新澤西學(xué)院的研究人員之前仍然在改進(jìn)她們?cè)?jīng)開發(fā)的基于微透鏡的光提取效率提高技巧,而如今,她們正在研究舍棄這些微透鏡陣列法。她們通過另一種施行更簡(jiǎn)單的方案——增加電介質(zhì)漫反射層,展示了更高的OLED光提取效率。
她們?cè)贏CS刊物上發(fā)表了題為“有機(jī)發(fā)光元件(OLED)使用光散射介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)光束的高效外耦合”的論文。這篇論文詳盡介紹了高折射率波導(dǎo)層是怎樣與透明頂發(fā)光OLED元件底層的粗糙電介質(zhì)漫反射層一起,在不改變光束對(duì)波長(zhǎng)和視角依賴性的前提下清除等離子體模式(mode)、波導(dǎo)模式(mode)和襯底模式(mode)的光損失。
圖示:堆疊在漫反射層底部的(磷光OLED),將光反射回到觀察方向(黃色區(qū)域示意遵守朗伯分布的漫反射光束);發(fā)射錐中的光束被反射回觀察方向(紅色錐形區(qū)域示意)
在這項(xiàng)研究中,作者用蒸鍍?cè)诰鬯姆蚁≒TFE,鐵氟龍)漫反射層上的一層240um厚的透明氧化銦錫(ITO)代替?zhèn)鹘y(tǒng)頂發(fā)光OLED頂部的金屬電極,鐵氟龍散射層本身由20μm厚的Al鏡面支撐。平坦化的高折射率(折射率=1.8)聚合物平板波導(dǎo)(Layer)覆蓋在上述粗糙的漫反射層上,便于在其上產(chǎn)生光滑表面以制造OLED光折射時(shí)波長(zhǎng)會(huì)變化嗎,同時(shí)這進(jìn)深折射率聚合物能夠幫助光束最大化耦合到散射層中。
與類似使用金屬鏡面的OLED元件相比,這些新的方式被證明可以將外部量子效率從15±2%提升到37±4%,提高幅度達(dá)250%。
OLED發(fā)光層發(fā)出的光或則從底部表面直接向觀察者方向射出,或則向上步入到波導(dǎo)層并在其中傳播,直至被粗糙的漫反射面反射,從而產(chǎn)生滿足朗伯分布的反向(觀察者反向)光束。這種反射回朗伯分布的光束中,并滿足其光需求;處于發(fā)射錐外的部份不會(huì)步入觀察方向被看見,而是以小于聚合物——空氣界面處的全反射的角度返回回漫反射層中,并進(jìn)行另一輪散射。
在運(yùn)行模擬程序時(shí)光折射時(shí)波長(zhǎng)會(huì)變化嗎,作者還宣稱可以進(jìn)一步優(yōu)化這些對(duì)波長(zhǎng)和視角獨(dú)立的光束外耦合結(jié)構(gòu),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)使用傳統(tǒng)的金屬鏡面3.4倍的光提取效率。