层出耦，如 通过伯曼矩阵方法（Berreman's matrix method)所预测。在所述实例中，光具有500nm的 波长，并且有机层厚度是120nm。在产生于0LED发射层（EM)中的100%光中，71%穿过透 明氧化铟锡（ΙΤ0)阳极。玻璃衬底（η = 1.5)接收44%初始光，并且25%初始光透射通过 衬底并且出耦到空气中。因此，在由发射层产生的光中，仅可预期约25%离开装置。尽管对 于特定结构和材料计算，但对于用于常规0LED的其它结构和材料典型地观察到类似结果。
[0064] 被截留在衬底中的光可以通过外部提取层（EEL)使用几何光学器件出耦。举例来 说，在衬底外表面上的表面形状特征可以呈现与相对于0LED的平面的可变切面的界面，如 图5中示出。射线关于衬底表面在交叉点处的切面的入射角决定光线是否从源501出耦到 空气中（如射线502所示）或被反射（如在503处所示）。斯涅耳定律（Snell's law)陈 述，n(jsin(0。）zr^sinPi)，其中叫和]^分别是衬底和空气的折射率，并且Θ。和θ 1是 入射射线和折射射线相对于界面法平面的角度。如果具有实数解，那么光被折射。如 果不存在实数解，那么光被反射。当反射光与界面第二次相交504时，所述反射光可能被出 耦，因为其在具有不同切面的点处相交。
[0065] 本发明的实施例提供内部和外部出耦结构。图6示出本文中所公开的实施例的一 个实例，其包括内部和外部出耦层，所述内部和外部出耦层彼此互补并且从而增强出耦效 率。图6中示出的装置可以包括层，例如先前关于图1到3所描述的层，所述层包括一或多 个有机层601 (例如有机发射层）、阳极602、衬底603以及阴极604。在所示出的实例配置 中，通过用材料610涂布衬底来抑制波导模式，所述材料610具有与阳极折射率类似或大于 阳极折射率的折射率。如果涂层610被制成为充分厚（例如为若干个光波长），那么有可能 减轻波长依赖性影响，例如薄膜干涉。这一光学厚膜可以随后充当内部提取层（IEL)，所述 内部提取层有效地出耦宽光谱的光。IEL与衬底之间的界面可以经配置以将光线折射到被 外部提取层最有效耦合的轨道上。EEL 620在衬底与空气界面处包括具有与衬底相同的折 射率的刻花表面，并且可以被最佳化以与内部提取层一起工作。
[0066] 更一般化地，本发明的实施例可以包括内部提取层，其由特定材料形成并且安置 在衬底与电极之间，其包括非平面界面。优选地，所述材料具有比邻近电极的折射率高至 少〇. 05的折射率。图7示出所述装置的示意性图示。所述装置包括一或多个如先前所描 述的有机层720,其安置在两个电极710与730之间。一个电极730是透明的，如先前所描 述。内部提取层701安置在衬底740与电极730之间。内部提取层701可以包括具有比电 极730的折射率高至少0. 05的折射率的材料。
[0067] 如图7中示出，在内部提取层701与电极730的材料之间的界面可以是非平面的。 如本文中所公开，如果界面或表面包括表面形状特征，那么其是「非平面的」。表面形状特征 的非限制性实例包括凹槽、锥形结构、棱柱形特征、拱形、脊形、半球面特征、轴向对称立方 体形轮廓特征等，如所属领域的技术人员将容易地理解。更一般化地，非平面界面是以下界 面，其中与沿着所述界面的个别点相切的平面中的大多数不平行于穿过形成界面的层之间 的原始平面。非平面界面或表面可以具有不具有大量表面形状特征的平面区域，但所述界 面或表面总体上仍可以认为是如本文中所公开的非平面的。由于0LED中的平面界面和表 面可能不是完全平滑的，因此可能需要区分具有所述相对较小瑕疵的界面（其否则将是平 面的）与有意为非平面的界面（如本文中所公开）。因此，在判定界面是平面的或非平面的 时，高度低于l〇〇nm的瑕疵和表面形状特征通常不被考虑。也就是说，平面界面或表面可以 包括高达l〇〇nm的瑕疵或其它表面形状特征而不被视为如本文中所公开的非平面界面。
