TW201411912A

TW201411912A - 微共振腔有機發光二極體之光萃取

Info

Publication number: TW201411912A
Application number: TW102129884A
Authority: TW
Inventors: Sergey Lamansky; Seong Taek Lee; Jonathan Amoafo Anim-Addo; Ghidewon Arefe; Keith Lane Behrman; James Michael Nelson; Vivian Wynne Jones; William Alden Tolbert
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-03-16
Also published as: KR20150046116A; CN104904031A; WO2014031360A1; TWI596813B; JP2015526867A; US20150228929A1

Abstract

本發明提供一種發光裝置、一種包括該發光裝置之主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)裝置，及一種包括該發光裝置之影像顯示裝置。詳言之，該發光裝置包括一微共振腔有機發光二極體(OLED)、一光萃取膜，及安置於該微共振腔OLED與該光萃取膜之間的一高折射率罩蓋層。

Description

微共振腔有機發光二極體之光萃取

相關申請案

本申請案係與以引用方式併入本文中之以下美國專利申請案相關：「TRANSPARENT OLED LIGHT EXTRACTION」(代理人案號為70114US002)，其係與本申請案在同一日期申請。

有機發光二極體(OLED)裝置包括包夾於陰極與陽極之間的電致發光有機材料薄膜，其中此等電極中之一者或兩者為透明導體。當橫越裝置施加電壓時，電子及電洞係自其各別電極注入且在電致發光有機材料中經由發射激子之中間形成而重組。

在OLED裝置中，經產生光之70%以上通常歸因於裝置結構內之程序而損失。較高折射率有機層及氧化銦錫(ITO)層與較低折射率基板層之間的界面處之光截留為此不良萃取效率之一個原因。僅相對少量經發射光可通過透明電極而出射以作為「有用」光。大量光經歷內反射，從而引起光自裝置之邊緣發射或截留於裝置內且最終在進行重複通過之後未吸收於裝置內。光萃取膜使用可縮減裝置內之此類波導損失之內部奈米結構。

主動式矩陣OLED(AMOLED)顯示器正在顯示器市場中取得知名度。已影響AMOLED之有效率市場滲透之進展中之一者已為利用強光學微共振腔OLED架構以改良軸向效率且達成100% NTSC軸向色域。同時，強微共振腔途徑具有與AMOLED製造之複雜度以及AMOLED 裝置之角亮度及色彩效能兩者相關聯的數個限制。亦眾所周知，強微共振腔不與大部分已知光萃取技術相容。

本發明提供一種發光裝置、一種包括該發光裝置之主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)裝置，及一種包括該發光裝置之影像顯示裝置。詳言之，該發光裝置包括一微共振腔有機發光二極體(OLED)、一光萃取膜，及安置於該微共振腔OLED與該光萃取膜之間的一高折射率罩蓋層。在一態樣中，本發明提供一種發光裝置，該發光裝置包括：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極；及一光萃取膜，其經安置成鄰近於該罩蓋層。

在另一態樣中，本發明提供一種主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)裝置，該AMOLED裝置包括一發光裝置陣列，每一發光裝置具有：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極；及一光萃取膜，其安置於該發光裝置陣列上方，該光萃取膜鄰近於該罩蓋層。

在又一態樣中，本發明提供一種影像顯示裝置，該影像顯示裝置包括複數個發光裝置，每一發光裝置具有：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；及一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極。該影像顯示裝置進一步包括：一光萃取膜，其安置於該複數個發光裝置上方，該光萃取膜鄰近於該罩蓋層；及一電子電路，其能夠啟動該等發光裝置中每一者。

以上概述不意欲描述本發明之每一所揭示實施例或每一實施。諸圖及以下詳細描述更特定地例示說明性實施例。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧光萃取膜

