CN103078065A

CN103078065A - 一种提高oled背光源发光效率的方法

Info

Publication number: CN103078065A
Application number: CN2013100567794A
Authority: CN
Inventors: 张倩
Original assignee: SUZHOU BAINASI OPTICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU BAINASI OPTICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-05-01

Abstract

一种使用高折射率玻璃做为ITO基板以提高OLED背光源发光效率的方法。OLED背光源包括金属阴极，电子传输层，发光层，空穴传输层，ITO镀膜，和玻璃基板。发光层产生的光线一部分穿透电子传射层，被金属阴极反射回来。另一部分穿透空穴传输层和ITO镀膜，到达玻璃基板。空穴传射层的折射率nd值为1.7，ITO镀膜的折射率为1.9。当玻璃基板的折射率Nd值大于1.85时，光线在二者界面产生的全反射极少，大部分发光层产生的光线都可以进入玻璃基板。另外通过压延的方法在玻璃基板ITO镀膜的对立面上产生微透镜阵列，从而减少和避免光线由玻璃基板进入空气的全反射现象，进而提高OLED的发光效率。

Description

一种提高OLED背光源发光效率的方法

技术领域

本发明涉及OLED发光领域，尤其涉及一种使用高折射率玻璃做为ITO基板用于提高OLED背光源发光效率的方法。

背景技术

液晶显示器件LCD是一种被动式的平板显示器件，由于液晶材料本身不具发光特性，因此，必须在LCD面板后加上一个发光源才能达到显示效果，背光模块即是提供LCD显示器背面光源的关键组件。一个好的LCD器件背光源，一般应具有亮度高、发光均匀、成本低、可调、功耗低、轻薄且不易损坏等性能，且最好是面光源。

最初，LCD的背光源主要是冷阴极管CCFL光源，由于CCFL光效低、寿命时间短、色域表现差、亮度调整范围小、能耗大、响应时间长、安全系数低、含汞有害气体不环保等缺陷，2006年欧盟的环保法规导致CCFL将逐渐遭到停用，被LED背光源所取代。高亮度白光LED光源不仅使电视厚度和重量均实现大幅度减少，同时还拥有更高的可靠性和稳定性；节能方面，LED的亮度可以随着画面的亮度进行主动调节，相比液晶电视有效节能可以达到30%以上；环保方面，LED背光源完全不含铅和汞等有毒有害物质。

有机白光OLED除了具有无机LED的上述优点以外，相较于无机LED，有机蓝光可以轻易的获得，并且只要在有机发光主体层中掺杂红、黄色的染料后，就可以轻易得到白光，或是利用多层发光层来组成白光。另外，由于OLED是利用真空热蒸镀法及印刷、旋转涂布法来沉积薄膜，因此，大面积制程较简单且制造成本较低。由于OLED背光源是一种具有高亮度、广色域、耐冲压、低电压、轻薄和功耗低等特性的反射式二维面光源，其阴极金属层是高反射率的镜面反射层，因此OLED背光源不需要导光板、散光板等导光、匀光辅助光学配件，就可以将光发射层发出的光直接反射到LCD，很好地符合了LCD对背光源的要求。

目前，OLED背光源为多层结构，包括金属阴极，电子传输层，发光层，空穴传输层，ITO镀膜，以及玻璃基板。其中电子传输层，发光层和空穴传输层都为电致发光的有机材料。通常使用的玻璃基板为厚度在1mm左右的超薄玻璃，折射率nd值在1.5左右。有机材料和ITO的折射率nd值在1.7到1.9之间。当OLED工作时，大概有50%的光无法穿透玻璃基板，而是在有机材料层之间纵向传播，最终被吸收掉。主要原因是电致发光的有机材料和ITO镀膜的折射率通常远大于玻璃基板的折射率，导致光线在玻璃基板和ITO镀膜之间产生了全反射效应，这样入射角小于全反射角的光线就会反射会有机材料层，并在其间反复传播，最终消散并转化为热量。根据有机电致发光的原理，在发光层产生的光线方向是随机并杂乱无章的，这样就会有相当一部分光线由于玻璃基板的全反射而无法被利用，从而影响了OLED背光源的发光效率。

发明内容

为了克服现有OLED背光源的不足，本发明的一个目的是提供一种新型玻璃基板，以减小玻璃基板和ITO界面的全反射现象，从而使更多的光线穿透玻璃基板。该目的是采用高折射率超薄平板玻璃做为玻璃基板来实现的，其平板玻璃折射率nd值大于1.85。

