專利名稱：有機(jī)電激發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一有機(jī)電激發(fā)光裝置及其製造方法，特別是關(guān)于一種具有解決有機(jī)電激發(fā)光組件中因表面電漿子共振而降低有機(jī)電激發(fā)光組件其外部量子效率的結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)電激發(fā)光顯示器(organic electroluminescent devices)(又稱為有機(jī)發(fā)光二極管(organic light emitting diode，OLED)顯示器)其發(fā)光原理是在有機(jī)分子材料(依分子量大小可分為小分子材料(small molecule material)及聚合物材料(polymer material))施加一外加電場使其產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。有機(jī)電激發(fā)光顯示器(organic electroluminescent devices)因其為自發(fā)光性(self emission)組件，可數(shù)組式顯示(dot matrix type display)，具有輕薄、高對(duì)比、低消耗功率、高分辨率、反應(yīng)時(shí)間短(fast response time)、不需背光源及廣視角等特性，且其面板尺寸可由4mm微型顯示器至100時(shí)的大型戶外看板顯示器，被視為下一世代的平面面板顯示器(flat panel display，F(xiàn)PD)。除了顯示器的應(yīng)用外，由于有機(jī)電激發(fā)光組件更可在輕薄、可撓曲的材質(zhì)上形成數(shù)組式結(jié)構(gòu)，使其在應(yīng)用上更加的廣泛，尤其是非常適合應(yīng)用于照明。一般預(yù)估有機(jī)電激發(fā)光組件其發(fā)光效率若能提升至100Lm/W以上，有機(jī)電激發(fā)光顯示器裝置即有機(jī)會(huì)取代一般照明光源，因此效率的提升對(duì)于有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)展是一刻不容緩的重要課題。
有機(jī)電激發(fā)光的原理為，通過陰極注入電子及陽極注入電洞，因外加電場所衍生的電位差而促使這些電子和電洞在薄膜層中移動(dòng)及相遇，并產(chǎn)生再結(jié)合(recombination)現(xiàn)象，此一再結(jié)合所放出的能激發(fā)發(fā)光層分子使其處于高能量且非穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)，當(dāng)能量釋出時(shí)則回復(fù)到低能量且穩(wěn)定的基態(tài)。有機(jī)電激發(fā)光裝置的發(fā)光效率決定于其內(nèi)部量子效率(internal quantumefficiency)及外部量子效率(external quantum efficiency)。內(nèi)部量子效率(internal quantum efficiency)是為物理現(xiàn)象中的電轉(zhuǎn)換成光過程的內(nèi)部效率(internal efficiency)，有機(jī)分子受到激發(fā)后會(huì)有1/4的激發(fā)電子(excitingelectron)會(huì)形成非對(duì)稱自旋組態(tài)(asymmetric spin configuration)的單重態(tài)(singlet)形式，并以螢光(fluorescence)方式釋放出能量，但有3/4的激發(fā)電子(exciting electron)會(huì)形成對(duì)稱自旋組態(tài)(symmetric spin configuration)的三重態(tài)(triplet)，并以非放射性的磷光(phosphorescence)發(fā)式釋放出能量。但目前已證實(shí)有機(jī)金屬化合物能將激發(fā)電子(exciting electron)的三重態(tài)(triplet)以磷光(phosphorescence)的發(fā)式釋放出能量，因此，有機(jī)電激發(fā)光裝置其內(nèi)部量子效率(internal quantum efficiency)取決于其發(fā)光激發(fā)機(jī)制(excitationmechanism)，也就是取決于選擇使用螢光(fluorescence)發(fā)光材料或是磷光(fluorescence)發(fā)光材料。
有機(jī)電激發(fā)光裝置的外部量子效率(external quantum efficiency)其定義系為組件中被輸入的電能而相對(duì)于所產(chǎn)生的發(fā)光能量的比值，也就是有機(jī)電激發(fā)光裝置向外所產(chǎn)生的能量或是光子數(shù)。以典型的有機(jī)電激發(fā)光組件為例，有機(jī)層發(fā)出的光并非全部都能傳到組件外面來，有機(jī)電激發(fā)光組件約有40％的光會(huì)在組件內(nèi)部形成表面電漿子共振而損失掉。另外，因?yàn)橛袡C(jī)材料及玻璃基板的折射率較空氣為高，因此部分的光容易產(chǎn)生全反射而被限制于組件中甚至于組件兩側(cè)散射出，據(jù)估算總共約有80％的光會(huì)被限制于組件中。所以，一般有機(jī)電激發(fā)光組件的外部電子效率不到20％。因此，若能將陷于組件中的光重新取出于組件外，必能大大有效的提升有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，具有一由介電材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層(organic electroluminescent light recovery layer)，此納米結(jié)構(gòu)膜層可與組件中的表面電漿子共振形成共耦合，將陷于組件中的光重新取出(recover)于組件外，以解決有機(jī)電激發(fā)光組件中因表面電漿子共振(surface plasmon resonance)而降低有機(jī)電激發(fā)光組件其外部量子效率(external quantum efficiency)的問題，增加有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)光效率。
為達(dá)成本發(fā)明之上述目的，本發(fā)明提供一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)，具有一或一層以上的由介電材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成或由有機(jī)材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層(organic electroluminescent light recovety layer)。
