有机电致发光二极管(OLED)具有节能环保、寿命长、轻薄、视角广、可柔性显示等特点，被公认为是最具有发展潜力的下一代显示和照明技术。影响OLED发展的最大障碍是其外量子效率低，为了提高外量子效率，研究者们提出许多有效的方法，这些方法大部分都需要改变OLED器件的内部结构或基底形状，难度较大且容易使OLED器件的结构性能发生改变。微光学元件在提高LED出光效率、太阳能电池光能利用率等领域得到很好的应用，本文以提高OLED外量子效率为目标，研究利用微光学元件提高OLED基底出光效率，并采用贴膜的方式把微光学元件添加到OLED基底表面，不必改变OLED器件的内部结构和基底形状，且有利于大规模操作。　　另外本文提出一种可以制作凸型或凹型、任意连续曲面和基底形状的微光学元件的方法，并使用该技术制作各种基底形状的球面和非球面微透镜阵列；对使用微透镜阵列薄膜提高OLED基底出光效率进行了测试。　　主要内容包括：　　1.研究亚波长光栅在提高OLED基底出光效率中的应用。亚波长光栅具有增加物体表面透射率的功能，把亚波长光栅添加到OLED基底表面，代替传统的增透膜，可以克服传统增透膜的缺点，有效提高基底出光效率。为了优化亚波长光栅的结构，利用等效介质理论结合菲涅耳公式，设计了高透过率的二维亚波长光栅；采用等台阶逼近的方法结合等效介质理论，设计了具有广角度、宽光谱的高透射率的连续表面亚波长光栅；最后通过时域有限差分(FDTD)分析方法验证了设计的亚波长光栅提高OLED基底出光效率的效果。　　2.研究微结构阵列在提高OLED基底出光效率中的应用。利用几何光学方法分析了微光学结构可以改变OLED基底光线传播方向，提高出光效率。利用光线追迹法，分析了锥体结构(包括圆锥、三角锥、四菱锥)阵列、各种基底形状(圆形、方形、六边形)的球面和非球面(椭球面、抛物面、双曲面)微透镜阵列在提高OLED基底出光效率中的应用，分析了它们的占空比、面型比、大小、材料折射率等参数对提高出光效率的影响。　　3.提出基于DMD二元掩模的数字光刻技术。该技术把物体的等高截面作为掩模，DMD二元显示代替物理掩模，通过曝光量叠加的方法获取刻蚀物体所需要的曝光量，从而实现连续表面微光学元件的制作；为克服曝光量与刻蚀深度的非线性影响，提出了二元掩模的校正方法。该技术不但具有DMD数字灰阶掩模光刻技术的优点，而且具有更高的曝光效率，同时理论上该技术可以制作凸型或凹型、任意连续表面结构和基底形状的微光学元件。通过实验验证了该方法的可行性。　　4.对球面和非球面微透镜阵列在提高OLED基底出光效率中的效果进行了测试。先用提出的DMD二元掩模光刻技术制作微透镜阵列模板，然后通过复制的方法制作带有微透镜阵列的PDMS薄膜，通过粘贴胶把薄膜添加到OLED基底表面。该方法的特点是微透镜阵列的制作与OLED器件完全分开，避免了对OLED的结构性能造成影响，同时有利于微透镜阵列的大规模制作。通过实验测试了微透镜阵列结构在提高OLED基底出光效率的效果。