CN104810481A - 有机发光元件 - Google Patents
有机发光元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104810481A CN104810481A CN201410621008.XA CN201410621008A CN104810481A CN 104810481 A CN104810481 A CN 104810481A CN 201410621008 A CN201410621008 A CN 201410621008A CN 104810481 A CN104810481 A CN 104810481A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic
- electrode
- dipole
- organic molecule
- luminous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 21
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 19
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 10
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000010415 tropism Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/16—Electron transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/351—Thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本发明公开了一种有机发光元件(OLED),包括相对设置的一第一电极和一第二电极,一有机发光层形成于第一电极和第二电极之间,其中有机发光层包括至少一有机发光材料。一实施例中,有机发光层为一偶极控制有机发光层(dipole controlled organic light emitting layer),且有机发光材料的有机分子的最长轴(longest axes)或是有机分子的激子偶极矩(exciton dipole moments)的方向呈异向性排列(anisotropic array),以降低激子能量直接耦合于阴极的机率。另一实施例中,一周期性排列的纳米光栅结构形成于第一电极和第二电极之间,以降低水平偏振光传播的机率。因此有机发光元件的发光效率(light efficiency)可有效地大幅提升。
Description
技术领域
本发明是有关于一种有机发光元件,且特别是有关于一种可提升发光效率的有机发光元件。
背景技术
有机发光元件,一般亦简称OLED,具有低驱动电压(low drive voltage)、高亮度(high luminance)、广视角以及可应用于全彩化平面显示器(full colorflat emission displays)和其他应用等特性,因而受到注目。另外,OLED可以提供接近自然光的全光谱光线(full spectrum light)。由于OLED的这些特性,使得相关技术人员对于OLED在发光应用技术领域中的发展,相较于其他发光应用,其兴趣与日俱增。
尽管OLED领域已经有许多方面的研究和发展,仍希望可制作出能提供更高发光效率的OLED元件。低的表面电浆电极化子(surface plasmonpolariton,SPP)模式是一OLED元件可达到高发光效率的要素之一。越少的激子能量与阴极偶合,OLED就可放出更多的光。
发明内容
本发明有关于一种有机发光元件,其可降低激子能量直接耦合于阴极的机率,和降低水平偏振光(TM polarized light)传播的机率,因而有效提升有机发光元件的发光效率(light efficiency)。
根据本发明一实施例,提出一种有机发光元件(OLED),包括相对设置的第一电极和第二电极,偶极控制有机发光层(dipole controlled organiclight emitting layer),形成于第一电极和第二电极之间,且偶极控制有机发光层包括至少一有机发光材料,其中有机发光材料的有机分子的最长轴(longest axes)的方向呈一异向性排列(anisotropic array)。
本发明另一实施例中,有机发光元件还包括周期性排列的纳米光栅结构,形成于第一电极和第二电极之间。
根据本发明一实施例,提出一种有机发光元件,包括相对设置的第一电极和第二电极,以及偶极控制有机发光层(dipole controlled organic lightemitting layer),形成于第一电极和第二电极之间。偶极控制有机发光层包括至少一有机发光材料,其中偶极控制有机发光层中有机分子的激子偶极矩(exciton dipole moments)呈异向性的排列。
附图说明
图1所示为根据本发明第一实施例的一有机发光元件的剖面示意图。
图2A所示为一坐标系统,其定义有机发光层中有机分子的轴骨架的空间关系。
图2B所示为一坐标系统,其定义有机发光层中有机分子的激子偶极矩的空间关系。
图3A所示为本发明第一实施例的有机发光层的有机分子与一出光面的间的空间关系。
图3B所示为本发明第一实施例的有机发光层的激子偶极矩与一出光面的间的空间关系。
图4A至图4F所示为根据本发明一实施例的其中几种可应用的异向性排列的有机发光材料的有机分子的仰视图。
图5A所示为一有机发光元件具有等向性定位的有机分子的剖面示意图。
图5B所示为根据本发明第一实施例的有机发光元件具有异向性定位的有机分子的剖面示意图。
图6所示为根据本发明第一实施例,电场作用于有机发光元件的剖面示意图。
