光取出组件及发光装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种光取出组件，包括：光扩散层，此光扩散层包括：树脂；以及复数个覆盆子状(raspberry-like)粒子，其表面具有复数个圆形突起(round?bump)且均匀分散在树脂中，其中该些覆盆子状(raspberry-like)粒子由具有单一折射率的材料形成。本发明亦提供一种发光装置，包括一对电极，系由阳极及阴极所组成；有机发光单元，位于该对电极之间，其中有机发光单元包括发光层；以及光取出组件，位于发光装置的出光面上。
【专利说明】光取出组件及发光装置
【技术领域】
[0001] 本发明系有关于光取出组件，且特别是有关于一种具有覆盆子状 (raspberry-1 ike)粒子的光取出组件以及含有此光取出组件的发光装置。
【背景技术】
[0002] 一般有机发光二极管（organic light-emitting diode;0LED)发光组件多由 玻璃作为基板，铟锡氧化物（Indium tin 〇Xide;IT0)作为导电电极，搭配上有机发光 层。不论有机发光二极管（0LED)的组件型态是上发光型（top-emitting)或下发光型 (bottom-emitting)，由于组件中所使用的材料折射率差异太大，在界面上会因为折射率的 差异，导致反射产生。反射的产生在有机发光二极管（0LED)中，会导致整体出光效率低落， 根据研究指出，在一般的有机发光二极管（0LED)组件中，将近70%?80%的光是因为界面 反射导致光损失而无法导出组件外部。由于有机发光二极管（0LED)组件内部使用的材料 折射率差异太大，若要有效的提升整体出光效率，可由有机发光二极管（0LED)内部组件的 材料挑选或是结构来得到。但随着材料或结构的变动，伴随着工艺上的改变，对于有机发光 二极管（0LED)组件的开发上有更大的挑战。
[0003] 目前一般在有机发光二极管（0LED)组件表面多由实心的有机粒子或是由无机高 折射率粒子作为外部光取出扩散层，也是利用光线散射的原理达到扩散的效果。但目前所 能达到的光取出效果有限。
[0004] 过去研究曾以微透镜（microlens)或实心无机粒子扩散膜层作为光取出膜，或以 微粒、超微粒子、及树脂材料组成扩散层结构，由于微粒外面包围着浓度较高的折射率差异 较大的超微粒子，因此具有良好的取光效率，但其降低色偏的效果却有限。另外，在透明树 脂基材上先涂布一层扩散层（粒径为〇. 2?1微米的高折射率粒子），再涂上另一层光线聚 光层（粒子折射率为1. 6?1. 4、粒径为3?10微米），将此两层涂布作为取光层，虽可达 到低色偏之效果，但其工艺较复杂。此外，以特殊形状微米扩散粒子作为扩散层结构的扩散 粒子，具有增亮、抗黏、防污、耐候等效果，但其需以两种不同折射率材料组合而成。
[0005] 因此，为克服先前技术的不足，本发明针对有机发光二极管（0LED)发光组件的光 取出效率提出改良的方法。
【发明内容】
[0006] 根据一实施例，本发明提供光取出组件，包括：光扩散层，此光扩散层包括：树脂； 以及复数个覆盆子状（raspberry-like)粒子，其表面具有复数个圆形突起（round bump) 且均勻分散在树脂中，其中这些覆盆子状（raspberry-like)粒子由具有单一折射率之材 料所形成。
[0007] 根据另一实施例，本发明提供一种发光装置，包括：一对电极，系由阳极及阴极所 组成；有机发光单元，位于该对电极之间，其中有机发光单元包括发光层；以及如上述的光 取出组件，位于发光装置的出光面（light-emitting surface)上。
[0008] 为让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 例，并配合所附图式，作详细说明如下：
[0009] 图式简单说明
[0010] 图1为根据本发明实施例显示一光取出组件结构。
[0011] 图2为根据本发明实施例显示一发光装置，包括光取出组件的剖面示意图。
[0012] 图3A显示制备例1覆盆子状粒子之外观示意图。
[0013] 图3B显示制备例1覆盆子状粒子之粒径分布图。
[0014] 图3C显示制备例1覆盆子状粒子之剖面示意图。
[0015] 图4A显示制备例1覆盆子状粒子聚集型态之外观示意图。
[0016] 图4B显示制备例1覆盆子状粒子聚集型态之粒径分布图。
[0017] 图5A为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子1的光取出组 件随粒子比例增加之色度变化。
[0018] 图5B为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子1的光取出组 件随粒子比例增加之中心光取出效率。
