TWI649366B

TWI649366B - 具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法

Info

Publication number: TWI649366B
Application number: TW106140188A
Authority: TW
Inventors: 游信和; 郭文凱; 粘智凱
Original assignee: 國立虎尾科技大學
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-02-01
Also published as: TW201922901A

Abstract

本發明提供一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其步驟包含：以無乳化劑之乳化聚合反應合成出聚苯乙烯奈米球，再以聚苯乙烯奈米球懸浮液作為鋪展聚苯乙烯奈米球與懸浮於液面之用，然後再用界面活性劑水溶液使聚苯乙烯奈米球形成緊密排列，透過氧氣電漿處理進而調控聚苯乙烯奈米球之尺寸，以製得非緊密單層聚苯乙烯奈米球陣列結構，形成次波長結構，藉由奈米壓印微影技術將次波長結構複製到ITO導電玻璃上，將具次波長結構之ITO導電玻璃作為基板製作光電元件。

Description

具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法

本發明係有關於一種製作光電元件，尤其是指一種製作具有次波長結構增亮層之光電元件的方法。

發光二極體的發展在業界已漸趨成熟，目前增加發光二極體發光效益的方法在國內、外已有不少相關的研究，例如：藉由微透鏡陣列或表面粗糙化方式來增加基材的全反射角，以提高有機發光二極體整體的出光效率。如台灣發明專利公告第I544237號，一種具微透鏡陣列的複合光學膜片，利用複合光學膜片形成堆疊的構造，其壓合分別具有相互不同透鏡尺寸的規則圖案光學膜片，且，該專利案之透鏡對齊方式是呈現微透鏡陣列或柱狀透鏡陣列，透鏡的水平剖面是圓形或多角形，故該專利之亮度比起傳統增益擴散片增加將近8%。

又如台灣發明專利公告第I511344號，是以自製的覆盆子狀粒子作為光擴散層的擴散材料，搭配上樹脂做成光擴散層，除了樹脂與覆盆子狀粒子本身的折射率差異可造成光散射外，因覆盆子狀粒子本身表面具有多個圓形突起，其表面結構的特殊形狀也可造成更多光散射的現象，除了可以大幅提高有機發光二極體元件的出光效率外，因為光線散射效果更加顯著，而可達到同時降低甚至消除有機發光二極體大角度的色偏現象。

又如台灣發明專利公告第I452231號，發明一種具有微結構增亮膜的照明裝置，由於微結構增亮膜的鋸齒狀的菲涅爾聚光部呈兩次以上的週期性變化，並配合反射體的設置，能夠有效地將光線聚焦、提昇發光效率、增加中心發光強度並減少平面光源的有機發光二極體使用顆數，進而降低製造成本，實用性極佳。

又如台灣新型專利公告第M477052號，乃藉由聚光微結構陣列以及反射層的設計，不但可以適當地將有機發光二極體的發射光線引導到一特定方向，因而在照明或是顯示時可以使想照射之特定區域的亮度提升，同時也可以讓光線在從發光裝置射入空氣時，不會因為入射角過大而產生全反射，而使光線無法從發光裝置射入空氣，因而有效提升有機發光二極體的出光效率。

然而，上述傳統增加有機發光二極體發光效益的方法主要都是以微透鏡陣列或表面粗糙化方式來增加全反射角，進而提高發光效益，但這些方法會使透明的基材霧化，如想要應用於顯示器領域則會降低影像的清晰度。

有鑑於此，如何開發一種有機發光元件，不僅能增加發光元件的發光效益，進而能減少能量的耗損，且同時不影響影像的清晰度，已是現在刻不容緩急需解決的課題。

有鑑於過去傳統增加有機發光二極體發光效益的方法會使透明基材霧化，進而降低影像的清晰度，緣此，本發明的目的在於提供一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，利用次波長結構應用於例如有機發光二極體的光電元件之上，不僅能增加發光效益，且不影響影像的清晰度，對於未來在照明領域與顯示器領域有著相當大的助益，將來更可望能廣泛地運用於太陽能電池與光學元件等領域，極具多元的應用價值與發展潛力。

為了達到上述目的，本發明提供了一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其步驟包含：(a)以無乳化劑之乳化聚合反應合成出聚苯乙烯奈米球；(b)以聚苯乙烯奈米球懸浮液，作為鋪展該聚苯乙烯奈米球與懸浮於液面之用；(c)以界面活性劑水溶液使聚苯乙烯奈米球形成緊密排列；(d)透過氧氣電漿處理進而調控聚苯乙烯奈米球之尺寸，以製得非緊密單層聚苯乙烯奈米球陣列結構，形成次波長結構；(e)藉由奈米壓印微影技術將次波長結構複製到ITO(indium tin oxide，ITO)導電玻璃上；(f)將具次波長結構之ITO導電玻璃作為基板製作光電元件。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(b)之聚苯乙烯奈米球懸浮液濃度介於0.1wt%~0.5wt%之間。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(c)之界面活性劑水溶液係為月桂醇硫酸鈉(K12或SDS)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)或壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)中任一種或一種以上之混合物。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，界面活性劑水溶液濃度介於0.5wt%~3wt%之間。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之次波長結構週期範圍介於200nm~500nm之間。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之次波長結構構型為拋物線形陣列、砲彈型陣列或錐尖狀陣列中任一種結構。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之基板材料，除ITO導電玻璃外，亦涵蓋各種熱塑性高分子基材，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗稱有機玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(鐵氟龍，PTFE)、COC(環烯烴共聚物；Cyclo olefin copolymer)等任一種或一種以上之混合物。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之次波長結構材料為：光固化劑NOA 63、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)、烯丙基二甘醇二碳酸酯(CR-39)、不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester)、環氧樹脂(Epoxy)、酚樹脂(Phenolic)等任一種或一種以上之混合物。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之次波長結構，可應用於有機光電二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、光電二極體(Light-emitting diode，LED)及太陽能板中任一種結構。

所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，步驟(f)之次波長結構，除了應用於光電元件外亦可應用於各類電子裝置面板，如穿戴式裝置面板、智慧型手錶面板、虛擬實境(Virtual Reality,VR)裝置面板、車用導航面板、手機面板、平板電腦面板、筆記型電腦面板、桌上型電腦面板等其中任一種面板。

本發明提供一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，係利用無乳化劑之乳化聚合反應合成所需之聚苯乙烯奈米球，並透過自組裝(Self-assembly)將聚苯乙烯奈米球排列成單層緊密陣列結構，再藉由氧氣電漿蝕刻聚苯乙烯奈米球之尺寸，以製備出次波長結構模板，最後利用奈米壓印微影技術將次波長結構圖案複製到ITO(indium tin oxide，ITO)導電玻璃上作為基板，隨後將光電元件各層材料以旋轉塗佈與/或熱蒸鍍方式製作，即可完成具增亮層之光電元件。利用本發明之方法所製成之光電元件不僅能增加光電效益，進而能減少能量的耗損，且同時不影響影像的清晰度，對於未來在照明領域與顯示器產業領域有著相當大的助益，更有機會能廣泛地運用於太陽能電池與光學元件等產業領域，極具多元的應用價值與發展潛力。

11‧‧‧聚苯乙烯奈米球

12‧‧‧玻璃基板

10‧‧‧玻璃培養皿

13‧‧‧界面活性劑

PSM‧‧‧二維緊密單層奈米球陣列模板

PSM’‧‧‧非緊密單層奈米球陣列

STM‧‧‧聚二甲基矽氧烷模仁

15‧‧‧ITO導電玻璃

16‧‧‧具有次波長結構增亮層

14‧‧‧紫外線固化光學膠

圖1係顯示本發明二維緊密陣列模板之製備立體示意圖；圖2係顯示本發明二維非緊密陣列模板之製備立體示意圖；圖3係顯示本發明具次波長結構增亮層之導電玻璃的製備立體示意圖；圖4係顯示本發明之聚苯乙烯奈米球在經過不同氧氣電漿處理時間之奈米球粒徑變化情形示意圖；圖5係顯示本發明之未經氧氣電漿處理之緊密排列的聚苯乙烯奈米球陣列模板其所對應的寬度與深度狀態圖；圖6係顯示本發明之經氧氣電漿處理4分鐘之緊密排列的聚苯乙烯奈米球陣列模板其所對應的寬度與深度狀態圖；圖7係顯示本發明之實施例經光譜分析後之反射率示意圖；圖8係顯示本發明之實施例經光譜分析後之穿透率示意圖；圖9係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光強度示意圖；第10圖係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光效益示意圖；第11圖係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光穿透率示意圖。

下面將結合圖式對本發明的具體實施方式進行更詳細的敘述。根據下列敘述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，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，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的，合先敘明。

本發明為一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，利用無乳化劑之乳化聚合反應合成所需之聚苯乙烯奈米球(Polystyrene nanospheres,PS nanospheres)，並透過自組裝(Self-assembly)將聚苯乙烯奈米球排列成單層緊密陣列結構，再藉由氧氣電漿蝕刻聚苯乙烯奈米球之尺寸，以製備出次波長結構(Sub-Wavelength Structure,SWS)模板，最後利用奈米壓印微影技術(Nanoimprint Lithography,NIL)將次波長結構圖案複製到ITO(indium tin oxide，ITO)導電玻璃上作為基板，隨後將光電元件各層材料以旋轉塗佈與/或熱蒸鍍方式製作，即可完成具增亮層之光電元件。更詳細說明，本發明所提出之一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其步驟包含：(a)以無乳化劑之乳化聚合反應合成出聚苯乙烯奈米球；(b)以聚苯乙烯奈米球懸浮液，作為鋪展聚苯乙烯奈米球與懸浮於液面之用；(c)以界面活性劑水溶液使聚苯乙烯奈米球形成緊密排列；(d)透過氧氣電漿處理進而調控聚苯乙烯奈米球之尺寸，以製得非緊密單層聚苯乙烯奈米球陣列結構，形成次波長結構；(e)藉由奈米壓印微影技術將次波長結構複製到ITO導電玻璃上；(f)將具次波長結構之ITO導電玻璃作為基板製作光電元件。其中，由上述步驟(a)至步驟(f)中可以歸納得出以下的實施範例，包含了：二維緊密陣列模板之製備、二維非緊密陣列模板之製備、透明增亮層之製備以及具有透明增亮層的光電元件之製備等實施範例，以下將對這些實施範例做更詳細的說明。

二維緊密陣列模板之製備：請參考圖1，為本發明二維緊密陣列模板之製備立體示意圖。首先以無乳化劑之乳化聚合反應合成所需之聚苯乙烯奈米球(Polystyrene nanospheres,PS nanospheres)11，並利用乙醇(ethanol)水溶液做為分散溶劑，其中乙醇水溶液的重量百分濃度為50%，此外，再將玻璃基板12浸泡於50ml的0.25M(莫爾濃度)氫氧化鈉水溶液中1小時，進行親水性改質。經改質完成後之親水性的玻璃基板12再以去離子水進行沖洗，其後，再將50ml二次離子水倒入玻璃培養皿10中，再將親水性改質過的玻璃基板12斜置於玻璃培養皿10邊緣(如圖1所示)，之後利用微量注射針筒將分散於乙醇的聚苯乙烯奈米球11懸浮液沿著玻璃培養皿10邊緣滴入，使聚苯乙烯奈米球11藉由擴散的方式均勻分散於氣-液界面，其中所提之聚苯乙烯奈米球懸浮液濃度係介於0.1wt%~0.5wt%之間，較佳濃度為0.25wt%。接著，滴入界面活性劑13的水溶液，如十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate，SDS)以增加二次離子水的表面張力使原本散亂分佈的聚苯乙烯奈米球11形成單層緊密排列(Close-Packed PS monolayer)，並從液面轉移至親水性玻璃基板12表面(如圖1所示)，值得一提的是，界面活性劑13的水溶液除了使用十二烷基硫酸鈉(月桂醇硫酸鈉或K12或SDS)外，亦可使用如直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)或壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)中任一種或一種以上之混合物來當作本實施例之界面活性劑13的水溶液使用，而界面活性劑13的水溶液之濃度係介於0.5wt%~3wt%之間，較佳之實施方式為使用濃度2wt%之十二烷基硫酸鈉。

二維非緊密陣列模板之製備：請參考圖2，為本發明二維非緊密陣列模板之製備立體示意圖。將上述二維緊密單層奈米球陣列模板PSM以功率100W，氧氣流量為0.7sccm的氧氣電漿(oxygen plasma treatment)進行聚苯乙烯奈米球11的蝕刻(O2 Plasma Etching)，使聚苯乙烯奈米球11之粒子直徑縮小，形成非緊密單層奈米球陣列(Non-close-packed PS monolayer)PSM’，以做為後續次波長結構模板之應用。

透明增亮層(Brightness Enhancement Layer,BEL)之製備：請繼續參考圖2，將聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)之主劑(base)、硬化劑(curing agent)與矽油(silicone oil)以質量比10：1：1之比例混合均勻，利用抽真空的方式去除混合液中的氣泡後，以其對上述二維非緊密陣列模板PSM’進行澆注(casting)處理。接著將其二維非緊密陣列模板PSM’置於攝氏60℃烘箱中烘烤(dry)1小時，固化後經脫模(peeling)即可獲得凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁(PDMS stamp)STM，圖2所示。接著，請參考圖3，為本發明具次波長結構增亮層之導電玻璃的製備立體示意圖。在獲得凹洞狀聚的二甲基矽氧烷模仁STM後，再將紫外線固化光學膠14(如NOA 63)均勻滴覆澆注(casting)於凹洞狀的聚二甲基矽氧烷(PDMS)模仁STM，再將其覆蓋於ITO導電玻璃15的玻璃層並施加以2kg/cm2的壓力進行壓印(例如奈米壓印技術Nanoimprint Lithography,NIL)，隨後再以紫外光照射10分鐘，使紫外線固化光學膠固化。脫模後(peeling)，即可獲得表面具有次波長結構(Sub-Wavelength Structure,SWS)增亮層16(Brightness Enhancement Layer,BEL)的ITO導電玻璃15。

光電元件之製備：本發明之光電元件之製備是以有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)為實施範例，將上述具有次波長結構增亮層16的ITO導電玻璃15做為基板，利用旋轉塗佈方式將導電高分子材料(PEDOT：PSS)塗佈於ITO導電玻璃15表面做為電洞傳輸材料，以26DCZppy(分子式C41H27N3)摻雜有機發光材料Firpic做為磷光發光材料，隨後利用熱蒸鍍方式沉積2,2′,2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)(TBPi)做為電子傳輸層。最後，蒸鍍一層氟化鋰(LiF)做為緩衝層(buffer layer)及一層鋁(Al)金屬做為有機發光二極體元件(OLED)的陰極。元件的結構為ITO(400nm)/PEDOT：PSS(55nm)/26DCzppy：FIrpic：Ey53(B：15%；Y：X%(40nm)/TBPi(35nm)/LiF(0.8nm)/Al(150nm)。

除此之外，針對上述實施範例，要更進一步對氧氣電漿處理對於聚苯乙烯奈米球11之影響多做說明。經由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)可觀察出不同氧氣電漿處理時間對聚苯乙烯奈米球11的粒徑變化情形，圖4所示，顯示經氧氣電漿處理前之聚苯乙烯奈米球11的粒徑約為300nm(如圖4的(a)圖所示)，隨著氧氣電漿處理2分鐘、4分鐘及6分鐘後，其粒徑分別縮小為270nm(如圖4的(b圖)所示)、235nm(如圖4的(c)圖所示)及183nm(如圖4的(d)圖所示)。若經氧氣電漿蝕刻時間過短，則聚苯乙烯奈米球11之間會有相互連接的現象產生(如圖4的(b)圖所示)；若經氧氣電漿蝕刻時間過長，則聚苯乙烯奈米球11會縮小且呈現不規則形狀(如圖4的(d)圖所示)。

另外，針對上述實施範例，亦更進一步對具有次波長結構增亮層16做深度分析。經由原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)可觀察到聚苯乙烯奈米球11的陣列在氧氣電漿處理前後及經聚二甲基矽氧烷(PDMS)翻模複製後其縱剖面之深寬比變化。圖5的(i)圖顯示緊密排列的聚苯乙烯奈米球11的陣列模板於未經氧氣電漿處理時之所對應的寬度(d)與深度(h)狀態顯示圖，寬度(d)約為297nm，深度(h)約為292nm。圖5的(ii)圖為圖5之(i)圖以紫外線固化光學膠14進行奈米壓印複製的乳凸狀陣列薄膜，其所對應的寬度(d)與深度(h)分別為300nm與100nm。

請繼續參考圖6，係顯示本發明之經氧氣電漿處理4分鐘之緊密排列的聚苯乙烯奈米球陣列模板其所對應的寬度與深度狀態圖；其中，於圖6的(i)圖之中，聚苯乙烯奈米球11的陣列經氧氣電漿蝕刻4分鐘後所獲得的非緊密排列模板所對應的寬度(d)與深度(h)約為232nm與228nm，而圖6的(ii)圖則為圖6之(i)圖以紫外線固化光學膠14進行奈米壓印複製所獲得之具次波長結構增亮層16的表面形貌，其所對應的寬度(d)約為228nm，深度(h)約為218nm。聚苯乙烯奈米球11經氧氣電漿蝕刻處理4分鐘後，由於聚苯乙烯奈米球11的粒徑縮小，使球與球之間的間距增加，可使聚二甲基矽氧烷(PDMS)能滲透至奈米球陣列中較深的縫隙，製作出寬度(d)及深度(h)比較大的次波長結構，並將其形貌完整的複製與轉印到ITO導電玻璃15上。

值得說明的是，針對上述實施範例，亦更進一步對各玻璃之反射與穿透做光譜分析。圖7，係顯示本發明之實施例經光譜分析後之反射率示意圖，由圖7之中的(i)圖至(iii)圖，吾人可以發現到表面具有次波長結構增亮層16的ITO導電玻璃15的平均反射率約為1.4%(如(iii)圖所示)，此值明顯的低於裸玻璃的4.2%(如(i)圖所示)與NOA 63玻璃的4.6%(如(ii)圖所示)。請參考圖8，係顯示本發明之實施例經光譜分析後之穿透率示意圖，圖8之(i)圖及(ii圖)顯示，裸玻璃(如(i)圖所示)與NOA 63玻璃(如(ii)圖所示)之光學穿透率分別約為90.5%與90.2%，圖7之(iii)圖所示之表面具有次波長結構增亮層16的ITO導電玻璃15之平均穿透率在波長450nm~800nm間可達91.6%，此結果顯示增亮層16的確能提升ITO導電玻璃15的光學穿透率。另外，比較圖8之(ii)圖與(iii)圖之後可以發現，裸玻璃塗覆NOA 63後會使其光學穿透度降低。而表面具有次波長結構增亮層16的ITO導電玻璃15的光學穿透度之所以能增強，主要係歸因於增亮層16的次波長結構能有效減少空氣與ITO導電玻璃15間的折射率差異。

另外，針對上述實施範例，亦更進一步對各有機發光二極體(OLED)做發光特性分析。請參考圖9至圖11，其中，圖9係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光強度示意圖，第10圖係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光效益示意圖，第11圖係顯示本發明之實施例有機發光二極體發光穿透率示意圖。從圖9可知，在相同電流密度下，具有增亮層16的OLED(如(ii)圖所示)之發光強度係較無增量層的OLED(如(i)圖所示)增強了約22.3%。並且，從圖10可知，在相同的發光強度下，具有增亮層的OLED(如(ii)圖所示)之電流效益相較於無增量層的OLED(如(i)圖所示)則提升了約22.1%，此結果明確地證實了，以表面具有次波長結構增亮層16的ITO導電玻璃15作為OLED的陽極基板之後，的確能有效的提升OLED的發光效益。請參考圖11，另外值得一提的是，無論是有增亮層之OLED或是無增亮層之OLED，其發光波長皆為475nm，但具增亮層之OLED(如(ii)圖所示)相較於無增亮層之OLED(如(i)圖所示)其發光強度可增加22.2%，主要是因為具次波長結構增亮層16能有效減緩玻璃與空氣間的折射率差異，進而提高其光學穿透度，使光線能順利傳輸到外部。

另外，本發明之具次波長結構增亮層16應用於光電元件上之方法，步驟(f)之次波長結構週期範圍介於200nm~500nm之間，且次波長結構構型為拋物線形陣列、砲彈型陣列或錐尖狀陣列中任一種結構。而本發明所用之基板材料除上述實施例使用ITO導電玻璃15外，亦可使用涵蓋各種熱塑性高分子基材，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗稱有機玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(鐵氟龍，PTFE)、COC(環烯烴共聚物；Cyclo olefin copolymer)等任一種或一種以上之混合物。而在本發明之實施例中，除了以NOA 63作為紫外線固化光學膠14之外，亦可使用如聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)、烯丙基二甘醇二碳酸酯(CR-39)、不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester)、環氧樹脂(Epoxy)、酚樹脂(Phenolic)等任一種或一種以上之混合物。

此外，本發明之具次波長結構增亮層16應用於光電元件上之方法，除了如上述實施例應用於有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)外，亦可應用於其它光電元件之中，例如：光電二極體(Light-emitting diode，LED)或太陽能板。並且，除了光電元件外，本發明之具次波長結構增亮層16亦可應用於各類顯示面板之製作，例如：穿戴式裝置之顯示面板、智慧型手錶之顯示面板、虛擬實境(Virtual Reality,VR)裝置之顯示面板、車用導航之顯示面板、手機之顯示面板、平板電腦之顯示面板、筆記型電腦之顯示面板、All-In-One桌上型電腦之顯示面板等其中任一種顯示面板。另外，針對上述實施例，在步驟(d)上，亦可藉由不同的氧氣電漿蝕刻時間，控制聚苯乙烯奈米球之粒徑尺寸，以彈性應用於其他如農業、漁業及畜牧業等特殊照明應用。

