專利名稱：發(fā)光器件襯底和使用該襯底的發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)光器件的襯底和使用該襯底的光學器件。
背景技術：
有機電致發(fā)光(EL)器件是一種自發(fā)發(fā)光顯示器件，其原理為，施加電場后，熒光材料響應于從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子的復合能量而發(fā)光。自從報導了分層的低電壓驅動有機EL器件后，研究人員開展了諸多關于使用有機材料作為組成材料的有機EL器件的研究。
Tang等人教導了用三(8-羥基喹啉)鋁形成發(fā)光層，用三苯基硫胺衍生物形成空穴輸運層。分層結構的優(yōu)點在于，例如，空穴注入到發(fā)光層的效率提高，通過阻擋陰極注入的電子使通過復合產生激子的效率提高，并且產生的激子被限制在發(fā)光層。
采用這種方式，作為有機EL器件結構，有眾所周知的由空穴輸運(注入)層和可輸運電子的發(fā)光層組成的雙層結構，或者由空穴輸運(注入)層、發(fā)光層和電子輸運(注入)層組成的三層結構。為了提高具有分層結構的器件中注入空穴和電子的復合效率，還對器件結構和器件制作方法進行了研究。
然而，在有機EL器件中，存在發(fā)光幾率的上限，這是由于載流子復合過程是受到單態(tài)(singlet)形成幾率的限制，而不是取決于自旋統(tǒng)計。該已知的上限約為25％。
此外，在波前為球面波形的表面發(fā)光器件中，例如有機EL器件，發(fā)光層至少是插在陽極和陰極之間。由于發(fā)光元件的折射率大于襯底和空氣的折射率，出射角大于臨界角的光在襯底/空氣界面形成全反射，從而這些光無法出射。已知的是，當發(fā)光元件的折射率為1.6時，只有約20％的發(fā)射光能被有效利用。
因此，考慮單態(tài)形成幾率在內，總的能量轉換效率的上限將總共約為5％。在光的發(fā)射受到嚴格限制的有機EL器件中，低發(fā)光效率導致能量轉換效率的降低，而這被認為是致命的。
按照常規(guī)，已經提出了多種方案作為提高發(fā)光效率的方法。
例如，日本專利公開號No.S63(1988)-314795公開了在襯底上形成透鏡的方法。其中，襯底是利用諸如單元叉架(cell fork)或凸透鏡的具有收集光能力的元件。
日本專利公開號No.H01(1989)-200394公開了形成反射表面作為提高發(fā)光效率的裝置的方法。其特征在于，在發(fā)光層的一個表面形成鏡面反射光，其形狀類似臼。因此，改善了發(fā)光層周圍光泄漏損失。
日本專利公開號No.H13(2001)-202827公開了在襯底和電極層之間插入低折射率的層的方法。該公開的技術包括與低折射率層的至少一個表面接觸的透明介電層(電極層)，由于通過低折射率層的光出射到空氣的比例加大，使得光傳播到外部的出射率增大，由于低折射率層的折射率為1.003～1.300，通過低折射率層的光出射到空氣的比例加大，使得光傳播到外部的出射率增大，并且由于低折射率層采用二氧化硅氣凝膠，實現了相當低的接近1(一)的折射率。
日本專利公開號No.H15(2003)-31374公開了具有抗反射層的發(fā)光器件，其中在襯底和發(fā)光層之間依次沉積高折射率層、低折射率層和高折射率層。該文件的圖1給出具有光學多層元件2的結構，在玻璃襯底1和有機EL層3之間依次沉積高折射率層H1、低折射率層L1、作為陽極層2A的高折射率層。該文件的第 段公開了光學多層元件2具有抗反射功能，從而提高了提取來自襯底1的光的效率。
當所謂的抗反射膜由單層組成并滿足nd＝λ/4(d為該物理層的厚度，λ為所用的波長)，由于光的干涉使反射光被消除。該文件中所描述的技術就是這種抗反射層的一種，并且具有多層結構。在該實施方案描述的結構中，高折射率層H1、低折射率層L1、陽極層2A的厚度分別為14.2nm、41.5nm、139.8nm(第 段)。各層的厚度都被設定為小于發(fā)光波長400-700nm的一半。該文件公開的多層是一種所謂的抗反射層。
然而，傳統(tǒng)的技術在下述方面存在另外的改進余地。
日本專利公開號No.S63-314795和No.H01-200394分別描述的在襯底上形成透鏡和形成反射表面的方法，對于發(fā)光面積大的大尺寸器件是有效的，但是在諸如點陣顯示器的具有小像素面積的小尺寸器件中就很難形成具有收集光能力的透鏡、側向反射表面等。尤其對于有機EL器件，由于發(fā)光層的厚度小于幾個微米，不僅難于形成反射鏡面(該反射鏡面在器件側面上具有錐形表面)，而且即使采用現有技術，也難以避免成本的劇增。
日本專利公開號No.2001-202827所描述的在襯底和電極層之間插入低折射率層的方法是有效的，這是由于通過收集小于臨界角的光提高了光的發(fā)射效率。然而，由于光在陽極和低折射率層之間的界面處被反射，光發(fā)射效率的提高仍然是不夠的。
此外，在使用拋光二氧化硅氣凝膠的情況下，為了獲得非常低的折射率層，該層的機械強度就很弱。而且，拋光層的表面不平整會導致電極短路，因此產生不發(fā)光的部分(暗點)。用于有機EL器件的有效的光提取技術仍未達到滿意的水平。
日本專利公開號No.2003-31374所描述的提供抗反射層的方法，考慮到抗反射層的作用，其對光出射效率的提高是有限的(將在本專利的實施方案中說明這一點)。
此外，眾所周知，由于抗反射層對波長的高度依賴性，隨著發(fā)射波長的變化，該結構的光發(fā)射效率變化幅度極大。因此，當該文件中的技術用于白色發(fā)光器件時，不同波長的光出射到襯底外的量差別巨大，因此白平衡的惡化就成為問題。
而且，由于抗反射層利用光的干涉消除光的反射，所以抗反射層的厚度或者折射率必須滿足預定條件。因此，在由于制作因素引起該層的厚度有稍許變化的情況下，抗反射層的反射率都會變化，最終造成發(fā)光器件的性能對誤差敏感。

發(fā)明內容
因此，考慮到前述問題，本發(fā)明的目的是提供用于發(fā)光器件的襯底以及使用該襯底的發(fā)光器件，從而解決了現有技術中存在的問題，并且發(fā)光效率較高。
正如現有技術中所描述，到目前為止改進的方法都是從基于這一出發(fā)點，即提供收集傳輸到襯底的光或形成抗反射層以防止光在襯底和發(fā)光區(qū)之間的光反射。但是，本發(fā)明的發(fā)明人從不同于上述方案的觀點考慮，明顯成功地提高了發(fā)光效率。換而言之，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現，在透明襯底上引入一個光學控制部分，發(fā)射光在該處經過波前轉換并被引導至透明襯底，從而大幅度提高光發(fā)射效率，這樣就完成了本發(fā)明。
