專(zhuān)利名稱(chēng)：反饋和耦合結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及包括反饋結(jié)構(gòu)與耦合結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，更具體地，涉及包括具有波紋結(jié)構(gòu)或周期結(jié)構(gòu)的耦合結(jié)構(gòu)和反饋結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光二極管器件(OLED)。
背景技術(shù)：
發(fā)出光線的反饋增強(qiáng)有機(jī)發(fā)光二極管器件(FE-OLED)器件的輻射層非常薄(例如，數(shù)十納米)。由于輻射層太薄，因此如果器件用于垂直輻射模式，則產(chǎn)生足夠的受激輻射率在輻射層中需要非常高密度的激子和/或非常高的光子通量用于反饋光子。通過(guò)FE-OLED器件施加非常高的電流密度可獲得非常高的激子密度。不幸的是，非常高的電流密度使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，降低了效率，增加了成本，并且限制應(yīng)用FE-OLED的效率和數(shù)量。類(lèi)似地，在輻射層中為反饋光子產(chǎn)生非常高的光子通量需要向輻射層中反饋回更高百分比的光。通過(guò)增加反饋元件的反射率可獲得該反饋，并導(dǎo)致光線在FE-OLED器件中往返經(jīng)歷更長(zhǎng)時(shí)間。這將在器件中導(dǎo)致更大的光損耗，并因此降低器件效率，因?yàn)楣饷看瓮ㄟ^(guò)器件都要損耗。這限制了應(yīng)用FE-OLED的效率和數(shù)量。因此，在本領(lǐng)域中強(qiáng)烈需要一種方法，克服前述的在FE-OLED器件中與薄輻射層關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供包括發(fā)光二極管和垂直耦合結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管器件。該垂直耦合結(jié)構(gòu)改變?cè)诎l(fā)光二極管中部分基本水平的受激光輻射的傳播方向，使得該部分基本水平的受激光輻射在輸出光線時(shí)離開(kāi)發(fā)光二極管。
本發(fā)明的另一方面是提供一種產(chǎn)生光的方法，包括激勵(lì)發(fā)光材料使發(fā)光材料發(fā)光，反射回發(fā)光材料發(fā)出的光線的至少一部分通過(guò)該發(fā)光材料以激勵(lì)受激光線的幅射，并且改變一部分受激光線的方向使得受激光線的該部分遠(yuǎn)離該發(fā)光材料。
本發(fā)明的另一方面使提供一種輻射器件，包括光柵、與光柵相鄰的陽(yáng)極、與陽(yáng)極相鄰的空穴注入層、與空穴注入層相鄰的空穴傳輸層、與空穴注入層相鄰的輻射層、與輻射層相鄰的電子傳輸層，與電子傳輸層相鄰的電子注入層、與電子注入層相鄰的陰極以及與陰極相鄰的平坦化層?？昭▊鬏攲雍完?yáng)極具有比電子傳輸層高的折射系數(shù)，使得空穴傳輸層、陽(yáng)極和電子傳輸層形成波導(dǎo)。光柵朝向陽(yáng)極反饋耦合入射其上的一部分光線，還耦合入射其上的遠(yuǎn)離陽(yáng)極的另一部分光線。
本發(fā)明的另一方面是提供一種反饋增強(qiáng)輻射器，包括發(fā)光器、反饋結(jié)構(gòu)和耦合結(jié)構(gòu)。反饋結(jié)構(gòu)將由發(fā)光器發(fā)射的光線反射回至發(fā)光器中。耦合結(jié)構(gòu)改變發(fā)光器中部分受激光輻射的傳播方向，使得該部分的受激光輻射在輸出光線時(shí)離開(kāi)發(fā)光器。
本發(fā)明的另一方面是提供一種產(chǎn)生光的方法，包括激勵(lì)發(fā)光材料生成第一光線，將至少一部分光線反射回發(fā)光材料以沿第一軸激勵(lì)第二光線的發(fā)射，并且將至少一部分第二光線的傳播方向改變至至少第二軸。第一軸和至少第二軸基本上不平行。


將參考下列附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，其中，相同的引用號(hào)碼表示相同的元件，其中圖1表示實(shí)例波紋結(jié)構(gòu)；圖2表示實(shí)例實(shí)施例，包括在輻射層的同一側(cè)面上用于反饋和耦合的波紋結(jié)構(gòu)；
圖3表示另一實(shí)施例，其在OLED的相對(duì)側(cè)面上具有反饋與耦合結(jié)構(gòu)；圖4表示另一實(shí)施例，其中，反饋與耦合結(jié)構(gòu)沿器件平面中的軸具有連續(xù)變化的折射系數(shù)；圖5表示另一實(shí)施例，其在單個(gè)層中添加耦合與反饋功能，該層沿器件平面中的軸具有連續(xù)變化的折射系數(shù)；圖6表示另一實(shí)施例，其在具有疊加的波紋輪廓的單個(gè)層上添加耦合與反饋功能；圖7表示具有組合的反饋與耦合層的實(shí)施例，其具有連續(xù)的周期性的折射系數(shù)，并為波紋狀；圖8表示一種實(shí)施例，其將反饋結(jié)構(gòu)包含至OLED；圖9表示另一實(shí)施例，其中，在OLED中進(jìn)行指數(shù)調(diào)制，并且平面化層與反射器相鄰；圖10表示具有不連續(xù)的周期性指數(shù)變化的另一實(shí)施例；圖11表示提供具有最小吸收量的波導(dǎo)的器件的示例實(shí)施例；以及圖12表示具有波導(dǎo)的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的示例實(shí)施例可包括發(fā)光層、一個(gè)或多個(gè)反饋結(jié)構(gòu)以及一個(gè)或多個(gè)耦合結(jié)構(gòu)。發(fā)光層可包括有機(jī)半導(dǎo)體材料或另一適合的發(fā)光材料。一個(gè)或多個(gè)反饋結(jié)構(gòu)可使由發(fā)光層發(fā)出的光線沿該器件中的軸反饋回通過(guò)發(fā)光層。光線的反饋由此促進(jìn)了發(fā)光層中的受激光輻射。耦合結(jié)構(gòu)將反饋光線的一部分耦合至器件外部?？梢匝嘏c器件平面基本垂直或呈預(yù)定角度的軸發(fā)射耦合的光線。
