TWI451611B - 有機發光裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種有機發光裝置，且特別是有關於一種具有高發光效率之有機發光裝置。
資訊通訊產業已成為現今的主流產業，特別是可攜帶式的各種通訊顯示產品更是發展的重點。而由於平面顯示器是人與資訊之間的溝通界面，因此其發展顯得特別重要。有機發光裝置由於其具有自發光、廣視角、省電、程序簡易、低成本、操作溫度廣泛、高應答速度以及全彩化等等的優點，使其具有極大的潛力，因此可望成為下一代平面顯示器之主流。
一般來說，有機發光裝置是由設置在基板上之第一電極層、第二電極層以及夾於兩電極層之間的有機發光層組成。基板與第一電極層通常是採用透光材質，使有機發光層所產生的光線可以穿透出，其中第一電極層的折射率約為1.9以及基板的折射率約為1.5，而空氣的折射率為1。已知光線由高折射率材料進入低折射率材料時容易在介面處發生全反射，因此從有機發光層發出的光線很有可能在第一電極與基板的介面處以及基板與空氣的介面處發生全反射，使得有機發光裝置的發光效率不佳。舉例來說，進入第一電極層的光線約有30%會在第一電極層與基板的介面處發生全反射，以及進入基板的光線約有30%會在基板與空氣的介面處發生全反射。因而，目前大部分的有機發光裝置僅有15～20%的發光效率。
本發明提供一種有機發光裝置，具有高發光效率。
本發明提出一種有機發光裝置。有機發光裝置包括一基板、至少一有機散射層、一第一電極層、一有機發光層以及一第二電極層。有機散射層位於基板的一表面上，其材料的玻璃轉移溫度Tg小於1500
C。第一電極層位於基板上。有機發光層位於第一電極層上。第二電極層位於有機發光層上。
基於上述，本發明之有機發光裝置包括有機散射層，有機散射層配置於基板的一表面上，以避免光線在電極層與基板的介面處或基板與空氣的介面處發生全反射。如此一來，大幅提升有機發光裝置的發光效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1D是根據本發明一實施例之有機發光裝置的製作流程的剖面示意圖。請參照圖1A，首先，於基板110的第一表面110a上形成有機散射層120，其中有機散射層120的材料的玻璃轉移溫度Tg小於1500
C。在本實施例中，基板110具有相對的第一表面110a與第二表面110b。有機散射層120的形成方法例如是先於基板110的第一表面110a上形成有機散射材料層(未繪示)，再對此有機散射材料層進行退火製程，以形成有機散射層120。其中，形成有機散射材料層的方法例如是真空蒸鍍法、塗佈法或其他合適的方法。所述塗佈法例如是先將有機材料溶解於諸如甲醇等有機溶劑中，再將所形成的溶液以液滴的方式塗佈於基板110的第一表面110a上。退火製程的溫度例如是大於有機散射層120的材料的玻璃轉移溫度Tg，諸如介於80至200℃，且最佳是150℃。
在本實施例中，基板110的材料例如是玻璃、石英、有機聚合物等透光材料或是其它可適用的材料，其折射率例如是約為1.5。有機散射層120的玻璃轉移溫度Tg較佳是低於150℃。有機散射層120的材料的吸收波長範圍例如是小於400nm，以避免其吸收可見光範圍的光而造成光損失。舉例來說，有機散射層120的材料例如是啡啉，且有機散射層120的材料較佳是具有由式1所表示的結構，Z選自由式2至式7所構成之族群
。在一實施例中，有機散射層120的材料例如是4,7-二苯基-1,10-鄰菲囉晽(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline,Bphen)或2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-Phenanthroline,BCP)。
請參照圖1B，接著，在基板110的第二表面110b上形成第一電極層130。在本實施例中，第一電極層130的形成方法例如是濺鍍法。第一電極層130的材料例如是透明導電材料。所述透明導電材料包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。在本實施例中，第一電極層130的折射率例如是大於基板110的折射率。第一電極層130的折射率例如是約為1.9。
