TW201322517A - 發光元件 - Google Patents
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Abstract
一種發光元件，包括透明基板、第一電極層、第二電極層、發光層以及光波長調整膜。透明基板具有相對的第一表面與第二表面，第一電極層配置於第一表面，且第一電極層為透明電極層。第二電極層與第一電極層相對，而發光層配置於第一電極層與第二電極層之間。光波長調整膜包括透明層及多個螢光粒子。透明層具有相對的入光面與出光面，入光面連接於第二表面，出光面接觸外界空氣，而螢光粒子配置於透明層內。此發光元件具有較佳的光學性能。
Description
本發明是有關於一種半導體電子元件，且特別是有關於一種發光元件。
有機發光二極體具有體積小、使用壽命長、反應時間快等優點，近年來，隨著有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)的製程技術不斷進步，有機發光二極體已逐漸地被應用在多種領域，如平面光源或平面顯示器等。
為了提升有機發光二極體的演色性(color rendering index,CRI)以及指標色R9的表現，習知技術係藉由添加多種摻雜材料(dopant)的手段來達到上述目的。
然而，若摻雜材料的種類達到三種或更多，如何調配這些摻雜材料使有機發光二極體之發光頻譜及發光效率符合需求將較為困難，而且含三種或更多摻雜材料的有機發光二極體在不同驅動電壓下的顏色穩定性也較差。
本發明提供一種發光元件，其具有生產容易且光學性能(optical performance)穩定的優點。
本發明提出一種發光元件，其包括透明基板、第一電極層、第二電極層、發光層以及光波長調整膜。透明基板具有相對的第一表面與第二表面，第一電極層配置於第一表面，且第一電極層為透明電極層。第二電極層與第一電極層相對，而發光層配置於第一電極層與第二電極層之間。光波長調整膜包括透明層及多個螢光粒子。透明層具有相對的入光面與出光面，入光面連接於第二表面，出光面接觸外界空氣，而螢光粒子配置於透明層內。
在本發明之一實施例中，上述之入光面為黏貼於第二表面的黏性表面。
在本發明之一實施例中，上述之螢光粒子包括多個黃色螢光粒子、多個紅色螢光粒子或其之組合。
在本發明之一實施例中，上述之光波長調整膜更包括多個散射粒子，其配置於透明層內。
在本發明之一實施例中，上述之出光面設有微結構。
在本發明之一實施例中，上述之微結構包括多個微粒子、多個凹槽或一微透鏡陣列。
在本發明之一實施例中，上述之透明層的材質包括聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate,PEN)、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、矽氧樹脂或矽膠。
在本發明之一實施例中，上述之第二電極層為金屬電極層。
在本發明之一實施例中，上述之螢光粒子的重量介於光波長調整膜之重量的0.1%至2%之間。
本發明另提出一種發光元件，其包括透明基板、第一電極層、第二電極層、發光層以及光波長調整膜。透明基板具有相對的第一表面與第二表面，第一電極層配置於第一表面，且第一電極層為透明電極層。第二電極層與第一電極層相對，而發光層配置於第一電極層與第二電極層之間。光波長調整膜包括多個螢光粒子，且具有相對的入光面與出光面，入光面連接於第二表面。此外，發光層適於提供光線，部分光線經由入光面進入光波長調整膜，並由出光面離開光波長調整膜而直接進入外界空氣。
有別於習知技術，本發明採用外加光波長調整膜的方式來調整發光元件的發光頻譜，所以能有效解決習知技術使用較多種摻雜材料所導致的缺點。因此，本發明之發光元件具有易於生產且光學性能穩定等優點。
為讓本發明之上述和其他目的、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。
圖1是本發明一實施例之一種發光元件的示意圖。請參照圖1，本實施例之發光元件100包括透明基板110、第一電極層120、第二電極層130、發光層140以及光波長調整膜150。透明基板110可為玻璃基板或塑膠基板等，但不以此為限。透明基板110具有相對的第一表面112與第二表面114。第一電極層120配置於第一表面112，且第一電極層120為透明電極層，例如銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)電極層或銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)電極層等。第二電極層130與第一電極層120相對，且第一電極層120與第二電極層130分別為正極與負極或分別為負極與正極。此第二電極層130例如為金屬電極層，以提供反射光線的功能。在另一實施例中，可用透明電極層外加反射膜層的結構來取代金屬電極層。
