TWI635639B - 高折射高導熱ｏｌｅｄ元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種高折射高導熱OLED元件，主要包括一基板及一發光單元所組成，其中發光單元係由基板之一側依序設有一第一電極、一有機材料層與一第二電極，基板之另一側設有一微凸結構，其中此微凸結構可藉由貼合或一體成形的方式設於基板之另一側，微凸結構係包含多個微凸單元，各微凸單元係與相鄰之微凸單元依序排列連接。本發明之高折射高導熱OLED元件，其微凸結構的設置更調整光線發射角度，提升照明亮度且減少能量的耗用，更進一步降低了基板及微凸結構因熱膨脹收縮率，並增加熱能散發率，故可大幅地降低OLED元件操作時的溫升，提高有機發光二極體之使用品質及壽命。
Description
本發明係提供一種具有高折射率及高導熱係數之OLED元件。
有機發光二極體(OLED)係於兩個電極之間夾有適當的有機化合物層，施加電壓後電子與電洞會於有機化合物層中再結合而發光。有機發光二極體因其高照度、低重量、超薄外形、無背光的自照明、低功耗、寬視角、高對比度、製造簡單、快速反應時間而應用於平板顯示器及照明產業。
在現有技術中，通常有機發光二極體(OLED)的基板，多數選用玻璃材質做為基板，然而當有機發光二極體所發射入基板之光線，由玻璃材質的基板的另一側射出進入大氣環境時，會因光線由折射率較高的玻璃介質進入折射率較低的空氣介質而產生全反射，使有機發光二極體元件內部所發射之光線大部分(約80%)被侷限於基板及有機層內，僅有約20%的光線可透射至空氣中。
為改善上述之問題，現有技術中，多於基板之另一側增設(鍍膜或貼合)一PET類的塑膠光學膜層，藉以改變光線發射角度，以降
低全反射的現象，然而雖光學膜層有助於提升OLED整體的發光效率(提升約60~70%)，但有機發光二極體發光時所產生之熱能，則因PET塑膠光學膜層的導熱係數僅約0.2Wm-1K-1，比玻璃基板的導熱係數(1.1~1.4Wm-1K-1)更低，反而導致熱能散發不易，造成熱能累積，影響有機發光二極體之使用品質及壽命，此外，光學膜層與基板所選用之材質不同而具不同的熱膨脹收縮率，因長時間或反覆的升降溫，而造成光學膜層與基板之分離，亦影響有機發光二極體之使用品質及壽命。
因此，如何提高有機發光二極體發光整體的發光效率及兼顧有機發光二極體之使用品質及壽命，為各方所努力研究之課題。
本發明提供一種高折射高導熱OLED元件，主要包括一基板及一發光單元所組成，其中基板之折射率係介於1.6~2.8之間，基板之導熱係數係介於30~600W/m．K之間。基板之一側設有發光單元，其中發光單元係由基板之一側依序設有一第一電極、一有機材料層與一第二電極。基板之另一側設有一微凸結構，其中此微凸結構可藉由貼合或一體成形的方式設於基板之另一側，微凸結構係包含多個微凸單元，各微凸單元係與相鄰之微凸單元依序排列連接。
本案之基板更進一步係為氧化鋁(Al2O3)基板，其折射率係介於1.6~1.8之間，導熱係數係介於30~60W/m．K之間，其中氧化鋁(Al2O3)基板係為單晶藍寶石或多晶藍寶石。
本案之基板更進一步係為碳化矽(SiC)基板，其折射率係
介於2.6~2.8之間，導熱係數步係介於300~600W/m．K之間。
本發明提供一種高折射高導熱OLED元件，除簡化了OLED基板的結構外，微凸結構的設置更調整光線發射角度，不再被基板所侷限及吸收，提升照明亮度且減少能量的耗用。此外，本發明相較於現有技術，更進一步降低了基板及微凸結構因熱膨脹收縮率，並增加熱能散發率，以及提高有機發光二極體之使用品質及壽命。
上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
100‧‧‧基板
200‧‧‧發光單元
210‧‧‧第一電極
220‧‧‧有機材料層
230‧‧‧第二電極
300‧‧‧微凸結構
310‧‧‧微凸單元
圖1為本發明之有機發光二極體之示意圖。
圖2為本發明之另一有機發光二極體之示意圖。
圖3為本發明之又一有機發光二極體之示意圖。
圖4為本發明之有機發光二極體之亮度及效率關係圖。
圖5為本發明之有機發光二極體之亮度及溫度關係圖。
圖6為本發明之有機發光二極體之電流密度及溫度關係圖。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請參閱圖1，如圖所示，為本發明之有機發光二極體之示意圖，其主要包含基板100與發光單元200，其中基板100之折射率係介於1.6~2.8之間，基板100之導熱係數係介於30~600W/m．K之間，以及發光單元200設於基板100之一側，其中發光單元200係由基板100之一側依序設有一第一電極210、一有機材料層220與一第二電極230。
其中，本發明之基板100可由為氧化鋁(Al2O3)之單晶藍寶石，或多晶藍寶石所製成，其氧化鋁(Al2O3)基板100之折射率進一步係介於1.6~1.8之間，導熱係數進一步係介於30~60W/m．K之間。
其中，本發明之基板100可由為碳化矽(SiC)所製成，其碳化矽(SiC)基板100之折射率進一步係介於2.6~2.8之間，導熱係數進一步係介於300~600W/m．K之間。
請參閱圖2，如圖所示，為本發明之另一有機發光二極體之示意圖，其主要包含基板100與發光單元200，其中基板100之折射率係介於1.6~2.8之間，基板100之導熱係數係介於30~600W/m．K之間，以及發光單元200設於基板100之一側，其中發光單元200係由基板100之一側依序設有一第一電極210、一有機材料層220與一第二電極230。
其中基板100之另一側係設置微凸結構300，此微凸結構300係包含多個微凸單元310，各微凸單元310則與其相鄰之微凸單元310則依序排列連接。
請參閱圖3，如圖所示，為本發明之又一有機發光二極體之示意圖，其主要包含基板100與發光單元200，其中基板100之折射率係介於1.6~2.8之間，基板100之導熱係數係介於30~600W/m．K之間，以及發光單元200設於基板1000之一側，其中發光單元200係由基板100之一側依序設有一第一電極210、一有機材料層220與一第二電極230。其中基板100之另一側係設置微凸結構300，此微凸結構300與基板100為一體成形所製成，其中微凸結構300係包含多個微凸單元310，各微凸單元310則與其相鄰之微凸單元310則依序排列連接。
請參閱圖4，為本發明之有機發光二極體之亮度及效率關係圖，為以使用不同基板與微凸結構之有機發光二極體的對照組1、對照組2及比較組1~比較組3之亮度及效率關係圖，其中對照組1為玻璃基板之OLED(以實線表示)，對照組2為藍寶石基板之OLED(以虛線表示)，比較組1為玻璃基板並貼合具有微凸結構的之OLED(以一點鏈線表示)，比較組2為藍寶石基板並貼合具有微凸結構的之OLED(以兩點鏈線表示)，比較組3為藍寶石基板並一體成形之微凸結構的之OLED(以三點鏈線表示)。如圖4及表1所示，其中對照組1之效率(cd/A)約為33.7，對照組1之效率約為38.6，比較組1之效率約為57.0，比較組2之效率約為58.7，以及比較組3之效率約為76。
請參閱圖5及圖6，為本發明之有機發光二極體之亮度、電流密度及溫度關係圖，為以使用不同基板與微凸結構之有機發光二極體的比較組1~比較組3之亮度、電流密度及溫度關係圖，其中比較組1為玻璃基板並貼合具有微凸結構的PET光學膜之OLED以一點鏈線表示)，比較組2為藍寶石基板並貼合具有微凸結構的PET光學膜之OLED(以兩點鏈線表示)，比較組3為藍寶石基板並一體成形之微凸結構的之OLED(以三點鏈線表示)。
如圖5及表2所示，為其中當比較組1之亮度(nits，尼特)為1000、3000、5000、7000時，其對應之OLED溫度分別約為26.1℃、
32.6℃、37.2℃、41.3℃，其中當比較組2之亮度(nits，尼特)為1000、3000、5000、7000時，其對應之OLED溫度分別約為26.7℃、29.8℃、31.9℃、36.8℃，其中當比較組3之亮度(nits，尼特)為1000、3000、5000、7000時，其對應之OLED溫度分別約為24.7℃、26.8℃、28.7℃、30.6℃。
如圖6及表2所示，為其中當比較組1之OLED溫度分別為26.1℃、32.6℃、37.2℃、41.3℃時，其OLED元件對應之電流密度(J，mA/cm2)約為1.69、4.91、7.68、10.22，其中當比較組2之OLED溫度分別為26.7℃、29.8℃、31.9℃、36.8℃時，其對應之電流密度(J，mA/cm2)約為2.85、5.87、9.03、12.32，其中當比較組3之OLED溫度分別約為24.7℃、26.8℃、28.7℃、30.6℃時，其對應之電流密度(J，mA/cm2)約為1.34、3.91、6.50、9.07。由圖6及表2可見，OLED元件操作在相同電流密度下
時，藍寶石基板與微凸結構一體成形(比較組3)即使較比較組1顯示更高亮度，所需的OLED溫度仍為最低。
如下表3所示，為比較組1、比較組2以及比較組3之補壽命測試結果。
本發明提供一種高折射高導熱OLED元件，除簡化了OLED基板的結構外，微凸結構的設置更調整光線發射角度，不再被基板所侷限及吸收，提升照明亮度且減少能量的耗用、並能在相同照明條件下，具有最低的工作溫度，明顯提高有機發光二極體之使用品質及壽命。
綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
Claims (9)
- 一種高折射高導熱OLED元件，包括：一基板，其中該基板之折射率係介於1.6~2.8之間，該基板之導熱係數係介於30~600W/m．K之間；以及一發光單元，該發光單元係設於該基板之一側，其中該發光單元係由該基板之一側依序設有一第一電極、一有機材料層與一第二電極；其中該基板之另一側係設有一微凸結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該微凸結構係包含複數個微凸單元，各該微凸單元係與相鄰之各該微凸單元依序排列連接。
- 如申請專利範圍第2項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該微凸結構係與該基板為一體成形。
- 如申請專利範圍第1項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板之折射率進一步係介於1.6~1.8之間，該基板之導熱係數進一步係介於30~60W/m．K之間。
- 如申請專利範圍第4項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板係為氧化鋁(Al2O3)。
- 如申請專利範圍第5項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板係為單晶氧化鋁(Al2O3)。
- 如申請專利範圍第5項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板係為多晶氧化鋁(Al2O3)。
- 如申請專利範圍第1項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板之折射率進一步係介於2.6~2.8之間，該基板之導熱係數進一步係介於300~600W/m．K之間。
- 如申請專利範圍第8項所述之高折射高導熱OLED元件，其中該基板係為碳化矽(SiC)。
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