請參照圖1C，然後，於第一電極層130上形成有機發光層140。在本實施例中，為了進一步提升有機發光裝置的發光效率，更包括於第一電極層130與有機發光層140之間形成電洞傳輸層142。因此，此步驟例如是先於第一電極層130上形成電洞傳輸層142，再於電洞傳輸層142上形成有機發光層140。有機發光層140的形成方法例如是真空蒸鍍法。有機發光層140可以是紅色有機發光圖案、綠色有機發光圖案、藍色有機發光圖案、其他顏色之發光圖案或是上述發光圖案之組合。電洞傳輸層142的形成方法例如是真空蒸鍍法。特別一提的是，在另一實施例中，亦可以於第一電極層130與電洞傳輸層142之間進一步設置電洞注入層。然而，電洞傳輸層142與電洞注入層的配置皆是可選的，因此亦可省略電洞傳輸層142與電洞注入層的形成步驟。
請參照圖1D，接著，於有機發光層140上形成第二電極層150。在本實施例中，為了進一步提升有機發光裝置的發光效率，更包括於有機發光層140與第二電極層150之間形成電子傳輸層144與電子注入層146。因此，此步驟例如是先於有機發光層140上依序形成電子傳輸層144與電子注入層146，再於電子注入層146上形成第二電極層150。第二電極層150的形成方法例如是濺鍍法。第二電極層150的材料例如是透明導電材料或是不透明之導電材料。所述透明導電材料可參照前文所述，所述不透明導電材料例如是金屬。電子傳輸層144與電子注入層146的形成方法例如是真空蒸鍍法。值得注意的是，電子傳輸層144與電子注入層146的配置是可選的，因此亦可省略電子傳輸層144與電子注入層146的形成步驟。在本實施例中，於形成第二電極層150後，有機發光裝置100的製作已大致完成。
如圖1D所述，有機發光裝置100包括基板110、有機散射層120、第一電極層130、有機發光層140以及第二電極層150。有機散射層120位於基板110的第一表面110a上，其材料的玻璃轉移溫度Tg小於1500
C。第一電極層130位於基板110的第二表面110b上。在本實施例中，第一表面110a與第二表面110b為相對表面，其中第一表面110a例如是下表面，其較接近有機發光裝置100的出光面，第二表面110b例如是上表面，其較遠離有機發光裝置100的出光面。換言之，在本實施例中，有機散射層120與第一電極層130例如是位於基板110的相對兩側，因此基板110例如是位於有機散射層120與第一電極層130之間。在本實施例中，有機散射層120例如是與基板110接觸。
有機發光層140位於第一電極層130上。第二電極層150位於有機發光層140上。在本實施例中，有機發光裝置100例如是更包括電洞傳輸層142、電子傳輸層144以及電子注入層146。電洞傳輸層142例如是位於第一電極層130與有機發光層140之間。在一實施例中，亦可於第一電極層130與電洞傳輸層142之間進一步配置電洞注入層。電子注入層146與電子傳輸層144例如是位於第二電極層150與有機發光層140之間，且電子傳輸層144例如是位於電子注入層146與有機發光層140之間。然而，必須一提的是，電洞注入層、電洞傳輸層142、電子傳輸層144以及電子注入層146的配置是可選的，其亦可不存在於有機發光裝置100中。
一般來說，在有機發光裝置中，由於基板的折射率大於空氣，因此從有機發光層發出的光線很有可能在基板與空氣的介面處發生全反射。在本實施例中，於基板110與空氣之間形成有機散射層120，使得基板110與空氣之間夾有有機散射層120。如此一來，可避免大角度的光線在基板110與空氣的介面處發生全反射，以大幅提升有機發光裝置100的發光效率。
圖2A至圖2D是根據本發明另一實施例之有機發光裝置的製作流程的剖面示意圖。請參照圖2A，首先，於基板110的第二表面110b上形成有機散射層122，其中有機散射層122的材料的玻璃轉移溫度Tg小於1500
C。在本實施例中，基板110具有相對的第一表面110a與第二表面110b。基板110的材料及有機散射層122的材料與形成方法可以參照前一實施例中所述，於此不贅述。