112‧‧‧實質上透明基板

114‧‧‧奈米結構化層

115‧‧‧奈米結構

116‧‧‧回填層

117‧‧‧實質上平坦表面/回填平坦表面

118‧‧‧黏接劑光學耦合層

120‧‧‧微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置

122‧‧‧罩蓋層

124‧‧‧頂部金屬電極

126‧‧‧電致發光有機材料層

128‧‧‧底部電極

130‧‧‧後擋板

貫穿本說明書，參看附加圖式，在該等圖式中，類似參考數字表示類似元件，且在該等圖式中：圖1展示發光裝置之橫截面示意圖；圖2展示針對控制件及萃取器層壓式裝置之效率相對於亮度；圖3展示針對控制件及萃取器層壓式裝置之效率相對於亮度；圖4展示針對控制件及萃取器層壓式裝置之效率相對於亮度；及圖5展示針對控制件及萃取器層壓式裝置之效率相對於亮度。

該等圖未必按比例。該等圖中使用之類似數字指代類似組件。然而，應理解，使用一數字以指代給定圖中之組件不意欲限制另一圖中用相同數字予以標註之組件。

本發明描述一種發光裝置，該發光裝置包括微共振腔有機發光二極體(OLED)、光萃取膜，及安置於微共振腔OLED與光萃取膜之間的高折射率罩蓋層。本發明之實施例係關於光萃取膜及其用於OLED裝置之用途。美國專利申請公開案第2009/0015757號及第2009/0015142號中描述且同在申請中之美國專利申請案第13/218610號(代理人案號為67921US002)中亦描述光萃取膜之實例。

在以下描述中，參看形成其部分且作為說明而展示之隨附圖式。應理解，在不脫離本發明之範疇或精神的情況下，預期且可進行其他實施例。因此，不應在限制性意義上理解以下詳細描述。

除非另有指示，否則本說明書及申請專利範圍中使用的表達特徵大小、量及物理屬性之所有數字應被理解為在所有情況下由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則前述說明書及附加申請專利範圍中闡述之數值參數為可取決於由熟習此項技術者利用本文所揭示之教示而設法獲得之所要屬性而變化的近似值。

如本說明書及附加申請專利範圍所使用，除非內容另有明確規定，否則單數形式「一」及「該」涵蓋具有複數個指示物之實施例。如本說明書及附加申請專利範圍所使用，除非內容另有明確規定，否則術語「或」通常係在其包括「及/或」之意義上予以使用。

出於描述簡易性起見而利用包括但不限於「下部」、「上部」、「在……之下」、「在……下方」、「在……上方」及「在……之上」(在本文中使用時)之空間相關術語以描述一(若干)元件與另一元件之空間關係。除了諸圖所描繪及本文所描述之特定定向以外，此類空間相關術語亦涵蓋在使用或操作中之裝置之不同定向。舉例而言，若諸圖所描繪之物件被顛倒或翻轉，則先前被描述為在其他元件下方或之下的部分將在彼等其他元件上方。

如本文所使用，當(例如)一元件、組件或層被描述為與另一元件、組件或層形成「重合界面」或在另一元件、組件或層「上」、「連接至」、「耦接至」或「接觸」另一元件、組件或層時，其可直接地在特定元件、組件或層上、直接地連接至、直接地耦接至、直接地接觸特定元件、組件或層，或(例如)介入元件、組件或層可在特定元件、組件或層上、連接至、耦接至或接觸特定元件、組件或層。當(例如)一元件、組件或層被稱作「直接地在另一元件上」、「直接地連接至」、「直接地耦接至」或「直接地接觸」另一元件時，不存在(例如)介入元件、組件或層。

OLED外部效率為將針對在高解析度顯示器與照明之間的範圍內之所有OLED應用而考慮的參數，此係因為其影響諸如功率消耗、亮度及壽命之重要裝置特性。已論證出，OLED外部效率可受到OLED堆疊自身(例如，高折射率有機層及氧化銦錫內之波導模式)內之光學損失限制、受到中間折射率基板內之光學損失限制，且歸因於電極 (陰極或陽極)金屬之表面電漿偏振子處之激子淬滅而受到限制。在具有最大可能內部效率之裝置中，此效率之約75%至80%可歸因於上文所提及之損失而在內部耗散。另外，在顯示器應用中，50%以上之光可在用於改良(例如)主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)環境對比度之圓形偏振器中損失。用以處理實施於當前AMOLED顯示器中之光萃取之改良的主要途徑涉及強光學微共振腔，其實現一些(通常為約1.5倍)軸向及總增益，仍可誘發顯著亮度及色彩角問題。

