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CN101867020A - 发光元件 - Google Patents

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CN101867020A CN201010193365A CN201010193365A CN101867020A CN 101867020 A CN101867020 A CN 101867020A CN 201010193365 A CN201010193365 A CN 201010193365A CN 201010193365 A CN201010193365 A CN 201010193365A CN 101867020 A CN101867020 A CN 101867020A
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林俊良
李重君
陈介伟
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AU Optronics Corp
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Abstract

本发明公开一种发光元件，其包括基板以及有机电激发光元件。基板的内部具有多个经熔融再固化的微结构。有机电激发光元件配置于基板上。

Description

发光元件
技术领域
本发明涉及一种发光元件，且特别是有关于一种可以提高出光量的发光元件。
背景技术
电激发光元件(electroluminescent device)是一种可将电能转换成光能且具有高转换效率的半导体元件，其常见的用途为指示灯、显示面板以及光学读写头的发光元件等。由于电激发光元件具备如无视角问题、工艺简易、低成本、高应答速度、使用温度范围广泛与全彩化等特性，因此符合多媒体时代显示器特性的要求，可望成为下一代的平面显示器的主流。
一般而言，电激发光元件包括阳极、发光层以及阴极。电激发光元件的发光原理是将空穴、电子分别由阳极、阴极注入至电激发光层。当电子与空穴在电激发光层中相遇时，会进行再结合而形成光子(photon)，进而产生发光的现象。
由于电激发光层与作为电极的透明导电层皆为具有高折射系数的材料，因此当电子与空穴再结合时所发出的部分光线会因折射而形成大角度的入射光，因而在透明导电层与基板之间的界面或基板与空气之间的界面产生全反射，使得光线无法穿出而造成出光量不足的现象。
发明内容
本发明提供一种发光元件，其具有较高的出光量。
本发明另提供一种发光元件，其可以减少光线在元件中的全反射。
本发明又提供一种发光元件，其可以减少被基板全反射的光线。
本发明提出一种发光元件，其包括基板以及有机电激发光元件。基板的内部具有多个经熔融再固化的微结构(micro-structures)。有机电激发光元件配置于基板上。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构的折射率例如与基板的折射率不同。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构例如是均匀地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构例如是随机地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构例如是以激光内雕法所形成。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的经熔融再固化的微结构例如未与有机电激发光元件接触。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的有机电激发光元件包括阳极层、有机功能层以及阴极层。阳极层配置于基板上。有机功能层配置于阳极层上。阴极层配置于有机功能层上。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的有机功能层包括空穴注入层(hole injecting layer，HIL)、空穴传输层(hole transporting layer，HTL)、有机发光层(light emitting layer，EML)以及电子注入层(electron injection layer，EIL)。空穴注入层配置于阳极层上。空穴传输层配置于空穴注入层上。有机发光层配置于空穴传输层上。电子注入层配置于有机发光层与阴极层之间。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的有机电激发光元件例如为多个呈阵列排列的有机电激发光显示单元。
本发明另提出一种发光元件，其包括基板以及有机电激发光元件。基板的内部具有多个微气泡(micro-bubbles)。有机电激发光元件配置于基板上。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的微气泡的折射率例如与基板的折射率不同。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的微气泡例如是均匀地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的微气泡例如是随机地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的微气泡的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的微气泡例如未与有机电激发光元件接触。
依照本发明实施例所述的发光元件，还可以包括掺杂于基板中的多个发泡粒子，其中微气泡由发泡粒子所产生。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的发泡粒子的材质例如为碳酸钙、碳酸钡、碳酸氢钠、碳酸钠。
本发明再提出一种发光元件，其包括基板、多个散射粒子以及有机电激发光元件。散射粒子分布于基板中。有机电激发光元件配置于基板上。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的散射粒子的折射率例如与基板的折射率不同。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的散射粒子例如是均匀地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的散射粒子例如是随机地分布于基板的内部。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的散射粒子的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。
依照本发明实施例所述的发光元件，上述的散射粒子例如未与有机电激发光元件接触。
基于上述，由于本发明的发光元件中的基板内部具有微结构、微气泡或散射粒子，因此有机电激发光元件所发出的光线在进入基板时可以产生散射，使得经散射的光线能够以各种不同的角度穿出基板，并减少产生全反射的机会，因而达到了增加出光量的目的。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为依照本发明一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图；
图2为依照本发明另一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图；
图3为依照本发明再一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图。
其中，附图标记