图7所示为根据本发明第二实施例的有机发光元件的剖面示意图。
图8所示为根据本发明第三实施例的有机发光元件的剖面示意图。
图9A和9B所示为根据本发明第四实施例的两个有机发光元件的剖面示意图。
图10所示为根据本发明第五实施例的一有机发光元件的剖面示意图。
【附图标记说明】
1、2、3:有机发光元件
10、10’:基板
101:光散射平面
11:第一电极
12:第二电极
15:偶极控制有机发光层
15a:上表面
151:有机分子
153:激子偶极矩
17:光散射层
18:中间层
181:光散射粒子
25、35:有机发光层
26:纳米光栅结构
Mx:有机分子的最长轴
My、Mz:有机分子的最长轴以外的两轴向
Dx、Dy、Dz:激子偶极矩的方向
θm、θd:角度
具体实施方式
以下所揭露的实施例内容中,配合附图对于本发明所提出的有机发光元件进行详细说明,使本领域技术人员可据以实施。本发明所提出的发明概念可能以多种不同型态的态样实施,而不局限于以下提出的实施例内容。另外,为了清楚说明本发明实施例的内容,省略了一些已知部分的叙述,且本发明中相似的元件沿用相似的附图标记。
本发明实施例中,提出具有特殊设计的有机发光元件(organic lightemitting device,OLED)以作说明,例如,OLEDs具有偶极控制有机发光层(dipole controlled organic light emitting layers)(具有呈异向性排列的有机分子或偶极矩)和/或具有周期性排列的纳米光栅结构(nano-gratingstructure)(如有光子晶体的作用于OLED中),其形成于有机发光元件的相对电极之间(例如形成于有机发光层内)。根据该实施例的结构设计,可以大量的降低激子能量直接耦合于阴极的机率,和/或降低水平偏振光(TMpolarized light)传播的机率。据此可有效提升有机发光元件的发光效率(lightefficiency)。
以下提出多个实施例,配合附图详细说明本发明的相关结构和制作工艺。然而本发明并不仅限于此。本发明并非显示出所有可能的实施例,可实施的细节结构可能有些微不同,可在不脱离本发明的精神和范围内根据实际应用的需要而加以变化与修饰。因此,未于本发明中提出的其他实施态样也可能可以应用。另外,附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此,本发明说明书和附图内容仅作为叙述实施例之用,而非作为限制本发明保护范围之用。
<第一实施例>
图1所示为根据本发明第一实施例的一有机发光元件的剖面示意图。根据第一实施例,OLED 1至少包括相对设置的第一电极11和第二电极12,和形成于第一电极11和第二电极12之间的偶极控制有机发光层(dipolecontrolled organic light emitting layer)15。该实施例的OLED中,第一电极11可以是形成于一基板10上的一阳极,第二电极12可以是形成于偶极控制有机发光层15上的一阴极。偶极控制有机发光层15包括至少一有机发光材料(通常是两种或多种不同的有机发光材料),其中有机发光材料包括大量数目的有机分子(organic molecules)151。
第一实施例中,有机发光材料的有机分子151的最长轴(longest axes)的方向呈一异向性排列(anisotropic array)。另外可应用的实施例为,在OLED操作之前或之后,偶极控制有机发光层15的有机分子151的激子偶极矩(exciton dipole moments)153呈异向性(anisotropic)的排列。
图2A所示为一坐标系统,其定义有机发光层中有机分子的轴骨架(skeleton axes)的空间关系。图2B所示为一坐标系统,其定义有机发光层中有机分子的激子偶极矩的空间关系。在偶极控制有机发光层15中,有机分子151的轴向可定义为Mx、My和Mz。如图2A所示,有机分子151最长轴(longest axes,或称主轴)的方向为Mx。有机分子151在左侧的另一轴为Mz轴,其方向垂直于Mx轴和My轴。另外,发光的激子偶极矩153的方向沿着Dx轴,而垂直于Dx轴方向也是光线最大量辐射的方向沿着Dz轴。Dx轴左侧剩下的轴为Dy轴,其垂直于Dx轴和Dz轴。
图3A所示为本发明第一实施例的有机发光层的有机分子与一出光面(light discharge plane)之间的空间关系。图3B所示为本发明第一实施例的有机发光层的激子偶极矩与一出光面(light discharge plane)之间的空间关系。假设本实施例的出光面为面对第一电极11的偶极控制有机发光层15的上表面15a。图3A中,有机分子151倾斜于偶极控制有机发光层15的上表面15a一角度θm。图3B中,激子偶极矩153倾斜于偶极控制有机发光层15的上表面15a一角度θd。
偶极控制有机发光层15的有机分子151可以是呈异向性的排列,而有机分子151倾斜于OLED的出光面,以降低激子能量直接耦合于第二电极12(如阴极)的机率。请参照图1、图2A和图3A。根据本发明一实施例,偶极控制有机发光层15的有机发光材料中,异向性排列的有机分子151的最长轴Mx与OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)的一延伸方向实质上呈0度到小于45度的一角方位(angular range)(0度≤θm<45度)。出光面的延伸方向平行于xy-平面。根据本发明一实施例,偶极控制有机发光层15的有机发光材料中,异向性排列的有机分子151的最长轴Mx与OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)的一延伸方向实质上呈0度到小于15度的一角方位(angular range)(0度≤θm<15度)。更理想地,第一实施例的有机分子151的最长轴Mx实质上平行于OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)。
