[发明专利]提取光的耦合波导

说明书

背景技术

显示器件用于各种不同应用。例如，电视、计算机、电话和个人数字助理(PDA)都具有显示器。在某些显示应用中，提供较大观看区域是有益的，而在另一些应用中提供较小观看区域是有益的。在许多应用中，期望显示器相对较薄。对照明结构也有类似要求。例如，液晶显示器(LCD)中的许多光源较薄，从而有利于形成较薄的LCD器件。

存在可用于显示器和照明应用的各种光源技术。在显示器和照明行业中引起关注的一种光源技术是有机发光器件/二极管(OLED)。OLED通常由电致发光聚合物和小分子结构制成。

基本的OLED结构包括置于阳极和阴极之间的有机发光材料，其中阳极和阴极通常置于该材料的相对两侧。当对有机发光材料施加电流时，光通过由来自阴极的电子和来自阳极的空穴的复合所形成的激子的辐射衰减而发射出来。容易理解的是从OLED发射的光可用于照明(例如背光)和显示器件应用。

为了形成显示器件，多个阳极和阴极可由薄膜晶体管(TFT)电路驱动。阳极和阴极形成阵列，进而提供由OLED材料形成的图像元素(像素)阵列。然后显示图像可通过选择性地施加流过由TFT电路驱动的阳极和阴极的电流而形成。

照明应用也可基于通过阴极和阳极驱动OLED。当然，电流的选择性施加以及实现显示器中的像素所需的由阴极和阳极构成的阵列结构已经成为历史。相反，可使用不太复杂的阳极和阴极结构。

虽然基于OLED的显示器和光源是已知显示和照明技术的可行替代，但是已知的基于OLED结构存在缺点。例如，已知OLED结构不利于有效的光输出(亮度)。实际上，在许多已知OLED结构中，由OLED发射的光能中的多达80％被陷获在器件中。为了改进从器件发射的光的量，有必要以相对较高的电流电平驱动OLED。然而，这些相对较高的驱动电流对OLED的寿命具有有害影响。也就是说，驱动电流的单位增加将造成器件寿命的单位指数降低。

存在许多能对从OLED向外部环境(例如显示器的观看表面)传输光的量产生不良影响的因素。一个这样的因素是全内反射(TIR)。如众所周知的，OLED中使用的许多有机材料具有相对较高的折射系数(n_org)。例如n_org＞1.8。这样，有机材料(以及包围有机层的其它层)形成波导，该波导可陷获由OLED产生的光的大部分。显然这些光不会传输到外部环境。为说明起见，如果有机层与空气交界，则所发射光的典型限制是：1/(2n_org)²。这样，OLED材料所发射光中仅有约17％进入空气。

虽然已对减小内部反射进行了某些尝试，但是只取得了混杂的结果。这样，依然需要改进OLED的光输出效率，并进而增加这种器件的寿命。

发明内容

根据一示例实施方式，光源包括第一波导。该第一波导包括具有第一折射系数的发光材料以及置于该材料上的至少一个层。该至少一个层具有第二折射系数且第一折射系数大于第二折射系数。光源还包括：第二波导，耦合于第一波导；以及光提取结构，适于传导来自光源的光并基本上将其导入自由空间。

根据一示例实施方式，有机发光器件(OLED)包括第一波导，该第一波导包括具有第一折射系数的有机发光材料以及阴极和阳极。OLED还包括置于该材料上的至少一个层，其中该至少一个层具有第二折射系数且第一折射系数大于第二折射系数。此外，OLED包括：第二波导，耦合于第一波导；以及光提取结构。

附图说明

在阅读附图时从以下详细描述中可获得对各示例实施方式的最佳理解。要强调的是，各个构件不必按比例绘制。为了清晰说明起见，可任意增加和减小尺寸。

图1是根据一示例实施方式的包括有机发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图2是根据一示例实施方式的包括活性发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图3a是根据一示例实施方式的包括活性发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图3b是根据一示例实施方式的包括活性发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图4是根据一示例实施方式的包括活性发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图5是根据一示例实施方式的包括活性发光层、耦合于另一波导的波导的部分横截面图。

图6是根据一示例实施方式的耦合波导的部分横截面图。

图7是根据一示例实施方式的耦合波导的部分横截面图。

图8a和8b是根据示例实施方式的光功率相对于耦合波导传播长度的曲线图。