平板顯示技術(shù)(FDP)作為光電子技術(shù)的一個(gè)重要分支的應(yīng)用前景廣闊和巨大的市場(chǎng)需求而受到人們的廣泛關(guān)注。
OLED(有機(jī)電致發(fā)光器件 Organic Electroluminescence Device)具有超輕薄、低能耗、廣視角、反應(yīng)時(shí)間快、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)被認(rèn)為是新一代顯示技術(shù)。
* v8Ts ogM%N 由于OLED不需要背
光源、重量輕。對(duì)比度高、高速無(wú)閃爍以及全色彩顯示等優(yōu)點(diǎn),已應(yīng)用于手機(jī)、MP3數(shù)碼相機(jī)、電腦等中小型設(shè)備中。
@RD+xYm Dz!fpE'L 微
透鏡 陣列作為一類(lèi)重要的微
光學(xué)器件,具有許多的光學(xué)性質(zhì),通過(guò)調(diào)整形狀、焦距、排布、占空比等
參數(shù)可以對(duì)入射光束進(jìn)行擴(kuò)散、整形。均勻、聚焦、
成像等調(diào)制,實(shí)現(xiàn)特定的功能。
微透鏡陣列是提高OLED 外
量子效率的一類(lèi)重要方法,微透鏡陣列結(jié)構(gòu)不但不影響輻射
光譜分布,而且還能有效抑制基底/空氣界面的全反射和波導(dǎo)效應(yīng),提高OLED 的外量子提取效率。而且微透鏡陣列還具有制作工藝成熟、易于實(shí)現(xiàn)集成和大幅面的優(yōu)點(diǎn)。
|VOg\[f l=`L7| ^/d 一般而言,描述OLED器件性能的參數(shù)有很多,如發(fā)射光譜、發(fā)光亮度、發(fā)光色度和發(fā)光效率等,發(fā)光效率是最重要的性能指標(biāo)之一。由于OLED 發(fā)光屬于電流驅(qū)動(dòng)(電子、空穴注入后發(fā)生復(fù)合),因此量子效率可以準(zhǔn)確描述OLED的發(fā)光性能。量子效率可又分為內(nèi)量子效率(Internal quantum efficiency)和外量子效率(external quantum efficiency),內(nèi)量子效率是在器件內(nèi)部由復(fù)合產(chǎn)生輻射的
光子數(shù)與注入的電子空穴對(duì)數(shù)之比。由于OLED 器件是多層結(jié)構(gòu),有機(jī)發(fā)光層發(fā)出的光經(jīng)過(guò)由波導(dǎo)效應(yīng)(waveguide)或再吸收而損失,在界面處還有一部分被反射。外量子效率是指在觀(guān)察方向,射出器件表面的光子數(shù)的比。外量子效率不但與所用材料的特性有關(guān),還與器件的結(jié)構(gòu)等關(guān)系密切。器件的發(fā)光效率由其外量子效率來(lái)反映。
w)E@*h<Z !.7udYmB 隨著新型材料的應(yīng)用,OLED 的內(nèi)量子效應(yīng)已經(jīng)接近100%,然而受到基底/空氣界面全內(nèi)反射和有機(jī)波導(dǎo)效應(yīng)的作用,在玻璃/空氣界面,入射角大于臨界角的光繁盛全反射,30%的光在玻璃基底內(nèi)傳播而不能耦合到空氣中;50%的光在ITO有機(jī)層中以波導(dǎo)的模式傳播,因此OLED 外量子提取效率通常只能達(dá)到20%左右,這在很大程度上限制了OLED 的實(shí)際應(yīng)用。如何在不影響OLED 輻射光譜的的前提下提高其外量子提取效率成為研究熱點(diǎn)。
?!w^`D0}o tC8(XMVx 微透鏡的排列方式根據(jù)基底形式和有效占空比的需要可以有很多種,這里主要介紹兩種:正交排列和蜂窩排列。如下圖所示,微透鏡有效占空比,是指微透鏡所占面積與其整個(gè)陣列面積之比。正交排列的微透鏡陣列的占空比K可以表示為
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wU D/(L Q8p&Ki;i 其中D為微透鏡的口徑,1為相鄰微透鏡之間的最小間隔。占空比的高低從某方面可以反映微透鏡陣列對(duì)入射光的利用率的高低。其值越大,則說(shuō)明光能量能被微透鏡較好地會(huì)聚到焦點(diǎn)上,損失的光能就越小。如上圖所示,當(dāng)微透鏡口徑以及相鄰微透鏡之間的最小間隙相同時(shí),(b)圖所示的蜂窩排列微透鏡的占空比比(a)圖所示的正交排列的占空比大。
Z>F^C}8f 使用
激光共聚焦顯微鏡(NS3500, Nanoscope Systems, 韓國(guó))測(cè)量微透鏡的3D 和2D 輪廓,如下圖所示。
v8>v.}y fQWIw M|T4~Q U& 結(jié)論
T1B|w"In W]<$0 通過(guò)研究表明,采用相同口徑且間隔一致的微透鏡陣列時(shí),在±40°的視角范圍內(nèi),OLED 的外量子提取效率都增加了,相鄰微透鏡的間隔越小,即微透鏡的占空比越大,OLED 的相對(duì)輻射光強(qiáng)越大,垂直O(jiān)LED 基底方向的光強(qiáng)也越大。當(dāng)微透鏡緊密排列時(shí),相同口徑和間隔的微透鏡陣列,蜂窩排列的微透鏡占空比比正交排列的占空比大,因此,貼附蜂窩排列微透鏡陣列的的OLED,在垂直基底方向的幅射光強(qiáng)較大,與不貼附微透鏡陣列時(shí)相比,最多可提高57%,而正交排列的微透鏡陣列最多可提高50.3%。