或者,偶极控制有机发光层15的激子偶极矩(exciton dipolemoments)153可以是呈异向性的排列,而激子偶极矩153倾斜于OLED的出光面以降低激子能量直接耦合于第二电极12(如阴极)的机率。请参照图1、图2B和图3B。根据本发明一实施例,偶极控制有机发光层15的有机发光材料中,激子偶极矩153的方向Dx与OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)的一延伸方向实质上呈0度到小于45度的一角方位(angular range)(0度≤θd<45度)。根据本发明一实施例,偶极控制有机发光层15的有机发光材料中,激子偶极矩153的方向Dx与OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)的一延伸方向实质上呈0度到小于15度的一角方位(angular range)(0度≤θd<15度)。更理想地,第一实施例的激子偶极矩153的方向Dx实质上平行于OLED的第一电极11和出光面(如上表面15a)。
本发明一实施例中,有机分子151的最长轴与第一电极11的一延伸方向的夹角(θm)可以等于有机分子151的激子偶极矩153与第一电极11的延伸方向的夹角(θd)。或者,于本发明另一实施例中,有机分子151的最长轴与第一电极11的一延伸方向的夹角(θm)可以不同于有机分子151的激子偶极矩153与第一电极11的延伸方向的夹角(θd),亦即激子偶极矩153和有机分子151的最长轴的间存在一角度。
根据本发明一实施例,有机发光材料的有机分子151或者偶极控制有机发光层15的激子偶极矩153存在一种秩序性排列,例如呈异向性排列(anisotropically arranged),以避免激子能量转换成表面电浆极化子(surfaceplasmon polariton,SPP)模式,进而降低激子能量直接耦合于第二电极12(如阴极)的机率。低SPP模式是一有机发光元件具有高发光效率的重要因素之一。有机分子151和/或激子偶极矩153所存在的秩序性排列有许多种可应用的实施例。图4A至图4F显示根据本发明实施例其中几种可应用的异向性排列的有机发光材料的有机分子的仰视图。
如图4A所示,从OLED的仰视角度来看,有机发光材料的有机分子151的最长轴(Mx)可以异向性地排列而呈现一矩阵阵列array of matrix)。如图4B所示,有机发光材料的有机分子151的最长轴(Mx)可以异向性地排列而呈现一具有多行平行的图案(columns in parallel),且相邻列的有机分子151错位排列。如图4C所示,有机发光材料的有机分子151的最长轴(Mx)可以异向性地排列而呈现一具有多列平行的图案(rows in parallel),且相邻行的有机分子151错位排列。再有,有机发光材料的有机分子151的最长轴(Mx)也可以异向性地排列而呈现一放射状图案(radiation pattern)。如图4D所示,放射状图案的一放射中心实质上位于邻近或接近发光层的一角落,例如邻近于偶极控制有机发光层15的左下角。或者,放射状图案的一放射中心亦可以实质上位于邻近或接近发光层的一中心,如图4E所示。再有,有机发光材料的有机分子151的最长轴(Mx)也可以异向性地排列而呈现一螺旋状图案(spiral pattern),如图4F所示。
类似的,本发明一实施例的激子偶极矩153可异向性地排列而呈现如图4A至图4F所示的一矩阵阵列(array of matrix)、一具有多行平行的图案、一具有多列平行的图案、一放射状图案(radiation pattern)或一螺旋状图案(spiral pattern),或与前述相似的图案。其他的异向性排列亦可应用,可根据应用时的设计条件而适当的地修饰或变化,因此本发明并不仅限于前述说明与相关图示的态样。
根据本发明一实施例,有机分子151和/或激子偶极矩153的异向性排列可以利用施加一超距力(an action at a distance)而形成,例如在制作偶极控制有机发光层15时提供一磁场或一电场。举例来说,可以在沉积或涂布偶极控制有机发光层15或是进行有机发光层15的材料混合时,于环境中提供一磁场或一电场,使有机分子151可以被异向性地定位。
图5A所示为一有机发光元件具有等向性定位(isotropically oriented)的有机分子的剖面示意图。图5A中,有机分子151的分布在方向上是互不关联的(directionally independent)。图5B所示为根据本发明第一实施例的一有机发光元件具有异向性定位(anisotropically oriented)的有机分子的剖面示意图。图5B中,有机分子151的分布在方向上则是有关联的(directionally dependent)。本发明一实施例中,在施加一磁场或一电场于制作偶极控制有机发光层15之前,有机分子151呈等向性定位(如图5A所示),而在施加一磁场或一电场之后,有机分子151将会呈现异向性定位。在完成偶极控制有机发光层15的制作后,有机分子151和/或激子偶极矩153将会永久性的呈现异向性排列。
或者,有机分子151和/或激子偶极矩153的异向性排列也可以在OLED操作时形成。图6所示为根据本发明第一实施例,一电场作用于一有机发光元件的剖面示意图。在操作OLED期间,可应用一超距力,如图6所示的一电场E、或是一磁场,以诱使偶极控制有机发光层15的有机分子151和/或激子偶极矩153达到异向性排列。此种情况下,有机分子151和/或激子偶极矩153并非呈现永久性的异向性排列,而是仅在OLED操作时呈现。类似的,OLED操作前呈等向性排列的有机分子151如图5A所示,而OLED操作前后呈异向性排列的有机分子151则如图5B所示。
因此,本实施例的异向性排列的有机分子151和/或激子偶极矩153可以是在OLED操作之前、或是OLED操作之后呈现,本发明对此并不多作限制。