本發(fā)明所述的具有納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)電激發(fā)光裝置，至少包含一基板；一第一電極，配置于上述基板上；一有機(jī)發(fā)光層，配置于上述第一電極上；一第二電極，配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述有機(jī)發(fā)光層位于上述第一電極與上述第二電極之間；以及一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層。而上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可配置于上述基板上，也就是位于上述基板與上述第一電極之間；上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層也可配置于上述第一電極上，且上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述第一電極與上述有機(jī)發(fā)光層之間；上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層也可配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述有機(jī)發(fā)光層與上述第二電極之間；而上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層亦可配置于上述第二電極之上。
本發(fā)明所述的具有納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)電激發(fā)光裝置，亦可包括一基板、一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層、一第二電極、一第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層以及一第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層。上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可形成于上述基板及上述第一電極之間，也可形成于上述第一電極及有機(jī)發(fā)光層之間；而上述第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可形成于上述第二電極及有機(jī)發(fā)光層之間或是可形成于上述第二電極上。
本發(fā)明所述的具有納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)電激發(fā)光裝置，可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(top emitting)(即第二電極側(cè))或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。
本發(fā)明的特征在于具有納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)電激發(fā)光裝置，而此納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層是以由介電材料及具有納米尺寸的金屬顆?；蛴袡C(jī)材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成。其中上述構(gòu)成奈由米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料或有機(jī)材料及具有納米尺寸金屬顆粒是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料的中。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料可選自于絕緣的硅化物、氧化物、碳化物、氮化物及其組合物所組成的族群中，可為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料可選自小分子或高分子有機(jī)材料。而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆粒是選自于金、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物所組成的族群中，或由上述兩種以上的元素所組成。
本發(fā)明所述的基板可為透光或不透光的玻璃或塑料基板。本發(fā)明適用的塑料基板可為聚乙烯對(duì)苯二甲酯(polyethyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚烯銨(Polyimide)、耐熱透明樹脂(Arton)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)或是聚苯乙烯(polystyrene)等。
本發(fā)明所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層的材質(zhì)包括小分子有機(jī)發(fā)光材料及高分子有機(jī)發(fā)光材料。上述有機(jī)發(fā)光層可由單層有機(jī)發(fā)光材料或復(fù)數(shù)層有機(jī)發(fā)光材料疊合構(gòu)成。而上述有機(jī)發(fā)光層也可為螢光(fluorescence)發(fā)光材料或是磷光(fluorescence)發(fā)光材料。
本發(fā)明所述的第一電極及第二電極可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。其中上述透明電極可為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或是氧化鋅(ZnO)。上述金屬電極可選自于由鋰、鎂、鈣、鋁、銀、銦、金、鎳及鉑所組成的族群中，或由上述兩種以上的元素所組成的合金。其中上述復(fù)合電極為由復(fù)數(shù)層電極疊合構(gòu)成，可選自于由鋰、鎂、鈣、鋁、銀、銦、金、鎳、鉑、銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)及氧化鋅(ZnO)所組成的族群中。
根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置，通過具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層(organic electroluminescent light recoverylayer)，與組件中的表面電漿子共振形成共耦合，將陷于組件中的光重新取出(recover)于組件外。而在原件的制作上只需在組件的結(jié)構(gòu)中鍍一層納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層(organic electroluminescent light recovery layer)即可，通過此簡單的制作過程，可有效的提升有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)光效率。
為了讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1為根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置的實(shí)施例1的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置的實(shí)施例2的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置的實(shí)施例3的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置的實(shí)施例4的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置的實(shí)施例5的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下10、20、30、40、50～有機(jī)電激發(fā)光裝置；110、210、310、410、510～基板；120、220、320、420～納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層；121、221、321、421、521、561～介電材料(有機(jī)材料)；122、222、322、422、522、562～具有納米尺寸的金屬顆粒；130、230、330、430、530～第一電極；140、240、340、440、540～有機(jī)發(fā)光層；150、250、350、450、550～第二電極；520～第一納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層；以及560～第二納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層。
