Beschreibungdescription
Organische Leuchtdiode mit verbesserter LichtauskopplungOrganic light emitting diode with improved light decoupling
Die Erfindung betrifft eine organische Leuchtdiode (OLED) bei der die Extraktionseffizienz, also die Wahrscheinlichkeit, mit der ein erzeugtes Photon aus der Diode ausgekoppelt und damit zur Helligkeit beitragen kann, verbessert ist.The invention relates to an organic light-emitting diode (OLED) in which the extraction efficiency, that is to say the probability with which a photon generated can be coupled out of the diode and thus contribute to the brightness, is improved.
Bekannt sind OLED mit verbesserter Effizienz beispielsweise aus der Veröffentlichung von G. Gu, et. al.: High-external - quantum-efficiency organic light-emi tting-devices in "Optics Letters", Vol. 22, No. 6, p. 396, aus dem Jahre 1997. Die darin beschriebene Methode zur Effizienzsteigerung basiert auf sog. Mesa-Strukturen. Darunter werden Strukturen aus Pyramiden- bzw. Kegelstumpfen bezeichnet, die als Reflektoren für seitlich ausgestrahlte Emission dienen. Die Leuchtfläche befindet sich dabei auf der flachen oberen Stumpfseite. Nachteile dieses Verfahrens sind: - Die verwendeten Strukturen werden direkt in das Substrat eingebracht. Dies lässt sich bei Verwendung von Glassub- straten nur mit großem Aufwand bzw. Einsatz von hochgiftigen Stoffen (Flusssäure) realisieren. Die Mesastrukturen umschließen jeweils ein Pixel. Um Strukturen mit einem geeigneten Aspektverhältnis zu erzeugen, uss die Strukturtiefe mindestens einige lOμm betragen. Solche Strukturen lassen sich nicht oder nur mit großem Aufwand photolithographisch herstellen. Die aktive Leuchtfläche bedeckt nur einen geringen Teil der zur Verfügung stehenden Fläche.OLEDs with improved efficiency are known, for example, from the publication by G. Gu, et. al .: High-external - quantum-efficiency organic light-emitting devices in "Optics Letters", vol. 22, no. 6, p. 396, from 1997. The method described therein for increasing efficiency is based on so-called mesa structures. These include structures made from truncated pyramids or truncated cones, which serve as reflectors for laterally emitted emissions. The illuminated area is located on the flat upper side of the stump. Disadvantages of this method are: The structures used are introduced directly into the substrate. When using glass substrates, this can only be achieved with great effort or the use of highly toxic substances (hydrofluoric acid). The mesa structures enclose one pixel each. In order to create structures with a suitable aspect ratio, the structure depth must be at least a few 10 μm. Such structures cannot be produced photolithographically or only with great effort. The active illuminated area covers only a small part of the available area.
Darüber hinaus sind aus der US 5,834,893 Mesa-Strukturen an invertierten OLEDs bekannt. Die hier beschriebenen Strukturen zur Verbesserung der Auskoppeleffizienz basieren auf einem invertierten OLED-Aufbau, d.h. die transparente Anode wird als letzte Schicht abgeschieden. Die OLEDs befinden sich in
Substrat-Vertiefungen die als Reflektoren dienen, analog zum oben geschilderten Aufbau.In addition, US 5,834,893 discloses mesa structures on inverted OLEDs. The structures described here for improving the coupling-out efficiency are based on an inverted OLED structure, ie the transparent anode is deposited as the last layer. The OLEDs are in Substrate depressions that serve as reflectors, analogous to the structure described above.
Diese Technik hat folgende Nachteile:This technique has the following disadvantages:
- Für Passiv-Matrix-Displays stellt der inverse Aufbau einer OLED z.Zt. eine große Herausforderung dar. Es noch kein technisch brauchbares Verfahren verfügbar, da das gebräuchliche Anodenmaterial ITO i.d.R. bei Abscheidung bzw. Strukturierung zu einer Schädigung der darunter liegenden organischen Schichten führt.- For passive matrix displays, the inverse structure of an OLED currently represents a great challenge. There is still no technically usable process available, as the common anode material ITO usually. in the case of deposition or structuring leads to damage to the underlying organic layers.
