TWI481091B - 有機發光二極體結構與光學膜的製作及使用方法 - Google Patents

Description

有機發光二極體結構與光學膜的製作及使用方法

本發明是有關於一種有機發光二極體結構，且特別是一種具有光學膜的有機發光二極體結構。

隨著科技的進步，平面顯示器是近年來最受矚目的顯示技術。其中，有機電致發光顯示器因其自發光、無視角依存、省電、製程簡易、低成本、低溫度操作範圍、高應答速度以及全彩化等優點而具有極大的應用潛力，可望成為下一代的平面顯示器之主流。

本發明提供一種有機發光二極體結構，其具有較佳的發光效率。

本發明提供一種光學膜的製作及使用方法，其用以使有機發光二極體具有較佳的發光效率。

本發明的一實施例提出一種有機發光二極體結構，其包括一透明基板、一對電極層、一有機發光層以及一第一光學膜。透明基板具有彼此背對的一第一側與一第二側。電極層配置在透明基板的第一側。有機發光層配置在電極層之間。第一光學膜可拆卸地配置在透明基板的第二側。第一光學膜包括一基體與多個粒子。基體具有靜電性。粒子摻雜在基體內，其中粒子具有與基體之光折射率相異的至少一光折射率。

本發明的一實施例提出一種光學膜的製作方法，包括將多個粒子摻雜至呈液態的一基體中，其中粒子具有與基體之光折射率相異的至少一光折射率，接著固化承載件中呈液態的基體，以在承載件中成型出一第一光學膜。最後將第一光學膜從承載件中取出。

本發明的一實施例提出一種光學膜的使用方法，適用於一有機發光二極體元件。有機發光二極體元件包括一透明基板、配置在透明基板之一第一側的一對電極層與配置在電極層之間的一有機發光層。光學膜的使用方法包括藉由光學膜的靜電性而將其貼付在透明基板的一第二側，其中第一側背對第二側。

本發明的一實施例提出一種有機發光二極體結構，其包括一透明基板、一對電極層、一有機發光層以及一光學膜。透明基板具有彼此背對一第一側與一第二側。電極層配置在透明基板的第一側。有機發光層配置在電極層之間。光學膜配置在透明基板的第二側，其中光學膜具有靜電消除性與抗眩光性。

在本發明之一實施例中，上述之粒子佔第一光學膜之比例為0.1wt%至10wt%。

在本發明之一實施例中，上述之基體為矽基材料所構成。

在本發明之一實施例中，更包括一第二光學膜，配置在第一光學膜上且位在背對透明基板處。

在本發明之一實施例中，上述之第二光學膜具有靜電消除性與抗眩光性(anti-glare)。

在本發明之一實施例中，上述之第二光學膜的材質包括PET，PEN，PC，PI，含氟高分子，SiO₂ ，SiN_x ，TiO₂ ，Al₂ O₃ 等。

在本發明之一實施例中，上述之第二光學膜具有一表面微結構。

在本發明之一實施例中，加熱上述之呈液態的基體以使其固化成上述之光學膜。

在本發明之一實施例中，還包括配置一第二光學膜在光學膜的一側，且第二光學膜具有靜電消除性與抗眩光性。

在本發明之一實施例中，其中在呈液態的基體置入承載件之前，將第二光學膜置入承載件中。

在本發明之一實施例中，上述之光學膜與透明基板之間存在至少一氣泡，而光學膜的使用方法還包括藉由一滾壓工具將氣泡擠出光學膜與透明基板之間。

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1是依照本發明實施例的一種有機發光二極體結構的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，有機發光二極體結構100可應用於平面顯示器或相關照明裝置上，其包括透明基板110、一對電極層120、130、有機發光層140以及第一光學膜150。透明基板110例如為透明玻璃基板或是透明軟質基板，其具有彼此背對的第一側S1與第二側S2，且主要是作為承載上述之電極層120、130與有機發光層140之用，並使有機發光層140所產生的光可以從透明基板110透射出。一般來說，從透明基板110出光之有機電致發光裝置又稱為底部發光型有機電致發光裝置。

電極層120、130配置在透明基板110的第一側，其中電極層120為透明電極層，其材質可為金屬氧化物，如銦錫氧化物或是銦鋅氧化物等。有機發光層140配置在電極層120、130之間，其可包括紅色有機發光圖案、綠色有機發光圖案以及藍色有機發光圖案或是混合各頻譜的光產生的不同顏色(例如，白，橘，紫..等)發光圖案。電極層130可為金屬電極層。根據其他實施例，有機發光層140可更包括電子輸入層、電洞輸入層、電子傳輸層以及電洞傳輸層等。

此外，第一光學膜150可拆卸地配置在透明基板110的第二側S2，其中第一光學膜150是由具靜電性的基體152與摻雜在基體152內的多個粒子154所構成，且值得注意的是，這些粒子154具有與基體152之光折射率相異的至少一光折射率。據此，當有機發光層140所產生的光在穿過透明基板110而傳送至第一光學膜150時，由於基體152與粒子154皆具有與穿透基板110不同的光折射率，故而光會因散射效應而經由第一光學膜150傳送至發光二極體結構100之外，因而增加發光二極體結構100的發光效率。

詳細而言，基體152是由矽基材料(如矽氧樹酯，polysinoxanes，光折射率約1.5)所構成，而粒子154是由多個大小約200奈米至300奈米的材料所構成，其中這些粒子154可為光折射率大於基體152的二氧化鈦(TiO₂ )、氧化鋯(ZrO₂ )或氧化鋁(Al₂ O₃ )的至少其中之一所組成，亦可為光折射率小於基體152的氟化鎂(MgF₂ )、二氧化矽(SiO₂ )的至少其中之一所組成。於另一實施例中，粒子154亦可同時包含上述光折射率異於基體152的所有種類。換句話說，由於基體152與摻雜其內的粒子154因彼此相異的光折射率而使第一光學膜150形成具有多種不同介質的結構，讓光在第一光學膜150中能藉由散射而提高其通過第一光學膜150的機率。如此，便能有效地避免光在透明基板110與第一光學膜150之間因光折射率差異較大導致全反射效應，而降低發光二極體結構100的發光效率。

另外，在本實施例中，這些粒子佔第一光學膜150之整體重量比例為0.1wt%至10wt%，以讓基體152內的粒子154具有足夠的光散射能力。惟在此並未限制粒子154的種類及其重量比例，當選用粒子154之光折射率與基體152之光折射率差異越大時，則這些粒子154所佔整體之重量比例則會越少。相反地，當選用粒子154之光折射率與基體152之光折射率差異越小時，則這些粒子154所佔整體重量比例則會越多，以能達到所預期之散射效果。舉例來說，當以重量比例0.2 wt%的二氧化鈦粒子154摻雜至基體152，而形成厚度約0.2釐米(200微米至300微米)的第一光學膜150時，其所造成之霧度約為92.5%，且其所造成之光增益值約為1.5倍，亦即具有第一光學膜150後之發光二極體結構100的出光率，是未具有第一光學膜150時的出光率的1.5倍。在此，霧度係以通過第一光學膜150之軸向光的穿透率T(0)與通過第一光學膜150之全部光的穿透率T加以定義，其關係可表示為：

Hz(霧度)=[T-T(0)]/T

另一方面，基體152由於其材料特性而具有靜電性，故而能不使用接著劑的前提下貼附在透明基板110的第二側S2，更因如此，相較於習知的散射膜，第一光學膜150更具有可重複利用性，故而能有效地降低有機發光二極體結構100的製作成本並提高其使用壽命。此外，為避免第一光學膜150未貼附於透明基板110的另一面因靜電性導致使用上的困擾，有機發光二極體結構100還包括第二光學膜160，配置在第一光學膜150背對透明基板110處，此第二光學膜160的材質包括PET，PEN，PC，PI，含氟高分子，SiO₂ ，SiN_x ，TiO₂ ，Al₂ O₃ 等，以藉由其不具靜電性或具有靜電消除性而讓第一光學膜150於此側得以因無靜電性而提高使用效率。此外，在光學性質上，配置有第二光學膜160的第一光學膜150，其所造成之光增益值約為1.45倍，且第二光學膜160還具有表面微結構162，例如是微透鏡陣列，藉以讓第二光學膜160能降低鏡面反射，而有效地降低眩光的效應，使有機發光二極體結構100同時有較佳的光學性質與視覺品質。

在本實施例中，第二光學膜160係搭配第一光學膜150一起使用，但在其他實施例亦可以單獨將第二光學膜160配置在透明基板110上或是直接配置在透明基板110表面，亦或是搭配其他性質之光學膜一起使用，本技術領域具有通常知識者，可以按實際需求自行搭配使用，本發明並不以此為限。

圖2A至圖2C是圖1的發光二極體結構中第一光學膜的製作流程圖。請同時參考圖1與圖2A至圖2C，如圖2A所繪示，先在呈液態的基體152內摻雜多個粒子154，並於攪拌混和後置入一容器200；接著，以加熱裝置300加熱容器200內呈液態的基體152，以將其固化成厚度約在200微米至300微米的第一光學膜150；最後從容器200取出第一光學膜150。再者，為讓第一光學膜150僅其中一面具有靜電性，以方便其貼附在透明基板110後能順利地使用，不致因未貼附至透明基板110的另一面因同樣具有靜電性而造成使用上的困擾。在此，尚能在第一光學膜150的其中一面鍍製第二光學膜160，藉以消除第一光學膜150於此面的靜電性。此外，第二光學膜160還具有表面微結構162(繪示於圖1)，因而能降低因第一光學膜150所產生的鏡面反射，而有效地降低眩光的效應。

於另一未繪示的實施例中，第二光學膜160亦可在呈液態之基體152倒入容器200前先置入容器200的底部，以藉由加熱基體152的同時讓第二光學膜160貼附於成型後的第一光學膜150上。

