CN102593370A - 发光元件 - Google Patents
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Abstract
一种发光元件，包括透明基板、第一电极层、第二电极层、发光层以及光波长调整膜。透明基板具有相对的第一表面与第二表面，第一电极层配置于第一表面，且第一电极层为透明电极层。第二电极层与第一电极层相对，而发光层配置于第一电极层与第二电极层之间。光波长调整膜包括透明层及多个荧光粒子。透明层具有相对的入光面与出光面，入光面连接于第二表面，出光面接触外界空气，而荧光粒子配置于透明层内。此发光元件具有较佳的光学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体电子元件，且特别是有关于一种发光元件。
背景技术
有机发光二极管具有体积小、使用寿命长、反应时间快等优点，近年来，随着有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)的工艺技术不断进步，有机发光二极管已逐渐地被应用在多种领域，如平面光源或平面显示器等。
为了提升有机发光二极管的演色性(color rendering index，CRI)以及指标色R9的表现，公知技术通过添加多种掺杂材料(dopant)的手段来达到上述目的。
然而，若掺杂材料的种类达到三种或更多，如何调配这些掺杂材料使有机发光二极管的发光频谱及发光效率符合需求将较为困难，而且含三种或更多掺杂材料的有机发光二极管在不同驱动电压下的颜色稳定性也较差。
发明内容
本发明提供一种发光元件，其具有生产容易且光学性能(opticalperformance)稳定的优点。
本发明提出一种发光元件，其包括透明基板、第一电极层、第二电极层、发光层以及光波长调整膜。透明基板具有相对的第一表面与第二表面，第一电极层配置于第一表面，且第一电极层为透明电极层。第二电极层与第一电极层相对，而发光层配置于第一电极层与第二电极层之间。光波长调整膜包括透明层及多个荧光粒子。透明层具有相对的入光面与出光面，入光面连接于第二表面，出光面接触外界空气，而荧光粒子配置于透明层内。
在本发明的一实施例中，上述的入光面为粘贴于第二表面的粘性表面。
在本发明的一实施例中，上述的荧光粒子包括多个黄色荧光粒子、多个红色荧光粒子或其的组合。
在本发明的一实施例中，上述的光波长调整膜更包括多个散射粒子，其配置于透明层内。
在本发明的一实施例中，上述的出光面设有微结构。
在本发明的一实施例中，上述的微结构包括多个微粒子、多个凹槽或一微透镜阵列。
在本发明的一实施例中，上述的透明层的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylenenaphthalate，PEN)、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)、硅氧树脂或硅胶。
在本发明的一实施例中，上述的第二电极层为金属电极层。
在本发明的一实施例中，上述的荧光粒子的重量介于光波长调整膜的重量的0.1％至2％之间。
本发明另提出一种发光元件，其包括透明基板、第一电极层、第二电极层、发光层以及光波长调整膜。透明基板具有相对的第一表面与第二表面，第一电极层配置于第一表面，且第一电极层为透明电极层。第二电极层与第一电极层相对，而发光层配置于第一电极层与第二电极层之间。光波长调整膜包括多个荧光粒子，且具有相对的入光面与出光面，入光面连接于第二表面。此外，发光层适于提供光线，部分光线经入光面进入光波长调整膜，并由出光面离开光波长调整膜而直接进入外界空气。
有别于公知技术，本发明采用外加光波长调整膜的方式来调整发光元件的发光频谱，所以能有效解决公知技术使用较多种掺杂材料所导致的缺点。因此，本发明的发光元件具有易于生产且光学性能稳定等优点。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的一种发光元件的示意图；
图2是本发明另一实施例的发光元件的示意图；
图3是本发明另一实施例的发光元件的光波长调整膜的示意图；
图4是本发明另一实施例的发光元件的光波长调整膜的示意图；
图5是本发明另一实施例的发光元件的光波长调整膜的示意图。
其中，附图标记
100、100a：发光元件 110：透明基板
112：第一表面 114：第二表面
120：第一电极层 130：第二电极层
140：发光层 142：光线
150、150a、150b：光波长调整膜 151：入光面
152：透明层 153：出光面
154：荧光粒子 156：散射粒子
