78的範圍中。
第1A圖是如本案揭露的範例頂部發光OLED顯示器（「OLED顯示器」）10的俯視圖。第1B圖是OLED顯示器10之一部分的特寫俯視圖，而第1C圖是該OLED顯示器之一部分的特寫x-z截面圖。第1D圖是第1C圖中所示OLED顯示器10之該部分更近的特寫圖。
參看第1A圖至第1D圖，OLED顯示器10包括具有上表面22的基板20。在一個實例中，基板20由玻璃製成。OLED顯示器10亦包括由頂部發光OLED 32組成的陣列30，該等頂部發射的OLED 32在基板20的上表面22上。各OLED 32有上表面或頂表面34及側邊36。如第1D圖的特寫嵌圖中所顯示，OLED 32包括發光層33EX，該發光層由電極層33EL夾在其中。在一個實例中，上電極層33EL是大致透明的陽極而下電極層是金屬陰極。為了易於圖示，其他層(諸如電子及電洞注入及傳輸層、及基板層)未經圖示。
OLED 32有在x方向中的長度Lx及在y方向中的長度Ly。在一個實例中，Lx=Ly。如從第1A圖的特寫嵌圖中可最佳地看出，OLED陣列30中的OLED 32在x方向及y方向中由並排(side-by-side)的間隔Sx及Sy彼此間隔開。在一個實例中，Sx=Sy。OLED 32從頂表面34發出光37。兩道光線37A及37B經圖示且論述如下。在一個實例中，OLED 32全部具有相同大小且均等地間隔開。在其他實例中，該等OLED不全部有同樣的尺寸Lx、Ly且間隔Sx、Sy不全部相同。
OLED顯示器10進一步包括漸縮反射器52的陣列50，該陣列經可操作地設置了個別的OLED 32，亦即每一漸縮反射器經可操作地設置(亦即，光學耦合於或光學介接於)一個OLED。各漸縮反射器52包括主體51、頂表面54、至少一個側表面56及底表面58。頂表面54包括至少一個外緣54E而底表面58包括至少一個外緣58E。漸縮反射器主體51由具有折射係數nP的材料製成。
第2圖是由漸縮反射器52、係數匹配材料70及OLED 32形成的示例性發光設備60的俯視分解圖。漸縮反射器52的頂表面54大於(亦即，有較大的表面積)底表面58，亦即該頂表面是漸縮反射器的「基底」。在一個實例中，頂表面54及底表面58是矩形(例如正方形），使得共有四個側表面56。在其中漸縮反射器52是旋轉對稱的一個實例中，該漸縮反射器能被稱為僅有一個側表面56。側表面56能各為單一平坦表面或由多個分段的平坦表面構成，或是為持續的彎曲表面。
因此，在一個實例中，漸縮反射器52具有不完整梯形金字塔的形式，亦稱為基於不完整或截頂矩形的金字塔。亦能有效地採用漸縮反射器52的其他形狀，如下將論述。漸縮反射器52具有中心軸AC，其在z方向中行進。在頂表面54及底表面58為正方形狀的實例中，該頂表面具有寬度尺寸WT而該底表面具有寬度尺寸WB。更概略言之，頂表面54具有(x,y)的寬度尺寸WTx及WTy，而底表面58具有(x,y)的寬度尺寸WBx及WBy（第2圖）。漸縮反射器52亦具有高度HP，該高度經界定為頂表面54及底表面58之間的軸向距離。
如在第1D圖中最能看出的，漸縮反射器52的底表面58經佈置在OLED 32上，底表面58鄰接於OLED的頂表面34。係數匹配材料70具有折射係數nIM 並經使用以將漸縮反射器52介接至OLED 32。在一個實例中，漸縮反射器折射係數nP 較佳地儘可能接近OLED折射係數nO 。在一個實例中，np 及nO 之間的差值不多於0.3，更佳地不多於0.2，更佳為不多於0.1，而最佳為不多於0.01。在另一個實例中，係數匹配材料折射係數nIM 不低於漸縮反射器折射係數nP ，且較佳地該係數匹配材料折射係數具有的值在np 及nO 之間。在一個實例中，漸縮反射器折射係數nP 在1.6及1.8之間。
在一個實例中，係數匹配材料70具有黏著性並適合用於將漸縮反射器52附接至OLED 32。在一個實例中，係數匹配材料70包含黏膠、黏著劑、接合劑、或類似者。如以上說明，OLED 32、漸縮反射器52、及係數匹配材料70的組合界定了發光設備60。漸縮反射器52及係數匹配材料70界定了光提取設備64。
在一個實例中，藉由將漸縮反射器52的底表面58佈置為緊密接觸OLED 32的頂表面34（例如成光學接觸）能省略係數匹配材料70。
OLED顯示器10亦包括封裝層100，該封裝層具有上表面104及下表面108。在一個實例中，封裝層100是玻璃片的形式。漸縮反射器52的頂表面54緊密鄰接封裝層100的下表面108並與其接觸。在最佳地圖示於第1C圖中的一個實例中，漸縮反射器52的頂表面54在頂緣54E之間沒有任何實質空間的情況下平鋪（tile）封裝層100的下表面108。
在一個實例中，封裝層100及漸縮反射器52經形成為由單一材料製成的單一、一體的結構。此能藉由模造製程或類似製程完成，諸如利用基於樹脂之材料的微複製（microreplicated）製程。
緊密鄰接於封裝層100的上表面104存在外部環境120。外部環境120通常為空氣，但其當然可能是另一種在其中可能使用顯示器的環境，諸如真空、惰氣、等等。第3圖類似第1B圖而為俯視圖，其圖示四個OLED 32及其對應的四個漸縮反射器，該等漸縮反射器具頂表面54。注意到鄰接的漸縮反射器52之頂表面54的外緣54E彼此緊密鄰接。在一個實例中，外緣54E為彼此接觸。底表面58被圖示為在鄰接的底表面邊緣58E之間具有(x,y)邊緣間隔分別為SBx及SBy。在一個實例中，底表面58至少是OLED 32之頂表面34之大小的90%。
再次參看第1C圖，漸縮反射器52的陣列界定了在鄰接的漸縮反射器、基板上表面22、及封裝層100之下表面108之間的封閉空間130。在一個實例中，空間130被諸如空氣之介質充滿，而在其他實例中該等空間被介電材料之形式的介質充滿。以下將更詳細論述藉由折射係數nS 之給定介質來填充空間130。
漸縮反射器52通常由具有相對高之折射係數（亦即，較佳地如OLED光發射層33EL的折射係數一樣高）的材料製成。漸縮反射器52經利用前述的係數匹配材料70以一種倒置的配置來可操作佈置在對應OLED 32之上。各OLED 32能被認為是OLED陣列10中的像素，且OLED 32、係數匹配材料70及金字塔50之各個組合是發光設備60，而發光設備的組合界定了用於OLED顯示器10的光發射設備的陣列。
由於漸縮反射器52的折射係數nP 及係數匹配材料70的折射係數nIM 相對高，在OLED 32之OLED光發射層33EL中產生的光線37能直接地從OLED頂表面34散逸、或在未被TIR侷限之下由下電極33EL所反射（第1D圖）之後從OLED頂表面34散逸。在經由漸縮反射器52直接地傳播至頂表面54後（光線37A）、或由至少一側表面56經由TIR反射後（光線37B），光散逸至封裝層100中並穿過其通至外部環境120。
