電激發(fā)光裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電激發(fā)光裝置，其包括一光學反射的內(nèi)凹結構及一或多個功能層，光學反射的內(nèi)凹結構具有一第一表面及一第二表面，第一表面與第二表面具有一夾角，且第一表面及該第二表面具有光學反射性質，功能層具有一發(fā)光層，設置于光學反射的內(nèi)凹結構上，其中至少一通電發(fā)光區(qū)被定義于第一表面上。特別地是，第一表面之寬度與位于光學反射的內(nèi)凹結構中的功能層之厚度的比例是小于200。本發(fā)明的電激發(fā)光裝置及其應用具有改善其出光效率的技術效果。
【專利說明】
電激發(fā)光裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種電激發(fā)光裝置，特別是關于一種改善出光效率及其應用的有機發(fā)光組件(OLED)。
【背景技術】
[0002]由于有機發(fā)光組件(OLED)具有許多如高效率、廣視角、反應速度快、低成本潛力等優(yōu)點，故從鄧清云博士與VanSlyke博士于1987年發(fā)表第一篇探討有機發(fā)光組件的效率與實用性的報導后，OLED技術不僅已成為重要的次世代顯示器技術，由于效率不斷地提升，在照明應用上也逐漸成為現(xiàn)實可行。無論是在顯示器或照明的應用中，OLED的外部量子效率EQE(external quantum efficiency，EQE)都至為關鍵;而此EQE又取決于組件內(nèi)部載子復合發(fā)光之內(nèi)部量子效率(internal quantum efficiency，IQE)以及組件內(nèi)部發(fā)光真正能萃取到組件外部的組件出光效率(optical out-coupling efficiency)。目前透過適當?shù)亟M合/選用組件電極、載子傳輸層(carrier transport layers)包括電洞傳輸層(hole-transportlayers-HTL)及電子傳輸層(electron-transport I ay ers-ETL)N^7tJl?( emittinglayers-EML)等材料之性能/特性、組件各材料膜層之堆桟設計等，目前已有不少例子顯示OLED的內(nèi)部發(fā)光效率已可達接近100%。但一般傳統(tǒng)典型的OLED組件結構中，其組件出光效率會受到限制。
[0003]目前有機發(fā)光組件的基本結構一般是制作在一基板之上，依據(jù)其發(fā)光方向相對于基板方向，可分為下發(fā)光型0LED(bottom_emitting 0LED)及上發(fā)光型0LED(top_emitting0LED)兩種；下發(fā)光型OLED是透過(半)透明基板發(fā)光(如圖1所示)，而上發(fā)光型OLED是往相對于基板方向發(fā)光(如圖2所示)。
[0004]請參考圖1，在下發(fā)光型OLED中，一般是在上方反射電極13與下方(半)透明電極11兩個電極間，堆棧單層或多層有機材料薄膜12而組成。目前透過適當?shù)亟M合/選用組件電極、載子傳輸層(carrier transport layers)包括電洞傳輸層(hole-transport Iayers-HTL)及電子傳輸層(electron-transport layers-ETL)、發(fā)光層(emitting layers-EML)等材料之性能/特性、組件各材料膜層之堆棧設計等，目前已有不少例子顯示OLED的內(nèi)部發(fā)光效率已可達接近100%。然而在傳統(tǒng)下發(fā)光組件結構中，如圖1所示之結構，基板10(例如塑料，玻璃)/透明電極11(例如透明導電薄膜ITO)/有機層12/反射電極13(例如鋁Al)。因為一般有機層(其光學折射率一般大于或等于1.7)及透明電極(其光學折射率一般大于或等于
1.8)之折射率高于基板(如玻璃光學折射率一般?1.4-1.5)，而透明基板(如玻璃光學折射率一般?1.4-1.5)之折射率也高于空氣，因此OLED組件內(nèi)部產(chǎn)生的各個角度的光，有些較大角度的光會在透明電極與基板之間界面遭遇全反射而被局限在組件而無法出到基板進而出光到空氣；即使能進到基板的光，又有一些基板內(nèi)較大角度的光會在基板與空氣之間遭遇全反射而被局限在組件內(nèi)部仍無法出光。因此，一般傳統(tǒng)典型的下發(fā)光型OLED組件結構中，其組件出光效率會受到限制，一般估計只能達到20-25 %。
[0005]而在一般上發(fā)光組件結構，如圖2所示，基板20(例如塑料，玻璃)/下方反射電極21(例如金屬)/有機層22/上方(半)透明電極23(如透明導電薄膜ITO，薄金屬)。有時在上方(半)透明電極23上會再覆蓋一些透明封裝保護層(passivat1n/capping layer)，因為一般有機層22(光學折射率一般大于或等于1.7)、透明電極23(光學折射率一般大于或等于
1.8)、甚至透明封裝保護層(passivat1n/capping layer)之折射率高于空氣，因此OLED組件內(nèi)部產(chǎn)生的各個角度的光，有些較大角度的光會在上發(fā)光組件的功能層與空氣之間界面遭遇全反射而被局限在組件而無法出光到空氣。因此，在一般上發(fā)光型OLED組件結構中，其組件出光效率也會受到相當程度限制。
[0006]因此要達成高效率、節(jié)能省碳的OLED顯示或照明技術，組件出光效率必須有效提升，必須設法將被局限在OLED組件內(nèi)部的光耦合出來。因而本發(fā)明主要的目的即是提供能有效提高組件出光效率的OLED組件結構/制程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述習知技術的缺點，本發(fā)明提供下列各種實施例來解決上述問題。
[0008]本發(fā)明提供一種電激發(fā)光裝置，包括一光學反射的內(nèi)凹結構及一或多個功能層。光學反射的內(nèi)凹結構具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，第一表面與第二表面具有一夾角，第一表面與第三表面大致平行，且第一表面及第二表面具有光學反射性質。功能層具有一發(fā)光層，且設置于光學反射的內(nèi)凹結構上，其中至少一通電發(fā)光區(qū)被定義于第一表面上。特別地是，第一表面之最大寬度與位于光學反射的內(nèi)凹結構中的功能層之厚度具有一第一比例，第一比例小于一第一定值，第一定值是200、150、100或50。當?shù)谝槐壤∮?0時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率。
[0009]在一實施例中，功能層更包括一圖案化絕緣層，圖案化絕緣層位于光學反射的內(nèi)凹結構及功能層之其他層之間，且通電發(fā)光區(qū)是由圖案化絕緣層所定義。
[0010]在一實施例中，功能層具有一彎折處，形成在第一表面及第二表面之夾角上，當由通電發(fā)光區(qū)出射之光于功能層中行進，光經(jīng)由彎折處會被改變方向而出光。
[0011 ]在一實施例中，功能層具有一第一區(qū)及一第二區(qū)，該第一區(qū)位于該第一表面上，該第二區(qū)位于該第二表面上，當由該通電發(fā)光區(qū)出射之光于該功能層中行進，光經(jīng)由該第一區(qū)及該第二區(qū)之厚度變化，會被改變方向而出光。
[0012]在一實施例中，其中光學反射的內(nèi)凹結構是直接由一光學反射材料所形成，光學反射材料由金屬或高射散反射材料所組成。至于，光學反射的內(nèi)凹結構由一內(nèi)凹結構及一光學反射表面所組成，光學反射表面的材料由金屬、透明導電材料、透明介電材料、高射散反射材料、由高低折射率材料重復堆棧之分布式布拉格反射鏡、前述材料堆?；蚪M合所組成。其中，第一表面之材料與第二表面之材料是相同的，亦可是不同的。
[0013]在一實施例中，通電發(fā)光區(qū)延伸至第二表面及第三表面之交界處。
[0014]在一實施例中，光學反射的內(nèi)凹結構的表面相對于由通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其反射率大于80%。
[0015]在一實施例中，功能層相對于由通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其透明度大于75%。
[0016]本發(fā)明提供另一種電激發(fā)光裝置，除上述結構外，更包括一折射率匹配層，折射率匹配層位于功能層上，且近乎填滿光學反射的內(nèi)凹結構，以覆蓋第一表面及第二表面。特別地是，第一表面之最大寬度與位于光學反射的內(nèi)凹結構中的功能層及折射率匹配層之總厚度具有一第二比例，其第二比例是小于60或30。當?shù)诙壤∮?0時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率。