<第二实施例>
图7所示为根据本发明第二实施例的一有机发光元件的剖面示意图。第二实施例与第一实施例相同的元件,如基板10、第一电极11和第二电极12,沿用相同的附图标记,且相同元件已在第一实施例中叙述的细节,在此不再重复赘述。
第二实施例中,一OLED 2至少包括相对设置的第一电极11和第二电极12,形成于第一电极11和第二电极12之间的有机发光层(organic lightemitting layer)25,和纳米光栅结构(nano-grating structure)26的周期性阵列(periodic array)形成于第一电极11和第二电极12之间。本发明一实施例中,纳米光栅结构26的周期性阵列可以是,但不限制地,形成于有机发光层25中,如图7所示一实施例中,如图7所示的纳米光栅结构26的周期性阵列如同一光子晶体(photonic crystals)结构的作用。本发明并不限制于如图7所示的构型。其他可以造成一光子能隙(photonic bandgap)而具有可阻挡水平偏振光(TM polarized light)在OLED内部传播的作用的周期性阵列,都可以应用于第二实施例的OLED中。
一般而言,水平偏振光的传播方向(propagating direction)平行于第一电极11的延伸方向、或是平行于OLED的一出光面(如有机发光层25的表面)的延伸方向。垂直偏振光(TE polarized light)的传播方向垂直于第一电极11的延伸方向、或是垂直于OLED的出光面的延伸方向。对于第二实施例的OLED,纳米光栅结构26的周期性阵列是会造成一种光子能隙的周期性阵列,当某一具有特定波长的光如水平偏振光落在此光子能隙可以抑制的特定波长范围内,则水平偏振光的传播会被抑制。因此,根据本发明第二实施例的位于有机发光层25中的纳米光栅结构26的周期性阵列,允许垂直(TE)偏振光在周期性阵列(光子晶体)中传播和通过有机发光层25,但是抑制甚至避免了水平(TM)偏振光的传播。
本发明第二实施例中,由于纳米光栅结构26的周期性阵列抑制了水平(TM)偏振光的传播,更多的能量可以留下进行垂直(TE)偏振光的传播。因此,水平偏振光对垂直偏振光的比例会大幅的下降。本发明一实施例中,水平偏振光对垂直偏振光的比例约0.1或低于0.1。越少的、甚至没有水平偏振光的产生和/或传播,激子能量耦合于阴极的机率将因而大幅降低。据此,可有效提升第二实施例的有机发光元件的发光效率(light efficiency)。
本发明另一实施例中,一有机发光元件的一有机发光层可能包括如第二实施例所述的纳米光栅结构26的周期性阵列,以及包括了如第一实施例所述的异向性排列的有机分子151和/或激子偶极矩153,以确保达到使激子能量耦合于阴极的机率可大幅降低下降的效果。
<第三实施例>
图8所示为根据本发明第三实施例的一有机发光元件的剖面示意图。第三实施例与第一实施例相同的元件,如基板10、第一电极11和第二电极12,沿用相同的附图标记,且相同元件已于第一实施例中叙述的细节,在此不再重复赘述。
本发明第三实施例中,OLED还包括电子传输层(electron-transportinglayer,ETL),形成于第二电极12与有机发光层35之间,其中电子传输层具有一厚度于约2nm至约200nm的范围内。有机发光层35可以是如第一实施例所述的包括异向性排列的有机分子151和/或激子偶极矩153的偶极控制有机发光层15,或者是如第二实施例所述的纳米光栅结构26的周期性阵列,或者是两者皆具。
除了电子传输层ETL,OLED元件可选择性地,但不限制地,亦加入其他层。如图8所示,OLED 3可包括第一电极(如阳极)11形成于一基板10上,电洞注入层(hole-injecting layer,HIL)形成于第一电极11上,电洞传输层(hole-transporting layer,HTL)形成于电洞注入层HIL上,有机发光层35形成于电洞传输层HTL上,电子传输层ETL形成于有机发光层35上,和第二电极12,其中电子传输层ETL位于第二电极12和有机发光层35之间。
本发明一实施例中,电子传输层ETL具有一厚度t,其在约2nm至约200nm的范围内。
根据本发明第三实施例,位于第二电极12(如阴极)和有机发光层35之间的电子传输层可进一步地降低激子能量耦合于阴极的机率,由此使实施例的OLED达到更高的发光效率。
<第四实施例>
图9A和9B所示为根据本发明第四实施例的两个有机发光元件的剖面示意图。第四实施例与第一实施例相同的元件,如基板10、第一电极11和第二电极12,沿用相同的附图标记,且相同元件已于第一实施例中叙述的细节,在此不再重复赘述。类似的,第四实施例的有机发光元件的有机发光层35可能包括了如第一实施例所述的异向性排列的有机分子151和/或激子偶极矩153,以及包括如第二实施例所述的纳米光栅结构26的周期性阵列,或两者皆具。
本发明第四实施例中,与第一电极11相对的基板10一侧可以具有光散射表面(light dispersion surface),可通过迭置一额外的光散射层17(图9A)于基板10上或是在基板10’的一表面上图案化而形成一光散射平面101(图9B)的方式,来产生光散射表面。
如图9A所示,OLED还包括光散射层17,迭置于基板10上与第一电极11相对的一侧,以使自有机发光层35发出的光线向上方散射。本发明一实施例中,光散射层17包括微光学结构(micro-optical components)的阵列。微光学结构的阵列为一周期性图案例如微透镜阵列(micro lens)、或微突起物(micro bumps)、或微柱体阵列、或前述的相似物等。OLED中设置光散射层17可提取更多的光。
再有,光散射层17的材料可与基板10材料不同。本发明一实施例中,光散射层17的折射率(refractive index)大于基板10的折射率,以确保光线有效地出射于元件之外。