發光層140配置於第一電極層120與第二電極層130之間。發光層140的材質可包括有機半導體材料或無機半導體材料。此外，光波長調整膜150包括透明層152及多個螢光粒子154，而這些螢光粒子154配置於透明層152內。透明層152具有相對的入光面151與出光面153，入光面151連接於透明基板110的第二表面114，出光面153則接觸外界空氣。
在本實施例中，透明層152的材質可包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基矽氧烷、矽氧樹酯或矽膠等。透明層152的入光面151可為黏性表面，以方便黏貼於透明基板110的第二表面114。此外，本實施例之螢光粒子154例如是平均分佈於透明層152內，這些螢光粒子154例如包括多個黃色螢光粒子、多個紅色螢光粒子或其之組合，但螢光粒子154的顏色選用需視設計需求而定，本發明並不限定。舉例來說，螢光粒子154可包含釔鋁石榴石(Yttrium aluminium garnet,YAG)的螢光粒子。此外，也可選用發光波長介於630奈米至650奈米的螢光材料作為螢光粒子154。另外，為了提升發光元件100的演色性表現及指標色R9，這些螢光粒子154的重量例如是介於光波長調整膜150之重量的0.1%至2%之間，較佳為0.1%至1%之間。然而，光波長調整膜150中的這些螢光粒子154所佔的重量需視設計需求而定，本發明並不限定。
在本實施例中，第一電極層120與第二電極層130提供的電子與電洞在發光層140複合以產生光子(即光線142)。在發光層140產生的光線142中，部分光線142穿過透明基板110後經由入光面151進入光波長調整膜150。光波長調整膜150中的紅色或黃色的螢光粒子154會將光線142中的部分藍光轉換成紅光或黃光，接著光線142會從出光面153離開光波長調整膜150而直接進入外界空氣。
下表將列舉實際的數據來說明光波長調整膜150可達成的功效。在下表中第一種發光元件不包括光波長調整膜，而其餘的發光元件為第一種發光元件外加光波長調整膜，其中第二種發光元件的光波長調整膜包括重量佔1%之含有YAG的螢光粒子及重量佔0.1%至10%之間的含有二氧化鈦的散射粒子，較佳是重量佔0.1%含有二氧化鈦的散射粒子；第三種發光元件的光波長調整膜包括重量佔1%之發光波長為630奈米的螢光粒子；第四種發光元件的光波長調整膜包括重量佔1%之發光波長為630奈米的螢光粒子及重量佔0.1%之含有二氧化鈦的散射粒子；第五種發光元件的光波長調整膜包括重量佔1%之發光波長為650奈米的螢光粒子；第六種發光元件的光波長調整膜包括重量佔1%之發光波長為650奈米的螢光粒子及重量佔0.1%之含有二氧化鈦的散射粒子。需說明的是，下表所列的各組數據以及所選用的螢光粒子及散射粒子的種類僅為本發明之示範性的實施例，其並非用以限定本發明。
由上表可知，藉由光波長調整膜150中的螢光粒子154調整來自發光層140的光線142之頻譜的作法，確實能提升發光元件100的演色性表現及指標色R9的表現。相較於習知技術所採用的手段，本發明不需增加摻雜材料的種類，所以能避免因摻雜材料過多而導致的製造不易及顏色穩定性差等問題。此外，螢光粒子154吸光後再發光的機制能擴散光線142，以提升發光元件100的發光均勻性(luminance uniformity)。
需注意的是，本發明的精神在於藉由光波長調整膜150來調整來自發光層140之光線142的頻譜，並不限定僅能用於提升演色性及指標色R9的表現。
圖2是本發明另一實施例之發光元件的示意圖。請參照圖2，本實施例之發光元件100a與上述之發光元件100相似，差別處在於本實施例之光波長調整膜150a更包括多個散射粒子156，其配置於透明層152內。當光線142傳遞到這些散射粒子156時，散射粒子156會使光線142發散，所以能進一步提升發光元件100a的發光均勻性及出光效率。也就是說，光波長調整膜150a除了可用以調整來自發光層140的光線142的頻譜之外，還兼具光取出膜(light extraction film)的功用。