158、158a、158b：微结构
具体实施方式
图1是本发明一实施例的一种发光元件的示意图。请参照图1，本实施例的发光元件100包括透明基板110、第一电极层120、第二电极层130、发光层140以及光波长调整膜150。透明基板110可为玻璃基板或塑胶基板等，但不以此为限。透明基板110具有相对的第一表面112与第二表面114。第一电极层120配置于第一表面112，且第一电极层120为透明电极层，例如铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)电极层或铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)电极层等。第二电极层130与第一电极层120相对，且第一电极层120与第二电极层130分别为正极与负极或分别为负极与正极。此第二电极层130例如为金属电极层，以提供反射光线的功能。在另一实施例中，可用透明电极层外加反射膜层的结构来取代金属电极层。
发光层140配置于第一电极层120与第二电极层130之间。发光层140的材质可包括有机半导体材料或无机半导体材料。此外，光波长调整膜150包括透明层152及多个荧光粒子154，而这些荧光粒子154配置于透明层152内。透明层152具有相对的入光面151与出光面153，入光面151连接于透明基板110的第二表面114，出光面153则接触外界空气。
在本实施例中，透明层152的材质可包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、硅氧树酯或硅胶等。透明层152的入光面151可为粘性表面，以方便粘贴于透明基板110的第二表面114。此外，本实施例的荧光粒子154例如是平均分布于透明层152内，这些荧光粒子154例如包括多个黄色荧光粒子、多个红色荧光粒子或其的组合，但荧光粒子154的颜色选用需视设计需求而定，本发明并不限定。举例来说，荧光粒子154可包含钇铝石榴石(Yttrium aluminium garnet，YAG)的荧光粒子。此外，也可选用发光波长介于630纳米至650纳米的荧光材料作为荧光粒子154。另外，为了提升发光元件100的演色性表现及指标色R9，这些荧光粒子154的重量例如是介于光波长调整膜150的重量的0.1％至2％之间，较佳为0.1％至1％之间。然而，光波长调整膜150中的这些荧光粒子154所占的重量需视设计需求而定，本发明并不限定。
在本实施例中，第一电极层120与第二电极层130提供的电子与空穴在发光层140复合以产生光子(即光线142)。在发光层140产生的光线142中，部分光线142穿过透明基板110后经由入光面151进入光波长调整膜150。光波长调整膜150中的红色或黄色的荧光粒子154会将光线142中的部分蓝光转换成红光或黄光，接着光线142会从出光面153离开光波长调整膜150而直接进入外界空气。
下表将列举实际的数据来说明光波长调整膜150可达成的功效。在下表中第一种发光元件不包括光波长调整膜，而其余的发光元件为第一种发光元件外加光波长调整膜，其中第二种发光元件的光波长调整膜包括重量占1％的含有YAG的荧光粒子及重量占0.1％至10％之间的含有二氧化钛的散射粒子，较佳是重量占0.1％含有二氧化钛的散射粒子；第三种发光元件的光波长调整膜包括重量占1％的发光波长为630纳米的荧光粒子；第四种发光元件的光波长调整膜包括重量占1％的发光波长为630纳米的荧光粒子及重量占0.1％的含有二氧化钛的散射粒子；第五种发光元件的光波长调整膜包括重量占1％的发光波长为650纳米的荧光粒子；第六种发光元件的光波长调整膜包括重量占1％的发光波长为650纳米的荧光粒子及重量占0.1％的含有二氧化钛的散射粒子。需说明的是，下表所列的各组数据以及所选用的荧光粒子及散射粒子的种类仅为本发明的示范性的实施例，其并非用以限定本发明。
| 发光元件种类 | 演色性(CRI) | 指标色R9 |
| 第一种 | 82 | 60 |
| 第二种 | 90 | 94 |
| 第三种 | 84 | 94 |
| 第四种 | 85 | 92 |
| 第五种 | 85 | 94 |
| 第六种 | 86 | 87 |
由上表可知，通过光波长调整膜150中的荧光粒子154调整来自发光层140的光线142的频谱的作法，确实能提升发光元件100的演色性表现及指标色R9的表现。相较于公知技术所采用的手段，本发明不需增加掺杂材料的种类，所以能避免因掺杂材料过多而导致的制造不易及颜色稳定性差等问题。此外，荧光粒子154吸光后再发光的机制能扩散光线142，以提升发光元件100的发光均匀性(luminance uniformity)。
