[发明专利]增加顶发射型有机发光二极管对比度的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种增加顶发射型有机发光二极管对比度的结构设计方法，该方法通过在阴极表面覆盖一光输出耦合层来减少器件对环境光的反射，主要提出该光输出耦合层的厚度优化方法。

背景技术

有机发光二极管(Organic light emitting diode，OLED)由于具备自发光、视角宽、厚度薄、亮度高、效率高、响应速度快、可实现柔性显示及工作温度范围宽等优点，被认为是最有希望取代液晶显示的下一代平板显示技术。所谓顶发射型OLED，采用将不透明阳极12覆盖于基底11上，在阳极上先后生长有机薄膜结构13和阴极14。器件内部产生的光经顶部阴极射出，如图1所示。在此类OLED显示器中，驱动OLED像素的TFT制作于顶发射型OLED下方，因此可有效避免开口率降低的问题，显示器开口率接近100％。

按照阴极透明度的不同，对于顶发射OLED的研究可分为两类：一类是使用透明阴极，以铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)为代表；另一类是使用金属作为半透明阴极，如Ag、Al等。前者对于ITO、IZO的成膜工艺要求较高，且在制备ITO、IZO膜的过程中容易破坏底部的有机层，造成器件短路或漏电流偏大；后者由于金属的容易生长、制作工艺简单、破坏性小等优点使其近年来受到越来越多的关注，本发明正是采用此类型的顶发射型OLED结构。

对比度(contrast ratio，CR)是评价显示器的一个重要参数，也是衡量图像可辨识度的一个指标。好的对比度可改良显示器亮度的不足，反之明亮耀眼的显示器如果对比度差，其影像的品质也不会好。

由于应用于顶发射OLED的半透明阴极必须具有良好的电子注入特性，因此它必须具有低功函数。但是，所有目前可获得的符合这种要求的金属和合金都是高反射性的，恰好是周围环境中自然光的良好反射面，因此在室外或太阳光底下时，原本不发光的像素会因为自然光的反射，或像素中的荧光材料因为吸收太阳光中紫外线而发光，使得在室外OLED显示器的对比度会大大降低。

为了获得高对比度，必须有高的最大图像亮度或低的背景亮度(包括被反射的环境光亮度)。通过提高显示亮度来补偿高反射可能会带来眼睛疲劳，因为高亮度会引起瞳孔收缩。由于上述的和其它的原因，消除反射光是增强对比度的优选方法。

解决的方法之一是，可以加入液晶显示器(liquid crystal display，LCD)常用的偏光片(polarizer)。以圆偏光片为例，如在器件前贴一圆偏光片，此圆偏光片是由一个线偏光片和四分之一波长延相器组成，延相器的轴与偏光轴成45°，当外部光线穿过此圆偏光片后，会被转换成圆偏光。当光由阴极反射回来时，第二次通过延相器时，圆偏光又变为线偏光且偏振方向与原来入射光相差90°，因此反射回来的光无法通过线偏光片，如此可以使得外界的自然光干扰减少，使对比度增加。如果是器件内的发光，因为只通过一次圆偏光片，因此可以顺利通过。但此技术的缺点是偏光片的透射率一般只有30％~40％，因此大部分的光都会损失，而使得发光强度降低。另外，由于偏光片并非是OLED的结构之一，这对商品制作而言，增加了复杂度及成本支出。

为克服偏光片的缺点，另外一种增加对比度的方法是在OLED器件结构内融入可以降低环境光反射、同时又不影响器件发光效率的功能膜层。在已报道的有关高对比度OLED结构的文献中，绝大部分基于底发射OLED，由于结构的差异性，它们未必适用于顶发射OLED。并且，在这些结构中，功能膜层添加在阳极与阴极之间，这就需要考虑到膜层的光学及电学特性，如膜层对载流子注入及传输的影响。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于解决上述问题，提供一种制备工艺简单且可有效增加顶发射型有机发光二极管对比度的结构设计方法。该方法通过在阴极表面覆盖一适宜厚度的光输出耦合层，以减少器件对外部环境光的反射，从而达到增加器件对比度的效果。

技术方案：本发明的增加顶发射型有机发光二极管对比度的结构包括：

底层为不透明的基底，在基底上为一反射电极用作阳极，在阳极上为用于发光层的有机薄膜结构，在有机薄膜结构上为用作阴极的半透明阴极结构，在阴极的上表面为一光输出耦合层，用于减小二极管对于环境光的反射，形成一个多层膜结构。

所述的光输出耦合层的材质为有机或无机半导体材料。

所述的光输出耦合层的厚度可以改变，用以改变环境光进入器件时的反射和透射能量分布。