CN103531716A

CN103531716A - 有机发光装置

Info

Publication number: CN103531716A
Application number: CN201310453375.9A
Authority: CN
Inventors: 邱逸文; 刘胜发; 邱继毅; 黄檠裕
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-01-22

Abstract

一种有机发光装置，包含透明基板、第一电极、有机发光层、中间层及第二电极。第一电极位于透明基板的上方。有机发光层位于第一电极的上方，用以发出第一波长、第二波长及第三波长的光，第一、第二及第三波长互不相同。中间层夹设于透明基板及第一电极之间，中间层的折射率介于透明基板的折射率及第一电极的折射率之间。中间层具有第一区、第二区及第三区沿平面方向排列，其厚度d分别如下列公式计算：d=(2x+1)λ/4n，其中x为0或整数，λ分别为第一、第二及第三波长，n为中间层的折射率。第二电极位于有机发光层的上方。

Description

有机发光装置

技术领域

本发明是有关于一种发光装置；特别是一种有机发光装置。

背景技术

一般而言，有机发光装置包含基板、阳极、发光层及阴极。有机发光装置具有发光均匀及驱动电压低等优点，但其有效光利用率较低。这是因为发光层所放射出的光线在阳极与基板之间或基板与空气之间，容易发生反射现象，导致部分光线被局限在阳极或基板内部而无法出光，造成有效光利用率偏低。

为解决上述问题，可在基板外贴附一层微结构光学膜，以改变光的出射角度。但此光学膜只能避免基板与空气之间的反射现象，而无法避免阳极与基板之间的反射现象。因此，如何将光从有机发光装置的内部有效地导引出来，以增加有机发光装置的有效光利用率，是目前重要的研究课题之一。

发明内容

本发明的一态样提供一种有机发光装置，包含透明基板、第一电极、有机发光层、中间层以及第二电极。第一电极位于透明基板的上方。有机发光层位于第一电极的上方，用以发出第一波长、第二波长及第三波长的光，第一波长、第二波长及第三波长互不相同。中间层夹设于透明基板及第一电极之间，中间层的折射率介于透明基板的折射率及第一电极的折射率之间。中间层具有第一区、第二区及第三区沿平面方向排列，中间层的第一区、第二区及第三区的厚度d如下列公式计算：d=(2x+1)λ/4n，其中x为0或整数，λ分别为第一波长、第二波长及第三波长，n为中间层的折射率。第二电极位于有机发光层的上方。

根据本发明的一实施方式，有机发光层包含第一部分、第二部分及第三部分沿平面方向排列，第一部分、第二部分及第三部分用以分别发出第一波长、第二波长及第三波长的光。

根据本发明的一实施方式，第一波长小于第二波长，第二波长小于第三波长。

根据本发明的一实施方式，第一部分大致对准中间层的第一区，第二部分大致对准中间层的第二区，第三部分大致对准中间层的第三区。

根据本发明的一实施方式，第一部分为有机发蓝光层，第二部分为有机发绿光层，第三部分为有机发红光层。

根据本发明的一实施方式，中间层的第一区的厚度小于第二区的厚度，第二区的厚度小于第三区的厚度。

根据本发明的一实施方式，有机发光层包含第一部分、第二部分及第三部分沿厚度方向堆栈，第一部分、第二部分及第三部分用以分别发出第一波长、第二波长及第三波长的光。

根据本发明的一实施方式，x为0，n为1.643至1.732，第一区的厚度为约60.62至约63.90 nm，第二区的厚度为约79.39至约83.96 nm，第三区的厚度为约91.22至约96.66 nm。

根据本发明的一实施方式，中间层为无机材料，无机材料包含氧化铝、氮氧化硅、碳酸钙、氧化镁或其组合。

根据本发明的一实施方式，透明基板的折射率小于第一电极的折射率，第一电极为阳极，第二电极为阴极。

附图说明

图1是绘示依照本发明一实施方式的有机发光装置的剖面示意图；

图2是绘示依照本发明另一实施方式的有机发光装置的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

10、20有机发光装置

110透明基板

120中间层

120a第一区

120b第二区

120c第三区

130第一电极

140有机发光层

140a第一部分

140b第二部分

140c第三部分

150第二电极

160基板

d1第一区的厚度

d2第二区的厚度

d3第三区的厚度

D1平面方向

D2厚度方向

W1第一部分的宽度

W2第二部分的宽度

W3第三部分的宽度

w1第一区的宽度

w2第二区的宽度

w3第三区的宽度。

具体实施方式

请参阅图1，图1是绘示依照本发明一实施方式的有机发光装置10的剖面示意图。有机发光装置10包含透明基板110、中间层120、第一电极130、有机发光层140以及第二电极150。

透明基板110的材质可为玻璃或塑胶。玻璃的折射率为约1.52。塑胶可例如为压克力树脂(Acrylic)、环氧树脂(Epoxy)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)或聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，其折射率大约在1.49至1.6之间。