10、20、30：发光元件            100、200、300：基板
102：有机电激发光元件           102a：阳极层
102b：有机功能层                102c：阴极层
104：微结构                     202：微气泡
302：散射粒子
具体实施方式
图1为依照本发明一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图。请参照图1，发光元件10包括基板100以及有机电激发光元件102。基板100例如为玻璃基板。基板100的内部具有多个经熔融再固化的微结构104。微结构104的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。在本实施例中，微结构104均匀地分布于基板100的内部。在另一实施例中，微结构104也可以是随机地分布于基板100的内部。微结构104例如是以激光内雕法所形成，亦即将一道或多道的激光光聚焦于基板100的内部，利用激光加热的方式来改变基板100的结构。激光内雕法也可控制微结构104在基板100内部形成的深度，因此，可以使微结构104完全形成于基板100内部，使得基板100具有平坦的表面。所形成的微结构104的折射率可不同于基板100的折射率。
有机电激发光元件102配置于基板100上。有机电激发光元件102例如为多个呈阵列排列的有机电激发光显示单元。有机电激发光元件102例如未与微结构104接触，或是部分微结构104与有机电激发光元件102接触。基板100和有机电激发光元件102间更可包含一缓冲层(未绘示)，以隔绝有机电激发光元件102和基板100表面的微结构104的接触。有机电激发光元件102包括阳极层102a、有机功能层102b以及阴极层102c。阳极层102a配置于基板100上。有机功能层102b配置于阳极层102a上。阴极层102c配置于有机功能层102b上。阳极层102a的材质例如为透明导电氧化物(transparent conductiveoxide，TCO)，其可以是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、氧化铝锌(Al dopedZnO，AZO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)或其他透明导电材料，但不以此为限。有机功能层102b可以由空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子注入层所构成。为了使附图清楚，图1中并未绘示出空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子注入层。空穴注入层配置于阳极层102a上。空穴传输层配置于空穴注入层上。有机发光层配置于空穴传输层上。电子注入层配置于有机发光层与阴极层102c之间。此外，有机功能层102b还可以包括电子传输层(electron transport layer，ETL)以及空穴阻挡层(hole blocking layer，HBL)。电子传输层配置于有机发光层与电子注入层之间。空穴阻挡层配置于电子注入层与阴极层102c之间。上述的空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层与空穴阻挡层的材料为本领域技术人员所熟知，于此不另行说明。阴极层102c的材质例如为金属，但不以此为限。
当有机电激发光元件102产生的光线进入基板100时，由于微结构104的折射率不同于基板100的折射率，使得光线遇到微结构104之后会产生散射。因此，降低了光线在基板100中产生全反射的机会，使得光线能够以各种不同的角度穿出基板100，因而提高了发光元件10的出光量。
特别一提的是，本实施例中的发光元件10可使用于各种照明应用及色彩显示中，较佳是应用于照明设备以及显示器中。
图2为依照本发明另一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图。请参照图2，发光元件20包括基板200以及有机电激发光元件102。有机电激发光元件102配置于基板200上。关于有机电激发光元件102的相关说明请参照图1，于此不另行描述。基板200例如为透明塑胶基板。基板200的内部具有多个微气泡202。微气泡202的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。在本实施例中，微气泡202均匀地分布于基板200的内部。在另一实施例中，微气泡202也可以是随机地分布于基板200的内部。微气泡202的折射率与基板200的折射率不同。此外，微气泡202未与有机电激发光元件102接触，或是部分微气泡202与有机电激发光元件102接触。基板200和有机电激发光元件102间更可包含一缓冲层(未绘示)，以隔绝有机电激发光元件102和基板200表面的微气泡202的接触。
微气泡202例如是由发泡粒子所产生。详细地说，在形成基板200时，先在塑胶材料中掺杂加热后会释放出气体的发泡粒子(例如碳酸钙、碳酸钡、碳酸氢钠、碳酸钠)。然后，使发泡粒子均匀分散或随机分散于塑胶材料中。之后，将塑胶材料加热熔融并成型，可以形成表面平坦但内部具有微气泡202的基板200，或是基板202的表面具有部分微气泡202。因此，在另一实施例中，基板200内部也可能具有发泡粒子。
当有机电激发光元件102产生的光线进入基板200时，由于微气泡202的折射率不同于基板200的折射率，使得光线遇到微气泡202之后会产生散射。因此，降低了光线在基板200中产生全反射的机会，使得光线能够以各种不同的角度穿出基板200，因而提高了发光元件20的出光量。
特别一提的是，本实施例中的发光元件20可使用于各种照明应用及色彩显示中，较佳是应用于照明设备中。
图3为依照本发明再一实施例所绘示的发光元件的剖面示意图。请照图3，发光元件30包括基板300、散射粒子302以及有机电激发光元件102。有机电激发光元件102配置于基板300上。关于有机电激发光元件102的相关说明请参照图1，于此不另行描述。基板300例如为乳白色(opal)玻璃基板或雪花石膏(alabaster)玻璃基板。散射粒子302分布于基板300中。散射粒子302的尺寸例如介于0.1微米至60微米之间。在本实施例中，散射粒子302均匀地分布于基板300的内部。在另一实施例中，散射粒子302也可以是随机地分布于基板300的内部。散射粒子302的折射率与基板300的折射率不同。此外，散射粒子302未与有机电激发光元件102接触，或是部分散射粒子302与有机电激发光元件102接触。基板300和有机电激发光元件102间更可包含一缓冲层(未绘示)，以隔绝有机电激发光元件102和基板300表面散射粒子302的接触。。
详细地说，当基板300为乳白色玻璃基板时，内含物(inclusion)(即散射粒子302)可为氟化物(NaF或CaF2)、ZnS、Ca3(PO4)2、SnO2、As2O5、ZrO2、TiO2等等；当基板300为雪花石膏玻璃基板时，内含物的粒子较大，其可为NaCl、Na2SO4等等。
当有机电激发光元件102产生的光线进入基板300时，由于散射粒子302的折射率不同于基板300的折射率，使得光线遇到散射粒子302之后会产生散射。因此，降低了光线在基板300中产生全反射的机会，使得光线能够以各种不同的角度穿出基板300，因而提高了发光元件30的出光量。
特别一提的是，本实施例中的发光元件30可使用于各种照明应用及色彩显示中，较佳是应用于照明设备中。
综上所述，本发明在发光元件的基板内部形成微结构、微气泡或散射粒子，因此可以使有机电激发光元件所发出的光线在基板内部产生散射，以减少光线在基板内部产生全反射的机会，使得光线能够以各种不同的角度穿出基板，并借此提高发光元件的出光量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (30)