具體實(shí)施例方式
以下請(qǐng)配合參照第1圖、第2圖、第3圖、第4圖及第5圖的有機(jī)電激發(fā)光裝置剖面圖，以詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置，至少包括一基板、一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層、一第二電極以及一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層，且此納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可形成于上述基板及上述第一電極之間(如實(shí)施例1所示)、可形成于上述第一電極及有機(jī)發(fā)光層之間(如實(shí)施例2所示)、可形成于上述第二電極及有機(jī)發(fā)光層之間(如實(shí)施例3所示)或是可形成于上述第二電極之上(如實(shí)施例4所示)。
實(shí)施例1首先，提供一基板110，請(qǐng)參考第1圖。該基板110可為透明基板或不透明基板，是由玻璃或塑料材質(zhì)(可彎曲基板)所構(gòu)成。在此一基板110上形成由介電(dielectric)材料或有機(jī)材料121及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒122所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層120，而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料或有機(jī)材料121及具有納米尺寸金屬顆粒122是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒122是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料121的中。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料是為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)，且形成上述介電材質(zhì)的制作方式可為濺射或電漿強(qiáng)化式化學(xué)氣相沉積方式。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料是為小分子或高分子有機(jī)材料，且形成上述有機(jī)材料的制作方式可為熱蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆?？蔀榻稹y、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物，或是由上述兩種以上的元素所組成。形成上述金屬顆粒的方法可為濺鍍法、電子束蒸鍍法、熱蒸鍍法、化學(xué)氣相鍍膜法或是旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。納米尺寸金屬顆粒摻雜于介電材料或有機(jī)材料的比例可為占此層組合物的0.001％至70％(重量百分比)，且其比例是利用不同沉積速率(功率)形成介電材料及納米尺寸金屬顆粒來調(diào)配，或利用不同混合比例形成有機(jī)材料及納米尺寸金屬顆粒。接著，在納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層120上形成第一電極130，使有機(jī)電激發(fā)光光取出層120位于第一電極130及基板110之間。此第一電極130可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。在第一電極130上形成有機(jī)發(fā)光層140，此有機(jī)發(fā)光層140可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光材料，若為小分子有機(jī)發(fā)光材料，可利用真空蒸鍍方式形成有機(jī)發(fā)光二極管材料層；若為高分子有機(jī)發(fā)光材料，則可使用旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成有機(jī)發(fā)光二極管材料層。最后，在有機(jī)發(fā)光層140上形成第二電極150，此第二電極150可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。上述形成第一電極130及第二電極150的方法可為濺鍍法、電子束蒸鍍法、熱蒸鍍法、化學(xué)氣相鍍膜法或是噴霧熱裂解法形成。由此實(shí)施例所形成的有機(jī)電激發(fā)光裝置10可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(top emitting)(即第二電極側(cè))或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。
實(shí)施例2首先，提供一基板210，請(qǐng)參考第2圖。該基板210可為透明基板或不透明基板，是由玻璃或塑料材質(zhì)(可撓曲基板)所構(gòu)成。在此一基板210上形成第一電極230，此第一電極230可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。接著，在此第一電極230形成一由介電(dielectric)材料或有機(jī)材料221及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒222所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層220，而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層220的介電材料或有機(jī)材料221及具有納米尺寸金屬顆粒222是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒222是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料221的中。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料是為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料是為小分子或高分子有機(jī)材料，且形成上述有機(jī)材料的制作方式可為熱蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆?？蔀榻稹y、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物，或是由上述兩種以上的元素所組成。納米尺寸金屬顆粒摻雜于介電材料或有機(jī)材料的比例可為占此層組合物的0.001％至70％(重量百分比)，且其比例是利用不同沉積速率(功率)形成介電材料及納米尺寸金屬顆粒來調(diào)配。接著，在納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層220上形成有機(jī)發(fā)光層240，使有機(jī)電激發(fā)光光取出層220位于有機(jī)發(fā)光層240及第一電極230之間。此有機(jī)發(fā)光層240可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光材料。最后，在有機(jī)發(fā)光層240上形成第二電極250，此第二電極250可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。由此實(shí)施例所形成的有機(jī)電激發(fā)光裝置20可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(top emitting)(即由第二電極側(cè)發(fā)光)或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。其形成各層的方式如實(shí)施例1所示。