請參照圖2B，接著，在有機散射層122上形成第一電極層130。換言之，在本實施例中，有機散射層122與第一電極層130例如是依序堆疊於基板110的第二表面110b上。第一電極層130的折射率例如是大於基板110的折射率。其中，第一電極層130的形成方法與材料可以參照前一實施例中所述，於此不贅述。
請參照圖2C，然後，於第一電極層130上依序形成電洞傳輸層142與有機發光層140。此步驟可以參照前一實施例中所述，於此不贅述。值得注意的是，亦可以於第一電極層130與電洞傳輸層142之間進一步設置電洞注入層。然而，電洞傳輸層142與電洞注入層的配置皆是可選的，因此亦可省略電洞傳輸層142與電洞注入層的形成步驟。
請參照圖2D，而後，於有機發光層140上形成電子傳輸層144、電子注入層146以及第二電極層150。此步驟可以參照前一實施例中所述，於此不贅述。值得注意的是，電子傳輸層144與電子注入層146的設置是可選的，因此亦可省略該些膜層的形成步驟。在本實施例中，於形成第二電極層150後，有機發光裝置100的製作已大致完成。
有機發光裝置100包括基板110、有機散射層122、第一電極層130、有機發光層140以及第二電極層150。有機散射層122位於基板110的第二表面110b上，其材料的玻璃轉移溫度Tg小於1500
C。在本實施例中，第一表面110a與第二表面110b為相對表面，其中第一表面110a例如是下表面，其例如是與空氣接觸且為有機發光裝置100的出光面，第二表面110b例如是上表面。第一電極層130位於有機散射層122上。在本實施例中，有機散射層122與第一電極層130例如是位於基板110的同一側且依序堆疊於基板110上。因此，有機散射層122例如是位於基板110與第一電極層130之間，且有機散射層122例如是分別與基板110及第一電極層130接觸。
有機發光層140與第二電極層150例如是依序配置於第一電極層130上，且第一電極層130與有機發光層140之間例如是配置有電洞傳輸層142，有機發光層140與第二電極層150之間例如是依序配置有電子傳輸層144與電子注入層146。在一實施例中，亦可於第一電極層130與電洞傳輸層142之間進一步配置電洞注入層。然而，必須一提的是，電洞注入層、電洞傳輸層142、電子傳輸層144以及電子注入層146的配置是可選的，其亦可不存在於有機發光裝置100中。
一般來說，在有機發光裝置中，由於電極層的折射率通常大於基板，因此從有機發光層發出的光線很有可能在電極層與基板的介面處發生全反射。在本實施例中，於電極層130與基板110之間形成有機散射層122，使得電極層130與基板110之間夾有有機散射層122。如此一來，可避免光線在電極層130與基板110的介面處發生全反射，以大幅提升有機發光裝置100的發光效率。
在上述的實施例中，是以有機發光裝置100分別具有位於基板110的第一表面110a或第二表面110b上的有機散射層120、122為例，但在一實施例中，如圖3所示，有機發光裝置100可以包括第一有機散射層120與第二有機散射層122，其中第一有機散射層120位於基板110的第一表面110a上以及第二有機散射層122位於基板110的第二表面110b上。換言之，第一有機散射層120位於基板110與空氣之間，以及第二有機散射層122位於基板110與第一電極層130之間。如此一來，可有效地避免光線在基板110與空氣的介面處及在電極層130與基板110的介面處發生全反射，以進一步提升有機發光裝置100的發光效率。
以下列舉實驗例來驗證本發明的效果。
為證明本發明之上述實施例中所述的有機發光裝置具有較佳的元件特性，使用實驗例1~4與比較例作比較。其中，實驗例1與2之有機發光裝置具有如圖1D所示之結構，實驗例3與4之有機發光裝置具有如圖2D所示之結構，其中基板為玻璃基板，有機散射層的材料為4,7-二苯基-1,10-鄰菲囉晽(Bphen)，第一電極層的材料為銦錫氧化物(ITO)，電洞傳輸層的材料為N,N’-兩(1-萘基)-N,N’兩-(苯基)-對二氨基聯苯(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine,NPB)，有機發光層的材料為三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ3