第一电极130位于透明基板110的上方。第一电极130的材质可例如为氧化铟锡(Indium thin oxide, ITO)或其他合适的透明导电材料。氧化铟锡的折射率大约在1.8至2.0之间。在一实施例中，透明基板110与第一电极130的材料分别为玻璃及氧化铟锡，透明基板110的折射率(为约1.52)小于第一电极130的折射率(约在1.8至2.0之间)。在本实施例中，第一电极130作为阳极，第二电极150作为阴极。

有机发光层140位于第一电极130的上方。有机发光装置10可为上发光或下发光结构。在本实施方式中，有机发光层140发出的光朝向透明基板110的方向出光。此有机发光装置10可为彩色有机发光装置，而可应用于主动式矩阵有机发光二极管显示器(active matrix organic light-emitting diode display, AMOLED)领域。

在本实施方式中，有机发光层140用以发出第一波长、第二波长及第三波长的光，第一波长、第二波长及第三波长互不相同。以有机发光层140的结构而言，有机发光层140包含第一部分140a、第二部分140b及第三部分140c沿平面方向D1排列，第一部分140a、第二部分140b及第三部分140c用以分别发出第一波长、第二波长及第三波长的光。于实际应用中，有机发光层140可包含更多个部分，用以发出其他波长的光，使有机发光装置的色彩表现更为优异。

值得注意的是，为了避免有机发光层140放射出来的光在第一电极130与透明基板110之间反射而造成发光损失，本发明的实施方式在透明基板110与第一电极130之间插入了中间层120。亦即，中间层120夹设于透明基板110及第一电极130之间。由于中间层120的折射率介于透明基板110的折射率及第一电极130的折射率之间，故可避免不同材质在彼此相接界面处因为折射率差异而产生反射现象。换言之，中间层120能够将原先因反射现象而侷限在第一电极130内的激发光导引出来，故有机发光装置10的有效光利用率比传统有机发光装置的有效光利用率更高。

但对于可发出不同波长的光的有机发光层140而言，倘若中间层的厚度为定值(亦即中间层仅具有单一厚度)，则只有某一波长的光容易穿透中间层而出光；然而其他波长的光仍可能在内部反射而不易出光，导致色偏现象产生。举例来说，以波长为550nm的绿光而言，利用公式：d=(2x+1)λ/4n可计算出中间层合适的厚度，其中x为0或整数，λ为550 nm，n为中间层的折射率。然而此中间层仅容易被绿光所穿透，亦即对于绿光的反射率(reflectance, %)接近零或为零；但对于红光或蓝光而言，红光或蓝光的反射率偏高，甚至可高达10%，而使有机发光装置在显色时会产生明显色偏现象。

为避免上述色偏现象发生，本发明的实施方式提供一种针对不同波长的光设计的中间层120。此中间层120因应不同波长的光，具有多个不同厚度的区域。在本实施方式中，有机发光层140发出第一、第二及第三波长的光，故中间层120具有不同厚度(d)的第一区120a、第二区120b及第三区120c分别与其相对应。第一区120a、第二区120b及第三区120c的厚度如下列公式(1)计算：

d=(2x+1)λ/4n (1)

其中x为0或整数，λ分别为第一波长、第二波长及第三波长，n为中间层的折射率。在数个具体实施例中，x为0、1、2或3。举例而言，当x为1时，第一区120a、第二区120b及第三区120c的厚度分别为3×(第一波长)/4n、3×(第二波长)/4n及3×(第三波长)/4n。

在一具体实施例中，有机发光层140的第一部分140a为有机发蓝光层，第二部分140b为有机发绿光层，第三部分140c为有机发红光层，第一波长为420 nm(蓝光)，第二波长为550 nm(绿光)，第三波长为632.8 nm(红光)。由于蓝光波长小于绿光波长，绿光波长小于红光波长，故中间层120的第一区120a的厚度d1小于第二区120b的厚度d2，第二区120b的厚度d2小于第三区120c的厚度d3。在一具体实施例中，透明基板110与第一电极130的材料分别为玻璃及氧化铟锡，中间层120的折射率介于约1.643至1.732之间。因此，当x为0，n为1.643至1.732时，经由上式(1)计算，可得到第一区120a的厚度d1为约60.62至约63.90 nm，第二区120b的厚度d2为约79.39至约83.96 nm，第三区120c的厚度d3为约91.22至约96.66 nm。

中间层120的材质可为有机材料或无机材料。在一实施例中，中间层120的材质为无机材料，使其可应用于后续阳极高温制程。举例而言，无机材料可包含氧化铝、氮氧化硅、碳酸钙、氧化镁或其组合，但不限于此。氧化铝的折射率为约1.66074。氮氧化硅的折射率为约1.61917至约1.72088。碳酸钙的折射率为约1.65846。氧化镁的折射率为约1.7375。可根据各种无机材料的折射率值，选用一或多种的无机材料，以制造出合适折射率的中间层120。