[0068] 在一些配置中，内部提取层可以由与衬底相同的材料形成或包括与衬底相同的材 料。举例来说，内部提取层701和衬底740可以由单一材料形成，并且可以形成为那一材料 的连续区域。因此，材料邻近于电极730的部分（例如，在图7中的虚线上方）可以形成内 部提取层，而材料的剩余部分（在虚线下方）可以形成衬底。在其它配置中，内部提取层可 以包括一或多种不同于衬底材料的材料。在内部提取层不包括衬底材料的配置中，内部提 取层中的至少一种材料可以优选地具有在电极与衬底的折射率之间的折射率。更一般化 地，内部提取层可以包括多种材料，所述材料中的每一者都可以具有不同折射率。内部提取 层可以优选地包括至少一种具有不低于1. 7、1. 8或1. 9的折射率的材料。在一些配置中， 内部提取层材料的折射率还可以高于装置的发射层的折射率。举例来说，内部提取层中的 材料可以具有比装置中的发射材料的折射率高至少〇. 005的折射率。
[0069] 更一般化地，内部提取层可以由装置的区域界定，所述区域包括相对较高折射率 材料和较低折射率材料（其具有小于高折射率材料的折射率的折射率），在高折射率材料 与低折射率材料之间存在非平面界面。在装置中，低折射率材料邻近于衬底安置，并且可以 是与衬底相同的材料。如先前所描述，低折射率材料和衬底还可以是连续材料区域，即可以 被制造成单一层或结构。图7B示出内部提取层790的示意性图示。所述层可以包括邻近 于彼此安置的高折射率材料770与低折射率材料760,在其之间存在非平面界面。低折射率 材料760可以是与OLED衬底相同的材料，和/或低折射率区域可以是OLED装置的衬底的 组成部分（integral part)。图7A到7B中示出的非平面界面的特定配置仅以说明性形式 提供，并且应理解，可以使用其它类型的非平面层和非平面层布置。
[0070] -般来说，任何适合与0LED -起使用的衬底都可以与本文中所公开的实施例一 起使用。在一些配置中，衬底可以优选地具有至少1. 65的折射率以改进与本文中所公开的 其它层和结构的折射率匹配，并且从而增加由装置产生的光的出耦。
[0071] 如先前所描述，如本文中所公开的内部提取层可以包括非平面界面，并且可以包 括多种材料。在图7A中示出的实例中，非平面界面在内部提取层与衬底之间。或者或另外， 内部提取层可以包括在内部提取层中的两种材料之间的非平面界面。举例来说，非平面界 面可以在内部提取层中的与衬底相同的材料或具有与衬底匹配的折射率的材料与第二材 料之间。
[0072] 在本文中所公开的一些实施例中，外部提取层可以相对于内部提取层安置在衬底 的外表面上，即衬底可以安置在内部与外部提取层之间。图7A示出装置的示意性实例，所 述装置具有邻近于衬底740的外表面安置的外部提取层702。外部提取层可以包括如先前 所描述的非平面表面，例如距衬底最远的最外表面。外部提取层表面可以包括形貌特征，例 如微透镜、凹槽、锥形特征、棱柱形特征以及所属领域中已知的其它形貌特征。如先前关于 内部提取层所描述，外部提取层可以部分或完全由与衬底相同的材料形成，并且可以是与 衬底连续的。
[0073] 各种配置可以用于内部和外部提取层。举例来说，外部提取层可以包括微透镜布 置，如图7A中示出。在一些配置中，特定尺寸或相对尺寸可以用于微透镜中的一或多者。
