具有光提取元件的电致发光板制造技术

每个光学光提取元件（２０、３０）包括：入口界面（２１、３１），与所述板的单元或基片的发射表面光学耦合，从而捕获由这些单元发出的光线；适当形状的出口界面（２３、３３），从而单元所发出的光线通过该出口界面（２３、３３）；以及可选地，反射表面（３２），修改这些光线的光路，从而减少在该出口界面处的入射角。极大地提高了板的发光效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光或图像显示板，包括有机发光单元(或OLED)的一维或二维矩阵，具有使其易于提取由这些单元所发出的光的装置，这意味着极大地提高了发光效率。
技术介绍
这种板通常包括基片，支撑插入在两个电极阵列之间的薄有机电致发光层，所述两个电极阵列之一是阳极阵列，而另一个是阴极阵列，用于对单元供电；每个单元位于阳极和阴极之间的重叠区域；在无源矩阵板的情况下，通常由恒定宽度的平行带形式的电极形成每个阵列；阳极阵列的电极通常垂直于阴极阵列的电极；对于多色显示板，尤其是对于三色显示板，通常将有机电致发光层分为不同发光颜色的交替带。在有源矩阵板的情况下，基片包含用于驱动单元的电子部件，在无源矩阵板的情况下，基片通常由玻璃或塑料制成；基片的厚度通常在300μm和1500μm之间，即比单元的厚度大500到100倍；单元或象素的尺寸或直径通常在100μm和300μm之间，即比基片的厚度小1到15倍；由于在传统的生产工艺中，在电致发光层之前涂覆插入在基片和电致发光层之间的电极层，因此通常将其称为“下层”；将在电致发光层之后涂覆的另一电极层称为“上层”；上电极层的带平行于其至少部分覆盖的电致发光层，并位于该电致发光层的中心。根据情况，板所发出的光必须通过基片，以便使要显示的图像到达观察者(在“背发光”板的情况下)，或者不必通过基片，而使其到达观察者(在“顶发光”板的情况下)。通常，板所发出的光在通过其中沿观察者的方向进入空气的板的出口面之前，必须通过一个电极阵列，或者为下层(在背发光板的情况下)或者为上层(在顶发光板的情况下)；于是，另一层通常是能反射的，以便恢复从单元沿与观察者相反方向出射的光，并将其重新定向为通过板的出口面朝向板的外侧。因此，电极层之一通常是透明的，例如，基于ITO，以便用作阳极，而另一个优选地由吸光甚或是反光的金属制成。电致发光层与空气之间较大的折射率差极大地限制了光提取的水平；这是因为在板内，全反射了以大于临界折射角(或全反射角)的入射角到达发射层与空气之间的界面的任何光线，并通常将其损耗。为了限制这种损耗，参考文献JP10-223367、等价于US2002-0118271的WO 01/33598、以及JP11-354271给出了如何在OLED型板的出口面上涂覆用于提取光的透镜阵列的启示-每个单元一个球透镜，或者每行单元一个柱透镜；-或者每个单元多个微透镜。在这些参考文献中描述的光提取系统是基于光在单元出口处的折射的，更精确地，单元出口为板的出口面的形式，其具有适当的曲率，从而从单元发出的光线以小于临界折射角的入射角到达此面，以便通过该面。如US 6 091 384和US 6 229 160等其他参考文献提出了应用于LED或OLED型电致发光板的光提取系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出另一种提取解决方案，不再基于从单元发出的光线的折射，而是本质上基于其反射。本专利技术涉及一种发光或图像显示板，包括设置在基片上并至少分为行的有机电致发光单元的一维或二维矩阵，其特征在于对于每个单元或每组单元，其包括光学光提取元件，所述光学光提取元件自身包括-入口界面，与所述单元或所述组中的单元或基片的发射表面光学耦合，从而捕获由所述单元发出的光线； -出口界面，其形状具有适当的曲率，从而从此入口界面发出的光线在此出口界面处以小于临界折射角的入射角撞击所述出口界面，从而通过所述出口界面；以及-可选地，中间反射面，具有适当的曲率，从而向所述出口界面发送从所述入口界面发出的、撞击所述中间反射面的光线，从而使其在所述出口界面处具有小于临界折射角的入射角，以便通过所述出口界面。总之，所述板的每个光学光提取元件包括-入口界面，与所述板的单元或基片的发射表面光学耦合，从而捕获由这些单元发出的光线；-适当形状的出口界面，从而单元所发出的光线通过该出口界面；以及-可选地，反射面，修改这些光线的光路，从而减少在该出口界面处的入射角。在二维单元矩阵的情况下，还将其分组为列；因此，可以每列一个光学提取元件。优选地，由具有与光学元件的折射率可比较的折射率的粘接层提供与单元或与基片的光学耦合。光学提取元件的材料是透明的；例如，从传统的折射率为1.52的钠钙玻璃、折射率为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯或者折射率为1.57的聚对苯二甲酸乙二醇酯中选择；由于此材料具有高于空气且接近电致发光层的折射率，板的单元所发出的光在通过提取元件的入口界面之后，处于比其通过相同形状的空气界面所处的立体角大的立体角，这意味着此光学元件捕获了由单元发出的部分辐射，大于没有此光学其他元件时，直接通过这些单元到达空气的辐射；因此，该光学元件极大地增加了光提取的水平。