Auch korrugierte (wellenförmige) Organik-Schichten (J. M. Lupton, et. al . : Bragg scattering from periodically mic- rostructured light emi tting diodes, Appl . Phys . Lett. 77Corrugated (wave-shaped) organic layers (J.M. Lupton, et. Al.: Bragg scattering from periodically microstructured light emitting diodes, Appl. Phys. Lett. 77
(21), p. 3340, 2000) werden als Möglichkeit zur Verbesserung der Extraktionseffizienz beschreiben.(21), p. 3340, 2000) are described as a way to improve extraction efficiency.
Bei diesem Experiment wurde eine polymere LED auf einer ein- dimensional-periodischen Struktur mit einer Periode von 388 nm und Tiefen von 10 - 100 nm aufgebracht. Die Struktur wirkt als Bragg-Reflektor und führt wiederum zu einer Streuung von optischen Moden im Emittermaterial. Nachteile bei dieser Verfahrensweise sind: - Die Periodizität der Struktur führt zu einer starken Winkeldispersion. Bei Anzeigeelementen wird jedoch ein vom Betrachtungswinkel unabhängiger Farbeindruck gefordert.In this experiment, a polymer LED was applied to a one-dimensional periodic structure with a period of 388 nm and depths of 10 - 100 nm. The structure acts as a Bragg reflector and in turn leads to a scattering of optical modes in the emitter material. Disadvantages with this procedure are: - The periodicity of the structure leads to a strong angular dispersion. For display elements, however, a color impression that is independent of the viewing angle is required.
- Als Anode wurde eine dünne Goldschicht (15 nm) benutzt, die trotz der geringen Schichtdicke bereits eine starke Absorption aufweist. Eine Übertragung der Korrugation auf das sonst als Standardanode gebräuchliche ITO erscheint aufgrund der größeren ITO-Schichtdicken und hoher Prozesstemperaturen schwer realisierbar.- A thin gold layer (15 nm) was used as the anode, which already shows strong absorption despite the small layer thickness. A transfer of the corrugation to the ITO, which is otherwise used as a standard anode, seems difficult to achieve due to the larger ITO layer thicknesses and high process temperatures.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine OLED mit herkömmlichem, also nicht invertiertem Aufbau zur Verfügung zu stellen, die eine deutlich gesteigerte Extraktionseffizienz zeigt.
Gegenstand der Erfindung ist eine OLED, ein Substrat, darauf eine erste positive und transparente Elektrode (Anode) anschließend zumindest eine emittierende Schicht aus vorwiegend organischem Material und wiederum anschließend eine negative reflektierende Elektrode (Kathode) umfassend, wobei zwischen der unteren ersten Elektrode und dem Substrat und/oder in das Substrat integriert zumindest eine Lichtauskopplungsstruktur- schicht angeordnet ist.The object of the invention is to provide an OLED with a conventional, that is to say non-inverted structure, which shows a significantly increased extraction efficiency. The subject matter of the invention is an OLED, a substrate, on which a first positive and transparent electrode (anode), subsequently comprising at least one emitting layer of predominantly organic material and in turn subsequently a negative reflecting electrode (cathode), between the lower first electrode and the substrate and / or at least one light decoupling structure layer is integrated into the substrate.
