CN1937872A - 提升出光效率的有机发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种提升出光效率的有机发光装置，包括一基板、至少一有机发光元件以及一透明保护层。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板，且相对于透明保护层连接第二电极的另一表面，是具有提升出光效率的结构。

Description

提升出光效率的有机发光装置
技术领域
本发明涉及一种有机发光装置，特别是涉及一种具有提升出光效率的结构的有机发光装置，以提升有机发光装置的外部量子效率。
背景技术
有机发光装置(organic electroluminescent apparatus)，由于技术的快速发展，已迈向实用的阶段，因其具有自发光、无视角限制、省电、制程简易、低成本、操作温度范围广、高应答速度以及全彩化等等的优点，使其具有极大的潜力，可望成为下一代平面显示器的主流。
有机发光装置是一种利用有机官能性材料(organic functionalmaterials)的自发光特性来达到显示效果的装置，其可依照有机官能性材料的分子量不同分为小分子有机发光装置(small molecule OLED，SM-OLED)与高分子有机发光装置(polymer light-emitting device，PLED)两大类；请参阅图1所示，现有习知的有机发光装置1，其是包括一基板11、一阳极12、一有机官能层13以及一阴极14，而阳极12与阴极14的位置是可相互置换。
由于有机发光装置1的有机官能性材料对于水气与氧气非常敏感，与大气接触后容易产生暗点(Dark Spot)，是以，为了确保有机发光装置1的使用寿命，如图1所示，目前于有机发光装置1的制程最后包括一封装过程，利用紫外光硬化树脂15将封装外壳16与有机发光装置1的基板11相互封合，俾使有机发光元件(由阳极12、有机官能层13以及阴极14构成)位于一密闭空间中。
承上所述，当对有机发光装置1施以直流电流时，电流通过阳极12及阴极14之间，使电洞和电子在有机官能层13内再结合(recombination)而产生激子时，便可使有机官能层13依照其材料的特性，而产生不同颜色的放光机制，并由一显示区域发出。
对于有机发光装置1而言，由于各单位组成与空气的折射率皆不同，且依据Snell定律，光线在入射层的折射率和入射角正弦值的乘积，相等于折射层的折射率和折射角正弦值的乘积，因此，当光线传出有机发光装置进入观察者眼睛时，极大部分光线会受限于入射角而使光线发生全反射而被局限在有机发光装置中，以理论值算来，仅约有20％的光线可传出装置外部，而其余80％的光线都无法有效利用。
因此，为解决上述外部发光效率的问题，有许多研究以可促进有机发光装置外部量子效率(External Quantum Efficiency，EQE)为目的，来提升有机发光装置的发光效率，其中包括有几项方法：其一，为在有机发光装置的基板出光表面蚀刻出特定的结构，方法为先于发光表面涂布一单层直径为0.2μm的聚笨乙烯(polystyrene)，之后再以干式蚀刻的方法在出光表面蚀刻出一深度为0.17μm的特殊结构，由理论计算所得结果显示，其外部量子效率将可由27.06％提高至57.69％；其二，为在有机发光元件的基板出光面上贴附凸透镜，此将可使外部量子效率增加1.5倍。
综上所述，外部量子效率的结构都设置于基板的出光面上，如何有效提升有机发光装置的外部量子效率仍有改善的空间，为当前有机发光装置的重要课题之一；爰因于此，本发明提供一种具有提升出光效率的有机发光装置。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有提升出光效率的有机发光装置，从而更加适于实用。
为达上述目的，依据本发明的提升出光效率的有机发光装置包括一基板、至少一有机发光元件以及一透明保护层。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板，且相对于透明保护层连接第二电极的另一表面，是具有提升出光效率的结构。
为达上述目的，依据本发明的另一提升出光效率的有机发光装置包括一基板、至少一有机发光元件、一透明保护层以及一透明薄膜。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板；透明薄膜是设置于透明保护层之上，且相对于透明薄膜连接透明保护层的另一表面，是具有提升出光效率的结构。
为达上述目的，依据本发明的再一提升出光效率的有机发光装置包括一基板、至少一有机发光元件以及一透明保护层。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板，且相对于透明保护层连接第二电极的另一表面，是具有提升出光效率的结构，提升出光效率的结构具有复数个凸出部，凸出部的尺寸范围是100～0.01μm。又，为达上述目的，依据本发明的又一提升出光效率的有机发光装置包括一基板、至少一有机发光元件、一透明保护层以及一透明薄膜。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板；透明薄膜是形成于透明保护层之上，且相对于透明薄膜连接透明保护层的另一表面，是具有提升出光效率的结构，提升出光效率的结构具有复数个凸出部，凸出部的尺寸范围是100～0.01μm。
承上所述，因依据本发明的提升出光效率的有机发光装置是利用提升出光效率的结构设置于透明保护层上或是在透明保护层上的透明薄膜表面上，由于此特殊结构是为尺寸范围100～0.01μm的凸出部结构，包括不规则构造(例如波浪状或是皱折状)或是至少一凸块的结构，以此结构来增加光线传出的机会，进而提升整体有机发光装置的外部量子效率；此外，于透明保护层或是透明保护膜上设置提升出光效率的结构，除了使有机发光装置具有防止外界水氧以及杂质入侵，减少一片玻璃盖板的使用，使有机发光装置更为轻、薄之外，并同时达到提升外部量子效率的目的。