實(shí)施例3首先，提供一基板310，請(qǐng)參考第3圖。該基板310可為透明基板或不透明基板，是由玻璃或塑料材質(zhì)(可撓曲基板)所構(gòu)成。在此一基板310上形成第一電極330，此第一電極330可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。接著，在此第一電極330形成有機(jī)發(fā)光層340，此有機(jī)發(fā)光層340可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光材料。接著在有機(jī)發(fā)光層340上形成一由介電(dielectric)材料或有機(jī)材料321及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒322所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層320，而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料321及具有納米尺寸金屬顆粒322是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒322是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料321的中。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料是為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料是為小分子或高分子有機(jī)材料，且形成上述有機(jī)材料的制作方式可為熱蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆?？蔀榻?、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物，或是由上述兩種以上的元素所組成。納米尺寸金屬顆粒摻雜于介電材料或有機(jī)材料的比例可為占此層組合物的0.001％至70％(重量百分比)，且其比例是利用不同沉積速率(功率)形成介電材料或有機(jī)材料及納米尺寸金屬顆粒來調(diào)配。接著，在納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層320上形成第二電極350，使有機(jī)電激發(fā)光光取出層320位于有機(jī)發(fā)光層340及第二電極350之間。此第二電極350可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。由此實(shí)施例所形成的有機(jī)電激發(fā)光裝置30可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(top emitting)(即由第二電極側(cè)發(fā)光)或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。其形成各層的方式如實(shí)施例1所示。
實(shí)施例4首先，提供一基板410，請(qǐng)參考第4圖。該基板410可為透明基板或不透明基板，是由玻璃或塑料材質(zhì)(可撓曲基板)所構(gòu)成。在此一基板410上形成第一電極430，此第一電極430可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。接著，在此第一電極430上形成有機(jī)發(fā)光層440，此有機(jī)發(fā)光層440可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光材料。接著在有機(jī)發(fā)光層440上形成第二電極450，此第二電極450可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。最后，在第二電極450上形成一由介電材料或有機(jī)材料421及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒422所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層420，而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料或有機(jī)材料421及具有納米尺寸金屬顆粒422是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒422是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料421的中。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料是為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料是為小分子或高分子有機(jī)材料，且形成上述有機(jī)材料的制作方式可為熱蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆?？蔀榻?、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物，或是由上述兩種以上的元素所組成。納米尺寸金屬顆粒摻雜于介電材料或有機(jī)材料的比例可為占此層組合物的0.001％至70％(重量百分比)，且其比例是利用不同沉積速率(功率)形成介電材料或有機(jī)材料及納米尺寸金屬顆粒來調(diào)配。由此實(shí)施例所形成的有機(jī)電激發(fā)光裝置40可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(top emitting)(即由第二電極側(cè)發(fā)光)或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。其形成各層的方式如實(shí)施例1所示。
本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光裝置，亦可包括一基板、一第一電極、一有機(jī)發(fā)光層、一第二電極、一第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層以及一第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層。上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可形成于上述基板及上述第一電極之間，也可形成于上述第一電極及有機(jī)發(fā)光層之間；而上述第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層可形成于上述第二電極及有機(jī)發(fā)光層之間或是可形成于上述第二電極上。