根據本發(fā)明，提供了用于發(fā)光器件的襯底，該發(fā)光器件包括一個透明襯底和光學控制部分，其中光學控制部分位于透明襯底上，它將球面波的入射光轉換為平面波形式的光，并且將已被轉換的光引導到透明襯底。
此外，根據本發(fā)明，提供了發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括透明襯底、被提供在透明襯底上的光學控制部分、被提供在該光學控制部分上的電極層、以及被提供在該電極層上的發(fā)光層，該光學控制部分將球面波的入射光轉換為平面波形式的光，并將已被轉換的光引導到透明襯底。
根據本發(fā)明，通過被提供在透明襯底上的光學控制部分的作用可以明顯提高發(fā)光效率。配置該光學控制部分，以對其上部的發(fā)光區(qū)域所發(fā)射的球面波形式的光進行波前轉換，將該球面波形式的光轉換成平面波形式的光，并將已被轉換的光導入到透明襯底。由于平面波形式的光被導入到透明襯底，可能有效降低光在透明襯底和與其相鄰的層之間的光反射或損耗。因此，光的出射效率可以明顯提高。
在這里，平面波形式的光是指光的指向矢量(pointing vector)基本上是平行的。在垂直于光傳播方向的平面上不應該有光的相位。波前轉換是指轉變波前以提高光的方向性，并且將指向矢量發(fā)散的球面波轉變?yōu)樯鲜鎏峒暗钠矫娌ㄐ问降墓?。可采用不同類型的結構來執(zhí)行波前轉換以轉換為平面波形式。例如，通過在光學控制部分中引入折射率調制區(qū)，并且以適當的方式調整光的傳播，便可能進行波前轉換。
此外，用于發(fā)光器件的襯底是指其被構造成將發(fā)光區(qū)域安裝在光學控制部分的上部的襯底。發(fā)光區(qū)域應用方式多樣。例如，它可以用作有機或者無機EL器件的發(fā)光層。
在本發(fā)明中，光學控制部分可以通過在透明襯底上提供的光學控制層來實現，該光學控制層中具有折射率分布。
在此結構中，低折射率區(qū)和高折射率區(qū)相間排列的區(qū)域可以變成易于實現波前轉換的區(qū)域。換句話說，當光從低折射率區(qū)入射到高折射率區(qū)時，光的波前在兩個區(qū)域之間的界面處被轉換。所以，球面波形式的發(fā)射光被轉換為平面波形式的光。采用這個結構，光學控制部分采取層狀的形式，由于結構非常穩(wěn)定而具有優(yōu)越性。
本發(fā)明中，光學控制層可以構造為包括兩層結構，第一層位于透明襯底上，第二層位于第一層上且折射率低于第一層的折射率。在這樣的結構中，轉換區(qū)域為第一層和第二層之間的界面。在此界面處進行光的波前轉換，因而球面波形式的發(fā)射光被轉變?yōu)槠矫娌ㄐ问降墓?。由于波前轉換發(fā)生在層之間的界面處，所以平面波形式的光被高效、穩(wěn)定地導入到透明襯底，從而穩(wěn)定提高發(fā)光效率。
在這里，如果在透明襯底上提供第一層也是可行的。因此，已轉換成平面波形式的光被引導到透明襯底，從而可能有效地控制在透明襯底和其上層之間的界面處的光反射和損耗。
按照這種方式，在形成器件的分層結構中提供具有波前功能的光學控制部分時，發(fā)光效率可以得到明顯提高。通過利用光學控制部分的影響來提高發(fā)光效率的嘗試，對于充分穩(wěn)定地發(fā)揮波前轉換功能來講扮演著重要技術問題的角色。此外，在要形成具有充分的波前轉換功能的光學控制部分時，重要的是選擇、組合以及使用適當的材料。因此重要的是采用層狀結構，以便使材料選擇的自由度變大。當提供了可進行波前轉換的光學控制部分后，就產生了這個新問題。關于這個問題，本發(fā)明提供了下述結構。
特別地，根據本發(fā)明，提供了滿足下述關系n1≥1.3n2的分層結構，其中n1為第一層的折射率，n2為第二層的折射率。因此，第一層和第二層之間的折射率差異變大，使得波前轉換的功能能夠充分穩(wěn)定地發(fā)揮，從而明顯提高發(fā)光效率。
在本發(fā)明中，還可以在光學控制層上提供電極層，并且第二層的折射率可以小于電極層的折射率。因此，第一層和第二層之間的折射率差異可以很大，使得波前轉換的功能能夠充分穩(wěn)定地發(fā)揮，進而明顯提高發(fā)光效率。此外，第一層和第二層的材料選擇自由度變大。
在這里，使第一層的折射率大于第二層的折射率是有好處的。從而，可以更明顯地提高發(fā)光效率。
此外，使得第二層的折射率大于1.35是有益的。當第二層的折射率太小時，第二層的密度就變小。出于這種原因，可能無法獲得足夠的機械強度。
此外，光學控制層可以設置成具有這樣一種折射率分布，其中折射率從透明襯底向其上部分減小。當光從高折射率區(qū)傳輸到低折射率區(qū)時，會在各區(qū)域之間的界面處產生光的反射或損耗。根據這種結構，當發(fā)光部分位于光學控制層上以便光從透明襯底發(fā)射出來時，可以獲得沿著光的傳輸方向上折射率減小的層結構。因此，不存在產生光的反射或損耗的界面，所以光的發(fā)射效率可以明顯提高。
這種結構中，調整折射率分布以便從透明襯底到其上部分的折射率減小，折射率的分布形貌是臺階式還是連續(xù)減小的分布形貌這些都無關緊要。此外，如果折射率在整個光學控制層的層厚度方向減小或者在某些區(qū)域減小也是可行的。
在本發(fā)明中，如果固定在用于發(fā)光器件的襯底上的發(fā)光器件其峰值發(fā)光波長用λ表示，第一層的折射率用n1表示，第一層的厚度用d1表示，則有n1d1≥λ/2。
此外，當第二層的折射率表示為n2，第二層的厚度表示為d2，那么n2d2≥λ/2。
因此，發(fā)射光在第一層和第二層之間的界面處被適當地波前轉換，并且變成平面波形式的光，從而有可能穩(wěn)定獲得發(fā)光效率提高的效果。
在本發(fā)明中，透明襯底配有用于發(fā)光器件的驅動電路是無關緊要的。例如，可以提供諸如TFT的元件。
在本發(fā)明的發(fā)光器件中，發(fā)光層的發(fā)射光可配置成類似彩色的發(fā)射光。這樣，光學控制層的功能更加穩(wěn)定。光學控制層其折射率根據波長略有差別。因此，當光學控制層設計成用于單色光發(fā)射時，可以獲得更加穩(wěn)固的效果。例如，可適當使用藍光作為單色光。
本發(fā)明的發(fā)光器件可以應用于多種類型的光學器件。
例如，它可以應用于有機EL器件，無機EL器件、發(fā)光二極管等。