綜上所述，本發明係利用自組裝技術製備緊密的聚苯乙烯奈米球陣列，相較於其他製程方式成本更為低廉且步驟更為簡單，利用次波長結構作為增亮層有效的增加有機發光二極體(OLED)之發光效益，且相較於其他增亮膜其具有更高光學穿透率，且不影響影像的清晰度，對於未來在照明領域與顯示器產業領域有著相當大的助益，將來更可望能廣泛地運用於太陽能電池與光學元件等產業，極具多元應用價值與發展潛力。

上述僅為本發明較佳之實施例而已，並不對本發明進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術手段的範圍內，對本發明揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術手段的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。

Claims

一種具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其步驟包含：(1)以無乳化劑之乳化聚合反應合成出複數顆聚苯乙烯奈米球；(2)將該複數顆聚苯乙烯奈米球分散於一乙醇水溶液之中，以獲得一聚苯乙烯奈米球懸浮液；(3)將一玻璃基板浸泡於一鹼性溶液之中執行一親水性改質處理，接著將該玻璃基板斜置於一玻璃培養皿之邊緣；(4)將該聚苯乙烯奈米球懸浮液沿著該玻璃培養皿的邊緣滴入；(5)滴入一界面活性劑水溶液至該玻璃培養皿，使該些聚苯乙烯奈米球緊密排列於該玻璃基板之表面；(6)自該玻璃培養皿取出該玻璃基板，獲得一個二維緊密單層奈米球陣列模板；(7)對該二維緊密單層奈米球陣列模板執行一氧氣電漿處理，藉以獲得一個二維非緊密陣列模板；(8)將包含一聚二甲基矽氧烷主劑、一硬化劑與一矽油的一混合溶液澆注於該二維非緊密陣列模板之上，接著將該二維非緊密陣列模板進行烘烤，經一聚合物固化與脫模處理之後，即獲得一凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁；其中，該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁係具有一次波長結構；(9)滴覆澆注一增亮層原材料於該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁之上，於該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁之上形成一增亮層，再以覆有該增亮層的該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁覆蓋於一透明導電基板之上；(10)藉由奈米壓印微影技術，將該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁所具有的該次波長結構複製到該增亮層之上；以及(11)將該凹洞狀的聚二甲基矽氧烷模仁進行脫模之後，即形成一具有次波長結構增亮層於該透明導電基板之上，並以此透明導電基板進一步製作一光電元件。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，於該步驟(2)之中，該聚苯乙烯奈米球懸浮液的濃度係介於0.1wt%至0.5wt%之間。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，該界面活性劑水溶液可為下列任一者：月桂醇硫酸鈉(K12或SDS)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)中、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，該界面活性劑水溶液的濃度係介於0.5wt%至3wt%之間。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，所述次波長結構為複數拋物線微結構之一週期陣列、複數砲彈形微結構之一週期陣列、或複數錐尖狀微結構之一週期陣列，並具有範圍介於200nm至500nm之間的一微結構排列週期。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，該透明導電基板為一氧化銦錫玻璃基板。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，該透明導電基板包括一透明基板與形成於該透明基板之上的一導電層，且該透明基板的製程材料可為下列任一者：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗稱有機玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(鐵氟龍，PTFE)、COC(環烯烴共聚物；Cyclo olefin copolymer)、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，該增亮層原材料可為下列任一者：紫外線固化光學膠NOA 63、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)、烯丙基二甘醇二碳酸酯(CR-39)、不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester)、環氧樹脂(Epoxy)、酚樹脂(Phenolic)、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，該光電元件可為下列任一者：有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、發光二極體(Light-emitting diode，LED)或太陽能板。
如申請專利範圍第1項所述之具次波長結構之增亮層應用於光電元件上之方法，其中，包括該具有次波長結構增亮層的該透明導電基板，其可應用於製作一顯示面板，且該顯示面板可為下列任一者：穿戴式裝置之顯示面板、智慧型手錶之顯示面板、虛擬實境(Virtual Reality,VR)裝置之顯示面板、車用導航之顯示面板、手機之顯示面板、平板電腦之顯示面板、筆記型電腦之顯示面板、或主機與顯示器合一之桌上型電腦的顯示面板。