實(shí)施例5請(qǐng)參考第5圖，此實(shí)施例為一有機(jī)電激發(fā)光裝置，其具有一第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層以及一第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層。首先，提供一基板510。該基板510可為透明基板或不透明基板，是由玻璃或塑料材質(zhì)(可撓曲基板)所構(gòu)成。在此一基板510上形成一由介電材料或有機(jī)材料521及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒522所構(gòu)成的第一納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層520，而上述構(gòu)成第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料或有機(jī)材料521及具有納米尺寸金屬顆粒522是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒522是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料521的中。接著，在第一納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層520上形成第一電極530，此第一電極530可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。然后，在此第一電極530上形成有機(jī)發(fā)光層540，此有機(jī)發(fā)光層540可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光材料。接著在有機(jī)發(fā)光層540上形成第二電極550，此第二電極550可為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。最后，在第二電極550上形成一由介電材料或有機(jī)材料561及具有納米尺寸(nano-scale)的金屬顆粒562所構(gòu)成的第二納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層560，而上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料或有機(jī)材料561及具有納米尺寸金屬顆粒562是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒562是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料或有機(jī)材料561的中。上述構(gòu)成第一及第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料是為氧化硅(SiOx)、氧化鋁(AlOx)、氧化鎂(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化鋁(AlNx)或是氟化鎂(MgFx)。上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料是為小分子或高分子有機(jī)材料，且形成上述有機(jī)材料的制作方式可為熱蒸鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成。上述構(gòu)成第一及第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆?？蔀榻?、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物，或是由上述兩種以上的元素所組成。納米尺寸金屬顆粒摻雜于介電材料或有機(jī)材料的比例可為占此層組合物的0.001％至70％(重量百分比)，且其比例是利用不同沉積速率(功率)形成介電材料或有機(jī)材料及納米尺寸金屬顆粒來調(diào)配。由此實(shí)施例所形成的有機(jī)電激發(fā)光裝置50可為一由基板側(cè)發(fā)光、上部發(fā)光(topemitting)(即由第二電極側(cè)發(fā)光)或是一兩面發(fā)光的有機(jī)電激發(fā)光裝置。其形成各層的方式如實(shí)施例1所示。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做各種的變動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，至少包含一基板；一第一電極，配置于上述基板上；一有機(jī)發(fā)光層，配置于上述第一電極上；一第二電極，配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述有機(jī)發(fā)光層位于上述第一電極與上述第二電極之間；以及一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述基板上，且上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述基板與上述第一電極之間。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述第一電極上，且上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述第一電極與上述有機(jī)發(fā)光層之間。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述有機(jī)發(fā)光層與上述第二電極之間。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述第二電極上。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層由單層有機(jī)發(fā)光材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層由復(fù)數(shù)層有機(jī)發(fā)光材料疊合構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層為螢光)發(fā)光材料或是磷光發(fā)光材料。
9.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層的材質(zhì)包括小分子有機(jī)發(fā)光材料。
10.如權(quán)利要求9所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述小分子有機(jī)發(fā)光材料利用真空蒸鍍方式形成有機(jī)發(fā)光層。
11.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述有機(jī)發(fā)光層的材質(zhì)包括高分子有機(jī)發(fā)光材料。
12.如權(quán)利要求11所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述包括高分子有機(jī)發(fā)光材料是利用旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷方式形成有機(jī)發(fā)光層。