在一個實例中，側表面56具有斜坡，其藉由相對於垂直線的斜坡角度θ所界定，例如如圖示地相對於平行於中心軸AC行進的垂直參考線RL。若側邊56的斜坡不太陡（亦即，若斜坡角度θ足夠大），對於從OLED頂表面34發出的光線37的任何起源點而言都將符合TIR條件，並且沒有光線將因穿過側邊56且進入緊密鄰接漸縮反射器之側邊的空間130而漏失。
更甚者，若漸縮反射器52的高度HP足夠大，入射到頂表面54上的所有光線37將在由漸縮反射器52的折射係數nP 及封裝層100的折射係數nE 界定的TIR散逸錐59（第4D圖）內並因此散逸至該封裝層中。此外，光線37亦將於封裝層100之材料的折射係數nE 及緊密鄰接封裝層之上表面104的外部環境的折射係數ne 界定的TIR散逸錐內。
因此，若忽略OLED 32之OLED結構中實則透明的上電極33EL的光吸收，則原則上由OLED產生的光37中100%能被傳達至存在封裝層100之上的外部環境120中。基本上，構成漸縮反射器52之主體51的係數匹配材料允許漸縮反射器52作為完美（或接近完美）的內部光提取器，而側邊56的反射屬性允許該漸縮反射器成為完美（或接近完美）的外部光提取器。
TIR 條件的解釋
於分別具有折射係數n1和n2的任何兩相異透明材料（諸如空氣及玻璃）的邊界處，從較高係數材料的方向入射到該邊界上的光線將於該邊界處經歷100%反射，且若該些光線在與表面向量成高於臨界角度θc 的角度入射於該邊界，則該些光線將無法離開至較低係數材料中。該臨界角度乃由sin(θc )=n1/n2界定。
能夠散逸出較高係數材料且不受到其中TIR的全部光線將落在具有圓錐角度2θc 的圓錐內。此圓錐被稱為散逸錐且以下將關聯於第4D圖來論述。
能顯示出對於具有任意折射係數的任何疊層順序而言，臨界角度θc 及散逸錐59僅被光線起始的該層的折射係數、以及光線散逸所至的該層或介質的折射係數所界定。因此，無法使用抗反射塗層來修正TIR條件，亦無法藉由克服TIR條件來使用抗反射塗層以輔助光提取。
對於均向發射（isotropic emission）至半球形中且任何角度具有相同強度的點光源而言，能夠散逸出光源材料的光量等於散逸錐59之立體角的比例（給定為2π(1-cos(θc ))）而半球形(2π)的完整立體角等於1-cos(θc )。以折射係數n2=1.76之OLED材料以及折射係數n1=1.0的空氣為例，臨界角度為θc =arcsin(1/1.76)=34.62°。
對於OLED材料之頂上的不同材料層的任何順序而言，將離開而進入空氣中的光量（亦即，相較於光輸入的光輸出）等於1-cos(34.62°)=17.7%。此被稱為光提取效率LE。此結果假設OLED是均向性發光器，但基於此假設的光提取效率之估計值非常接近以更嚴格的分析所獲的和實作上觀察到的實際結果。
漸縮反射 器形狀的考量
漸縮反射器52之側表面56的確切形狀對於漸縮反射器52的運作而言並非關鍵，只要有整體漸縮的配置即可。第4A圖是包括至少一個彎曲的側表面56的範例漸縮反射器52的側視圖。第4B圖是包括至少一個分段平坦側表面56的範例漸縮反射器52的側視圖。在一個實例中，一或更多個側表面56能由單一彎曲的表面所界定，例如圓柱形、拋物線、雙曲線、或任何其他除平面之外的形狀，只要漸縮反射器52於頂表面54處較底表面58處更寬即可。在一個實例中，漸縮反射器52為旋轉對稱，且因此包括單一側邊56。
儘管並非嚴格必要，若在漸縮反射器52之側表面56上任何點處對於OLED 32之OLED發射層33EL內的任何可能的光37之起源點都符合TIR條件，則發光設備60的效能達到最佳。第4C圖是針對側表面56的範例複合表面形狀的z坐標對比於x坐標（相對單位）的繪製圖，該形狀乃利用簡單數字模型所計算。z及x軸代表在個別方向中的經標準化（normalized）的長度。OLED 32被假設在x方向中從[-1,0]延伸到[1,0]，而有另一側邊56開始於[-1,0]位置但沒有圖示在第4C圖的繪製圖中。側邊56的形狀經計算，使得起始於[-1,0]的光線總是於與表面向量恰好成45°之處入射到表面上。任何其他起始於z=0而x在-1及1之間的光線，將比起始於[-1,0]的光線在側邊56上有更高的入射角度。
如第4D圖的示意圖中所示，若漸縮反射器52的高度HP使得全部由OLED 32發射、直接離開至封裝層100中的光線37是在散逸錐59內，則發光設備60的效能能進一步改良。第4D圖包括由漸縮反射器52之頂表面54所界定的平面TP。當漸縮反射器52之頂表面54完全在界定散逸錐59之極限的線59L內時（亦即，沒有交會）則符合該條件。散逸錐線59L起始於底表面58的邊緣58E處，並與平面TP交會於與頂表面54成臨界角度θc 處，其中θc 的值是由漸縮反射器材料的折射係數np 及空氣的折射係數na 界定成sin(θc )=na /np 。
在一般情況中，存在有漸縮反射器52的理想高度HP，其依OLED 32之幾何佈置（大小和其中間的間隔）和漸縮反射器52的折射係數np 而定。若高度HP太小，從OLED 32發出的所有光線37將於漸縮反射器52的側表面56處經歷TIR，但有些光線將直接到頂表面54並以大於臨界角度的角度被入射於其上，因此將被局限於顯示器中與空氣的第一邊界處。若高度HP太大，全部直接到頂表面54的光線37將在散逸錐59內，但有些落在側表面56上的光線將在側表面的散逸錐內而因此離開該些側表面。在一個實例中，漸縮反射器52的理想高度HP通常在(0.5)WB及2WT之間，更通常在WB及WT之間。另外在一個實例中，側壁56的區域斜率能在2°及50°之間，或甚至在10°及45°之間。
漸縮反射器陣列
如上說明，複數個漸縮反射器52界定一個漸縮反射器之陣列50。漸縮反射器52的底表面58個別地對齊OLED 32的頂表面34並光學耦合至OLED 32的頂表面34。由於漸縮反射器52的頂表面54大於底表面58，在一個實例中(見第1C圖)，該等頂表面經調整大小以大致覆蓋封裝玻璃之封裝層100的整個下表面108，或是如所採用的特定製造技術所允許的儘可能接近。
第5A圖是基於顯微照片的示意圖，該顯微照片圖示用於行動電話的OLED顯示器10之範例紅綠藍(RGB)像素幾何佈置。第5B圖是OLED顯示器10之一部分的截面圖，圖示了綠色OLED 32G及藍色OLED 32B。該些像素乃由佈置成菱形圖案的OLED 32所界定，因此該等OLED亦被稱為OLED像素。x及y軸能被認為經順時針旋轉45°，如第5A圖中圖示。
OLED 32發出有色光，並分別針對紅色、綠色、及藍色光的發射而被標記為32R、32G及32B。實線描繪了關聯於所顯示之八個有色OLED 32的八個漸縮反射器52的輪廓。漸縮反射器52的頂表面54彼此接觸，而底表面58完全覆蓋其相應的OLED 32R、32G及32B。由於綠色OLED 32G小於藍色OLED 32B但較佳有一完美週期性陣列，因此個別的漸縮反射器52之底表面58經針對藍色OLED來調整大小，而因此對於綠色OLED而言稍微過大。