Die Steigerung der Extraktionseffizienz wird durch Einbringen zumindest einer Lichtauskopplungsstrukturschicht, zwischen Substrat und erster Elektrode und/oder in das Substrat integriert, realisiert. Zur Generierung bestimmter Farben bzw. von Vollfarbigkeit lassen sich OLEDs auch mit Farbfilterstruktu- ren kombinieren. Diese werden in der Regel zwischen dem Substrat und der ersten positiven Elektrode (ITO-Anode) eingebracht und beispielsweise mit einem organischen Planarisierungsmaterial abgedeckt, bevor die ITO-Elektrode aufgebracht wird. Die Lichtauskopplungsstrukturschicht lässt sich insbesondere gut mit einem derartigen Farbfilteraufbau kombinieren und/oder in einen Farbfilter direkt integrieren.The extraction efficiency is increased by introducing at least one light coupling structure layer, between the substrate and the first electrode and / or integrated into the substrate. OLEDs can also be combined with color filter structures to generate certain colors or full colors. These are generally introduced between the substrate and the first positive electrode (ITO anode) and, for example, covered with an organic planarization material before the ITO electrode is applied. The light decoupling structure layer can be combined particularly well with such a color filter structure and / or integrated directly into a color filter.
Dabei ist die Strukturauflösung der Lichtauskopplungsstruk- turschicht, das heißt der Abstand zwischen zwei Strukturmerkmalen und/oder die Größe eines Strukturmerkmals, kleiner/gleich ein Pixel, bevorzugt kleiner als ein Pixel und insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 - 50 um.The structure resolution of the light decoupling structure layer, that is to say the distance between two structure features and / or the size of a structure feature, is less than / equal to one pixel, preferably less than one pixel and particularly preferably in the range from 1-50 μm.
Die einzelnen Strukturen der Lichtauskopplungsstrukturschicht können in das Substrat eingearbeitet oder auf diesem strukturiert werden (z.B. photolithographisch) . Dazu wird beispielsweise auf einem Substrat eine oder mehrere strukturierte Schicht (en) eines Photoresist aufgebracht, auf der dann die transparente Elektrode, die organische (n) Schicht (en) und die zweite Elektrode aufgebracht werden. Der gesamte Aufbau wiederholt dann gegebenenfalls, also wenn keine Planisierungss-
chicht eingebracht wird, die Strukturierung der Photore- sistschicht .The individual structures of the light decoupling structure layer can be worked into the substrate or structured on it (eg photolithographically). For this purpose, for example, one or more structured layer (s) of a photoresist is applied to a substrate, on which the transparent electrode, the organic layer (s) and the second electrode are then applied. The entire structure is then repeated if necessary, i.e. if there are no planning layer is introduced, the structuring of the photoresist layer.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Strukturen der Lichtauskopplungsstrukturschicht nicht periodisch.According to an advantageous embodiment, the structures of the light decoupling structure layer are not periodic.
Nach einer Ausführungsform kann die Auskopplungseffizienz durch eine weitere Schicht zwischen Substrat und Struktur optimiert werden. Der Brechungsindex dieser Schicht sollte kleiner sein als der der beiden angrenzenden Schichten. Dies führt zu einer größeren Wahrscheinlichkeit der Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Lichtauskopplungsstrukturschicht und Niedrig-Index-Schicht . Auf diese Weise reflektiertes Licht kann wiederum an der schrägen Kathodenfläche reflek- tiert und damit ausgekoppelt werden.According to one embodiment, the outcoupling efficiency can be optimized by a further layer between the substrate and the structure. The refractive index of this layer should be smaller than that of the two adjacent layers. This leads to a greater probability of total reflection at the interface between the light decoupling structure layer and the low index layer. Light reflected in this way can in turn be reflected on the oblique cathode surface and thus coupled out.