13.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述基板為透光或不透光的玻璃或塑料基板。
14.如權(quán)利要求13所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述塑料基板為聚乙烯對(duì)苯二甲酯聚酯、聚碳酸酯、聚烯銨、耐熱透明樹脂、聚丙烯酸酯或是聚苯乙烯。
15.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第一電極為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。
16.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第二電極為透明電極、金屬電極或是復(fù)合電極。
17.如權(quán)利要求15或16所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述透明電極為銦錫氧化物ITO、銦鋅氧化物IZO、鋅鋁氧化物AZO或是氧化鋅ZnO。
18.如權(quán)利要求15或16所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述金屬電極選自于由鋰、鎂、鈣、鋁、銀、銦、金、鎳及鉑所組成的族群中，或由上述兩種以上的元素所組成的合金。
19.如權(quán)利要求15或16所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述復(fù)合電極由復(fù)數(shù)層電極疊合構(gòu)成，選自于由鋰、鎂、鈣、鋁、銀、銦、金、鎳、鉑、銦錫氧化物ITO、銦鋅氧化物IZO、鋅鋁氧化物AZO及氧化鋅ZnO所組成的族群中。
20.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層為一具有納米結(jié)構(gòu)的薄膜層，此納米結(jié)構(gòu)的薄膜層由介電材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求20所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料選自于絕緣的硅化物、氧化物、碳化物、氮化物及其組合物所組成的族群中。
22.如權(quán)利要求20所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料為氧化硅SiOx、氧化鋁AlOx、氧化鎂MgO、氮化硅SiNx、氮化鋁AlNx或是氟化鎂MgFx。
23.如權(quán)利要求20所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆粒選自于金、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物所組成的族群中，或由上述兩種以上的元素所組成。
24.如權(quán)利要求20所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的介電材料及具有納米尺寸金屬顆粒是以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒是以摻雜物(dopant)形式摻雜(doping)于介電材料的中。
25.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層為一具有納米結(jié)構(gòu)的薄膜層，此納米結(jié)構(gòu)的薄膜層由有機(jī)材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求25所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料選自于小分子或高分子有機(jī)材料所組成的族群中。
27.如權(quán)利要求25所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的具有納米尺寸金屬顆粒選自于金、銀、鍺、硒、錫、銻、碲、鎵及其組合物所組成的族群中，或由上述兩種以上的元素所組成。
28.如權(quán)利要求25所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層的有機(jī)材料及具有納米尺寸金屬顆粒以相同或不同方式同時(shí)形成，且上述具有納米尺寸金屬顆粒以摻雜物形式摻雜于有機(jī)材料的中。
29.一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，至少包含一基板；一第一電極，配置于上述基板上；一有機(jī)發(fā)光層，配置于上述第一電極上；一第二電極，配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述有機(jī)發(fā)光層位于上述第一電極與上述第二電極之間；一納米結(jié)構(gòu)的第一有機(jī)電激發(fā)光光取出層；以及一納米結(jié)構(gòu)的第二有機(jī)電激發(fā)光光取出層。
30.如權(quán)利要求29所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述基板上，且上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述基板與上述第一電極之間。
31.如權(quán)利要求29所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述第一電極上，且上述第一納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述第一電極與上述有機(jī)發(fā)光層之間。
32.如權(quán)利要求29所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述有機(jī)發(fā)光層上，且上述第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層位于上述有機(jī)發(fā)光層與上述第二電極之間。
33.如權(quán)利要求29所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中上述第二納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光光取出層配置于上述第二電極上。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種具有解決有機(jī)電激發(fā)光組件中因表面電漿子共振而降低有機(jī)電激發(fā)光組件其外部量子效率的結(jié)構(gòu)的有機(jī)電激發(fā)光裝置。該有機(jī)電激發(fā)光裝置具有一由介電材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成或由有機(jī)材料及具有納米尺寸的金屬顆粒所構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)有機(jī)電激發(fā)光光取出層，此納米結(jié)構(gòu)膜層可與組件中的表面電漿子共振形成共耦合，將陷于組件中的光重新取出于組件外，有效的提升有機(jī)電激發(fā)光組件的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H05B33/12GK1527648SQ0312010
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者曾美榕, 劉仲明, 王俊凱, 林顯光 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院