如图9B所示,基板10’的一侧为包括多个微光学件的光散射平面(lightdispersion plane)101。这些微光学结构可以是微透镜阵列、或微突起物、或微柱体阵列、或前述的相似物的组成。类似的,基板10’的光散射平面101引导自有机发光层35发出的光线向上方散射,以提取更多的光。
<第五实施例>
图10所示为根据本发明第五实施例的一有机发光元件的剖面示意图。第五实施例与第一实施例相同的元件,如基板10、第一电极11和第二电极12,沿用相同的附图标记,且相同元件已于第一实施例叙述的细节,在此不再重复赘述。类似的,第五实施例的有机发光元件的有机发光层35可能包括了如第一实施例所述的异向性排列的有机分子151和/或激子偶极矩153,以及包括如第二实施例所述的纳米光栅结构26的周期性阵列,或两者皆具。
本发明第五实施例中,OLED 5还包括中间层(an intermediate layer)18,设置于基板10和第一电极11之间,且中间层18分布有多个光散射粒子(light-scattering particles)181。根据本发明第五实施例,分布于中间层18的光散射粒子181有助于引导自有机发光层35发出的光线向上方散射,以提取更多的光。
另外,本实施例的OLED可采用具有高折射率(refractive index)的一基板,以确保光线可有效的出射于元件之外。本发明一实施例中,OLED的基板10/10’的折射率高于第一电极11的折射率。本发明一实施例中,OLED的基板10/10’具有高折射率n大于1.5,例如折射率n在1.5到2.0的范围内。本发明一实施例中,第一电极11例如是折射率约为1.9的ITO,而基板10则具有大于1.5的折射率。本发明一实施例中,OLED的基板10/10’具有一高折射率n,n等于或大于1.9。
综上所述,本发明实施例的一有机发光元件(OLED)可包括一有机发光层具有异向性排列的有机分子或偶极矩(形成一偶极控制有机发光层)、或纳米光栅结构的一周期性阵列(如光子晶体的作用)、或两者皆具。本发明实施例中,有机发光材料的有机分子或是有机发光层的偶极矩呈现一种有秩序的排列例如异向性排列,以避免激子能量转换成表面电浆极化子模式(SPP mode),进而降低激子能量直接耦合于阴极的机率。本发明一实施例中,在第一电极和第二电极之间(例如位于有机发光层内)的纳米光栅结构的周期性阵列可抑制水平偏振光(TM polarized light)于有机发光层内的产生和传播。根据本发明实施例的结构设计,可使激子能量直接耦合于阴极的机率大幅降低。因此OLED的发光效率可大幅提升。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (34)
1.一种有机发光元件,其特征在于,包括:
相对设置的第一电极和第二电极;
偶极控制有机发光层,形成于该第一电极和该第二电极之间,且该偶极控制有机发光层包括至少一有机发光材料,其中该有机发光材料的有机分子的最长轴的方向呈异向性排列。
2.如权利要求1所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到45度的角方位。
3.如权利要求1所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到15度的角方位。
4.如权利要求1所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴平行于该第一电极。
5.如权利要求1所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向为异向性地排列呈具有多列平行的图案、具有多行平行的图案、矩阵阵列、放射状图案或螺旋状图案。
6.如权利要求1所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩呈异向性的排列。
7.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到45度的角方位。
8.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到15度的角方位。
9.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩平行于该第一电极。
10.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩异向性地排列呈具有多列平行的图案、具有多行平行的图案、矩阵阵列、放射状图案或螺旋状图案。
11.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,所述有机分子的最长轴与该第一电极的一延伸方向夹角等于所述有机分子的激子偶极矩与该第一电极的该延伸方向的夹角。
12.如权利要求6所述的有机发光元件,其中,所述有机分子的最长轴与该第一电极的一延伸方向的夹角不等于所述有机分子的激子偶极矩与该第一电极的该延伸方向的夹角。
13.一种有机发光元件,其特征在于,包括:
相对设置的第一电极和第二电极;
偶极控制有机发光层,形成于该第一电极和该第二电极之间,且该偶极控制有机发光层包括至少一有机发光材料,其中该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩呈异向性的排列。
14.如权利要求13所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到45度的角方位。
15.如权利要求13所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到15度的角方位。
16.如权利要求13所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩平行于该第一电极。