已(例如)在美國專利申請公開案第2009/0015757號及第2009/0015142號中運用奈米結構化(亦即，次微米)OLED光萃取器來論證達因數1.5倍至2.2倍之OLED亮度增強；然而，先前尚未論證與具有強微共振腔行為之OLED一起使用之奈米結構化萃取器。

已(例如)在美國專利第7,800,295號及第7,719,499號中描述且亦在Wu等人之「Advanced Organic Light-Emitting Devices for Enhancing Display Performances」(Journal of Display Technology，第01卷，第2號，第248至266頁(2005年12月))中描述微共振腔OLED。即使光學微共振腔被相對良好地理解，亦缺乏對微共振腔與用於OLED之其他光學外部耦合方法之不良相容性的理解，又缺乏可與強微共振腔協同地工作之實務途徑。光學模型化及實驗結果指示出，雖然截留光學模式分佈受到強微共振腔之存在影響，但截留模式之顯著部分保持未被搜集；亦即，截留於微共振腔內。

本發明描述一種發光裝置，諸如，基於強微共振腔OLED之AMOLED顯示器，其中層壓式奈米結構化光萃取膜產生額外光學軸向及整合式增益。該裝置亦展現改良型角亮度及色彩。藉由在微共振腔OLED裝置之頂部金屬電極之上使用高折射率罩蓋或囊封堆疊而實現由奈米結構化膜進行之額外光萃取。

強光學微共振腔設計為用於行動應用之AMOLED顯示器中之當前工業標準，且因此，需要用以運用強共振腔OLED裝置來實現額外萃取增益之層壓式萃取器以及AMOLED光學堆疊之設計。亦需要解析與微共振腔相關聯之角色彩/亮度問題。

在一特定實施例中，本發明提供一種具有整合式光萃取膜(萃取器)之AMOLED顯示器，其歸因於所有以下設計參數之實施而展示改良型光外部耦合(效率)以及改良型廣角亮度及色彩效能：(a)具有經回填有高折射率材料且層壓至AMOLED顯示器上之複製式次微米結構之光萃取膜(萃取器)；(b)用於萃取器層壓之光學耦合材料，其具有高折射率、光學透明度、與像素化後擋板之良好符合度，及對OLED裝置短期及長期穩定性之低或無影響；及(c)具有高折射率(n1.8，或n1.9，或n2.0)罩蓋層或薄膜囊封構造之頂部發射強微共振腔OLED堆疊，其在強共振腔裝置及萃取結構內部之導引或截留光學模式之間實現光學通信。

圖1展示根據本發明之一態樣的發光裝置100之橫截面示意圖。發光裝置100包括經安置成鄰近於罩蓋層122之光萃取膜110。罩蓋層122經安置成緊鄰於微共振腔OLED裝置120之頂部金屬電極124。在一特定實施例中，發光裝置100可為AMOLED裝置之新穎部分，或為包括驅動電子件之影像顯示裝置之部件，此為熟習此項技術者所知。光萃取膜110可包括實質上透明基板112(可撓性抑或剛性)、包括奈米結構115之奈米結構化層114，及可在奈米結構115上方形成實質上平坦表面117之回填層116。回填層116包括折射率大於奈米結構化層114之折射率的材料。術語「實質上平坦表面」意謂回填層平坦化底層，但在實質上平坦表面中可存在稍微表面變化。當回填層之平坦表面經置放成抵靠微共振腔OLED裝置120之光輸出表面時，奈米結構至少部分地增強來自微共振腔OLED裝置120之光輸出。回填平坦表面117可經置放成直接地抵靠OLED光輸出表面或通過該平坦表面與該光輸出表面之間的另一層。

