TW201349617A - 用於有機電子裝置之基板 - Google Patents

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Jin-Ha Hwang
Yeon-Keun Lee
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Abstract

本發明係有關於一種用於有機電子裝置之基板、一有機電子裝置(organic electronic device，OED)、製造基板或OED之方法及發光裝置。用於OED之本發明基板可透過防止如濕氣或氧之外部物質之滲透而改善其耐久性，從而可形成一具有優異光萃取效率之OED。再者，由於該基板可穩定地貼附於密封該OED之封裝結構，對於電極層之磨損或外部環境施加的壓力，該裝置可具有優異的耐久性。此外，該OED之外部終端之表面硬度可保持在一適當的程度。

Description

用於有機電子裝置之基板 【相互參照之相關申請案】
本申請案優先權追溯至於2012年3月23日向韓國專利局提出之韓國專利第2012-0030249號申請案，其中該案所揭露之內容全部併入本案參考。
本發明係關於一種用於有機電子裝置(organic electronic device，OED)之基板、一OED、一OED或基板之製造方法、及一光學裝置。
OED係為一包含至少一層能夠導通電流之有機材料之裝置。該OED包括一有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、有機太陽能電池、有機光電導體(organic photo conductor，OPC)、及有機電晶體(organic transistor)。
一般而言，OLED，其係為一代表性OED，依序包含一基板、一第一電極層、一有機層及一第二電極層。 於習知稱為底部發光裝置之結構中，該第一電極層可為一透明電極層，且該第二電極層可為一反射電極層。再者，於習知稱為頂部發光裝置之結構中，該第一電極層可形成作為一反射電極層，且該第二電極層可形成作為一透明電極層。透過該些電極層注入之電子與電洞係於該設置於有機層中之發光層中再結合，從而導致產生光線。該光線可發射至底部發光裝置中的基板，或於頂部發光裝置中的第二電極層。於OLED的結構中，一般使用作為該透明電極層之銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)、有機層、及該一般以玻璃形成之基板，分別具有約2.0、1.8及1.5之折射率。在這樣的折射率關係中，例如，由於全內反射現象，該產生於底部發光裝置中的發光層中的光線係陷於該有機層及該第一電極層間之介面或該基板中，並且只有發射極少量的光線。
耐久性為OED中之一重要因子。在如濕氣或氧之外部材料的影響下，該有機層或電極及其類似物非常容易被氧化，因此確保對應環境因素之耐久性是重要的。為此，例如，專利文件1至4建議能夠預防外部材料滲透之結構。
相關技術文件
(專利文件1)美國專利第6,226,890號
(專利文件2)美國專利第6,808,828號
(專利文件3)日本專利第2000-145627號
(專利文件3)日本專利第2001-252505號
本發明係提供一用於OED之基板、一OED、一該基板或該OED之製造方法、及光學裝置。
一用於OED之示例型基板，包括：一基板層、一功能性光學層及一電極層。於此，該功能性光學層及該電極層可依序堆疊於該基板層上，從而該功能性光學層可設置於該基板層及該電極層之間。圖1及圖2顯示包括一結構之示例型基板，其中，一功能性光學層(103)及一電極層(102)係依序形成於一基板層(101)上。於此，該功能性光學層可具有一小於該基板層之投影面積，該電極層可具有一大於該功能性光學層之投影面積。使用於此之「投影面積」一詞係指當從上述基板之一面之法線方向上觀察該基板時，一待測投影目標物之面積，例如，一基板層、功能性光學層、電極層或下述之中間層之面積。據此，舉例而言，當透過從上觀察該功能性光學層所確認之面積小於從上觀察該電極層所確認之面積時，即便因該功能性光學層形成為一不平整的形狀，其實質的表面積大於該電極層之表面積，應理解為該功能性光學層具有一小於該電極層之投影面積。
若該功能性光學層具有小於該基板層及該電極層之投影面積，可使用各種類型之功能性光學層。舉例而言，如圖1所示，該功能性光學層(103)可只形成於該基板層(101)邊緣以外的部分，或者如圖2所示，可部分保留 在該基板層(101)之邊緣。
圖3顯示從上觀察時，圖1之基板。如圖3所示，當從上觀察該功能性光學層時，一電極層之面積(A)，意即，其之投影面積(A)大於設置於其下功能性光學層之投影面積(B)。該電極層之投影面積(A)及該功能性光學層之投影面積(B)之比值(A/B)可為，例如，1.04以上，1.06以上，1.08以上，1.1以上或1.15以上。當該功能性光學層之投影面積小於該電極層之投影面積時，如下所述，係可能包埋一功能性光學層不暴露於外部環境之結構，從而該投影面積之比值(A/B)之上限並無特別的限制。在一般環境中製造基板之考量下，該比值(A/B)之上限可為，例如，約2.0，約1.5，約1.4，約1.3或約1.25。於該基板中，該功能性光學層無形成於該基板層時，該電極層也可形成於該基板層上。所形成之該電極層可與基板層接觸或者可藉由包含一額外組成，例如如下所述，介於該電極層及該基板層間之中間層，而形成該電極層。依據這樣的結構，於OED實施的過程中，該功能性光學層不暴露於外部環境中。
舉例而言，如圖3所示，一電極層可形成於一區域中，該區域包括當從上觀察時，該功能性光學層之全部周邊區域以外的區域。在此情況下，舉例而言，如圖2所示，當複數個功能性光學層設置於該基板層上時，該電極層可形成於該包含至少一功能性光學層之全部周邊區域以外的區域之區域，如，至少一功能性光學層，其上將形成於後述之有機層。舉例而言，於圖2之結構中，當該有 機層也形成於該設置於其右邊及左邊邊緣之功能性光學層頂部時，透過延伸至左邊及右邊邊緣，可改變該圖2之結構以形成該電極層至該位於該右邊及左邊邊緣之功能性光學層之全部周邊區域以外的區域。於上述結構中，可透過貼附於後述之封裝結構至該下方無形成功能性光學層之電極層，或形成一將於後述之導電材料層，以形成一功能性光學層不暴露於外部環境之結構。
該功能性光學層之投影面積係不同於該電極層之投影面積，且當該電極層形成於未形成該功能性光學層之基板層頂部時，由於在該形成於無形成功能性光學層上之電極層(以下簡稱為該形成於基板層上之電極層)及該形成於形成功能性光學層上之電極層(以下簡稱為該形成於功能性光學層上之電極層)間之邊界的階差(如圖1中參考標示為X所表示的區域的階差)，可能增加該電極層之電阻。這樣的電阻增加可能導致當該OED施用於該基板時，施加於該裝置之電壓的增加，造成效率降低。據此，在考量上述問題下，可能需要控制該形成於功能性光學層上的電極層及該形成於未形成功能性光學層之基板上之電極層之間的電阻。舉例而言，從該邊界的兩側至平行形成於功能性光學層上之電極層，以及形成於為形成功能性光學層之基板層上的電極層間的邊界，可於預定距離上形成平行電極；兩平行電極間測得之單位寬度之電阻可為8.5Ω．cm以下至20Ω．cm以下，8.5Ω．cm以下至15Ω．cm以下，或8.5Ω．cm以下至13Ω．cm以下，且較佳為9Ω．cm以下至12Ω．cm以 下。使用於此之「單位寬度之電阻」一詞係指一透過以下方法測得之電阻值。首先，藉由裁切一用於OED之基板以準備一樣品。舉例而言，如圖4所示，基於該形成於功能性光學層上的電極層(1022)及該形成於無功能性光學層之基板上的電極層(1021)間的邊界，該樣品可透過形成一具有10毫米之垂直長度(D4)，以及具有3毫米之水平長度(D1+D2，D1=D2)之平行電極而製備。於此，使用具有表面電阻低於該電極層(1021及1022)所測得之值10倍之材料以形成該平行電極。舉例而言，使用一銀膏，並使之具有約3毫米以上之水平長度(D3)。接著，於連接一電阻測量器(402)至該平行電阻(401)之後，使用該電阻測量器(402)可測得一單位寬度之電阻。意即，該單位寬度之電阻係為一藉由將該平行電極(401)間測得之電阻，除以該平行電極(401)間之寬度所獲得之值。於此，長度方向係為一電流方向，意即，一垂直該平行電極長度方向之方向，且一寬度方向係指一平行於該平行電極之方向。同時，透過上述方法測得對應具有階差之電極層之單位寬度電阻值(R1)，以及透過相同方法測得對應不具有階差之電極層之單位寬度電阻值(R2)之差(R1-R2)可為，例如，約10Ω．cm以下，9Ω．cm以下，7Ω．cm以下，或5Ω．cm以下。較佳為降低電阻值中的差(R1-R2)，且並不特別限制其下限。
控制基板層中該些電極層間的電阻於上述範圍之方法並不特別受限。作為一種方式，舉例而言，可例舉控制該功能性光學層及電極層厚度之方法。於此，該電 極層之厚度係指一形成於無功能性光學層之基板層上之電極之厚度。當適當地控制兩電極層之厚度時，即可控制該些電極層間之電阻。舉例而言，基板上的功能性光學層之厚度(T1)，以及形成於無功能性光學層之基板層之頂部之電極層之厚度(T2)間，兩者的比值(T1/T2)可約為3至15，4至12，或5至10。於此，該功能性光學層及該電極層之厚度可分別意指為其平均厚度。藉由適當地控制該比值(T1/T2)於上述範圍內，控制該些電極層間的電阻是可能的。
