一种电激发光装置，包括一基板或超基板、一光学耦合结构、一第一电极、一功能材料堆叠以及一第二电极。基板或超基板具有一外侧表面及相反的一内侧表面，光学耦合结构位于基板或超基板的外侧表面。第一电极设置于基板或超基板的内侧表面。第一电极为透明并且具有小于或等于1.7的折射率。功能材料堆叠设置于第一电极上，并且包括一发光层，发光层包含一发光材料。发光材料具有水平倾向的发光偶极子，且发光材料的一水平发光偶极率大于或等于70％。第二电极层设置于功能材料堆叠上。电激发光装置同時使用折射率小于等于1.7的透明电极以及水平发光偶极率大于70％的材料，可以连到提升装置内部基板耦合效率與装置整体外部量子效率的效果。
【技术实现步骤摘要】
电激发光装置
本专利技术涉及一种电激发光装置，特别是关于一种改善光学耦合与外部量子效率的电激发光装置。
技术介绍
从邓清云博士与VanSlyke博士于1987年发表第一篇探讨有机发光组件的效率与实用性的报导后，有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，以下简称OLED)技术已成为显示器及照明应用上深入研究和开发的主要课题。请参照图1，其绘示已知的一种OLED结构。习知的一种OLED结构1具有一反射金属电极11(通常作为阴极)、透明导电电极13例如ITO等(通常作为阳极)，及位于两者间的有机层12所形成的三明治结构，且上述三明治结构位于玻璃基板14上。借着采用高效率的发光材料例如具磷光机制的材料，OLED的内部量子效率可达到接近100％。然而，在传统典型的OLED结构中，将OLED内部发光萃取到组件外部空气中的组件出光效率，是实现高效率的外部量子效率的一大课题。通常有机层12及透明导电电极13的折射率高于典型的基板及空气(折射率一般为1)，例如有机层的光学折射率一般介于1.7至1.8，透明导电电极13的光学折射率一般介于1.8至2.1。至于典型的基板14例如玻璃或塑料等的光学折射率一般介于1.4至1.5。由于传统典型的OLED结构1中，空气/基板14的界面以及基板14/透明导电电极13的界面，皆明显具有折射率不匹配的问题，使得OLED内部产生的各个角度的光，常会在上述界面遭遇全反射而被局限在组件而无法出到基板进而出光到空气；因此大量的内部发光被局限在组件中。请参照图2，其绘示图1的OLED结构中四种不同的光辐射耦合模式的示意图。一般而言，OLED的内部发光被耦合至四种不同的模式：(1)光辐射模式(radiationmodes)是耦合出光至空气中的有效发光；(2)基板模式(substratemodes)是被波导局限在基板14中的光；(3)波导模式(waveguidmodes，WGmodes)是被波导局限在高折射率有机层12/透明导电电极13中的光；以及，(4)表面电浆模式(surface-plasmonmodes，SPmodes)是被引导沿着有机层12/反射金属电极11的界面的光。因此，传统典型的OLED的组件出光效率通常仅有20-25％。然而，特别是应用于对光强功效有强烈需求的产品上，例如照明或移动应用上，如何借着增加组件内部发光真正能萃取到组件外部的光学耦合效率，以达成加强OLED的外部量子效率(externalquantumefficiency，EQE)的需求量，是本专利技术主要的目的。
技术实现思路
为了克服上述习知技术的缺点，本专利技术提供下列各种实施例来解决上述问题。本专利技术提供一种电激发光装置，包括一基板或超基板、一光学耦合结构、一第一电极、一功能材料堆叠以及一第二电极。基板或超基板，具有一外侧表面及相反的一内侧表面。光学耦合结构位于基板或超基板的外侧表面。第一电极设置于基板或超基板的内侧表面，其中第一电极为透明并且具有小于或等于1.7的一折射率。功能材料堆叠设置于第一电极上。功能材料堆叠包括一发光层，发光层包含一发光材料，发光材料具有水平倾向的发光偶极子(preferentialhorizontalemittingdipoles)，且发光材料的一水平发光偶极率大于或等于70％。第二电极设置于功能材料堆叠上。在一实施例中，第一电极的折射率最低为基板或超基板的一基板折射率减0.1。在一实施例中，功能材料堆叠更包括至少一功能层，夹置于发光层与第二电极间。功能层具有一特定厚度，藉以使发光层至第二电极间的一光往返路径显著地大于(2φ1+φm＝2pπ)，其中p为0或正整数，φ1为主发光波长为λ的一光线由发光层移动至第二电极时发生的相变化，φm为光线由第二电极反射后的相变化。在一实施例中，第一电极的材料选自于实质上由聚二氧乙基噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)、奈米孔洞氧化铟锡(nanoporousindiumtinoxide)、奈米孔洞氟掺杂氧化锡(nanoporousfluorine-dopedtinoxide)、奈米孔洞氧化铝锌(nanoporousaluminumzincoxide)、奈米孔洞氧化镓锌(nanoporousgalliumzincoxide)、奈米孔洞氧化锡(nanoporoustinoxide)、奈米孔洞铌掺杂氧化钛(nanoporousniobium-dopedtitaniumoxide)、其堆叠及其组合所构成的群组。