[0019] 图5C为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子1的光取出组 件随粒子比例增加之整体光取出效率。
[0020] 图6A为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子2的光取出组 件随粒子比例增加之色度变化。
[0021] 图6B为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子2的光取出组 件随粒子比例增加之中心光取出效率。
[0022] 图6C为根据本发明实施例显示分别具有圆形粒子及覆盆子状粒子2的光取出组 件随粒子比例增加之整体光取出效率。
[0023] 符号说明
[0024] 100?光取出组件；
[0025] 110?光扩散层；
[0026] 112 ?树脂；
[0027] 114 ?覆盆子状（raspberry-like)粒子；
[0028] 116?上表面；
[0029] 120 ?基材；
[0030] 130?粘着层；
[0031] 200?发光装置；
[0032] 200a?出光面；
[0033] 202 ?基底；
[0034] 204?下电极；
[0035] 206?有机发光单兀；
[0036] 208?上电极。
【具体实施方式】
[0037] 本发明提供一种适用于发光装置的光取出组件，当光线进入此光扩散层，可因为 光线碰撞所造成散射的现象，改变光源的行进角度，藉此提升光源的出光（发射）效率。以 简单与低成本的方法来提升发光装置的光取出效率，例如：有机发光二极管（OLED)。
[0038] 本发明使用自制的覆盆子状（raspberry-like)粒子作为光扩散层的扩散材料， 搭配上树脂做成光扩散层，除了树脂与覆盆子状（raspberry-like)粒子本身的折射率差 异可造成光散射外，因覆盆子状（raspberry-like)粒子本身表面具有大于10个圆形突起 (round bump),例如10?50个，其表面结构的特殊形状也可造成更多光散射的现象。除了 可以大幅提高有机发光二极管（0LED)组件的出光效率外，因为光线散射效果更加显著，而 可达到同时降低甚至消除有机发光二极管（0LED)大角度的色偏现象。
[0039] 第1图为根据本发明一实施例的光取出组件100,其包括光扩散层110,此光扩散 层110包括：树脂112,复数个覆盆子状（raspberry-like)粒子114,其表面具有复数个圆 形突起（round bump)且均勻分散在树脂112中，其中这些覆盆子状（raspberry-like)粒 子114由具有单一折射率的材料形成。覆盆子状（raspberry-like)粒子114的粒径分布 可介于0. 01?50微米，例如介于0. 3?40微米，较佳介于0. 4?8微米。应注意的是，覆 盆子状（raspberry-like)粒子114本身为一次粒子，而非多个粒子聚集而成的二次粒子结 构，因此，覆盆子状（raspberry-like)粒子114具有均匀剖面，且此均匀剖面没有界面存 在。此外，光扩散层中也可包括复数个覆盆子状（raspberry-like)粒子的聚集形态。覆盆 子状（raspberry-like)粒子114的材质可包括有机材料，其包括：聚苯乙烯、聚甲基丙烯 酯、聚二乙烯基苯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、或前述之 共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯、或前述之组合。覆盆子状（raspberry-like)粒子114的材质也 可包括无机材料，其包括：硅氧树脂、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、或前述之组合。
[0040] 覆盆子状（raspberry-like)粒子可透过分散聚合法形成。在一实施例中， 可使用乙醇与甲苯作为溶剂，将单体像是二乙烯基苯（divinylbenzene)、乙二醇二 甲基丙烯酸酯（Ethylene glycol dimethacrylate)、三轻甲基丙烧三甲基丙烯酸酯 (Trimethylolpropane trimethacrylate)、或其它含有两个或两个以上反应官能基的单 体，或是以含有一个反应官能基的单体如苯乙烯（Styrene)、甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate)与含有两个或两个以上反应官能基的单体搭配使用，配合适当的分散 剂像是聚乙烯批咯烧酮（polyvinyl pyrrolidone)、聚乙烯醇（poly vinyl alcohol)、 Tween-20、Tween-80、span-20、span-80、或其类似物进行分散聚合。