中间层120的制造方法例如为先以化学气相沉积或物理气相沉积方法形成一层无机材料层(未绘示)于透明基板110上，再藉由灰阶光罩(Gray-tone mask)进行微影及蚀刻制程，以形成具有不同厚度区域的中间层120。

在本实施方式中，有机发光层140a的第一部分140a大致对准中间层120的第一区120a，第二部分140b大致对准中间层120的第二区120b，第三部分140c大致对准中间层120的第三区120c。更详细而言，第一部分140a的宽度W1与第一区120a的宽度w1大致相同，第二部分140b的宽度W2与第二区120b的宽度w2大致相同，第三部分140c的宽度W3与第三区120c的宽度w3大致相同。

第二电极150位于有机发光层140的上方。第二电极150的材料可为金属或其他合适的导体材料。有机发光装置10可更包含另一基板160覆盖第二电极150。为了使有机发光层140与第一电极130和第二电极150之间有良好的界面结合特性，可选择性地于两者之间加上缓冲层。缓冲层可包括电子注入层(未绘示)、电洞注入层(未绘示)、电子传导层(未绘示)、电洞传导层(未绘示)或其组合，但不限于此。

图2是绘示依照本发明又一实施方式的有机发光装置20的剖面示意图。有机发光装置20包含透明基板110、中间层120、第一电极130、有机发光层140及第二电极150。透明基板110、第一电极130以及第二电极150的特征可与图1所示的透明基板110、第一电极130以及第二电极150的特征相同，故在此不赘述。

有机发光装置20与有机发光装置10之间的差异在于，有机发光装置20的有机发光层140包含第一部分140a、第二部分140b及第三部分140c，其是沿厚度方向D2堆栈。第一部分140a、第二部分140b及第三部分140c用以分别发出第一波长、第二波长及第三波长的光。此类的有机发光装置20可应用于照明(Lighting)领域。

当然，本技术领域中具有通常知识者应可了解，有机发光装置20的中间层120也可替换为有机发光装置10的中间层120。

由上述可以了解，本发明的实施方式的有机发光装置包含中间层夹设于第一电极与透明基板之间。中间层可因应有机发光层的不同发光波长而具有不同的厚度，使各个波长的光线皆容易穿透而出光，而可增加有效光利用率，又可避免色偏现象发生。

Claims

1.一种有机发光装置，包含：

一透明基板；

一第一电极，位于该透明基板的上方；

一有机发光层，位于该第一电极的上方，用以发出第一波长、第二波长及第三波长的光，该第一波长、该第二波长及该第三波长互不相同；

一中间层，夹设于该透明基板及该第一电极之间，该中间层的折射率介于该透明基板的折射率及该第一电极的折射率之间，其中该中间层具有第一区、第二区及第三区沿平面方向排列，该中间层的该第一区、该第二区及该第三区的厚度d如下列公式计算：d=(2x+1)λ/4n，其中x为0或整数，λ分别为该第一波长、该第二波长及该第三波长，n为该中间层的该折射率；以及

一第二电极，位于该有机发光层的上方。

2.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，该有机发光层包含第一部分、第二部分及第三部分沿平面方向排列，该第一部分、该第二部分及该第三部分用以分别发出该第一波长、该第二波长及该第三波长的光。

3.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，该第一波长小于该第二波长，该第二波长小于该第三波长。

4.如权利要求2所述的有机发光装置，其特征在于，该第一部分大致对准该中间层的该第一区，该第二部分大致对准该中间层的该第二区，该第三部分大致对准该中间层的该第三区。

5.如权利要求4所述的有机发光装置，其特征在于，该第一部分为有机发蓝光层，该第二部分为有机发绿光层，该第三部分为有机发红光层。

6.如权利要求4所述的有机发光装置，其特征在于，该中间层的该第一区的该厚度小于该第二区的该厚度，该第二区的该厚度小于该第三区的该厚度。

7.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，该有机发光层包含第一部分、第二部分及第三部分沿厚度方向堆栈，该第一部分、该第二部分及该第三部分用以分别发出该第一波长、该第二波长及该第三波长的光。

8.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，x为0，n为1.643至1.732，该第一区的该厚度为约60.62至约63.90 nm，该第二区的该厚度为约79.39至约83.96 nm，该第三区的该厚度为约91.22至约96.66 nm。

9.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，该中间层为无机材料，该无机材料包含氧化铝、氮氧化硅、碳酸钙、氧化镁或其组合。

10.如权利要求1所述的有机发光装置，其特征在于，该透明基板的该折射率小于该第一电极的该折射率，该第一电极为阳极，该第二电极为阴极。