17.如权利要求13所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的激子偶极矩异向性地排列呈具有多列平行的图案、具有多行平行的图案、矩阵阵列、放射状图案或螺旋状图案。
18.如权利要求13所述的有机发光元件,其中,该偶极控制有机发光层中所述有机分子的有机分子的最长轴的方向呈异向性排列。
19.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到45度的角方位。
20.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向与该第一电极的一延伸方向呈0度到15度的角方位。
21.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴平行于该第一电极。
22.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,该有机发光材料的所述有机分子的最长轴的定向为异向性地排列呈具有多列平行的图案、具有多行平行的图案、矩阵阵列、放射状图案或螺旋状图案。
23.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,所述有机分子的最长轴与该第一电极的一延伸方向的夹角等于所述有机分子的激子偶极矩与该第一电极的该延伸方向的夹角。
24.如权利要求18所述的有机发光元件,其中,所述有机分子的最长轴与该第一电极的一延伸方向的夹角不等于所述有机分子的激子偶极矩与该第一电极的该延伸方向的夹角。
25.如权利要求1或13所述的有机发光元件,其中,该第一电极形成于一基板上,该第二电极形成于该偶极控制有机发光层上。
26.如权利要求25所述的有机发光元件,还包括电子传输层,形成于该第二电极与该偶极控制有机发光层之间,其中该电子传输层具有一厚度于2nm至200nm的范围内。
27.如权利要求25所述的有机发光元件,其中,该基板具有高折射率n,n大于1.5。
28.如权利要求27所述的有机发光元件,其中,该基板具有高折射率n,n等于或大于1.9。
29.如权利要求25所述的有机发光元件,还包括光散射层,层迭于相对于该第一电极的该基板的一侧,其中该光散射层包括微光学结构的阵列。
30.如权利要求25所述的有机发光元件,其中,该基板的一侧为光散射平面,该光散射平面包括多个微光学结构。
31.如权利要求25所述的有机发光元件,还包括中间层,设置于该基板和该第一电极之间,且该中间层分布有多个光散射粒子。
32.如权利要求1或13所述的有机发光元件,还包括纳米光栅结构的周期性阵列,形成于该第一电极和该第二电极之间。
33.如权利要求32所述的有机发光元件,其中,该纳米光栅结构的周期性阵列抑制了水平偏振光的产生和传播。
34.如权利要求32所述的有机发光元件,其中,该纳米光栅结构的周期性阵列允许垂直偏振光在该纳米光栅结构的周期性阵列中传播和通过该偶极控制有机发光层。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361901039P | 2013-11-07 | 2013-11-07 | |
US61/901,039 | 2013-11-07 | ||
US14/445,672 US20150200381A1 (en) | 2013-11-07 | 2014-07-29 | Organic light emitting device |
US14/445,672 | 2014-07-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104810481A true CN104810481A (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=51846540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410621008.XA Pending CN104810481A (zh) | 2013-11-07 | 2014-11-06 | 有机发光元件 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150200381A1 (zh) |
EP (1) | EP2871687A3 (zh) |
CN (1) | CN104810481A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107681056A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 上海和辉光电有限公司 | 一种有机发光器件的制造方法以及有机发光器件 |
CN109983597A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-05 | 柯尼卡美能达株式会社 | 有机电致发光元件 |
CN113540186A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-22 | 合肥欣奕华智能机器有限公司 | 防窥显示面板、显示装置及制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102126382B1 (ko) * | 2014-02-19 | 2020-06-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020061418A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-05-23 | Yasuo Imanishi | Organic Electroluminescence device and photoelectron device using said electroluminescence device |
