TWI754181B - 發光裝置及其電極 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置及其電極，電極包括第一電極以及輔助電極，輔助電極設置於第一電極上且覆蓋部分的第一電極，第一電極的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，輔助電極的材料包括金屬或其合金。

Description

發光裝置及其電極

本發明是有關於一種發光裝置及其電極。

發光裝置，例如透明發光裝置，可用於生活中來提升資訊傳播的方便性，如智慧櫥窗、廣告看板、車載顯示器…等應用，因此受到關注並成為技術發展的重要目標之一。

發光裝置一般是由電極層、發光層、驅動元件與各種導線(如掃描線、資料線等)所構成，且電極層可為透明電極，以利發光。為使透明發光裝置具有較高的發光效率，必須考慮透明電極的透明度及導電度，尤其當應用於大面積的發光裝置面板時，更需考慮發光裝置的導電度。

為了追求高透明度，可以導入高透明度電極，然而傳統以金屬為主的透明電極會導致穿透度(Transmittance)降低，影響發光裝置面板整體的穿透度。

另一種改良穿透度的方式是在傳統以金屬為主的透明電極中打洞或穿孔，但如此一來會有亮度不均的問題，還會使電阻值增加而犧牲導電性，進而影響元件的發光效率。

而若使用整面透明金屬氧化物共陰極結構製作透明發光裝置之電極，需使用濺鍍(sputter)製程，將會使在電極的濺鍍製程前已形成的發光層的表面因使用濺鍍過程而被破壞。

本發明實施例提供一種發光裝置的電極，能在達到高穿透度的同時保有高導電度。

本發明實施例提供一種發光裝置，具有上述電極，可適用於較大尺寸的透明顯示器。

本發明實施例提供一種發光裝置的電極，包括第一電極以及輔助電極，輔助電極設置於第一電極上且覆蓋部分的第一電極，第一電極的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，輔助電極的材料包括金屬或其合金。

本發明實施例提供一種發光裝置，包括基板、主動元件層、絕緣層、畫素定義層、發光元件、輔助電極及薄膜封裝層，主動元件層設置於基板上；絕緣層設置於基板及主動元件層上；畫素定義層設置於部分的絕緣層上；發光元件設置於絕緣層上並包括第一電極、發光層以及第二電極，其中第二電極設置於絕緣層上並位於絕緣層與畫素定義層之間且與主動元件層電性連接，發光層位於所述第二電極及所述第一電極之間；輔助電極設置於部分的第一電極上且覆蓋主動元件層；薄膜封裝層覆蓋發光元件及輔助電極；其中第一電極的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，輔助電極的材料包括金屬或其合金。

為使本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式做詳細說明如下。

下文列舉實施例並配合所附圖式來進行詳細的說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。此外，所繪圖式中的元件尺寸係為說明方便而繪製，並非代表其實際之元件尺寸比例。而且，雖然文中使用如「第一」、「第二」等來描述不同的元件及/或膜層，但是這些元件及/或膜層不應當受限於這些用語。而是，這些用語僅用於區別一元件或膜層與另一元件或膜層。因此，以下所討論之第一元件或膜層可以被稱為第二元件或膜層而不違背實施例的教示。為了方便理解，下文中相同的元件將以相同之符號標示來說明。

本發明實施例的說明中不同範例可能使用重複的參考符號及/或用字。這些重複符號或用字係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構的關係。再者，若是本說明書以下的揭露內容敘述了將第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，還包含了將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。為了方便理解，下文中相同的元件將以相同之符號標示來說明。

圖1A為依照本發明的第一實施例的一種包括電極的發光裝置之剖面示意圖，圖1B為包括複數個畫素的發光裝置之上視圖，其中圖1A為圖1B沿著A-A剖線所繪示的發光裝置之剖面示意圖。

請參考圖1A，如圖1A所示，第一實施例的發光裝置100的電極110包括第一電極111以及輔助電極112，輔助電極112設置於第一電極111上且覆蓋部分的第一電極111。

第一電極111的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類；舉例來說，金屬氧化物可列舉但不限於LiO₂ (超氧化鋰)或MoO₃ (三氧化鉬)；鹼金屬鹽類可列舉但不限於LiF(氟化鋰)、LiBO₃ (硼酸鋰)、K₂ SiO₃ (矽酸鉀)、Cs2CO3(碳酸銫)、CH3COOM(醋酸鹽) (M為Li(鋰)、Na(鈉)、K(鉀)、Rb(銣)、或Cs(銫))。金屬可列舉但不限於Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金，如Mg:Ag、Li:Al等。在圖1A的實施例中，第一電極111的製作可採用共蒸鍍法，譬如在真空腔體內利用不同蒸鍍源進行共蒸鍍，因此能以接近的重量或體積比例同時蒸鍍金屬氧化物以及金屬，或鹼金屬鹽類以及金屬，其中金屬與金屬氧化物或金屬與鹼金屬鹽類的混合重量比例例如在2:1~1:5之間，在依照本發明的一實施例中，金屬與金屬氧化物或金屬與鹼金屬鹽類的混合重量比例例如為1:1~2:3，但本發明並不限於此。此外，第一電極111的厚度小於等於 30nm，在一實施例中，第一電極111的厚度例如介於5-15nm。