於該基板中，基板上的電極層可具有6H、7H、或8H以上的鉛筆硬度。如後所要描述的，可使用該基板上的電極層與一封裝結構，以形成不暴露於外部環境之功能性光學層之結構，或於一如OED之裝置中，該電極層連接至一外部電源。由於像此種電極層會受到持續性地磨損或暴露於壓力中，因此需要高的耐久性以實現一具有穩定電性連接的裝置。當該基板上的電極層具有上述範圍內的鉛筆硬度時，實現對於持續性磨損或暴露於壓力，具有優異耐久性的結構是可能的。此外，該具有優異耐久性的結構中，由於相應持續性磨損或暴露於如鉛筆硬度之壓力持續增加，該鉛筆硬度之上限係不受限制。一般而言，如該鉛筆硬度之上限可為10H或9H。於基板中，在功能性光學層上的電極及在基板層上的電極可具有彼此相互不同的鉛筆硬度。例如，於基板中，在基板層上的電極層可具有於該範圍之鉛筆硬度，在功能性光學層上的電極層可具有2B至5H、1H至5H或1H至4H之鉛筆硬度。使用於此之「鉛筆 硬度」一詞係依據ASTM D3363之規範以500g之鉛筆重量且以250微米/分之鉛筆移動速度測得。
舉例而言，該基板可更包括一導電材料，其電性連接該功能性光學層及該基板層上的兩個電極層。圖5顯示一示例型更包括導電材料之基板，其中，一導電材料(501)係透過物理性接觸以電性連接至一基板層上的電極層(1021)，該基板層上不形成該功能性光學層以及一功能性光學層上的電極層(1022)。在此使用之「電性連接」一詞可意指為所有的連接，從而一電流流經被連接的兩目標物。當如上述形成該導電材料，如前述之可預防因基板層上的電極層，以及功能性光學層上的電極層之間邊界的階差所致之電極層電阻的增加；從而可更自由地實現該基板而無該功能性光學層及該電極層在上述厚度的控制。該導電材料可為任何一種能夠電性連接電極層的材料，但不特別限制。作為該導電材料、可自由地應用一材料，其係於各種電子產品領域中使用作為電極之材料。舉例而言，該導電材料可為一金屬電極材料，如：銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、或鋁(Al)。於該基板中，在設置電性連接該電極層之導電材料的情況下，所測得之單位寬度電阻可為，例如，約1Ω．cm至8.5Ω．cm、1Ω．cm至8.0Ω．cm或1Ω．cm至7.7Ω．cm。除了是在設置電性連接該電極層之導電材料的情況下測得該值之外，該電阻可透過如上所述之相同方法測得。
舉例而言，該基板可更包括一設置於該功能性光學層及該電極層之間的中間層。舉例而言，該中間層可 具有一大於該功能性光學層之投影面積，且可形成於該功能性光學層之頂部或該無功能性光學層之基板層之頂部。圖6係為一更包括形成於前述類型中之中間層(601)之示例型基板。該由功能性光學層形成的中間層可減少於功能性光學層上的電極層，以及基板層上的電極層之間邊界的階差；因此可預防該電極層電阻的增加。此外，當一具有屏障特性(意即，低濕氣或蒸氣滲透率)的材料使用作為一中間層時，可更有效地實現使該功能性光學層不暴露於外部環境之結構。舉例而言，該中間層可為一具有該中間層與該電極層間折射率差之絕對值約為1以下、0.7以下、0.5以下或0.3以下之層。當如上述般控制該折射率，例如透過補捉產生於該電極層頂部在該電極層及中間層之間界面的光，可預防光萃取效率的劣化。於此，該中間層或該電極層之折射率可為一相對於具有約550nm波長光線所測得之折射率。用於形成該中間層之材料可為與該電極層間有如上述折射率關係之材料，且當有需要的時候，具有一屏障特性。各種材料係為已知，且可包括，例如，氮氧化矽(SiON)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3)、三氧化二鉭(Ta2O3)、三氧化三鈦(Ti3O3)、氧化鈦(TiO)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈮(Nb2O3)、氧化鈰(CeO2)及硫化鋅(ZnS)。透過如沉積或濕式塗佈，可使用上述材料形成該中間層。該中間層的厚度可例如為約10奈米至100奈米或20奈米至80奈米，但不特別受限於此。該厚度可意指為平均厚度，且舉例而言，該形成於光學材料層上的中間層與形成於基板層上的 中間層可具有不同的厚度。
於該基板中，一適合的材料可使用作為該基板層，且無特別限制。舉例而言，於底部發光裝置中，可使用一透明基板層，或一具有相對於可見光區域50%以上透光度之基板層。該透明基板層可為一透明基板層或一透明聚合物基板層。作為該玻璃基板，可使用一包含鹼石灰玻璃、含鋇/鍶的玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼矽酸鋇玻璃、或石英之基板層；作為該聚合物基板層，可使用一包含聚亞醯胺(polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、丙烯酸樹脂、聚(對苯二甲酸乙二酯)(poly(ethylene terephthalate)，PET)、聚(醚硫醚)(poly(ether sulfide)，PES)、或聚碸(polysulfone，PS)之基板層，但本發明並不僅限於此。如有所需，該基板層可為一具有驅動薄膜電晶體之薄膜電晶體基板。當應用該基板至一頂部發光裝置時，該基板可不須為一透明基板層。當有需要的時候，一鋁之反射層可形成於該基板層之表面。舉例而言，如前所述，當該基板層上的電極層之鉛筆硬度需保持在如前述之高程度時，可使用具有強度之基板層，如玻璃基板層。
於該基板中，該電極層可為一習知用以製造一OED之電洞注入或電子注入電極層。
該電洞注入電極層可以一具有如相對高功函數之材料形成之，且當有需要的時候，使用一透明材料。舉例而言，該電洞注入電極層可包括一金屬、一合金、一 具有約4.0eV以上功函數之電子導電化合物、或其中至少兩種混合物。這樣的材料可為一金屬，如：金、碘化銅(CuI)、銦錫氧化物(ITO)、鋅錫氧化物(ZTO)、鋁或銦摻雜鋅氧化物、鎂銦氧化物(magnesium indium oxide)、鎳鎢氧化物(nickel tungsten oxide)；氧化材料，如ZnO,SnO2 or In2O3；金屬氮化物，如氮化鎵(gallium nitride)；金屬硒化物(metal selenide)，如硒化鋅(zinc selenide)；或金屬硫化物，如硫化鋅(zinc sulfide)。也可使用如金(Au)、銀(Ag)、或銅(Cu)之金屬薄膜與如ZnS、TiO2或ITO之高折射率材料之堆疊結構形成一透明電洞注入電極層。
該電洞注入電極層可透過任意的方式形成，如沉積、濺鍍、化學沉積、或電化學沉積方式。此外，如有所需，所形成的電極層可透過習知光刻法或使用陰影光罩之製程圖案化。
該透明電子注入電極層可使用如一具有相對低功函數的透明材料形成，且例如可使用適合用以形成該電洞注入電極層之材料之一，但本發明並不僅限於此。該電子注入電極層可使用如沉積或濺鍍而形成，且當有需要的時候，可被適當地圖案化。
在考量上述電極層間的電阻下，該電極層的厚度可為約90奈米至200奈米、90奈米至180奈米、或90奈米至150奈米，但不特別受限於此。
於該基板中，設置於電極層及基板層間的功能性光學層的種類並無特別的限制。作為該功能性光學層， 可使用設置於電極層及基板層間並呈現至少一種光學功能以利增強如OED之裝置之功能的層。一般而言，於實施該裝置之後，由於相對於從外部環境滲透如濕氣或蒸氣的材料之低耐久性，這樣的功能性光學層可能提供濕氣或蒸氣滲入裝置的路徑，其可能在裝置的性能上有不好的影響。然而，在該基板的結構中，由於該裝置之實施中，該功能性光學層或電極層的投影面積及位置，或該導電材料或該中間層的存在，可實現該功能性光學層不暴露於外部環境之結構，從而可實現具有優異耐久性之裝置。
作為該功能性光學層之一例，可使用一光散射層。使用於此之「光散射層」一詞可意指，例如：形成任何種類的層，以預防或減少在基板層、光散射層、及電極層之兩層間之介面上，透過散射、折射或繞射入射光於該些層上，於電極層方向中之入射光的補捉。只要可實施該光散射層以呈現上述功能，光散射層的實施類型並無特別限制。
舉例而言，該光散射層可包括一介質材料及一散射區域。圖7係顯示一包含由散射顆粒形成之散射區域(702)及一介質材料(701)之示例型光散射層，其係形成於一基板層(101)上。使用於此之「散射區域」一詞可意指為，例如，由於具有不同於介質材料或周邊材料(如：一平坦層及一適當的尺寸)之折射率，一入射光可於其中被散射、折射或繞射之區域。該散射區域可為，例如，具有前述折射率及尺寸之顆粒，或空白空間。舉例而言，可使用具有不 同於且較高或較低於周邊材料折射率之顆粒，以形成該散射區域。該散射顆粒的折射率可與周邊材料之折射率有一差值，例如，與該介質材料及/或該平坦層有高於0.3或0.3以上之差。舉例而言，該散射顆粒可具有1.0至3.5或1.0至3.0之折射率。「折射率」一詞係指相對於具有約550nm波長之光線所測得之折射率。該散射顆粒之折射率可為，例如，1.0至1.6或1.0至1.3。於另一例中，該散射顆粒之折射率可為約2.0至3.5或2.2至3.0。該散射顆粒可具有如50奈米、100奈米、500奈米、或1,000奈米以上之平均粒徑。該散射顆粒的平均粒徑可為，例如，10,000奈米以下。此外，該散射區域可為由充滿空氣之空間作為一具有相同尺寸的空白空間所形成。