在這里，將從透明襯底指向光學控制部分的方向定義為向上的方向。


通過對優(yōu)選實施方案的詳細描述并參考以下附圖，本發(fā)明的上述及其它特點和優(yōu)點對于本領域一般技術人員而言就更加明顯了圖1示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例一。
圖2示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例二。
圖3示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例三。
圖4示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例四。
圖5示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例五。
圖6示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例六。
圖7示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例七。
圖8示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例八。
圖9示出了根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖實例九。
圖10示出了光學控制層結構的一個實例。
具體實施例方式
根據本發(fā)明的發(fā)光器件襯底可應用于發(fā)光器件，例如有機電致發(fā)光(EL)器件、無機EL器件、等離子體顯示器或發(fā)光二極管(LED)等，它們響應于外部激勵例如電壓而發(fā)光。特別地，在發(fā)光區(qū)中的發(fā)射變成點發(fā)射的器件中發(fā)揮了顯著效果。例如，EL器件的發(fā)射光為一系列來自發(fā)射中心的點發(fā)射。本發(fā)明的效果尤其明顯。
本發(fā)明通過光學控制層的作用提高了光發(fā)射效率。和抗反射層相比，光發(fā)射效率對波長的依賴性更小。因此，例如，應用于白光發(fā)光器件時，在射出襯底的光量不會因波長的不同而有很大差異的情況下，白平衡能相對令人滿意地得到保持。此外，本發(fā)明還具有不易因為制作因素而產生性能誤差的優(yōu)點。
在下文中，本發(fā)明的上述及其它目標、特點和優(yōu)點將通過下述描述變得更為明顯。現在將參考相應附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。此外，只要沒有單獨提到，這里的折射率是指基于從發(fā)光層發(fā)射出的光的峰值波長的折射率。在下面的實施例中，相同數字在整個說明書中是指相同元件，并且為避免重復描述將省略對這一部分的說明。
實施方案一圖1是根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的典型截面示意圖。具體地，本發(fā)明的發(fā)光器件襯底50中，在光透明襯底10的一個表面上被提供有光學控制層20。光學控制層20包括折射率大于光透明襯底10的折射率的第一層30，以及折射率小于第一層30的折射率的第二層40，并且光學控制層20具有這樣一種結構，即這兩層依該次序疊置在光透明襯底10上。
通過在光學控制層20的上部上面固定發(fā)光區(qū)，就可將這種發(fā)光器件襯底用作發(fā)光器件的襯底。光學控制層20將從其上部射入的發(fā)射光的球面波形式的波前轉換為平面波形式的波前。例如，在有機EL器件的發(fā)光層中，發(fā)光中心被看作是點光源，從該點光源發(fā)出的光沿360度的各個方向傳播。在單獨的典型光透明襯底上，當光是來自襯底外的發(fā)射中心時，由于出射角大于臨界角的球面波形式的波前通過全反射被反射到襯底內部，因此這些光無法從襯底出射。
然而，在本實施方案中，第一層30和第二層40之間的界面可以將球面波形式的波前轉換為平面波形式的波前，所以可獲得高度定向的光。因此，點光源發(fā)出的球面波形式的波前經過光學控制層20后被轉換為平面波形式的波前，從而定向地在光透明襯底10中傳播。由于這個原因，被全反射的光量很少，更多的光出射到透明襯底10外部。因此，發(fā)光效率得到提高。出射到襯底外部的光為平面波形式的波前，它既不是球面波形式的波前，也不是柱面波形式的波前。此外，根據本實施方案，組成發(fā)光器件襯底的各層是光學平整的，而且還可以選用機械強度大的薄層材料，以便使發(fā)光器件具備高可靠性。換而言之，不僅可以控制由于襯底表面不平整引起的短路，還可以控制取決于襯底變形的薄層開裂。
圖2是與圖1中的發(fā)光器件襯底頂表面接觸的襯底的截面示意圖，并且配備有電極層60。電極層60的折射率低于第二層40的折射率。
至于發(fā)光器件襯底，兩個界面在提高發(fā)光效率中起著重要作用。在這兩個界面當中，一個位于光透明襯底10和第一層30之間，而另一個位于第一層30和第二層40之間。這兩個界面可以將從發(fā)光層傳播出來的光從球面波形式的波前轉換為平面波形式的波前。因此，這兩個界面的結構以及將光引導至這些界面的結構是本實施方案的重要因素。本實施方案采取這樣的結構，使得從發(fā)光層出射的光依次穿過電極層60、第二層40、第一層30、光透明襯底10，然后傳播到透明襯底10外部。因此，采用這樣的方式來設計本實施方案，以便如圖2的折射率相對值所示，折射率沿著朝向透明襯底10方向先降低，后升高，并在光透明襯底10處再次降低。
在本實施方案中，由于第二層的折射率設成相對小于電極層60的折射率，因此有可能在大范圍內增加第一層30和第二層40之間的折射率差值。所以，可能穩(wěn)定實現令人滿意的波前轉換功能。最終，發(fā)光效率明顯提高。
接下來將詳細描述構成本實施方案的發(fā)光器件襯底的各個部件。
光透明襯底10用作發(fā)光器件的光提取襯底，并且傳輸可見光范圍的至少一部分波長。本實施方案中，光透明襯底10可采用任何襯底，只要其能夠傳輸至少部分波長約為400-800nm的光就可以。此外，光透明襯底10可以采用無機材料或者有機材料。無機材料例如玻璃，有機材料例如塑料材料。對于玻璃材料來講，可以采用例如熔融石英、非堿性玻璃、鈉玻璃、雙火石玻璃(double flintglass)等光學玻璃。對于塑料材料來講，可以采用例如聚醚砜(PES)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等工程塑料。光透明襯底10的折射率優(yōu)選為1.4～2.1。在光透明襯底10上涂敷阻擋層來控制水分和氧氣的滲透是無關緊要的。此外，光透明襯底10還可以具有顏色轉換濾光器或濾色器。光透明襯底10的厚度沒有特別限制，但優(yōu)選為約0.1mm～2.0mm。
