基于提高OLED基底出光效率的微光學元件研究.pdf

1、有機電致發(fā)光二極管(OLED)具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、輕薄、視角廣、可柔性顯示等特點，被公認為是最具有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮@示和照明技術(shù)。影響OLED發(fā)展的最大障礙是其外量子效率低，為了提高外量子效率，研究者們提出許多有效的方法，這些方法大部分都需要改變OLED器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或基底形狀，難度較大且容易使OLED器件的結(jié)構(gòu)性能發(fā)生改變。微光學元件在提高LED出光效率、太陽能電池光能利用率等領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用，本文以提高OLED外量子效率為目標，

2、研究利用微光學元件提高OLED基底出光效率，并采用貼膜的方式把微光學元件添加到OLED基底表面，不必改變OLED器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基底形狀，且有利于大規(guī)模操作。
　　另外本文提出一種可以制作凸型或凹型、任意連續(xù)曲面和基底形狀的微光學元件的方法，并使用該技術(shù)制作各種基底形狀的球面和非球面微透鏡陣列；對使用微透鏡陣列薄膜提高OLED基底出光效率進行了測試。
　　主要內(nèi)容包括：
　　1.研究亞波長光柵在提高OLED基底出光效率

3、中的應(yīng)用。亞波長光柵具有增加物體表面透射率的功能，把亞波長光柵添加到OLED基底表面，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的增透膜，可以克服傳統(tǒng)增透膜的缺點，有效提高基底出光效率。為了優(yōu)化亞波長光柵的結(jié)構(gòu)，利用等效介質(zhì)理論結(jié)合菲涅耳公式，設(shè)計了高透過率的二維亞波長光柵；采用等臺階逼近的方法結(jié)合等效介質(zhì)理論，設(shè)計了具有廣角度、寬光譜的高透射率的連續(xù)表面亞波長光柵；最后通過時域有限差分(FDTD)分析方法驗證了設(shè)計的亞波長光柵提高OLED基底出光效率的效果。
　

4、　2.研究微結(jié)構(gòu)陣列在提高OLED基底出光效率中的應(yīng)用。利用幾何光學方法分析了微光學結(jié)構(gòu)可以改變OLED基底光線傳播方向，提高出光效率。利用光線追跡法，分析了錐體結(jié)構(gòu)(包括圓錐、三角錐、四菱錐)陣列、各種基底形狀(圓形、方形、六邊形)的球面和非球面(橢球面、拋物面、雙曲面)微透鏡陣列在提高OLED基底出光效率中的應(yīng)用，分析了它們的占空比、面型比、大小、材料折射率等參數(shù)對提高出光效率的影響。
　　3.提出基于DMD二元掩模的數(shù)字光刻

5、技術(shù)。該技術(shù)把物體的等高截面作為掩模，DMD二元顯示代替物理掩模，通過曝光量疊加的方法獲取刻蝕物體所需要的曝光量，從而實現(xiàn)連續(xù)表面微光學元件的制作；為克服曝光量與刻蝕深度的非線性影響，提出了二元掩模的校正方法。該技術(shù)不但具有DMD數(shù)字灰階掩模光刻技術(shù)的優(yōu)點，而且具有更高的曝光效率，同時理論上該技術(shù)可以制作凸型或凹型、任意連續(xù)表面結(jié)構(gòu)和基底形狀的微光學元件。通過實驗驗證了該方法的可行性。
　　4.對球面和非球面微透鏡陣列在提高OLE