微共振腔OLED裝置120包括具有底部電極128、電致發光有機材料層126及頂部金屬電極124之微共振腔OLED，且可進一步安置於後擋板130上。頂部金屬電極124可為陰極，其通常被製造為相比於底部電極128較薄之金屬層，使得電致發光有機材料層126中產生之光可逸出微共振腔OLED裝置120。在一些狀況下，頂部電極可為包含具有小於約30nm之厚度之金屬的部分透明電極。微共振腔OLED裝置120進一步包括經安置成緊鄰於頂部金屬電極124之罩蓋層122。已發現，當罩蓋層122具有足夠高折射率(通常至少大於電致發光有機材料層126)時，自微共振腔OLED裝置120萃取之光之效率可由光萃取膜110改良。

罩蓋層可具有大於約1.8或大於約1.9或大於約2.0或更大之折射率。如本文所使用，除非另有指示，否則折射率指代針對具有550nm之波長之光的折射率。在一特定實施例中，罩蓋層包含氧化鉬(MoO3)、硒化鋅(ZnSe)、氮化矽(SiNx)、氧化銦錫(ITO)，或其組合。在一特定實施例中，包含硒化鋅之罩蓋層可較佳。在一些狀況下，罩蓋層包含介於約60nm與400nm之間的厚度。視需要，可最佳化罩蓋層厚度，以提供OLED堆疊內部之波導損失模式至萃取器之最有效率耦合。雖然罩蓋層具有上文所提及之光學功能，但其在一些狀況下亦可提供對OLED有機材料之額外保護免受萃取膜組件的影響，例如，免受用以將萃取膜施加至OLED裝置上之光學耦合層/黏接劑的影響。因此，可需要使罩蓋層展現對OLED光萃取膜之組件的某程度之障壁屬性。

光萃取膜110通常被製造為待施加至微共振腔OLED裝置120之分離膜。舉例而言，光學耦合層118可用以將光萃取膜110光學地耦合至微共振腔OLED裝置120之光輸出表面。光學耦合層118可施加至光萃取膜110、微共振腔OLED裝置120或此兩者，且其可經實施有黏接劑以促進光萃取膜110至微共振腔OLED裝置120之施加。作為分離光學耦合層118之替代例，回填層116可由高折射率黏接劑構成，使得回填層116之光學功能及平坦化功能以及黏接劑光學耦合層118之黏附功能係由該同一層執行。舉例而言，名為「OLED Light Extraction Films Having Nanoparticles and Periodic Structures」且2011年3月17日申請之美國專利申請案第13/050324號中描述光學耦合層及用於使用光學耦合層以將光萃取膜層壓至OLED裝置之程序的實例。

用於光萃取膜110之奈米結構115可為微粒奈米結構、非微粒奈米結構，或其組合。在一些狀況下，非微粒奈米結構可包含具有工程奈米尺度圖案之工程奈米結構。奈米結構115可與基板一體式地形成或形成於施加至基板之層中。舉例而言，可藉由將低折射率材料施加至基板且隨後圖案化該材料而在基板上形成奈米結構。在一些狀況下，奈米結構可壓印至實質上透明基板112之表面中。工程奈米結構為具有小於1微米之至少一維度(諸如，寬度)之結構。工程奈米結構不為個別粒子，而可由形成工程奈米結構之奈米粒子組成，其中奈米粒子顯著地小於工程結構之總大小。

用於光萃取膜110之工程奈米結構可為一維(1D)，此意謂其在僅一個維度上為週期性，亦即，最近相鄰特徵在一個方向上沿著表面(但不沿著正交方向)相等地間隔。在1D週期性奈米結構之狀況下，鄰近週期性特徵之間的間隔小於1微米。舉例而言，一維結構包括連續或狹長稜鏡或隆脊，或線性光柵。在一些狀況下，奈米結構化層114可包含具有可變間距之奈米結構115。在一特定實施例中，奈米結構化層114可包含具有約400nm、約500nm、約600nm或其組合之間距之奈米結構。