Es kann auch eine Planarisierung der Lichtauskopplungsstruk- turschicht erfolgen. Für die Planarisierung geeignete Materialien sind aus der Mikroelektronik bekannt und können entwe- der vorwiegend aus organischem oder anorganischem Material sein. Sie lassen sich mittels aus der Mikroelektronik bekannter Prozesse wie beispielsweise Spincoaten, Rakeln und/oder Aufdampfen applizieren. Möglich ist auch ein großflächig strukturiertes Aufbringen mittels eines geeigneten Druckpro- zesses. Um einen optischen Kontrast zu erreichen, unterscheidet sich der Brechungsindex der Planarisierung von demjenigen der Lichtauskopplungsstrukturschicht . Alternativ kann zwischen beiden eine zusätzliche Schicht mit höherem oder niedrigeren Brechungsindex oder eine semitransparente Metall- schicht eingefügt werden. Vorteilhaft ist eine Planarisierung mit hohem Brechungsindex, um eine möglichst effiziente Ein- kopplung des Lichts aus dem OLED-Material in die Planarisierungsschicht zu erreichen.The light decoupling structure layer can also be planarized. Materials suitable for planarization are known from microelectronics and can either be predominantly organic or inorganic material. They can be applied by means of processes known from microelectronics, such as spin coating, knife coating and / or vapor deposition. Large-area structured application by means of a suitable printing process is also possible. In order to achieve an optical contrast, the refractive index of the planarization differs from that of the light decoupling structure layer. Alternatively, an additional layer with a higher or lower refractive index or a semi-transparent metal layer can be inserted between the two. Planarization with a high refractive index is advantageous in order to achieve the most efficient possible coupling of the light from the OLED material into the planarization layer.
Die Auskopplungsstrukturen (oder einfach "Strukturen") derThe decoupling structures (or simply "structures") of the
Lichtauskopplungsstrukturschicht können miteinander verbunden oder einzeln ausgeführt werden. Die Strukturen können perio-
disch oder nicht periodisch sein. Die Strukturen können beispielsweise kegelförmig, tropfenförmig, pyramidisch oder polygonal sein.Light decoupling structure layer can be connected to one another or executed individually. The structures can be be periodic or non-periodic. The structures can be, for example, conical, drop-shaped, pyramidal or polygonal.
Als Substratmaterialien kommen Glas, Kunststoff, Kunststoff/Keramik- sowie Kunststoff/Glas-Verbünde in Frage. Besonders geeignete Substrate sind Kunststofffolien, insbesondere flexible Folien, da sich die erfindungsgemäßen Strukturen bei der Folienherstellung besonders leicht durch einfache Formprozesse wie beispielsweise Prägen generieren lassen.Glass, plastic, plastic / ceramic and plastic / glass composites come into consideration as substrate materials. Particularly suitable substrates are plastic films, in particular flexible films, since the structures according to the invention can be generated particularly easily by simple molding processes such as embossing in film production.
Für die beispielhafte Ausführung der Erfindung werden im folgenden fünf Figuren beschrieben.Five figures are described below for the exemplary embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Substrat 1, beispielsweise ein Glassubstrat, mit einer Lichtauskopplungs- strukturschicht 2, die mittels eines geeigneten und bekannten, beispielsweise photolithographischen Prozesses hergestellt wurde und mit periodischen oder nicht-periodischen (statistisch verteilten) Strukturen versehen ist. Darauf wird eine OLED aufgebaut, die in allen Schichten die Strukturen wiedergibt. Auf die Lichtauskopplungsstrukturschicht folgt die erste Elektrode, die transparente Anode 3, beispielsweise aus ITO (Indium Tin Oxide) . Auf die Anode folgt zumindest ei- ne organische aktive Schicht 4 auf der dann die, beispielsweise zuletzt abgeschiedene und/oder metallische, Kathode 5 zu liegen kommt, die wiederum eine strukturierte, nicht- planare, Form hat.FIG. 1 shows an embodiment in which the substrate 1, for example a glass substrate, has a light coupling structure layer 2, which was produced by means of a suitable and known, for example photolithographic process and is provided with periodic or non-periodic (statistically distributed) structures. On top of that, an OLED is built up, which reproduces the structures in all layers. The light coupling structure layer is followed by the first electrode, the transparent anode 3, for example made of ITO (indium tin oxide). The anode is followed at least by an organic active layer 4 on which the cathode 5, for example the last deposited and / or metallic one, then comes to rest, which in turn has a structured, non-planar shape.