需注意的是，本发明的精神在于通过光波长调整膜150来调整来自发光层140的光线142的频谱，并不限定仅能用于提升演色性及指标色R9的表现。
图2是本发明另一实施例的发光元件的示意图。请参照图2，本实施例的发光元件100a与上述的发光元件100相似，差别处在于本实施例的光波长调整膜150a更包括多个散射粒子156，其配置于透明层152内。当光线142传递到这些散射粒子156时，散射粒子156会使光线142发散，所以能进一步提升发光元件100a的发光均匀性及出光效率。也就是说，光波长调整膜150a除了可用以调整来自发光层140的光线142的频谱之外，还兼具光取出膜(lightextraction film)的功用。
图3是本发明另一实施例的发光元件的光波长调整膜的示意图。请参照图3，本实施例的光波长调整膜150b中，透明层152的出光面153设有微结构158，以扩散光线142。此光波长调整膜150b与上述发光元件100、100a的光波长调整膜150、150a不同处在于增设了微结构158，以进一步提升发光元件的出光效率。此外，本实施例的微结构158例如是突起于出光面153的微透镜阵列，但本发明并不限定微结构的具体态样。在图4所示的另一实施例中，微结构158a可包括多个凹槽。此外，在图5所示又一实施例中，微结构158b可包括多个微粒子，其中微粒子的形成方式可以是将透明层152的出光面158b粗糙化。
综上所述，本发明的发光元件因采用外加光波长调整膜的方式来调整发光元件的发光频谱，所以能有效解决公知技术使用较多种掺杂材料所导致的缺点。因此，本发明的发光元件具有易于生产且光学性能稳定等优点。此外，荧光粒子吸光后再发光的机制能扩散光线，以提升本发明的发光元件的发光均匀性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光元件，其特征在于，包括：
一透明基板，具有相对的一第一表面与一第二表面；
一第一电极层，配置于该第一表面，该第一电极层为一透明电极层；
一第二电极层，与该第一电极层相对；
一发光层，配置于该第一电极层与该第二电极层之间；以及
一光波长调整膜，包括：
一透明层，具有相对的一入光面与一出光面，该入光面连接于该第二表面，而该出光面接触外界空气；以及
多个荧光粒子，配置于该透明层内。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中该入光面为一粘贴于该第二表面的粘性表面。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中这些荧光粒子包括多个黄色荧光粒子、多个红色荧光粒子或二者的组合。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中该光波长调整膜还包括多个散射粒子，配置于该透明层内。
5.根据权利要求4所述的发光元件，其特征在于，其中这些散射粒子的重量占该光波长调整膜的重量的0.1％至10％之间，且这些荧光粒子的重量介于该光波长调整膜的重量的0.1％至1％之间。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中该出光面设有一微结构。
7.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中该透明层的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、硅氧树脂或硅胶。
8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中该第二电极层为一金属电极层。
9.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，其中这些荧光粒子的重量介于该光波长调整膜的重量的0.1％至2％之间。
10.一种发光元件，其特征在于，包括：
一透明基板，具有相对的一第一表面与一第二表面；
一第一电极层，配置于该第一表面，该第一电极层为一透明电极层；
一第二电极层，与该第一电极层相对；
一发光层，配置于该第一电极层与该第二电极层之间；以及
一光波长调整膜，包括多个荧光粒子，且具有相对的一入光面与一出光面，该入光面连接于该第二表面；
其中，该发光层适于提供光线，部分该光线经该入光面进入该光波长调整膜，并由该出光面离开该光波长调整膜而直接进入外界空气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120718 |