CN107170903A - 平板显示装置及其Top‑OLED - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种平板显示装置及其Top‑OLED，该Top‑OLED包括发光单元和设于发光单元光输出面的光输出耦合单元，光输出耦合单元包括自发光单元光输出面依次层叠设置的第一光输出耦合层和第二光输出耦合层，其中第一光输出耦合层的折射率大于第二光输出耦合层折射率。本发明提供的平板显示装置及其Top‑OLED由于在出光面设有折射率渐小的光输出耦合层，提高了OLED器件外量子效率，有利于增加光输出效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种平板显示装置及其Top-OLED。
背景技术
OLED应用于平板显示(Flat Panel Display，FDP)领域，与目前主流的显示技术，液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)相比，具备了许多不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好。OLED器件内量子效率随着磷光材料的发展，可达到近乎100％，而外量子效率却由于器件结构本身及其材料只有20～50％，大部分光子都由于材料的吸收和全反射效应耗散于器件内部，这不仅使得器件的发光效率无法大幅提高，而且光子在器件内部的存在也会使得有机材料容易老化而缩短寿命。因此，减少器件内部的光损耗、提高OLED器件外量子效率是非常重要的。
提高OLED出光耦合效率常用的方法有微腔结构、增加介质层、改变表面结构等。
采用微腔结构可以使得器件的外量子效率相比于传统结构提高1.6倍；利用散射层设计理论，增加高折射率的介质层，器件出光率可增加约40％；还可以在ITO玻璃背面布置了微透镜阵列，理论上可使得器件的出光耦合效率提高约50％。
但是利用微腔效应容易使得器件的视角表现变差，微腔越强，出光耦合效率越强，但视角表现越差。增加高折射率的介质层所选用的一般为不同粒径范围的纳米颗粒，其表面平整度较差，使得出射光远场分布不均匀，影响器件视角表现。微透镜阵列，理论上可使得器件的出光耦合效率提高约50％，但制作工艺繁琐，成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种平板显示装置及其Top-OLED，以解决现有技术中OLED器件外量子效率较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种Top-OLED，所述Top-OLED包括发光单元和设于所述发光单元光输出面的光输出耦合单元，所述光输出耦合单元包括自所述发光单元光输出面依次层叠设置的第一光输出耦合层和第二光输出耦合层，其中所述第一光输出耦合层的折射率大于所述第二光输出耦合层折射率。
根据本发明一实施例，所述光输出耦合单元进一步包括层叠设置于所述第二光输出耦合层上的第三光输出耦合层，所述第二光输出耦合层的折射率大于所述第三光输出耦合层折射率。
根据本发明一实施例，所述第一光输出耦合层采用折射率为1.75以上的有机或无机材料。
根据本发明一实施例，所述第一光输出耦合层采用NPB、ZnS、ZnSe、ITO或IZO。
根据本发明一实施例，所述第二光输出耦合层采用折射率为1.4至1.75的有机、无机或复合材料。
根据本发明一实施例，所述无机材料采用LaF3、YF3或CeF3；
所述有机材料采用TCTA、Alq3或Liq；
所述复合材料采用有机材料与MgF、LiF或NaF共蒸镀形成的单层结构。
根据本发明一实施例，所述第三光输出耦合层采用射率在1.1至1.4的有机或无机材料。
根据本发明一实施例，所述第三光输出耦合层采用MgF、LiF、NaF、KF或BaF2。
根据本发明一实施例，所述发光单元包括依次层叠设置的TFT基板、ITO阳极、空穴注入层、空穴传输层、R/G/B/Y发光层、电子传输层、电子注入层以及金属阴极，所述光输出耦合单元设于所述金属阴极上。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种平板显示装置，所述平板显示装置包括上述的Top-OLED。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的平板显示装置及其Top-OLED中由于在出光面设有折射率渐小的光输出耦合层，提高了OLED器件外量子效率，有利于增加光输出效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本发明实施例提供的Top-OLED的简化结构示意图；
图2是一种具有单层光输出耦合结构的Top-OLED的简化结构示意图；
图3是另一种具有单层光输出耦合结构的Top-OLED的简化结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种具有多层光输出耦合结构的Top-OLED的简化结构示意图；
图5是本发明实施例提供的平板显示装置的简化结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种Top-OLED 100，该Top-OLED 100包括发光单元110和设于发光单元110光输出面的光输出耦合单元120，光输出耦合单元120包括自发光单元110光输出面依次层叠设置的第一光输出耦合层121和第二光输出耦合层122，其中第一光输出耦合层121的折射率大于第二光输出耦合层122折射率。
在本发明一实施例中，光输出耦合单元120进一步包括层叠设置于第二光输出耦合层122上的第三光输出耦合层123，第二光输出耦合层122的折射率大于第三光输出耦合层123折射率。
在本发明一实施例中，第一光输出耦合层121可采用折射率为1.75以上的有机或无机材料，其中，第一光输出耦合层121具体可采用NPB(n＝1.81@520nm，光波长为520nm时折射率为1.81)、ZnS(n＝2.4@550nm)、ZnSe(n＝2.58@550nm)、ITO、IZO。