圖1和2中所示的襯底是用于發(fā)光器件的一種襯底。光透明襯底10上設有發(fā)光器件的驅動電路。圖9示例性地示出了一個具有TFT(薄膜晶體管)的有機EL器件的結構示意圖。光透明襯底10與TFT元件部分530一起形成。該元件適用于根據本實施方案的襯底。
此外，本實施方案中的發(fā)光器件襯底制作過程為，依次在光透明襯底10上沉積第一層30和第二層40。根據本實施方案所產生的發(fā)光器件襯底，制作時至少還要在其上沉積電極層60以及發(fā)光層。因此，如果光透明襯底10表面不均勻，這一不均勻的表面會影響電極層60和發(fā)光層，從而可能成為導致電極短路的原因。所以，應采用表面光滑的光學透明襯底10。此外，如果襯底用于有源矩陣驅動，優(yōu)選的是，至少用于驅動發(fā)光器件的像素部分應當是光滑的。
第一層30的折射率大于光透明襯底10的折射率。例如，光透明襯底10的折射率為1.45時，第一層30的折射率為1.45～1.46之間，實際應用中優(yōu)選為約2.5。優(yōu)選的是第一層30和光透明層10的折射率之比(第一層30的折射率/光透明層10的折射率)較大。有益的是該比率大于1，優(yōu)選大于或等于1.15，更優(yōu)選大于或等于1.3。
遵從這些原則，可以采用很常見的折射率約為1.45的玻璃襯底作為光透明襯底10，并在光透明襯底10上形成具有高效波前轉換功能的光學控制層。
在這里，當發(fā)光層的發(fā)射光的峰值波長用λ表示，第一層30的折射率用n1表示，并且第一層厚度表示為d1時，則第一層30的光學厚度即n1d1優(yōu)選設定值為0.5λ或更大，更優(yōu)選值為等于或大于1.0λ。因此，從第二層40入射的光被適當地進行波前轉換，從而被轉變?yōu)槠矫娌ㄐ问降墓?。因此，可以穩(wěn)定獲得發(fā)光效率的提高。n1d1的上限優(yōu)選設定為低于10λ的值，這樣可以穩(wěn)定實現向平面波形式的光的波前轉換。
在用于發(fā)光器件的襯底中，使用哪一個有機材料和無機材料作為第一層30的材料是無關緊要的。對于有機材料，可使用聚酰亞胺、聚氨酯等。對于無機材料，可使用SiO2、TiO2、SiNx、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、CeO2、Y2O3、MgO、Nb2O5、ITO等。這些材料可以單獨使用，也可以兩個或多個組合使用。考慮到熱穩(wěn)定性，優(yōu)選使用無機材料。
任何材料都可以用作第一層30，只要其能至少部分透過波長為400～800nm之間的光。這些光學薄層的制作可采用濕層或干層形成法等方法。對于濕層形成法來講，可采用溶膠-凝膠法等。此外，對于干層形成法來講，可采用諸如蒸發(fā)、等離子體濺射法、離子束濺射法等物理氣相沉積(PVD)或者化學氣相沉積(CVD)方法。特別地，對于CVD方法來講，使用了等離子體增強CVD、金屬有機物CVD、激光CVD、光化學CVD、電子回旋共振CVD等。此外，對于蒸發(fā)法來講，使用了電阻加熱沉積、電子束沉積、激光沉積、電弧放電沉積、高頻加熱沉積等。對于等離子體濺射方法來講，包括直流電濺射法、高頻濺射法、對靶濺射法、磁控濺射法等。此外，對于離子束濺射法的離子源來講，存在有潘寧型(panic type)、空心陰極型、雙等離子體型等。
第二層40與第一層30一起形成具有波前轉換功能的界面。
當第一層30、第二層40、電極層60的折射率分別用n1、n2、n3表示時，則n1≥n2；n3≥n2且n1≥n3。
n1/n2的值等于或大于1已經足夠，但是優(yōu)選為等于或大于1.1，更優(yōu)選為1.25。
在這里，當發(fā)光層的出射光的峰值波長用λ表示，第二層40的折射率用n2表示，第二層厚度表示為d2時，則第二層40的光學厚度即n2d2被優(yōu)選設定為0.5λ或更大，更優(yōu)選值為等于或大于1.0λ。因此，從第二層40射出的光在第一層30和第二層40之間的界面處被有效地進行波前轉換，從而被轉變?yōu)槠矫娌ㄐ问降墓?。因此，可以穩(wěn)定獲得發(fā)光效率的提高。優(yōu)選的是n2d2的上限被設定為低于10λ的值。這樣可以穩(wěn)定實現向平面波形式的光的波前轉換。
在用于發(fā)光器件的襯底中，對第二層40的材料沒有限制，采用有機材料或者無機材料均可。對于有機材料，可使用聚酰亞胺、聚氨酯等。對于無機材料，可使用SiO2、TiO2、SiNx、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、CeO2、Y2O3、MgO、Nb2O5、ITO等。這些材料可以單獨使用，也可以兩個或多個組合使用?？紤]到熱穩(wěn)定性，優(yōu)選使用無機材料。
對于第一層30來講可采用任何材料，只要能至少部分透過波長為400～800nm之間的光即可。這些光學薄層的制作可采用濕層或干層形成法等方法。對于濕層形成法來講，可采用溶膠-凝膠法等。此外，對于干層形成法來講，可采用諸如蒸發(fā)、等離子體濺射法、離子束濺射法等物理氣相沉積(PVD)或者化學氣相沉積(CVD)方法。特別地，對于CVD方法來講，使用了等離子體增強CVD、金屬有機物CVD、激光CVD、光化學CVD、電子回旋共振CVD等。此外，對于蒸發(fā)法來講，使用了電阻加熱沉積、電子束沉積、激光沉積、電弧放電沉積、高頻加熱沉積等。對于等離子體濺射方法來講，包括直流電濺射法、高頻濺射法、對靶濺射法、磁控濺射法等。此外，對于離子束濺射法的離子源來講，存在有潘寧型(panic type)、空心陰極型、雙等離子體型等。
在這里，由于第二層40在第一層30之后制備，故優(yōu)選那些不會使第一層30分解等的層形成方法。
此外，選擇第一層30和第二層40的材料時應當與其上形成的電極層和發(fā)光層的制備工藝相兼容。
在本實施方案中，第一層30或第二層40都可以作為輔助電極，這些輔助電極降低了電極層60的電阻。這些層對于發(fā)光器件的光學性質以及電學性質都有貢獻。當被用作輔助電極時，每層在其組成材料中使用導電物質例如ITO并和電極層60連接，從而降低電極層60的電阻。當被用作輔助電極時，第二層40可直接和電極層60連接。當被用作輔助電極時，第一層30可以與電極層60、接觸孔等相連。