例如，發(fā)光層可包括諸如有機(jī)半導(dǎo)體、三(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物(Alq3)的半導(dǎo)體。Alq3可具有電子帶結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)致以所需的(多個(gè))波長(zhǎng)發(fā)射光線。有機(jī)半導(dǎo)體可包括從低分子量到高分子量聚合物的分子?？商鎿Q地，半導(dǎo)體材料可全部由有機(jī)材料、全部由無(wú)機(jī)材料、有機(jī)金屬材料、復(fù)合輻射材料或任何其它適當(dāng)?shù)牟牧现圃?。發(fā)光層可介于兩個(gè)電極之間。兩個(gè)電極中的一個(gè)為陰極，兩個(gè)電極中的另一個(gè)為陽(yáng)極。陰極可由促進(jìn)電子向有機(jī)半導(dǎo)體注入的材料制造。陽(yáng)極可由促進(jìn)空穴向有機(jī)半導(dǎo)體注入的透明傳導(dǎo)材料制造，例如氧化銦錫?？商鎿Q地，附加各層可介于發(fā)光層和電極之間。例如，這樣的附加層可由促進(jìn)載荷子向有機(jī)半導(dǎo)體注入或從注入地點(diǎn)向有機(jī)半導(dǎo)體中所需的輻射區(qū)域傳輸載荷子的材料制成。
反饋結(jié)構(gòu)沿器件平面中的軸可具有周期性振蕩的折射系數(shù)。包含該系數(shù)振蕩的器件層至少部分位于由輻射層發(fā)射的光路中，并且在與沿發(fā)生系數(shù)振蕩的軸平行的器件平面中傳播。在此平行結(jié)構(gòu)中，通過(guò)大量具有振蕩折射系數(shù)的材料的光線的散射角度由等式1給出sinΘ＝(κ-υ)/κ(等式1)其中，Θ＝器件平面的法向與散射方向間的夾角，κ＝散射光線的波數(shù)，以及υ＝折射系數(shù)振蕩的空間頻率通過(guò)適當(dāng)選擇κ與υ，通過(guò)該結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生所需的光線散射。例如，通過(guò)選擇υ＝2κ，Θ變?yōu)榈扔?90°，并且產(chǎn)生垂直于(100)一維網(wǎng)格的散射光線。這導(dǎo)致所需的反饋結(jié)構(gòu)，由于直接反射回了與結(jié)構(gòu)作用的部分光線，而剩下的繼續(xù)向前。這種反饋結(jié)構(gòu)可描述為具有反射系數(shù)振蕩，其空間周期等于發(fā)射的光線的波長(zhǎng)的一半。
在耦合結(jié)構(gòu)的情況下，可能沿器件平面的法向散射光線。可通過(guò)選擇υ＝κ達(dá)到此目的，在這種情況下，Θ＝0°。這導(dǎo)致具有折射系數(shù)振蕩的結(jié)構(gòu)，其空間周期等于散射光線的波長(zhǎng)，并且沿器件平面的法向散射光線。該耦合結(jié)構(gòu)的各種Θ值都是可用的，只要與法線的夾角足夠小，以允許光線脫離發(fā)光層和該器件。例如，選擇υ＝3/2κ和Θ＝-30°導(dǎo)致兩束光線以+和-30°從該器件發(fā)出。光線引導(dǎo)或?yàn)V光元件可置于該器件的表面，以過(guò)濾或改變從該器件發(fā)出的光線的方向。例如，光線散射元件可用于散射光線，而濾光元件可用于沿一個(gè)方向(例如，30°)傳輸光線，而沿另一方向(例如，-30°)過(guò)濾光線。
可在各種實(shí)施例中組合發(fā)光層、一個(gè)或多個(gè)反饋結(jié)構(gòu)以及一個(gè)或多個(gè)耦合結(jié)構(gòu)，并還可包括附加元件。這些實(shí)施例通?？煞譃槿齻€(gè)主要類(lèi)別1.包括某種波紋狀的實(shí)施例，2.包括含有連續(xù)折射系數(shù)變化的層的實(shí)施例，以及3.沒(méi)有包括波紋或連續(xù)折射系數(shù)變化的實(shí)施例。對(duì)于附圖討論了幾種示例實(shí)施例。
圖1表示示例波紋結(jié)構(gòu)100。該波紋結(jié)構(gòu)100包括第一介電材料102和第二介電材料104，其形成波紋狀接口并具有不同的折射系數(shù)。從而，經(jīng)過(guò)接口的光線106經(jīng)歷周期振蕩的折射系數(shù)，并且光線106的一些被散射，形成光線108，其可從結(jié)構(gòu)100垂直地輻射。
圖2表示示例實(shí)施例，包括用于在輻射層的同一面上反饋和耦合的波紋狀結(jié)構(gòu)。在圖2中，器件200包括透明基板202、陽(yáng)極204、空穴注入層206、空穴傳輸層208、輻射層210、電子傳輸層212、電子注入層214、反射陰極216以及組合的反饋與耦合結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極204、空穴注入層206、空穴傳輸層208、輻射層210、電子傳輸層212、電子注入層214、反射陰極216形成有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)218。陽(yáng)極204可由氧化銦錫或其它合適的透明傳導(dǎo)材料制造，并且陰極216可由例如鋁、鎂/銀合金、鈣的反射性低功函數(shù)金屬或其它合適材料制成。該組合的反饋與耦合結(jié)構(gòu)包括第一介電層220、第二介電層222和第三介電層224。第二與第三介電層222、224間的波紋狀接口構(gòu)成反饋結(jié)構(gòu)，并且第一與第二介電層220、222間的波紋狀接口構(gòu)成耦合結(jié)構(gòu)。光線從該耦合結(jié)構(gòu)向上和向下散射。向下散射的光線從陰極216反射，并連同向上散射的光線從器件200的頂部離開(kāi)。這是有利的，因?yàn)樵撈骷欠答佋鰪?qiáng)的，并且作為激光器，其在該器件平面內(nèi)具有發(fā)激光動(dòng)作。從而，在嚴(yán)格垂直輻射的器件中，當(dāng)沿器件的整體長(zhǎng)度，相對(duì)通過(guò)非常薄的輻射層的深度時(shí)，在輻射層中存在反饋光線與激子強(qiáng)相互作用的可能性。然而，由于耦合結(jié)構(gòu)的存在，沿與器件平面垂直或接近垂直的方向?qū)⒐饩€耦合至外部。從而，該器件垂直輻射，同時(shí)保持邊緣輻射激光器的激光效率。