)，電子傳輸層的材料為三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ3
)，電子注入層的材料為氟化鋰(Lithium fluoride,LiF)，以及第二電極層的材料為鋁。實驗例1與3的有機散射層是以真空蒸鍍法形成。實驗例2與4的有機散射層是以塗佈法形成，其包括先將有機材料溶解於諸如甲醇等有機溶劑中，再將所形成的溶液以液滴的方式塗佈於基板上。比較例之有機發光裝置的結構與實驗例1~4所示之結構有機發光裝置的結構相似，其不同處僅在於比較例之有機發光裝置不包括有機散射層，其餘膜層的材料、厚度及形成方法均相同。
在不外加驅動電力下，相較於比較例，實驗例1~4的發光效率增加值分別為30%、44%、33%以及43%。因此，由以上實驗結果可知，於有機發光裝置中，在基板與空氣之間或在基板與電極層之間設置有機散射層能有效地提升有機發光裝置的發光效率。
綜上所述，本發明之有機發光裝置包括至少一有機散射層，有機散射層配置於基板的一表面上，以位於基板與空氣之間或位於基板與電極層之間。如此一來，可避免光線在基板與空氣的介面處或電極層與基板的介面處發生全反射，以大幅提升有機發光裝置的發光效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧有機發光裝置
110‧‧‧基板
110a、110b‧‧‧表面
120、122‧‧‧有機散射層
130、150‧‧‧電極層
140‧‧‧有機發光層
142‧‧‧電洞傳輸層
144‧‧‧電子傳輸層
146‧‧‧電子注入層
圖1A至圖1D是根據本發明一實施例之有機發光裝置的製作流程的剖面示意圖。
圖2A至圖2D是根據本發明另一實施例之有機發光裝置的製作流程的剖面示意圖。
圖3是根據本發明又一實施例之有機發光裝置的剖面示意圖。
100．．．有機發光裝置
110．．．基板
110a、110b．．．表面
120．．．有機散射層
130、150．．．電極層
140．．．有機發光層
142．．．電洞傳輸層
144．．．電子傳輸層
146．．．電子注入層
Claims (7)
- 一種有機發光裝置，包括：一基板；至少一有機散射層，位於該基板的一表面上，其材料的玻璃轉移溫度Tg小於150℃，其中該有機散射層的材料具有由式1所表示的結構，Z選自由式2至式7所構成之族群
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中該有機散射層的材料的吸收波長範圍小於400nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中該基板位於該至少一有機散射層與該第一電極層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中該至少一有機散射層位於該基板與該第一電極層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中該至少一有機散射層包括一第一有機散射層與一第二有機 散射層，該第一有機散射層與該第二有機散射層分別位於該基板的相對表面上。
- 如申請專利範圍第5項所述之有機發光裝置，其中該基板位於該第一有機散射層與該第一電極層之間，該第二有機散射層位於該基板與該第一電極層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，更包括：一電洞注入層，位於該第一電極層與該有機發光層之間；一電洞傳輸層，位於該第一電極層與該有機發光層之間；一電子傳輸層，位於該第二電極層與該有機發光層之間；以及一電子注入層，位於該第二電極層與該有機發光層之間。
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