[发明专利]具有球状图形的有机发光二极管

说明书

本发明的背景技术

相关申请

本发明涉及申请号为60/162,552、申请日为1999年10月29日，题为“通过背面基片图形使有机发光二极管的输出耦合效率提高”的美国临时申请，并请求享有该申请的优先权，该临时申请转让给本申请人，此处可结合参考。

发明领域

本发明涉及发光装置领域，尤其涉及有机发光装置(OLEDs)及其发射效率。

现有技术

访问互联网并需要以越来越快的速度下载及浏览大量数据，以及对便携性和小台面面积的频繁要求，使得人们对显示装置的容量寄予了更多要求。对于这种要求所选择的显示装置是平板显示器，但是现今大多数平板显示器所使用的液晶显示技术(LCD)受其性能限制难以符合增加的要求。新的显示技术提供了克服LCD技术局限性的巨大前景。这种新技术基于有机发光二极管(OLEDs)的应用，该二极管使用了电致发光的薄膜材料。

典型的有机发光二极管包括：平板玻璃基片的叠层(t_sub～1mm，n_sub＝1.51)、一铟锡氧化物层(ITO)(t_ITO～100nm，n_ITO～1.8)、一个或多个有机层(t_org～0.1nm，n_org＝1.6-1.8)和一反射阴极(例如Mg∶Ag或Li∶Al)，此处t代表层厚，n代表该层折射率。为简单起见，这里的讨论基于一个有机层进行，发光现象出现在该层上。但是本领域技术人员很容易理解下面的讨论和分析也能很容易地应用到更复杂的装置结构上。

显示系统的一个重要性能指标是输入能量转换成发射光的效率。在有机发光二极管显示器中，确定系统效率的一个决定性因素是耦合效率(η_ext)，内部产生的光以该耦合效率在装置外面被耦合。为满足未来显示系统的发展要求，需要提高有机发光二极管的耦合效率。

本发明的目的及概要

因此，本发明的一个目的是提高有机发光二极管的耦合效率。为达此目的，本发明提供了一种提高有机发光二极管发射强度和在正常视角下提高用于有机发光二极管的整个外部发射效率的方法。应用本发明的方法，通过将球状图形应用到装置基片背部，发射强度和发射效率分别被提高了9.6和3.0个系数。本发明方法捕获先前在基片内被波导失去的光，及通过选择合适基片，还捕获先前在有机/阳极层内被波导所失去的光。根据本发明的方法，提供了一种表面构造方法，它与在典型平板玻璃基片上制造的装置相比，当使用玻璃基片时，有机发光二极管的发射效率至少增加一倍，当使用高指数塑料基片时，有机发光二极管的发射效率至少增加二倍。

附图的简要说明

图1显示了平板有机发光二极管内不同光径的射线图；

图2A和2B提供了根据本发明的使用球曲面特性以提高有机发光二极管的光发射效率的示意图；

图3A显示了所测量的平板玻璃基片的远场强度分布图以及所期望的朗伯发射器曲线；

图3B显示了根据本发明应用或不应用球曲面特性的玻璃基片装置的实验结果；

图3C显示了根据本发明应用或不应用球曲面特性的PC基片的实验结果以及平板玻璃基片的实验结果。

本发明的详细说明

此处描述了一种新的方法以大幅度提高有机发光二极管的发射效率。在此方法中，首先提出一解析概念以提供一种有价值的使用工具，以描述本发明发射效率的提高并与现有技术的结果相比较。通过这种合适的解析概念，用于获得改进的有机发光二极管发射效率的本发明的发法被得以描述。最终，发明人实现了改进本发明发射效率的方法的多个实施例且对这些实施例进行描述。

如背景部分所描述的，有机发光二极管的耦合效率(η_ext)在有机发光二极管显示器发射效率的确定中是一决定性因素。通过考虑与各层相关的折射率，分析有机发光二极管中使用的分层结构型式的η_ext是很简单的。作为该分析的预言，研究图1所示的平板有机发光二极管的射线图，证明了基片层(光线II)和有机/阳极层(光线III)内光截留的损失。由图中光线I所示，只有以相当小角度发射的光能够透射出。