[0017]在一實施例中，當由通電發(fā)光區(qū)出射之光于功能層及折射率匹配層中行進，光被改變方向而出光前，光在功能層及折射率匹配層中的反射之次數(shù)及光學損耗系是被減少。
[0018]在一實施例中，功能層及折射率匹配層之折射率是與發(fā)光層之折射率相差在±0.2的范圍內(nèi)，或是高于發(fā)光層之折射率，且功能層及折射率匹配層相對于由通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其透明度大于75%。
[0019]在一實施例中，折射率匹配層之曝露表面可為平面或非平面。
[0020]本發(fā)明提供一種顯示器，具有如上述的電激發(fā)光裝置，包括一基板；一薄膜晶體管，形成于基板上；以及，一內(nèi)聯(lián)機導體，電性接觸薄膜晶體管。特別地是，電激發(fā)光裝置透過其中光學反射之內(nèi)凹結構光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面，電性接觸內(nèi)聯(lián)機導體。
[0021 ]在一實施例中，內(nèi)聯(lián)機導體可作為光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面。
[0022]在一實施例中，光學反射的內(nèi)凹結構之表面是不導電的，且功能層具有一下電極，下電極位于光學反射的內(nèi)凹結構及功能層之其他層之間，且下電極電性連接該功能層之其他層及內(nèi)聯(lián)機導體。
[0023]本發(fā)明提供一種顯示器，具有如上述的電激發(fā)光裝置，包括一基板；一薄膜晶體管，形成于該基板上；以及，一內(nèi)聯(lián)機導體，電性接觸該薄膜晶體管。特別地是，電激發(fā)光裝置透過其中光學反射的內(nèi)凹結構的第三表面，電性接觸內(nèi)聯(lián)機導體。
[0024]在一實施例中，內(nèi)聯(lián)機導體可作為光學反射的內(nèi)凹結構的表面。
【附圖說明】
[0025]圖1是典型下發(fā)光式有機發(fā)光組件示意圖。
[0026]圖2是典型上發(fā)光式有機發(fā)光組件示意圖。
[0027]圖3是具有單一通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)部之結構示意圖。
[0028]圖4是具有多個通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)部之結構示意圖。
[0029]圖5是具有單一通電發(fā)光區(qū)延伸至光學反射的內(nèi)凹結構邊坡之結構示意圖。
[0030]圖6是具有多個通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構邊坡之結構示意圖。
[0031]圖7是在各功能層內(nèi)傳播之光受到此彎折處(a)或厚度變化(b)之影響示意圖。
[0032]圖8是形成單一通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)部，且填入(a)平面之折射率匹配層(b)非平面之折射率匹配層之結構示意圖。
[0033]圖9是形成多個通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)部，且填入(a)平面之折射率匹配層(b)非平面之折射率匹配層之結構示意圖。
[0034]圖10是形成單一通電發(fā)光區(qū)延伸至光學反射的內(nèi)凹結構邊坡邊坡，并于內(nèi)凹區(qū)域，且填入(a)平面之折射率匹配層(b)非平面之折射率匹配層之結構示意圖。
[0035]圖11是形成多個通電發(fā)光區(qū)于光學反射的內(nèi)凹結構邊坡，且填入(a)平面之折射率匹配層(b)非平面之折射率匹配層之結構示意圖。
[0036]圖12a/12b/12c是各種光學反射的內(nèi)凹結構之結構示意圖。
[0037]圖13a/13b/13c是一實施例中形成不同的通電發(fā)光區(qū)之結構不意圖。
[0038]圖14是圖13a的一種可能的制程/整合流程。
[0039]圖15是使用蝕刻法形成光學反射的內(nèi)凹結構之示意圖。
[0040]圖16是使用感旋旋旋光性高分子曝光顯影成型法形成光學反射的內(nèi)凹結構之示意圖。
[0041]圖17a/17b/17c是一實施例中形成不同的通電發(fā)光區(qū)且填入平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0042]圖18a/18b/18c是一實施例中形成不同的通電發(fā)光區(qū)且填入非平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0043]圖19是目前的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAM0LED)顯示器，其像素局部結構示意圖。
[0044]圖20a/20b/20c是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)組件架構。
[0045]圖21a/21b/21c是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0046]圖22a/22b/22c是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入非平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0047]圖23a/23b/23c是使用OLED下電極作為TFT內(nèi)聯(lián)機導體的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構示意圖。
[0048]圖24a/24b/24c是使用OLED下電極作為TFT內(nèi)聯(lián)機導體的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0049]圖25a/25b/25c是使用OLED下電極作為TFT內(nèi)聯(lián)機導體的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入非平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0050]圖26a/26b/26c是使用復合方法來制作各種光學反射的內(nèi)凹結構之結構示意圖。[0051 ]圖27a/27b是于圖26a中形成不同的通電發(fā)光區(qū)之結構示意圖。
[0052]圖28a/28b是于圖26a中形成不同的通電發(fā)光區(qū)且填入平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0053]圖29a/29b是于圖26a中形成不同的通電發(fā)光區(qū)且填入非平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0054]圖30a/30b是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)組件架構。
[0055]圖31a/31b是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0056]圖32a/32b是各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構，其填入非平面的折射率匹配層之結構示意圖。
[0057]附圖標號說明
[0058]I下發(fā)光型OLED
[0059]10 基板
[0060]11透明電極[0061 ] 12有機層
[0062]13反射電極
[0063]2上發(fā)光型OLED
[0064]20 基板
[0065]21反射電極
[0066]22有機層
[0067]23透明電極
[0068]100 基板
[0069]200/200a/200b/200c光學反射的內(nèi)凹結構
[0070]201/201a光學反射的內(nèi)凹結構上的薄膜
[0071]210a/210b/210c/220a/220b/220c 內(nèi)凹結構的薄膜 / 結構層
[0072]300/310/320 功能層
[0073]301圖案化絕緣層
[0074]305/305a/305b/305c 發(fā)光層
[0075]400/400a折射率匹配層
[0076]500內(nèi)聯(lián)機導體
[0077]d 厚度
[0078]E 電極
[0079]L 光
[0080]R 光能
[0081]P像素定義層
【具體實施方式】
[0082]有關本發(fā)明前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。然而，除了所揭露的實施例外，本發(fā)明的范圍并不受該些實施例的限定，乃以其后的申請專利范圍為準。而為了提供更清楚的描述及使該項技藝的普通人員能理解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