US20050006648A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-13 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
US20080218063A1 (en) * | 2005-06-03 | 2008-09-11 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Organic Electroluminescent Light Source |
US20090021153A1 (en) * | 2005-01-07 | 2009-01-22 | Lee Tae-Woo | Electroluminescent device and method for preparing the same |
CN103210517A (zh) * | 2010-09-15 | 2013-07-17 | 洛马克斯有限公司 | 有机发光二极管装置 |
DE102012203583A1 (de) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organisches Licht emittierendes Bauelement |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5677545A (en) * | 1994-09-12 | 1997-10-14 | Motorola | Organic light emitting diodes with molecular alignment and method of fabrication |
JPH11102783A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
JP2002110362A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-12 | Seiko Epson Corp | 面発光装置 |
JP2006228861A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Kyoto Univ | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
EP2824726B1 (en) * | 2010-04-28 | 2020-12-23 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. | Organic light emitting device |
JP5546480B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2014-07-09 | 株式会社東芝 | 有機電界発光素子及びその製造方法 |
TW201316584A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 有機發光二極體的製造方法 |
KR102065904B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2020-01-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드소자 및 이에 이용되는 액정성 발광물질 |
-
2014
- 2014-07-29 US US14/445,672 patent/US20150200381A1/en not_active Abandoned
- 2014-11-05 EP EP14191817.7A patent/EP2871687A3/en not_active Withdrawn
- 2014-11-06 CN CN201410621008.XA patent/CN104810481A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020061418A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-05-23 | Yasuo Imanishi | Organic Electroluminescence device and photoelectron device using said electroluminescence device |
US20050006648A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-13 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
US20090021153A1 (en) * | 2005-01-07 | 2009-01-22 | Lee Tae-Woo | Electroluminescent device and method for preparing the same |
US20080218063A1 (en) * | 2005-06-03 | 2008-09-11 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Organic Electroluminescent Light Source |
CN103210517A (zh) * | 2010-09-15 | 2013-07-17 | 洛马克斯有限公司 | 有机发光二极管装置 |
