TW201304227A - 有機電激光發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Toshiya Yonehara
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Abstract

根據一實施例，有機電激發光裝置包括透明基材、中間層、第一電極、有機發光層、以及第二電極。該中間層包括複數個精細粒子及平坦層。該等精細粒子黏附至該透明基材的主表面。該平坦層覆蓋該等精細粒子並具有與該等精細粒子之折射率不同的折射率。該平坦層係透明的。將該第一電極設置在該中間層上。該第一電極係透明的。將該有機發光層設置在該第一電極上。將該第二電極設置在該有機發光層上。

Description

有機電激光發光裝置及其製造方法
本文描述的實施例通常相關於有機電激發光裝置及其製造方法。
近年，注意力已聚焦在用於諸如平面光源等之應用的有機電激發光裝置上。在有機電激發光裝置中，將有機薄膜設置在陰極及陰極之間。藉由將電壓施加至該有機薄膜，電子從陰極注入、電洞從陽極注入、並藉由所導致的重結合產生激發。使用當輻射地解除激發時所發射的光。
在有機電激發光裝置中，改善取光效率係可取的。
根據一實施例，有機電激發光裝置包括透明基材、中間層、第一電極、有機發光層、以及第二電極。該透明基材具有主表面。該中間層包括複數個精細粒子及平坦層。將該等精細粒子黏附至該主表面。該平坦層覆蓋該等精細粒子並具有與該等精細粒子之折射率不同的折射率。該平坦層係透明的。將該第一電極設置在該中間層上。該第一電極係透明的。將該有機發光層設置在該第一電極上。將該第二電極設置在該有機發光層上。
根據另一實施例，揭示製造有機電激發光裝置的方法。該方法可包括將複數個精細粒子黏附至透明基材的主 表面。該等精細粒子係以與該透明基材之電荷極性不同的極性充電。該方法可包括將平坦層形成為覆蓋該等精細粒子並使該平坦層的表面平坦。該平坦層具有高於該等精細粒子之折射率的折射率。該平坦層係透明的。該方法可包括將第一電極形成在該平坦層上，該第一電極係透明的。該方法可包括將有機發光層形成在該第一電極上。此外，該方法可包括將第二電極形成在該有機發光層上。
根據另一實施例，揭示製造有機電激發光裝置的方法。該裝置包括具有主表面的透明基材、包括複數個精細粒子及平坦層的中間層，該等精細粒子黏附於該主表面，該平坦層覆蓋該等精細粒子並具有與該等精細粒子之折射率不同的折射率，該平坦層係透明的、設置在該中間層上的第一電極，該第一電極係透明的、設置在該第一電極上的有機發光層、以及設置在該有機發光層上的第二電極。該方法可包括將樹脂液體施用至該透明基材的該主表面，該樹脂液體具有散佈在形成該平坦層之樹脂中的該等精細粒子。
將參考該等隨附圖式於下文描述各種實施例。
該等圖式係示意及概念的；且部位之厚度及寬度、部位的尺寸比例等之間的關係不必與其實際值相同。另外，即使係相同的部位，可能在圖式之間將尺寸及比例描繪成不同。
在說明書及圖式中，以相似數字標示與在先前圖式中描繪之組件相似的組件，並視情況省略詳細描述。
(第一實施例)
圖1A至圖1C係描繪根據實施例的有機電激發光裝置之組態的示意圖。
圖1A係透視圖。圖1B係在圖1A之線A1-A2上的橫剖面圖。圖1C係描繪對應於在圖1A之線A1-A2上的橫剖面圖之部分有機電激發光裝置之組態的示意橫剖面圖。
如圖1A及圖1B所示，根據實施例的有機電激發光裝置110包括透明基材10、中間層20、第一電極30、有機發光層40、以及第二電極50。
將中間層20設置在透明基材10上。中間層20包括複數個精細粒子21及平坦層22。將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。平坦層22覆蓋該等複數個精細粒子21。平坦層22係透明的，並具有比該等複數個精細粒子21之折射率更高的折射率。例如，平坦層22係以樹脂製造。例如，平坦層22的頂表面(在透明基材10之相對側上的表面)係平坦的。例如，由於該等複數個精細粒子21，實質上沒有不規則在平坦層22的頂表面上。
將第一電極30設置在中間層20上。第一電極30係透明的。該有機發光層40設置在第一電極30上。將第二電極50設置在有機發光層40上。例如，第二電極50係 反射的。
例如，有機發光層40發射包括具有可見光波長之成份的光。從有機發光層40發射之光係實質白色之光。換言之，從有機電激發光裝置110發射之光係白光。此處，「白光」係實質白色，並包括偏紅、偏黃、偏綠、偏藍、及偏紫的白光等。