不同的乙醇与甲苯溶剂 比例可获得不同的粒径分布，适当的乙醇与甲苯溶剂比例有助于形成单颗均匀分散且稳定 度佳的覆盆子状（raspberry-like)粒子，例如：乙醇占总溶剂重量比大于50%，较佳为90%。 随着溶剂中甲苯的比例变高，覆盆子状（raspberry-like)粒子的分散稳定度变差，且形态 由单颗均匀分散变成多颗聚集形态。当甲苯所占溶剂重量比到达50%时，则无法生成稳定 分散的覆盆子状（raspberry-like)粒子，甚至产生块状沉积。在其它不同的实施例中，依 单体不同，可使用单一溶剂或不同溶剂的搭配，例如甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、其它醇类、或前 述的组合。
[0041] 树脂112可包括热塑性树脂材料、热固性树脂材料、光固化固化性树脂材料、或是 前述之组合。覆盆子状（raspberry-like)粒子114与树脂112的重量比例介于1/10? 10/1，较佳介于1/6?6/1。在一实施例中，树脂112覆盖覆盆子状（raspberry-like)粒子 114,并且形成不规则状的上表面116,以提升光取出效率。在另一实施例中，树脂112也可 形成平坦的上表面116。
[0042] 第1图中的光扩散层110可更包括添加剂，例如非离子型分散剂像是Tween-20、 Tween-60、Tween-80等、表面活性剂像是氟素表面活性剂（FC4432、FC430)等、或前 述之组合，用以调整光扩散层110材料的均匀度、分散度等。此添加剂对覆盆子状 (raspberry-like)粒子114的添加比例较佳为0· 005?15wt%、或0· 1?10wt%，以覆盆子 状（raspberry-like)粒子114的重量为基准。添加剂太少将影响涂布的均勻性，而无法达 到其调整光扩散层均匀度的功效；添加剂过量则会影响材料的光学特性，例如：出光效果 较差、色泽偏黄、或外观不佳。
[0043] 第1图中的光取出组件100可更包括基材120,此基材120可包括像是聚对苯二 甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate;PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（POLYETHYLENE NAPHTHALATE;PEN)等，其中光扩散层110位于基材120上。光取出组件100可更包括粘着 层130,此粘着层130与光扩散层110分别位于基材120的相反面，用以将光取出组件100 贴覆于有机发光二极管装置的出光面200a上。粘着层130可包括像是含聚丙烯成分的透 明胶材、热固性胶材、或紫外光固化胶材。
[0044] 第2图为根据本发明实施例的一发光装置200的剖面示意图。此发光装置200包 括基底202,基底202上依序形成有下电极204、有机发光单元206、及上电极208。本发明前 述的光取出组件100隔着粘着层130设置于发光装置200 -出光面200a上。应注意的是，虽 然第2图是以下发光型（bottom-emitting)的发光装置200为例进行说明，但发光装置200 更可为上发光型（top-emitting)发光装置，此时于上电极208上依序可形成有基底202、粘 着层130、及光取出组件100 ;或者，发光装置200也可为双面发光型（double-emitting)发 光装置，此时在发光装置200的两个出光面200a上各依序可形成有基底202、粘着层130、 及光取出组件100。
[0045] 基底202可例如为玻璃、塑料基板、或半导体基板等透明基材。下电极204及上电 极208的材质可例如为锂、镁、钙、铝、银、铟、金、钨、镍、钼、铜、铟锡氧化物（ΙΤ0)、铟锌氧化 物（ΙΖ0)、锌铝氧化物（ΑΖ0)、氧化锌（ZnO)、或前述之组合。此外，下电极204及上电极208 之中至少有一者需具有透光的性质。有机发光单元206位于电极对之间，至少包括发光层。 有机发光单元206可更包含习知的空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、或 其它膜层，上述各膜层的配置如此技艺众所周知，故不在此赘述。
[0046] 本发明实施例可在不改变有机发光二极管（0LED)工艺的情况下，通过在有机发 光二极管（0LED)组件表面加上一层结构层来降低界面的反射率。在较佳实施例中，以本发 明提供的覆盆子状（raspberry-like)粒子为扩散粒子相较于圆形粒子为扩散粒子可提升 光取出效率达11%以上，同时可达到75%以上，甚至85%以上的降低色偏效果。
[0047] 制备例1?5