第一電極111的材料除了為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，也可以再摻雜有機材料，以提高透明度。

輔助電極112包括導電金屬材料或合金，可列舉但不限於Mg(鎂)、Al(鋁)、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)。輔助電極112可直接接觸第一電極111，或與第一電極111之間設置有其他元件。輔助電極112的形成方式包括蒸鍍、噴墨印刷(in-jet printing；IJP)、網印(screen printing)、濺鍍(sputtering)等。當上述金屬與金屬氧化物或金屬與鹼金屬鹽類的混合重量具特定比例並與第一電極111的厚度相互匹配下，可形成高穿透度以及具有一定導電度之第一電極 111，搭配可提升面板導電度之輔助電極112，可提高透明發光裝置之透明度。

請再參考圖1A，圖1A之第一實施例的發光裝置100包括了發光元件160，其中發光元件160可包括第一電極111、發光層161以及第二電極162。

在依照本發明的一實施例中，發光元件160可包括從第二電極162至第一電極111依序配置的第一載子注入層（carrier injection layer）(未繪示)、第一載子傳輸層（carrier transmission layer）(未繪示)、第二載子阻擋層（carrier blocking layer）(未繪示)、發光層（emission layer）161、第一載子阻擋層(未繪示)、第二載子傳輸層(未繪示)以及第二載子注入層(未繪示)。所述第一載子與第二載子可以是不同類型的載子，例如第一載子為電洞(electron hole)，而第二載子為電子(electron)，但依照本發明的實施例可不以此為限制，其可依據需求調整。依照本發明的實施例亦不限制發光元件160的組成。在依照本發明的一實施例中，發光層161例如是適用於有機發光元件，例如有機發光二極體(organic light-emitting diode；OLED)顯示裝置的各種可能的有機發光層，或適用於量子點(quantum dot)發光二極體(LED)顯示裝置的無機發光層(或稱量子點發光層)；但依照本發明的實施例並不限於此。

第二電極162可作為發光元件160的陽極，第一電極111可作為發光元件160的陰極，陽極與陰極用以對發光層161提供電流，使其發出光線L。依照本發明的實施例，在透明的發光元件中，第二電極162與第一電極111可皆為透明電極。第二電極162的材料可包括金屬氧化物，例如氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)、氧化鋁鋅(aluminum-doped zinc oxide；AZO)、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)或氧化鋅鎵(gallium-doped zinc oxide，GZO)等，但不限於這些材料。

在一實施例中，第一電極111係採用蒸鍍製程，輔助電極112亦可採用蒸鍍製程，故在製作主動式有機發光二極體(Active Matrix OLED；AMOLED)時，與現有的AMOLED製程相容性高。

請再參考圖1A，發光裝置100更包括基板120、主動元件層130、絕緣層140、畫素定義層(pixel define layer ；PDL)150、發光元件160、輔助電極112、薄膜封裝層170及蓋板180。其中發光元件160包括第二電極162、發光層161及第一電極111。主動元件層130設置於基板120上，絕緣層140設置於基板120及主動元件層130上，第二電極162設置於絕緣層上且電性連接於主動元件層130，畫素定義層150設置於部分的第二電極162及絕緣層140上，發光層161設置於第二電極162及畫素定義層150上，第一電極111設置於發光層161上，輔助電極112設置於第一電極111上且覆蓋主動元件層130並曝露出部分的第一電極111，其中第一電極111設置於輔助電極162與發光層161之間。薄膜封裝層170設置於輔助電極112及未被輔助電極112覆蓋的第一電極111上，蓋板180則設置於薄膜封裝層170上。另外，亦可選擇性地在基板120上先形成一緩衝層(未繪示)後，再形成上述其他元件。

請同時參考圖1A及圖1B，圖1B為包括複數個畫素的發光裝置100之上視圖，發光裝置100可藉由畫素定義層150定義出複數個畫素190，這些畫素190中的發光區A_E 係由這該些畫素190中畫素定義層區A_P 以外的第二電極162、發光層161以及第一電極111所定義。夾置於第二電極162及第一電極111間的發光層161可以發出光線L而形成發光區A_E 。在此實施例中，複數個畫素190在基板120上呈陣列排列。發光裝置100包括非透光區A_O 及透光區A_T 。透光區A_T 以外的區域為輔助電極160所設置的位置，而形成非透光區A_O 。透光區A_T 包括畫素定義層區A_P 及發光區A_E 。也就是說，輔助電極112設置於非透光區A_O ，另外，輔助電極112覆蓋了主動元件層120。輔助電極112可選擇性的覆蓋全部的畫素定義層150。

請再參考圖1A與圖1B，在此實施例中，複數個畫素190中的各個畫素之發光層161所發出的光之顏色和與其相鄰的畫素之發光層161所發出的光之顏色可為相同或不同。發光裝置100的發光層161包括不同畫素中的第一顏色發光層(例如，圖1B所示之發光區為A_E1 )、第二顏色發光層(例如，圖1B所示之發光區為A_E2 )及第三顏色發光層(例如，圖1B所示之發光區為A_E3 )，如圖1B所示之實施例中，發光區A_E1 、A_E2 及A_E3 沿著基板120上如圖1B所示的第一方向D1依序且重複地排列，在第二方向D2 上，則依發光區A_E1 、A_E3 及A_E2 之次序重複排列。第一方向D1實質上垂直於第二方向D2。在一實施例中，各個畫素之發光層161所發出的光之顏色，例如第一顏色、第一顏色及第三顏色，可分別為紅色、藍色及綠色，但在其他實施例中，第一顏色、第一顏色及第三顏色也可為其他顏色，本發明並未限定第一顏色、第一顏色及第三顏色的顏色。另外，上述說明係以發光裝置100包括三個畫素顏色為例子進行說明，但發光裝置100也可包括三個以上或三個以下的畫素顏色，本發明並未對此進行限制。

圖1B所舉之實施例之不同顏色畫素的排列方式僅為示例，本發明並未對畫素的排列方式進行限制，另外，不同顏色的畫素面積可相同或不同，本發明也未對此進行限制。

請參考圖1C，圖1C所示為包含複數畫素190的發光裝置100的剖面示意圖，其中圖1C僅繪示發光裝置100的部分元件。如圖1C所示，發光裝置100僅繪示了基板120、主動元件層130、發光元件160及輔助電極112。其中發光元件160包括第二電極及發光層所組成的結構160’、第一電極111及輔助電極112。若第二電極已製作於主動元件層130中，結構160’則可為發光層。圖1C的發光裝置100亦可包含如圖1A及圖1B所示但未繪示於圖1C中的構件，在此不再贅述。輔助電極112為圖案化結構，輔助電極112所在區域為非透光區A_O ，輔助電極160間則為透光區A_T 。

基板120例如是可撓式(flexible)基板，基板120的材料包括玻璃、金屬箔(metal foil)、塑膠材料或聚合物材料，例如聚亞醯胺(polyimide，PI)、聚亞醯胺與無機混合物(hybrid PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET）、聚醚碸(Polyethersulfone，PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc，PEN)、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、聚原冰烯(polynorbornene，PNB)、聚醚亞醯胺(polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(polyetheretherketone， PEEK)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、玻璃纖維增強型塑膠基板(Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP)、碳纖維強化高分子複合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP)等或者其他適用的軟性材料所製成。然而，在其他未繪示的實施例中，基板110亦可採用玻璃或是其他硬質材料所製成。或者，基板120也可採用由具有阻水氣功能的多層有機材料及／或無機材料所製成的複合基板，使其具有阻水氣的功能，本發明並不限制基板120的種類與組成。

主動元件層130例如包括薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，薄膜電晶體可薄膜電晶體(organic thin film transistor，OTFT)，但本發明不限制主動元件層130包括薄膜電晶體或該薄膜電晶體為有機薄膜電晶體。

絕緣層140例如為平坦層(organic passivation layer，OPV)，可進行圖案化製程而使第二電極162與主動元件層130電性連接。

畫素定義層150例如為感光樹酯(Photosensitive resin )。薄膜封裝層170可包括多層相互堆疊的無機薄膜，前述的無機薄膜包括交替堆疊的氮化矽薄膜及碳氧化矽(SiOC)薄膜。然而，依照本發明的其他實施例並不限定無機薄膜的層數與材料，在該些其他實施例中，薄膜封裝層170包括單層或多層的有機薄膜或是無機薄膜交互堆疊，也可以是上述之組合。舉例來說，無機材料包括三氧化二鋁(Al₂ O₃ )、氧化矽(SiO_x )、氮化矽(SiN_x )、氮氧化矽(SiO_x N_y )或是碳氧化矽(SiOC)；有機材料包括聚對二甲苯(parylene)、高分子聚合物(polymer)或是丙烯酸(acrylic)。其可依據實際的設計需求而作適當的更動。

蓋板180例如是可撓式基板，蓋板180的材料包括玻璃、金屬箔(metal foil)、塑膠材料或聚合物材料，例如聚亞醯胺(polyimide，PI)、聚亞醯胺與無機混合物(hybrid PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET）、聚醚碸(Polyethersulfone，PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc，PEN)、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、聚原冰烯(polynorbornene，PNB)、聚醚亞醯胺(polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(polyetheretherketone， PEEK)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、玻璃纖維增強型塑膠基板(Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP)、碳纖維強化高分子複合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP)等或者其他適用的軟性材料所製成。然而，在其他未繪示的實施例中，蓋板180亦可採用玻璃或是其他硬質材料所製成。或者，蓋板180也可採用由具有阻水氣功能的多層有機材料及／或無機材料所製成的複合基板，使其具有阻水氣的功能，本發明並不限制基板蓋板180的種類與組成。

請參考圖2，圖2為輔助電極厚度與觀看者可視角間關係之示意圖。圖2的發光裝置200只繪示了基板120、第二電極162、畫素定義層150、發光層161、第一電極111及輔助電極112，而未繪示如圖1A所示的其他元件。第一電極111的厚度為t₁ ，t₁ 小於30 nm。當輔助電極112的厚度分別為t₂₁ 及t₂₂ 時(t₂₂ 大於t₂₁ )，觀看者210的可視視線分別為V1及V2，可看出輔助電極112的厚度分別為t₂₁ 及t₂₂ 時，觀看者210的可視角並不相同，在輔助電極112具較小厚度t₂₁ 時，觀看者210的可視角較大。而在輔助電極112具較大厚度t₂₂ 時，觀看者210的可視角較小。發光裝置200的陰極的電阻值過高易造成發光裝置200發光不均勻，而發光裝置200的陰極總電阻值係由第一電極111以及輔助電極112決定，兩者為並聯關係，第一電極111的電阻值變大則輔助電極112的電阻值須降低，以免使得發光裝置200發光不均勻。但為提高發光裝置200的透明度，第一電極111的厚度要薄，也就是說，第一電極111的厚度係與發光裝置200的透明度逆相關，輔助電極112的厚度則需要配合增加以使陰極的總電阻值在一定範圍，而避免發光裝置200發光不均勻。但如上所述，輔助電極112的厚度太厚又會影響觀看者210的可視角。故輔助電極112的厚度需與第一電極111的厚度相互配合以達到透明發光裝置200的透明度高及發光均勻的需求，故當第一電極111的厚度小於等於30 nm時，輔助電極112的厚度為300 nm~1500 nm，在一實施例中，第一電極111的厚度例如為10 nm，輔助電極112的厚度例如為500 nm。

以上述實施例所完成的顯示裝置可適用於中大型尺寸的透明顯示器，例如15吋以上的透明顯示器。

圖3為依照本發明的第二實施例的一種包括透明電極的發光裝置之剖面示意圖。

請參考圖3，如圖3所示，本實施例的發光裝置300與圖1C所述第一實施例的發光裝置100類似，故相同的元件以相同的元件符號來表示，並請參考第一實施例中的說明，在此不再重複敘述。發光裝置300與發光裝置100的主要差異在於發光裝置300的第一電極111中摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的金屬包括至少二種不同的金屬。金屬可列舉但不限於Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金，如Mg:Ag、Li:Al等。在圖3所示的實施例中，第一電極111的製作亦可採用共蒸鍍法，譬如在真空腔體內利用不同蒸鍍源進行共蒸鍍，因此能以接近的重量或體積比例同時蒸鍍金屬氧化物以及至少二種不同的金屬，或鹼金屬鹽類以及至少兩種金屬，其中至少兩種金屬與金屬氧化物或金屬與鹼金屬鹽類的混合重量比例例如在2:1~1:5之間，但本發明的實施例並不限於此混合重量比例的範圍。摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的至少二種不同的金屬的材料可列舉但不限於Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金，如Mg:Ag、Li:Al等。摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的至少二種不同的金屬之混合重量比例例如在2:1~1:5之間，但本發明的實施例並不限於此混合重量比例的範圍。在圖3所示的實施例中，第一電極111的厚度小於等於30 nm。

在此實施例中，由摻雜兩種不同金屬於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中所形成的第一電極111可提升其導電度或電子注入能力，再配合輔助電極，例如於第一電極111上 加以圖案化輔助電極，可降低電極串聯的阻抗。

圖4為依照本發明的第三實施例的一種包括透明電極的發光元件之剖面示意圖。

請參考圖4，如圖4所示，本實施例的發光裝置400與圖1C所述第一實施例的發光裝置100類似，故相同的元件以相同的元件符號來表示，在此不再重複敘述。發光裝置400與發光裝置100的主要差異在於發光裝置400更包括設置於第一電極111與輔助電極112間的金屬氧化物層410。金屬氧化物層410的材料包括氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)、氧化鋁鋅(aluminum-doped zinc oxide；AZO)、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)或氧化鋅鎵(gallium-doped zinc oxide，GZO)等，但依照本發明的實施例不限於前述這些材料。金屬氧化物層410的厚度小於200nm。金屬氧化物層410的形成方式可包括濺鍍。在圖4所示的實施例中，摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的金屬亦可包括至少二種不同的金屬。若第一電極111是由金屬摻雜於金屬氧化物所形成，金屬氧化物層410與第一電極111中的金屬氧化物可為相同或不同。

在圖4所示的實施例中，第一電極111與輔助電極112間設置了金屬氧化物層410，可進一步提升面板的均勻度及透明度。

圖5為依照本發明的第四實施例的一種包括透明電極的發光元件之剖面示意圖。

請參考圖5，如圖5所示，本實施例的發光裝置500與圖1C所述第一實施例的發光裝置100類似，故相同的元件以相同的元件符號來表示，並請參考第一實施例中的說明，在此不再重複敘述。發光裝置500與發光裝置100的主要差異在於發光裝置500更包括設置於第一電極111與輔助電極112間的金屬層510及覆蓋於輔助電極112上的光學匹配層520；光學匹配層520可共形地(conformally)形成於輔助電極112上，光學匹配層520覆蓋於輔助電極112的上表面、側表面及由輔助電極112所曝露出來的金屬層510的表面上。金屬層510的材料包括銀(Ag)、金(Au)等，但不限於此。金屬層510的厚度約介於5nm到10nm，穿透度大於等於50%。形成金屬層510的方式包括蒸鍍。光學匹配層520的材料可例如電洞傳輸層(Hole Transport Layer；HTL)的材料，但不限於此。光學匹配層520的厚度約介於5~150nm，折射率為1.3~2.5，形成光學匹配層520的方式包括蒸鍍。藉由調整光學匹配層520的材料(折射率)可降低元件之各膜層中全反射現象及可調整金屬層510對穿透光的吸收波峰，進而增加出光效率。在圖5所示的實施例中，摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的金屬亦可包括至少二種不同的金屬。

在圖5所示的實施例中，光學匹配層520可視設計需求而省略。相較於使用透明導電氧化物(如ITO等)作為電極，在圖5所示的實施例中使用金屬層510可使導電度提昇，厚度也可比使用透明導電氧化物為小，並且黃化率(yellowness index)b*較小且不需額外設置濺鍍用腔體。由於金屬層510及光學匹配層520的設置，可進一步提升發光裝置之面板的均勻度及透明度。

圖6為依照本發明的第五實施例的一種包括透明電極的發光裝置之剖面示意圖。

請參考圖6，如圖6所示，本實施例的發光裝置600與圖4所述第三實施例的發光裝置400類似，故相同的元件以相同的元件符號來表示，並請參考第三實施例中的說明，在此不再重複敘述。發光裝置600與發光裝置400的主要差異在於發光裝置600更包括設置於由輔助電極112所曝露出的金屬氧化物層410上的疏離層(alienation layer)610。疏離層610可包括有機材料，厚度約為20-30nm，其形成方式包括蒸鍍，疏離層610可具有光學匹配性(optical matching)。在一實施例中，可先形成圖案化疏離層610後，再以例如蒸鍍的方式形成圖案化的輔助電極112。在一實施例中，也可以用金屬層取代金屬氧化物層410或省略金屬氧化物層410，金屬層可包括銀(Ag)或金(Au)，厚度例如約介於5nm至10nm。另外，在圖6所示的實施例中，摻雜於金屬氧化物或鹼金屬鹽類中的金屬亦可包括至少二種不同的金屬。

在圖6所示的實施例中，第一電極111配合金屬氧化物層410及輔助電極112，進一步提升了發光裝置之面板的均勻度及透明度。其中輔助電極112可加上兼具光學匹配性之疏離層610來進行金屬圖案化而提高透明度。

接著以具不同結構的發光裝置進行光學模擬，說明本發明實施例的發光裝置的光學效果。圖7A及圖7B為光學模擬所使用的第一組發光裝置結構。圖7C為該第一組發光裝置結構的光學模擬結果。

請先參考圖7A及圖7B。圖7A為光學模擬所使用之本發明一實施例的發光裝置700A，繪示於圖7A中的結構僅包括發光區A_E 。發光裝置700A包括基板120、發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上，金屬層510設置於第一電極111上及蓋板180設置於金屬薄膜510上。金屬層510的材料為銀(Ag)，基板120、發光層161、第一電極111、金屬薄膜510及蓋板180的材料可參考上述各實施例。第一電極111為摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF，Al與LiF的混合重量比例為2:3。發光裝置700A之發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180的厚度分別為100nm、7nm、7nm及20nm。