Der Schichtaufbau ist beispielsweise folgender: 80nm PEDOTThe layer structure is for example the following: 80nm PEDOT
(Lochtransportmaterial), βOnm Polyfluoren-Derivat (Emittermaterial) , 5nm Kalzium, 200nm Aluminium. Wie in Figur 6 ersichtlich, ergibt sich eine deutlich gesteigerte Effizienz (+41% bei 10mA/cm2) (Linie mit den ausgefüllten Kästchen "structured device") im Vergleich zu den auf dem selben Substrat prozessierten Referenzdioden (gezeigt durch die Linie mit den leeren Kästchen "reference") . Des weiteren ist zu be-
obachten, dass die Emission hauptsächlich an den Rändern der Strukturen auftritt, vergleiche dazu Figur 7, die eine mikroskopische Aufnahme einher strukturierten OLED im Betrieb zeigt. Die strukturierten Bereiche sind an der Helligkeit erkennbar (generell erhöhte Leuchtdichte) und insbesondere fallen die noch helleren Ränder auf.(Hole transport material), βOnm polyfluorene derivative (emitter material), 5nm calcium, 200nm aluminum. As can be seen in FIG. 6, there is a significantly increased efficiency (+ 41% at 10 mA / cm 2 ) (line with the filled boxes "structured device") in comparison to the reference diodes processed on the same substrate (shown by the line with the empty box "reference"). Furthermore, consider that the emission occurs mainly at the edges of the structures, see FIG. 7, which shows a microscopic picture of structured OLED during operation. The structured areas can be recognized by the brightness (generally increased luminance) and in particular the even brighter edges are striking.
Die Pfeile 7 in Figur 1 geben einen beispielhaften Strahlengang eines emittierten Photons wieder.The arrows 7 in FIG. 1 show an exemplary beam path of an emitted photon.
Die Nicht-Planarität der oberen Elektrode oder Kathode 5 kann zur Reflexion von seitlich aus der OLED abgestrahlten Photonen dienen. Diese werden in Vorwärtsrichtung umgelenkt und zumindest teilweise ausgekoppelt. Im Ganzen führen reflektor- artige Strukturen der Lichtauskopplungsstrukturschicht 2 zur Auskopplung von ansonsten wellengeleiteten Photonen.The non-planarity of the upper electrode or cathode 5 can serve to reflect photons emitted laterally from the OLED. These are deflected in the forward direction and at least partially decoupled. Overall, reflector-like structures of the light decoupling structure layer 2 lead to the decoupling of otherwise wave-guided photons.
Vorteilhaft sind Auskopplungsstrukturen, die aus einem Material mit einem hohem Brechungsindex bestehen. Er sollte grö- ßer sein als der der darüber angeordneten funktioneilen organischen Materialien, also bevorzugt größer 1,6 und besonders bevorzugt größer 1,8 und insbesondere bevorzugt größer 2,0 sein, um die Lichteinkopplung aus den aktiven organischen Schichten möglichst effizient zu gestalten.Coupling structures that consist of a material with a high refractive index are advantageous. It should be larger than that of the functional organic materials arranged above it, that is to say preferably greater than 1.6 and particularly preferably greater than 1.8 and particularly preferably greater than 2.0, in order to make the coupling of light from the active organic layers as efficient as possible.
Organische Materialien mit hohem Brechungsindex zeichnen sich in der Regel durch hohe Polarisierbarkeit aus. Daher sind Materialien mit einem Brechungsindex größer 1,6 die hier vorteilhafterweise als Lichtauskopplungsstrukturschicht einge- setzt werden, besonders hocharomatische Polymersysteme wie beispielsweise aromatische Polyepoxide, Polyimide und/oder aromatische heterocyclische Polymere oder beliebige Mischungen daraus . Im Allgemeinen führt Substitution mit schweren Atomen, wie beispielweise mit Halogenen, zu hohen Brechungs- indizes.
