[发明专利]具有光输出耦合层的光学元件结构

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种具有光输出耦合层(light outcoupling layer)的光学元件结构，特别是涉及一种包含聚酰亚胺或其共聚物层的光学元件结构。

【背景技术】

有机电致发光二极管(organic light emitting diodes，OLEDs)具有轻薄、自发光、低消耗功率、不需背光源、无视角限制及高反应速率等优良特性，已被视为平面显示器或是照明产业的明日之星。为了在显示器与照明的市场上更具有竞争力，全球各研发单位投入大量的经费与人力致力于提升效率。OLED元件效率的增强除了内部发光材料的开发之外，外部取光亦可提升元件效率。但是由于OLED各膜层间的折射率相差太大，造成彼此不匹配，因此，仅有20％的光可由正面射出，若是能改善每一膜层的折射率，让光在彼此的界面中减少反射及折射，将陷于元件中的光可重新取出于元件外部，则可进一步解决OLED的发光效率。因此，有许多的研发在于结构中加入高、低折射层或添加具有折射效果的微粒子，但，在众多的高、低折射率材料中大部分皆由无机材料所组成，而具有高耐热的有机材料非常少，且在这些有机材料上要继续制作ITO导电膜，还要克服ITO沉积时会破坏有机材料表面的问题。此外，亦要考虑ITO须具备低电阻、高穿透度的要求，因此，材料的选择性将受限许多。因此，开发一种具有透明、高耐热、表面平坦化特性、制程简易与成本低的材料将具有相当优势且迫切需要。

【发明内容】

本发明的一实施例，提供一种具有光输出耦合层的光学元件结构，包括：基板，具有第一表面与第二表面；聚酰亚胺或其共聚物层，形成于该基板的该第一表面上，其中该聚酰亚胺或其共聚物层由至少一种芳香族双胺(aromatic diamine)与至少一种脂环族双酐(cycloaliphatic dianhydride)所制备；以及光学元件，形成于该聚酰亚胺或其共聚物层上。

本发明提供一种可有效提升光学元件光取出效率的结构，具备透明、高耐热特性的聚酰亚胺(PI)材料，其折射率范围介于1.6～1.8，可使其上层导电膜(例如ITO)经高温烧结(退火)后，降低面电阻值、提高穿透度及降低折射率，有效提升OLED的发光效率约1.25倍。此外，在OLED元件外部搭配微透镜，可提升元件效率约1.8～2倍。另外，在玻璃与聚酰亚胺之间亦可制作有助于光折射的粒子，因聚酰亚胺材料具有将粒子薄膜表面平坦化的功能，此聚酰亚胺材料除具有光取出功效之外，亦可使接续制作的ITO减少尖端凸起，降低在有机电致发光元件中可能产生的漏电、黑点及寿命减短等现象。

本发明先将聚酰亚胺(PI)材料覆盖在玻璃基板或涂有微粒的玻璃基板上，再镀上ITO膜并经过高温烧结(退火)，再制作OLED元件。若光输出耦合层使用不耐高温的材料，制作后的ITO膜不能经过高温烧结(退火)，此时的ITO膜与玻璃间的折射率相差太大会造成元件仅有20％的光可由正面射出，本发明的光输出耦合层使用耐高温的聚酰亚胺(PI)材料，后续的制程可耐高温，经过高温烧结的ITO膜亦可改善其折射率，使其与OLED元件的折射率匹配，使光在基板/ITO与ITO/有机发光层的界面间减少反射及折射，改良OLED的光取出特性，将陷于元件中的光重新取出于元件外部，并利用微透镜解决光在基板/空气间的问题，进而有效提升OLED发光效率。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，作详细说明如下：

【附图说明】

图1是根据本发明一实施例的具有光输出耦合层的光学元件结构的剖面示意图；

图2是根据本发明一实施例的具有光输出耦合层的光学元件结构的剖面示意图；

图3是根据本发明一实施例的具有光输出耦合层的光学元件结构的剖面示意图；以及

图4是根据本发明一实施例的具有光输出耦合层的光学元件结构中ITO在高温退火条件下的穿透度的变化。

【主要附图标记说明】

10～光学元件结构；

12～基板；

14～第一表面；

16～第二表面；

18～聚酰亚胺或其共聚物层；

20～光学元件；

22～第一电极；

24～有机发光层；

26～第二电极；

28～微粒；

30～微透镜。

【具体实施方式】