在本发明一实施例中，第二光输出耦合层122可采用折射率为1.4至1.75的有机、无机或复合材料，其中，无机材料可采用LaF3(n＝1.58@550nm)，YF3(n＝1.55@550nm)，CeF3(n＝1.63@500nm)等；有机材料可采用TcTa(n＝1.71@550nm)，Alq3(n＝1.63@550nm)，Liq(n＝1.65@500nm)等；复合材料可采用有机材料与MgF、LiF或NaF共蒸镀形成的单层结构。
在本发明一实施例中，第三光输出耦合层123可采用射率在1.1至1.4的有机或无机材料，其中，第三光输出耦合层123可采用MgF、LiF、NaF、KF或BaF2。
在本发明一实施例中，发光单元110包括依次层叠设置的TFT基板101、ITO阳极102、空穴注入层103、空穴传输层104、R/G/B/Y发光层105、电子传输层106、电子注入层107以及金属阴极108。
光输出耦合单元120设于金属阴极108上。其中，R/G/B/Y发光层105可为单叠、两叠发光结构或三叠发光结构；金属阴极108采用低功函金属材料，包含但不限于Li，Mg，Ca，Sr，La，Ce，Eu，Yb，Al，Cs，Rb，Ag或者这些金属的合金，阴极材料可以单独使用，也可两两或者更多组合使用。
请一并参阅图4，在一具体实施例中，ITO阳极102采用Ag，厚度为1000A；空穴注入层103采用MoO3，厚度为50A；空穴传输层104采用NPB，厚度为300A；R/G/B/Y发光层105采用TCTA:(ppy)2Ir(acac)，厚度为150A；电子传输层106采用TmPyPb，厚度为300a；电子注入层107采用LiF，厚度为10A；金属阴极108采用，厚度为Mg：Ag(1:9)，厚度为200A；第一光输出耦合层121采用NPB，厚度为200A；第二光输出耦合层122采用NPB：LiF(1：1)，厚度为200A；第三光输出耦合层123采用LiF，厚度为200A。
请一并参阅图2和图3，其发光单元110部分与图4相同，不同之处在于图2和图3采用单层耦合结构，在图2所示的实施例中，其光输出耦合层201采用NPB，厚度为600A；在图3所示的实施例中，其光输出耦合层202采用LiF，厚度为600A。
经试验测定图2、图3、图4三种器件性能如下：
| 图2 | 图3 | 图4 | |
| 最大电流效率(cd/A) | 58.9 | 63.9 | 75.4 |
| 最大流明效率(lm/w) | 37.4 | 41.7 | 48.7 |
| 最大外量子效率 | 16.2 | 17.8 | 20.8 |
图4公开的基于三层耦合结构的器件的外量子效率相比于图2、图3公开的器件来说分别提高了28.6％，16.8％。其外量子效率的提高可以归因于光输出耦合层120的耦合输出效率的提高。在图4所示的器件中，NPB和LiF在520nm处的折射率为1.81、1.39。NPB:LiF掺杂层的折射率在520nm处的掺杂层的折射率为1.64，通过掺杂的方法，薄膜的折射率介于NPB和LiF二者折射率之间。所以，图4所示的器件的耦合层NPB(200A)/LiF:NPB(1:1,200A)/LiF(200A)组合在520nm处的折射率为1.8/1.64/1.39，折射率值递减。耦合层材料为折射率逐渐降低的组合，更有利于器件耦合输出效率的提高，使得器件C有较高的效率。
请一并参阅图5，本发明实施例还提供一种平板显示装置10，该平板显示装置10包括上述的Top-OLED 100。
综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提供的平板显示装置及其Top-OLED100中由于在出光面设有折射率渐小的光输出耦合层，提高了OLED器件外量子效率，有利于增加光输出效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种Top-OLED，其特征在于，所述Top-OLED包括发光单元和设于所述发光单元光输出面的光输出耦合单元，所述光输出耦合单元包括自所述发光单元光输出面依次层叠设置的第一光输出耦合层和第二光输出耦合层，其中所述第一光输出耦合层的折射率大于所述第二光输出耦合层折射率。
2.根据权利要求1所述的Top-OLED，其特征在于，所述光输出耦合单元进一步包括层叠设置于所述第二光输出耦合层上的第三光输出耦合层，所述第二光输出耦合层的折射率大于所述第三光输出耦合层折射率。
3.根据权利要求1所述的Top-OLED，其特征在于，所述第一光输出耦合层采用折射率为1.75以上的有机或无机材料。
4.根据权利要求1所述的Top-OLED，其特征在于，所述第一光输出耦合层采用NPB、ZnS、ZnSe、ITO或IZO。
5.根据权利要求1所述的Top-OLED，其特征在于，所述第二光输出耦合层采用折射率为1.4至1.75的有机、无机或复合材料。
6.根据权利要求5所述的Top-OLED，其特征在于，所述无机材料采用LaF3、YF3或CeF3；
所述有机材料采用TcTa、Alq3或Liq；
所述复合材料采用有机材料与MgF、LiF或NaF共蒸镀形成的单层结构。
7.根据权利要求2所述的Top-OLED，其特征在于，所述第三光输出耦合层采用射率在1.1至1.4的有机或无机材料。
8.根据权利要求7所述的Top-OLED，其特征在于，所述第三光输出耦合层采用MgF、LiF、NaF、KF或BaF2。
9.根据权利要求1所述的Top-OLED，其特征在于，所述发光单元包括依次层叠设置的TFT基板、ITO阳极、空穴注入层、空穴传输层、R/G/B/Y发光层、电子传输层、电子注入层以及金属阴极，所述光输出耦合单元设于所述金属阴极上。
10.一种平板显示装置，其特征在于，所述平板显示装置包括权利要求1至9中任一项所述的Top-OLED。
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