透明基材10及第一電極30對從有機發光層40發射之光透明。第二電極50具有相關於從有機發光層40發射之光的反射性。平坦層22具有相關於從有機發光層40發射之光的透明性。
此處，將從透明基材10朝向第二電極50的方向取為Z-軸方向(第一方向)。Z-軸係第一軸。將垂直於Z-軸的一軸取為X-軸(第二軸)。將垂直於Z-軸及X-軸的方向取為Y-軸(第三軸)。
如圖1C所示，有機發光層40包括發光部43。當必要時，有機發光層40可包括第一層41及/或第二層42。發光部43發射包括可見光之波長的光。將第一層41設置在發光部43及第一電極30之間。將第二層42設置在發光部43及第二電極50之間。
可將材料，諸如，Alq3、F8BT、及PPV等，使用在發光部43中。可將包括主體材料及加至主體材料之摻雜劑的混合材料使用在發光部43中。可將，例如，CBP、BCP、TPD、PVK、及PPT等使用為主體材料。可將，例如，Flrpic、Ir(ppy)3、及FIr6等使用為摻雜劑材料。
第一層41的功能如同，例如，電洞注入層。第一層41的功能如同，例如，電洞傳輸層。第一層41可能具有，例如，包括功能如同電洞注入層之層，以及功能如同電洞傳輸層之層的堆疊結構。第一層41可能包括與功能如同電洞注入層之層以及功能如同電洞傳輸層之層遠離的另一層。
第二層42可包括，例如，功能如同電子注入層之層。第二層42可包括，例如，功能如同電子傳輸層之層。第二層42可能具有，例如，包括功能如同電子注入層之層，以及功能如同電子傳輸層之層的堆疊結構。第二層42可能包括與功能如同電子注入層之層以及功能如同電子傳輸層之層遠離的另一層。
透明基材10係，例如，玻璃基材。
第一電極30包括氧化物，其包括選自包括In、Sn、Zn、以及Ti之群組的至少一元素。例如，第一電極30係氧化銦錫(ITO)膜。例如，第一電極30的功能如同陽極。
第二電極50包括，例如，鋁及銀之至少一者。例如，將鋁膜使用在第二電極50中。此外，可能將銀及鎂的合金使用為第二電極50。在此情形中，可能將鈣加至此合金。
在中間層20中，該等複數個精細粒子21的折射率與周遭之平坦層22的折射率不同。例如，該等複數個精細粒子21的折射率低於周遭平坦層22的折射率。或者，該等複數個精細粒子21的折射率高於周遭平坦層22的折射 率。從有機發光層40發射之光的方向在精細粒子21及平坦層22之間的介面改變。光方向的改變係基於散射現象。又，光方向的改變係基於折射現象。
例如，以此方式，將從有機發光層40發射的光在透明基材10及中間層20之間的介面之總反射光的比例降低。因此，改善取光效率。
該等複數精細粒子21之折射率及平坦層22的折射率之間的差不少於，例如，0.1。有效地產生散射現象及折射現象之至少一者的效果，所以藉由將折射率的差設定成不少於0.1而有效地增加取光效率。
例如，在不設置中間層20的第一參考範例中，透明基材10與第一電極30接觸。通常，透明基材10的折射率小於第一電極30的折射率，因此在第一參考範例中，在該介面的總反射光的比例甚高。
相反地，在實施例中，將包括複數個精細粒子21及平坦層22的中間層20設置在具有不同折射率的透明基材10及第一電極30之間。該等複數個精細粒子21藉由散射及/或折射改變從有機發光層40發射之光的方向。此將在透明基材10之介面的總反射光的比例降低，並增加外側取出之光的比例。
以此方式，根據實施例，可能提供具有高取光效率的有機電激發光裝置。
該有機電激發光裝置的內部量子效率比較高。例如，可能得到具有接近100%之內部量子效率的有機電激發光 裝置。然而，習知地，由於有機材料、陽極、及基材等之折射率的關係，有機電激發光裝置的取光效率受到限制。相反地，根據實施例的有機電激發光裝置可大幅增加取光效率。
在實施例中，將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。該等精細粒子21係以平坦層22覆蓋，且平坦層22的表面係平坦的。因此，得到設置在平坦層22(在中間層20上)上之第一電極30、有機發光層40、以及第二電極50的良好性質。
例如，如圖1B所示，中間層20之不包括該等複數個精細粒子21的上側部20u的厚度t2大於中間層20之包括該等複數個精細粒子21的下側部201的厚度t1。此將中間層20的頂表面充份地平坦化。例如，該厚度可從電子顯微鏡攝影影像等得到。
圖2A至圖2C係描繪根據參考範例的有機電激發光裝置之組態的示意橫剖面圖。