在本實施方案中，發(fā)光器件的襯底被提供有抗反射層是無關緊要的。和本實施方案相關的一個方面是，當出射光經過發(fā)光器件的襯底出射到空氣時，在界面提供抗反射層，即在空氣層和光透明襯底10之間，因而發(fā)光效率得到提高。圖3示出了一種具有抗反射層的光學器件的截面示意圖。在光透明襯底10的一個表面上形成抗反射層70，由第一層30和第二層40組成的光學控制層20位于光透明襯底10的另一面上，其中第一層30的折射率大于光透明襯底10的折射率，第二層40的折射率小于第一層30的折射率。
在本實施方案中，由于第一層30的折射率大于電極層60的折射率，所以來自發(fā)光層的出射光在進入光學控制層20前不會被反射太多。因此，從發(fā)光層傳播出來的光以球面波形式的波前在未經太多反射的情況下入射到光學控制層20，并在該層被轉換為平面波形式的波前。反射較多的位置是空氣層-光透明襯底的界面。因此，在這個界面設置抗反射層是有效的。然而，在其它位置設置抗反射層的情況下，有可能降低將球面波形式的波前轉換為平面波形式的波前的轉換效率。
實施方案二圖4示出了一個采用根據本實施方案的發(fā)光器件襯底的無機EL器件的典型截面示意圖的一個實例。在光透明襯底10的一個表面上被提供有光學控制層20，在光學控制層20上依次提供有電極層60、絕緣層90、無機發(fā)光層100、絕緣層90及電極層60。
光學控制層20包括折射率大于光透明襯底10的折射率的第一層30和折射率大于第一層30的折射率的第二層40，第一層30和第二層40依次位于光透明襯底10上。第一層30被布置在光透明襯底10上。而且，無機EL器件的結構或者其材料均可從已知的結構和材料中進行任意選擇。
根據本實施方案的結構，從發(fā)光層前方(向上)出射的球面波形式的波前在光學控制層20處被轉換為平面波形式的波前。因此，光可以有效地出射到襯底外部。
實施方案三本實施方案示出了實施方案一描述的發(fā)光器件襯底被應用在有機EL器件中的實例。圖5示出了根據本實施方案的有機EL器件結構的截面示意圖的實例。在本實施方案中，發(fā)光器件襯底上依次設有正電極(陽極)80、發(fā)光層130、負電極(陰極)120。
圖6示出了另一個和本實施方案相關的有機EL器件結構截面示意圖的例子。在本實施方案中，發(fā)光器件襯底上依次設有正電極(陽極)80、空穴輸運層140、發(fā)光層130以及負電極120。此外，還可以例舉其它結構，例如由正電極/空穴輸運層/發(fā)光層/電子輸運層/負電極組成的結構、由正電極/發(fā)光層/電子輸運層/負電極等組成的另一結構。在本實施方案中，有機EL器件采用低分子型或高分子型均可。對于本實施方案中涉及的有機EL器件，發(fā)光器件的襯底被設計成允許從發(fā)光層出射的光穿過發(fā)光器件襯底。
空穴輸運材料可采用多種材料。特別地，這類材料的例子包括例如雙(二(對甲苯)氨基苯基)-1、1-環(huán)己烷、N，N’-聯(lián)苯-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1、1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺及N，N’-聯(lián)苯-N-N-雙(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯)-4，4’-二胺的三苯基二胺、星爆型(starburst)分子等。
電子輸運材料可采用多種材料。特別地，這種材料的例子包括例如2-(4-聯(lián)苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-惡二唑和雙{2-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-惡二唑}-m-亞苯基的惡二唑衍生物、三唑衍生物、喹啉醇基金屬復合物等。
對于光發(fā)射材料可采用諸如三(8-羥基喹啉)鋁復合物(Alq3)、二聯(lián)苯乙烯基聯(lián)苯(BDPVBi)、1，3-雙(對叔丁基苯基-1，3，4-惡二唑)苯基(OXD-7)、N，N’-雙(2，5-二叔丁基苯基)二萘嵌苯(perylenetet)-羰基二酰亞胺(racarboxydiimide)(BPPC)、1，4-雙(對甲苯-對甲基苯乙烯基)氨基苯基)萘等。此外，發(fā)光材料可采用摻雜有熒光材料的電荷輸運材料層。這種層的實例包括摻雜了諸如4-雙氰亞甲基(dicyanomethylene)-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)的二羥基喹啉并吖啶衍生物、或者摻雜了諸如3-(2’-苯并噻唑)-7-二乙氨基香豆素的香豆素衍生物的諸如Alq3的喹啉醇金屬復合物的層，摻雜了諸如二萘嵌苯的濃縮多環(huán)芳香物的電子輸運材料雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁復合物的層、或者是摻雜了紅熒烯的空穴輸運材料4，4’-雙(間甲苯基苯基氨基)聯(lián)苯(TPD)的層等。
對于圖5和圖6中的器件，正電極80的作用是把空穴注入至空穴輸運層，優(yōu)選功函數等于或大于4.5eV。本實施方案中用到的正電極材料具體實例包括銦錫氧化物(ITO)、氧化錫(NESA)、金、銀、鉑和銅，其中ITO尤為有效。在本實施方案中，第二層40的折射率高于有機EL器件的正電極80的折射率或者低于正電極80的折射率是無關緊要的。然而，當第二層40和正電極80接觸時，第二層40的折射率優(yōu)選高于正電極80的折射率。
同時，為了將電子注入電子輸運帶或發(fā)光層，負電極120優(yōu)選功函數較低的材料。負電極材料的選取沒有明確的限制，具體實例可包括銦、鋁、鎂、鎂銦合金、鎂鋁合金、鋁鋰合金、鋁鈧鋰合金、鎂銀合金等。在本實施方案中，有機EL器件既可使用無源驅動模式，也可通過增加如薄膜晶體管(TFT)的有源元件而使用有源驅動模式。本實施方案中各層的制作方法沒有特別的限制。因此可以適當選用任何一種已知的方法。例如，這些方法的實例包括真空沉積、分子束外延(MBE)方法、或者將化合物溶解到溶劑中的溶液的浸漬、旋涂、注塑、棒式涂敷(bar coating)或者滾動涂敷等。