用於光萃取膜110之工程奈米結構亦可為二維(2D)，此意謂其在兩個維度上為週期性，亦即，最近相鄰特徵在兩個不同方向上沿著表面相等地間隔。可(例如)在2011年8月26日申請之美國專利申請案第13/218,610號(代理人案號為67921US002)中發現工程奈米結構之實例。在2D奈米結構之狀況下，在兩個方向上之間隔小於1微米。應注意，在兩個不同方向上之間隔可不同。舉例而言，二維結構包括小透鏡、角錐、梯形、圓形或正方形柱，或光子晶體結構。二維結構之其他實例包括如美國專利申請公開案第2010/0128351號中描述之彎曲側錐形結構。

上文所識別之公開專利申請案中提供用於光萃取膜110之基板、奈米結構及回填層之材料。舉例而言，基板可經實施有玻璃、PET、聚醯亞胺、TAC、PC、聚胺基甲酸酯、PVC或可撓性玻璃。上文所識別之公開專利申請案中亦提供用於製造光萃取膜110之程序。視情況，基板可經實施有障壁膜以保護併入光萃取膜之裝置免受濕氣或氧氣的影響。美國專利申請公開案第2007/0020451號及美國專利第7,468,211號中揭示障壁膜之實例。

實例

除非另有提及，否則實例中之所有份、百分比、比率等等係按重量計。除非予以不同地指定，否則所使用之溶劑及其他試劑係自威斯康辛州密爾瓦基市之Sigma-Aldrich Chemical Company獲得。

材料

製備實例 D510穩定化50nm TiO ₂ 奈米粒子分散液之製備。

在存在SOLPLUS D510及1-甲氧基-2-丙醇的情況下使用研磨程序來製備具有大約52重量%之TiO₂之TiO₂奈米粒子分散液。以TiO₂重量計的25重量%之量來添加SOLPLUS D510。使用DISPERMAT混合器(佛羅里達州波巴諾比奇市之Paul N.Gardner Company公司)來預混混合物歷時10分鐘，且接著運用以下條件來使用NETZSCH MiniCer Mill(賓夕法尼亞州埃克斯頓市之NETZSCH Premier Technologies有限公司)：4300rpm、0.2mm YTZ研磨介質，及250ml/min流動速率。在1小時之研磨之後，獲得1-甲氧基-2-丙醇中之白色膏狀TiO₂分散液。使用Malvern Instruments ZETASIZER Nano ZS(麻薩諸塞州威斯特伯魯市之Malvern Instruments公司)將粒子大小判定為50nm(Z-平均大小)。

高折射率回填溶液(HI-BF)之製備。

將20g之D510穩定化50nm TiO₂溶液、2.6g之SR833S、0.06g之IRGACURE 184、25.6g之1-甲氧基-2-丙醇、38.4g之2-丁酮混合在一起以形成均質高折射率回填溶液。

具有400nm間距之奈米結構化萃取器膜之製造。

藉由首先製造如美國專利第7,140,812號中描述之多尖端金剛石工具而製造400nm「鋸齒」光柵膜(使用合成單晶金剛石，日本之Sumitomo Diamond)。

接著使用金剛石工具以製造銅微複製滾筒，接著使用銅微複製滾筒以在利用藉由將0.5%(2,4,6三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦混合至PHOTOMER 6210及SR238之75：25摻合物中而製造之可聚合樹脂的情況下在連續澆鑄及固化程序中在PET膜上製造400nm 1D結構。

使用滾筒至滾筒塗覆程序將HI-BF溶液塗覆至400nm間距1D結構化膜上，其中腹板速度為4.5m/min(15ft/min)且分散液遞送速率為5.1cc/min。使塗層在室溫下在空氣中乾燥，接著隨後在82℃(180℉)下進一步乾燥，且接著使用Fusion UV-Systems公司之Light-Hammer 6 UV(馬利蘭州蓋瑟斯堡市)處理器進行固化，該處理器經配備有H燈泡(H-bulb)，其以4.5m/min(15ft/min)之線速度以75%燈功率在氮氣氛圍下操作。