DE102012203583A1 (de) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organisches Licht emittierendes Bauelement |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107681056A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 上海和辉光电有限公司 | 一种有机发光器件的制造方法以及有机发光器件 |
CN107681056B (zh) * | 2016-08-01 | 2019-04-30 | 上海和辉光电有限公司 | 一种有机发光器件的制造方法以及有机发光器件 |
CN109983597A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-05 | 柯尼卡美能达株式会社 | 有机电致发光元件 |
CN109983597B (zh) * | 2016-11-29 | 2021-09-07 | 默克专利有限公司 | 有机电致发光元件 |
CN113540186A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-22 | 合肥欣奕华智能机器有限公司 | 防窥显示面板、显示装置及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2871687A3 (en) | 2015-05-27 |
EP2871687A2 (en) | 2015-05-13 |
US20150200381A1 (en) | 2015-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10886503B2 (en) | Microlens array architectures for enhanced light outcoupling from an OLED array | |
US7791271B2 (en) | Top-emitting OLED device with light-scattering layer and color-conversion | |
EP2439806B1 (en) | OLED with improved light outcoupling | |
CN102683610B (zh) | 有机电致发光器件和照明设备 | |
KR102436248B1 (ko) | 유기발광표시장치 | |
US9502691B2 (en) | Organic light-emitting diode display panel and manufacturing method thereof | |
CN100493287C (zh) | 有机发光器件及其制造方法 | |
US20070201056A1 (en) | Light-scattering color-conversion material layer | |
US7781961B2 (en) | Top emitting, electroluminescent component with frequency conversion centres | |
KR102540135B1 (ko) | 유기발광표시장치 | |
US8987767B2 (en) | Light emitting device having improved light extraction efficiency | |
CN105576000A (zh) | 有机发光显示装置 | |
US9431633B2 (en) | Organic light emitting diode display device | |
DE102014106634B4 (de) | Beleuchtungsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung | |
KR101654360B1 (ko) | 유기 발광소자용 기판 및 그 제조방법 | |
CN103811525A (zh) | 有机发光显示设备及制造该有机发光显示设备的方法 | |
KR102066092B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
CN103794622A (zh) | 有机发光显示装置及其制造方法 | |
CN102903728A (zh) | 有机发光二极管显示器及其制造方法 | |
US20150144928A1 (en) | BURIED GRID FOR OUTCOUPLING WAVEGUIDED LIGHT IN OLEDs | |
CN105742320A (zh) | 具有量子点的有机发光二极管显示器 | |
CN104810481A (zh) | 有机发光元件 | |
WO2013108618A1 (ja) | 有機el素子及びその製造方法 | |
US8310150B2 (en) | Light emitting device with high outcoupling | |
US20090153029A1 (en) | Light emitting diodes, including high-efficiency outcoupling oled utilizing two-dimensional grating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150729 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |