TWI524571B - 發出輻射之有機組件及於發出輻射的有機組件使用一薄膜作為發射層之方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種輻射發射組件,特別是一種光電組件。
本專利申請案主張德國專利申請案2006年7月31日DE 10 2006 035 628.4和2006年12月14日DE 10 2006 059 129.1之優先權,其已揭示的整個內容在此一併作為參考。
文件WO 2005/018010中已描述多種有機電致發光產品,其具有較佳的光抽取率且具有一種相鄰配置的光散射用的媒體。
申請案EP 1 406 474中描述一種光抽取式OLED裝置,其包括:(a)一透明的基板;(b)一配置在該透明基板之第一表面上的光散射層;(c)一配置在該光散射層上的透明的第一電極層;(d)一配置在該透明的第一電極層上的有機EL元件,其中該電極層包括一個或多個有機層,但包括至少一發光層,此發光層中可產生光;(e)一配置在該有機EL-元件上的透明的第二電極層;(f)一配置在該透明的第二電極層上的反射層;(g)一隔離層,其光學折射率低且小於配置在該透明的第二電極和該反射層之間的發光層的折射率。
本發明的目的是提供一種已改良的組件。特別是提供一種發射側的輻射功率分佈之發射效率及/或均勻性已改良的輻射發射組件。
上述目的藉由一種具有申請專利範圍第1項特徵的輻射發射組件來達成。本發明有利的其它形式描述在申請專利範圍各附屬項中。
本發明的輻射發射組件包括一種用來產生輻射的活性層和一輻射發射面。在該輻射發射面上配置著一散射膜且此散射膜與該組件相連接。
該組件較佳是形成有機輻射發射組件,特別是形成有機發光二極體(OLED)。該活性層可適當地藉由一種有機層來形成,其包括一種有機(半)導體材料。因此,該有機層例如包含至少一種(半)導體聚合物及/或包含至少一種具有(半)導體分子的層,特別是含有一種低分子量的分子。
該組件中所產生的輻射可藉由該散射膜而散射。於是,相對於一種未具備該散射膜的相對應之組件而言,輻射功率可由該組件的輻射發射面此側來達成一種均勻的分佈。此外,藉由該散射膜上或該散射膜中之散射事件,則該輻射外形會受到干擾。這樣可有利地使該組件操作時所發出的輻射功率提高。特別是該組件中一種不期望的波導作用會受到干擾且該組件中所發出的輻射功率因此可有利地提高,其中該波導作用例如由於該組件中的(多次)反射,特別是全反射而發生。
此外,該散射膜較佳是施加在一已預製成的、功能良好的組件上且固定在該組件上。於是,特別是不需要將一製程中加料時的全部的組件都設置一種散射膜。反之,只有依據特定用途而選取的組件才需要設有一種散射膜。相對於該組件製造時一種積體化於該組件中的散射元件而言,該組件事後設置該散射膜時所可提供的優點是:該散射膜可依據需要而設置。
例如,已預製成的組件首先就一種準則來進行測試,該準則例如包括該組件的功能,所產生的輻射之彩色位置或已發出的輻射功率之至少一額定值。然後,只有這些符合該準則的組件才可設有一種散射膜。一種由該組件和該散射膜所形成的複合組件之製造成本可有利地下降,此乃因有缺陷的組件可被挑選出且未設有該散射膜,該散射膜具有一種高的發射效率。
一種有利的OLED可包含電性接觸用的特殊電極,且另外亦可包含一種保護該有機層用的外罩,其可保護該有機層使例如不受濕氣所影響。
在一有利的形式中,該散射膜形成一種透射式散射膜,其可使經由該散射膜且特別是產生於該活性層中的輻射被散射。一種反射式散射膜可使已散射的輻射反射回到該組件中,相對於此種反射式散射膜而言,該透射式散射膜所提供的優點是:可使輻射不會在該組件中轉向且亦不會被吸收。該散射膜之遠離該組件之一表面可形成該輻射由複合組件發出時的發射面,該複合組件包括該組件和該散射膜。
在一有利的形式中,該組件包括一基板,此基板上配置著一活性層。在製造該組件時,例如,一種活性層施加在該基板上。適當的方式是,該基板以機械方式使該活性層穩定。
特別是藉由一層來形成該基板,該層上施加一有機層且情況需要時施加多個電性接觸用的電極及/或施加該組件的其它元件。
該散射膜較佳是配置在該基板之遠離該活性層的此側上且與該基板相連接。由於該基板相對於膜而言通常具有高的機械穩定性,則該散射膜在該基板上可特別穩定地且較佳是持續地固定著。該基板適當的方式是以未承載(free support)的方式而形成。
另一方式是該基板以可撓性的方式而形成。例如,一種膜,特別是塑料膜(例如,PMMA膜),適合以可撓性的方式來形成。藉由該散射膜,則該基板/散射膜複合物之機械穩定性可較一種未設有一散射膜的可撓性基板還高。
該基板較佳是由一種可透過該活性層所產生的輻射的材料所構成。該基板之遠離該活性層的此側可形成該組件之一輻射發射面。例如,該基板包含一種玻璃。一玻璃基板通常是使用在OLED中。
在未具備該散射膜之傳統式組件中,入射至基板中的輻射之絕大部份會在該基板中受到一種連續的波導作用。這可在該基板之遠離該活性層的表面上藉由全反射來造成。持續地在基板中反射的輻射可由該基板之一不期望的面(例如,一側面)中發出。經由該基板之遠離該活性層的表面(其設置成該組件的主發射面)所發出的輻射功率於是以不期望的方式而下降。
此外,在該基板之遠離該活性層的表面上所反射的輻射在該組件中又被吸收。此被吸收的成份當然不能再發出。
經由該散射膜的散射作用,則該輻射之在該基板上所反射的成份以及基板中的波導作用都可有利地下降。結果,該組件的發射效率可提高。
又,該基板可以電性絕緣的方式來形成。在此種情況下,該組件之電性接觸作用較佳是在該基板的遠離該散射膜的此側上進行。
此外,該基板可在整面上設有該散射膜。該散射膜較佳是至少完全覆蓋該活性層。
在另一有利的形式中,該散射膜包括一種以局部性的散射區來偏移的膜矩陣。各散射區較佳是具有一種折射率,其與該膜矩陣的基體材料的折射率不同。可適當地透過輻射的基體材料可藉由折射率不均勻性的形成而達成該散射膜所需的散射特性。
各散射區之折射率較佳是與該基體材料的折射相差0.6%或更多,特別是相差3.0%或更多,更佳時是相差6%或更多。相差越大,則藉由散射區來達成的散射效率通常越大。
各散射區較佳是可透過該活性層中所產生的輻射。然後,在該散射膜中該輻射的散射可藉由入射至各散射區中及/或由各散射區中發出時的折射現象來達成。
在另一較佳的形式中,該散射膜或該膜矩陣含有一種可透過輻射的塑料,例如,熱塑性塑料。
透明的全部熱塑性塑料都可用作該膜的塑料,其包括:聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,Rhm公司的Plexiglas),環烯烴聚合物(COC,Ticona公司的Topas),Nippon Zeon公司的Zenoex或Japan Synthetic Rubber公司的Apel,聚堸(BASF公司的Ultrason或公司的Udel),聚酯,例如,PET或PEN、聚碳酸酯、聚碳酸酯/聚脂混合物,例如,PC/PET、聚碳酸酯/聚環己基甲醇環己二羧酸酯(PCCD,GE公司的Xylecs)以及聚碳酸酯/聚丁烯-對苯二甲酸脂(PBT)混合物。
例如,該散射膜或該膜基體含有一種聚合物,例如,聚碳酸酯。塑料膜,特別是以聚碳酸酯為主的膜,可以簡單的方式且成本有利地製成。
在另一有利的形式中,各散射區(特別是可透過輻射者)包括多個散射微粒。藉由添加有散射微粒的基體材料,則可特別簡易地形成完整定義的局部性散射區。各散射微粒較佳是包含無機或有機微粒,特別是包含有機微粒。塑料微粒及/或聚合物微粒特別適合作為散射微粒。
藉由散射微粒,則膜中的(光)輻射的輻射外形可由原來的方向中轉向,原來的方向即散射微粒上發生散射之前的方向。
在另一有利的形式中,散射微粒包括中空微粒,特別是聚合物的中空微粒。藉由中空微粒的中空區,則基體材料中可形成折射率不均勻性。中空體的內部區例如可以氣體(例如,空氣)填入。
藉由聚合物中空微粒,則可在設有聚合物中空微粒的聚合物基體材料中達成一種特別高的折射率差異性。可透過輻射的聚合物材料所具有的折射率通常相差很少。反之,該中空體之無聚合物的內部區可相對單純地顯示出一種與基體材料之折射率差異較大的折射率。
上述之中空球例如已描述在美國專利5053436中。壁材由丙烯酸聚合物所構成且內部區中以周圍的空氣填入。
在另一有利的形式中,各散射微粒所包括的微粒具有一種核心殼構造,特別是聚合物微粒具有一種核心殼形態。各微粒較佳是實心微粒而不是中空微粒。
由於微粒核心藉由包圍著該核心的微粒殼而與基體材料相隔開,則亦可有利地使用微粒核心的材料,其只依據情況(或不適合)用來與該基體材料直接相接觸。例如,可使用一種核心材料,其可促成該基體材料之聚合物鍵之分解。核心殼微粒之構成來自於此種可用作抗撞擊修正劑之構成。於是,需要多個原來具有生膠彈性的微粒(微粒的核心),但這些微粒不能完全地與大部份的熱塑性塑料相混合。這樣會使混合物的機械特性劣化。為了使生膠微粒之(混合)相容性獲得改良,可將生膠微粒套上一種外罩,例如,一種丙烯酸外罩。該外罩例如可藉由單體的改變而變成聚合物。該外罩然後圍繞著微粒核心且該外罩形成上述之殼。
在另一較佳的形式中,各散射區(特別是各散射微粒)所具有的平均直徑(平均的區域直徑或區域大小)至少是0.5 μm,較佳是至少1 μm至100 μm或甚至可達120 μm,更佳時是2至50 μm,大部份是2 μm至30 μm。所謂平均直徑(平均的區域直徑)是一種數字平均值。散射區的至少90%,大部份是至少95%,較佳是具有大於1 μm且小於100 μm的直徑。散射區且特別是散射微粒之此種尺寸使該散射膜具有特別好的散射特性,特別是可使可見光散射。
依上述的概念而言,OLED之直徑介於0.5 μm(含)和50 μm(含)之間,較佳是介於2 μm(含)和30 μm(含)之間時已顯示是特別適當的。
在另一較佳的形式中,在該散射膜之表面中形成一種特別是不規則的、較佳是以統計方式形成的散射結構。藉由輻射在該表面上的散射,則由於該表面上已受干擾的反射而一方面使可由該散射膜所發出的輻射功率提高,且另一方面由於散射式的散射而可由該散射膜之發射面來使該輻射功率的份佈的均勻性獲得改良。該散射結構適當的方式是形成在該散射膜之遠離該組件(特別是基板)之表面中。
在另一有利的形式中,該散射膜的粗糙度,特別是具有該散射結構之表面的粗糙度,大於3 μm,較佳是大於4 μm。此外,該粗糙度較佳是小於300 μm,特別是小於50 μm。該粗糙度可依據ISO 4288來決定。
該散射膜之已結構化的表面較佳是具有一種小於50%之光滑度,較佳是小於40%。此外,該光滑度較佳是大於0.5%。該光滑度可依據EN ISO 2813(角度60度)來決定。
在另一形式中,該散射膜亦具有一光滑表面,其適當的方式是以未結構化的方式來形成。在此種情況下,該光滑表面較佳是藉由該散射膜之面向該組件之表面來形成。此表面較佳是具有一種大於50%之光滑度。
除了各散射區以外,另外設置該散射結構時特別有利。於是,藉由各散射區上的體積散射和該散射結構上的表面散射,則可在特別高的範圍中使該複合組件之發射量提高且同時可在該複合組件之發射側上達成一種特別均勻的輻射功率分佈。
此外,經由該已結構化的表面之上述方式的結構化,則可對該複合組件之光學印象(例如,無光澤或無光滑)進行調整。
在另一較佳的形式中,該散射膜或該膜基體材料之折射率是依據該組件來調整。該輻射因此可容易地由該組件進入該散射膜中且該組件和該散射膜之間的界面上的反射損耗可下降。就折射率的調整而言,該散射膜的折射率或已形成各散射區時該基體材料的折射率較佳是與該組件的側面所配置的材料的折射率(特別是基板的折射率)相差20%或更少,特別是相差10%或更少。
就折射率的調整而言,可使用一種適合該膜的材料。為了使折射率適應於一種玻璃基板,則一種聚碳酸酯對該膜而言特別適當。
另一方式是,可使用一種折射率調整用的材料,例如,可使用一種光學膠,其配置在該散射膜和該基板之間。該折射率調整用的材料優先使基板至該散射膜的折射率跳躍值下降。
在另一有利的形式中,該散射膜固定在該組件上。該散射膜較佳是藉由一種黏合促進劑而固定在該組件(特別是基板)上,或使該散射膜積層在該組件(特別是基板)上。若使用一種黏合促進劑,則該黏合促進劑可有利地同時用作折射率調整用的材料。
在另一有利的形式中,該散射膜的厚度介於1 μm(含)和1mm(含)之間,較佳是介於25 μm(含)和500 μm(含)之間,特別好的情況是介於25 μm(含)和300 μm(含)之間。該膜之厚度可大於或等於30 μm。
一種層或一種層複合物可大致上視為上述之膜,其未承載著本身的重量,即,以無承載的方式來形成,且特別是具有可撓性。
另一方式是,本發明的範圍中亦可使用一種散射層,其厚度例如可達10mm且可不具備膜的特性。然而,具有膜特性的散射層特別是由於可撓性而特別適合。
在另一較佳的形式中,該複合基板由於該散射膜而在機械上獲致穩定,使該複合基板(包括該散射膜和該基板)本身在該基板受損時在機械上仍可藉由該散射膜而獲致穩定。
若該基板由一種易斷裂的材料(例如,玻璃)所形成,則複合基板特別適用。已斷裂的基板可藉由該散射膜而一起固定著。此散射膜因此須具有適當的機械穩定性且較佳是持續地與該基板連接著。
於是,藉由該散射膜可使該複合基板的整個穩定性提高且亦可使該複合組件之穩定性提高。此外,在操控該組件時由於斷裂所造成的損傷現象可減輕。
在另一有利的形式中,該散射膜以層複合物來構成,其具有多個單一層。該散射膜較佳是以(共)擠出的層複合物來形成。
在另一有利的形式中,一種吸收紫外線輻射(UV)的元件是與該組件相連接。該元件較佳是配置在該基板之遠離該活性層的此側上。
在有利的第一形式中,該元件以各別的UV保護膜來構成,該膜可吸收紫外線。該各別的UV保護膜可與該散射膜一起製備成一種膜複合物。此二種膜就一種膜複合物而言特別是以共擠製方式來形成。
在另一有利的形式中,該散射膜例如可藉由添加一種或多種添加劑以可吸收UV的方式來形成。另一方式是,該膜基體材料可使用一種可吸收UV的材料。
該膜複合物的基層(特別是具有該散射微粒的層)以及本發明之膜的可存在的共擠製層亦可包含其它添加劑,例如,UV吸收劑及/或其它的加工輔助劑。這包括特殊的去成形劑、流動劑、聚碳酸酯用的穩定劑、特殊的熱穩定劑、抗靜電劑及/或光學照亮劑。每一層中都可存在著不同的添加劑或不同的添加劑濃度。該共擠製層較佳是含有抗靜電
劑,UV吸收劑及/或去成形劑。
在一較佳的實施形式中,該膜的成份另外含有以下各種類的0.01至0.5Wt%之UV吸收劑:苯并三唑衍生物,二量體苯并三唑衍生物,三氮雜苯衍生物,二量體三氮雜苯衍生物,二芳氰丙烯酸。
紫外線輻射特別會在OLED中使產生輻射用的有機層受損且因此加速地造成該組件的缺陷。藉由該吸收UV輻射的元件,則至少可使該UV老化現象延緩。
在另一有利的形式中,該組件用來照明,特別是用於一般的照明中。一種散射膜在顯示器中將造成各別像素變成模糊,相對於顯示器中的應用而言,該散射膜可用在一般照明用的組件中而不會有不良的作用。
該組件例如可用於內部區的照明、外部區的照明或用於一種信號發光體中。
特別是用於一般照明中的該組件較佳是用來產生可見的輻射。透過該散射膜,則發射側的亮度可大大地提高。
在另一較佳的形式中,一種抗靜電的元件特別是由發出輻射的此側來與該組件相連接。(複合)組件上的污物沈積可因此變少。以該抗靜電方式來形成該散射膜時已顯示是特別有利的。對發射側的輻射功率分佈是不利的、由靜電所造成的在膜上的沈積因此可減少。一種抗靜電性因此可有利地整合在該散射膜中。
另一方式是,該抗靜電的元件可設置在一種特別是與該散射膜共擠製而成的膜複合物中以成為各別的抗靜電膜。
例如,適合的抗靜電劑可以包括:陽離子驅動的化合物,例如,四元的銨鹽、鏻鹽或鋶鹽;陰離子驅動的化合物,例如,鹼金屬或鹼土金屬鹽形式的烷基磺酸、烷基硫酸、烷基磷酸、羧酸,未離子化的化合物,例如,聚乙二醇酯、聚乙二醇醚、脂肪酸酯、乙氧基化脂肪銨。抗靜電劑較佳為四元的銨鹽化合物,例如,二甲基二異丙基銨全氟丁磺酸。
整體而言,一輻射發射組件之發射層用的散射膜以及特別是該散射膜應用在一輻射發射組件時提供了許多上述和以下將描述的優點。
本發明的其它特徵和優點描述在以下各圖式中所示的實施例中。
相同或作用相同的元件在各圖式中以相同的參考符號來表示。
第1、2圖分別顯示本發明之輻射發射組件的一實施例的切面圖。
各輻射發射組件1分別以OLED構成。此組件1包括一種用來產生輻射的有機層2或包括一種相對應的層堆疊,其具有多個有機層。有機層2配置在該輻射發射組件之一基板4之第一主面3上且與該基板4相連接。
為了將電荷載體注入至該有機層2中,則該有機層2須導電性地與第一電極5(例如,陰極)和第二電極6(例如,陽極)相連接。電荷載體(電子或電洞)可經由各電極5,6而傳送至該有機層,以便藉由電荷載體在該有機層2中的重組而產生輻射。各電極5和6較佳是以層的形式來形成,此時該有機層特別是配置在該二個電極之間。各電極和有機層2可施加在基板的第一主面3上。
該有機層或各有機層較佳是包括一種半導電性的有機材料。
例如,該有機層包括一種半導電性的聚合物。適當的有機或有機金屬聚合物包括:聚茀、聚噻吩、聚伸苯基、聚苯硫基乙烯基、聚對苯硫基乙烯基、聚螺化合物及其族類、共聚物、衍生物和混合物。
除了聚合物材料之外,該有機層亦可包括低分子的材料(所謂的小分子)。具有低分子量(低分子的材料)的適當之材料例如包括:三-8-鋁-喹啉酚-錯合物,Irppy(三-(2-苯基吡啶基)銥錯合物)及/或DPVBI(4,4’-貳(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-二苯基)錯合物。
形成該基板4,其可透過該有機層2中所產生的輻射。藉由該有機層2以較佳地產生可見光。例如,可使用一種玻璃基板(其例如由硼浮動玻璃所構成)或塑料(膜)基板(其例如由PMMA所構成)以作為可透過輻射的基板。
經由該基板4之遠離該有機層2之第二主面7所入射的光可由該組件1中發出。藉由第二主面7,則特別是可形成該組件的輻射發射面。在該有機層2之遠離該基板4之此側上可另外配置一鏡面層。此鏡面層將該有機層中離開該基板而傳送的輻射較佳是反射回到該基板4的方向中。該組件操作時經由該輻射發射面而發出的輻射功率因此可提高。第一電極5較佳是形成反射用的電極且因此同時亦形成鏡面層。於此,電極5較佳是金屬製成或以合金為主而製成。一分離的鏡面層未明顯地顯示在圖式中。
電極5可在情況需要時可形成多層結構,其中一層較佳是用來使電荷載體注入至該有機層2中且另一層形成鏡面層。電荷載體注入用的層適當地配置在該鏡面層和該有機層之間。該鏡面層及/或該電荷載體注入層可以含有金屬,例如,金、鋁、銀或鉑,或由這些金屬所構成。上述二種層適當的方式是含有不同的金屬。
情況需要時合金亦是適當的,該合金較佳是具有上述(多層)電極5用的金屬之至少一種。
第二電極6配置在基板4和該有機層2之間。就輻射之穿越而言,此第二電極可透過上述輻射。例如,該第二電極含有銦錫氧化物(ITO)。
在該組件1之輻射發射側上,即,該基板4之遠離該有機層2之此側上,一散射膜8固定在該基板上。
該有機層2較佳是配置在該基板4之遠離該散射膜8之此側上,為了清楚之故,省略了該有機層2之封罩之圖式。此種封罩包封著該有機層以對抗外界有害的各種影響(例如,濕氣)。此種封罩例如可形成一種屋頂結構。
該組件之電性接觸區之明顯的圖式亦省略。因此,該組件的控制電路例如可配置在該基板上,亦可配置在該封罩內。
該組件亦可包含多個較佳是已結構化、且互相隔開的有機層或層結構。不同的層或層結構可用來產生不同彩色的光,例如,紅光、綠光或藍光。
第1圖之實施例中,該散射膜8積層在該基板4之第二主面上。反之,第2圖之實施例中設有一分開的黏合促進層9(例如,一種黏合層),籍此可使該散射膜固定在基板4上。例如,一種型號LOT No.68之Norland光學黏合劑適合用作黏合促進劑。
該散射膜8可由透射式散射膜來形成,使由基板4而到達該散射膜中的輻射可藉由該散射膜而散射且該已散射的輻射經由該散射膜之遠離該基板之表面10而由該散射膜中發出。
藉由該散射膜,則由第1、2圖中所示的複合組件在操作時所發出的輻射功率可提高,該複合組件除了該組件之外亦包括該固定在該組件上的散射膜。
經由該膜中的散射事件及/或該膜表面上的散射,則相較於一種不是用來散射的發射層而言,該膜中的輻射外形可藉由統計上的輻射轉向作用以相對於正規的外形而受到干擾。特別是該輻射在該散射膜之遠離該有機層2之表面上的入射角可以是隨機的(random)且特別是可廣泛地分佈著。反射回到該膜之遠離該有機層2之表面10上的輻射之成份可藉由散射而減少。經由該散射膜之表面10而發出的輻射成份因此可有利地提高。該散射膜特別是可用作該複合組件之發射層。
此外,該複合組件之輻射發射側上的輻射功率分佈可藉由該散射膜而簡易地被均勻化。該有機層之有缺陷的區域在有缺點的散射膜中在該發射側上顯示成較暗的區域。有機層之此種有缺陷的區域在光散射時可藉由該散射膜來獲得補償。