在另一個實例中，漸縮反射器52之陣列50的配置經配置以符合OLED之陣列30的配置。因此，在一個實例中漸縮反射器52不全部具有相同的尺寸WBx、WBy，且不全部具有相同的底緣間隔SBx、SBy。
範例OLED顯示器10可能被認為具有緊接OLED 32之上的固體材料層，該固體材料層的厚度等於漸縮反射器52的高度HP，且有交錯的V形槽空間130的矩形格線，該些V形槽空間130切入至該固體材料層中。此類結構能利用原件（master）複製工具而經微複製在層中，該層由適用的樹脂或光固化（photocurable）或熱固化材料構成，而該原件複製工具經配置以界定有三角形截面凸脊的矩形格線。此類工具（舉例而言）可以藉由以下方式製造：先鑽石加工確實看來像該漸縮反射器陣列的圖案，接著藉由複製相反圖案來製造原件。為了耐久，該原件可經金屬化。
如第5A圖及第5B圖中圖示，在一個實例中，有色OLED 32R、32G及32B之間的間隔Sx及Sy趨近等於最大OLED（亦即藍色OLED 32B）的大小Lx、Ly。若漸縮反射器之頂表面54是底表面58的兩倍大，並且漸縮反射器的高度HP是底表面寬度的1.5倍，且側壁是平坦的，則側表面56的斜坡角度θ是arctan(1/3)=18.4°。製造具有此斜坡角度的漸縮反射器52或是漸縮反射器52之陣列50在鑽石加工技術的能力範圍內。
若V形槽的底部更圓滑，則對於相同的斜坡角度θ，漸縮反射器52的高度HP可能小於底表面58之大小（尺寸）的1.5倍。對於OLED顯示器10的不同配置、或是對於製造複製原件的不同技術，可應用對漸縮反射器之幾何佈置的不同限制條件。
如上解釋，為了形成漸縮反射器52的週期陣列50，複製工具或模具是該結構的複製陰模，其可被認為是截頂凹陷或「碗形」組成的陣列。當利用此種工具來形成漸縮反射器之陣列50時，可能較佳為當工具被按壓到流體層或可模造複製材料層中時，避免將空氣局限（trap）在碗形中。避免此種空氣局限的一種技巧是將複製工具或模具製造成完整而非截頂金字塔之碗形的陣列。在此情況中，漸縮反射器的高度能藉由複製材料層的厚度來控制。該工具被按壓在複製材料中，直到接觸到玻璃基板20為止。氣泡將被刻意留在各個經複製的漸縮反射器上。可能要小心避免由表面張力造成漸縮反射器頂端的磨圓（rounding）。
光提取效率
為估計OLED顯示器10中漸縮反射器52的光提取效率，利用用於經模擬(modeled)OLED顯示器之標準光學設計軟體來進行光線追跡(ray tracing)。考慮漸縮反射器52形成的5×5陣列50。各漸縮反射器52的底表面大小為2×2個單位、頂表面大小為4×4個單位，而高度HP為3個單位。該等無維度單位有時被稱為「透鏡單位」而被使用於模擬結果線性成比例之時。漸縮反射器52被夾在各具折射係數1.51的兩片玻璃之間。各漸縮反射器52之底表面58的緊接下面放置有非常薄的材料層，該材料的折射係數為1.76。此薄層主要作為OLED的角色而因此被稱為OLED層。最上方的玻璃片作為OLED顯示器10的封裝層100。
OLED層的底表面經設定為完美地反射性，以代表反射性底電極33EL。在OLED層內、並僅在該5×5陣列之中心漸縮反射器52底下放置有光源。該光源為均向性(亦即，強度對比於角度為一致的)，並與漸縮反射器52之底表面58具有相同的橫向尺寸。接著計算來自頂層(封裝層)的光輸出。在有及沒有漸縮反射器52之下進行從經模擬OLED顯示器之光發射的模擬，來決定光發射效率LE。藉由虛擬偵測器的選擇性置放方式來決定光輸出。
在沒有漸縮反射器52之陣列50的情況下，光輸出大約為源輸出的16.8%，此非常接近以上基於對散逸錐之大小所作之簡化計算得到的數值17.7%。
有漸縮反射器52的情況下的光提取效率LE（%）經圖示在第6A圖至第6C圖的繪製圖中。水平軸是該等漸縮反射器的折射係數nP 。在第6A圖中，垂直軸是光提取效率LE（%）。應注意有一些光溢出到鄰接的漸縮反射器52。出自漸縮反射器陣列50之中各漸縮反射器52的功率，可在該模型中藉由於給定漸縮反射器的頂表面54處置放小型矩形（虛擬）偵測器來簡單地估計。為了簡化，在此界定光提取效率LE（%）為出自中心漸縮反射器的功率除以由光源發射之全部功率。
如能從第6A圖看到的，若漸縮反射器的折射係數nP 符合OLED層的折射係數（亦即1.76），則光提取效率LE達到57.2%，或是高於17.7%的3.2倍（220%）。然而，即使nP =1.62，光提取效率LE經改良有2.57倍（亦即157%），從17.7%成為45.8%。此未將漸縮反射器52之漸縮形狀導致的「聚焦」效果納入考慮，因此依照OLED結構的細節及漸縮反射器之精確形狀及高度而定，在法向量方向之亮度的增益可能甚至稍微更高。
在各種實例中，光提取效率LE大於15%、或大於20%、或大於25%、或大於30%、或大於40%、或大於50%，依照發光設備60之部件的各種參數及配置方式而異。
再次參看第5A圖及第5B圖，在OLED顯示器10之菱形佈置方式的情況中，對於綠色OLED 32G而言，相同顏色的最近鄰是在下一對角漸縮反射器底下，而對於藍色OLED 32B及紅色OLED 32R而言，相同顏色的最近鄰是從四邊中任意者數起第二漸縮反射器底下。第6B圖及第6C圖中作為漸縮反射器之折射係數nP 的函數來繪製了漏光量LL（其被定義為側邊漸縮反射器的光輸出除以中心漸縮反射器的光輸出）。第6B圖是針對最靠近的對角漸縮反射器52，而第6C圖是針對在中心漸縮反射器右邊數來第二相鄰漸縮反射器。如從第6B圖所顯見，對於nP =1.62的相同漸縮反射器材料而言，對關聯於相同顏色之OLED的下一漸縮反射器的漏光量，綠色OLED 32G僅約0.6%，而對藍色OLED 32B及紅色OLED 32R為0.2%。
如上述的模擬乃利用幾何光學的原理所進行，因此未考慮波動光學更能描述的其他效應。幾何光學模型亦未考慮在OLED 32內部的效應。將該等其他因素考慮在內預期將僅稍微增加所計算得的光發射效率，且僅影響內部光提取（亦即從OLED結構內部提取光，使得更多離開OLED頂表面34）。本案揭示的設備及方法乃針對光提取，亦即利用OLED 32外部的結構來提取光。
本案揭示的改良光發射設備及方法完全仰賴光反射而非光散射。因此，由反射性電極33EL反射的環境光的偏光在反射後不變，表示此方法完美地比擬圓形偏光片的使用。另外，反射中沒有迷光(haze)，因此不減少顯示的對比度，此是幾乎全部其他利用散射技術來改良光提取的作法的困難點。
對準考量
以上引用的全部光提取效率數值假設了在OLED 32來源及漸縮反射器52之底表面58之間有完美的對準。與以上使用的同樣類型模型亦被用來估計對於OLED 32及漸縮反射器52之間未對準的敏感度。第6D圖針對漸縮反射器之折射係數nP 相同於OLED 32之折射係數的情況繪製了耦合效率CE對比於x偏移dX(mm)。
結果顯示輸出功率（以及因此耦合效率CE）與偏移dX線性成比例，10%的偏移致使光輸出有大約8%的降低。模型中的虛擬偵測器被放置在封裝玻璃（與空氣為界）的外表面處。第6D圖中，曲線S是針對「小偵測器」，代表與漸縮反射器之頂上有相同大小的虛擬偵測器。類似地，曲線L是針對「大偵測器」，代表稍微大的虛擬偵測器，其經設計以在發光OLED的頂上捕捉離開漸縮反射器的全部光線。