該散射顆粒或區域可形成為圓形、卵形、多邊形或不規則形，但其形狀並不特別受限。該散射顆粒顆包括，例如：一有機材料，如聚苯乙烯(polystyrene)或其衍生物、丙烯酸樹脂(acryl resin)或其衍生物、矽樹脂(silicon resin)或其衍生物、或酚醛樹脂(novolac resin)或其衍生物；或一無機材料，如二氧化矽(silica)、氧化鋁(alumina)、二氧化鈦(titanium oxide)、或氧化鋯(zirconium oxide)。該散射顆粒可包括任一種前述材料或其至少兩種。舉例而言，作為該散射顆粒，該顆粒可形成為可形成如中空二氧化矽或核/殼型顆粒之中空顆粒。
該光散射層可更包括一保持如散射顆粒之散射區域的介質材料。例如，可使用一具有與其他鄰近材料(如 基板層)相似折射率之材料，或一具有高於鄰近材料折射率之材料以形成該介質材料。該介質材料可為，例如：一包含聚亞醯胺之熱或光固化之之有機材料單體(monomeric)、寡聚體(oligomeric)、或聚合物(polymeric)；具有芴環(fluorene ring)、氨基甲酸乙酯(urethane)、環氧化物(epoxide)、聚酯，或丙烯酸酯樹脂之卡爾樹脂(caldo resin)；一無機材料，如氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)、氮氧化矽(silicon oxynitride)、或聚矽氧烷(polysiloxane)；或一有機/無機結合材料。
該介質材料可包括聚矽氧烷(polysiloxane)、聚醯胺酸(polyamic acid)、聚亞醯胺(polyimide)。於此，可透過縮合聚合形成該聚矽氧烷，例如，基於矽與氧之間的鍵結(S-O)，一可縮合之矽烷化合物或矽氧烷寡聚體、及黏結劑可形成一介質。於該黏結劑形成的過程中，透過控制該介質材料之形成過程之縮合條件，可形成基於矽與氧之間的鍵結(S-O)之該黏結劑介質，或者可保留一些有機官能基，例如烷基或可縮合官能基，如烷氧基。
該聚醯胺酸或聚亞醯胺可具有相對於633nm波長光線之折射率，例如，約1.5以上、1.6以上、1.65以上、或1.7以上。舉例而言，可引入氟以外鹵素原子、硫原子或磷原子至一單體，且可使用該單體準備一高折射率之聚醯胺酸或聚亞醯胺。例如，可使用具有部分能夠鍵結顆粒(如羧基)以增強顆粒分散穩定性之聚醯胺酸。舉例而言，該聚醯胺酸可為一包含如式1之重複單元之化合物。
於式1中，n為一正數。
該重複單元可選擇性地被至少一取代基取代。作為該取代基，可使用氟以外的鹵素原子或一含鹵素原子、硫原子、或磷原子之官能基，如苯基(phenyl)、芐基(benzyl)、萘基(naphthyl)、或噻吩基(thiophenyl)。
該聚醯胺酸可為一僅使用式1重複單元形成之均聚物(homopolymer)，或一包含其他單元及式1重複單元之嵌段或隨機共聚物。於共聚物中，其他重複單元之種類或比例可適當地選擇於範圍內，例如，不抑制所欲折射率、熱阻性或透光度。
作為式1重複單元之具體例子，可使用化學式2之重複單元。
於式2中，n為一正數。
該聚醯胺酸可具有約10,000至100,000或10,000至50,000之重量平均分子量。該重量平均分子量為 透過凝膠滲透層析儀(gel permeation chromatography，GPC))測得標準聚苯乙烯所轉換而得。該具有式1重複單元之聚醯胺酸也可具有於80、85、或90%以上之可見光區域的透光度，且具有優異的熱阻性質。
該光散射層可例如為，一具有不平坦結構之層。圖8係為一形成於基板層(101)上不平坦光散射層(801)之圖。當適當地控制該光散射層之不平坦結構時，則可散射入射光。舉例而言，可透過塗佈一熱或光固化材料並於固化該材料的固化過程中接觸一能夠轉印該不平坦結構所欲形狀之模具，或進行蝕刻，以形成該具有不平坦結構之光散射層。再者，可透過混摻具有適當尺寸及形狀的顆粒於用以形成該光散射層之黏結劑中而形成該光散射層。在此情況下，該顆粒並不需具有散射功能，但也可使用具有散射功能之顆粒。
舉例而言，可透過藉由濕式塗佈法塗佈一材料，並執行熱施加或光照射，藉由溶膠凝膠法、如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)或物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)、奈米壓印法(nano imprinting)或微壓印法(microembossing)固化該材料，以形成該光散射層。
當有需求時，該光散射層可更包括高折射率之顆粒。「高折射率顆粒」一詞可意指為具有如1.5以上、2.0以上、2.5以上、2.6以上、或2.7以上之折射率的顆粒。該高折射率顆粒之折射率上限可選於能夠滿足該光散射層所欲折射率之範圍內。該高折射率顆粒可具有，例如，小於 該散射顆平均粒徑之平均粒徑。該高折射率顆粒可具有如1奈米至100奈米、10奈米至90奈米、10奈米至80奈米、10奈米至70奈米、10奈米至60奈米、10奈米至50奈米、或10奈米至45奈米之平均粒徑。作為該高折射率顆粒，可使用氧化鋁(alumina)、矽鋁酸鹽(alumino silicate)、氧化鈦(titanium oxide)、或氧化鋯(zirconium oxide)。作為該高折射率顆粒，例如，作為具有2.5以上折射率之顆粒，可使用金紅石型氧化鈦(rutile-type titanium oxide)。因此，當該高折射率顆粒被包含於用以形成平坦層之材料時，其含量為相對少量。該高折射率顆粒之折射率可以具有550nm波長之光線測得。
該功能性光學層可為，例如，一包括光散射層及形成於該光散射層頂部之平坦層上之層。該平坦層之形成可具有一對應該光散射層之投影面積。除非另有所定義，使用於此之「具有對應A之投影面積之B」係指當從上觀察一基板時，基於被辨識之面積，A之投影面積與B之投影面積實質上相同。於此，「實質上相同」也包括，例如，因製程誤差之兩區域間在投影面積中的微小差異。舉例而言，「實質上相同」也可包括相對於A之投影面積，A之投影面積(AA)及B之投影面積(BA)間的比率(AA/BA)為0.5至1.5、0.7至1.3、0.85至1.15、或實質上為1。當更包括該平坦層時，該光散射層及該平坦層可設置於該基板層及該電極層之間，該電極層之投影面積可大於該光散射層及該平坦層之投影面積，且該電極層也可形成於該基板層之一表 面，其上並不形成該光散射層及該平坦層。然而，該平坦層並非必要的。舉例而言，假如該光散射層是平坦的，則可不包含該平坦層。
舉例而言，該平坦層可提供於該光散射層之一表面，其上將形成一電極，並且透過與該光散射層之交互作用，呈現更優異的光萃取效率。該平坦層可具有，例如，與相鄰之電極層有相同的折射率。該平坦層可具有一折射率，例如，1.7以上、1.8至3.5或2.2至3.0。當該平坦層形成於上述具有不平坦結構之光散射層之頂部時，可形成該平坦層以具有與該光散射層不同之折射率。
舉例而言，可透過混合上述高折射率顆粒及介質材料之方法形成該平坦層。該介質材料可為，例如，描述於光散射層類別之一。
於另一實施例中，可透過混摻如烷氧化物或金屬(如鋯、鈦或鈰)之醯化物，與具有極性官能基(如羧基或烴基)之黏結劑以形成一材料，並可使用該材料形成該平坦層。如烷氧化物或醯化物之化合物可與黏結劑之極性官能基縮合，並提供金屬給該黏結劑之主鏈，從而實現高折射率。該烷氧化物或丙烯酸酯之化合物之例子可包括：烷氧基鈦，如四正丁氧基鈦(tetra-n-butoxy titanium)、四異丙氧基鈦(tetraisopropoxy titanium)、四正丙氧基鈦(tetra-n-propoxy titanium)、或四乙氧基鈦(tetraethoxy titanium)；醯化鈦，如硬脂酸鈦(titanium stearate)；鈦螯合物(titanium chelate)；烷氧基鋯，如四正丁氧基鋯 (tetra-n-butoxy zirconium)、四正丙氧基鋯(tetra-n-propoxy zirconium)、四異丙氧基鋯(tetraisopropoxy zirconium)、四乙氧基鋯(tetraethoxy zirconium)；醯化鋯，如三丁氧基硬脂酸鋯(zirconium tributoxystearate)；或鋯螯合物(zirconium chelate)。該平坦層也可透過溶膠凝膠塗佈法而形成。該塗佈法包括透過混摻一金屬烷氧化物(如烷氧基鈦或烷氧基鋯)與一溶劑(如醇類或水)以形成一溶液、塗佈該溶液、及在適當溫度下塑化該塗佈溶液。
在考量上述電極層之間之電阻下，該功能性光學層的厚度可約為500奈米至1,000奈米、500奈米至900奈米、或500奈米至800奈米，但不特別以此為限。