，圖示內(nèi)各部分并沒有依照其相對的尺寸進行繪圖，某些尺寸或其他相關尺度的比例可能被凸顯出來而顯得夸張，且不相關的細節(jié)部分并沒有完全繪出，以求圖示的簡潔。此外，以下實施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是用于參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用于說明并非是用于限制本發(fā)明。
[0083]本發(fā)明目的在提供一種可提高出光率的電激發(fā)光裝置結構，以下實施例以有機發(fā)光組件(OLED)為例來說明，但本發(fā)明并不限定于此組件。有機發(fā)光組件(OLED)之原理、結構及特征以下面圖3-圖7來說明。
[0084](I)首先，此結構包含在一基板100上形成一光學反射之內(nèi)凹(concave)結構200。其中，光學反射的內(nèi)凹結構200具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，第一表面與第二表面具有一夾角，第一表面與第三表面大致平行，且第一表面及第二表面具有光學反射性質。
[0085](2)其次，將OLED具有較高光學折射率之各功能層300，功能層300例如發(fā)光層305、電荷傳輸層、電極層、定義通電發(fā)光區(qū)域之圖案化絕緣層、封裝保護層(passivat1n/capping layer)等等，形成在此一光學反射的內(nèi)凹結構上，適當形成一個或多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)305/305a于內(nèi)凹結構之內(nèi)部，如圖3及圖4所示;甚或形成一個或多個OLED通電發(fā)光區(qū)305b/305c延伸至內(nèi)凹結構的上緣，如圖5及圖6所示，并可直接出光至空氣介質中或折射率與空氣相當之介質中。
[0086](3)在此結構下，原本因反射或材料/空氣界面之全反射(total internallyreflect 1n)而無法直接出光之光能R，在各功能層內(nèi)傳播時受到此內(nèi)凹結構之彎折處(如圖7a所示)或薄膜厚度變化(如圖7b所示)之影響，不再能局限在膜層內(nèi)、改變其方向而變成可以出光。其中功能層300具有一彎折處，形成在第一表面及第二表面之夾角上，且功能層具有一第一區(qū)及一第二區(qū)，第一區(qū)位于第一表面上，其厚度為d，第二區(qū)位于第二表面上，其厚度是<d。
[0087](4)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗(optical loss)，此光學反射的內(nèi)凹結構其相對于發(fā)光波長或波段范圍應有相對高之反射率(例如>80%)。
[0088](5)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，在此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層之材料相對于發(fā)光之波長或波段范圍應相對透明(例如透明度>75%)。
[0089](6)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，此光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面區(qū)域之最大寬度與此此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層的總厚度比例不宜過大，例如使內(nèi)凹結構中的最大寬度/厚度之比例<200、150、100或50，以減少反射或全反射光在結構中反射之次數(shù)及損耗。當上述比例小于50時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率。
[0090]本發(fā)明目的在提供另一種可提高出光率的電激發(fā)光裝置結構，以下實施例以有機發(fā)光組件(OLED)為例來說明，但本發(fā)明并不限定于此組件。有機發(fā)光組件(OLED)之原理、結構、及特征可以下面圖8_圖11來說明。
[0091 ] (I)首先，此結構包含在一基板100上形成一光學反射的內(nèi)凹結構200。其中，光學反射的內(nèi)凹結構200具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，第一表面與第二表面具有一夾角，第一表面與第三表面大致平行，且第一表面及第二表面具有光學反射性質。
[0092](2)其次，在此光學反射的內(nèi)凹結構200中，將OLED具有較高光學折射率之各功能層300，例如發(fā)光層305、電荷傳輸層、電極層、定義通電發(fā)光區(qū)域之絕緣層、封裝保護層(passivat1n/capping layer)等等，形成在此光學反射的內(nèi)凹結構表面之上，于內(nèi)凹區(qū)域(也就是光學反射的內(nèi)凹結構之第一表面)上適當形成一個或多個OLED通電發(fā)光區(qū)305/305a于內(nèi)凹區(qū)域內(nèi)之內(nèi)部，如圖8a、8b及圖9a、9b所示;甚或形成一個或多個OLED通電發(fā)光區(qū)延伸至內(nèi)凹區(qū)域的上緣(或是第二表面及第三表面之交界處)，并可直接出光至空氣介質中或折射率與空氣相當之介質中，如圖10a、10b及圖lla、llb所示。
[0093](3)再其次，于光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)、OLED各功能層之上填入折射率與OLED發(fā)光層/通電發(fā)光區(qū)(emiss1n zone)相當之透明材料(稱為折射率匹配層)400/400a，使光學反射的內(nèi)凹結構填滿或幾乎填滿，以覆蓋第一表面及第二表面。此折射率匹配層400/400a之上表面可為平面或非平面，如圖8-11所示。填入此層折射率匹配層400/400a可使光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)之各功能層的總厚度增加，使得因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能在受到此光學反射的內(nèi)凹結構之反射改變其方向而變成可以出光之前，可以減少在結構中反射之次數(shù)及光學損耗。
[0094](4)在此結構中，使光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)之各功能層及折射率匹配層之光學折射率大致是均質相似的，例如其光學折射率η值都跟通電發(fā)光區(qū)/發(fā)光層相差在±0.2的范圍以內(nèi)，或是比通電發(fā)光區(qū)/發(fā)光層折射率高，使各功能層及折射率匹配層之折射率差距或結構安排尚不足以引起內(nèi)部的全反射或光波導效應(waveguide mode)。
[0095](5)在此結構下，原本因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能，可受到此光學反射的內(nèi)凹結構之一次或多次反射，改變其方向而變成可以出光。
[0096](6)在此結構下，為使原本因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能有效改變其方向而變成可以出光，此光學反射的內(nèi)凹結構之高度變化不宜過于陡峭，例如接近垂直90度，或過于和緩，例如接近水平O度。
[0097](7)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗(optical loss)，此光學反射的內(nèi)凹結構其相對于發(fā)光波長或波段范圍應有相對高之反射率(例如>80%)。
[0098](8)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，在此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層之材料相對于發(fā)光之波長或波段范圍應相對透明(例如透明度>75%)。