模擬亦針對漸縮反射器52的10×10陣列50進行，以估計由於對相鄰漸縮反射器的漏光而導致的OLED顯示器10在銳利度或對比度上的可能降低。模擬指示出此種漏光對於對比度沒有實質的影響。
CTE 不匹配的考量
習用的OLED顯示器中，封裝層的熱膨脹係數（CTE）為相同或非常近似於OLED玻璃基板的熱膨脹係數。然而，漸縮反射器52的CTE可能大幅不同，尤其當漸縮反射器是利用聚合物或混合（有機與無機填充劑）樹脂形成時。
對將隨環境溫度變化而在發光設備60中誘發的機械應力之大小的簡單估計，曾利用在下列公開文件中描述的途徑進行：作者為W.T. Chen及C.W. Nelson，標題為「Thermal stress in bonded joints」，IBM研究發展期刊第23卷第2期，第179-188頁(1979)（下文中稱為「IBM公開文件」），該文件在此藉引用方式併入。
第1D圖的發光設備60經模擬成漸縮反射器52、係數匹配材料70、及OLED 32的三層系統，該漸縮反射器52由樹脂製成，係數匹配材料70為黏膠層的形式，而OLED 32由玻璃製成。利用來自IBM公開文件的以下等式來計算黏膠層70中的最大剪切應力tmax ：
Figure 02_image002
Figure 02_image005
其中G是黏膠層的剪切模數，l是從中心到邊緣（若是正方形次像素及漸縮反射器底部的情況則是半對角線）的最大黏合尺寸，t是黏膠層的厚度，a1 及a2 是經黏合材料的熱膨脹係數（亦即漸縮反射器的樹脂和玻璃的熱膨脹係數，單位是ppm/°C），DT是溫度變化（°C），E1 及E2 分別是被黏合材料（亦即樹脂及玻璃）的楊氏模數而h1 及h2 是被黏合材料分別的厚度。注意h1 與漸縮反射器高度HP相同。
該些計算假設漸縮反射器52的底表面58具有的尺寸是16×16 mm，亦假設l=11.3 mm而t=2mm，漸縮反射器的高度HP=h1 =24 mm，並取a1 -a2 =70 ppm/°C，DT=60°C，而黏膠的帕松比（Poisson ratio）為0.33（通常係對環氧化合物而言）。
第7A圖是針對60°C溫度變化作為黏膠層70之彈性模數Eg (MPa)的函數所算得的黏膠層70中之剪切應力tmax 的繪製圖，而第7B圖是針對同樣的60°C溫度變化作為漸縮反射器之樹脂材料的彈性模數Ep (MPa)的函數所算得的黏膠層70中之剪切應力tmax 的繪製圖。剪切模數G數值是利用G=Ep /(2(1+n))從彈性模數Ep 及帕松比n算出。所算出的黏膠層70中之剪切應力tmax 的數值範圍從1到11 MPa。許多商業可購得的黏膠有高於11 MPa的剪切強度。此外，60°C的溫度擺動相當極端，考量到若零應力點是於20°C的室溫，則此代表該裝置被帶至-40°C或80°C。
一般認為將可能的溫度誘發應力最小化是有益的，因為溫度循環可能致使裝置的逐漸故障。第7A圖及第7B圖中圖示的結果表明藉由降低用以形成該截頂稜鏡之材料的彈性模數及/或藉由使用較軟的黏膠（亦即有較低彈性模數的黏膠），可能達成將可能的溫度誘發應力最小化。
樹脂漸縮反射 器
如上述，在一個實例中能利用樹脂來形成漸縮反射器52的陣列50，因為樹脂適合於模造製程及類似的大量複製（mass-replication）技術。當利用樹脂來形成陣列50時，較佳地封裝層100的邊緣沒有樹脂，使得其能被用於邊緣密封的玻料所塗佈。此外，較佳地該樹脂能經受通常用來製造觸控感測器的150°C處理溫度。此外，較佳地該樹脂在操作溫度範圍內，至少對於對OLED材料（亦即氧氣及水）最有害的類型而言展現無（或極低的）排氣（outgassing）。
用於漸縮反射 器之間空間的材料
如上述，漸縮反射器52的陣列50、OLED 32及封裝層100界定了有限空間130，該空間被具有折射係數nS 的介質充滿。在一個實例中，有限空間130充滿了空氣，其具有折射係數nS =na =1。其他實例中，空間130可能充滿固體材料。一般較佳地空間130內的介質有儘可能低的折射係數，使得散逸錐59維持儘可能地大。
第8圖是在假設漸縮反射器52的折射係數nP =1.7的情況下，光提取效率LE（%）對比於充滿空間130的材料之折射係數nS 的繪製圖。該繪製圖圖示，即使當空間130的填充材料的係數nS 高達1.42（其係矽膠的典型值），光提取效率中亦有超過2倍的改良（100%）（比起沒有使用漸縮反射器52）。
為了達成最佳的可能光提取益處，較佳地填充劑材料的係數nS 為1.2或更小。具有此種低折射係數的材料的一個實例為氣凝膠，其為充滿空氣（或其他適用的乾燥且無氧的氣體）的有孔的有機或無機基質。二氧化矽基的氣凝膠亦可能有額外的任務，就是吸收任何殘留水污染，增加OLED材料的壽命。
若構成漸縮反射器之主體51的材料的折射係數nP 為1.7而氣凝膠的折射係數為1.2，則臨界角度qc 將為大約45°，此為可接受的臨界角度。
漸縮反射 器之修改
能以數種方式修改漸縮反射器52以增強整體的光提取效率。例如，參看第9A圖，在一個實施例中側表面56可以包括反射性塗層56R。此種配置允許基本上任何透明材料被用來填充空間130，因為漸縮反射器不再被利用TIR來操作。
第9B圖的側視圖中圖示了另外的修改，其圖示在漸縮反射器之底表面58上形成微透鏡140，該等微透鏡延伸進入漸縮反射器之主體51中。微透鏡140所具的折射係數nM 高於漸縮反射器之主體的折射係數nP 。藉由將漸縮反射器形成為在底表面58處具有凹部（例如半球面、非球面、等等）、並接著以高折射係數材料充滿該凹部，能建立第9B圖中圖示的結構。
第9C圖圖示一個示例性實施例，其中加入透鏡元件150至漸縮反射器52上方的封裝層100的上表面104，亦即沿著中心軸AC。透鏡元件150能經配置以針對離開封裝層的光37提供額外的碰撞。在一個實例中，透鏡元件150被認為是發光設備60以及光提取設備64的組成部分。
運用 OLED 顯示器的電子裝置
本案揭露的OLED顯示器能用於各式各樣的應用，包括（例如）運用顯示器的消費者或商用電子裝置中。示例性電子裝置包括電腦監視器、自動櫃員機（ATM）、包括（例如）行動電話、個人媒體播放器、及平板/膝上型電腦等可攜式電子裝置。其他電子裝置包括車用顯示器、家電顯示器、機械的顯示器、等等。在各種實施例中，電子裝置可以包括消費者電子裝置，諸如智慧型電話、平板/膝上型電腦、個人電腦、電腦顯示器、輕薄筆電（ultrabook）、電視、及照相機。
第10A圖是包括本案揭露之OLED顯示器10的一般性電子裝置200的示意圖。一般性電子裝置200亦包括電連接至OLED顯示器10的控制電子元件210。控制電子元件210可以包括記憶體212、處理器214及晶片組216。控制電子元件210亦可以包括其他已知的部件，該些部件為繪圖之簡便而未經圖示。