根据本专利技术，对所述光学元件进行特别的设计，从而通过出口界面发出穿透入口界面的几乎全部光线，-或者通过修改这些光线的朝向，尤其是通过反射，从而使其在出口界面处具有小于临界折射角的入射角，尤其是如果此界面是平坦的且平行于所述基片的表面；-或者通过调整出口界面的形状，尤其是通过赋予其凸形，从而使这些光线在此界面处的入射角小于此界面处的临界折射角；-或者通过同时采用这两种措施。这些措施的采用意味着对于每个光学提取元件，其出口界面的面积大于其入口界面的面积；这种结构能够增加多个单元或象素的发光区域的边缘之间的距离，这是尤为有利的，尤其是在有源矩阵板的情况下；将在稍后展开这一点。优选地，对于每个提取元件，如果没有反射表面，或者适当地，所述反射表面，则出口界面不具有平面元件；这是因为非平面曲面最适用于获得最高的光提取水平；如果提取元件具有反射表面，本专利技术因而延伸到其中出口表面为平坦的情况，与以下所给出的大多数示例相一致。在提取元件的第一组实施例中，提取元件形成了凸微透镜阵列。出口元件的凸透镜的形状非常好地适用于从入口界面发出的光线，利用此界面，使得入射角小于此界面为平坦且平行于板的基片的情况；通过减小与空气的界面处的入射角，极大地增加了光提取的水平。每个微透镜的面积大于发光区域或板的象素的面积。可以每个单元一个微透镜，在这种情况下，每个微透镜具有两个对称面，其交点最好位于单元的中心，或者每单元行或每单元列一个微透镜，在这种情况下，每个微透镜具有一个对称面，最好位于单元行或单元列的中心。本专利技术的主题是如权利要求中所限定的一种发光或图像显示板，其中提取元件具有反射表面；此反射表面具有适当的形状，从而穿透提取元件的入口界面的任何光线通过此元件的出口界面发出。每个光学提取元件的出口界面的形状可以是平面的或曲面的；此形状具有适当的曲率，从而从入口界面直接发出或通过反射表面上的一次或多次反射而发出的光线在出口界面处以小于临界折射角的入射角撞击此出口界面，从而通过此出口界面。根据提取元件的第二组实施例，其中提取元件具有反射表面，此表面优选地具有适当的形状，从而通过提取元件的入口界面进入的任意光线通过出口界面发出；此条件被表述为“边缘光线”原理，参照题目为“High Collection Nonimaging Optics”的著作第4章第2段，W.T.Wleford & R.Winston，Academic Press，Inc. 1989，第54页；优选地，此反射表面具有至少一个对称面，并且此表面与垂直于此对称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光或图像显示板，包括设置在基片（１００）上并至少分为行的有机电致发光单元的一维或二维矩阵，其特征在于对于每个单元或每组单元，其包括光学光提取元件（２０、３０），所述光学光提取元件（２０、３０）自身包括：－入口界面（２１、３１） ，与所述单元或所述组中的单元或基片的发射表面光学耦合，从而捕获由所述单元发出的光线；－出口界面（２３、３３）；以及－中间反射面（３２），具有适当的曲率，从而向所述出口界面（２３、３３）发送从所述入口界面发出的、撞击所述中间反 射面的光线，从而使其在所述出口界面处具有小于临界折射角的入射角，以便通过所述出口界面。

【技术特征摘要】
FR 2002-2-27 02/024761.一种发光或图像显示板，包括设置在基片(100)上并至少分为行的有机电致发光单元的一维或二维矩阵，其特征在于对于每个单元或每组单元，其包括光学光提取元件(20、30)，所述光学光提取元件(20、30)自身包括-入口界面(21、31)，与所述单元或所述组中的单元或基片的发射表面光学耦合，从而捕获由所述单元发出的光线；-出口界面(23、33)；以及-中间反射面(32)，具有适当的曲率，从而向所述出口界面(23、33)发送从所述入口界面发出的、撞击所述中间反射面的光线，从而使其在所述出口界面处具有小于临界折射角的入射角，以便通过所述出口界面。2.根据权利要求1所述的板，其特征在于所述反射表面(32)不具有平面表面元件。3.根据权利要求2所述的板，其特征在于每个提取元件的所述反射表面具有至少一个对称面，并且此表面与垂直于此对称面的平面的两条交线中的每一条形成抛物线的一部分或一连串抛物线部分。4.根据前述权利要求之一所述的板，其特征在于对于每个提取元件，所述反射表面，以及优选地，所述出口界面具有适当的形状，从而位于出口界面的光线处于严格小于2π球面度的立体角。5.根据前述权利要求之一所述的板，其特征在于板的所述光学提取元件(20、30)由形成了提取层(200、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫费里，根特凡哈斯，帕斯卡尔伯努瓦，
申请(专利权)人：汤姆森许可贸易公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]