在一实施例中，光学耦合结构为附著至基板或超基板的外侧表面上的一光学耦合组件。光学耦合组件可为一光学透镜、一半球透镜、一棱镜、三角锥、一微距透镜片、一微透镜片、一微棱镜片、一微三角锥片、一微粒子层、一奈米粒子层、一微孔洞层、一奈米孔洞层、一光栅片、一散射片、一扩散片、一孔洞数组、一裂隙数组、一气泡数组或一真空孔洞数组。此外，光学耦合结构可以具有规则或不规则的一图案。在一实施例中，光学耦合结构为经过一表面处理后的外侧表面。表面处理为粗糙化、分散化或塑形化，以形成一棱镜、三角锥、一微距透镜、一微透镜、一微棱镜、一微三角锥或一光栅。此外，光学耦合结构可以具有规则或不规则的一图案。在一实施例中，第一电极为阳极与阴极两者中的一个，第二电极为两者中的另一个。亦即当第一电极为电激发光装置的阳极时，第二电极为电激发光装置的阴极；当第一电极为阴极时，第二电极为阳极。在一实施例中，当应用于照明或显示设备时，电激发光装置更包括整合于其上的至少一金属汇流线路或至少一金属格栅。金属汇流线路或金属格栅，具有电流传导的高导电性及平均电流分布遍布大区域的特性。本专利技术的电激发光装置使用折射率小于或等于1.7的透明第一电极，同时使用水平发光偶极率大于70％的发光材料，除了可以有效提升装置内部光辐射至基板的耦合效率，同时可以提升装置整体的外部量子效率。【附图说明】图1绘示已知的一种OLED结构。图2绘示图1的OLED结构中四种不同的光辐射耦合模式的示意图。图3a绘示依据本专利技术一实施例的一电激发光装置的结构示意图。图3b绘示依照本专利技术另一实施例的一电激发光装置的结构示意图图4a绘示发光层为掺杂重量百分比8的Ir(ppy)2(acac)的CBP时，量测到p偏振光于520nm的光激发光(PL)强度与发光角度的曲线图。图4b绘示发光层为掺杂量百分浓度8的Ir(ppy)3的CBP时，量测到p偏振光于520nm的光激发光(PL)强度与发光角度的曲线图。图5a至图5d绘示四种类型的装置中，计算的出光耦合效率(φair)与HTL及ETL厚度的关系。图5e至图5h分别绘示图5a至图5d的四种类型装置中，计算的基板耦合效率(φsub)与HTL及ETL厚度的关系。图6a及图6b绘示四种类型的装置的出光耦合效率(φair)及基板耦合效率(φsub)分别与ETL厚度的变化关系。图7a至图7d绘示四种类型装置分别在不同ETL厚度时计算后的模式分布状态。图7e绘示四种类型装置中SP模式的比例与不同ETL厚度的关系。图7f绘示四种类型装置中WG模式的比例与不同ETL厚度的关系。图8a绘示所有受测[ITO，Ir(ppy)2(acac)]与[PEDOT，Ir(ppy)2(acac)]装置在不具透镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电激发光装置，其特征在于，包括：一基板或超基板，具有一外侧表面及相反的一内侧表面；一光学耦合结构，位于所述基板或超基板的所述外侧表面；一第一电极，设置于所述基板或超基板的所述内侧表面，其中所述第一电极是透明并且具有小于或等于1.7的一折射率；一功能材料堆叠，设置于所述第一电极上，其中所述功能材料堆叠包括一发光层，所述发光层包含一发光材料，所述发光材料具有水平倾向发光偶极子，且所述发光材料的一水平发光偶极率大于或等于70％；以及一第二电极，设置于所述功能材料堆叠上。
【技术特征摘要】
2015.10.30 US 62/285,4621.一种电激发光装置，其特征在于，包括：一基板或超基板，具有一外侧表面及相反的一内侧表面；一光学耦合结构，位于所述基板或超基板的所述外侧表面；一第一电极，设置于所述基板或超基板的所述内侧表面，其中所述第一电极是透明并且具有小于或等于1.7的一折射率；一功能材料堆叠，设置于所述第一电极上，其中所述功能材料堆叠包括一发光层，所述发光层包含一发光材料，所述发光材料具有水平倾向发光偶极子，且所述发光材料的一水平发光偶极率大于或等于70％；以及一第二电极，设置于所述功能材料堆叠上。2.根据权利要求1所述的电激发光装置，其特征在于：所述第一电极的所述折射率最低为所述基板或超基板的一基板折射率减0.1。3.根据权利要求1所述的电激发光装置，其特征在于：所述功能材料堆叠更包括：至少一功能层，夹置于所述发光层与所述第二电极间，所述功能层具有一特定厚度，藉以使得所述发光层至所述第二电极间的一光往返路径显著地大于(2φ1+φm＝2pπ)，其中p为0或正整数，φ1为主发光波长为λ的一光线由所述发光层移动至所述第二电极时发生的相变化，φm为所述光线由所述第二电极反射后的相变化。4.根据权利要求1所述的电激发光装置，其特征在于：所述第一电极的材料是选自于实质上由聚二氧乙基噻吩：聚苯乙烯磺酸、奈米孔洞氧化铟锡、奈米孔洞氟掺杂氧化锡、奈米孔洞氧化铝锌、奈米孔洞氧化镓锌、奈米孔洞氧化锡、奈...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠帜，吕浚洋，李伟恺，焦闵，
申请(专利权)人：吴忠帜，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71
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