[0074] 图8示出适合与本文中所公开的实施例一起使用的微透镜配置的实例。在微透镜 表面上的每一点都具有切面，例如821，所述切面与出耦层与有机发光装置的界面823形成 不超过或小于90度的内角822。微透镜320可以具有透镜高度Η和最大底部测量值2R。 微透镜的最大底部测量值2R是所述微透镜的直径。在一些实施例中，H/R可以是大于1、大 于1. 5或至少2。射线跟踪模拟表明，与球面微透镜相比，就抛物线形和立方体形微透镜来 说可以获得显著更有效的出耦。当H/R=l时，球面微透镜展现最佳出耦。对于H/R〈l，由 抛物线形或立方体形微透镜阵列的出耦与球面微透镜相比较差。然而，对于H/R>1，与在H/ R = 1时对于球面阵列获得的出耦相比，对于抛物线形和立方体形阵列可以获得改进的出 親。
[0075] 微透镜的底部可以具有任何形状，例如环形、矩形、方形、三角形、椭圆形、八边形、 六边形等。举例来说，如图8中示出，微透镜的底部可以是环形，在此情况下，底部测量值R 是半径。举例来说，每一微透镜都可以关于微透镜的轴824径向对称，所述轴垂直于出耦层 与有机发光装置的界面823。
[0076] 更一般化地，如本文中所公开的微透镜可以是径向对称的，如图3B中示出。每一 所述微透镜都具有由r的连续函数界定的厚度轮廓，其中r是距微透镜820以微透镜820 的底部为中心并且垂直于出耦层与有机发光装置的界面823的轴824的距离。如所示出，r 小于或等于R。微透镜的厚度轮廓可以通过以下所示出的方程式10. 1、10. 2或10. 3,或更 一般化地，方程式10. 4给出，其中r2= (x-xj2+(y-y。)2。方程式10. 1产生具有抛物线形状 的微透镜，方程式10. 2是二次多项式并且描述具有恒定曲率的微透镜，其称为球面。遵从 方程式10. 3的微透镜被称为立方体形。
[0081] 图9A到9C示出分别具有如方程式10. 1所定义的抛物线形表面、如方程式10. 2 中的球面表面以及如方程式10. 3中的立方体形表面的微透镜阵列。坐标系在图9A到C中 说明。微透镜中的每一者都以其自身的原点（H)为中心。根据一实施例，0LED衬底的 发射（顶部）侧面被如图9A到C中示出的微透镜阵列图案化。坐标1和7在平面中，并且 z在平面外。阵列中的每一微透镜都具有延伸穿过单独X。和y。的对称性轴。
[0082] 在一实施例中，多个微透镜紧密地装填。一般来说，微透镜的紧密装填是呈规则布 置（或栅格），典型地呈重复图案形式的微透镜的密集布置。紧密装填是指微透镜结构（晶 格）由制造技术所允许的最紧密装填或空间有效组成。举例来说，对于半球微透镜系统，相 邻底部环彼此相切。一般来说，这将受所用的制造技术限制。图10A示出微透镜的六边形 紧密装填阵列，并且图10B示出微透镜的径向截面。图10A中的微透镜布置是单一尺寸透 镜的最佳装填阵列。微透镜半径R和高度Η在图10B中示出，并且这一微透镜的厚度轮廓 遵从上文不出的方程式10. 3。
[0083] 使用具有超过2种不同尺寸的微透镜可以进一步改进微透镜的填充因数，并且因 此改进光提取。确切地说，微透镜的装填可以通过将多种不同尺寸的微透镜并入到如图11Α 和11Β中示出的阵列中来改进。这一改进的装填增加微透镜阵列的填充因数，从而导致出 耦的总体改进。图11Α示出并有两种不同尺寸的微透镜以实现最佳区域覆盖的阵列，并且 图11Β示出两种不同尺寸微透镜的径向截面。图11Β中示出较大透镜半径&和高度Hy以 及较小透镜半径馬和高度Hs。微透镜的厚度轮廓遵从上文方程式10. 3。作为一个实例，较 小微透镜的尺寸是较大透镜尺寸的0. 6376倍，但可以使用其它变化的微透镜尺寸。这一改 进的装填增加微透镜阵列的填充因数，从而导致出耦的总体改进。根据一实施例，多个微透 镜中的至少一个微透镜具有底部测量值氏并且多个微透镜中的至少一个微透镜具有底部 测量值R2，并且&不同于R 2。在底部测量值R是半径的实施例中，多个微透镜中的至少一 个微透镜具有半径&并且多个微透镜的