圖7B為比較例的發光裝置700B，其中發光裝置700B包括基板120、發光層161、第一電極111、電極710及蓋板180。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上，電極710設置於第一電極111上，蓋板180設置於電極710上。電極710的材料為氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)。發光裝置700B之發光層161、第一電極111、電極710及蓋板180的厚度分別為100nm、7nm、7nm及20nm。發光裝置700B之基板120、發光層161、第一電極111及蓋板180的材料相同於發光裝置700A中相對應元件的材料。

圖7C為不同發光裝置的光學模擬結果。也就是說，圖7C描繪了發光裝置700A及比較例的發光裝置700B的光學模擬結果。圖7C的橫軸為波長，單位為nm；緃軸為穿透率(Transmittance)。實線曲線為發光裝置700A的波長與穿透率關係曲線，虛線曲線為比較例的發光裝置700B的波長與穿透率關係曲線，由圖7C可看出在可見光波長範圍(約400nm~700nm)，在相同波長時，發光裝置700A的穿透率比發光裝置700B的穿透率高。本發明實施例採用摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類及輔助電極作為陰極，但因輔助電極設置於發光裝置的非發光區，故模擬的元件不包括輔助電極。發光裝置700A使用銀金屬及第一電極111作為陰極，而比較例的發光裝置700B使用透明金屬氧化物(例如IZO) 及第一電極111作為陰極，由圖7C可看出本發明實施例的發光裝置的穿透率較高，也使得發光裝置具有較小的黃化率。

圖8A及圖8B為光學模擬所使用的第二組發光裝置結構。圖8C為第二組發光裝置結構的光學模擬結果。

請先參考圖8A及圖8B，圖8A及圖8B為光學模擬所使用的另一組發光裝置結構。圖8A為光學模擬所使用之本發明一實施例的發光裝置800A，繪示於圖8A中的結構僅包括發光區A_E 。發光裝置800A包括基板120、發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上，金屬層510設置於第一電極111上及蓋板180設置於金屬薄膜510上。金屬層510的材料為銀(Ag)，基板120、發光層161、第一電極111、金屬薄膜510及蓋板180的材料可參考上述各實施例。第一電極111為摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF， Al與LiF的混合重量比例為2:3。發光裝置800A與發光裝置700A的之差異在於發光裝置800A之發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180的厚度分別為40nm、7nm、14nm及40nm。

圖8B為比較例的發光裝置800B，發光裝置800B包括基板120、發光層161、第一電極111及電極810。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上，電極810設置於第一電極111上。電極810的材料為氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)。發光裝置800B之發光層161、第一電極111及電極810的厚度分別為40nm、7nm及300nm。發光裝置800B之基板120、發光層161及第一電極111的材料相同於發光裝置800A中相對應元件的材料。

圖8C為不同發光裝置的光學模擬結果。也就是說，圖8C描繪了發光裝置800A及比較例的發光裝置800B的光學模擬結果。圖8C的橫軸為波長，單位為nm；緃軸為穿透率(Transmittance)。實線曲線為發光裝置800A的波長與穿透率關係曲線，虛線曲線為比較例的發光裝置800B的波長與穿透率關係曲線。表1所示為發光裝置800A及比較例的發光裝置800B的穿透率(%)、黃化率b*及導電率(Ω/□，導電率的單位可為歐姆公尺或歐姆公分)。由圖8C及表1可看出在波長550nm時，雖然發光裝置800A的穿透率較低，但其黃化率與發光裝置800B的黃化率14.7相比，大幅下降至-3.3。本發明實施例採用摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類及輔助電極作為陰極，但因輔助電極設置於發光裝置的非發光區，故模擬的元件不包括輔助電極。

表1

裝置	穿透率(%)	黃化率b*	導電率(Ω/□)
800A	77.2	14.7	27.9
800B	64.4	-3.3	40

圖9A及圖9B為光學模擬所使用的第三組發光裝置結構。圖9C為第三組發光裝置結構的光學模擬結果。

請先參考圖9A及圖9B，圖9A及圖9B為光學模擬所使用的第三組發光裝置結構。繪示於圖9A的發光裝置900A僅包括發光區A_E 。發光裝置900A包括基板120、發光層161及第一電極111。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上。基板120、發光層161、第一電極111的材料可參考上述各實施例。第一電極111為摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF，Al與LiF的混合重量比例為2:3。發光裝置900A的發光層161及第一電極111的厚度分別為40nm及7nm。

圖9B為比較例的發光裝置900B，發光裝置900B包括基板120、發光層161、金屬層510(作為電極)及蓋板180。發光層161設置於基板120上，金屬層510設置於發光層161上，蓋板180設置於金屬層510上。發光裝置900B的發光層161、金屬層510及蓋板180的厚度分別為40nm、14nm及40nm。發光裝置900B之基板120及發光層161的材料相同於發光裝置900A中相對應元件的材料。