经上述可知，本发明是关于一种提升出光效率的有机发光装置，包括一基板、至少一有机发光元件以及一透明保护层。其中，有机发光元件是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；透明保护层是覆盖有机发光元件及基板，且相对于透明保护层连接第二电极的另一表面，是具有提升出光效率的结构。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为显示现有习知有机发光装置的一示意图。
图2为显示依据本发明较佳实施例的第一种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图3为显示依据本发明较佳实施例的第二种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图4为显示依据本发明较佳实施例的第三种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图5为显示依据本发明较佳实施例的第四种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图6为显示依据本发明另一较佳实施例的第一种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图7为显示依据本发明另一较佳实施例的第二种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图8为显示依据本发明另一较佳实施例的第三种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
图9为显示依据本发明另一较佳实施例的第四种提升出光效率的有机发光装置的一示意图。
1：有机发光装置                    11：基板
12：阳极                           13：有机官能层
14：阴极                           15：紫外光硬化树脂
16：封装外壳                       2：提升出光效率的有机发光装置
20：基板                           21：有机发光元件
22：第一电极                       23：有机官能层
24：第二电极                       25：透明保护层
251：表面                          252：表面
253：凸块                          253A：微透镜
3：提升出光效率的有机发光装置      30：基板
31：有机发光元件                   32：第一电极
33：有机官能层                     34：第二电极
35：透明保护层                     353：凸块
353A：微透镜                       36：透明薄膜
361：表面                          362：表面
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的提升出光效率的有机发光装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参阅图2～图5所示，本发明较佳实施例的一种提升出光效率的有机发光装置2包括一基板20、至少一有机发光元件21及一透明保护层25。
为了方便说明，以下以顶部发光的有机发光装置为例说明，但需注意者，本发明并不仅限于顶部发光的有机发光装置。
有机发光元件21是包括一第一电极22、至少一有机官能层23以及一第二电极24依序设置于基板20上；透明保护层25则是覆盖有机发光元件21及基板20，以避免有机发光元件21受外界的杂质以及水氧入侵，而相对于透明保护层25连接第二电极24的另一表面252，是具有提升出光效率的结构。
在本实施例中，提升出光效率的结构是可为不规则结构，亦即如图2所示于透明保护层25上形成粗糙表面，其中不规则结构是具有复数个凸出部，凸出部的尺寸范围是100～0.01μm，又此结构可呈波浪状(如图2所示)或皱折状。
又，提升出光效率的结构亦可为具有至少一凸块253的规则结构，以遮罩(Mask)等方式形成于透明保护层25的表面上，形成如图3所示剖面为矩形的凸块253，或是形成如图4所示剖面呈圆型的微球状凸块253；另外，凸块253亦可为具有曲度表面的微透镜253A(如图5所示)，综上所述，凸块253的剖面形状是可为多边形、半圆形、圆形或椭圆形。
承上所述，提升出光效率的有机发光装置2的基板20是可选自刚性基板、柔性基板、玻璃基板、塑胶基板及硅基板至少其中之一，且基板20的材质是为聚甲基丙烯甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、塑胶、高分子、玻璃及硅至少其中之一。
另外，提升出光效率的有机发光装置2的第一电极22通常为阳极，其材质是可为导电物质或导电的金属氧化物，其中导电的金属氧化物是选自氧化铟锡、氧化铝锌、氧化铟锌及镉锡氧化物至少其中之一，且是利用溅镀(sputtering)或是离子电镀(ion plating)等方式形成于基板20上，其中导电物质是选自铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金及含镁的合金至少其中之一，含镁的合金包括但不限定为镁银合金、镁铟合金、镁锡合金、镁锑合金及镁碲合金，且是利用蒸镀或是溅镀等方法形成于基板20上。
有机官能层23通常包括一电洞注入层、一电洞传递层、一发光层、一电子传递层以及一电子注入层(图中未示)，且有机官能层23是利用蒸镀(evaporation)、旋转涂布(spin coating)、喷墨印刷(ink jet printing)、移转(transfer)或是印刷(printing)等方式形成于第一电极22上。此外，有机官能层23所发射的光线可为蓝光、绿光、红光、白光、其他的单色光或单色组合的彩色光。