實例1及2，以及比較實例C1 裝置製造

在約10^-6托之基礎壓力下在真空系統中使用標準熱沈積來建置頂部發射(TE)OLED附體試片。在經拋光漂浮玻璃上製造具有10nm ITO之Ag基板，該玻璃具有經圖案化以產生呈正方形配置之四個5×5mm像素的0.5μm厚光阻塗層及100nm Ag/10nm ITO塗層。施加像素界定層(pixel defining layer,PDL)以將正方形大小縮減至4×4mm且提供經清楚界定之像素邊緣。建置以下層化結構：具有10nm ITO及PDL/155nm HIL/10nm HTL/40nm生坯EML/35nm ETL/陰極/CPL之Ag基板

其中HIL、HTL、EML及ETL分別為電洞注入層、電洞輸送層、發射層及電子輸送層。陰極為經由遮蔽罩而圖案化以與基板層對準之1nm LiF/2nm Al/20nm Ag堆疊。對於實例1，使用60nm厚ZnSe作為罩蓋層，而對於實例2，使用400nm厚ZnSe作為罩蓋層。用於比較實例C1之罩蓋層(CPL)為400nm厚MoO₃。用於MoO₃之公開文獻中引用的折射率之典型值係在自1.7至1.9之範圍內。在保持於室溫之基板上沈積比較實例C1中之MoO₃，此情形引起在600nm之波長下量測的大約1.71之折射率，如Cárdenas等人之「Optical characterization of MoO₃ thin films produced by continuous wave CO₂ laser-assisted evaporation」(Thin Solid Films，第478卷，第1至2期，第146至151頁，2005年5月)中所報告。用於ZnSe之公開文獻中引用的折射率之典型值係在自2.4至2.6之範圍內。

在裝置製造之後且在囊封之前，使用如美國臨時申請案第61/604169號之實例7中所描述而製備的光學耦合層將如在「Fabrication of nanostructured film with 400nm pitch」下描述的經回填有高折射率之400nm間距1D對稱萃取器施加至來自每一附體試片上之四個像素中之兩個像素上，惟如下情形除外：在聚合物-II之合成中，代替3.7g，使用2.0g之3-巰基丙基三甲氧基矽烷。光學耦合層具有約1.7之折射率。在惰性(N₂)氛圍下進行萃取器層壓，且接著在玻璃蓋下保護，玻璃蓋係藉由圍繞玻璃蓋之周邊施加Nagase XNR5516Z-B1 UV可固化環氧樹脂而附接且運用UV-A光源以16焦耳/平方公分而固化歷時400秒。

使用一組標準OLED量測技術來評估已製造裝置之電效能及光學效能，該等OLED量測技術包括使用PR650攝影機(加利福尼亞州查茲窩斯市之Photo Research公司)及Keithley 2400 Sourcemeter(俄亥俄州克利夫蘭市之Keithley Instrumemts公司)之亮度-電流-電壓量測、使用AUTRONIC Conoscope(德國喀斯魯市之AUTRONIC-MELCHERS GmbH)之角亮度及電致發光光譜量測，及使用PR650攝影機之測角量測。將不具有奈米結構之像素測試為控制件。

圖2及圖3展示針對具有兩種類型之罩蓋層之控制件及萃取器層壓式裝置的效率相對於亮度。在圖2中，在不具有萃取件之情況下的比較實例C1控制件之效能被標註為「A」，且在具有萃取件之情況下的比較實例C1控制件之效能被標註為「B」。包括層壓式奈米結構化萃取器與MoO₃罩蓋層之比較實例C1相比於不具有萃取器的情況引起較低效率。