Figur 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie Figur 1 mit dem Unterschied, dass zwischen dem Substrat 1 und der Lichtauskopp- lungsstrukturschicht 2 eine Niedrig-Index-Schicht 6 angeordnet ist, durch die die Auskopplungseffizienz zwischen Sub- strat und Struktur weiter optimiert wird. Der Brechungsindex dieser Schicht 6 ist bevorzugt kleiner als der der beiden angrenzenden Schichten Substrat 1 einerseits und Lichtauskopp- lungsstrukturschicht 2 andererseits. Dies führt zu einer größeren Wahrscheinlichkeit der Totalreflexion an der Grenzflä- ehe zwischen Auskopplungsstruktur 2 und Niedrig-Index-Schicht 6. Auf diese Weise reflektiertes Licht kann wiederum an der schrägen Kathodenfläche 5 reflektiert und damit ausgekoppelt werden.Organic materials with a high refractive index are usually characterized by high polarizability. Materials with a refractive index greater than 1.6 which are advantageously used here as a light decoupling structure layer are therefore particularly highly aromatic polymer systems such as, for example, aromatic polyepoxides, polyimides and / or aromatic heterocyclic polymers or any mixtures thereof. Substitution with heavy atoms, such as halogens, generally leads to high refractive indices. FIG. 2 shows a structure similar to that of FIG. 1, with the difference that a low index layer 6 is arranged between the substrate 1 and the light decoupling structure layer 2, by means of which the decoupling efficiency between substrate and structure is further optimized. The refractive index of this layer 6 is preferably smaller than that of the two adjacent layers substrate 1 on the one hand and light coupling structure layer 2 on the other. This leads to a greater probability of total reflection at the interface between the decoupling structure 2 and the low-index layer 6. In this way, light reflected in turn can be reflected on the oblique cathode surface 5 and thus coupled out.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Lichtaus- kopplungsstrukturschicht 2 in eine weitere Schicht 8 eingebettet ist. Diese Planarisierung kann mit verschiedenen Materialien erfolgen, die bevorzugt aus der Mikroelektronik bekannt und organisch und/oder anorganischen Ursprungs sind. Beispiele für geeignete Planarisierungsmaterialien sind Poly- epoxide , Novolackharze, Phenolharze, Polyimide oder Poly- acrylate. Bevorzugt erfolgt die Planarisierung mit einer Hoch-Index-Schicht, also insbesondere vorteilhafterweise mit einem Material der oben beschriebenen Substanzklassen, dessen Brechungsindex größer/gleich 1,6 ist.FIG. 3 shows an exemplary embodiment in which the light decoupling structure layer 2 is embedded in a further layer 8. This planarization can take place with various materials, which are preferably known from microelectronics and are organic and / or inorganic in origin. Examples of suitable planarization materials are poly-epoxides, novolac resins, phenolic resins, polyimides or polyacrylates. The planarization is preferably carried out with a high index layer, that is to say particularly advantageously with a material of the substance classes described above, the refractive index of which is greater than or equal to 1.6.
In der Figur 3 wird eine Lichtauskopplungsstrukturschicht 2 gezeigt, die im wesentlichen einzelne Kegelstümpfe 2 umfasst. Eine derartige Lichtauskopplungsstrukturschicht 2 kann mit- tels eines geeigneten photolithographischen Prozesses hergestellt werden, so dass nach der Entwicklung nur noch freistehende Inseln der ursprünglich aufgebrachten Schicht 2 erhalten bleiben.FIG. 3 shows a light decoupling structure layer 2 which essentially comprises individual truncated cones 2. Such a light decoupling structure layer 2 can be produced by means of a suitable photolithographic process, so that only free-standing islands of the originally applied layer 2 are retained after the development.
Figur 4 zeigt im wesentlichen den aus Figur 3 bekannten Aufbau mit der aus Figur 2 bekannten Niedrig-Index-Schicht 6.