圖3是本發明另一實施例之發光元件的光波長調整膜的示意圖。請參照圖3，本實施例之光波長調整膜150b中，透明層152的出光面153設有微結構158，以擴散光線142。此光波長調整膜150b與上述發光元件100、100a的光波長調整膜150、150a不同處在於增設了微結構158，以進一步提升發光元件的出光效率。此外，本實施例之微結構158例如是突起於出光面153的微透鏡陣列，但本發明並不限定微結構的具體態樣。在圖4所示的另一實施例中，微結構158a可包括多個凹槽。此外，在圖5所示又一實施例中，微結構158b可包括多個微粒子，其中微粒子的形成方式可以是將透明層152的出光面158b粗糙化。
綜上所述，本發明之發光元件因採用外加光波長調整膜的方式來調整發光元件的發光頻譜，所以能有效解決習知技術使用較多種摻雜材料所導致的缺點。因此，本發明之發光元件具有易於生產且光學性能穩定等優點。此外，螢光粒子吸光後再發光的機制能擴散光線，以提升本發明之發光元件的發光均勻性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、100a．．．發光元件
110．．．透明基板
112．．．第一表面
114．．．第二表面
120．．．第一電極層
130．．．第二電極層
140．．．發光層
142．．．光線
150、150a、150b．．．光波長調整膜
151．．．入光面
152．．．透明層
153．．．出光面
154．．．螢光粒子
156．．．散射粒子
158、158a、158b．．．微結構
圖1是本發明一實施例之一種發光元件的示意圖。
圖2是本發明另一實施例之發光元件的示意圖。
圖3是本發明另一實施例之發光元件的光波長調整膜的示意圖。
圖4是本發明另一實施例之發光元件的光波長調整膜的示意圖。
圖5是本發明另一實施例之發光元件的光波長調整膜的示意圖。
100．．．發光元件
110．．．透明基板
112．．．第一表面
114．．．第二表面
120．．．第一電極層
130．．．第二電極層
140．．．發光層
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150．．．光波長調整膜
151．．．入光面
152．．．透明層
153．．．出光面
154．．．螢光粒子
Claims (10)
- 一種發光元件，包括：一透明基板，具有相對的一第一表面與一第二表面；一第一電極層，配置於該第一表面，該第一電極層為一透明電極層；一第二電極層，與該第一電極層相對；一發光層，配置於該第一電極層與該第二電極層之間；以及一光波長調整膜，包括：一透明層，具有相對的一入光面與一出光面，該入光面連接於該第二表面，而該出光面接觸外界空氣；以及多個螢光粒子，配置於該透明層內。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該入光面為一黏貼於該第二表面的黏性表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該些螢光粒子包括多個黃色螢光粒子、多個紅色螢光粒子或其之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該光波長調整膜更包括多個散射粒子，配置於該透明層內。
- 如申請專利範圍第4項所述之發光元件，其中該些散射粒子的重量佔該光波長調整膜之重量的0.1%至10%之間，且該些螢光粒子的重量介於該光波長調整膜之重量的0.1%至1%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該出光面設有一微結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該透明層的材質包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基矽氧烷、矽氧樹脂或矽膠。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該第二電極層為一金屬電極層。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該些螢光粒子的重量介於該光波長調整膜之重量的0.1%至2%之間。
- 一種發光元件，包括：一透明基板，具有相對的一第一表面與一第二表面；一第一電極層，配置於該第一表面，該第一電極層為一透明電極層；一第二電極層，與該第一電極層相對；一發光層，配置於該第一電極層與該第二電極層之間；以及一光波長調整膜，包括多個螢光粒子，且具有相對的一入光面與一出光面，該入光面連接於該第二表面；其中，該發光層適於提供光線，部分該光線經由該入光面進入該光波長調整膜，並由該出光面離開該光波長調整膜而直接進入外界空氣。
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