在圖3(實例1之效能)中，具有400奈米ZnSe罩蓋層之裝置在不具有萃取器(控制件)之情況下被標註為「A」，且在具有萃取器之情況下被標註為「B」。亦如圖3(實例2之效能)所示，具有60奈米ZnSe罩蓋層之裝置在不具有萃取器(控制件)之情況下被標註為「C」，且在具有萃取器之情況下被標註為「D」。具有至少2.4之折射率之ZnSe罩蓋層在運用層壓式奈米結構萃取器之情況下相比於不具有萃取器之控制樣本產生約1.2至1.3倍軸上增益。干涉影像確認出，ZnSe罩蓋裝置在運用奈米結構化萃取器之情況下展示軸向及整合式增益，而在運用具有奈米結構化萃取器之MoO₃裝置的情況下觀測到損失。

實例3

根據上文在裝置製造中描述之工序而建置具有可變罩蓋層(CPL)厚度之裝置。所產生之CPL厚度值為60nm、100nm、200nm及400nm。圖4展示針對具有100nm及200nm厚ZnSe CPL之控制件及萃取器層壓式裝置的效率相對於亮度。在圖4中，在不具有萃取器之情況下的100nm ZnSe CPL控制件被標註為「A」；在具有400nm萃取器之情況下的100nm ZnSe CPL被標註為「B」；在不具有萃取器之情況下的200nm ZnSe CPL控制件被標註為「C」；且在具有400nm萃取器之情況下的200nm ZnSe CPL被標註為「D」。

控制裝置之軸向效率在某種程度上取決於ZnSe罩蓋層之厚度，但對於所測試之每一厚度，層壓式萃取器產生通常在約1.2至1.3倍之範圍內之增益，如圖4所示。相似地，具有各種ZnSe CPL厚度及奈米結構化萃取器之裝置之干涉分析相比於控制樣本揭露強軸向增益(1.2 至1.3倍)、強整合式增益(高達1.4至1.6倍)及較寬亮度角分佈。

實例4

根據上文在裝置製造中描述之工序而建置具有各種共振腔長度之裝置。藉由改變電子輸送層(ETL)之厚度而控制共振腔長度。所產生之ETL厚度值為25nm、35nm及45nm，其分別對應於215nm、225nm及235nm之共振腔長度值。

圖5展示針對具有25nm、35nm及45nm厚ETL之控制件及萃取器層壓式裝置的效率相對於亮度。在圖5中，在不具有萃取器之情況下的25nm ETL控制件被標註為「A」；在具有萃取器之情況下的25nm ETL控制件被標註為「B」；在不具有萃取器之情況下的35nm ETL控制件被標註為「C」；在具有萃取器之情況下的35nm ETL控制件被標註為「D」；在不具有萃取器之情況下的45nm ETL控制件被標註為「E」；且在具有萃取器之情況下的45nm ETL控制件被標註為「F」。即使控制效能針對各種共振腔長度結構實質上變化，亦橫越裝置厚度之整個範圍觀測到強光學增益。此趨勢在其他製備共振腔長度/裝置厚度值下繼續。干涉分析確認出，在運用層壓式裝置的情況下橫越所測試之共振腔長度值之整個範圍達成萃取增益及改良型亮度均一性。

以下內容為本發明之實施例清單。

項目1為一種發光裝置，其包含：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極；及一光萃取膜，其經安置成鄰近於該罩蓋層。

項目2為項目1之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於1.9之一折射率。

項目3為項目1或項目2之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於2.0之一折射率。

項目4為項目1至項目3之發光裝置，其中該光萃取膜包含一奈米結構層及安置於該等奈米結構上方且鄰近於該罩蓋層之一回填層，該回填層具有大於該等奈米結構之折射率的一折射率。