本发明的另一个目的在于，另外通过压延的方法在玻璃基板ITO镀膜的对立面上产生微透镜阵列，从而减少和避免光线由玻璃基板进入空气的全反射现象，进而提高OLED的发光效率。

本发明所提供的高折射率平板玻璃的主要成分为氧化铅(PbO)和二氧化硅(SiO2),其中PbO所占重量比例为70%~80%，SiO2所占重量比例为20%~30%。微透镜阵列的压延过程如下：

平板玻璃由下拉法生产后直接进入两个用水冷却的中空压辊所组成的压延设备中，下面辊的直径比上面辊的直径大得多，这时玻璃还保持高于转化点的温度。微透镜阵列结构事先加工在上面辊表面，当玻璃通过压延辊后，其上表面就被压上了微透镜阵列，压延成的平板玻璃经过辊式输送机送入煺火炉进行煺火。

附图说明

图1是OLED背光源的剖面结构示意图；

图2是高折射率玻璃基板表面微透镜阵列结构的剖面示意图。

其中附图标记

1为金属阴极；

2为电子传输层（ETL）；

3为发光层；

4为空穴传输层；

5为ITO镀膜；

6为高折射率玻璃基板；

7为高折射率玻璃基板表面的微透镜阵列。

具体实施方式

下面参考图1。OLED背光源为多层结构，包括金属阴极1，电子传输层(ETL)2，发光层3，空穴传输层(HTL)4，ITO镀膜5，以及玻璃基板6。当施加一正向外加偏压后，电子和空穴克服界面的势垒分别由阴极和阳极注入电子有机层，分别进入电子传输层(ETL)的LUMO能级和空穴传输层(HTL)的HOMO能级。载流子在外部电场的驱动下传递ETL和HTL的界面，即发光层，由于界面的能级差，使得界面会有电荷的积累。电子与空穴在有发光特性的有机物内复合，形成处于激发态的激子，此激发态的激子在一般的环境中是不稳定的，能量将以光或热的形式释放出来而回到稳定的基态。不同于光激发产生的是单重激发态，有机分子经过电子、空穴复合产生的激发态理论上只有25%的单重激发态，以荧光形式回归基态，其余75%为三重激发态，将以磷光或热的形式回归基态。

发光层产生的光线一部分穿透电子传射层2，被金属阴极1反射回来。另一部分穿透空穴传输层4和ITO镀膜5，到达玻璃基板6。空穴传射层的折射率nd值为1.7，ITO镀膜的折射率为1.9，大于空穴传输层折射率，所以光线在空穴传输层与ITO镀膜界面无全反射现象，所有光线都可以到达ITO镀膜与玻璃基板的界面。玻璃基板的折射率Nd值大于1.85，与ITO镀膜折射率非常接近，所以光线在二者界面产生的全反射极少。这样大部分发光层产生的光线都可以进入玻璃基板。

下面参考图2，高折射率玻璃基板表面微透镜阵列结构的剖面示意图。由于玻璃基板的折射率很高，如果向LCD发光的一面光洁平整，则会在玻璃与空气的界面产生严重的全反射现象。为了避免与空气界面的全反射，本发明在玻璃基板的一面由压延法制作微透镜阵列结构7。微透镜的直径在5um到20um之间，深度在3um到10um之间，表面光滑。在图中可以看出，当光线不论以小角度入射到玻璃基板与空气界面或是以大角度入射，其折射光线都可以进入空气。

Claims

1.一种使用高折射率平板玻璃做为ITO基板用于提高OLED背光源发光效率的方法。

2.根据权利要求1所述的OLED背光源，其特征在于，OLED背光源为多层结构，包括金属阴极，电子传输层，发光层，空穴传输层，ITO镀膜，以及玻璃基板。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的玻璃基板，其特征在于，玻璃的主要成分为氧化铅(PbO)和二氧化硅(SiO2),其中PbO所占重量比例为70%~80%，SiO2所占重量比例为20%~30%。

4.根据上述权利要求中任意一项所述的玻璃基板，其特征在于，玻璃的折射率nd值大于1.85。

5.根据上述权利要求中任意一项所述的玻璃基板，其特征在于，玻璃基板的其中一面采用压延方法产生了表面的微透镜阵列，从而减少和避免光线由玻璃基板进入空气的全反射现象，进而提高OLED的发光效率。