圖3表示另一示例實(shí)施例，其在OLED的相對(duì)側(cè)面上具有反饋與耦合結(jié)構(gòu)。在圖3中，器件300包括透明極板202、陽(yáng)極204、空穴注入層206、空穴傳輸層208、輻射層210、電子傳輸層212、電子注入層214、透射金屬陰極302、反射器304、耦合結(jié)構(gòu)以及反饋結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極204、空穴注入層206、空穴傳輸層208、輻射層210、電子傳輸層212、電子注入層214、透射金屬陰極302形成OLED 306。陽(yáng)極204可由氧化銦錫或其它合適的材料制成。透射金屬陰極302可由通過(guò)氧化銦錫層318支撐的低功函數(shù)金屬316，或其它可透射由OLED 306發(fā)出的光線的合適材料制成。該耦合結(jié)構(gòu)包括第一介電層308和第二介電層310。反饋結(jié)構(gòu)包括第三介電層312和第四介電層314。第三和第四介電層312、314間的波紋狀接口構(gòu)成反饋結(jié)構(gòu)，并且第一和第二介電層308、310間的波紋狀接口構(gòu)成耦合結(jié)構(gòu)。光線從該耦合結(jié)構(gòu)向上和向下散射。從耦合結(jié)構(gòu)向下散射的光線從反射器304反射，并且連同向上散射的光線從器件300的頂部離開(kāi)。反射器304可為金屬鏡、多層介質(zhì)反射器、全息反射器、或其它合適的光線反射結(jié)構(gòu)。這是有利的，因?yàn)槔硐氲年帢O材料可能不是最有效的反射器。此外，通過(guò)分離陰極與反射器功能，從而有可能制造更高效的器件。圖3的器件300是有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)榭梢苑謩e調(diào)節(jié)反饋與耦合結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)對(duì)比度和它們距輻射器的距離。還有，該器件可允許反饋與耦合層同時(shí)緊密靠近輻射層210?？商鎿Q地，反饋結(jié)構(gòu)與耦合結(jié)構(gòu)可相互交換，使得反饋結(jié)構(gòu)在輻射層210的陽(yáng)極側(cè)，并且耦合結(jié)構(gòu)在陰極側(cè)。這是有利的，因?yàn)樵试S在器件平面內(nèi)傳播的光線和反饋層間更強(qiáng)的相互作用。這樣的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生垂直的激光輻射效應(yīng)，其基本類(lèi)似于圖3的器件300。
圖1、2和3將波紋表示為正弦或基本正弦形。然而，可使用其它周期性的結(jié)構(gòu)，其中折射系數(shù)以所需周期振蕩。例如，可使用方波或鋸齒波紋曲線。盡管將反饋與耦合結(jié)構(gòu)中的折射系數(shù)邊界說(shuō)明為非連續(xù)的，但這些結(jié)構(gòu)可具有在波紋邊界上連續(xù)變化或可為非連續(xù)和連續(xù)組合的折射系數(shù)。在波紋狀反饋與耦合結(jié)構(gòu)中的折射系數(shù)變化曲線確定散射光線的帶寬并因此影響器件的形態(tài)結(jié)構(gòu)。
圖4表示另一實(shí)施例，其沿器件平面中的軸的折射系數(shù)連續(xù)變化。圖4的器件400類(lèi)似于圖2的器件，除了用橫跨各層的折射系數(shù)連續(xù)變化的反饋層402和耦合層404代替圖2中組合的反饋與耦合結(jié)構(gòu)。在反饋層402和耦合層404中，深色陰影區(qū)域406和408具有比淺色陰影區(qū)域410于412高的折射系數(shù)。這是有利的，因?yàn)檫B續(xù)變化的結(jié)構(gòu)可具有較少的有害散射角，并因此在器件平面中保持更多的反饋光線。
另一實(shí)施例為類(lèi)似于圖3的器件，但利用沿器件平面中的軸的折射系數(shù)連續(xù)變化的耦合層與反饋層制造。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與圖3中器件300類(lèi)似。該反饋層和耦合層可互相交換。
圖5表示另一實(shí)施例，其在單個(gè)層中添加耦合與反饋功能，該單個(gè)層具有沿器件平面中的軸連續(xù)變化的折射系數(shù)。圖5的器件500類(lèi)似于圖4的器件，除了用向單個(gè)層中添加耦合與反饋功能的組合耦合與反饋層502替換反饋與耦合層402、404。該組合耦合與反饋層502可通過(guò)添加兩個(gè)系數(shù)變化曲線形成。例如，折射系數(shù)可具有下面的曲線nx＝n1+[a/2(sin2πκx+1)+b/2(sin4πκx+1)]Δn其中，nx為作為沿軸x的距離的函數(shù)的折射系數(shù)，κ為散射光線的波數(shù)，a為耦合曲線的權(quán)重，b為反饋曲線的權(quán)重，n1為折射系數(shù)的低值，以及Δn為折射系數(shù)對(duì)比度。
非添加的曲線具有與反饋結(jié)構(gòu)分離的耦合結(jié)構(gòu)，例如圖4中所示。然而，利用圖5中表示的添加曲線，兩個(gè)結(jié)構(gòu)距輻射器相同的距離。從而，兩個(gè)結(jié)構(gòu)中的任一個(gè)都不會(huì)弱于另一個(gè)作用，因此確保兩個(gè)結(jié)構(gòu)都與在器件平面中傳播的光線充分相互作用。另外，此器件的制造比耦合與反饋功能分離的器件簡(jiǎn)單。
圖6表示另一實(shí)施例，其在具有添加的波紋曲線的單個(gè)層中添加耦合與反饋功能。圖6的器件600類(lèi)似于圖2的器件，除了反饋與耦合層已經(jīng)由在單個(gè)層中添加耦合與反饋功能的組合耦合與反饋層代替。該組合的耦合與反饋層可通過(guò)添加兩個(gè)波紋形成。例如，表面輪廓的波動(dòng)可由等式說(shuō)明nx＝y(tǒng)1+[a/2(sin2πκx+1)+b/2(sin4πκx+1)]Δy其中，nx為作為沿x軸距離函數(shù)的折射系數(shù)，κ為散射光線的波數(shù)，a為耦合曲線的權(quán)重，b為反饋曲線的權(quán)重，y1為突紋底部的y坐標(biāo)，以及Δy為凸紋的高度。
組合的反饋與耦合層可由平面化層604和介電層606形成?？赏ㄟ^(guò)連續(xù)曝光適當(dāng)選擇的具有兩個(gè)光線干涉圖案的光刻膠膜制造介電層606和平面化層604。以這樣一種方式形成這兩個(gè)干涉圖案，它們的間距分別對(duì)應(yīng)于所需的反饋與耦合光柵間距。后續(xù)的用平面化層604蝕刻和涂覆產(chǎn)生所需的結(jié)構(gòu)。這是有利的，因?yàn)槭褂迷摲椒ū阌谥圃?。該光刻膠材料可為一種蝕刻深度為曝光劑函數(shù)的材料，例如Shipley S1818光刻膠或任何其它合適的可光圖案化的材料。
可替換地，波紋狀的連續(xù)變化結(jié)構(gòu)可組合在單個(gè)器件中。例如，波紋結(jié)構(gòu)可用于器件陰極側(cè)上的反饋功能，而具有連續(xù)變化折射系數(shù)的層可用于器件陽(yáng)極側(cè)上耦合功能。該反饋與耦合結(jié)構(gòu)可組合在單個(gè)結(jié)構(gòu)中，該單個(gè)結(jié)構(gòu)在各個(gè)波紋狀層中的一個(gè)內(nèi)采用連續(xù)的周期性折射系數(shù)變化。在圖7中說(shuō)明這一點(diǎn)，其中，具有連續(xù)的周期性折射系數(shù)變化的耦合層702在波紋層704上形成。(耦合層702還可稱(chēng)為組合的耦合與反饋層，波紋層稱(chēng)為平面化層)。在這兩層間的波紋狀接口用作反饋結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，該波紋狀反饋結(jié)構(gòu)可在該器件的一個(gè)側(cè)面上，例如陽(yáng)極側(cè)，而連續(xù)變化的折射系數(shù)耦合結(jié)構(gòu)在另一個(gè)上(陰極側(cè))。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)可交換至該器件的相對(duì)側(cè)面，并且該波紋狀接口可構(gòu)成該耦合結(jié)構(gòu)，而連續(xù)變化的折射系數(shù)平面構(gòu)成該反饋結(jié)構(gòu)。
在上面討論的實(shí)施例中，反饋與耦合結(jié)構(gòu)為OLED的外部。然而，該反饋結(jié)構(gòu)、該耦合結(jié)構(gòu)或這個(gè)兩個(gè)結(jié)構(gòu)可集成至OLED中。所需的折射系數(shù)調(diào)制可施加于電極、載流子傳輸、和/或輻射層或OLED的其它合適的層中。將該耦合與反饋結(jié)構(gòu)與輻射層盡可能近的放置，或?qū)嶋H放置其中，可提供在器件平面中傳播的光與這些結(jié)構(gòu)的更強(qiáng)的相互作用。
OLED中各層或各結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)調(diào)制常常與諸如載流子移動(dòng)性或帶能量的電子特性的調(diào)制同時(shí)發(fā)生。從而，這些實(shí)施例可在器件平面上具有很大的器件性能變化。這可能是在一些應(yīng)用中是有利的，也可能在其它應(yīng)用中沒(méi)有任何積極效果。例如，在發(fā)光應(yīng)用中，從小區(qū)域輸出的光線的頻譜內(nèi)容中的可能變化在產(chǎn)生更寬的能帶照明或產(chǎn)生具有另一所需頻譜的照明方面可能有用。
圖8表示將反饋結(jié)合集成至OLED中的實(shí)施例。圖8的器件800包括透明傳輸基板202、陽(yáng)極204、空穴注入層206、空穴傳輸層208、輻射層210、電子注入層214、反射陰極216、組合的電子傳輸層和反饋結(jié)構(gòu)802以及耦合層804。通過(guò)除了透明傳輸基板202和耦合層804外的所有這些元件形成OLED 806。組合的電子傳輸層與反饋結(jié)構(gòu)802的折射系數(shù)在沿器件800平面中的軸中的值變化，并引起反饋。
通過(guò)利用交聯(lián)諸如甲基丙烯酸酯和丙烯酸脂的功能團(tuán)，衍生現(xiàn)有的電子傳輸材料并用光啟始劑摻雜該材料，可制造該組合的電子傳輸層與反饋結(jié)構(gòu)802。然后，當(dāng)該材料經(jīng)歷具有對(duì)應(yīng)于所需反饋結(jié)構(gòu)的周期性強(qiáng)度變化的圖案化UV曝光時(shí)，在光敏電子傳輸材料中形成所需的系數(shù)調(diào)制。
可通過(guò)與利用光敏、可交聯(lián)的材料制造這些層的類(lèi)似方法，可實(shí)現(xiàn)諸如輻射層和空穴傳輸層的其它層中的折射系數(shù)調(diào)制。
圖9表示另一實(shí)施例，其中，在OLED中進(jìn)行系數(shù)調(diào)制，并且平面化層與反射器相鄰。圖9的器件900包括透明基板202、組合的反饋與耦合光柵結(jié)構(gòu)902、諸如氧化銦錫陽(yáng)極的陽(yáng)極904、空穴注入層906、空穴傳輸層908、輻射層910、電子傳輸層912、電子注入層914、透射金屬陰極916、平面化層918和反射器920。陽(yáng)極904、空穴注入層906、空穴傳輸層908、輻射層910、電子傳輸層912、電子注入層914、透射金屬陰極916形成OLED 922。此實(shí)施例是有利的，因?yàn)樗子谥圃欤⑶乙驗(yàn)檎凵湎禂?shù)變化圖案完全通過(guò)OLED 922延伸，其通過(guò)組合的反饋與耦合光柵結(jié)構(gòu)902產(chǎn)生與發(fā)射光的良好耦合。
在該組合的反饋與耦合光柵結(jié)構(gòu)902的波浪表面上淀積OLED922的各層可能引入OLED 922各層的厚度變化。然而，光線與器件900的周期性結(jié)構(gòu)間的強(qiáng)相相互作用降低了凸紋結(jié)構(gòu)的幅度，其產(chǎn)生充分的耦合或下降到約200至約300nm的耦合。當(dāng)蒸氣淀積工藝用于構(gòu)造OLED 922時(shí)，該淀積是足夠各向同性的，以產(chǎn)生厚度基本均勻的層。
可替換地，在同一器件中可組合兩個(gè)或更多反饋/耦合層組合。可沿器件平面的兩個(gè)垂直軸將兩個(gè)反饋結(jié)構(gòu)集成至該器件中，然后在該器件中集成兩個(gè)耦合結(jié)構(gòu)，以沿這兩個(gè)垂直方向的軸向外耦合光線。可獨(dú)立制造這四個(gè)結(jié)構(gòu)或?qū)⑵浣M合至一個(gè)或多個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)中。也可沿相同的軸將多個(gè)反饋層或多個(gè)耦合層集成至器件中，以增加和輻射的光線的相互作用，因此增加反射光線的強(qiáng)度。如果單個(gè)反饋或耦合結(jié)構(gòu)不能提供足夠高的散射光線通量，則可增加第二反饋或耦合結(jié)構(gòu)。
圖10表示具有不連續(xù)周期性指數(shù)變化的另一實(shí)施例。器件1000類(lèi)似于圖4的器件400，除了通過(guò)反饋層1002和耦合層1004的折射系數(shù)變化為非連續(xù)，而不是反饋層401和耦合層404的連續(xù)變化。深色陰影區(qū)域1006和1008對(duì)應(yīng)于更高折射系數(shù)的區(qū)域，而淺色陰影區(qū)域1010和1012對(duì)應(yīng)于低折射系數(shù)的區(qū)域。
可通過(guò)用空間調(diào)制的光線在所需頻率v曝光光敏材料膜，制造圖10中說(shuō)明的反饋與耦合結(jié)構(gòu)。該曝光可與后續(xù)處理相結(jié)合，在薄膜中產(chǎn)生所需的折射系數(shù)的連續(xù)變化。光線中的所需空間調(diào)制可通過(guò)兩束光線的干涉產(chǎn)生，以在光敏材料膜中產(chǎn)生干涉圖案?？商鎿Q地，可使用三個(gè)或更多光束產(chǎn)生干涉圖案。全息材料和某些光刻膠可用作光敏材料。
選擇在器件平面中由(各)反饋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的部分光線和由耦合層從該器件中提取的部分光線，以在反饋回到該器件的光線和耦合出該器件的光線間提供平衡。如果將太多的光線耦合出該器件和在該器件平面中產(chǎn)生太少的光線，則沒(méi)有足夠的光線支持受激輻射，并且器件輻射率將為不希望地低。相反，如果將太少的光線耦合出該器件和在該器件平面中產(chǎn)生太多的光線，光線將多次通過(guò)其路徑上的吸收材料和散射結(jié)構(gòu)，以至于吸收和其它損耗將變得極大，以至于將降低整體的器件輻射率。
可通過(guò)分別調(diào)整光線與反饋和耦合結(jié)構(gòu)相互作用的水平，選擇產(chǎn)生的和耦合的光線間的適當(dāng)平衡?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整層中折射系數(shù)變化的幅度(Δn)、反饋或耦合層距輻射層的距離和系數(shù)調(diào)制區(qū)域的厚度，控制與這些結(jié)構(gòu)的相互作用水平。系數(shù)調(diào)制區(qū)域的厚度對(duì)應(yīng)于波紋結(jié)構(gòu)中波紋的深度。利用這三個(gè)參數(shù)調(diào)整器件設(shè)計(jì)，以最大化來(lái)自該器件的光輻射效率，或另外選擇所需的設(shè)計(jì)。
通過(guò)確保在器件平面中捕獲更多或最多的從輻射層發(fā)射的光線量，并且不在寬角度范圍內(nèi)散射，可提高該器件的效率。實(shí)現(xiàn)此目的的一種實(shí)例方法是通過(guò)將光線管道即波導(dǎo)集成在該器件中。例如，可通過(guò)在器件平面中的一層高系數(shù)材料形成波導(dǎo)，通過(guò)低系數(shù)材料在任一側(cè)面上限制該波導(dǎo)。來(lái)自高系數(shù)材料任一側(cè)面上的系數(shù)邊界的反射有助于將約束關(guān)系保持在該層中。這樣的高折射系數(shù)層具有一個(gè)波長(zhǎng)或更長(zhǎng)的厚度，使得該光線限制在該層中。由于輻射層的厚度通常小于一個(gè)波長(zhǎng)(例如，輻射層的厚度通常為50納米或更小)，所以輻射層通常太薄，而不能用作高系數(shù)波導(dǎo)芯。從而，必須用超過(guò)輻射層的附加材料加厚高系數(shù)芯，以便將光線限制在該器件平面中。
上面討論的發(fā)射器件還可具有該發(fā)射器件的內(nèi)部波導(dǎo)。該波導(dǎo)可接近和/或包括在輻射層中。這樣的器件可包括光柵、與該光柵相鄰的陽(yáng)極、與該陽(yáng)極相鄰的空穴注入層、與該空穴注入層相鄰的空穴傳輸層、與該空穴注入層相鄰的輻射層，與該輻射層相鄰的電子傳輸層、與該電子傳輸層相鄰的電子注入層、與該電子注入層相鄰的陰極以及與該陰極相鄰的平面化層。空穴傳輸層和陽(yáng)極可具有高于電子傳輸層和光柵的折射系數(shù)，使得空穴傳輸層和陽(yáng)極形成高折射系數(shù)波導(dǎo)芯。輻射層可具有任意的折射系數(shù)，但使輻射層折射系數(shù)等于或高于空穴傳輸層的折射系數(shù)是有利的。光柵與電子傳輸層形成用于波導(dǎo)的低系數(shù)覆層。這樣形成的波導(dǎo)捕獲器件中發(fā)射的大部分光線，將光線的傳播多多少少限制在該器件平面中。光柵中的波紋包括添加的耦合結(jié)構(gòu)和反饋結(jié)構(gòu)的凸紋輪廓。這些波紋在器件中通過(guò)多個(gè)層從光柵向上延伸。這樣形成的波紋狀結(jié)構(gòu)反饋回在器件平面中傳播的光線，進(jìn)一步在輻射層中引起受激輻射。該波紋狀結(jié)構(gòu)還將在器件平面中傳播的光線的一部分以垂直于或接近垂直于器件平面的角度耦合出該器件，或以預(yù)定角度將在器件平面中傳播的光線耦合出該器件。參考圖1和圖12在下面進(jìn)一步討論包括波導(dǎo)的發(fā)射器件。
器件中最高的折射系數(shù)之一可為陽(yáng)極和/或陰極中的氧化銦錫。該氧化銦錫可用作波導(dǎo)的一部分。不幸地是，氧化銦錫僅在非常薄的部分中足夠透明，并且可強(qiáng)烈吸收穿過(guò)器件平面中氧化銦錫的光線。從而，希望具有一種波導(dǎo)，其將輻射光限制在包含輻射層或與其緊密相鄰的體積內(nèi)，同時(shí)最小化與氧化銦錫的相互作用。
圖11表示器件100的示例實(shí)施例，其提供具有最小吸收量的波導(dǎo)。該器件1100包括透明基板202、陽(yáng)極204、空穴注入層206、輻射層210、電子注入層214、反射陰極216、由第一空穴傳輸層1106和第二空穴傳輸層1108形成的空穴傳輸介質(zhì)1104、由第一電子傳輸層1112和第二電子傳輸層1114形成的電子傳輸介質(zhì)1110。第一電子傳輸層1112還包含反饋與耦合結(jié)構(gòu)，其由通過(guò)器件平面中的層的連續(xù)變化的折射系數(shù)形成。在圖11中，層1112中的深色陰影區(qū)域1118具有較高的折射系數(shù)，而淺色陰影區(qū)域1120具有較低的折射系數(shù)。系數(shù)變化可僅沿該圖的平面中的軸，或其可沿該軸和與該圖的平面正交的第二軸，如對(duì)于圖9的說(shuō)明?？捎门c器件800中對(duì)于層802說(shuō)明的類(lèi)似方式產(chǎn)生折射系數(shù)的變化。然而，在此示例中，反饋與耦合光柵曲線添加在同一層中，如在器件500中對(duì)于層502的說(shuō)明。陽(yáng)極204、空穴傳輸層208、輻射層210、電子注入層214、反射陰極216、空穴傳輸介質(zhì)1104以及電子傳輸介質(zhì)1110形成OLED 1116。
可選擇第二空穴傳輸層1108中的材料，以具有比第一空穴傳輸層1106中高得多的折射系數(shù)?？蛇x擇第一電子傳輸層1112中的材料，以具有從點(diǎn)1120的n1至點(diǎn)1118的較高系數(shù)n2變化的折射系數(shù)。可選擇兩個(gè)系數(shù)n1和n2都高于第二電子傳輸層1114中的折射系數(shù)nc。第二空穴傳輸層1108、第一電子傳輸層1112以及輻射層210形成高系數(shù)的波導(dǎo)芯。第一空穴傳輸層1106和第二電子傳輸層1114作為波導(dǎo)的低系數(shù)波導(dǎo)覆層。將輻射層210、第二空穴傳輸層1108的折射系數(shù)和第一電子傳輸層1112的各折射系數(shù)中的一個(gè)選擇為彼此相似或相同，以避免不必要的反射、散射等。然而，當(dāng)輻射層210的厚度極小時(shí)，這是經(jīng)常發(fā)生的，輻射層210可具有任何折射系數(shù)，而沒(méi)有任何顯著的有害光學(xué)效果。
該反饋與耦合結(jié)構(gòu)不需要在高折射系數(shù)的波導(dǎo)芯內(nèi)，只要他們足夠接近，使得器件的反饋與耦合結(jié)構(gòu)和共面的傳播光線相互作用，以在共面和輸出方向充分地散射光線。
圖12表示具有波導(dǎo)的另一實(shí)施例。在圖12中，設(shè)備1200使用在當(dāng)前可用的波導(dǎo)材料間的折射系數(shù)變化，以在OLED結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生粗糙的波導(dǎo)。器件1200包括光柵1202，其組合了具有約1.5的折射系數(shù)的反饋與耦合結(jié)構(gòu)的功能，其由諸如Shipley S1818光刻膠的材料或任何其它合適的光可圖案化材料制成；氧化銦錫陽(yáng)極1204，其具有約為1.9的折射系數(shù)；酞菁銅空穴注入層1206；具有約為1.9的折射系數(shù)的α-NPB空穴傳輸層1208；具有約為1.72的折射系數(shù)的Alq3+摻雜劑(例如，香豆素)輻射層1210，具有約為1.72的折射系數(shù)的Alq3電子傳輸層1212；LiF電子注入層1214；鋁陰極1216；約為1.9的折射系數(shù)的氧化銦錫傳導(dǎo)陰極支撐1218；以及約為1.5的折射系數(shù)的平面化層1220。鋁陰極1216和氧化銦錫傳導(dǎo)陰極支撐1218形成透明陰極結(jié)構(gòu)1222。鋁陰極1216為輻射層1210提供電子源，而氧化銦錫傳導(dǎo)陰極支撐1218向鋁陰極1216傳導(dǎo)電流，由于鋁陰極1216足夠薄，其為透明的。該器件中的氧化銦錫陽(yáng)極1204和α-NPB空穴傳輸層1208構(gòu)成材料芯，其折射系數(shù)約等于1.9。這些層由構(gòu)成光刻膠材料的較低系數(shù)層和輻射層加電子傳輸層包圍。酞菁銅空穴注入層1206、LiF電子注入層1214以及鋁陰極1216太薄，以致于不能在光學(xué)上相互作用。
可替換地，具有折射系數(shù)調(diào)制間隔υ＝κ的耦合層可用于將光線垂直耦合出基于OLED的激光器，其中，在器件平面中發(fā)生反饋并因此出現(xiàn)光輻射。同樣，除了上面描述的那些結(jié)構(gòu)外，還可使用其它分布式反饋結(jié)構(gòu)。同樣的垂直耦合結(jié)構(gòu)還與邊緣輻射OLED激光器一起工作，其中，反饋來(lái)自于通過(guò)裂開(kāi)的表面、金屬化的表面或在激光器端部的其它反射器的普通反射?？捎闷渌麿LED結(jié)構(gòu)代替圖中所示的OLED結(jié)構(gòu)?？捎闷渌荗LED結(jié)構(gòu)代替圖中所示的OLED結(jié)構(gòu)。這些OLED結(jié)構(gòu)可包括附加層，例如浴銅靈的空穴阻擋層(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲繞啉)或其它合適的材料。阻擋層在每個(gè)專(zhuān)利No.6,451,415和6,097,147。
可通過(guò)不同的方法和不同的材料制造文中的光柵。例如，通過(guò)多個(gè)(例如，兩個(gè))光束干涉法或其它合適的方法，利用電子束繪圖來(lái)制造光柵?？蛇@樣批量生產(chǎn)光柵，首先在光刻膠或其它合適的材料上繪制光柵，然后通過(guò)壓花法或其它合適的方法復(fù)制光柵。通過(guò)將聚合物基板用作主凸紋結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)每次生產(chǎn)多個(gè)復(fù)制品，例如用于復(fù)制壓縮磁盤(pán)和在信用卡和鈔票上使用的防偽全息圖。例如通過(guò)電鍍或真空淀積的可將主凸紋結(jié)構(gòu)上的凸紋結(jié)構(gòu)傳送到金屬片，其用作壓制復(fù)制品的標(biāo)記，或作為注入模具?？商鎿Q地，可使用向玻璃上另外的光刻膠層的接觸仿形和通過(guò)光刻膠向玻璃蝕刻，以在玻璃中制造凸紋結(jié)構(gòu)。除了光刻膠和玻璃，這些光柵可由例如聚碳酸酯、聚亞安酯的聚合材料或其它任何合適的材料制成。
通過(guò)兩光束干涉法，來(lái)自波長(zhǎng)為λ的激光器的校準(zhǔn)光束以角度θ干涉，使得λ＝2psin(θ/2)，其中，p為所需的光柵間隙?？筛淖児饪棠z的曝光和顯影，以控制凸紋結(jié)構(gòu)的深度。如果需要不同間隔的兩個(gè)或更多光柵，則可通過(guò)在同一光刻膠上進(jìn)行兩次不同的曝光增加光柵。
示例用1微米厚的Shipley S1818光刻膠層旋轉(zhuǎn)涂覆玻璃基板。用兩束來(lái)自氬離子激光器的351nm波長(zhǎng)的干涉的UV輻射同時(shí)曝光該光刻膠。這兩束光的傳播方向都平行于同一平面，該平面垂直于全息板的表面。一束光線以相對(duì)于法線50.1°的角度轟擊該表面，另一束光線以相對(duì)于法線-50.1°的角度轟擊該表面(兩束光線間的夾角為100.2度)。發(fā)送的總輻射劑量在100mJ/平方厘米的數(shù)量級(jí)。精確的劑量可由刻度游程確定。通過(guò)將氬離子激光器設(shè)置在488nm線和如同前兩次曝光那樣以32.2°和-32.2°用兩束光線轟擊表面，可對(duì)于同一極板進(jìn)行二次曝光。再一次地，發(fā)送的總輻射劑量接近100mJ/cm2。設(shè)置第一次曝光產(chǎn)生以229nm空間周期繪制的光柵。設(shè)置第二次曝光產(chǎn)生以457.9nm空間周期繪制的重疊的第二光柵。然后將曝光板侵入未稀釋的Shipley 303A顯影劑中兩分鐘，在流動(dòng)的去離子水中漂洗2.5分鐘，并用干燥的氮?dú)飧稍铩Ｔ摴饪棠z形成約30nm深的凸紋。
現(xiàn)在可通過(guò)下面連續(xù)真空淀積的層在該全息板的凸紋表面上構(gòu)造OLED器件堆疊，這些層包括150nm氧化銦錫陰極支撐，7nm鋁陰極，10nm氟化鋰電子注入層，35nm三(8-羥基喹啉)鋁電子傳輸層，10nm浴銅靈空穴阻擋層(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲繞啉)空穴阻擋層，50nm H9680輻射器(H9680輻射器可從Specialty Chemicals inMorristown，New Jersy獲得)，75nm N，N’-二(甲基苯基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺，10nm酞菁銅空穴注入層以及氧化銦錫陽(yáng)極。
盡管已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)當(dāng)理解，可在其中進(jìn)行各種改變、替換、變換、修改、變化、置換以及替代，而不脫離本發(fā)明的宗旨，和由所附權(quán)利要求說(shuō)明的本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管器件，包括發(fā)光二極管；以及垂直耦合結(jié)構(gòu)，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)改變?cè)摪l(fā)光二極管中一部分基本水平的受激光輻射的傳播方向，使得在輸出光線時(shí)該部分基本水平的受激光輻射離開(kāi)該發(fā)光二極管。
2.權(quán)利要求1所述的器件，其中，輸出光線基本垂直于基本平行于該發(fā)光二極管的平面?zhèn)鞑ァ?br> 3.權(quán)利要求1所述的器件，其中，輸出光線以對(duì)于基本平行于發(fā)光二極管的平面的法線成±θ°傳播。
4.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)為波紋狀。
5.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)沿基本平行于發(fā)光二極管的平面具有振蕩的折射系數(shù)。
6.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)連續(xù)變化。
7.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)不連續(xù)變化。
8.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)是周期的。
9.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)包括第一介電材料和第二介電材料。
10.權(quán)利要求1所述的器件，還包括光反饋結(jié)構(gòu)。
11.權(quán)利要求10所述的器件，其中，光反饋結(jié)構(gòu)為波紋狀。
12.權(quán)利要求10所述的器件，其中，光反饋結(jié)構(gòu)沿基本平行于發(fā)光二極管的平面具有振蕩的折射系數(shù)。
13.權(quán)利要求10所述的器件，其中，光反饋結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)連續(xù)變化。
14.權(quán)利要求10所述的器件，其中，光反饋結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)不連續(xù)變化。
15.權(quán)利要求10所述的器件，其中，光反饋結(jié)構(gòu)為周期的。
16.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)包括部分光反饋結(jié)構(gòu)。
17.權(quán)利要求1所述的器件，其中，垂直耦合結(jié)構(gòu)包括光反饋結(jié)構(gòu)。
18.權(quán)利要求1所述的器件，其中，發(fā)光二極管包括夾在低折射系數(shù)區(qū)域間的高折射系數(shù)區(qū)域。
19.權(quán)利要求18所述的器件，其中，高折射系數(shù)區(qū)域包括發(fā)光材料。
20.權(quán)利要求1所述的器件，其中，發(fā)光二極管包括發(fā)光材料，該發(fā)光材料為下列材料的一種有機(jī)半導(dǎo)體材料；有機(jī)與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的組合；或有機(jī)金屬半導(dǎo)體材料；或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料。
21.一種產(chǎn)生光的方法，包括激勵(lì)發(fā)光材料使得該發(fā)光材料發(fā)光；將由該發(fā)光材料發(fā)出的光線的至少一部分反射回至該發(fā)光材料，以激勵(lì)受激光輻射；以及改變一部分受激光線的方向，使得該部分受激光線耦合遠(yuǎn)離該發(fā)光材料。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中，受激光線為激光光線。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其中，將該部分受激光線垂直耦合遠(yuǎn)離該發(fā)光材料。
24.一種發(fā)光器件，包括光柵；與該光柵相鄰的陽(yáng)極；與該陽(yáng)極相鄰的空穴注入層；與該空穴注入層相鄰的空穴傳輸層；與該空穴注入層相鄰的輻射層；與輻射層相鄰的電子傳輸層；與該電子傳輸層相鄰的電子注入層；與該電子注入層相鄰的陰極；以及與該陰極相鄰的平面化層，其中，空穴傳輸層和陽(yáng)極具有高于電子傳輸層的折射系數(shù)，使得空穴傳輸層、陽(yáng)極和電子傳輸層形成波導(dǎo)，以及其中，該光柵朝向陽(yáng)極反饋回入射其上的部分光線，并將入射其上的另一部分光線耦合遠(yuǎn)離該陽(yáng)極。
25.權(quán)利要求24所述的器件，其中，將在器件平面上傳播的、入射至光刻膠光柵上的部分光線沿與原始傳播方向成180°的方向反饋回，并將入射至該光柵上的另一部分光線以垂直于器件平面的方向耦合。
26.權(quán)利要求24所述的器件，其中，輻射層為下列中的一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體材料；有機(jī)與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的組合；或有機(jī)金屬半導(dǎo)體材料；或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料。
27.權(quán)利要求24所述的器件，其中，光柵為光刻膠光柵。
28.一種反饋增強(qiáng)輻射器，包括發(fā)光器；反饋結(jié)構(gòu)；以及耦合結(jié)構(gòu)，其中，反饋結(jié)構(gòu)將由發(fā)光器產(chǎn)生的光線反射回該發(fā)光器，以及其中，耦合結(jié)構(gòu)改變?cè)摪l(fā)光器中一部分受激光輻射的傳播方向，使得在輸出光線時(shí)該部分受激光輻射離開(kāi)該發(fā)光器。
29.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，輸出光線垂直于基本平行于該發(fā)光器的平面?zhèn)鞑ァ?br> 30.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，輸出光線以對(duì)于基本平行于發(fā)光器的平面的法線成±θ°傳播。
31.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)為波紋狀。
32.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)沿基本平行于發(fā)光器的平面具有振蕩的折射系數(shù)。
33.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)連續(xù)變化。
34.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)不連續(xù)變化。
35.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)是周期的。
36.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)包括第一介電材料和第二介電材料。
37.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，光反饋結(jié)構(gòu)為波紋狀。
38.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，光反饋結(jié)構(gòu)沿基本平行于發(fā)光器的平面具有振蕩的折射系數(shù)。
39.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，光反饋結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)連續(xù)變化。
40.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，光反饋結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)不連續(xù)變化。
41.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，光反饋結(jié)構(gòu)為周期的。
42.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)包括部分光反饋結(jié)構(gòu)。
43.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，耦合結(jié)構(gòu)包括光反饋結(jié)構(gòu)。
44.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，發(fā)光器包括夾在低折射系數(shù)區(qū)域間的高折射系數(shù)區(qū)域。
45.權(quán)利要求44所述的輻射器，其中，高折射系數(shù)區(qū)域包括發(fā)光材料。
46.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，發(fā)光器包括發(fā)光材料，該發(fā)光材料為下列材料的一種有機(jī)半導(dǎo)體材料；有機(jī)與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的組合；或有機(jī)金屬半導(dǎo)體材料；或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料。
47.權(quán)利要求28所述的輻射器，其中，發(fā)光器為發(fā)光二極管。
48.一種產(chǎn)生光的方法，包括激勵(lì)發(fā)光材料以產(chǎn)生第一光線；將第一光線的至少一部分反射回至該發(fā)光材料，以激勵(lì)沿第一軸的第二光線的輻射；以及將至少一部分第二光線的傳播方向改變到至少第二軸，其中，第一軸與至少第二軸基本上不平行。
49.權(quán)利要求48所述的方法，其中，第一軸正交于至少第二軸。
全文摘要
一種發(fā)光器件，可包括諸如有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)光層，一個(gè)或多個(gè)反饋結(jié)構(gòu)，以及耦合結(jié)構(gòu)。該一個(gè)或多個(gè)反饋結(jié)構(gòu)通過(guò)其可沿器件平面反饋回發(fā)光層發(fā)出的光線，因此促進(jìn)發(fā)光層中的受激光輻射。該耦合結(jié)構(gòu)將反饋光線的一部分耦合出該器件?？裳嘏c器件平面基本垂直的軸，或以預(yù)定角度輻射耦合的光線。該耦合與反饋結(jié)構(gòu)可具有波紋狀結(jié)構(gòu)，沿器件平面中的軸連續(xù)變化的折射系數(shù)，周期性的折射系數(shù)，或其任一組合。該耦合與反饋結(jié)構(gòu)可為分離的、共享的部分或組合在一起。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1806338SQ200480016864
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者艾倫·K·伊萬(wàn)斯 申請(qǐng)人:澤奧勒克斯公司