微透鏡陣列於有機發光二極體之光耦合效率增益與模糊效應消除機制

Abstract

有機發光二極體在顯示應用及照明應用中,未來都是重要的主流技術。作為 顯示器時,比起薄膜電晶體液晶顯示器,可以有更好的色域表現、更快的反應時 間及可製作於軟性基板的特性,故有機發光二極體可說是帄面顯示器中的終極技 術。作為照明應用時,可提供超高衍色性、可調整色溫及面光源照明特性,使得 在室內照明領域中,有機發光二極體為一項極具潛力且快速發展的技術。 目前有機發光二極體遇到的最大問題之一為出光效率的提升,由於其層狀堆 疊結構,造成大部份光線會在結構內全反射而無法從結構中被耦合至空氣中,使 得出光效率低落,也同時使得有機發光二極體的使用壽命大幅地降低。利用在有 機發光二極體的玻璃基板上貼附微米等級的微透鏡陣列,可有效地降低玻璃與空 氣介面的全反射,提高光耦合效率; 但同時卻會造成嚴重的影像模糊情形,使得微 透鏡陣列應用於有機發光二極體顯示器為一項較不實際的技術。 我們發現若單純地減低貼附微透鏡的有機發光二極體之玻璃基板厚度,其光 耦合效率可以大幅提升,對於玻璃基板厚度為 25 微米且貼附微透鏡陣列的有機發 光二極體,其出光效率可以達到 84%的增益,且其模糊效應也同時會大幅降低。 在本論文中,根據微透鏡的出光機制,我們將微透鏡分成三個區域來解釋其 增益的原因。並基於我們的理論可以計算出在玻璃基板厚度為 25 微米時,若兩個 畫素的距離大於 247.88 微米,其畫素與畫素之間的發光區域重疊現象會大幅減 低,故根據此規格設定的有機發光二極體可以達到在各視角下都可以有高影像品質的效果。