在多個組件就功能或足夠的輻射功率來進行測試且不適當的組件已被挑出之後,該散射膜8可固定在各別仍存在的組件上。相對於一種在製造時積體化於各別的組件中的散射元件而言,所需的製造成本由於終端已變小而下降。
該組件1較佳是用來照明,特別是用於一般的照明中。一種散射膜在顯示器中將造成各別像素變成模糊,相對於顯示器中的應用而言,該散射膜可用在一般照明用的組件中而不會有明顯的不良作用。
該組件例如可用於內部區的照明、外部區的照明或用於一種信號發光體中。
特別是用於一般照明中的該組件較佳是用來產生可見的輻射。藉由該散射膜,則發射側的亮度、發射側的特殊發光量及/或發射側的光度可大大地提高。
第3A、3B、3C圖分別顯示本發明的組件用的一種散射膜8之實施例。各別的散射膜可用在第1、2圖之組件中。
在第3A和3B圖之實施例中,該散射膜8包括一種以散射微粒81來偏移的膜基體材料82。膜基體材料82較佳是由一種可透過輻射的塑料(例如,聚碳酸酯)來形成。特別是有機塑料微粒適合用作散射微粒。各散射微粒較佳是以聚合物微粒來形成。
此外,各散射微粒81較佳是可使輻射透過。就一種散射作用而言,各散射微粒適當的方式是具有一種與該膜基體材料之折射率不同的折射率。藉由可透過輻射的散射微粒,則一種散射作用可藉由在該膜基體材料之界面上的反射及/或藉由入射時在經由散射微粒及/或由散射微粒發出時的折射來達成。
各散射微粒在該膜製成之前可以統計分佈的方式混合至該膜基體材料用的成型材料中。該散射膜中各散射微粒的成份較佳是50重量百分比或更少。
第3A及3B圖中所示的膜中,在膜體積中的各微粒上進行一種體積散射過程。
各散射微粒的折射率較佳是與該基體材料的折射率相差0.6%或更多,特別是相差3.0%或更多且特別有利的是相差6%或更多。相差越大,則藉由散射微粒來達成的輻射轉向作用通常越有效率。
例如,聚合物中空微粒適合用作該散射微粒,此時藉由折射所達成的散射作用主要是由於中空體內部區和中空體壁面之間較大的折射率差異所造成。若聚合物材料用作膜基體材料82且亦用作該中空微粒之中空區之壁面,則此種聚合物材料通常具有較小的折射率差。壁面之材料和內部區(其例如以空氣之類的氣體填入)之材料之間的折射率差因此可較大。此種聚合物中空微粒具有以氣體填入的中空區12和中空區壁面13,此種聚合物中空微粒顯示在第3B圖中。
當然,亦可使用可透過輻射的實心微粒,特別是聚合物微粒,其不同於上述的中空微粒且因此未具備中空區。聚合物微粒較佳是具有一種核心殼形態。第3B圖中參考符號12對應於核心,且參考符號13對應於外罩。
除了各散射微粒81之外,第3B圖中所示的散射膜8之遠離該組件的表面10設有一種散射結構。藉由此種散射結構,則除了在微粒上的體積散射之外亦會在該膜的表面上發生體積散射。特別是該表面的一種不規則的結構,特別是依據統計圖樣製成的結構,適合用作該散射結構。
此外,藉由該散射膜8之遠離該基板4之表面10之結構化,則可調整該組件在關閉狀態時的光學印象。依據該表面結構化的形式,該組件可顯示成更光滑或較無光澤。
第3C圖顯示一種散射膜8,其具有一種散射結構,但未以散射微粒81來偏移。該散射膜因此只具有一種表面結構。就該膜的體積作為散射作用而言,使用多個散射微粒時較佳。然而,以一種只具有一已結構化的表面的散射膜亦可使由該組件所發出的輻射功率提高。
第3A至3C圖中的箭頭表示該散射膜8中的輻射通道,其中第3A和3B圖中在設有散射微粒81之膜中為了清楚之故一種經由微粒的輻射之圖解已省略。
該散射膜8所具有的厚度較佳是介於25 μm和500 μm之間,特別是介於25 μm和300 μm之間。此種厚度一方面就該複合組件之散射作用而言且另一方面就整個機械穩定性的提高而言特別適當。特別是藉由一種事後固定在一已預製成的組件上的散射膜,則亦可在一已裂開的玻璃基板中確保該組件的穩定性。此外,由於該裂開保護散射膜而可使因裂開所造成的損傷危險性下降。
已結構化的表面10之粗糙度須大於3 μm才可達成有效的散射作用,較佳是大於4 μm且小於300 μm,特別好的情況是大於4 μm且小於50 μm。
由於體積以及表面散射特性,則第3B圖的散射膜特別適合用來使已發出的輻射功率提高。藉由此種形式的散射膜,則相對於同形式但未具備該散射膜的組件而言可使亮度提高20%。
就該組件1所發出的輻射已最佳化地入射至該散射膜8中而言,該散射膜8之面向該組件之表面11可適當地以平坦形式且特別是未結構化的方式來形成。情況需要時亦可使用一種具有已結構化的表面11之散射膜。
為了使輻射容易地由該基板4而投入至該散射膜8中,則在一種設有散射微粒的散射膜中該基體材料、以及在一種只具有表面結構的散射膜中該膜的材料的折射率都需適當地依據該基板來調整。於此,特別是一種聚碳酸酯適用於該膜且特別適用於該基體材料。聚碳酸酯所具有的折射率大約是1.59。此材料之折射率可良好地依據一種玻璃基板來調整,特別是可依據硼浮動玻璃基板來調整,其所具有的折射率大約是1.54。
另一方式是,一種折射率調整材料(例如,光學溶膠)配置在該基板4和該散射膜8之間。在該散射膜藉由一種黏合促進層9而固定在該組件上時,理想方式是形成該黏合促進層以用來調整折射率。於此,該黏合促進層所具有的折射率不超過該基板4之折射率和該膜材料或基體材料之折射率所限定的區間的外部20%之範圍,較佳是不超過10%。該折射率調整材料所具有的折射率較佳是介於該基板和該散射膜(或該膜基體材料)之間。
藉由上述的折射率調整,則可使基板中一種在該基板側面之方向中的波導作用下降。該波導作用例如在基板空氣界面中會增強。
以下將描述各種特別適用於本發明的組件之膜,特別是發出可見光的組件用的膜。
可使用丙烯酸酯,特別是核心-殼-丙烯酸酯,作為透明的散射微粒(散射顏料),其直到至少300℃為止都可有利地達成一種足夠高的熱穩定性,以便在透明的塑料(較佳是聚碳酸酯)之加工溫度時不會發生分解。
此外,該散射顏料不應對任何功能有影響,否則會造成聚合物鏈之分解。因此,可使用Roehm & Haas公司的Paraloid或Sekisui公司的Techpolymer以使透明的塑料良好地受到染色。這些生產線可使用多種不同的型態。較佳是使用由Techpolymer系列所構成的核心-殼-丙烯酸酯。
該膜特別是在遠離該組件、且已結構化的此側上具有一種小於50%之光滑度(依據EN ISO 2813(角度60度)而測得),此光滑度較佳是小於40%及/或大於0.5%。已結構化的此側上一種粗糙度(依據ISO 4288來測得)大於3 μm時是有利的,較佳是大於4 μm及/或小於300 μm,特別是小於50 μm。
上述之膜由於亮度特性且同時具有高的光散射性,因此特別適合用於OLED中。
膜表面的光滑度特別重要且將影響該膜的光學特性。特別是可藉由該光滑度來調整該未受驅動的組件之光學印象。
該膜較佳是由塑料膜構成,其包括至少一層。該膜的至少一層包含透明的聚合物微粒,其折射率不同於該基體材料的折射率。該層包含:50至99.99 Wt.%,較佳是70至99.99 Wt.%之透明的塑料,特別是聚碳酸酯;以及0.01至50 Wt.%,較佳是0.01至30 Wt.%之聚合物微粒。這些微粒所具有的平均大小較佳是介於1和100 μm之間,特別是介於1至50 μm之間。
此外,該膜較佳是具有一已結構化的側面,其中此一已結構化的側面之表面所具有的光滑度(依據EN ISO 2813(角度60度)而測得)小於50%,較佳是小於40%且大於0.5%,該已結構化的此側所具有的粗糙度(依據ISO 4288來測得)大於3 μm,較佳是大於4 μm且小於50 μm,特別是小於300 μm。
在另一形式中,該散射膜亦具有一種光滑的表面。此表面適當的構成方式是未被結構化。在此種情況下,該光滑的表面較佳是藉由該散射膜之面向該組件的表面來形成。此表面所具有的光滑度較佳是大於50%。
就已結構化的膜表面的製造而言,較佳是使用多個已加熱的橡膠滾筒,如公司Nauta Roll Corporation之DE 32 28 002(或對等件US 4368 240)中所揭示者。此外,該膜較佳是藉由熱塑性加工來製成。
該膜表面的結構化較佳是藉助於平整工件之滾筒(特別是3個滾筒)來進行。形成滾筒間隙之二個滾筒之結構對該膜表面之鑄造特別重要,熔化物(所謂熔化簾)在離開一擠製機噴嘴之後進入至滾筒間隙中。就無光澤及/或已結構化的膜表面之製造而言,較佳是使用已塗佈著矽橡膠之滾筒,如公司Nauta Roll Corporation之US 4 368 240中所揭示者。各結構形成用的方法中的主要技術參數是橡膠滾筒的溫度和滾筒間隙中的壓力,其發出至各滾筒之間的熔化簾。製程參數可藉由簡單的研究來快速地測得。
藉由較高的溫度(例如,130℃)和較狹窄的滾筒相對間隙(例如,0.6)的組合,則可製成由聚碳酸酯構成的膜,其具有一種明顯的結構。
一種平滑及/或有光澤的表面較佳是以一種磨光的金屬滾筒來製成。該膜所具有的厚度較佳是從25 μm,較佳是從30 μm,至1000 μm。該膜亦可以是一種由至少二個膜所構成的多層複合物。
此複合物可藉由擠製來製成。另一方式是可配置多個各別預製成的膜且互相連接著(所謂黏合或疊合)。
為了藉由擠製來製成一種膜,該塑料顆粒(例如,聚碳酸酯顆粒)須傳送至一擠製機之填充漏斗且到達一由螺桿所構成的塑化系統中。
在該塑化系統中對該塑料進行輸送和熔化。該塑料熔化物經由一種寬縫隙噴嘴而受到壓力。在該塑化系統和該寬縫隙噴嘴之間可配置一種過濾裝置,一熔化物泵,固定的混合元件和其它的構件。離開該噴嘴的熔化物到達一種平滑砑光機。為了使膜表面的單側結構化,可使用一種橡膠滾筒。在該平滑拋光機之滾筒間隙中進行有利的造型。膜表面的結構化所用的橡膠滾筒已描述在US 4 368 240中。最後,形式固定化是藉由平滑滾筒和周圍空氣的互相冷卻來達成。塑化系統之其它裝置用來對各保護膜進行輸送、進行所期望的施加過程以及對已擠製的膜進行捲繞。
可使用全部透明的熱塑性材料作為膜的塑料,其包括:聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,Rhm公司的Plexiglas),環烯烴聚合物(COC,Ticona公司的Topas),Nippon Zeon公司的Zenoex或Japan Synthetic Rubber公司的Apel,聚堸(BASF公司的Ultrason或公司的Udel),聚酯,例如,PET或PEN,聚碳酸酯,聚碳酸酯/聚脂混合物,例如,PC/PET,聚碳酸酯/聚環己基甲醇環己二羧酸酯(PCCD,GE公司的Xylecs)以及聚碳酸酯/聚丁烯-對苯二甲酸脂(PBT)混合物。
較佳是使用一種聚碳酸酯,其特別適合依據一種OLED以對折射率進行調整。
適合用於膜之製造的聚碳酸酯都是已為人所知的聚碳酸酯,包括:均質之聚碳酸酯、共聚碳酸酯以及熱塑性聚酯碳酸酯。
一種適當的聚碳酸酯所具有的平均分子重量是18000至40000,較佳是26000至36000,特別是28000至35000,這是在雙氯甲烷中藉由測量相對的溶液黏性來測得或在相同重量的酚/o-雙苯之混合物中藉由光散射來校準而測得。
聚碳酸酯之製造較佳是依據相位界面方法或熔化物-酯化方法來達成且以下將以相位界面方法為例來說明。
聚碳酸酯另外可依據界面方法來製成。聚碳酸酯的合成方法以多種方式描述在以下的文件中;例如,H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews,Vol.9,Interscience Publishers,New York 1964 S.33ff.,Polymer Review,Vol.10,“Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods”,Paul W.Morgan,Interscience Publishers,New York 1965,Kap.VIII,S.325,Dres.U.Grigo,K.Kircherand P.R-Mller “Polycarbonate” in Becker/Braun,塑料手冊,3/1卷,Polycarbonate,Polyacetale,Polyester,Celluloseester,Carl Hanser Verlag Mnchen,Wien 1992,S.118-145以及EP-A 0 517 044。
適當的二酚例如描述在US-A 2 999 835,3 148 172,2 991 273,3 271 367,4 982 014以及2 999 846中,以及德國公開的文件1 570 703,2 063 050,2 036 052,2 211 956和3 832 396,法國專利文件1 561 518,專題著作”H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Interscience Publishers,New York 1964,S.28ff;S.102ff”,以及”D.G.Legrand,J.T.Bendler,Handbook of Polycarbonate Science and Technology,Marcel Dekker New York 2000,S.72ff.”等各文件中。
聚碳酸酯之製造亦可由熔化物中依據習知的聚碳酸酯製造方法(所謂熔化物酯化方法)而由碳酸二芳酯和二酚製成,其例如描述在WO-A 01/05866和WO-A 01/05867中。此外,酯化方法(醋酸鹽方法和酚酯化方法)例如描述在US-A 34 94 885,43 86 186,46 61 580,46 80 371和46 80 372中,以及EP-A 26 120,26 121,26 684,28 030,39 845,91 602,97 970,79 075,14 68 87,15 61 03,23 49 13和24 03 01中,以及DE-A 14 95 626和22 32 977中。
均質聚碳酸酯和共聚碳酸酯都是適當的。為了製造共聚碳酸酯,亦可使用1至25 Wt.%,較佳是2.5至25 Wt%(相對於所使用的二酚之總重量而言)之具有氫氧基-芳氧基-終端群之聚二有機矽烷,其已為人所知(例如,由US專利文件3 419 634中可知)或可依據文件中已知的方法來製成。含有聚二有機矽烷之共聚碳酸酯之製造方法例如已描述在DE-OS 33 34 782中。
此外,聚酯碳酸酯和塊狀共聚酯碳酸酯是適當的,其例如已描述在WO 2000/26275中。製造芳香族聚酯碳酸酯用的芳香族二碳酸二鹵化物較佳是同酚酸、松脂酚酸、二酚醚-4,4’-二碳酸和萘-2,6-二碳酸等等之二酸二氯化物。
芳香族聚酯碳酸酯可以線狀方式或以習知的方式而分支(亦請參閱DE-OS 29 40 024和DE-OS 30 07 934)。
聚二有機矽烷-聚碳酸酯-塊狀聚合物亦可以是一種由聚二有機矽烷-聚碳酸酯-塊狀聚合物和通常無聚矽烷之熱塑性聚碳酸酯所形成的混合物,其中此混合物中聚二有機矽烷結構單元之總含量大約是2.5至25 Wt%。
此種聚二有機矽烷-聚碳酸酯-塊狀聚合物例如已描述在US-PS 3 189 662,US-PS 3 821 325和US-PS 3 832 419中。
聚二有機矽烷-聚碳酸酯-塊狀聚合物之製程中,較佳是將含有α,ω-二氫氧基-芳氧基-終端群之聚二有機矽烷與其它的二酚例如依據二相界面方法轉換成一般的混合物(請參閱H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews,Vol.IX,Seite 27 ff,Interscience Publishers,NewYork 1964),其中須選取雙功能之酚反應物之比例,以使芳香族碳酸酯結構單元和二有機矽氧基單元達成一種適當的含量。
上述之含有α,ω-二氫氧基-芳氧基-終端群之聚二有機矽烷例如在US 3 419 634中已為人所知。
較佳是使用EP-A 634 445中已揭示的散射微粒作為以丙烯酸酯為主之聚合物微粒。
聚合物微粒所具有的核心是由一種生膠形式的酚聚合物所構成。生膠形式的酚聚合物可以是一種由任意的單體所形成的均質或共聚合物,其具有至少一乙烯形式之未飽和的基且在乳膠聚合之條件下在水介質中進行一種通常已為人所知的相加式聚合作用。上述的單體已列在US 4 226 752第3欄,第40至62列中。
聚合物微粒較佳是含有一種由生膠形式的烷基丙烯酸酯聚合物所構成的核心,其中該烷基具有2至8個碳原子,可選擇地與0至5%之黏結劑和0至5%(相對於核心的總重量而言)之接枝黏結劑進行共聚合作用。生膠形式的烷基丙烯酸酯較佳是與50%之一種或多種可共聚的酚單體進行共聚合作用。例如,先前已知的適當的黏結用和接枝黏結用的單體已描述在EP-A 0 269 324中。
聚合物微粒含有一種或多種外罩。外罩較佳是由酚均質聚合物或共聚物所製成。製造此種外罩用的適當的單體已揭示在US專利案號第4 226 752第4欄第20至46列中。外罩較佳是一種由甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、酚碳酸酯、羧酸乙烯酯、丙烯酸及/或甲基丙烯酸所構成的聚合物。
聚合物微粒可用來使透明的塑料(較佳是聚碳酸酯)具有光散射性。
聚合物微粒之平均直徑較佳是至少0.5 μm,更佳時是至少1 μm到至多是100 μm,特別佳時是2至50 μm,大部份情況是2至30 μm。所謂”微粒平均直徑”是指一種數目平均值。較佳是至少90%,大部份是在至少95%時,的聚合物微粒的直徑大於1 μm且小於100 μm。聚合物微粒較佳是一種可自由流動的粉末,其較佳是具有緊密的形式。
聚合物微粒可以下述方式製成:一般是在形成乳膠聚合物微粒時,使核心聚合物之至少一單體成份受到乳膠聚合作用。乳膠聚合微粒以相同的單體成份或一個或多個不同的單體成份而漲大,且單體在乳膠聚合物微粒內發生聚合作用。漲大和聚合作用可重複地進行,直至微粒生長成所期望的顆粒大小為止。核心聚合物微粒懸浮在第二水性單體乳膠中,且一種由聚合物微粒上的單體構成的外罩在第二乳膠中發生聚合作用。外罩可在核心單體上發生聚合作用。核心/外罩-聚合物微粒已描述在EP-A 0 269 324和US專利3 793 402和3 808 180中。
膜較佳是由擠製方法所製成。
為了進行擠製,一種聚碳酸酯顆粒傳送至一擠製機中且在該擠製機之塑化系統中熔化。塑料熔化物藉由寬縫隙噴嘴來施加壓力而變形,在一平滑拋光機之滾筒間隙中形成所期望的有利形式且藉由平滑滾筒和周圍空氣之互相的冷卻作用而使形式固定。具有較高的熔化物黏性之作為擠製用的聚碳酸酯在260至320℃中加工,該塑化系統之圓筒溫度以及噴嘴溫度須適當地調整。
藉由在寬縫隙噴嘴之前使用一個或多個側面擠製機和適當的熔化物調整器,則可使不同成份的聚碳酸酯熔化物互相重疊且因此產生多層的膜(請參閱EP-A 0 110 221和EP-A 0 110 238)。
本發明的膜之基層(特別是具有散射微粒的層)和可能存在的共擠製層可另外具有添加劑,例如,UV吸收劑及/或其它的加工輔助劑,其特別是包括去成形劑、流動劑、穩定劑,特別是熱穩定劑、抗靜電劑及/或光學發亮劑。每一層中可存在不同的添加劑或不同的添加劑濃度。該共製擠製
層較佳是含有該抗靜電劑,UV吸收劑及/或去成形劑。
在一較佳的實施形式中,該膜的成份另外含有0.01至0.5Wt.%之以下各種類的UV-吸收劑:苯并三唑-衍生物,二量體苯并三唑-衍生物,三氮雜苯-衍生物,二量體三氮雜苯-衍生物,二芳氰丙烯酸。
適當的穩定劑例如可以是磷化氫、亞磷酸酯或含矽的穩定劑以及其它描述在EP-A 0 500 496中的化合物。例如,三酚亞磷酸酯、二酚烷基亞磷酸酯、酚二烷基亞磷酸酯、三-(壬苯基)亞磷酸酯、四-(2,4-二-三-丁基苯基)-4,4’(二酚-二亞磷酸酯、二(2,4-二異丙苯)五丁四醇亞磷酸酯和三芳亞磷酸酯已為人所知。特別適當的是三苯基磷化氫和三-(2,4-二-三-丁基苯基)亞磷酸酯。
適當的去成形劑例如可以是由五丁四醇之一價至六價之乙醇(特別是甘油)所構成的酯或一部份酯。
一價的乙醇例如可以是硬芳香乙醇。二價的乙醇例如可以是乙二醇。三價的乙醇例如可以是甘油。四價的乙醇例如可以是五丁四醇。五價的乙醇例如可以是Arabit、Ribit和Xylit。六價的乙醇例如可以是Mannit、Glucit(Sorbit)和Dulcit。
酯較佳是單體酯、二酯、三酯、四酯、五酯和六酯或其混合物,特別是由飽和之脂肪族C10至C36單體碳酸所構成的統計式混合物,且較佳是由飽和之脂肪族C14至C32單體碳酸所構成的統計式混合物,其情況需要時可具有氫氧基單體碳酸。
商業上可獲得的脂肪酸酯,特別是五丁二醇和甘油之脂
肪酸酯,可包含少於60%之不同的酯。
具有10至36個碳原子的飽和之脂肪族單體碳酸例如可以是癸酸、硬脂酸等等。
適合的抗靜電劑可以包括:陽離子驅動的化合物,例如,四元的銨鹽、鏻鹽或鋶鹽;陰離子驅動的化合物,例如,鹼金屬或鹼土金屬鹽形式的烷基磺酸、烷酯硫酸、烷酯磷酸羧酸,未離子化的化合物,例如,聚乙二醇酯、聚乙二醇醚、脂肪酸酯、乙氧基化脂肪銨。抗靜電劑較佳為四元的銨鹽化合物,例如,二甲基二異丙基銨全氟丁磺酸。
膜的製造將依據以下的範例來說明。
範例:
A)藉由複合作用以製造一種主要批次:
主要批次的製造是以傳統的二螺桿複合擠製機(例如,ZSK 32)在聚碳酸酯一般的加工溫度250至330℃時進行。製造一種具有以下成份的主要批次:
1. 80Wt.% Makrolon®3108 550115(公司Bayer MaterialScience AG之聚碳酸酯(PC))
2. 20Wt.%核心-殼-微粒,其具有Butadien/Styrol-核心和甲基丙烯酸酯-殼(公司Sekisui之Techpolymer®MBX 5),其微粒大小是2至15μm且微粒平均大小是8μm。
製造膜時所用的設備包括:
1.主擠製機,其螺桿具有105mm的直徑(D)和41×D之長度;該螺桿具有一種除氣區;2.三滾筒平滑砑光機,其具有水平的滾筒配置,其中第三滾筒可相對於水平面而擺動+/-45度;3.一種滾動軌;4.一種可在二側施加一保護膜的裝置;5.一拉出裝置。6.捲繞台。
光散射用的材料之顆粒傳送至主擠製機之填充漏斗。在該擠製機的塑化系統圓筒/螺桿中使該材料熔化且予以輸送。材料熔化物傳送至該平滑砑光機,其滾筒具有下表中所示的溫度。在該平滑砑光機(由三個滾筒構成)上使膜形成有利的造型且予以冷卻。為了使膜表面的單側結構化,須使用一種橡膠滾筒。膜表面的結構化所使用的橡膠滾筒已揭示在Nauta Roll公司的US-4 368 240中。然後,該膜藉由一種排液管來輸送。接著,由PE所構成的一種保護膜施加在二側上且對該膜進行捲繞。
B)範例以下之使光散射的成份傳送至主擠製機:1. 50.0 Wt.% Makrolon3108 550115(公司Bayer MaterialScience AG之聚碳酸酯(PC))2. 50.0 Wt.%主要批次(如上述之A)所述者)由此而製成一種使光散射的層之擠製膜,其具有已結構化的表面和300 μm的總厚度。
該散射膜的散射特性能可靠地以特別簡單的方式藉由Henyey-Greenstein相位函數P
來描述。
此處是一種介於一入射至該散射膜之輻射和散射後的輻射之間的角度。就一種傳輸用的散射膜而言,形成在該發射側上所入射的輻射之(假想的)延伸線和該發出的輻射之間。
散射-異向性因素g(g因數)描述該散射膜之散射特性。此g因數介於-1和1之間,其中該-1值對應於鏡面形式的返回式散射,0值對應於同向性的散射且1值對應於輻射外形中較小的變化。大於0之範圍中的g因數指出向前散射。g因數可由實驗獲得。
散射前的強度分佈I(Θ)和由該膜所散射後的強度分佈I’(Θ’)之間的關係為
Θ和Θ’描述入射的輻射或已散射的輻射相對於表面法線的角度,其中由此二個角度之差所決定。
適當地選取一散射膜,其受到散射微粒所偏移且在膜表面上較佳是具有一散射結構,則相對於未設有該膜的組件而言可使由該組件所發出的輻射功率之可達成的最大增加率受到很大的影響。
當然,組件內部的參數(例如,組件中的吸收率)亦會影響該發射效率。然而,組件內部的參數在該組件製成之後不能輕易地改變。反之,該散射膜8事後可固定在該組件1上。組件的製程可在事後已設置該散射膜時有利地進行而不必使製程參數改變。
在一有利的形式中,該散射膜8特別是須相對於該組件來形成,使g因數介於0.3(含)和0.9(含)之間,特別是介於0.5(含)和0.7(含)之間。
第4圖中顯示一種模擬計算的結果。此處,對該散射膜設定不同的g因數。所發出的輻射功率之增加率相對於一預定厚度之散射膜之一預定型式的散射微粒之成份(重量百分比)的關係已顯示在第4圖中。就不同的g因數而言,該增加率分別有一明顯的最大值。一預設的組件中須適當地形成該散射膜,使該增加率位於該最大值附近。
已顯示的事實是,藉由一種g因數介於0.3(含)和0.9(含)之間的散射膜可達成一種大於20%之增加率。較佳是使用一種g因數介於0.5(含)和0.7(含)之間的散射膜,此乃因這樣可達成一特別高的大於30%之增加率,特別是可超過40%。
第5圖顯示發出的輻射功率之增加率相對於該膜上的每單位面積的體積中散射微粒之數量的關係之測量結果,其是針對一預定型態之散射微粒和該膜之可能存在的一預定結構而繪成。在散射微粒有不同的重量百分比(Wt.%)成份時,須分別選取該膜上每單位面積的體積中散射微粒之絕對數量,使增加率位於可達成的最大增加率之區域中或使增加率等於可達成的最大增加率。藉由散射微粒的數目,則特別是可使膜中的散射事件的頻度改變。在測得該增加率相對於該膜之俯視圖上每單位面積之體積中微粒的數目之關係時,則微粒大小(分佈)已預定之情況下,該散射膜的厚度可改變。就該散射膜而言,可適當地形成膜中之微粒數目的密度,使該增加率最佳化。
第6圖顯示本發明的組件所發出的輻射功率之增加率相對於OLED之觀看角度之關係,該OLED設有300 μm厚的聚合物-散射膜以作為發射層。
該觀看角度是相對於該散射膜的發射面的表面法線而測得。使用一種發出白光之組件以作為發出輻射的有機組件。該增加率在已測得的角度範圍中持續地超過20%且在大約43%時具有最大值。平均增加率大約是35%。
儘管發射率已增加,但相對於一種未設有該散射膜的相對應的組件而言,具有該散射膜的組件仍具有一種基本上未改變的發射特性。此二種組件(有膜及無膜)中,其發射特性至少在0度和70度的範圍中對應於一種藍伯(Lambertian)輻射器且因此具有餘弦形式之外形(請比較第7圖)。
除了已提高的發射率和發射側之均勻的特定的光輻射以外,該散射膜的其它優點在於,彩色位置的變動在該組件的發射側可受到補償。該彩色位置特別是可隨著觀看角度而變化。此種彩色位置的變動在很多OLED中本來就已存在。彩色位置的變動是指依據CIE之x及/或y座標的變動,其可藉由該散射膜來降低(請比較第8圖)。
此外,小的缺陷區(即,黑暗區)中一種已下降很多的光電流由該組件中流出,這些缺陷區可藉由散射性的散射膜來「遮掩」。
表2
表1和表2中顯示出具有不同的輻射產生用的聚合物之OLED中,在不同的操作電流I時不同型態的二個組件藉由該散射膜所達成的增加率。可分別使用OLED,其具有發出可見光的聚合物。表1涉及一種在黃色光譜區中發光的材料,表2涉及一種發出白光的材料。
白色光源中可達成特別高的增加率,這對以白光來達成的照明應用而言特別有利。
在不同的操作電流時,分別以具有該散射膜和未具備該散射膜的相同的組件來測得光輻射比(以lm/m2來表示)(行:最大值,最小值和平均值)。在各別的測量值下,可相對於比較用的組件來設定各別的增加率(以百分比來表示)。在各別的行中,設定最大和最小的光輻射比,且在發射面之中央區中設定光輻射比以及平均之光輻射比或相對應的增加率。