1.一种发光元件，其特征在于，包括：
一基板，该基板的内部具有多个经熔融再固化的微结构；以及
一有机电激发光元件，配置于该基板上。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构的折射率与该基板的折射率不同。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构均匀地分布于该基板的内部。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构随机地分布于该基板的内部。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构的尺寸介于0.1微米至60微米之间。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构以激光内雕法所形成。
7.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，这些经熔融再固化的微结构未与该有机电激发光元件接触。
8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括：
一阳极层，配置于该基板上；
一有机功能层，配置于该阳极层上；以及
一阴极层，配置于该有机功能层上。
9.根据权利要求8所述的发光元件，其特征在于，该有机功能层包括：
一空穴注入层，配置于该阳极层上；
一空穴传输层，配置于该空穴注入层上；
一有机发光层，配置于该空穴传输层上；以及
一电子注入层，配置于该有机发光层与该阴极层之间。
10.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括多个呈阵列排列的有机电激发光显示单元。
11.一种发光元件，其特征在于，包括：
一基板，该基板的内部具有多个微气泡；以及
一有机电激发光元件，配置于该基板上。
12.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些微气泡的折射率与该基板的折射率不同。
13.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些微气泡均匀地分布于该基板的内部。
14.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些微气泡随机地分布于该基板的内部。
15.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些微气泡的尺寸介于0.1微米至60微米之间。
16.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些微气泡未与该有机电激发光元件接触。
17.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括：
一阳极层，配置于该基板上；
一有机功能层，配置于该阳极层上；以及
一阴极层，配置于该有机功能层上。
18.根据权利要求17所述的发光元件，其特征在于，该有机功能层包括：
一空穴注入层，配置于该阳极层上；
一空穴传输层，配置于该空穴注入层上；
一有机发光层，配置于该空穴传输层上；以及
一电子注入层，配置于该有机发光层与该阴极层之间。
19.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括多个呈阵列排列的有机电激发光显示单元。
20.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，更包括多个发泡粒子，掺杂于该基板中，其中这些微气泡由这些发泡粒子所产生。
21.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，这些发泡粒子的材质包括碳酸钙、碳酸钡、碳酸氢钠、碳酸钠。
22.一种发光元件，其特征在于，包括：
一基板；
多个散射粒子，分布于该基板中；以及
一有机电激发光元件，配置于该基板上。
23.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，这些散射粒子的折射率与该基板的折射率不同。
24.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，这些散射粒子均匀地分布于该基板的内部。
25.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，这些散射粒子随机地分布于该基板的内部。
26.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，这些散射粒子的尺寸介于0.1微米至60微米之间。
27.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，这些散射粒子未与该有机电激发光元件接触。
28.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括：
一阳极层，配置于该基板上；
一有机功能层，配置于该阳极层上；以及
一阴极层，配置于该有机功能层上。
29.根据权利要求28所述的发光元件，其特征在于，该有机功能层包括：
一空穴注入层，配置于该阳极层上；
一空穴传输层，配置于该空穴注入层上；
一有机发光层，配置于该空穴传输层上；以及
一电子注入层，配置于该有机发光层与该阴极层之间。
30.根据权利要求22所述的发光元件，其特征在于，该有机电激发光元件包括多个呈阵列排列的有机电激发光显示单元。
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