TWM484121U - 具有光取出結構之有機發光元件 - Google Patents

Description

具有光取出結構之有機發光元件

本創作係關於一發光元件，尤其關於一種具有光取出層之有機發光元件。

有機發光元件具有可自行發光、寬視野角、高速響應特性等優異之特性。有機發光元件之構造係設置於玻璃基板上的第一電極(陽極)、第二電極(陰極)及設置於這些電極間的有機層。當對電極間施加電壓時，電洞及電子分別從各個電極被注入到有機層。此電洞與電子在有機層內再結合時，產生結合能量，利用此結合能量有機層中的有機發光材料被激發。由於被激發的發光材料回復至基底狀態時產生發光，其發光之光可透過具有透明性之第一電極而由基板側背面取出。

一般傳統的有機發光元件(OLED lighting element)結構如圖1所示，包含基板1、第一電極層2、有機層3以及第二電極層4。因此，有機發光元件通電後，電子和電洞在有機材料層3結合放光後，其中一部分光源會經過第二電極層4反射後，進入有機材料層3，再進入玻璃基板1；另一部分光源則是直接穿過了第一電極層2後進入 玻璃基板1。當光源要由玻璃基板1穿出至空氣時，如圖二所示在介面上，因為光由高光學折射係數的介質進入如空氣(n~1)這種低光學折射係數的介質中，會發生大角度的光被全反射的情形，使得很多光無法穿出鍍膜基板進入空氣，導致出光量很低。一般來說，有機發光元件的出光效率(external out-coupling efficiency)只有10~30%左右，如何增加OLED元件的出光效率成為競相研究的課題。

近來，在ITO電極與基板間設置具有散射物質的散射層。在這樣的結構中，由於有機層產生的發光的一部因散射層中的散射物質而被散射，因此使得ITO電極或基板內的光量(被全反射的光量)變少，換句話說即有機發光元件內部全反射的因素，使得發光層所發出的光線，除了部分穿過透明之陽極向外出射外，大部分(約70%)的光線都被元件內部所吸收，進而造成外部光子效率(external quantum efficiency)變差，光取出率無法提昇等問題。

因此有需要提供一種具有高光取出率的有機發光元件及其光取出率最適化方法，以解決習知的有機發光元件的外部光子效率不佳以及光取出率低落的問題。

本創作的目的就是在提供一種具有光取出之有機發光元件基板以增加光取出效率的結構。

本創作提出一種具有光取出結構的有機發光元件，其包含具有第一表面、與第一表面相對之出光面及至少一側邊的基板，位於第一表面 上方之有機發光多層結構，位於第一表面上方並包覆有機發光多層結構之反射層，以及位於出光面側並包覆基板側邊之光取出膜。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1‧‧‧玻璃基板

2‧‧‧第一電極

3‧‧‧有機層

4‧‧‧第二電極

5‧‧‧蓋板

6‧‧‧光取出膜

7‧‧‧反射層

圖一 係習知之有機發光元件之出光示意圖；圖二 係本創作之具有光取出結構之有機發光元件的示意圖；圖三 係依本創作第一較佳實施例之具有光取出結構之有機發光元件的示意圖

圖三所示為本創作之有機發光元件結構圖。有機發光元件在製作上，會先將有機發光多層結構利用鍍膜依序鍍在玻璃基板1上，再覆上蓋板5後形成有機發光元件15。接著，將有機發光元件15的出光面側、玻璃基板的側邊及未被蓋板5覆蓋之鍍膜面，以光取出膜6包覆，形成一有機發光模組。其中有機發光多層結構10包含有第一電極層2如銦錫氧化物(ITO,Indium Tin Oxide)、有機層(organic layer)3及第二電極4。有機層3為高光學折射係數(refractive index,n)的材料，折射係數約為1.76，第一電極層2，如銦錫氧化物(ITO)(n~1.9)，玻璃基板1(n~1.5)也是高光學折射係數的材料。而蓋板5一般會小於玻璃基板1，使位於玻璃基板1上之接觸電極的至少一部份能外露。因外露蓋板5外的部分鍍膜面與側邊13，利用具有絕緣 材質的光取出膜6，例如金屬氧化物(Metal Oxide)，金屬氮化物(Metal Nitride)，進行包覆，之後再光取出膜6之上表面以及沒有被光取出膜包覆的另一側邊，在全面包覆一層光反射層7，以達到防止有機發光元件中，光外露之問題。

此外，在此光取出膜6之材質，可為一種或多種與此膜材料折射係數不同的材料，例如折射係數較高的TiO 2、ZrO 2、Al 2 O 3、ZnS、ZnSe、TeO 2、HfO 2、SiO、SnO 2、ZnO或折射係數較低的SiO 2、MgF 2、LiF。

當有機發光元件15的光由玻璃基板1出射進入光取出膜6時，可以依照折射率的不同，光線會被散射開來，使得當光線穿出光取出膜6進入空氣時，光線被全反射的比例變低，所以光取出效率就會大幅增加。

本創作因採用具有絕緣性之光取出膜包覆玻璃基板及其側邊結構，將外露於玻璃基板外的玻璃基板側邊也因而受到良好的保護，也可以減少元件破損的問題得以被解決，並也使得元件具有更好的封裝特性，防止水氧進入。此外，因為光取出膜使用低吸收光學膜，不會使得有機發光元件所發出的光因經過此膜被吸收而減損效率。而若進一步在光取出膜中參雜與光取出膜材料不同折射係數的粒子，則可使有機發光元件所發出的光在入射至光取出膜後被散射成更多的角度，減少光因從密介質到疏介質而發生全反射的比例。如此一來，射出至空氣中的光出射率將比之前更高，得以增加有機發光元件的光取出效率。

雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視 後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧玻璃基板

2‧‧‧第一電極

3‧‧‧有機層

4‧‧‧第二電極

5‧‧‧蓋板

6‧‧‧光取出膜

7‧‧‧反射層

Claims (9)

1. 一種具有光取出結構之有機發光元件，其包含：一基板，其具有一第一表面、與該第一表面相對之一出光面及至少一側邊；一有機發光多層結構，位於該第一表面之上方；一蓋板，位於該第一表面之上方並覆蓋於該有機發光多層結構；以及一光取出膜，位於該出光面側並包覆該基板之該側邊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該有機發光多層結構包含：一第一電極，位於該基板的該第一表面之上方；一有機發光材料，位於該第一電極之上方；以及一第二電極，位於該有機發光材料之上方。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該光取出膜為具有絕緣性質之材料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該光取出膜為光學膜。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該光取出膜掺雜有至少一種與光取出膜材料折射係數不同的微小粒子。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該光取出膜可選自TiO2、ZrO2、Al2O3、ZnS、ZnSe、TeO2、HfO2、SiO、SnO2、ZnO、SiO2、MgF2、LiF之一或其混合物。
7. 如申請專利範圍第5項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該微小粒子與光取出膜材料之重量百分濃度比為0.05~10%。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中該光取出膜進一步包覆外露於該蓋板外之該第一表面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有光取出結構之有機發光元件，其中進 一步還包含一反射層，位於該光取出層之表面且包覆於該玻璃基板至少一側邊。