光學控制層20的作用是將從發(fā)射源的發(fā)光中心出射的球面波形式的波前轉換為平面波形式的波前。因此，通過光學控制層20的光具有平面波形式的波前，并定向地傳播到光透明襯底10中。因此，在形成顏色轉換濾光器或者濾色器的情況下，其功能可有效發(fā)揮。換而言之，優(yōu)點在于，發(fā)光層發(fā)射的光線受到限制不能進入相鄰的像素，并且顏色的純度沒有惡化。
本實施方案中濾光器可安裝在發(fā)光器件襯底的任一表面。然而，在本實施方案的發(fā)光器件襯底中，濾光器即使安裝在和發(fā)光層相對的表面上，在顯示期間仍可保持高的顏色純度。通常地，就制作工藝而言，在顏色轉換濾光器或濾色器上形成電極或發(fā)光層是有難度的。形成對照的是，當顏色轉換濾光器或濾色器被布置在和發(fā)光層相對的光透明襯底10的表面上時，濾光器的制作工藝就不依賴于電極或發(fā)光層的制作工藝，因此較容易實施。例如，在發(fā)光器件形成以后，有可能形成顏色轉換濾光器或濾色器。在使用顏色轉換濾光器的情況下，可任意使用發(fā)光層發(fā)射的顏色或者多種顏色轉換濾光器。例如，通過使用藍色發(fā)光層，當將藍色轉換為紅色的紅色轉換濾光器和將藍色轉換為綠色的綠色轉換濾光器平行排列時，則可獲得全彩色顯示。
圖7示出具有顏色轉換濾光器的一種有機EL器件的典型截面示意圖的一個實例。光透明襯底在其一個表面上被提供有紅色轉換濾光器510和綠色轉換濾光器511，其另一個表面上被提供有光學控制層20、正電極80、藍色發(fā)光層150、負電極120。藍色出射光501在紅色轉換濾光器處被轉換為紅色出射光503，在綠色轉換濾光器處被轉換為綠色出射光502。此時，藍色出射光是直接出射或者經過顏色濾光器以進一步提高顏色純度之后出射是無關緊要的。如前所述，由于經過光學控制層20的光具有平面波形式的波前，并且在光透明襯底10中定向傳播，盡管各個紅、綠、藍像素尺寸小，但仍可獲得無洇色的顯示。
圖8示出具有彩色濾光器的有機EL器件的典型截面示意圖的一個實例。使用白色發(fā)光層，可以通過紅色、綠色、藍色濾色器實現全彩色顯示。特別地，光透明襯底10在其一個表面上提供有紅色濾光器520、綠色濾光器521、藍色濾光器522，其另一個表面提供有光學控制層20、正電極80、白色發(fā)光層160、負電極120。來自白色發(fā)光層的發(fā)射光被紅色濾色器520、綠色濾色器521、藍色濾色器522分成紅色出射光503、綠色出射光502和藍色出射光501。如前所述，由于經過光學控制層20的光具有平面波形式的波前并且在光透明襯底10中定向傳播，即使各個紅、綠、藍像素尺寸較小，但仍可獲得無洇色的顯示。
本實施方案中，發(fā)光器件的襯底可以用作有機EL器件的密封材料。前面曾提到，在本實施方案的有機EL器件中，將發(fā)光器件襯底進行配置，使得從發(fā)光層發(fā)射的光穿過發(fā)光器件的襯底。對于頂部或者背面發(fā)射型的有機EL器件，發(fā)光層發(fā)射的光的出射方向和提供有電極層60或發(fā)光層的襯底方向相反，本實施方案中的發(fā)光器件的襯底可用作密封材料。當被用作密封材料時，優(yōu)選的是，襯底被結合(bonded)到發(fā)光器件的表面。
圖4至圖8示出了發(fā)光器件部分的層結構，但是實際上光透明襯底10被提供有用于諸如TFT元件的發(fā)光器件的驅動電路。圖9示出具有TFT元件的有機EL器件結構示意圖。光透明襯底10在形成驅動電路的區(qū)域(稱為“驅動電流形成區(qū)域”)中配有TFT元件部分530。同時，在光透明襯底10中形成發(fā)光器件的區(qū)域(稱作“發(fā)光器件形成區(qū)域”)內，提供了包括光學控制層20、正電極80、發(fā)光層130和負電極120的發(fā)光器件。發(fā)光器件的層結構并不僅限于圖中所示，還可使用其它各種類型的結構。此圖沒有示出濾色器或顏色轉換濾光器。在這里，TFT襯底的像素顯示部分被構造成具有高折射率的層，該高折射率層可以用作第一層30。
實施方案四在本實施方案中，發(fā)光器件襯底的結構如圖10所示。光學控制層25由在其中摻雜了至少一種雜質金屬的介質制成。調節(jié)光學控制層25中的雜質濃度分布使其從光透明襯底10向電極層60方向逐漸增加。因此，從光透明襯底10向電極層60方向折射率逐漸降低。
光學控制層20是由例如SiO2或MgF2以及雜質金屬的混合物構成。雜質金屬可包括鉻、銀、鋁等。金屬的摻雜量可適當選擇，通常為組成光學控制層25的整體材料的5mol％或更少。因此，可以防止由于金屬的吸收而引起的透射率降低。
本實施方案中，通過調整雜質濃度可調節(jié)光學控制層25內的折射率。在折射率沿光的傳播方向增加的區(qū)域內，采用發(fā)生波前轉換的這樣一種方式來調節(jié)將要增加的光的方向性，從而將光從球面波形式轉換為平面波形式。本實施方案中，波形轉換不是在單一界面處進行，而是在光學控制層25內的折射率被調制處發(fā)生好幾次波形轉換。因此，穩(wěn)固實現了向平面波形式的光的波前轉換。
由于本實施方案的襯底具有上述結構，所以在光學控制層25和光透明襯底10之間的界面處光的反射或損耗降低，使得發(fā)光效率顯著提高。如前所述，已經通過各實施方案對本發(fā)明進行了描述。這些實施方案只是對本發(fā)明的原理進行簡單地說明。當然，可對這些方案進行許多其它的改變和修改，并且這些改變和修改仍在本發(fā)明的精神和范圍之內，這一點本領域的技術人員應當清楚。
例如，雖然這些實施方案對EL器件進行了圖解和描述，但是其也可應用于諸如發(fā)光二極管等其它發(fā)光器件。例如，該發(fā)光器件被用作顯示器件。
此外，盡管圖示中光學控制層20是雙層結構，但是未必局限于這種雙層結構，還可以采用三層或者更多層的結構。
實例接下來將通過實施例更加詳細地描述本發(fā)明。下面將描述的實例中有機EL器件的發(fā)光特性是在如下條件下測量的在垂直襯底的方向上安裝一光度計(例如TOPCON BM-5A)，收集角度為0.1度。有機EL器件的電流效率是在如下條件下測量的有機EL器件的發(fā)光部分的面積為4mm2，給有機EL器件施加直流電壓，并且亮度為100cd/m2。此外所有使用的光透明襯底厚度都為0.7mm。
實例1光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.30且厚度為600nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.70且厚度為600nm的TiO2/SiO2混合物層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。
隨后，采用濺射法在制備好的光學襯底上形成ITO作為正電極，其薄層電阻為20Ω/□(歐姆每平方面積)。所形成的ITO層的厚度為100nm，折射率為1.78。接著，在ITO上形成下面的兩層作為有機層。首先是用真空沉積法形成50nm厚的空穴輸運層，即N，N’-聯(lián)苯-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺，隨后采用真空沉積法形成70nm厚的發(fā)光層，即三(8-羥基喹啉)鋁。最后以9∶1的沉積速率比來共沉積厚度為150nm的鎂銀合金而形成負電極。這樣，發(fā)射綠光(峰值波長為530nm)的有機EL器件制作完成。
這樣制作的有機EL器件的電流效率為5.1cd/A。
實例2光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.30、厚度為700nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.50、厚度為826nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。
在制作好的光學襯底上形成正電極(ITO)、有機層、負電極層(negative layer)。這些正電極(ITO)、有機層和負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.5cd/A。
實例3光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.40、厚度為670nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.43、厚度為1000nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。
在制作好的光學襯底上形成正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.5cd/A。
實例4光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。分別采用CVD和濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.01、厚度為800nm的SiNx層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.42、厚度為530nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。在制作好的光學襯底上形成正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.4cd/A。
實例5除了使用折射率為1.95的雙火石玻璃作為光透明襯底以外，其它條件同實例3。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.4cd/A。
實例6光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。分別采用CVD和濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.01、厚度為800nm的SiNx層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.42、厚度為720nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.2cd/A。
實例7光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.40、厚度為670nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.43、厚度為900nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。此外，制作一個折射率為2.00、厚度為50nm的SiNx層作為光著色層。這樣，光學襯底制備完畢。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.5cd/A。
實例8光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.40、厚度為670nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.43、厚度為900nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。此外，使用濺射的方法在光學控制層第二層上形成厚度為100nm的層，該層折射率從1.45漸變到1.78，且折射率沿遠離光學控制層的第二層的方向增加。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.6cd/A。
實例9光透明襯底使用折射率為1.457的熔融石英。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.40、厚度為670nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.43、厚度為900nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。這樣，光學襯底制備完畢。此外，使用濺射的方法在光學控制層第二層上形成厚度為100nm的層，該層折射率從1.45漸變到2.0，且折射率沿遠離光學控制層的第二層的方向增加。此外，形成折射率為2.00、厚度為50nm的SiNx層作為光著色層。這樣，光學襯底制備完畢。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.8cd/A。
實例10作為光透明襯底，使用了鈉玻璃，其具有1.512的折射率并且在其一個表面上具有折射率為1.38、厚度為97nm的MgF2層的抗反射層。通過濺射的方法在光透明襯底的一個表面上形成折射率為2.30、厚度為700nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.50、厚度為826nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.6cd/A。