Die Auskoppeleffizienz wird durch eine Niedrig-Index-Schicht 6 zwischen Substrat und Struktur und/oder Hochindex-Schicht oder Planarisierungsschicht 8 analog zu Figur 2 optimiert. In Figur 5 schließlich wird gezeigt, wie die Reihenfolge der Prozessierung von Niedrig-Index-Schicht 6 und Lichtauskopp- lungsstrukturschicht 2 vertauscht werden kann. Die Niedrig- Index-Schicht 6 liegt zwischen Substrat 1 und Hoch-Index- Schicht 8 aber über der Lichtauskopplungsstrukturschicht 2.FIG. 4 essentially shows the structure known from FIG. 3 with the low index layer 6 known from FIG. 2. The coupling-out efficiency is optimized by a low-index layer 6 between substrate and structure and / or high-index layer or planarization layer 8 analogously to FIG. 2. Finally, FIG. 5 shows how the processing sequence of low-index layer 6 and light decoupling structure layer 2 can be interchanged. The low index layer 6 lies between the substrate 1 and the high index layer 8 but above the light coupling structure layer 2.
Die Ausführungsbeispiele können beispielsweise auch so miteinander kombiniert werden, dass die AuskopplungsStrukturen nur teilweise planarisiert werden.The exemplary embodiments can, for example, also be combined with one another in such a way that the decoupling structures are only partially planarized.
Die Figuren 6 und 7 schließlich zeigen, wie die Effizienz dieser OLEDs gesteigert wird und dass die Emission hauptsächlich an den Rändern der Strukturen auftritt.Finally, FIGS. 6 and 7 show how the efficiency of these OLEDs is increased and that the emission mainly occurs at the edges of the structures.
Quantenmechanische Berechnungen zeigen, dass aus einem herkömmlichen OLED-Bauteil ohne zusätzliche Maßnahmen zur Licht- auskopplung ca. 50% bis 80% der Photonen durch Emissionsunterdrückung und Totalreflexion verloren gehen (M.H. Lu and J.C. Sturm, Optimization of external coupling and light emis- sion in organic light- emitting devides : modelling and experi - ment, J. Appl Phys., 91 (2), p. 595, 2002) .Dies verdeutlicht den besonderen Vorteil der Erfindung, die durch die verbesserte Auskopplung von Licht aus dem Bauteil bewirkt, dass ein großer Teil der ansonsten durch Wellenleitung verlorenen Photonen für eine Effizienzsteigerung der OLED genutzt werden kann. Die Auskopplung lässt sich mit der Erfindung um mindes- tens einen Faktor 1,4 steigern. Die daraus resultierende erhöhte Bauteileffizienz, bedeutet niedrigere Betriebsspannung und damit auch eine längere Lebensdauer.Quantum mechanical calculations show that from a conventional OLED component approx. 50% to 80% of the photons are lost through emission suppression and total reflection without additional measures for light extraction (MH Lu and JC Sturm, Optimization of external coupling and light emission in organic light-emitting devides: modeling and experiment, J. Appl Phys., 91 (2), p. 595, 2002). This illustrates the particular advantage of the invention, which results from the improved coupling-out of light from the component, that a large part of the photons otherwise lost by waveguiding can be used to increase the efficiency of the OLED. The decoupling can be increased by at least a factor of 1.4 with the invention. The resulting increased component efficiency means lower operating voltage and thus a longer service life.
Die Erfindung betrifft eine organische Leuchtdiode (OLED) bei der die Extraktionseffizienz, also die Wahrscheinlichkeit, mit der ein erzeugtes Photon aus der Diode ausgekoppelt und damit nachgewiesen werden kann, verbessert ist. Dies wird
durch Einbringen einer Lichtauskopplungsstrukturschicht zwischen dem Substrat und der Anode erreicht.
The invention relates to an organic light-emitting diode (OLED) in which the extraction efficiency, that is to say the probability with which a photon generated can be coupled out of the diode and thus detected, is improved. this will achieved by introducing a light extraction structure layer between the substrate and the anode.