[0099](9)為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，此光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面區(qū)域之最大寬度與其深度之比例不宜過大，例如使最大寬度/深度之比例<60或30，當其比例小于30時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率；同時填入此光學反射的內(nèi)凹結構之各功能層及折射率匹配層的總厚度宜與內(nèi)凹(concave)反射結構區(qū)域之深度相當，使得此光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面區(qū)域之最大寬度與填入此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層及折射率匹配層的總厚度比例亦不宜過大，例如使最大寬度/總厚度之比例<60或30，當其比例小于30時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率，以減少反射或全反射光在結構中反射之次數(shù)。
[0100](10)填入此內(nèi)凹結構之功能層可有部分延伸至此內(nèi)凹結構之外的非內(nèi)凹部分(如其第三表面)，此外延部分之厚度應遠小于此內(nèi)凹結構之深度以及填入此內(nèi)凹結構內(nèi)之OLED功能層總厚度，以盡量減少結構中行進/反射光從此外延部分泄漏出去，使無法受內(nèi)凹結構作用而出光的比例降至最低。
[0101]本發(fā)明另一目的在提供一種利用前述各種高出光率OLED結構之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting active matrix OLED；top-emitting AMOLED)顯不器，以提升top-emitting AMOLED顯示器之發(fā)光效率及降低耗電。將前述各種高出光率OLED結構以陣列方式制作在具有薄膜晶體管(thin-film transistors;TFT)驅動電路陣列的基板之上，并使薄膜晶體管(TFT)驅動電路與其上之高出光率OLED結構具有適當之電性連結(interconnect1n)，允許薄膜晶體管(TFT)驅動電路推動及控制其上之高出光率OLED陣列，達成上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光顯示器。
[0102]針對OLED組件出光效率，先前已有不少的研究人員提出不同的方法與結構，例如微透鏡(microlens)、表面紋理結構(surface textures)、散射(scattering)、內(nèi)埋低折射率網(wǎng)格(embedded low-1ndex grids)、內(nèi)埋光棚./粗化(embedded grating/corrugat1n) n內(nèi)埋光子晶體(embedded photonic crystals)、高折射率基板(high-1ndex substrates)等，這些不同的方式均可提供大小不等的OLED組件出光效率增進效果，這其中有些方法也確可應用于OLED照明，但是卻都還難以落實應用于OLED顯示器中來增進其中有機發(fā)光像素(OLED pixel)的組件出光效率，所碰到的困難與瓶頸主要在于以下種種不同的原因:(I)其結構與制程與AMOLED結構與制程不兼容，或者其結構與制程太復雜、太精細(如需要奈米制程)、太昂貴，與AMOLED結構與制程整合有其困難;或者(2)其用以達到組件出光效率增進的光學原理/結構會造成OLED pixel發(fā)光的擴散，造成像素模糊(pixel blurring)的效應，降低或破壞了 OLED顯示影像的解析度(resolut1n)，嚴重影響顯示影像質量，而無法落實應用于OLED顯示器中；或者(3)其用以達到組件出光效率增進的光學原理/結構會造成環(huán)境光的散射、擴散反射、繞射反射，造成影像對比度(contrast)降低的效應，嚴重影響顯示影像質量，而無法落實應用于OLED顯示器中。
[0103]采用本發(fā)明實施例中改善出光效率及其應用的有機發(fā)光組件(OLED)，相對于此前所提出之種種OLED出光結構與技術具有以下潛在優(yōu)勢與好處:
[0104](I)本發(fā)明實施例能有效將光波導或是大角度全反射之光取出，可大幅提高OLED組件出光效率(out-coupling efficiency)。
[0105](2)其出光之基本原理與波長無關，不具波長選擇性與敏感性，因而將可廣泛適用/通用于紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)等各光色之0LED，對OLED照射及顯示器均適用。
[0106](3)采用此OLED出光結構及原理，可將OLED內(nèi)部不同角度的發(fā)光重新混合/分布(re-mix/re-di stri but 1n)，有助于改善 OLED 發(fā)光之角度關是(angular dependence)，例如微共振腔(microcavity)所造成之光線照射的視角關系(viewing angle dependentemiss1n)，有助于改善OLED顯示或照明之視角特性(viewing angle performance)及色彩表現(xiàn)。
[0107](4)采用此一OLED出光結構及原理，可將OLED之發(fā)光主要局限在單一內(nèi)凹(convex)反射結構范圍內(nèi)，若將此結構使用于OLED顯示器的一畫素組件(pixel element)，可減少一畫素組件(pixel element)之發(fā)光擴散到鄰近之像素位置才出光，因而不致于像其他的OLED出光技術或結構應用于OLED顯示器時會有像素影像模糊/混和(pixel imageblurring/mixing)問題，可確保顯示器影像之分辨率。
[0108](5)若將此結構使用于OLED顯示器的一畫素組件(pixel element)，相對于傳統(tǒng)的OLED像素結構而言，此出光結構對于環(huán)境入射光(ambient light)并沒有引起太大或主要的光學效應改變，因而將不致因引起環(huán)境光的散射、擴散反射、繞射反射而造成影像對比度(contrast)降低的效應，可確保顯示器影像之高對比度度(high contrast)。
[0109](6)其中具有非平面發(fā)光區(qū)域(non-planar emiss1n zone)之結構，若應用于OLED顯示器的一畫素組件(pixel element)，尚可具有增加OLED像素發(fā)光區(qū)域/填充因子(filling factor)/整體開口率(aperture rat1)之效應，在OLED顯示器之解析度要求越來越高、OLED發(fā)光區(qū)域寸土必爭的趨勢與情況下，此種具有非平面發(fā)光區(qū)域(non-planaremiss1n zone)之結構具有好處。
[0110](7)制作具有光學反射的內(nèi)凹結構之AMOLED僅須在原有之AMOLED制程中加I?2道光罩(photo-mask)，并且不需要高解析度之微米或奈米結構制程(high_resolut1nmicro-scale or nano-scale fabricat1n)，與現(xiàn)有AMOLED結構及制程有很高兼容性與可行性(compatibi I i ty&f easibility)。
[0111]圖12a、12b、12c例示以下幾種實施例可作為光學反射的內(nèi)凹結構200/200a/200b的類型。光學反射的內(nèi)凹結構可直接由一光學反射材料所形成，且光學反射材料由金屬或高射散反射材料所組成。另外，光學反射之內(nèi)凹結構亦可由一內(nèi)凹結構及一光學反射表面所組成，光學反射表面的材料由金屬、透明導電材料、透明介電材料、高射散反射材料、由高低折射率材料重復堆棧之分布式布拉格反射鏡、前述材料堆棧或組合所組成。
[0112]如圖12a所示，第一種是直接在具有內(nèi)凹結構200之表面上沉積(及圖案化)高反射性導電薄膜201，例如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁銀合金(Al:Ag)，或是在鋁(Al)、銀(Ag)、鋁銀合金(八1:六8)之上再沉積透明導電薄膜(11'0、120)20、620等)雙層結構等，此薄膜可同時做為OLED之下電極。
[0113]如圖12b所示，第二種是在具有內(nèi)凹結構200a之表面上沉積適當組合之高反射性介電薄膜201a，例如使用高低折射率材料(如IT0/Si02，Ti02/Si02，Ta205/Si02等)重復堆桟的方式形成分布式布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector) ο
[0114]如圖12c所示，第三種是選擇具有高散射反射性質的材料來形成具有內(nèi)凹(concave)區(qū)域之結構層200b，散射材料同時分布于內(nèi)凹區(qū)域的邊坡與底部。
[OiM 5]下列將以圖12a的光學反射的內(nèi)凹結構200為例，提出兩種具有光學反射的內(nèi)凹結構200之有機發(fā)光組件(OLED)的實施例1-2與四種上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAM0LED)顯示器的實施例3-6。而若選擇圖12b或圖12c之光學反射的內(nèi)凹結構200a/200b的類型，可將這些實施例之制程/整合流程方式略做修改即可。