如圖2A所示，在根據第二參考範例的有機電激發光裝置119c中，將中間層27設置在透明基材10及第一電極30之間。中間層27包括高折射率部27b以及散佈在高折射率部27b各處的複數個低折射率部27a。例如，高折射率部27b可能係高折射率玻璃，且低折射率部27a可能係空氣空隙。在此情形中，將該等複數個低折射率部27a散佈在高折射率部27b各處，因此部分的複數個低折射率部27a可輕易地曝露在中間層27的頂表面上。因此，不 規則於中間層27的頂表面上形成，所以不平坦。因此，在第二參考範例中，例如，與中間層27接觸之第一電極30(以及有機發光層40等)的品質甚低，所以難以得到良好性質。
如圖2B所示，在根據第三參考範例的有機電激發光裝置119d中，將中間層28設置在透明基材10及第一電極30之間。又，將高折射率耦合層28c設置在中間層28及第一電極30之間。中間層28包括低折射率層28a以及設置在低折射率層28a之頂表面側上的散射體28b。在此組態中，光由具有增加取光效率的目的之散射體28b散射。然而，必需設置高折射率耦合層28c以將光引導至散射體28b。此外，將散射體28b設置在中間層28的頂表面側上，因此中間層28之頂表面的平坦度不佳。因此，例如，第一電極30之表面的平坦度也不佳。因此必需將短路防止層39設置在第一電極30及有機發光層40之間。以此方式，在第三參考範例中，高折射率耦合層28c及短路防止層39係必要的，因此組態複雜。因此生產力低，且在成本降低上有限制。
如圖2C所示，在根據第四參考範例的有機電激發光裝置119e中，將中間層29設置在透明基材10及第一電極30之間。中間層29包括複數個精細粒子29a及設置在該等複數個精細粒子29a周圍的基質29b。中間層29係3-維繞射層。換言之，以固定週期設置該等複數個精細粒子29a。在此組態中，使用繞射效應。因此，難以得到具 有廣泛波長範例之光，諸如，白光，的良好效果。此外，精細粒子29a係沿著Z-軸方向堆疊，因此在此情形中，中間層29之頂表面的平坦度也不佳。
相反地，在根據實施例的有機電激發光裝置110中，將改變光方向的複數個精細粒子21黏附至透明基材10，並以平坦層22覆蓋。因此，中間層20的頂表面(平坦層22)足夠平坦。換言之，例如，不必使用短路防止層39。
例如，平坦層22的折射率接近第一電極30的折射率及有機發光層40的折射率。平坦層22之折射率及第一電極30的折射率之間的差，以及平坦層22之折射率及有機發光層40的折射率之間的差小於該等複數個精細粒子21之折射率及第一電極30的折射率之間的差以及該等複數個精細粒子21之折射率及有機發光層40的折射率之間的差。因此，易於將光引導至中間層20。例如，不必設置高折射率耦合層等，且平坦層22將實施其功能。又，該等複數個精細粒子21藉由散射及/或折射改變光的方向，因此可能得到具有廣泛波長範圍之光的效果。換言之，可能使用簡單組態增加白光的取光效率。
在實施例中，該等複數個精細粒子21的平均直徑，例如，不少於200奈米(nm)且不多於1.5微米(μm)。因此，可能使用散射及/或折射有效率地改變白光的方向。例如，可能從電子顯微鏡攝影影像得到直徑。
當直徑少於200nm，散射及折射的效應變小。又，例如，當直徑大於1.5μm時，變得難以得到中間層20之頂 表面的良好平坦度。若平坦層22的厚度隨直徑的增加而增加，平坦層22將易於破裂。
該等複數個精細粒子21的平均直徑，例如，不少於600nm且不多於900nm係特別可取的。藉由使用具有在此範圍中之直徑的精細粒子21，得到特別高的取光效率，且易於抑制破裂等在平坦層22中發生。
例如，將精細粒子21的平均直徑設定為不少於可見光的波長。因此，得到巨大的散射及折射效應。
中間層20的厚度(例如，厚度t1及厚度t2之和)不多於6μm係可取的。此抑制破裂等的發生。中間層20的厚度不多於3μm係特別可取的。特別抑制破裂等的發生。
例如，可將有機物質使用在複數個精細粒子21中。當精細粒子21係有機物質時，精細粒子21的熱性質(例如，熱膨脹係數)接近平坦層22之熱性質的值。因此，增加在有機電激發光裝置之製造及使用期間對熱負載的抗性。
例如，可將聚苯乙烯(例如，折射率=1.6)使用在該等複數個精細粒子21中。此可輕易地使粒子直徑比較均勻。
例如，可將無機物質使用在複數個精細粒子21中。例如，該等複數個精細粒子21可包括氧化矽。換言之，可將二氧化矽(例如，折射率=1.5)使用為精細粒子21。又，可將氧化物化鈦(例如，折射率=2.7)使用為該等複數個精細粒子21。若精細粒子21係無機物質，可輕易地使 平坦層22之折射率及精細粒子21的折射率之間的差變大。此輕易地增加取光效率。
如稍後描述的，可能使用，例如，四級銨陽離子，改質該等精細粒子21各者的表面。此容許該等複數個精細粒子21以自組織方式黏附至透明基材10的主表面10a。
該等複數個精細粒子21各者具有，例如，球形或橢圓形的旋轉形狀。然而，實施例未受限於此。精細粒子21可具有任何可取形狀。若該等複數個精細粒子21各者具有球形或橢圓形之旋轉形狀，可能增加該等複數個精細粒子21的密度(填充率)，並可輕易地增加取光效率，所以係更可取的。
例如，可將聚矽氧烷樹脂(例如，折射率=1.78)使用在平坦層22中。然而，實施例並未受限於此，並可將任何可取材料使用在平坦層22中。可能將樹脂以外的成份，諸如，填充劑等，包括在平坦層22中。
如圖1B所示，在有機電激發光裝置110中，所有複數個精細粒子21均實質地與透明基材10的頂表面接觸。換言之，提供複數個精細粒子21的單層。然而，實施例並未受限於此，且部分精細粒子21可能不與透明基材10的頂表面接觸。
圖3A及圖3B係描繪根據實施例的其他有機電激發光裝置之組態的示意橫剖面圖。
如圖3A所示，在根據實施例的有機電激發光裝置111a中，該等複數個精細粒子21的部分與透明基材10 分隔。在此範例中，沿著厚度方向將二精細粒子21堆疊在精細粒子21的部分中。在中間層20內，包括該等複數個精細粒子21之部分(例如，下側部201)的厚度t1約為精細粒子21之直徑的二倍。
如圖3B所示，在根據實施例的另一有機電激發光裝置111b中，在厚度方向上將大約三個精細粒子堆疊在精細粒子21的部分中。在中間層20內，包括該等複數個精細粒子21之部分(例如，下側部201)的厚度t1約為精細粒子21之直徑的三倍。
在實施例中，將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10。以此方式，即使使平坦層22變薄至使得破裂難以發生時，易於改善平坦層22之頂表面的平坦度。然而，所有該等複數個精細粒子21不必與透明基材10接觸。例如，由於製造條件中的變異，可能將多數之複數個精細粒子21黏附至透明基材10的頂表面，且精細粒子21的部分在與其他精細粒子21接觸的同時與透明基材10相隔。
例如，在中間層20內，包括複數個精細粒子之部分的厚度(例如，下側部201的厚度t1)不多於該等複數個精細粒子21之平均直徑的四倍。在中間層20內，包括該等複數個精細粒子之部分的厚度不多於該等複數個精細粒子21之平均直徑的三倍更佳。
在下文中，將描述根據實施例之製造有機電激發光裝置的方法。
圖4A及圖4B係描繪根據實施例的製造有機電激發光裝置之方法的序列示意橫剖面圖。
在此範例中，將具有約200nm之直徑的聚苯乙烯粒子使用為該等複數個精細粒子21。使用四級銨陽離子將此等聚苯乙烯粒子的表面改質。
如圖4A所示，將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。例如，將包括該等聚苯乙烯粒子的溶液施加在透明基材10的主表面10a上。精細粒子21係以與透明基材10之電荷極性不同的極性充電。因此將精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a，且該等複數個精細粒子21彼此分隔。因此，將幾乎為單層之複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。
可將諸如旋轉塗佈法、浸塗法、浸潤法、及半月印刷法等之應用法使用為將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10之主表面10a的方法。
如圖4B所示，將形成平坦層22的材料施用在該等複數個精細粒子21所黏附之透明基材10的主表面10a上。例如，將包括奈米填充劑的聚矽氧烷樹脂使用為平坦層22。然後，將溶液硬化以得到平坦層22。從而得到中間層20。可將任何可取方法用於施用將形成平坦層22的溶液，諸如，旋轉塗佈法、浸塗法、浸潤法、及半月印刷法等。
之後，將第一電極30、有機發光層40、及第二電極50先後形成在中間層20上。因此，得到有機電激發光裝 置。
圖5A及圖5B係顯示根據實施例的有機電激發光裝置之組態的電子顯微鏡攝影影像。
圖5A係在已將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a之後的測試樣品之影像。此影像係沿著Z-軸方向取得。圖5B係在已將將形成平坦層22之材料施用在已黏附該等複數個精細粒子21至且已形成中間層20的透明基材10上之後，橫剖面的電子顯微鏡攝影影像。
如圖5A所示，以幾乎為單層的方式將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10。然而，由於製造條件中的變異或精細粒子21之黏聚物等，有已形成約三倍高之精細粒子群組的部分。
該等複數個精細粒子21的位置係隨機的。以此方式，在實施例中，當從Z-軸(在從透明基材10朝向第二電極50之方向上的軸)觀看時，該等複數個精細粒子21係隨機設置的。
如圖5B所示，將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。在圖5B中，當將測試樣本分部以製備用於取得電子顯微鏡影像的測試樣本時，已攝影到延伸之精細粒子21(聚苯乙烯粒子)的形狀。
如上文所述，在實施例中，將精細粒子21的自組織使用為將該等複數個精細粒子21黏附至透明基材10的方法。此容許該等複數個精細粒子習知地黏附至具有大面積 的透明基材10。因此，可能以高生產力及低成本製造具有高取光效率，特別係具有大面積，的有機電激發光裝置。
下文係藉由此方法製造之根據實施例的有機電激發光裝置110s及根據第一參考範例的有機電激發光裝置之特徵的描述。
圖6係顯示有機電激發光裝置之特徵的圖。
圖6顯示根據實施例之有機電激發光裝置110s及根據第一參考範例的有機電激發光裝置119a之特徵的量測結果。在有機電激發光裝置110s中，將玻璃基材使用為透明基材10、將具有200nm之直徑的聚苯乙烯球使用為精細粒子21、將聚矽氧烷樹脂使用為平坦層22，將ITO膜使用為第一電極30、將包括Ir錯合物的層使用為有機發光層40，並將鋁膜使用為第二電極50。除了未設置中間層20(精細粒子21及平坦層22)外，有機電激發光裝置119a的組態與有機電激發光裝置110的組態相同。圖6中的水平軸係電流密度CD。圖6中的垂直軸係外部量子效率EQE。
如圖6所示，在根據實施例的有機電激發光裝置110s中，可得到比根據第一參考範例之有機電激發光裝置119a更高的外部量子效率EQE。
在下文中，描述根據實施例的有機電激發光裝置中之精細粒子21的填充率及外部量子效率EQE之間的關係。
圖7A至圖7F係描繪精細粒子在根據實施例的有機 電激發光裝置中之設置的示意平面圖。
此等圖式描繪該等複數個精細粒子21在透明基材10之主表面10a上的設置。該等圖式係況著Z-軸觀看時的平面圖。
圖7A至圖7D對應於晶格配置該等複數個精細粒子21的情形，且圖7E及圖7F對應於以六角緊密堆積配置該等複數個精細粒子21的情形。在此等圖式中，描繪該等複數個精細粒子21之間的間隙彼此不同的範例。在此等圖式中，假設精細粒子21係具有直徑L的球體。
此處，界定精細粒子21的填充率FR。填充率FR係當沿著Z-軸觀看時，該等複數個精細粒子21之面積對透明基材10的主表面10a之單位面積的比率。此處，該等複數個精細粒子21的面積係該等複數個精細粒子21投影在垂直於Z-軸之平面上的面積。
如圖7A所示，當以精細粒子21彼此接觸的方式該等複數個精細粒子21配置成晶格時，該等複數個精細粒子21之中心間的距離為L。此時，填充率FR為78.5%。
如圖7B、圖7C、以及圖7D所示，將該等複數個精細粒子21配置成晶格且該等複數個精細粒子21之中心的距離分別為1.2L、1.5L、以及2L時，填充率FR分別為54.5%、34.9%、以及19.6%。
如圖7E所示，當該等複數個精細粒子21配置成六角緊密堆積且該等複數個精細粒子21彼此接觸時，填充率FR為90.6%。
如圖7F所示，當該等複數個精細粒子21配置成六角緊密堆積，且第二最接近的精細粒子21之間的距離為2L時，填充率FR為22.7%。
假設此等配置，精細粒子21的折射率及平坦層22的折射率改變，且藉由光線追跡模擬得到取光效率。此時將該等複數個精細粒子21各者假設成與透明基材10之主表面10a接觸。
圖8A及圖8B係描繪根據實施例的有機電激發光裝置之特徵的圖。
圖8A對應於該等複數個精細粒子21之折射率n1為1.5的情形。此值對應於精細粒子21為二氧化矽的情形。圖8B對應於該等複數個精細粒子21之折射率n1為1.6的情形。此值對應於精細粒子21為聚苯乙烯的情形。在此等圖中，水平軸係填充率FR。垂直軸係外部量子效率EQE。在此等圖中，顯示當平坦層22之折射率n2在1.7至2.0之範圍內改變時的外部量子效率EQE。此時，該外部量子效率EQE係當該裝置之內部量子效率為1時的值。
又，在此等圖式中，顯示根據第五參考範例之有機電激發光裝置119f的特徵。在第五參考範例中，設置平坦層22，但不設置精細粒子21。在包括精細粒子21、平坦層22、以及透明基材10，並將內部量子效率假設為1的組態中，此模擬聚焦在外部量子效率，所以外部量子效率的值與圖6所示的量測值不同。
如圖8A及圖8B所示，在根據不使用精細粒子21之第五參考範例的有機電激發光裝置119f中，外部量子效率EQE約低至0.17。
相反地，在根據使用精細粒子21之實施例的有機電激發光裝置110中，外部量子效率EQE高達不少於0.2。又，填充率FR越高，外部量子效率EQE越高。實際上，當填充率FR不少於0.2時，相較於參考範例，可得到足夠高的外部量子效率EQE。換言之，在實施例中，填充率FR不少於20%為佳。
又，若填充FR不少於約0.6，外部量子效率EQE幾乎為常數。換言之，在實施例中，填充率FR不少於60%更佳。針對實用目的，將填充率FR設定成不少於40%且不多於70%。
例如，當使用於圖4A及圖4B中解釋的製造方法時，以自組織方式將精細粒子21黏附至透明基材10。當使用此方法時，形成在與透明基材10接觸之同時多數的精細粒子21與其他精細粒子21接觸的狀態，但在量產期間將生產力列入考慮時，此會係困難的。在此情形中，將填充率FR控制成使得其不少於，例如，0.2為佳。另外，將填充率FR控制成使得其不少於，例如，0.6為佳。因此，得到實質夠高的外部量子效率EQE。
在描繪於圖5A及圖5B中的特定範例中，填充率FR為35.3%。
圖9係描繪根據實施例的另一有機電激發光裝置之組 態的示意橫剖面圖。如圖9所示，在根據實施例的另一有機電激發光裝置112中，將微鏡頭層11設置在透明基材10在中間層20之相對側上的表面上。
作為具有此組態之有機電激發光裝置的範例，將微鏡頭層11施用至關聯於圖6描述之有機電激發光裝置110s，並製造有機電激發光裝置112s。相似地，將微鏡頭層11施用至根據第一參考範例的有機電激發光裝置119a，並製造有機電激發光裝置119g(第六參考範例)。
圖10係描繪有機電激發光裝置之特徵的圖。
如圖10所示，已設有微鏡頭層11之有機電激發光裝置112s的外部量子效率EQE高於已設有微鏡頭層11之根據第六參考範例的有機電激發光裝置119g。又，相較於有機電激發光裝置110s，有機電激發光裝置112s可得到更高的外部量子效率EQE。
可將根據實施例的有機電激發光裝置施用至使用在，例如，發光裝置、及顯示器等中的平面光源(一種發光裝置)。
圖11係描繪根據實施例的發光裝置之組態的示意透視圖。
如圖11所示，根據實施例的發光裝置130包括有機電激發光裝置及電源120。可將根據實施例之任何可取的有機電激發光裝置使用為該有機電激發光裝置。在此圖式中，描繪使用有機電激發光裝置110的情形。
如先前描述的，有機電激發光裝置110包括透明基材 10、中間層20、第一電極30、有機發光層40、以及第二電極50。將電源120連接至第一電極30及第二電極50。電源120供應經由有機發光層40流動的電流。
發光裝置130使用根據實施例的有機電激發光裝置，因此取光效率甚高。此容許提供具有高能量效率的發光裝置。
圖12係描繪根據實施例的製造有機電激發光裝置之方法的流程圖。
如圖12所示，在此製造方法中，將以與透明基材10的電荷極性不同之極性充電的複數個精細粒子21黏附至透明基材10之主表面10a上(步驟S110)。例如，如關聯於圖4A所描述的，將其表面係以四級銨陽離子改質的精細粒子使用為該等複數個精細粒子21。藉由以與透明基材10的電荷極性不同之極性充電該等複數個精細粒子21，將該等精細粒子21黏降至透明基材10的主表面10a，且該等複數個精細粒子21傾向於彼此分隔。因此，將幾乎為單層之複數個精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。換言之，使用精細粒子21的自組織。
然後，將具有比該等複數個精細粒子21的折射率更高之折射率的平坦層22形成為使得覆蓋該等複數個精細粒子21的表面係平坦的(步驟S120)。平坦層22係透明的。
然後，將第一電極30形成在平坦層22上(步驟S130)。然後，將有機發光層40形成在第一電極30上(步 驟S140)。然後，將第二電極50形成在有機發光層40上(步驟S150)。
此容許該等複數個精細粒子習知地黏附至具有大面積的透明基材10。從而，可能以高生產力及低成本製造具有高取光效率，特別係具有大面積，的有機電激發光裝置。
根據實施例之製造有機電激發光裝置的方法並未受限於此製造方法。例如，中間層20可能藉由將在其中將該等複數個精細粒子21散佈於將形成平坦層22的樹脂中之該樹脂液體施加在透明基材10的主表面10a上而形成。例如，中間層20可藉由將在其中將二氧化矽精細粒子混合在聚矽氧烷樹脂中的該溶液旋轉塗佈在透明基材10上而形成。又在此時，將幾乎為單層之精細粒子21黏附至透明基材10的主表面10a。
根據實施例，提供具有高取光效率的有機電激發光裝置及其製造方法。
在本申請案的說明書中，「垂直」及「平行」並不僅指完全垂直及完全平行，也包括，例如，由於製程等的變動。其係實質垂直及實質平行即可。
於上文參考範例描述本發明的實施例。然而，本發明的實施例並未受限於此等範例。設若所得到的效果係相似的，本發明的範圍包括熟悉本發明的人士可使用已知的公開資訊以適當地選擇包括在有機電激發光裝置中的組態元件，諸如，透明基材、中間層、第一電極、有機發光層、 以及第二電極等，以及包括在發光裝置中的電源之所有情形。
另外，特定範例的任何二或多個組件可能在技術可行性的程度內組合，並在包括本發明之要旨的程度內包括在本發明的範圍中。
除了此種情形，應理解可藉由熟悉本發明之人士經由適當的設計修改得到之基於如上文所述的根據本發明之有機電激發光裝置及其製造方法的實施例之所有有機電激發光裝置及其製造方法落在本發明的範圍內，設若彼等並未脫離本發明的精神。
熟悉本發明之人士可在本發明的精神內設想各種其他變化及修改，並理解此種變化及修改也包括在本發明的範圍內。
當已然描述特定實施例時，此等實施例僅已藉由例示方式呈現，且未企圖限制本發明的範圍。實際上，本文描述的新奇實施例可能以各種其他形式體現；此外，可能無須脫離本發明的精神而以本文描述之該等實施例的形式產生各種省略、替代、及改變。隨附之申請專利範圍及彼等的等效範圍意圖涵蓋落在本發明之範圍及精神內的此種形式或修改。
10‧‧‧透明基材
10a‧‧‧主表面
11‧‧‧微鏡頭層
20、27、28、29‧‧‧中間層
201‧‧‧下側部
20u‧‧‧上側部
21、29a‧‧‧精細粒子
22‧‧‧平坦層
27a‧‧‧低折射率部
27b‧‧‧高折射率部
28a‧‧‧低折射率層
28b‧‧‧散射體
28c‧‧‧高折射率耦合層
29b‧‧‧基質
30‧‧‧第一電極
39‧‧‧短路防止層
40‧‧‧有機發光層
41‧‧‧第一層
42‧‧‧第二層
43‧‧‧發光部
50‧‧‧第二電極
110、110s、111a、111b、112、112s、119a、119c、119d、119e、119f、119g‧‧‧有機電激發光裝置
120‧‧‧電源
130‧‧‧發光裝置
FR‧‧‧填充率
L‧‧‧直徑
n1、n2‧‧‧折射率
t1、t2‧‧‧厚度
圖1A至圖1C係顯示根據實施例的有機電激發光裝置之組態的示意圖； 圖2A至圖2C係顯示根據參考範例的有機電激發光裝置之組態的示意橫剖面圖；圖3A及圖3B係顯示根據實施例的其他有機電激發光裝置之組態的示意橫剖面圖；圖4A及圖4B係顯示根據實施例的製造有機電激發光裝置之方法的序列示意橫剖面圖；圖5A及圖5B係顯示根據實施例之有機電激發光裝置的電子顯微鏡攝影影像；圖6係顯示有機電激發光裝置之特徵的圖；圖7A至圖7F係顯示精細粒子在根據實施例的有機電激發光裝置中之設置的示意平面圖；圖8A及圖8B係顯示根據實施例的有機電激發光裝置之特徵的圖；圖9係顯示根據實施例之另一有機電激發光裝置的示意橫剖面圖；圖10係顯示有機電激發光裝置之特徵的圖；圖11係顯示根據實施例之發光裝置的示意透視圖；且圖12係顯示根據實施例的製造有機電激發光裝置之方法的流程圖。
A1、A2‧‧‧線
t1、t2‧‧‧厚度
10‧‧‧透明基材
10a‧‧‧主表面
20‧‧‧中間層
20u‧‧‧上側部
201‧‧‧下側部
21‧‧‧精細粒子
22‧‧‧平坦層
30‧‧‧第一電極
40‧‧‧有機發光層
41‧‧‧第一層
42‧‧‧第二層
43‧‧‧發光部
50‧‧‧第二電極
110‧‧‧有機電激發光裝置

Claims (20)

  1. 一種有機電激發光裝置，包含：透明基材，具有主表面；中間層，包括複數個精細粒子及平坦層，該等精細粒子黏附於該主表面，該平坦層覆蓋該等精細粒子並具有與該等精細粒子之折射率不同的折射率，該平坦層係透明的；第一電極，設置在該中間層上，該第一電極係透明的；有機發光層，設置在該第一電極上；以及第二電極，設置在該有機發光層上。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等粒子藉由散射及折射之至少一者改變自該有機發光層發射之光的方向。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等精細粒子的平均直徑不少於200奈米且不多於1.5微米。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等精細粒子的平均直徑不少於600奈米且不多於900奈米。
  5. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中當沿著從該透明基材朝向該第二電極之第一方向上觀看時，該等精細粒子投影在垂直於該第一方向之平面上的面積對該主表面之單位面積的比率不少於20%。
  6. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中當沿著從該透明基材朝向該第二電極之第一方向上觀看時，該等精細 粒子投影在垂直於該第一方向之平面上的面積對該主表面之單位面積的比率不少於40%且不多於70%。
  7. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該中間層的厚度不多於6微米。
  8. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該第二電極係光反射的。
  9. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該中間層之包括該等精細粒子之部分的厚度不多於該等精細粒子之平均直徑的4倍。
  10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該中間層之不包括該等精細粒子之上側部分的厚度大於該中間層之包括該等精細粒子之下側部分的厚度。
  11. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中自該有機發光層發射的光係白光。
  12. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等精細粒子係以有機材料製造。
  13. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等精細粒子係以無機材料製造。
  14. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等精細粒子包括二氧化矽及氧化鈦之至少一者。
  15. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中以四級銨陽離子改質該等精細粒子的表面。
  16. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該平坦層包括聚矽氧烷樹脂。
  17. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該平坦層之折射率及該第一電極的折射率之間的差，以及該平坦層之折射率及該有機發光層的折射率之間的差均小於該等精細粒子之折射率及該第一電極的折射率之間的差以及該等精細粒子之折射率及該有機發光層的折射率之間的差。
  18. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該平坦層係以樹脂製造。
  19. 一種用於製造有機電激發光裝置的方法，包含：將複數個精細粒子黏附至透明基材的主表面，該等精細粒子係以與該透明基材之電荷極性不同的極性充電；將平坦層形成為覆蓋該等精細粒子並使該平坦層的表面平坦，該平坦層具有高於該等精細粒子之折射率的折射率，該平坦層係透明的；將第一電極形成在該平坦層上，該第一電極係透明的；將有機發光層形成在該第一電極上；以及將第二電極形成在該有機發光層上。
  20. 一種用於製造有機電激發光裝置的方法，該有機電激發光裝置包括具有主表面的透明基材、包括複數個精細粒子及平坦層的中間層，該等精細粒子黏附於該主表面，該平坦層覆蓋該等精細粒子並具有與該等精細粒子之折射率不同的折射率，該平坦層係透明的、設置在該中間層上的第一電極，該第一電極係透明的、設置在該第一電極上的有機發光層、以及設置在該有機發光層上的第二電 極，該方法包含：將樹脂液體施加至該透明基材的該主表面，該樹脂液體具有散佈在形成該平坦層之樹脂中的該等精細粒子。
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