本發明當然不限於依據各實施例中所作的描述。反之,本發明包含每一新的特徵和各特徵的每一種組合,特別是
包含各申請專利範圍或不同實施例之各別特徵之每一種組合,當相關的特徵或相關的組合本身未明顯地顯示在各申請專利範圍中或各實施例中時亦同。
1‧‧‧組件
2‧‧‧有機層
3‧‧‧第一主面
4‧‧‧基板
5‧‧‧第一電極
6‧‧‧第二電極
7‧‧‧第二主面
8‧‧‧散射膜
9‧‧‧黏合促進層
10,11‧‧‧表面
12‧‧‧中空區,核心
13‧‧‧壁,外罩
81‧‧‧散射微粒
82‧‧‧膜基體材料
第1圖 本發明之輻射發射組件的一實施例的切面圖。
第2圖 本發明之輻射發射組件的另一實施例的切面圖。
第3A、3B、3C圖 本發明之組件用的一種散射膜之實施例。
第4圖 發出的輻射功率之增加率相對於散射微粒之重量濃度的關係之模擬計算的結果。
第5圖 發出的輻射功率之增加率相對於散射微粒之數量的關係之測量結果。
第6圖 本發明的組件所發出的輻射功率之增加率相對於觀看角度之關係圖。
第7圖 本發明之組件的發射特性,未具備該散射膜的組件的發射特性以及藍伯(Lambertian)輻射器之餘弦形式的發射特性。
第8圖 具備該散射膜之組件和未具備該散射膜的組件中CIE彩色座標x和y相對於觀看角度的關係圖。
1...組件
2...有機層
3...第一主面
4...基板
5...第一電極
6...第二電極
7...第二主面
8...散射膜
9...黏合促進層
10,11...表面
Claims (25)
- 一種發出輻射之有機組件,其具有一產生輻射的有機層;一用於發射輻射的輻射發射面;及一散射膜,配置在該組件之輻射發射面上且與該組件相連接;其中,該散射膜包括一與散射微粒混合的膜基底,其中,膜基底包含一可使該組件中所產生的輻射透過的塑料,其中,該散射膜之表面具有一大於3μm且小於300μm的粗糙度,及該散射膜之粗糙面自該組件之表面遠離;以及其中該散射膜係以擠出形成。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其包括一基板,基板上配置著該有機層,其中該散射膜配置在該基板之遠離該有機層之此側上且與該基板相連接。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該散射膜形成透射式散射膜,其在該組件操作時可使經由該散射膜的輻射散射。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中形成複數散射微粒使得該等微粒可透過輻射。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中各散射微粒包括有機微粒。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中散射微粒包括中空 微粒。
- 如申請專利範圍第4項之組件,其中散射微粒包括具有核心-殼構造的微粒。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中散射微粒所具有的平均微粒直徑介於2μm(含)和30μm(含)之間。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中散射微粒所具有的平均微粒直徑介於0.5μm(含)和50μm(含)之間。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該塑料為聚碳酸酯。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該散射膜或該膜基體材料之折射率係配合於該組件。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其包含有一基板,於該基板上配置著該有機層,其中該基板包含玻璃。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該散射膜藉由黏合促進劑而固定在該組件上或該散射膜積層在該組件上。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其包含有一基板,於該基板上配置著該有機層,其中該基板由可斷裂的材料所形成,且以機械穩定的方式來形成該散射膜,及使該散射膜與該基板相連接,以致藉由該散射膜來將該可斷裂的基板保持在一起。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該散射膜所具有的厚度介於1μm(含)和1mm(含)之間。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其包含有一基板,於該基板上配置著該有機層,其中一吸收紫外線輻射的元件 是與該發出輻射的有機組件相連接。
- 如申請專利範圍第16項之組件,其中該吸收紫外線輻射的元件配置在該基板之遠離該有機層之那側上。
- 如申請專利範圍第16項之組件,其中該吸收紫外線輻射的元件是一UV保護膜,其與該散射膜不同。
- 如申請專利範圍第16項之組件,其中該散射膜以可吸收UV的方式而形成。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該散射膜以抗靜電的方式而形成。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該組件形成為有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該組件用來照明。
- 如申請專利範圍第1項之組件,其中該發出輻射的有機組件包含一基板,其上設置有機層,且該基板包含一塑料。
- 一種於發出輻射的有機組件使用一薄膜作為發射層之方法,其包含步驟:提供一發出輻射之有機組件其具有一有機層作成用來產生輻射,及一輻射發射面用於發射輻射;施加一散射膜在該組件之輻射發射面上作為一發射層,且將該散射膜連接至該組件;其中該散射膜包括一與散射微粒混合的膜基底,其中該膜基底包含一可透過在該組件中所產生的輻射的 塑料,其中,該散射膜之表面具有一大於3μm且小於300μm的粗糙度,及該散射膜之粗糙面遠離該組件之表面;以及其中該散射膜係以擠出形成。
- 一種發出輻射之有機組件,其具有一有機層,作成用來產生輻射;一用於發射輻射的輻射發射面;及一散射膜,配置在該組件之該輻射發射面上且與該組件相連接;其中該散射膜包括一與散射微粒混合的膜基底,其中膜基底包含一可透過在該組件中所產生的輻射的塑料,其中該散射微粒包含有機微粒,其中,該散射膜之表面具有大於3μm且小於300μm的粗糙度,及該散射膜之粗糙面遠離該組件之表面;以及其中該散射膜係以擠出形成,且其中該塑料係聚碳酸酯。
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