圖9C為不同發光裝置的光學模擬結果。也就是說，圖9C描繪了發光裝置900A及比較例的發光裝置900B的光學模擬結果。圖9C的橫軸為波長，單位為nm；緃軸為穿透率(Transmittance)。實線曲線為發光裝置900A的波長與穿透率關係曲線，虛線曲線為比較例的發光裝置900B的波長與穿透率關係曲線。由圖9C可看出在可見光波長範圍(約400nm~700nm)中，以摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF作為電極與以金屬層作為電極相比，在相同波長時，發光裝置900A的穿透率比發光裝置900B的穿透率高。本發明實施例採用摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類及輔助電極作為陰極，但因輔助電極設置於發光裝置的非發光區，故模擬的元件不包括輔助電極。

圖10A及圖10B為光學模擬所使用的第四組發光裝置結構。圖10C為第四組發光裝置結構的光學模擬結果。

請先參考圖10A及圖10B，圖10A及圖10B為光學模擬所使用的第四組發光裝置結構。繪示於圖10A中的結構僅包括發光區A_E 。發光裝置1000A包括基板120、發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180。發光層161設置於基板120上，第一電極111設置於發光層161上，金屬層510設置於第一電極111上及蓋板180設置於金屬薄膜510上。金屬層510的材料為銀(Ag)，基板120、發光層161、第一電極111、金屬薄膜510及蓋板180的材料可參考上述各實施例。第一電極111為摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF， Al與LiF的混合重量比例為2:3。發光裝置1000A的發光層161、第一電極111、金屬層510及蓋板180的厚度分別為40nm、7nm、14nm及40nm。

圖10B為比較例的發光裝置1000B，發光裝置1000B包括基板120、發光層161、金屬層510(作為電極)及蓋板180。發光層161設置於基板120上，金屬層510設置於發光層161上，蓋板180設置於金屬層510上。發光層161、金屬層510及蓋板180的厚度分別為40nm、14nm及40nm。發光裝置1000B的基板120及發光層161的材料相同於發光裝置1000A中相對應元件的材料。

圖10C為不同發光裝置的光學模擬結果。也就是說，圖10C描繪了發光裝置1000A及比較例的發光裝置1000B的光學模擬結果。圖10C的橫軸為波長，單位為nm；緃軸為穿透率(Transmittance)。實線曲線為發光裝置1000A的波長與穿透率關係曲線，虛線曲線為比較例的發光裝置1000B的波長與穿透率關係曲線。由圖10C可看出在可見光波長範圍(約400nm~700nm)中，以摻雜金屬鋁(Al)的鹼金屬鹽類LiF作為電極與以金屬層作為電極相比，除了在短波長處(約425nm以下)，在相同波長時，發光裝置1000A的穿透率比比較例的發光裝置1000B的穿透率高。可看出加上以摻雜金屬的鹼金屬鹽類作為電極層可降低表面電漿效應(Surface Plasmon Polariton，SPP)，提高穿透率。本發明實施例採用摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類及輔助電極作為陰極，但因輔助電極設置於發光裝置的非發光區，故模擬的元件不包括輔助電極。

綜上所述，本發明的實施例包括使用摻雜有金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類搭配輔助電極作為發光裝置的電極，與現有的AMOLED製程相容且不需要繁複的製程及結構設計，便可提升電極的整體穿透度並保有高導電度，還能廣泛應用於透明產品上，而達到穿透度提升以及發光效率增加的效果。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500、600、700A、700B:發光裝置 110:電極 111:第一電極 112:輔助電極 120:基板 130:主動元件層 140:絕緣層 150:畫素定義層 160:發光元件 160’:結構 161:發光層 162:第二電極 170:薄膜封裝層 180:蓋板 190:畫素 210:觀看者 410:金屬氧化物層 510:金屬薄膜 520:光學匹配層 610:疏離層 710:電極 A_O:非透光區 A_T:透光區 A_P:畫素定義層區 A_E、A_E1、A_E2、A_E3:發光區 D1、D2:方向 L:光線 t₁、t₂₁、t₂₂:厚度 V1、V2:視線

圖1A為依照本發明的第一實施例的一種包括電極的發光裝置之剖面示意圖。 圖1B為包括複數個畫素的發光裝置之上視圖。 圖1C為包含複數畫素的發光裝置的剖面示意圖。 圖2為輔助電極厚度與觀看者可視角間關係之示意圖。 圖3為依照本發明的第二實施例的一種包括電極的發光裝置之剖面示意圖。 圖4為依照本發明的第三實施例的一種包括電極的發光元件之剖面示意圖。 圖5為依照本發明的第四實施例的一種包括電極的發光元件之剖面示意圖。 圖6為依照本發明的第五實施例的一種包括電極的發光裝置之剖面示意圖。 圖7A及圖7B為光學模擬所使用的第一組發光裝置結構。 圖7C為第一組發光裝置結構的光學模擬結果。 圖8A及圖8B為光學模擬所使用的第二組發光裝置結構。 圖8C為第二組發光裝置結構的光學模擬結果。 圖9A及圖9B為光學模擬所使用的第三組發光裝置結構。 圖9C為第三組發光裝置結構的光學模擬結果。 圖10A及圖10B為光學模擬所使用的第四組發光裝置結構。 圖10C為第四組發光裝置結構的光學模擬結果。