圖3A與圖3B分別繪示圖1的有機發光二極體結構中第一光學膜的使用流程圖。請同時參考圖1、圖3A與圖3B，在本實施例中，由於第一光學膜150的其中一面已鍍製第二光學膜160而消除其靜電性，故而使用者能持取第一光學膜150上鍍製有第二光學膜160的一側，而藉由第一光學膜150於另一面的靜電性貼附在透明基板110的第二側S2。再者，當貼附過程中若在第一光學膜150與透明基板110之間產生氣泡400時，便需藉由一滾壓工具500(例如滾輪或刮刀)滾壓鍍製有第二光學膜160的此面，以將氣泡400從第一光學膜150與透明基板110之間擠出。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，藉由配置在基板上的光學膜，以讓有機發光二極體結構具有較佳的發光效率，其中光學膜是由具有靜電性的基體同時摻雜具有至少一種光折射率的粒子所構成。藉由分別具有不同光折射率的基體與粒子，而讓傳送至光學膜的光利用散射效應而提高光傳出有機發光二極體的機率。再者，藉由基體之靜電性可讓光學膜無須藉由膠體便能接著在有機發光二極體的基板上，並因其可重複利用性而降低有機發光二極體結構之製作成本及提高其耐用性。

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．．．有機發光二極體結構

110．．．透明基板

120、130．．．電極層

140．．．有機發光層

150．．．第一光學膜

152．．．基體

154．．．粒子

160．．．第二光學膜

162．．．表面微結構

200．．．容器

300．．．加熱裝置

400．．．氣泡

500．．．滾壓工具

S1．．．第一側

S2．．．第二側

圖1是依照本發明一實施例的一種有機發光二極體結構的示意圖。

圖2A至圖2C是圖1的發光二極體結構中第一光學膜的製作流程圖。

圖3A與圖3B分別繪示圖1的有機發光二極體結構中第一光學膜的使用流程圖。

100．．．有機發光二極體結構

110．．．透明基板

120、130．．．電極層

140．．．有機發光層

150．．．第一光學膜

152．．．基體

154．．．粒子

160．．．第二光學膜

162．．．表面微結構

S1．．．第一側

S2．．．第二側

Claims (12)

1. 一種有機發光二極體結構，包括：一透明基板，具有彼此背對的一第一側與一第二側；一對電極層，配置在該透明基板的該第一側；一有機發光層，配置在該對電極層之間；一第一光學膜，可拆卸地配置在該透明基板的該第二側，該第一光學膜包括：一基體，由矽基材料所構成並具有靜電性；以及多個粒子，摻雜在該基體內，其中該些粒子具有與該基體之光折射率相異的至少一光折射率，其中該基體利用靜電性貼附於該透明基板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體結構，其中該些粒子佔該第一光學膜之比例為0.1wt%至10wt%。
3. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體結構，更包括：一第二光學膜，配置在該第一光學膜上且位在背對該透明基板處。
4. 如申請專利範圍第3項所述的有機發光二極體結構，其中該第二光學膜具有靜電消除性與抗眩光性(anti-glare)。
5. 如申請專利範圍第4項所述的有機發光二極體結構，其中該第二光學膜的材質包括PET，PEN，PC，PI，含氟高分子，SiO₂ ，SiN_x ，TiO₂ ，Al₂ O₃ 等。
6. 如申請專利範圍第4項所述的有機發光二極體結構，其中該第二光學膜具有一表面微結構。
7. 一種光學膜的製作方法，包括：將多個粒子摻雜至呈液態的一基體中，其中該些粒子具有與該基體之光折射率相異的至少一光折射率，以及該基體為矽基材料所構成並具有靜電性；將摻雜有該些粒子的該基體置入一承載件中；固化該承載件中呈液態的該基體，以在該承載件中成型出一第一光學膜；以及將該第一光學膜從該承載件中取出。
8. 如申請專利範圍第7項所述的光學膜的製作方法，其中該固化步驟係加熱呈液態的該基體以使其固化成該第一光學膜。
9. 如申請專利範圍第7項所述的光學膜的製作方法，更包括：配置一第二光學膜在該第一光學膜的一側，其中該第二光學膜具有靜電消除性與抗眩光性。
10. 如申請專利範圍第9項所述的光學膜的製作方法，其中在呈液態的該基體置入該承載件之前，將該第二光學膜置入該承載件中。
11. 一種光學膜的使用方法，適用於一有機發光二極體元件，該有機發光二極體元件包括一透明基板、配置在該透明基板之一第一側的一對電極層與配置在該對電極層之間的一有機發光層，該光學膜包括： 一基體，由矽基材料所構成並具有靜電性；以及多個粒子，摻雜在該基體內，其中該些粒子具有與該基體之光折射率相異的至少一光折射率，該光學膜的使用方法包括：藉由該光學膜的靜電性而將其貼附在該透明基板的一第二側，其中該第一側背對該第二側。
12. 如申請專利範圍第11項所述的光學膜的使用方法，其中該光學膜與該透明基板之間存在至少一氣泡，該光學膜的使用方法更包括：將該氣泡擠出該光學膜與該透明基板之間。