項目5為項目4之發光裝置，其中該回填層包含用於將該光萃取膜黏結至該罩蓋層之一黏接劑。

項目6為項目1至項目5之發光裝置，其進一步包含經安置成緊鄰於該罩蓋層之一黏接劑光學耦合層。

項目7為項目4至項目6之發光裝置，其中該光萃取膜進一步包含對由該微共振腔OLED裝置發射之光實質上透明之一基板，該基板經安置成鄰近於該奈米結構層。

項目8為項目4至項目7之發光裝置，其中該奈米結構層壓印至對由該微共振腔OLED裝置發射之光實質上透明之一基板之一表面中。

項目9為項目4至項目8之發光裝置，其中該奈米結構層包含微粒奈米結構、非微粒奈米結構，或其一組合。

項目10為項目9之發光裝置，其中該等非微粒奈米結構包含一工程奈米尺度圖案。

項目11為項目4至項目10之發光裝置，其中該回填層包含一非散射奈米粒子填充聚合物。

項目12為項目1至項目11之發光裝置，其中該頂部電極為包含具有小於約30nm之一厚度之一金屬的一部分透明電極。

項目13為項目1至項目12之發光裝置，其中該罩蓋層包含硒化鋅、氮化矽、氧化銦錫，或其一組合。

項目14為項目1至項目13之發光裝置，其中該罩蓋層包含介於約60nm與400nm之間的一厚度。

項目15為項目1至項目14之發光裝置，其中該光萃取膜包含具有一可變間距之奈米結構。

項目16為項目1至項目15之發光裝置，其中該光萃取膜包含具有約400nm、約500nm、約600nm或其一組合之一間距之奈米結構。

項目17為一種主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)裝置，其包含：一發光裝置陣列，每一發光裝置包含：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極；及一光萃取膜，其安置於該發光裝置陣列上方，該光萃取膜鄰近於該罩蓋層。

項目18為項目17之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於1.9之一折射率。

項目19為項目17或項目18之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於2.0之一折射率。

項目20為項目17至項目19之AMOLED裝置，其中該光萃取膜包含對由該微共振腔OLED裝置發射之光實質上透明之一基板、施加至該基板之一奈米結構層，及安置於該等奈米結構上方且鄰近於該罩蓋層之一回填層，該回填層具有大於該等奈米結構之折射率的一折射率。

項目21為項目20之AMOLED裝置，其中該回填層包含用於將該光萃取膜黏結至該罩蓋層之一黏接劑。

項目22為項目17至項目21之AMOLED裝置，其進一步包含經安置成緊鄰於該罩蓋層之一黏接劑光學耦合層。

項目23為項目17至項目22之AMOLED裝置，其中該罩蓋層包含硒化鋅、氮化矽、氧化銦錫，或其一組合。

項目24為一種影像顯示裝置，其包含：複數個發光裝置，每一發光裝置包含：一微共振腔有機發光二極體(OLED)裝置，其具有經組態以發射光之一頂部金屬電極；一罩蓋層，其具有大於1.8之一折射率，該罩蓋層經安置成緊鄰於該頂部金屬電極；一光萃取膜，其安置於該複數個發光裝置上方，該光萃取膜鄰近於該罩蓋層；及一電子電路，其能夠啟動該等發光裝置中每一者。

項目25為項目24之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於1.9之一折射率。

項目26為項目24或項目25之發光裝置，其中該罩蓋層具有大於2.0之一折射率。

項目27為項目24至項目26之影像顯示裝置，其中該複數個發光裝置包含一主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)裝置

除非另有指示，否則本說明書及申請專利範圍中使用的表達特徵大小、量及物理屬性之所有數字應被理解為由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則前述說明書及附加申請專利範圍中闡述之數值參數為可取決於由熟習此項技術者利用本文所揭示之教示而設法獲得之所要屬性而變化的近似值。

本文所引用之所有參照案及公開案之全文在本文中係以引用方式明確地併入至本發明中，惟在該等參照案及公開案可與本發明直接地抵觸的程度上除外。儘管本文已說明及描述特定實施例，但一般熟習此項技術者應瞭解，在不脫離本發明之範疇的情況下，多種替代及/或等效實施可取代所展示及描述之特定實施例。本申請案意欲涵蓋本文所論述之特定實施例之任何調適或變化。因此，希望本發明僅受到申請專利範圍及其等效者限制。