第10B圖是膝上型電腦之形式的範例電子裝置200的俯視圖。第10C圖是智慧型電話之形式的範例電子裝置200的正面圖。
對於本領域之技藝人士將顯而易見的是，能在沒有背離本揭示案的精神或範疇的情況下做出各種修改及變化。據此，除了隨附的申請專利範圍及其等同物以外，本揭示案不受局限。
10‧‧‧OLED顯示器20‧‧‧基板22‧‧‧基板的上表面30‧‧‧OLED的陣列32‧‧‧OLED32R‧‧‧紅色OLED32G‧‧‧綠色OLED32B‧‧‧藍色OLED33EL‧‧‧電極層33EX‧‧‧發光層34‧‧‧OLED上表面或頂表面36‧‧‧OLED側邊37、37A、37B‧‧‧光線50‧‧‧漸縮反射器的陣列51‧‧‧漸縮反射器主體52‧‧‧漸縮反射器54‧‧‧漸縮反射器頂表面54E‧‧‧漸縮反射器頂表面之外緣56‧‧‧漸縮反射器側表面56R‧‧‧反射性塗層58‧‧‧漸縮反射器底表面58E‧‧‧漸縮反射器底表面之外緣59‧‧‧散逸錐59L‧‧‧散逸錐線60‧‧‧發光設備64‧‧‧光提取設備70‧‧‧係數匹配材料100‧‧‧封裝層104‧‧‧封裝層的上表面108‧‧‧封裝層的下表面120‧‧‧外部環境130‧‧‧空間150‧‧‧透鏡元件200‧‧‧一般性電子裝置210‧‧‧控制電子元件212‧‧‧記憶體214‧‧‧處理器216‧‧‧晶片組AC‧‧‧中心軸HP‧‧‧高度Lx‧‧‧OLED在x方向的長度Ly‧‧‧OLED在y方向的長度RL‧‧‧垂直參考線Sx、Sy‧‧‧間隔TP‧‧‧平面WBx、WBy‧‧‧漸縮反射器之底表面的寬度尺寸WT‧‧‧漸縮反射器之頂表面的寬度尺寸WTx、WTy‧‧‧漸縮反射器之頂表面的寬度尺寸θ‧‧‧斜坡角度θc‧‧‧臨界角度
第1A圖是一範例OLED顯示器的俯視圖，該OLED顯示器採用本案揭示的光提取設備及方法；第1B圖是有四個OLED的陣列的俯視特寫圖，其圖示OLED的示例性尺寸及由OLED形成的OLED陣列；第1C圖是第1A圖之OLED顯示器一部分的特寫x-z截面圖。
第1D圖是第1C圖中所示OLED顯示器之該部分更近的特寫圖，並包括顯示基本成層OLED結構的一特寫嵌圖；第2圖是由OLED、係數匹配材料及漸縮反射器形成之範例發光設備的俯視分解圖，其中漸縮反射器及係數匹配材料構成光提取設備；第3圖是四個OLED及逐一佈置在各OLED上的四個漸縮反射器的俯視圖；第4A圖及第4B圖是針對漸縮反射器之示例性形狀的側視圖；第4C圖是針對漸縮反射器的一側邊之示例性複合表面形狀的繪製圖，其中該形狀確保由OLED發出進入漸縮反射器之主體中而不直接打中頂表面的光全部會在漸縮反射器之側表面處受到全內反射；第4D圖是漸縮反射器具優勢的形狀的示意圖，其中該形狀確保OLED所發出的光線(在用於漸縮反 射器材料的散逸錐之外)中沒有在未先經漸縮反射器的側壁所反射就能直接打中漸縮反射器之頂表面的光線。
第5A圖是根據一顯微照片的示意圖，該顯微照片圖示用於行動電話的OLED顯示器的範例紅綠藍(RGB)像素幾何佈置，且該示意圖顯示佈置在OLED像素之上的漸縮反射器的陣列；第5B圖是第5A圖的OLED顯示器之一部分的特寫截面圖，其顯示具有不同大小的藍色及綠色OLED像素；第6A圖是在漸縮反射器的陣列中的一中心漸縮反射器之光提取效率LE(%)對比於折射係數nP的繪製圖；第6B圖是相對於該漸縮反射器陣列中之該中心漸縮反射器的第一對角漸縮反射器的光輸出LL對比於該漸縮反射器陣列中之中心漸縮反射器的折射係數nP的繪製圖；第6C圖是相對於該漸縮反射器陣列中之該中心漸縮反射器的相鄰漸縮反射器的光輸出對比於該漸縮反射器陣列中之中心漸縮反射器的折射係數nP的繪製圖；第6D圖是耦合效率CE(%)對比於該OLED相對於漸縮反射器之底表面的偏移dX(mm)的繪製圖，該偏移利用大偵測器(菱形)及小偵測器(正方形)所量測； 第7A圖是針對60°C的溫度變化，將該黏膠層中的所計算剪切應力tmax 作為黏膠層之彈性模數Eg （MPa）的函數的繪製圖；
第7B圖是針對與第7A圖相同的60°C溫度變化，將該黏膠層中的所計算剪切應力tmax 作為漸縮反射器材料之彈性模數Ep （MPa）的函數的繪製圖；
第8圖是在漸縮反射器之陣列中填充漸縮反射器之間的空間的材料的光提取效率LE（%）對比於折射係數nS 的繪製圖；
第9A圖及第9B圖是OLED顯示器之一部分的側視圖，該等圖圖示用於本案揭露之光提取設備的不同配置；
第9C圖是本案揭露之光提取設備的側視圖，其中在封裝層的頂上附加一額外的微透鏡以進一步輔助光提取；
第10A圖是包括本案揭露之OLED顯示器的一般性電子裝置的示意圖；及
第10B圖及第10C圖是第10A圖之一般性電子裝置的實例。
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
32:OLED
34:OLED上表面或頂表面
51:漸縮反射器主體
52:漸縮反射器
54:漸縮反射器頂表面
54E:漸縮反射器頂表面之外緣
56:漸縮反射器側表面
58:漸縮反射器底表面
58E:漸縮反射器底表面之外緣
60:發光設備
64:光提取設備
70:係數匹配材料
AC:中心軸
WBx、WBy:漸縮反射器之底表面的寬度尺寸
WTx、WTy:漸縮反射器之頂表面的寬度尺寸

Claims (28)

  1. 一種用於一有機發光二極體(OLED)的光提取設備，該OLED經由該OLED所具有的一頂表面發射光，該光提取設備包含：一漸縮(tapered)反射器，該漸縮反射器包含一折射係數nP、至少一側邊、一頂表面及一底表面，該頂表面大於該底表面；一係數匹配(index-matching)層，該係數匹配層經設置在該OLED的該頂表面及該漸縮反射器的該底表面之間，且該係數匹配層包含一折射係數nIM，該折射係數nIM大於或等於該漸縮反射器的折射係數nP；及其中從該OLED頂表面發出的光穿過該係數匹配層並進入該漸縮反射器中，其中該漸縮反射器的該至少一側邊具有一斜坡，該斜坡經配置以藉由全內反射將該光重新導向至該漸縮反射器的一散逸錐(escape cone)中並從該漸縮反射器頂表面出來，及其中該光提取設備進一步包括至少一個微透鏡，該至少一個微透鏡於該漸縮反射器的該底表面處嵌入在該漸縮反射器中，該至少一個微透鏡具有大於nP的折射係數nM。
  2. 如請求項1所述之光提取設備，其中該漸縮 反射器具有一截頂梯形金字塔的形式。
  3. 如請求項1所述之光提取設備，其中該設備具有大於10%的光提取效率。
  4. 如請求項1所述之光提取設備，其中該設備具有大於25%的光提取效率。
  5. 如請求項1所述之光提取設備，其中該設備具有大於50%的光提取效率。
  6. 如請求項1所述之光提取設備，其中該漸縮反射器是由一樹脂製成。
  7. 如請求項1所述之光提取設備，其中來自該OLED的該光是紅光、綠光、或藍光。
  8. 如請求項1所述之光提取設備，其中該漸縮反射器的該至少一側邊介接於一介質，該介質具有一折射係數nS為1.2或更小。