[0048] 以二乙烯基苯（divinylbenzene)作为单体、聚乙烯批咯烧酮（polyvinyl pyrrolidone)作为分散剂、偶氮二异丁腈（AIBN)作为引发剂（二乙烯基苯、聚乙烯吡咯烷 酮、偶氮二异丁腈、的重量比为1:〇.2:0.02)，分别在乙醇/甲苯=9/1、8/2、7/3、5/5、1/0的 重量比下（二乙烯基苯与总溶剂的重量比为1:9)，以分散聚合法在70°C下反应10小时，形 成表面具有复数个圆形突起（round bump)的覆盆子状（raspberry-like)粒子，其结果如 表一所不。
[0049] 表一
[0050]
【权利要求】
1. 一种光取出组件，包括： 光扩散层，该光扩散层包括： 树脂；以及 复数个覆盆子状粒子，其表面具有复数个圆形突起且均匀分散在该树脂中，其中该些 覆盆子状粒子由具有单一折射率的材料所形成。
2. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该光扩散层中还包括复数个覆盆子状粒子的 聚集形态。
3. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子具有均匀剖面，该均匀剖 面没有界面存在。
4. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子的粒径分布为0. 01?50 微米。
5. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子的粒径分布为0. 3?40微 米。
6. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子与该树脂的重量比例为 1/10 ?10/1。
7. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该树脂包括：热塑性树脂材料、热固性树脂材 料、光固化性树脂材料、或前述之组合。
8. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子的材质包括有机材料，其 包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二乙烯基苯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚三羟甲基 丙烷三甲基丙烯酸酯、或前述之共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯、或前述之组合。
9. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该些覆盆子状粒子的材质包括无机材料，其 包括硅氧树脂、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、或前述之组合。
10. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该树脂覆盖该些覆盆子状粒子，且形成平坦 的上表面。
11. 如权利要求1所述的光取出组件，其中该树脂覆盖该些覆盆子状粒子，且形成不规 则的上表面。
12. 如权利要求1所述的光取出组件，更包括基材，且该光扩散层位于该基材上。
13. 如权利要求2所述的光取出组件，更包括粘着层，且该粘着层与该光扩散层分别位 于该基材的相反面。
14. 如权利要求13所述的光取出组件，其中该粘着层包括：含聚丙烯成分的透明胶材、 含聚丙烯成分的热固性胶材、或含聚丙烯成分的紫外光固化胶材。
15. 如权利要求14所述的光取出组件，更包括添加剂，该添加剂包括：至少非离子型分 散剂、至少表面活性剂、或前述之组合。
16. 如权利要求15所述的光取出组件，其中该添加剂的添加比例为0. 005?15wt%，以 该些覆盆子状粒子的重量为基准。
17. 如权利要求15所述的光取出组件，其中该添加剂的添加比例为0. 1?10wt%，以该 些覆盆子状粒子的重量为基准。
18. -种发光装置，包括： 对电极，系由阳极及阴极所组成； 有机发光单元，位于该对电极之间，其中该有机发光单元包括发光层；以及 如权利要求1?17中任一项所述的光取出组件，位于该发光装置的出光面上。
19.如权利要求18所述的发光装置，其中该有机发光单元尚包括： 空穴注入层，位于该阳极上方； 空穴传输层，位于该空穴注入层上方； 电子传输层，位于该空穴传输层上方；以及 电子注入层，位于该电子传输层上方及该阴极下方。
【文档编号】H01L51/52GK104142527SQ201310239292
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】简佩琪, 陈品诚 申请人:财团法人工业技术研究院