實例11作為光透明襯底，使用了鈉玻璃，其具有1.512的折射率并且在其一個表面上具有折射率為1.38、厚度為97nm的MgF2層的抗反射層，并且在其另一個表面上具有厚度為100nm且折射率沿遠離光透明層的方向從1.52連續(xù)變化到2.30的另一抗反射層。通過濺射的方法在光透明襯底的一表面上形成折射率為2.30、厚度700nm的TiO2層作為光學控制層的第一層，以及折射率為1.50、厚度為826nm的SiO2層作為光學控制層的第二層。
在制作好的光學襯底上沉積正電極(ITO)、有機層、負電極層。這些正電極(ITO)、有機層、負電極層的條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為4.7cd/A。
比較例1除了TiO2/SiO2混合物層的厚度為20nm以外，其它條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為2.8cd/A，未觀察到發(fā)光效率提高。
比較例2除了TiO2/SiO2混合物層的厚度為3.5μm以外，其它條件同實例1。這樣制作的有機EL器件的電流效率為2.9cd/A，未觀察到發(fā)光效率提高。
比較例3除了采用溶膠-凝膠法制作折射率為1.25的SiO2作為光學控制層的第二層以外，其它條件同實例2。這樣制作的有機EL器件的電流效率為3.1cd/A，觀察到許多不發(fā)光的點(暗點)。
各個實例和比較例的評估結果如下。在下述各表中，第一層的折射率用n1表示，第一層的厚度用d1表示，第二層的折射率用n2表示，第二層的厚度用d2表示，正電極的折射率用n3表示。此外，光透明襯底的折射率用n(sub)表示。
如前所述，本發(fā)明的結構中包含了將球面波形式的入射光轉換為平面波形式的光并將轉換后的光引到透明襯底的光學控制部分，因此出射光可以高效地穿出透明襯底。因此，有可能提供具有高亮度和良好可見度的發(fā)光器件。
雖然參照優(yōu)選實施方案對本發(fā)明做了描述，但是本領域的技術人員應當理解的是，在附屬的權利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍內可以進行各種改變和修改。
表1

表2

表3

權利要求
1.一種發(fā)光器件襯底，包括透明襯底；以及被提供在透明襯底上的光學控制部分，將球面波的入射光轉換為平面波形式的光，并將轉換后的光引導到透明襯底。
2.根據權利要求1的襯底，其中光學控制部分包括在被提供于透明襯底上的至少一層內存在折射率分布的光學控制層。
3.根據權利要求1的襯底，其中光學控制層包括被提供在透明襯底上的第一層以及被提供在該第一層上的第二層，且第二層的折射率小于第一層的折射率。
4.根據權利要求3的襯底，滿足下式n1≥1.3n2其中n1為第一層的折射率，n2為第二層的折射率。
5.根據權利要求3的襯底，還包括在光學控制層上的電極層，且第二層的折射率小于電極層的折射率。
6.根據權利要求5的襯底，其中第一層的折射率大于電極層的折射率。
7.根據權利要求3的襯底，其中，當在發(fā)光器件的襯底上安裝具有峰值發(fā)射波長的發(fā)光器件時，滿足下式n1d1≥λ/2其中n1為第一層的折射率，d1為第一層的厚度。
8.根據權利要求3的襯底，其中，當在發(fā)光器件的襯底上安裝具有峰值發(fā)射波長的發(fā)光器件時，滿足下式n2d2≥λ/2其中n2為第二層的折射率，d2為第二層的厚度。
9.根據權利要求3的襯底，還包括在第二層上的光著色層，且該光著色層的折射率大于第二層的折射率。
10.根據權利要求3的襯底，其中透明襯底還被提供有用于發(fā)光器件的驅動電路。
11.一種發(fā)光器件，包括透明襯底；被提供在透明襯底上的光學控制部分，將球面波的入射光轉換為平面波形式的光，并將轉換后的光引導到透明襯底；被提供在光學控制部分上的電極層；以及被提供在電極層上的發(fā)光層。
12.根據權利要求11的發(fā)光器件，其中光學控制部分包括在被提供于透明襯底上的至少一層內存在折射率分布的光學控制層。
13.根據權利要求12的發(fā)光器件，其中光學控制層包括被提供在透明襯底上的第一層以及被提供在該第一層上的第二層，且第二層的折射率小于第一層的折射率。
14.根據權利要求13的發(fā)光器件，滿足下式n1≥1.3n2其中n1為第一層的折射率，n2為第二層的折射率。
15.根據權利要求13的發(fā)光器件，其中第二層的折射率小于電極層的折射率。
16.根據權利要求15的發(fā)光器件，其中第一層的折射率大于電極層的折射率。
17.根據權利要求13的發(fā)光器件，滿足下式n1d1≥λ/2其中λ為發(fā)光層的峰值發(fā)射波長，n1為第一層的折射率，d1為第一層的厚度。
18.根據權利要求13的發(fā)光器件，滿足下式n2d2≥λ/2其中λ為發(fā)光層的峰值發(fā)射波長，n2為第二層的折射率，d2為第二層的厚度。
19.根據權利要求11的發(fā)光器件，其中透明襯底被提供有顏色轉換濾光器。
20.根據權利要求11的發(fā)光器件，其中透明襯底被提供有濾色器。
21.根據權利要求11的發(fā)光器件，其中發(fā)光層的發(fā)射光為單色光。
22.根據權利要求21的發(fā)光器件，其中單色光為藍光。
23.根據權利要求11的發(fā)光器件，其中該發(fā)光器件為有機電致發(fā)光器件。
全文摘要
提供了一種具有高發(fā)光效率的發(fā)光器件襯底以及使用該襯底的發(fā)光器件。光透明襯底10上疊置有折射率大于該光透明襯底10的折射率的第一層30，以及其折射率小于第一層的折射率的第二層40。第一層30的折射率設定為第二層40折射率的1.35倍。采用這種層狀結構，在發(fā)光器件的發(fā)光層中，從點光源的前方發(fā)出的球面波形式的波前被轉換為平面波形式的波前，并高效地出射到襯底外部。
文檔編號H01L51/52GK1596041SQ20041007708
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權日2003年9月10日
發(fā)明者五藤智久, 武脅紀子, 柘植久尚, 上條敦, 東口達 申請人:三星Sdi株式會社