而第二电极24则通常作为阴极，其材质是可为导电物质或导电的金属氧化物，其中导电的金属氧化物是选自氧化铟锡、氧化铝锌、氧化铟锌及镉锡氧化物至少其中之一，且是利用溅镀(sputtering)或是离子电镀(ionplating)等方式形成于有机官能层23上，其中导电物质是选自铝、钙、镁、铟、锡、锰、银、金及含镁的合金至少其中之一，含镁的合金包括但不限定为镁银合金、镁铟合金、镁锡合金、镁锑合金及镁碲合金，且是利用蒸镀或是溅镀等方法形成于有机官能层23上。综上所述，在此一提的是，第一电极22亦可作为阴极，而第二电极24则作为阳极。
又，如图6所示，依据本发明较佳实施例的另一种提升出光效率的有机发光装置3是包括一基板30、至少一有机发光元件31、一透明保护层35以及一透明薄膜36。
有机发光元件31是包括一第一电极32、至少一有机官能层33以及一第二电极34依序设置于基板30上；透明保护层35则是覆盖有机发光元件31及基板30；透明薄膜36则是设置于透明保护层35之上，且相对于透明薄膜36连接透明保护层35的另一表面362，是具有提升出光效率的结构。
在本实施例中，有机发光元件3的第一电极32、有机官能层33以及第二电极34的配置、材质以及制作方法是如前所述，故不再赘述。
不同在于，本实施例的提升出光效率的有机发光装置3尚包括一透明薄膜36，其是可以黏着等方式形成于透明保护层35之上，例如将透明薄膜36以热压胶或是紫外线硬化型胶黏着固定于透明保护层35之上，且在透明薄膜36的表面上形成具有提升出光效率的结构。
提升出光效率的结构是如前所述，可为波浪状或皱折状等不规则结构(如图6所示)，不规则结构是具有复数个凸出部，亦或是如图7～8的具有至少一凸块353的结构来构成，如前所述，凸块353的剖面可为矩形(如图7所示)亦或是剖面为圆形的微球状凸块353(如图8所示)，另外，凸块353亦可为具有曲度表面的微透镜353A(如图9所示)。其中，构成不规则结构的凸出部尺寸范围是100～0.01μm，且凸块353的剖面形状可为多边形、半圆形、圆形或椭圆形等应用。
综上所述，依据本发明的提升出光效率的有机发光装置是利用一提升出光效率的结构设置于透明保护层或是透明薄膜表面上，其中，提升出光效率的结构可为不规则的凸出部结构，或是具有至少一凸块的规则结构，而此结构的功能是在于增加有机发光装置的外部量子效率，以微透镜组成提升出光效率的结构为例说明，依据Snell理论，由于透明保护层(或是透明薄膜)的折射率(np)与空气的折射率不同，因此当元件内部所产生的光线在“透明保护层(或是透明薄膜)/空气”的入射角大于临界角(sin-1(1/np))，则会于透明保护层(或是透明薄膜)形成全反射，造成外部量子效率降低。而本实施例中的该等微透镜即是将入射角大于临界角的光线聚焦进而传出元件外部，因而可大幅提升有机发光装置的外部量子效率。同样地，其他结构的提升出光效率结构是依据上述的原理而达提高外部量子效率的目的，使此具有提升出光效率结构的保护层或是保护膜形成除了具有防止水氧与杂质入侵，减少一片玻璃盖板的使用，使有机发光装置更为轻、薄之外，同时并具有提升外部量子效率的有机发光装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其包括：
一基板；
至少一有机发光元件，其是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；以及
一透明保护层，透明保护层是覆盖有机发光元件及基板，且相对于透明保护层连接第二电极的另一表面，是具有提升出光效率的结构。
2、根据权利要求1所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中提升出光效率的结构是为不规则结构。
3、根据权利要求2所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中不规则结构具有复数个凸出部，凸出部的尺寸范围是100～0.01μm。
4、根据权利要求1所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中提升出光效率的结构是具有至少一凸块，且凸块的剖面是为多边形、半圆形、圆形或椭圆形。
5、根据权利要求4所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中凸块是为微透镜。
6、一种提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其包括：
一基板；
至少一有机发光元件，其是包括一第一电极、至少一有机官能层以及一第二电极依序设置于基板上；
一透明保护层，其是覆盖有机发光元件及基板；以及
一透明薄膜，其是设置于透明保护层之上，且相对于透明薄膜连接透明保护层的另一表面，是具有提升出光效率的结构。
7、根据权利要求6所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中提升出光效率的结构是为不规则结构。
8、根据权利要求7所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中不规则结构具有复数个凸出部，凸出部的尺寸范围是100～0.01μm。
9、根据权利要求6所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中提升出光效率的结构是具有至少一凸块，且凸块的剖面是为多边形、半圆形、圆形或椭圆形。
10、根据权利要求9所述的提升出光效率的有机发光装置，其特征在于其中凸块是为微透镜。
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