  9. 如請求項1所述之光提取設備，進一步包括一準直透鏡，該準直透鏡經設置為鄰接該漸縮反射器之該頂表面。
  10. 如請求項1所述之光提取設備，其中該OLED具有一折射係數nO，且其中該該漸縮反射器的折射係數nP與該OLED的折射係數nO之間的差小於0.3。
  11. 如請求項1所述之光提取設備，其中該 OLED具有一折射係數nO，且其中該漸縮反射器的折射係數nP與該OLED的折射係數nO之間的差小於0.2。
  12. 如請求項1所述之光提取設備，其中該OLED具有一頂表面，且其中該漸縮反射器的該底表面具有的大小為該OLED頂表面的大小的至少90%。
  13. 一種OLED顯示器，包含：如請求項1所述之光提取設備的陣列；一支撐基板，該支撐基板支撐該等OLED的一陣列，其中該等OLED經間隔開且相對於該等個別的光提取設備而可操作地佈置；及一封裝層，該封裝層鄰接該等漸縮反射器的該等頂表面。
  14. 如請求項13所述之OLED顯示器，其中該等漸縮反射器中之各漸縮反射器的該頂表面包括一外緣，且其中鄰接的漸縮反射器的該等外緣彼此緊密鄰接，且其中該等頂表面接觸該封裝層的一下表面。
  15. 如請求項13所述之OLED顯示器，其中該OLED陣列中的各OLED具有相同尺寸。
  16. 如請求項13所述之OLED顯示器，其中該OLED陣列中的各OLED具有相同邊緣間隔。
  17. 一種電子裝置，包含：如請求項13所述之OLED顯示器；及控制電子元件，該等控制電子元件經電連接至該OLED顯示器。
  18. 一種有機發光二極體(OLED)顯示器，包含：一支撐基板，該支撐基板具有一表面；一OLED陣列，該等OLED經週期地佈置在該支撐基板表面上，各OLED包含用以發射光的一頂表面；一漸縮(tapered)反射器陣列，各漸縮反射器包含至少一個側表面、一頂表面及一底表面，該頂表面大於該底表面，各漸縮反射器的該底表面經光學耦合至該OLED陣列中的一個對應OLED，該至少一個側表面包含一斜坡，該斜坡經配置以將從該對應OLED自該底表面進入該漸縮反射器的光全內反射，且該斜坡經配置以將該光導向穿過該漸縮反射器的該頂表面；至少一個微透鏡，該至少一個微透鏡於該等漸縮反射器中之至少一漸縮反射器的該底表面處嵌入在該漸縮反射器中，該至少一個微透鏡具有大於nP的折射係數nM，其中nP是該至少一漸縮反射器的折射係數； 及一封裝層，該封裝層經設置在該漸縮反射器陣列的該等頂表面之上以傳輸離開該漸縮反射器之該頂表面的該光。
  19. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該漸縮反射器陣列及該封裝層乃從一單一材料形成為一體的結構。
  20. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該漸縮反射器陣列包含經設置在該封裝層上的一微複製型(microreplicated)樹脂。
  21. 如請求項18所述之OLED顯示器，進一步包含一係數匹配(index-matching)層，該係數匹配層經可操作地設置在各OLED的該頂表面及與該OLED光學耦合的該相應漸縮反射器的該底表面之間。
  22. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該漸縮反射器陣列中的各漸縮反射器具有一截頂梯形金字塔的形式。
  23. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該等漸縮反射器中之各漸縮反射器的該頂表面具有一外緣，且其中鄰接的漸縮反射器的該等外緣彼此緊密鄰接。
  24. 如請求項23所述之OLED顯示器，其中該等漸縮反射器頂表面接觸該封裝層的一下表面。
  25. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該顯示器具有20%或更大的一光提取效率。
  26. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該漸縮反射器陣列界定了漸縮反射器之鄰接側表面之間的空間，使得各漸縮反射器的該至少一側表面介接於該等空間內的一介質，該介質具有在1及1.2之範圍中的一折射係數nS。
  27. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該漸縮反射器的折射係數nP是在1.6到1.8的範圍中。
  28. 如請求項18所述之OLED顯示器，其中該OLED頂表面具有一第一大小而該漸縮反射器的該底表面具有一第二大小，該第二大小至少如該第一大小一般大。
TW106118227A 2016-06-03 2017-06-02 用於有機發光二極體（ｏｌｅｄ）的光提取設備，及包含該光提取設備的ｏｌｅｄ顯示器及電子裝置 TWI765891B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662345201P 2016-06-03 2016-06-03
US62/345,201 2016-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201807854A TW201807854A (zh) 2018-03-01
TWI765891B true TWI765891B (zh) 2022-06-01

Family

ID=59054305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106118227A TWI765891B (zh) 2016-06-03 2017-06-02 用於有機發光二極體（ｏｌｅｄ）的光提取設備，及包含該光提取設備的ｏｌｅｄ顯示器及電子裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190221780A1 (zh)
JP (1) JP7229777B2 (zh)
KR (1) KR20190011267A (zh)
CN (1) CN109478604A (zh)
TW (1) TWI765891B (zh)
WO (1) WO2017210531A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019114484A (ja) * 2017-12-26 2019-07-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 表示素子、及び電子機器
CN110137211A (zh) * 2018-02-09 2019-08-16 京东方科技集团股份有限公司 一种像素排布结构、高精度金属掩模板及显示装置
CN112236883A (zh) * 2018-05-18 2021-01-15 康宁公司 光提取设备和柔性oled显示器
US10879489B2 (en) * 2018-05-21 2020-12-29 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Organic device having protective film and method of manufacturing the same
JP2021533524A (ja) 2018-06-06 2021-12-02 コーニング インコーポレイテッド 光抽出装置及びｏｌｅｄディスプレイ
CN110767780A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 兆远科技股份有限公司 紫外光发光二极管模块及导光元件的制造方法
KR20210028806A (ko) 2019-09-04 2021-03-15 삼성디스플레이 주식회사 표시모듈
WO2021146077A1 (en) 2020-01-17 2021-07-22 Corning Incorporated Reduced coating diameter chlorine-doped silica optical fibers with low loss and microbend sensitivity
JPWO2021149470A1 (zh) * 2020-01-24 2021-07-29
CN111628107B (zh) * 2020-06-08 2023-05-02 合肥维信诺科技有限公司 显示面板

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1498038A (zh) * 2002-10-17 2004-05-19 ��ķɭ���ó�׹�˾ “顶面发射”oled板的封装
CN1784090A (zh) * 2002-12-17 2006-06-07 精工爱普生株式会社 自发光元件,显示面板,显示装置以及自发光元件的制造方法
US20070182297A1 (en) * 2003-08-14 2007-08-09 Valter Drazic Electroluminescent panel provided with light extraction elements
US20100013741A1 (en) * 2007-09-06 2010-01-21 Sony Corporation Light extraction device, manufacturing method of a light extraction device, and display apparatus
US20100102697A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device which includes one or more solid state light emitting device
TW201133959A (en) * 2009-09-15 2011-10-01 Nthdegree Tech Worldwide Inc Method of manufacturing a light emitting, photovoltaic or other electronic apparatus and system
US20120262943A1 (en) * 2006-03-13 2012-10-18 Sony Corporation Display unit
US20130235614A1 (en) * 2010-01-13 2013-09-12 Martin B. Wolk Illumination device having viscoelastic lightguide
US20140321489A1 (en) * 2011-01-29 2014-10-30 Gerald Ho Kim Silicon-Based Cooling Package for Light-Emitting Devices
US20150168636A1 (en) * 2008-01-30 2015-06-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device having a tapered light guide
US20160146424A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Light-emitting device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4449113B2 (ja) * 1999-09-10 2010-04-14 ソニー株式会社 ２次元表示装置
JP2002151274A (ja) * 2000-11-13 2002-05-24 Sharp Corp 発光装置
JP2002260845A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス発光素子、それを用いた表示装置または発光源
US6504981B1 (en) * 2001-09-07 2003-01-07 Intel Corporation Structured faceplate for emissive displays
JP3951893B2 (ja) * 2002-11-11 2007-08-01 セイコーエプソン株式会社 表示体、表示パネル及び表示装置
JP4192837B2 (ja) * 2004-04-30 2008-12-10 セイコーエプソン株式会社 表示素子及び表示素子の製造方法
CN1697579A (zh) * 2004-05-14 2005-11-16 株式会社丰田自动织机 照明设备
JP2009110873A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Toppan Printing Co Ltd 表示装置
JP5957962B2 (ja) * 2012-03-01 2016-07-27 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンスパネル
WO2014064833A1 (ja) * 2012-10-26 2014-05-01 パイオニア株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
DE102013100888A1 (de) * 2013-01-29 2014-07-31 Schott Ag Licht-Konzentrator oder -Verteiler
CN105185924A (zh) * 2015-10-21 2015-12-23 南京先进激光技术研究院 一种高光效oled显示单元

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1498038A (zh) * 2002-10-17 2004-05-19 ��ķɭ���ó�׹�˾ “顶面发射”oled板的封装
CN1784090A (zh) * 2002-12-17 2006-06-07 精工爱普生株式会社 自发光元件,显示面板,显示装置以及自发光元件的制造方法
US20070182297A1 (en) * 2003-08-14 2007-08-09 Valter Drazic Electroluminescent panel provided with light extraction elements
US20120262943A1 (en) * 2006-03-13 2012-10-18 Sony Corporation Display unit
US20100013741A1 (en) * 2007-09-06 2010-01-21 Sony Corporation Light extraction device, manufacturing method of a light extraction device, and display apparatus
US20150168636A1 (en) * 2008-01-30 2015-06-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device having a tapered light guide
US20100102697A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device which includes one or more solid state light emitting device
TW201133959A (en) * 2009-09-15 2011-10-01 Nthdegree Tech Worldwide Inc Method of manufacturing a light emitting, photovoltaic or other electronic apparatus and system
US20130235614A1 (en) * 2010-01-13 2013-09-12 Martin B. Wolk Illumination device having viscoelastic lightguide
US20140321489A1 (en) * 2011-01-29 2014-10-30 Gerald Ho Kim Silicon-Based Cooling Package for Light-Emitting Devices
US20160146424A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Light-emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017210531A1 (en) 2017-12-07
CN109478604A (zh) 2019-03-15
JP7229777B2 (ja) 2023-02-28
US20190221780A1 (en) 2019-07-18
TW201807854A (zh) 2018-03-01
KR20190011267A (ko) 2019-02-01
JP2019519814A (ja) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI765891B (zh) 用於有機發光二極體（ｏｌｅｄ）的光提取設備，及包含該光提取設備的ｏｌｅｄ顯示器及電子裝置
CN111834544B (zh) 显示面板和显示装置
US10901260B2 (en) Displays with direct-lit backlight units
Madigan et al. Improvement of output coupling efficiency of organic light-emitting diodes by backside substrate modification
US20040217702A1 (en) Light extraction designs for organic light emitting diodes
US8461576B2 (en) Organic light-emitting diode and light source device including same
US20070013291A1 (en) OLED device with improved efficiency and robustness
JP2012178332A (ja) 表示装置
TWI815902B (zh) 光提取設備和oled顯示器
WO2021097941A1 (zh) 显示装置及显示装置的制作方法
WO2001033598A1 (en) Organic light emitting diode having spherical shaped patterns
Chen et al. A vision toward ultimate optical out‐coupling for organic light‐emitting diode displays: 3D pixel configuration
WO2016041275A1 (zh) 有机电致发光器件及显示装置
WO2017063429A1 (zh) 封框胶、显示面板和显示装置
US20210202913A1 (en) Light extraction apparatus and flexible oled displays
CN113078193B (zh) 一种显示面板和显示装置
CN200986927Y (zh) 具有微光学结构的发光二极管
US20100157590A1 (en) Condensing element systems and methods thereof
TWI513048B (zh) 發光二極體發光裝置
KR101756660B1 (ko) 발광소자 및 그의 제조방법
CN111599932A (zh) 一种oled显示面板及oled显示器
WO2023206147A1 (zh) 显示面板、显示装置
JP2013077412A (ja) Ｅｌ素子及びこれを用いた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置