[0116]實施例1:具有光學反射的內(nèi)凹結構之有機發(fā)光組件(OLED)
[0117]圖13a、13b、13c例示如圖一種具有光學反射的內(nèi)凹結構200/201之OLED樣態(tài)可能的幾種實施方式。所示之例子包含形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)305于內(nèi)凹(concave)區(qū)域之內(nèi)部;或OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)305b于內(nèi)凹(concave)區(qū)域延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域上緣之情形。這些結構均包含在一基板100上形成一光學反射的內(nèi)凹結構200。其次，在此光學反射的內(nèi)凹結構200中，將OLED具有較高光學折射率之各功能層300，例如發(fā)光層305/305b、電荷傳輸層、電極層、發(fā)光區(qū)域定義之圖案化絕緣層301、封裝保護層(passivat1n/capping layer)310等，形成在此一具有內(nèi)凹(concave)形式之高反射結構200表面之上，于內(nèi)凹(concave )區(qū)域200內(nèi)適當形成OLED通電發(fā)光區(qū)(0LEDemiss1n zone)305于內(nèi)凹(concave)區(qū)域200之內(nèi)部，如圖13a所示;甚或形成OLED通電發(fā)光區(qū)305b(0LED emiss1n zone)延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域之上緣，并可直接出光至空氣介質中或折射率與空氣相當之介質中，如圖13b或13c所示。在沉積OLED之各功能層300時，如包含不只一層發(fā)光層，于功能層結構內(nèi)可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1nzone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0118]以下以圖13a為例，說明其一種可能的制程/整合流程方式如圖14所示。而欲制作圖13b或圖13c之結構，僅需將圖14之制程/整合流程方式略做修改即可。
[0119](a)在基板100上沉積/涂布欲形成光學反射的內(nèi)凹結構200之材料層。
[0120](b)使用光罩及光學微影術，透過蝕刻法或是感旋旋旋光性高分子曝光顯影成型法在此材料層形成內(nèi)凹結構200，包括單一內(nèi)凹結構或是內(nèi)凹結構陣列。
[0121](c)在此具有內(nèi)凹結構200之表面上沉積(及圖案化)高反射性薄膜結構201，例如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁銀合金(41^8)，或是鋁(六1)/透明導電薄膜(11'0、120)20、620等)、銀(八8)/透明導電薄膜(11'0、120^20、620等)、鋁銀合金(六1^8)/透明導電薄膜(11'0、120、AZO、GZO等)雙層結構等，此薄膜可同時做為OLED之下電極。
[0122](d)沉積及圖案化絕緣層301 ( interlayer)來定義通電發(fā)光區(qū)域(emiss1nzone)，例如以電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)或濺鍍(sputter)法沉積之Si02、SiNx等。
[0123](e)依序沉積OLED之各功能層300，例如載子注入層/載子傳輸層/發(fā)光層等。OLED之各功能層可為全面沉積或是僅局部沉積于內(nèi)凹(concave)區(qū)域范圍內(nèi)，例如透過光罩(shadow mask)圖案真空鍍膜或是以注入(ink-jet)方式區(qū)域選擇性沉積。
[0124](f)沉積其他功能層310如OLED之透明或半透明上電極，如透明導電薄膜(ΙΤ0，120420，620)，或薄金屬如厚度< =2511111之鋁(41)、銀(48)、鋁銀合金(41^8)^1/^雙層結構、鎂銀合金(Mg: Ag)等，完成OLED組件電性結構。
[0125](g)如有需要可于OLED之透明或半透明上電極再沉積其他功能層薄膜320，如封裝保護層(passivat1n/capping layer)。
[0126]形成光學反射的內(nèi)凹結構之方法，包括:(1)蝕刻法，或(2)感旋旋旋光性高分子曝光顯影成型法。
[0127]如圖15所示，在蝕刻法中:(I)首先在基板100上沉積/涂布欲形成內(nèi)凹(concave)結構之材料層200，例如利用PECVD或是濺鍍在基板上成長/沉積Si02，SiNx材料層等；(2)然后于其上透過光阻涂布/曝光/顯影形成光阻圖案；(3)而后利用等向性蝕刻(isotropicetching)化學配方(如箭頭所示)，透過光阻圖案PR(Photoresist)開口對內(nèi)凹反射結構層材料進行蝕刻，由于等向性蝕刻特性，不僅開口出材料會被蝕刻掉，在光阻下方之材料因等向性蝕刻所致之側向蝕刻，也會部分被侵蝕而在光阻圖案邊緣下方形成斜坡結構(taper);
(4)將光阻清洗移除后即可留下具有內(nèi)凹(concave)形式之結構層。在此法中所用之等向性蝕刻(isotropic etching)可以采用濕式蝕刻或是如isotropic RIE之干式蝕刻技術(wetor dry chemical)，文獻中都有相當多的方法與配方可供參考。
[0128]而在感旋旋旋光性高分子曝光顯影成型法中，如圖16所示:(I)首先在基板100上涂布/沉積感旋旋旋光性高分子材料層N，例如一負型之透明光阻/高分子材料；(2)然后于其上透過光罩圖案PR對其進行圖案化UV光之曝光，在曝光過程中，由于光罩圖案邊緣之光繞射/擴散效應，光N罩遮蔽圖案之下方仍會有部分感光效應；(3)曝光完后利用顯影液對負型之透明光阻/高分子材料進行顯影，在此過程中未受到UV光曝光部分會被顯影液洗除，而受UV光曝光部分會因曝光產(chǎn)生化學交聯(lián)反應(photo-1nduced cross-linking)而留下來，由于光罩遮蔽圖案下方之部分感光效應，因此經(jīng)顯影后可形成具有邊坡結構之內(nèi)凹反射結構層。
[0129]在這些結構下，原本因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能，在各功能層內(nèi)傳播時受到此內(nèi)凹(concave)結構之彎折或薄膜厚度變化之影響，不再能局限在膜層內(nèi)、改變其方向而變成可以出光，如圖7所示。
[0130]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗(opticalloss)，此光學反射的內(nèi)凹結構其相對于發(fā)光波長或波段范圍應有相對高之反射率(例如>80%)0
[0131]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，在此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層之材料相對于發(fā)光之波長或波段范圍應相對透明(例如透明度 >75%)。
[0132]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，此光學反射的內(nèi)凹結構的第一表面區(qū)域之最大寬度與此此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層的總厚度比例不宜過大，例如使內(nèi)凹結構中的最大寬度/厚度之比例<200、150、100或50，以減少反射或全反射光在結構中反射之次數(shù)及損耗。當上述比例小于50時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率。
[0133]實施例2:具有光學反射的內(nèi)凹結構之有機發(fā)光組件(OLED)
[0134]圖17a、17b、17c例示另一種具有光學反射的內(nèi)凹結構200/201之OLED樣態(tài)可能的幾種實施方式。所示之例子包含形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)305于內(nèi)凹(concave)區(qū)域之內(nèi)部;或OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)305b于內(nèi)凹(concave)區(qū)域延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域上緣之情形。其可能之制作與圖13a、13b、13c之結構及圖14之流程類似，但在完成如圖13a、13b、13c之結構后，進一步再于光學反射的內(nèi)凹結構200/201內(nèi)、OLED各功能層301/300/310之上填入折射率與發(fā)光層/通電發(fā)光區(qū)305/305b相當之透明材料(稱為折射率匹配層)400，使內(nèi)凹結構200/201區(qū)域填充或幾乎填滿。填入此層折射率匹配層400可使內(nèi)凹結構200/201內(nèi)之各功能層300的總厚度增加，使得因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能在受到此內(nèi)凹(concave)形式反射結構之反射改變其方向而變成可以出光之前，可以減少在結構中反射之次數(shù)及光學損耗。在沉積OLED之各功能層時，如包含不只一層發(fā)光層于功能層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(0LEDemiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0135]在這些結構中，使光學反射的內(nèi)凹結構內(nèi)之各功能層及折射率匹配層之光學折射率大致是均質相似的，例如其光學折射率η值都跟通電發(fā)光區(qū)/發(fā)光層相差在±0.2的范圍以內(nèi)，或是比通電發(fā)光區(qū)/發(fā)光層折射率高，使各功能層及折射率匹配層之折射率差距或結構安排尚不足以引起內(nèi)部的全反射或光波導效應(waveguide mode)。
[0136]在這些結構下，原本因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能，可受到此光學反射的內(nèi)凹結構之一次或多次反射，改變其方向而變成可以出光。
[0137]在這些結構下，為使原本因反射或材料/空氣界面之全反射而無法直接出光之光能有效改變其方向而變成可以出光，此光學反射的內(nèi)凹結構之高度變化不宜過于陡峭，例如接近垂直90度，或過于和緩，例如接近水平O度。
[0138]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗(opticalloss)，此光學反射的內(nèi)凹結構其相對于發(fā)光波長或波段范圍應有相對高之反射率(例如>80%)0
[0139]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，在此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層之材料相對于發(fā)光之波長或波段范圍應相對透明(例如透明度 >75%)。
[0140]為減少原本因反射或全反射光在結構中反射/行進過程中之光學損耗，此光學反射的內(nèi)凹結構的底部最大寬度與深度比例不宜過大，例如使最大寬度/深度之比例<60或30，當其比例小于30時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率；同時填入此光學反射的內(nèi)凹結構之各功能層及折射率匹配層的總厚度宜與內(nèi)凹(concave)反射結構區(qū)域之深度相當，使得此光學反射的內(nèi)凹結構的底部最大寬度與填入此光學反射的內(nèi)凹結構上之各功能層及折射率匹配層的總厚度比例亦不宜過大，例如使最大寬度/總厚度之比例<60或30，以減少反射或全反射光在結構中反射之次數(shù)。當其比例小于30時，本發(fā)明的電激發(fā)光裝置具有較好的組件出光效率，
[0141]填入此內(nèi)凹結構之功能層可有部分延伸至此內(nèi)凹結構之外的非內(nèi)凹部分(如最上緣處)，此外延部分之厚度應遠小于此內(nèi)凹結構之深度以及填入此內(nèi)凹結構內(nèi)之OLED功能層總厚度，以盡量減少結構中行進/反射光從此外延部分泄漏出去，使無法受內(nèi)凹結構作用而出光的比例降至最低。
[0142]在圖17a、17b、17c所不結構中之折射率匹配層400 ( index-matched fillingmaterial)可以考慮以下幾種可能的做法:
[0143](I)以蒸鍍方式鍍上適當厚度、適當光學系數(shù)(refractive index，n)的折射率匹配層(capping layer)來減少光學反射的內(nèi)凹結構上的凹陷。而蒸鍍之折射率匹配層的材料或可以使用光罩(shadow mask)來定義其范圍/圖案/區(qū)域。
[OH4] (2)使用液態(tài)或膠態(tài)的折射匹配材料，包括折射匹配液體/油(index-matchedfluid/oil)、折射匹配黏著劑(index-matched adhesive)、折射匹配凝膠(index-matchedgel )、折射匹配樹脂(index-matched res in )、折射匹配封裝材料(index-matchedencapsulat1n material)等等，填入光學反射的內(nèi)凹結構上的凹陷，必要的話也可以進行后續(xù)的硬化(cur ing )動作來讓這些折射匹配填入材料(index-matched fillingmaterial)固化或定形。而這些液態(tài)或膠態(tài)的折射匹配填入材料(index-matched fillingmaterial)或可使用如噴墨印刷(ink-jet printing)之技術來控制定義其范圍/圖案/區(qū)域以及填入量/填入厚度。
[0145]如果填入凹陷區(qū)域之折射匹配填入材料(index-matched filling material)為液態(tài)或膠態(tài)材料，甚至可進一步利用其液滴表面張力之特性讓折射匹配層400a之表面形成類似透鏡(lens)的非平面之特性，如圖18a、18b、18c所示，這將有助于光學反射的內(nèi)凹結構(reflect1n cup)內(nèi)OLED中之發(fā)光直接出光，或減少出光前所需之平均反射次數(shù)，減少多次反射所造成之光學損耗(opticaI loss )而更提高組件出光效率(out-coupl ingefficiency)。
[ΟΙ46]實施例3:具有光學反射的內(nèi)凹結構200之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)顯不器
[0147]目前的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAM0LED)顯示器，其OLED像素(pixel)結構大致如圖19所示，一般均具有一有相當厚度且具有傾斜角(tapered)的像素定義層P(pixel definit1n layer-PDL)，或是平坦化內(nèi)連層(planarizat1n&interlayer)之結構來定義OLED像素的范圍，并可平緩其下的薄膜晶體管(TFT)/電極E/內(nèi)聯(lián)機導體500(interconnect1n)結構等所造成之高度落差效應。
[0148]藉由目前AMOLED像素結構均具有內(nèi)凹結構，利用此種AMOLED像素結構原本即具有之下內(nèi)凹結構，圖20a、20b、20c所示，在其內(nèi)凹結構表面沉積形成圖案化之反射電極200/201，并使其與其下之TFT/內(nèi)聯(lián)機導體500(interconnect1n)具電性接觸，可以形成具有內(nèi)凹反射結構的OLED像素結構。
[0149]在原本的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAM0LED)組件制程中多加一兩道光罩(photo-mask)之制程，即可形成如圖20a、20b、20c所示之各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構。
[0150]在結構圖20a中，其OLED發(fā)光區(qū)域局限在內(nèi)凹結構200底部平坦區(qū)域而形成平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(planar OLED emiss1n zone)，而圖20b及圖20c之結構其OLED發(fā)光區(qū)域延伸至內(nèi)凹結構200邊坡而形成非平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(non-planar OLEDemiss1n zone)。在沉積OLED之各功能層時，如包含不只一層發(fā)光層于功能層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0151]實施例4:具有光學反射的內(nèi)凹結構200之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)顯不器
[0152]以圖20a、20b、20c之結構為基礎，針對下凹之反射結構200區(qū)域填入與OLED功能層300之光學系數(shù)(refractive丨11(161，11)匹配之折射率匹配層400/4003，填入下凹反射結構200區(qū)域之凹陷區(qū)域，而實現(xiàn)如圖21a、21b、21c或圖22a、22b、22c之結構。在沉積OLED之各功能層300時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(0LEDemiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0153]實施例5:具有光學反射的內(nèi)凹結構200之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)顯不器
[0154]以圖20a、20b、20c之結構為基礎，透過梯形平臺的圖案化設計，可將OLED下電極直接作為TFT的內(nèi)聯(lián)機導體(interconnect1n)500a，即可形成如圖23所示之各種可能之具有下凹反射結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構。在結構圖23a中，其OLED發(fā)光區(qū)域局限在內(nèi)凹結構200底部平坦區(qū)域而形成平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(planar OLED emiss1n zone)，而圖23b及圖23c之結構其OLED發(fā)光區(qū)域延伸至內(nèi)凹結構200邊坡而形成非平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(non-planar OLED emiss1n zone)。在沉積OLED之各功能層時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(0LED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0155]實施例6:具有光學反射的內(nèi)凹結構200之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)顯不器
[0156]以圖23a、23b、23c之結構為基礎，針對下凹之反射結構200區(qū)域填入與OLED功能層300之光學系數(shù)(refractive丨11(161，11)匹配之折射率匹配層400/4003，填入下凹反射結構200區(qū)域之凹陷區(qū)域，而實現(xiàn)如圖24a、24b、24c或圖25a、25b、25c之結構。在沉積OLED之各功能層300時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(0LEDemiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0157]除了圖12a、12b、12c例示的幾種作為光學反射的內(nèi)凹結構的類型之外，亦可如圖26a、26b、26c例示復合方法來制作光學反射的內(nèi)凹結構。
[0158]如圖26a所示，第一種是先在基板100上沉積一層高反射性導電薄膜210a包括金屬/金屬+ΙΤ0，或不導電的介電材料如布拉格反射鏡，接著在薄膜上使用具有高散射反射材料形成具有內(nèi)凹區(qū)域之結構層220a。
[0159]如圖26b所示，第二種是先在基板100上沉積一層高反射性導電薄膜210b包括金屬/金屬+ΙΤ0，或不導電的高散射反射材料，接著在薄膜上方形成具有內(nèi)凹區(qū)域之結構層200b，最后再沉積高反射性介電薄膜220b例如布拉格反射鏡鍍膜，于內(nèi)凹結構層之上。
[0160]如圖26c所示，第三種是先在基板100上沉積一層高反射性介電薄膜210c如布拉格反射鏡，或高散射反射材料，接著在薄膜上方形成具有內(nèi)凹區(qū)域之結構層200c，最后再沉積高反射性導電薄膜220c例如金屬/金屬+ΙΤ0，于內(nèi)凹結構層之上。
[0161]下列將以圖26a的反射結構類型為例，提出兩種具有光學反射的內(nèi)凹結構200之有機發(fā)光組件(OLED)的實施例7-8與兩種上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AMOLED)顯示器的實施例9-10。而欲選擇圖26b或圖26c之光學反射的內(nèi)凹結構的類型，僅需將四種實施例之制程/整合流程方式略做修改即可。
[0162]實施例7:具有光學反射的內(nèi)凹結構之有機發(fā)光組件(OLED)
[0163]圖27a及27b例示一種具有如圖26a之光學反射的內(nèi)凹結構之OLED樣態(tài)可能的實施方式。所示之例子包含形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域之內(nèi)部，或OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域上緣之情形。這些結構均包含在一基板100上形成一光學反射的內(nèi)凹結構。其次，在此光學反射的內(nèi)凹結構中，將OLED具有較高光學折射率之各功能層300/310，例如發(fā)光層、電荷傳輸層、電極層、封裝保護層(passivat1n/capping layer)等等，形成在此一具有內(nèi)凹(concave)形式之高反射結構表面201之上。于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)適當形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域之內(nèi)部，如圖27a所示，甚或形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域之上緣，并可直接出光至空氣介質中或折射率與空氣相當之介質中，如圖27b所示。在沉積OLED之各功能層300時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1nzone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0164]實施例8:具有光學反射的內(nèi)凹結構之有機發(fā)光組件(OLED)
[0165]圖28a及28b例示另一種具有如圖26a之光學反射的內(nèi)凹結構之OLED樣態(tài)可能的實施方式。所示之例子包含形成OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域之內(nèi)部，或OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域延伸至內(nèi)凹(concave)區(qū)域上緣之情形。其可能之制作與圖27a及27b之結構及圖14之流程類似，但在完成如圖27a及27b之結構后，進一步再于內(nèi)凹(concave)反射結構區(qū)域內(nèi)、0LED各功能層300之上填入折射率與OLED發(fā)光層/發(fā)光區(qū)域(emiss1n zone)相當之透明材料(稱為折射率匹配層)400，使內(nèi)凹(concave)反射結構區(qū)域填充或幾乎填滿。填入此層折射率匹配層400可使內(nèi)凹(concave)反射結構區(qū)域內(nèi)之各功能層總厚度增加，使得因反射或材料/空氣界面之全反射(total internally ref lect1n)而無法直接出光之光能在受到此內(nèi)凹(concave)形式反射結構之反射改變其方向而變成可以出光之前，可以減少在結構中反射之次數(shù)及光學損耗。在沉積OLED之各功能層300時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0166]如果填入凹陷區(qū)域之折射率匹配層400為液態(tài)或膠態(tài)材料，甚至可進一步利用其液滴表面張力之特性讓折射率匹配層400a之表面形成類似透鏡(lens)非平面之特性，如圖29a及29b所示，這將有助于本發(fā)明中具有光學反射的內(nèi)凹結構(reflect1n cup)的OLED中之發(fā)光直接出光或減少出光前所需之平均反射次數(shù)，減少多次反射所造成之光學損耗(optical loss)而更提高組件出光效率(out-coupling efficiency) ο
[ΟΙ67]實施例9:具有光學反射的內(nèi)凹結構之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAMOLED)顯示器
[0168]以圖27a之結構為基礎，形成如圖30所示之各種可能之具有光學反射的內(nèi)凹結構的上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emitting AM0LED)組件架構。在結構圖30a中，其OLED發(fā)光區(qū)域局限在內(nèi)凹結構200底部平坦區(qū)域而形成平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(planar OLEDemiss1n zone)，而圖30b及圖23c之結構其OLED發(fā)光區(qū)域延伸至內(nèi)凹結構200邊坡而形成非平面之OLED通電發(fā)光區(qū)域(non-planar OLED emiss1n zone)。在沉積OLED之各功能層時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1nzone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0169]實施例10:具有光學反射的內(nèi)凹結構之上發(fā)光主動矩陣有機發(fā)光(top-emittingAMOLED)顯示器
[0170]以圖30a及30b之結構為基礎，下凹之反射結構200區(qū)域填入與OLED功能層300之光學系數(shù)(refractive index，n)匹配之折射率匹配層400/400a，填入下凹反射結構200區(qū)域之凹陷區(qū)域，而實現(xiàn)如圖31a及31b或圖32a及32b之結構。在沉積OLED之各功能層時，如包含不只一層發(fā)光層于膜層結構內(nèi)，可形成多個OLED通電發(fā)光區(qū)(OLED emiss1n zone)于內(nèi)凹(concave)區(qū)域內(nèi)。
[0171]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的范圍；凡是未脫離發(fā)明所公開精神下所完成的等效改變或修飾，均理解為應包含在下述的權利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種電激發(fā)光裝置，包括: 一光學反射的內(nèi)凹結構，具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，該第一表面與該第二表面具有一夾角，該第一表面與該第三表面大致平行，且該第一表面及該第二表面具有光學反射性質；以及， 一個功能層，具有一發(fā)光層，設置于該光學反射的內(nèi)凹結構上，其中至少一通電發(fā)光區(qū)被定義于該第一表面上； 其中，該第一表面之最大寬度與位于該光學反射的內(nèi)凹結構中的該功能層之厚度具有一第一比例，該第一比例是小于一第一定值，該第一定值是200、150、100或50。2.如申請專利范圍第I項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該功能層更包括一圖案化絕緣層，該圖案化絕緣層位于該光學反射的內(nèi)凹結構及該功能層之其他層之間，且該通電發(fā)光區(qū)是由圖案化絕緣層所定義。3.如申請專利范圍第I項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該功能層具有一彎折處，形成在該第一表面及該第二表面之夾角上，當由該通電發(fā)光區(qū)出射之光于該功能層中行進，光經(jīng)由該彎折處會被改變方向而出光。4.如申請專利范圍第I項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該功能層具有一第一區(qū)及一第二區(qū)，該第一區(qū)位于該第一表面上，該第二區(qū)位于該第二表面上，當由該通電發(fā)光區(qū)出射之光于該功能層中行進，光經(jīng)由該第一區(qū)及該第二區(qū)之厚度變化，會被改變方向而出光。5.如申請專利范圍第I項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:更包括一折射率匹配層，該折射率匹配層位于該功能層上，且近乎填滿該光學反射的內(nèi)凹結構，以覆蓋該第一表面及該第二表面。6.如申請專利范圍第5項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該第一表面之最大寬度與位于該光學反射的內(nèi)凹結構中的該功能層及該折射率匹配層之總厚度具有一第二比例，該第二比例是小于一第二定值，該第二定值是60或30。7.如申請專利范圍第5項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:當由該通電發(fā)光區(qū)出射之光于該功能層及該折射率匹配層中行進，光被改變方向而出光前，光在該功能層及該折射率匹配層中的反射之次數(shù)及光學損耗是被減少。8.如申請專利范圍第5項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該功能層及該折射率匹配層之折射率是與該發(fā)光層之折射率相差在±0.2的范圍內(nèi)，或是高于該發(fā)光層之折射率，且該功能層及該折射率匹配層相對于由該通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其透明度大于75%。9.如申請專利范圍第5項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該折射率匹配層之曝露表面可為平面或非平面。10.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該光學反射的內(nèi)凹結構是直接由一光學反射材料所形成，該光學反射材料由金屬或高射散反射材料所組成。11.如申請專利范圍第10項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該光學反射的內(nèi)凹結構是由一內(nèi)凹結構及一光學反射表面所組成，該光學反射表面的材料由金屬、透明導電材料、透明介電材料、高射散反射材料、由高低折射率材料重復堆棧之分布式布拉格反射鏡、前述材料堆?；蚪M合所組成。12.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該第一表面之材料與該第二表面之材料是相同的。13.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該第一表面之材料與該第二表面之材料是不同的。14.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該通電發(fā)光區(qū)延伸至該第二表面及該第三表面之交界處。15.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該光學反射的內(nèi)凹結構的表面相對于由該通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其反射率大于80%。16.如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，其特征在于:該功能層相對于由該通電發(fā)光區(qū)出射之光的波長范圍，其透明度大于75%。17.—種顯示器，具有如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，包括: 一基板； 一薄膜晶體管，形成于該基板上；以及， 一內(nèi)聯(lián)機導體，電性接觸該薄膜晶體管， 其中，該電激發(fā)光裝置透過其中該光學反射的內(nèi)凹結構的該第一表面，電性接觸該內(nèi)聯(lián)機導體。18.如申請專利范圍第17項所述的顯示器，其特征在于:該內(nèi)聯(lián)機導體可作為該光學反射的內(nèi)凹結構的該第一表面。19.如申請專利范圍第17項所述的顯示器，其特征在于:該光學反射的內(nèi)凹結構之表面是不導電的，且該功能層具有一下電極，該下電極位于該光學反射的內(nèi)凹結構及該功能層之其他層之間，且該下電極電性連接該該功能層之其他層及該內(nèi)聯(lián)機導體。20.—種顯示器，具有如申請專利范圍第I及5項任一項所述的電激發(fā)光裝置，包括: 一基板； 一薄膜晶體管，形成于該基板上；以及， 一內(nèi)聯(lián)機導體，電性接觸該薄膜晶體管， 其中，該電激發(fā)光裝置透過其中該光學反射的內(nèi)凹結構的該第三表面，電性接觸該內(nèi)聯(lián)機導體。21.如申請專利范圍第20項所述的顯示器，其特征在于:該內(nèi)聯(lián)機導體可作為該光學反射的內(nèi)凹結構的表面。
【文檔編號】H01L27/32GK105977390SQ201610139982
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】吳忠?guī)? 林俊佑, 李偉愷, 焦閔, 林晃巖, 蘇國棟
【申請人】吳忠?guī)?br>