100:發光裝置

110:電極

111:第一電極

112:輔助電極

120:基板

130:主動元件層

140:絕緣層

150:畫素定義層

160:發光元件

161:發光層

162:第二電極

170:薄膜封裝層

180:蓋板

A_O:非透光區

A_T:透光區

A_P:畫素定義層區

A_E:發光區

L:光線

Claims (19)

1. 一種發光裝置的電極，包括：第一電極；輔助電極，設置於所述第一電極上且覆蓋部分的所述第一電極；金屬層，設置於所述第一電極與所述輔助電極之間；以及光學匹配層，共形地形成於所述輔助電極上，其中所述第一電極的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，所述輔助電極的材料包括金屬或其合金，所述輔助電極的厚度為300~1500nm之間，且所述光學匹配層的折射率為1.3~2.5。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述金屬氧化物包括LiO₂(超氧化鋰)或MoO₃(三氧化鉬)以及所述鹼金屬鹽類包括LiF(氟化鋰)、LiBO₃(硼酸鋰)、K₂SiO₃(矽酸鉀)、Cs₂CO₃(碳酸銫)或CH₃COOM(醋酸鹽)，M為Li(鋰)、Na(鈉)、K(鉀)、Rb(銣)或Cs(銫)。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述第一電極中摻雜的所述金屬包括Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述第一電極中摻雜的所述金屬包括至少兩種不同的金屬，所述至少不同的兩種金屬包括Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中摻雜的所述金屬與所述鹼金屬鹽類的混合重量比例為2：1~1：5之間，摻雜的所述金屬與所述金屬氧化物的混合重量比例為2：1~1：5之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述第一電極的厚度小於等於30nm，所述輔助電極的厚度為300~500nm之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述輔助電極與所述第一電極直接接觸。
8. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置的電極，其中所述金屬層的厚度介於5nm至10nm。
9. 一種發光裝置，包括：基板；主動元件層，設置於所述基板上；絕緣層，設置於所述基板及所述主動元件層上；畫素定義層，設置於部分的所述絕緣層上；發光元件，設置於所述絕緣層上，包括第一電極、發光層以及第二電極，其中所述第二電極設置於所述絕緣層上並位於所述絕緣層與所述畫素定義層之間且與所述主動元件層電性連接，所述發光層位於所述第二電極及所述第一電極之間；輔助電極，設置於部分的所述第一電極上且覆蓋所述主動元件層； 金屬層，設置於所述第一電極與所述輔助電極之間；光學匹配層，共形地形成於所述輔助電極上；以及薄膜封裝層，覆蓋所述發光元件及所述輔助電極；其中所述第一電極的材料為摻雜金屬的金屬氧化物或鹼金屬鹽類，所述輔助電極的材料包括金屬或其合金，所述輔助電極的厚度為300~1500nm之間，且所述光學匹配層的折射率為1.3~2.5。
10. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述金屬氧化物包括LiO₂(超氧化鋰)或MoO₃(三氧化鉬)以及所述鹼金屬鹽類包括LiF(氟化鋰)、LiBO₃(硼酸鋰)、K₂SiO₃(矽酸鉀)、Cs₂CO₃(碳酸銫)或CH₃COOM(醋酸鹽)，M為Li(鋰)、Na(鈉)、K(鉀)、Rb(銣)或Cs(銫)。
11. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述第一電極中摻雜的所述金屬包括Al(鋁)、Ca(鈣)、Ag(銀)、Cu(銅)、Mg(鎂)或其合金。
12. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中摻雜的所述金屬與所述鹼金屬鹽類的混合重量比例為2：1~1：5之間，摻雜的所述金屬與所述金屬氧化物的混合重量比例為2：1~1：5之間。
13. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述第一電極的厚度小於等於30nm，所述輔助電極的厚度為300~500nm之間。
14. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述輔助電極與所述第一電極直接接觸。
15. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述金屬層的厚度介於5nm至10nm。
16. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述金屬層包括Ag(銀)或Au(金)。
17. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，更包括金屬氧化物層，其中所述金屬氧化物層位於所述第一電極與所述輔助電極之間。
18. 如申請專利範圍第17項所述的發光裝置，更包括疏離層，其中所述疏離層設置於所述輔助電極所曝露出的所述金屬氧化物層上。
19. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述發光裝置具有透光區與非透光區，所述發光層位於所述透光區，所述輔助電極位於所述非透光區。

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