本發明之另一態樣係提供一OED。本發明示例型OED可包括上述用於OED之基板、形成於該基板電極層上之有機層、及形成於該有機層上之電極層。以下，為了區分，形成於用於OED之基板上之電極可稱為第一電極層；形成於該有機層上之電極層可稱為第二電極層。於包括該基板之OED中，該第一電極層之投影面積大於該基板之功能性光學層之投影面積，且該電極層可形成於該基板層之一表面上，其中，該表面上並不形成該功能性光學層。
該有機層可包括至少一發光層。舉例而言，當使用透明電極層作為第一電極層，且使用反射電極層作為第二電極層時，可實現一底部發光裝置輻射由該有機層之發光層產生之光線穿過該功能性光學層至該基板層。
於該OED中，該功能性光學層可具有，例如， 相當於該發光層發光區域之投影面積或是大於該發光區域之投影面積。舉例而言，一功能性光學層形成於其中之區域之長度(B)及該發光層之發光區域之長度(C)，兩者間之差可約為10微米至20毫米。於此，該功能性光學層形成於其中之區域之長度(B)係為一從上方任意方向觀察該功能性光學層時所確認之區域之長度，且在此情況下，該發光區域之長度(C)可意指一長度，其係為基於從上方任意方向觀察該功能性光學層時所確認之區域，在與功能性光學層形成於其中之區域之長度(B)之相同方向上，所測得之長度。該功能性光學層也可形成於對應該發光區域之位置。「功能性光學層也可形成於對應該發光區域之位置」係表示，例如，當由上及下觀察該OED時，該發光區域及該功能性光學層實質上重疊。
於一實施例中，該OED可為一OLED。當該OED為一OLED時，該OED可具有，例如：一結構，其中包括一包含至少一發光層之有機層，該發光層插置於電洞注入電極層及電子注入電極層間。舉例而言，當該第一電極層為一電洞注入電極層時，該第二電極層為一電子注入電極層；反之，當該第一電極層為一電子注入電極層時，該第二電極層為一電洞注入電極層。
位於電子及電洞注入電極層之間的該有機層可包括至少一發光層。該有機層可包括至少兩層發光層。當包括至少兩層發光層時，可藉由一具有電荷生成特性之中間電極層或一電荷產生層(charge generating layer，CGL) 分隔該些發光層。
舉例而言，可使用本領域習知各種螢光(fluorescent)或磷光(phosphorescent)有機材料形成該發光層。能夠使用於該發光層之材料的例子可為，但不限於：一磷光材料，如Alq系材料(例如：三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III)(tris(4-methyl-8-quinolinolate)aluminum(III)，Alg3)、4-MAlq3、或Gaq3)；一環戊二烯(cyclopentadiene)衍生物，如C-545T(C26H26N2O2S)、DSA-amine、TBSA、BTP、PAP-NPA、spiro-FPA、Ph3Si(PhTDAOXD)、1,2,3,4,5-五苯基-1,3-環戊二烯(1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene，PPCP)；4,4'-雙(2,2'-二苯基乙烯基)-1,1'-聯苯(4,4’-bis(2,2’-diphenylvinyl)-1,1’-biphenyl，DPVBi)、二苯乙烯基苯(distyryl benzene)或其衍生物；或者4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7,-四甲基-9-烯基)-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7,-tetramethyljulol idyl-9-enyl)-4H-pyran，DCJTB)、DDP、AAAP、或NPAMLI；一磷發光材料(phosphorescent material)，如Firpic、m-Firpic、N-Firpic、bon2Ir(acac)、(C6)2Ir(acac)、bt2Ir(acac)、dp2Ir(acac)、bzq2Ir(acac)、bo2Ir(acac)、F2Ir(bpy)、F2Ir(acac)、op2Ir(acac)、ppy2Ir(acac)、tpy2Ir(acac)、三[2-(4,5'-二氟苯基)吡-C’ 2,N)銥(III)(fac-tris[2-(4,5’-difluorophenyl)pyridine-C’ 2,N]iridium(III)，FIrppy)、或雙(2-(2'-苯並咪唑並[4,5-a]噻吩基)吡啶-N,C3']銥(乙醯丙酮)(bis(2-(2’-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3’) iridium(acetylactonate，Btp2Ir(acac))。該發光層可包括作為主發光體之材料及包含主體摻雜劑系統，其包括作為摻雜劑之苝(perylene)、二苯乙烯基聯苯(distyrylbiphenyl)、DPT、喹吖啶酮(quinacridone)、紅熒烯(rubrene)、BTX、ABTX、或DCJTB。
該發光層可透過採用一適合的類型而形成，該類型選自一呈現後述發光特性之電子接受有機化合物及電子贈與有機化合物。
只要包含該發光層，該有機層可形成於各種更包括各種本領域習知之功能性層之結構中。能夠包含於該有機層之層可為一電子注入層、電洞阻擋層、電子傳輸層、電洞傳輸層或電洞注入層。
舉例而言，可使用一電子接受有機化合物形成該電子注入層或電子傳輸層。於此，作為該電子接受化合物，可使用習知可選擇的化合物，而無任何具體限制。作為這樣的有機化合物，可使用：多環化合物(polycyclic compound)，如對三聯苯(p-terphenyl)、四聯苯(quaterphenyl)或其衍生物；多環烴化合物(polycyclic hydrocarbon compound)，如萘(naphthalene)、四苯(tetracene)、芘(pyrene)、蔻(coronene)、苯并菲(chrysene)、蔥(anthracene)、二苯蒽(diphenylanthracene)、四苯(naphthacene)、或菲(phenanthrene)或其衍生物；或雜環化合物(heterocyclic compound)，如啡啉(phenanthroline)、菲咯啉(bathophenanthroline)、啡啶(phenanthridine)、吖啶(acridine)、喹啉(quinolone)、奎喏啉 (quinoxaline)、或吩嗪(phenazine)或其衍生物。此外，熒光素(fluoroceine)、苝(perylene)、酞苝(phthaloperylene)、萘苝(naphthaloperylene)、紫環酮(perynone)、酞菁紫環酮(phthaloperynone)、萘紫環酮(naphthaloperynone)、二苯基丁二烯(diphenylbutadiene)、四苯基丁二烯(tetraphenylbutadiene)、惡二唑(oxadiazole)、醛連氮(aldazine)、二苯並(bisbenzoxazoline)、聯苯乙烯(bisstyryl)、吡嗪(pyrazine)、環戊二烯(cyclopentadiene)、喹啉(oxine)、氨基喹啉(aminoquinoline)、亞胺(imine)、二苯乙烯(diphenylethylene)、乙烯基蒽(vinylanthracene)、二氨基咔唑(diaminocarbazole)、吡喃(pyrane)、噻喃(thiopyrane)、聚甲炔(polymethine)、部花青素(merocyanine)、喹吖啶酮(quinacridone)、紅熒烯(rubrene)、或其衍生物；於日本專利公開號第1988-295695、1996-22557、1996-81472、1993-009470、或1993-017764號揭露之金屬螯合複合物化合物，如具有至少一金屬螯合吲哚化合物(metal chelated oxinoid compound)之金屬螯合物，例如：8-羥基喹啉化合物(8-quinolatos)，包括三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)、雙(8-羥基喹啉)鎂(bis(8-quinolinolato)magnesium)、雙[苯並(f)-8-羥基喹啉]鋅(bis[benzo(f)-8-quinolinolato]zinc)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁(bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum)、三(8-羥基喹啉)銦(tris(8-quinolinolato)indium)、三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁(tris(5-methyl-8-quinolinolato)aluminum)、8-羥基喹啉鋰(8-quinolinolatolithium)、三(5-氯-8-羥基喹啉)鎵 (tris(5-chloro-8-quinolinolato)gallium)、雙(5-氯-8-羥基喹啉)鈣(bis(5-chloro-8-quinolinolato)calcium)、及其衍生物作為一協調物(coordinator)；於日本專利公開號第1993-202011、1995-179394、1995-278124或1995-228579號揭露之惡二唑(oxadiazole)化合物；於日本專利公開號第1995-157473號揭露之三嗪(triazine)化合物；於日本專利公開號第1994-203963號揭露之芪類(stilbene)衍生物；二苯乙烯基亞芳(distyrylarylene)衍生物；於日本專利公開號第1994-132080或1994-88072揭露之苯乙烯基(styryl)衍生物；於日本專利公開號第1994-100857或1994-207170揭露之二烯烴(diolefin)衍生物；螢光增亮劑，如苯並噁唑(benzooxazole)化合物、苯並噻唑(benzothiazole)化合物、或苯並咪唑(benzoimidazole)化合物；二苯乙烯基亞芳化合物，如1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯(1,4-bis(2-methylstyryl)benzene)、1,4-雙(3-甲基苯乙烯基)苯(1,4-bis(3-methylstyryl)benzene)、1,4-雙(4-甲基苯乙烯基)苯(1,4-bis(4-methylstyryl)benzene)、二苯乙烯基苯(distyrylbenzene)、1,4-雙(2-乙基苯乙烯基)芐基(1,4-bis(2-ethylstyryl)benzyl)、1,4-雙(3-乙基苯乙烯基)苯(1,4-bis(3-ethylstyryl)benzene)、1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-甲基苯(1,4-bis(2-methylstyryl)-2-methylbenzene)、1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-乙基苯(1,4-bis(2-methylstyryl)-2-ethylbenzene)；二苯乙烯基吡嗪(distyrylpyrazine)化合物，如2,5-雙(4-甲基苯乙烯基)吡嗪(2,5-bis(4-methylstyryl)pyrazine)、2,5-雙(4-乙基苯乙烯基)吡 嗪(2,5-bis(4-ethylstyryl)pyrazine)、2,5-雙[2-(1-萘基)乙烯基]吡嗪(2,5-bis[2-(1-naphthyl)vinyl]pyrazine)、2,5-雙(4-甲氧基苯基)吡嗪(2,5-bis[2-(4-biphenyl)vinyl]pyrazine)、2,5-雙[2-(4-聯苯基)乙烯基]吡嗪(2,5-bis(4-methoxystyryl)pyrazine)、或2,5-雙[2-(1-芘基)乙烯基]吡嗪(2,5-bis[2-(1-pyrenyl)vinyl]pyrazine)；二亞甲基(dimethylidene)衍生物，如1,4-亞苯基二亞甲基(1,4-phenylenedimethylidene)、4,4'-亞苯基二亞甲基(4,4’-phenylenedimethylidene)、2,5-二甲苯二亞甲基(2,5-xylene dimethylidene)、2,6-亞萘基二亞甲基(2,6-naphthylenedimethylidene)、1,4-亞聯苯基二亞甲基(1,4-biphenylenedimethylidene)、1,4-對-四苯基二亞甲基(1,4-para-terephenylene dimethylidene)、9,10-蒽二基二甲基烷(9,10-anthracenediyldimethylidine)、或4,4'-(2,2-二-鈦-丁基苯基)聯苯(4,4’-(2,2-di-ti-butylphenylvinyl)biphenyl)、或4,4'-(2,2-二苯基乙烯基)聯苯基(4,4’-(2,2-diphenylvinyl)biphenyl)，或其衍生物；於日本專利公開號第1994-49079或1994-293778揭露之矽烷胺(silanamine)衍生物；於日本專利公開號第1994-092947號揭露之多功能基之苯乙烯化合物；如日本專利公開號第1994-206865號揭露之蒽(anthracene)化合物；於日本專利公開號第1994-145146號揭露之喹啉(oxinate)衍生物；於日本專利公開號第1992-96990號揭露之四苯基丁二烯(tetraphenyl butadiene)化合物；如日本專利公開號第1991-296595號公開之有機三官能基化合物；於日本專利 公開號第1990-191694號揭露之香豆素(coumarin)衍生物；於日本專利公開號第1990-196885號揭露之苝(perylene)衍生物；於日本專利公開號第1990-255789號揭露之萘(naphthalene)衍生物；如日本專利公開號第1990-289676或1990-88689號揭露之酞菁紫環酮(phthaloperynone)衍生物；或如日本專利公開號第1990-250292號揭露之苯乙烯基胺(styryl amine)衍生物考使用作為一包含於低反射層中的電子接受有機化合物。此外，於此，可使用如LiF CsF作為材料形成該電子注入層。
該電洞阻擋層可為一能夠透過防止注入的電洞穿過發光層至電子注入電極層的方式，提高裝置使用壽命及效率之層，且當有需要的時候，可使用習知材料形成於該發光層及該電子注入層間之適當部位。
舉例而言，該電洞注入層或電洞傳輸層可包括一電子贈與有機化合物。作為該電子贈與有機化合物，可使用N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基苯基(N,N’,N’-tetraphenyl-4,4’-diaminophenyl)、N，N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二氨基聯苯(N,N’-diphenyl-N,N’-di(3-methylphenyl)-4,4’-diaminobip henyl)、2,2-雙(4-二-對-甲苯基氨基苯基)丙烷(2,2-bis(4-di-p-tollylaminophenyl)propane)、N,N,N',N'四-對-甲苯基-4,4'-二氨基聯苯(N,N,N’,N’-tetra-p-tollyl-4,4’-diaminobiphenyl)、雙(4-二-對-甲苯基氨基苯基)苯基甲烷 (bis(4-di-p-tollylaminophenyl)phenylmethane)、N，N'-二苯基-N,N'-二(4-甲氧基苯基)-4,4'-二氨基聯苯(N,N’-diphenyl-N,N’-di(4-methoxyphenyl)-4,4’-diaminobi phenyl)、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基二苯醚(N,N,N’,N’-tetraphenyl-4,4’-diaminodiphenylether)、4,4'-雙(二苯基氨基)四苯基(4,4’-bis(diphenylamino)quadriphenyl)、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯(4-N,N-diphenylamino-(2-diphenylvinyl)benzene)、3-甲氧基-4'-N,N-二苯基氨基苯乙烯基苯(3-methoxy-4’-N,N-diphenylaminostyrylbenzene)、N-苯基咔唑(N-phenylcarbazole)、1,1-雙(4-二-對-三氨基苯基)環己烷(1,1-bis(4-di-p-triaminophenyl)cyclohexane)、1,1-雙(4-二-對-三氨基苯基)-4-苯基環己烷(1,1-bis(4-di-p-triaminophenyl)-4-phenylcyclohexane)、雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷(bis(4-dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethane)、N,N,N-三(對-甲苯基)胺(N,N,N-tri(p-tollyl)amine)、4-(二-對-甲苯基氨基)-4'-[4-(二-對-甲苯基氨基)苯乙烯基]二苯乙烯(4-(di-p-tollylamino)-4’-[4-(di-p-tollylamino)styryl]stilbene)、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基聯苯(N-苯基咔唑N,N,N’,N’-tetraphenyl-4,4’-diaminobiphenyl N-phenylcarbazole)、4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl)、4,4“- 雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]對-三聯苯(4,4”-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]p-terphenyl)、4,4'-雙[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(2-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(3-acenaphthenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、1,5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘(1,5-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]naphthalene)、4,4'-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]聯苯苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(9-anthryl)-N-phenylamino]biphenylphenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]對三聯苯(4,4’-bis[N-(1-anthryl)-N-phenylamino]-p-terphenyl)、4,4'-雙[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(2-phenanthryl)-N-phenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(8-熒蒽基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(8-fluoranthenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(2-pyrenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(2-perylenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、4,4'-雙[N-(1-暈苯基)-N-苯基氨基]聯苯(4,4’-bis[N-(1-coronenyl)-N-phenylamino]biphenyl)、2,6-雙(二-對-甲苯基氨基)萘(2,6-bis(di-p-tollylamino)naphthalene)、2,6-雙[二-(1-萘基)氨基]萘 (2,6-bis[di-(1-naphthyl)amino]naphthalene)、2,6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘(2,6-bis[N-(1-naphthyl)-N-(2-naphthyl)amino]naphthalene)、4,4'-雙[N,N-二(2-萘基)氨基]三聯苯(4,4’-bis[N,N-di(2-naphthyl)amino]terphenyl)、4,4'-雙[N-苯基-N-〔4-(1-萘基)苯基]氨基}聯苯(4,4’-bis{N-phenyl-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]amino}biphenyl)、4,4'-雙[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]聯苯(4,4’-bis[N-phenyl-N-(2-pyrenyl)amino]biphenyl)、2,6-雙[N,N-二-(2-萘基)氨基]氟(2,6-bis[N,N-di-(2-naphthyl)amino]fluorine)、或4,4'-雙(N,N-二-對-甲苯基氨基)三聯苯(4,4’-bis(N,N-di-p-tollylamino)terphenyl)、或芳胺類化合物，如雙(N-1-萘基)(N-2-萘基)胺(bis(N-1-naphthyl)(N-2-naphthyl)amine)，但本發明並不僅限於此。
該電洞注入層或電洞傳輸層可透過分散該有機化合物於一聚合物或使用一由該有機化合物衍生之聚合物而形成。此外，可使用一π-共軛聚合物，如聚對苯乙炔(polyparaphenylenevinylene)及其衍生物、一電洞傳輸無共軛聚合物，如聚(N-乙烯基咔唑)(poly(N-vinylcarbazole))、或一矽烷之σ-共軛聚合物。
該電洞注入層可使用一電性導電聚合物形成，舉例而言：金屬酞菁(metal phthalocyanine)，如銅酞菁(copper phthalocyanine)；非金屬酞菁(non-metal phthalocyanine)；碳層；或聚苯胺(polyaniline)，或該電洞注入層可藉由使用一芳胺化合物作為氧化劑與路易士酸反應而形成。
舉例而言，OLED可形成以下類型：(1)電洞注入電極層/有機發光層/電子注入電極層；(2)電洞注入電極層/電洞注入層/有機發光層/電子注入電極層；(3)電洞注入電極層/有機發光層/電子注入層/電子注入電極層；(4)電洞注入電極層/電洞注入層/有機發光層/電子注入層/電子注入電極層；(5)電洞注入電極層/有機半導體層/有機發光層/電子注入電極層；(6)電洞注入電極層/有機半導體層/電子阻擋層/有機發光層/電子注入電極層；(7)電洞注入電極層/有機半導體層/有機發光層/黏著促進層/電子注入電極層；(8)電洞注入電極層/電洞注入層/電洞傳輸層/有機發光層/電子注入層/電子注入電極層；(9)電洞注入電極層/絕緣層/有機發光層/絕緣層/電子注入電極層；(10)電洞注入電極層/無機半導體層/絕緣層/有機發光層/絕緣層/電子注入電極層；(11)電洞注入電極層/有機半導體層/絕緣層/有機發光層/絕緣層/電子注入電極層；(12)電洞注入電極層/絕緣層/電洞注入層/電洞傳輸層/有機發光層/絕緣層/電子注入電極層；或(13)電洞注入電極層/絕緣層/電洞注入層/電洞傳輸層/有機發光層/電子注入層/電子注入電極層，其中，上述各類型係由基板之平坦層依序形成。在某些情況中，該OLED可具有一具有一結構中具有至少兩層發光層之有機層，該有機層係借於一電洞注入電極層及電子注入電極層之間， 該些發光層係由具有電荷生成特性之中間電極層或CGL分隔，但本發明並不以此為限。
用以形成電洞或電子注入電極層及有機層，如發光層、電子注入或傳輸層、或電洞注入或傳輸層之材料以及其之形成方法為本領域習知；並且上述所有方法可應用於製造該OED。
該OED更可包括一封裝結構。該封裝結構可為一保護結構，其用以預防外部材料(如濕氣或氧)流入該OED之有機層。舉例而言，該封裝結構可為：一容器，如玻璃容器或金屬容器；或一覆蓋該有機層整個表面之膜。
圖9顯示以一具有容器結構(如玻璃容器或金屬容器)之封裝結構(903)保護一形成於含有依序形成基板層(101)、功能性光學層(103)及第一電極層(102)之基板上的有機層(901)及第二電極層(902)。如圖9所示，該封裝結構(903)可藉由黏著劑(904)貼附於該基板上。舉例而言，該封裝結構可貼附於該電極層，於該電極層下方，功能性光學層不設置於該基板。舉例而言，如圖9所示之該封裝結構(903)可藉由該黏著劑(904)貼附於該基板之一端。
舉例而言，該封裝結構可為一塗佈於該有機層及該第二電極層整個表面之膜。圖10顯示一封裝結構(1001)，其形成為一覆蓋有機層(901)及第二電極層(902)整個表面之膜類型。舉例而言，如圖10所示，該膜類型封裝結構(1001)可具有一塗佈於該有機層(901)及該第二電極層(902)整個表面之結構，其中，一含有基板層(101)、一功能性光學層(103) 及一電極層(102)之基板係貼附於一設置於其上之第二基板(1002)。於此，舉例而言，該第二基板(1002)可為一玻璃基板、一金屬基板、一聚合物膜或一阻擋層。舉例而言，該膜類型封裝結構可透過塗佈一藉由熱或UV照射固化之液體材料(如環氧樹脂)，並固化該塗佈材料而形成，或藉由堆疊該基板及使用黏著片之上方基板，該黏著片為先前於膜類型中使用環氧樹脂所製造。
若有所需，該封裝結構可包括一水吸收劑或一吸氧劑(getter)，例如：金屬氧化物，如氧化鈣(calcium oxide)或氧化鈹(beryllium oxide)；金屬鹵化物，如氯化鈣(calcium chloride)或五氧化二磷(phosphorus pentoxide)。舉例而言，該水吸收劑或吸氧劑可包含於一膜類型封裝結構，或設置於一容器類型封裝結構之預定位置。該封裝結構可更包括一阻擋膜或一導電膜。
舉例而言，如圖9或10所示，該封裝結構可貼附於該下方無形成功能性光學層之第一電極層之頂部。因此，可實現一密封結構，其中，該功能性光學層不暴露於外部環境中。舉例而言，該密封結構可意指該功能性光學層整個表面被基板層、電極層、及/或封裝結構所包圍或藉由所形成之密封結構，該密封結構包括該基板層、該電極層、及/或該封裝結構，從而預防該功能性光學層暴露於外部環境。只要該功能性光學層不暴露於外部環境中，該密封結構可只包括該基板層、該電極層、及/或該封裝結構，或者也可包括其他組成，例如，一導電材料或與基材層、 電極層及封裝結構之中間層。舉例而言，於圖9或圖10中，其他組成可設置於該基板層(101)接觸該電極層(102)之部分，或該第一電極層(102)接觸該封裝結構(903或1001)之部分，或其他位置。可使用一有機材料、無機材料、或具有低濕氣滲透性之有機/無機結合材料作為該組成，或使用一絕緣層或一輔助電極。
本發明之又一態樣係提供一製造用於OED或OLED之基板之方法。該示例型方法可包括形成一功能性光學層於一基板層上，且於此，該功能性光學層系進行處理以具有小於該基板層之投影面積。舉例而言，可藉由移除至少一部份形成於基板層上之功能性光學層以執行這樣的處理。透過上述處理，可圖案化該功能性光學層以僅設置於如上所述之對應發光區域之位置。
舉例而言，如圖11所示，可移除形成於一基板層(101)整個表面上之功能性光學層(103)之一部分。於該基板層上形成該功能性光學層之方法並不特別限制，因此可應用依據該功能性光學層態樣之習知形成方法。舉例而言，透過上述塗佈方法、如化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)或物理氣相沉積法(physical vapor deposition，PVD)之沉積方法，奈米壓印法(nano imprinting)或微壓印法(microembossing)，可形成該功能性光學層。
移除形成於該基板層上的功能性光學層之一部分之方法並無特別的限制，且在考量該功能性光學層之種類下，可應用其適當的方法。
舉例而言，可藉由應用濕式或乾式蝕刻移除該功能性光學層，其中，該功能性光學層係以能夠溶解該功能性光學層之蝕刻溶液處理。
於另一實施例中，可藉由雷射處理移除該功能性光學層。舉例而言，於該功能性光學層形成於該基板層上後，可藉由照射雷射移除其之。該雷射可照射於形成該功能性光學層之一側，或當該基板層為透明時，照射於該基板層。可使用任何具有適當輸出且能夠移除該功能性光學層之雷射種類。舉例而言，該雷射可為：光纖二極體雷射(fiber diode laser)；固態雷射，例如紅寶石(ruby)(如：Cr3+：Al2O3)或YAG(Nd3+：Y3A15O12)；氣體雷射，例如磷酸鹽玻璃(phosphate glass)、矽酸鹽玻璃(silicate glass)、二氧化碳雷射(CO2 laser)、或準分子雷射(excimer laser)；液態雷射(liquid laser)；半導體雷射(semiconductor laser)；或YLF(Nd3+：LiYF4)。這樣的雷射可以點雷射或線束雷射的形式照射。只要能受控制以執行適當的處理，照射雷射的條件並不特別限制。舉例而言，可照射以約1W至約10W輸出之具有於UV或IR範圍之波長之雷射，但本發明並不以此為限。
該功能性光學層也可藉由水刀法(water jet)移除。該水刀法係為一藉由在預定壓力下噴射水以移除一目標物之方法。舉例而言，可藉由在約500atm至2000atm或800atm至1300atmm的壓力下噴射水以移除該功能性光學層。為了有效的移除，上述所所噴射之加壓水可更包括一磨料，應考量被移除的目標物而使用適當的比率之合適的 習知材料以作為該磨料。
當應用水刀法時，在考量移除的部分或圖案下，噴射的直徑或速度的選擇並無特別的限制。舉例而言，在水刀法製程過程中，噴射寬度可控制於約1毫米至10毫米或2毫米至5毫米。此外，舉例而言，透過水刀蝕刻的速度可為約300毫米/分至約2000毫米/分或約500毫米/芬至約1200毫米/分，從而確保合適的製程效率並執行有效的去除。
作為另一方法，可透過光刻法(photolithography)去除部分的該功能性光學層；或透過平板印刷(off-set printing)或其他可考慮的圖案印刷法之一形成該功能性光學層，以從一開始便具有小於該基板層之投影面積。
依據一目的，可改變該功能性光學層之處理類型而無特別限制。舉例而言，可以這樣執行該處理：具有小於該基板層之投影面積之功能性光學層之位置對應之後形成之發光層之發光區域，且該投影面積對應或大於該發光層之投影面積或該發光層形成之發光區域。反之，若有所需，該功能性光學層可處理成各種圖案。此外，可移除該功能性光學層，其係設置於對應施用黏著劑以貼附於該封裝結構或該裝置終端區域之部分，或功能性光學層及平坦層之堆疊結構。
該方法可更包括於處理該功能性光學層之後形成一電極層。在此情況下，該電極層可具有上述投影區域，且可形成於上述位置。可形成一密封結構，以密封隨 著基板層處理之該功能性光學層。可透過任意習知方法執行形成該電極層之方法，例如沉積(deposition)、濺鍍(sputtering)、CVD或PVD，而無特別限制。
該方法可更進一步的包括形成上述之中間層。舉例而言，可透過下列方法形成該中間層。舉例而言，於處理該功能性光學層以具有小於該基板層之投影面積後，可透過形成一材料層而形成該中間層，該材料係用以形成該中間層，例如，一與電極層之折射率差之絕對值為約1以下、0.7以下、0.5以下或0.3以下之材料，如SiON，並且形成該電極層。在此情況下，依據所使用之材料，可透過習知沉積方法形成該用於形成該中間層之材料層。如上所述，該材料可具有大於該功能性光學層之投影面積，且可形成於該功能性光學層頂部，及其上無形成功能性光學層之基板層頂部。於另一實施例中，可透過下列方法形成該中間層，意即，可透過形成該功能性光學層於該基板層上，透過上述方法形成該中間層於該功能性光學層上，移除所形成的中間層及該功能性光學層，從而該功能性光學層及該中間層之投影面積小於該基板層之投影面積，並且額外形成該中間層於該殘留之中間層頂部，該殘留之中間層形成於該基板層及該功能性光學層頂部，形成用於OED之包含中間層之基板。之後，透過上述方法形成該電極層於該中間層頂部，從而完成該基板。
該方法可包括於形成該電極層之後，形成一含有發光層之有機層及第二電極層，並再形成一封裝結構。 在此情況下，該有機層、該第二電極層及該封裝結構可透過習知方法形成。
本發明之再一態樣係提供了一種OED之用途，例如，OLED。該OLED可有效地應用於一液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)之背光源、採光(lightings)、偵測器(sensors)、印表機(printers)、影印機之光源、汽車儀表之光源、信號光、指示燈、顯示裝置、用於平面發光裝置之光源、顯示器、裝飾或其他種類的光源。於一實施例中，本發明係關於一包含OLED之光源裝置。當該OLED應用於該光源裝置或用於其他用途時，組成該裝置之元件及組成該裝置之方法並不特別限制，但只要是用於OLED，該相關技術領域中習知之所有選擇性材料或方法皆可實施。
本發明用於OED之基板可透過防止如濕氣或氧之外部物質之滲透改善耐久性，從而可形成具有優異光萃取效率之OED。此外，由於該基板可穩定地貼附於一密封OED之封裝結構，相對於電極的磨損或由外部環境施加的壓力，該裝置可具有優異的耐久性。此外，該OED之外部末端之表面可保持在一適當程度之硬度。
101‧‧‧基板層
102,1021,1022‧‧‧電極層
103‧‧‧功能性光學層
X‧‧‧功能性光學層之電極層與基板層之電極層之間的邊界區域
W‧‧‧功能性光學層之側壁
A‧‧‧電極層之投影面積
B‧‧‧功能性光學層之投影面積
401‧‧‧銀膠
402‧‧‧電阻測量儀
D1,D2,D3,D4‧‧‧用於電阻測量或銀膠尺寸之樣本
501‧‧‧導電材料
601‧‧‧中間層
701‧‧‧介質材料
702‧‧‧散射區域
801‧‧‧光散射層
901‧‧‧有機層
902‧‧‧第二電極層
903,1001‧‧‧封裝結構
904‧‧‧黏著劑
1002‧‧‧第二基板
圖1至圖3係示例型基板之示意圖。
圖4係用以解釋測量電極層間電阻方法之示意圖。
圖5及圖6係示例型基板之示意圖。
圖7及圖8係示例型功能性光學層之示意圖。
圖9及圖10係示例型OEDs之示意圖。
圖11係用以解釋一製造示例型基板製程之示意圖。
圖12及圖13係為顯示依據實施例2移除功能性光學層及平坦層之處理之影像圖。
圖14及圖15係為顯示依據實施例之OLED耐久性評估之影像圖。
圖16係為顯示依據比較例之OLED耐久性評估之影像圖。
以下，將參照依據本發明之實施例及不依據本發明之比較例以詳細描述本發明，但本發明之範疇並不限於下列實施例。
實施例1
一用於光散射層之塗佈溶液係透過混摻並充分分散具有約200奈米平均粒徑之散射顆粒(二氧化鈦顆粒)於一含有作為縮合矽烷(condensable silane)之四甲氧基矽烷(tetramethoxy silane)之溶膠凝膠塗佈溶液而準備。一光散射層係透過塗佈該塗佈溶液於一玻璃表面，並於200℃進行一溶膠凝膠反應30分鐘，形成具有約300奈米之厚度。之後，一具有約1.8之折射率及約300奈米厚度之平坦層係透過塗佈一高折射塗佈溶液於該光散射層頂部，在如上述之相同條件下形成，該高折射塗佈溶液係透過混摻具有約10奈米 平均粒徑與約2.5折射率之高折射二氧化鈦顆粒於該含有四甲氧基矽烷之溶膠凝膠塗佈溶液。接著，透過照射一雷射至所形成之層以去除部分光散射層及平坦層，從而依序形成對應一有機層發光區域之殘留的光散射層及平坦層。在去除之後，一包含ITO之電洞注入電極層係透過習知的濺鍍法以形成約100奈米之厚度於該玻璃基板之整個表面上。接著，依序包含鉬(molybdenum)、鋁(aluminum)及鉬之導電材料層係分別沉積為50奈米、500奈米、及50奈米之厚度，形成於平坦層上電極層及直接形成於玻璃基板上之電極層之間的邊界上，從而製造一具有如圖5所示結構之基板。此外，一電洞注入層、一電洞傳輸層、一發光層、一電子傳輸層、一電子注入層及一電子注入電極層係使用習知材料及方法形成。之後，如圖9所示，使用一玻璃容器製造一具有封裝結構之OLED。
實施例2
除了透過水刀法執行光散射層及平坦層之去除之外，其他步驟皆如實施例1所述，以製造一OLED。透過噴射1,000atm之壓力加壓水轉移至噴嘴，使每一噴嘴具有約3毫米之蝕刻寬度，以執行該水刀法。具體而言，如圖12所示，該光散射層及該平坦層係先於一方向中去除，然後如圖13所示，再於垂直前述方向之方向上去除，從而進行圖案化該光散射層及該平坦層，其係於該基板之中央殘留具有水平長度約5公分及垂直長度約5公分之正方形。接著，係透過如實施例1所述之相同方法形成一電極層、 一有機層、及一電極層，並且貼附一玻璃容器，從而製備一OED。於此，於該基板之中央，一有機層之發光層之發光區域係形成具有水平長度4公分及垂直長度約4公分之正方形。
比較例1
除了形成一ITO電極而無不去除光散射層及平坦層外，其他步驟係以如實施例1所述，以製造一OED。該光散射層及該平坦層係形成於一玻璃基板之整個表面，且依序形成一有機層、第二電極層及封裝結構。
試驗例1：電極層間電阻之測量
使用如圖4所示之方法測量電極層間之電阻。首先，透過實施例1所述方法製造之用於OED之基板，並將其裁切為6個樣本(測試組1至6)。於每個樣本中，基於在功能性光學層上的電極層，與在基板層上的電極層之間的邊界(圖4中分隔電極層(1021及1022)之虛線)，使用銀膠形成兩個平行電極(401)。於此，平行電極(401)間之距離(D1+D2，D1=D2)係為3微米，平行電極之長度(D4)係為10微米，平行電極(401)之寬度係約3微米。於依據實施例1基板所製造之測試組，一導電材料係形成一具有約1.4微米之水平長度及約10微米之垂直長度(D4)之形狀，於功能性光學層上的電極層(1022)，及基板層上的電極層(1021)之間的邊界(圖4中分隔電極層(1021及1022)之虛線)。接著，該平行電極(401)係連接至一電阻測量儀(402)(Hewlett製造，品名：973A)，然後使用該測量儀(402)測量電阻。作為控制 組1，一基板，其中，一ITO電極係直接形成於一玻璃基板之整個表面，而並無透過如實施例1所述相同方法形成一光散射層及一平坦層；作為控制組2，一基板，其上之導電材料之形成不透過如測試組之相同方法以形成。而該電阻係如測試組相同之方法測量。
透過上述方法測量之電阻係如表1所示。
由上述結果，可確認雖然在電極層邊界具有階差，然而，相較於控制組，測試組具有較佳的電阻特性。
試驗例2：發光狀態之測量
透過觀察依據實施例或比較例之OLED之初始發光狀態，該OLED係於85℃下保持500小時並再度測量其發光狀態，以評估其耐久性。圖14及圖15係分別對應實施例1及2，顯示於上述方法中之耐久性評估之影像圖。具體而言，圖15(a)係為顯示實施例2之OLED之初始發光狀態之影像圖；圖15(b)係為顯示實施例2之OLED於85℃下保持500小時後之發光狀態之影像圖。圖16係為比較例1之初始發光狀態(圖16(a))及該OLED於85℃下保持500小時後之發光狀態(圖16(b))。經由該些圖式所示，由於在500小時後於比較例1中有許多點，因此可確認在發光均勻性 顯著的降低。
101‧‧‧基板層
102‧‧‧電極層
103‧‧‧功能性光學層
901‧‧‧有機層
902‧‧‧第二電極層
903‧‧‧封裝結構
904‧‧‧黏著劑

Claims (19)

  1. 一種用於有機電子裝置之基板，包括：一基板層；一功能性光學層，其係形成於該基板層上並且具有小於該基板層之投影面積；一電極層，其係具有大於該功能性光學層之投影面積，並且形成於該功能性光學層之頂部，與該無形成該功能性光學層之基板層之頂部；以及一導電材料，係電性連接該形成於該功能性光學層頂部之電極層，與形成於該無形成該功能性光學層之該基板層頂部之電極層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該電極層之投影面積(A)及該功能性光學層之投影面積(B)之比值(A/B)係為1.04以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該功能性光學層係由該基板層、該電極層、及該導電材料所封裝。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該基板層係為一透光基板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該導電材料包括至少一選自由銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、及鋁(Al)所組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該電極層係為一電洞注入電極層或一電子注入電極層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該功能性光學層係為一光散射層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該光散射層包括一介質材料及一光散射顆粒，該光散射顆粒具有與該介質材料不同之折射率。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該介質材料包括聚矽氧烷(polysiloxane)、聚醯胺酸(polyamic acid)、或聚亞醯胺(polyimide)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該光散射顆粒具有1.0至3.5之折射率。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該光散射層具有一不平整結構。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該功能性光學層包括該光散射層及一平坦層，該平坦層係形成於該光散射層之頂部上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用於有機電子裝置之基板，其中，該平坦層具有1.7以上之折射率。
  14. 一種有機電子裝置，包括：如申請專利範圍第1項所述之用於有機電子裝置之基板； 一有機層，係包括一發光層，該發光層係形成於該基板之一電極層上；以及一第二電極層，係形成於該有機層上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之有機電子裝置，其中，形成該功能性光學層之區域之長度(B)及該基板之發光層之發光區域之長度(C)之差異(B-C)係為10微米至2毫米。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之有機電子裝置，更包括一封裝結構，其係用以保護該有機層及該第二電極層，其中，該封裝結構係貼附於該基板之電極層之頂部表面，且該功能性光學層不形成於該基板電極層之頂部表面之下。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之有機電子裝置，其中，該封裝結構係為一玻璃容器或一金屬容器，或一覆蓋該有機層及該第二電極層整個表面之膜。
  18. 一種用於有機電子裝置基板之製造方法，包括：形成一功能性光學層於一基板層上，以具有一小於該基板層之投影面積；形成一電極層於該功能性光學層頂部，以及該無形成該功能性光學層之基板層頂部，其中，該電極層具有一大於該功能性光學層之投影面積；以及形成一導電材料以電性連接該形成於該功能性光學層頂部之電極，與該形成於該無形成功能性光學層之該基板層頂部之電極。
  19. 一種光學裝置，其包括如申請專利範圍第14項所述之有機電子裝置。
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