有機電致發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】該有機電致發(fā)光元件具有：基板；第一電極，所述第一電極在基板的一個表面上；第二電極，所述第二電極與第一電極相對；以及功能層，所述功能層在第一電極與第二電極之間并且至少包括發(fā)光層。在該有機電致發(fā)光元件中，第一電極是金屬電極，并且也是反光電極，第二電極是透光電極，并因此允許光從第二電極發(fā)出。發(fā)光層由聚合物材料形成，并且具有面內(nèi)方向和厚度方向。發(fā)光層沿面內(nèi)方向上的折射率高于發(fā)光層沿厚度方向上的折射率。
【專利說明】有機電致發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，已經(jīng)提出了具有如圖6中所示的結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光元件(JP2007-294266A:在下文中稱作專利文獻I)。
[0003]該有機電致發(fā)光元件在透明基板101的表面上包括層壓層(laminate)。層壓層包括低折射率層111、高折射率層110、透明電極102、空穴注入層103、空穴傳輸層104、有機發(fā)光層105、電子傳輸層106、電子注入層107和金屬電極108。
[0004]有機電致發(fā)光元件允許光從透明基板101發(fā)出。在該有機電致發(fā)光元件中，從有機發(fā)光層105發(fā)出并且向金屬電極108傳播的光由金屬電極108的金屬鏡面108a反射,通過透明電極102和透明基板101，并且最終向外發(fā)出。
[0005]在該有機電致發(fā)光元件中，為了改善光取出效率，高折射率層110和低折射率層111被放置在透明電極102與透明基板101之間，使得高折射率層110和低折射率層111分別接近透明電極102和透明基板101。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]最近，在有機電致發(fā)光元件的領(lǐng)域中，已知減小由在金屬電極的表面上出現(xiàn)的表面等離子體激元所引起的光損失對于改善光取出效率很重要。然而，專利文獻I未明確提到由在金屬電極108的表面(金屬鏡面108a)上的表面等離子體激元所引起的光損失。
[0008]鑒于上面的不足，本發(fā)明的目的是提出具有簡化的結(jié)構(gòu)但是具有改善的光取出效率的有機電致發(fā)光元件。
[0009]問題的解決方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的有機電致發(fā)光元件具有反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括:第一電極，所述第一電極是金屬電極；第二電極，所述第二電極與所述第一電極相對；以及功能層，所述功能層位于所述第一電極與所述第二電極之間并且至少包括發(fā)光層。所述發(fā)光層由聚合物材料制成，并且具有面內(nèi)方向和厚度方向，所述發(fā)光層沿所述面內(nèi)方向上的折射率大于所述發(fā)光層沿所述厚度方向上的折射率。所述第一電極是陰極，以及所述第二電極是陽極。具有所述反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的所述有機電致發(fā)光元件被定義為具有以下結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光元件:陰極、至少包括發(fā)光層的功能層、以及陽極按照這種順序被堆疊。在這一點上，陰極可以在基板上，或者陰極可以用作基板。
[0011]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述發(fā)光層沿所述面內(nèi)方向上的所述折射率與所述發(fā)光層沿所述厚度方向上的所述折射率之比大于1.05。
[0012]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述比大于或等于1.1。
[0013]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述比大于或等于1.2。[0014]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述比大于或等于1.4。
[0015]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述比小于或等于2.5。
[0016]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述金屬電極用作支撐由所述功能層和所述第二電極組成的層壓層的基板。
[0017]根據(jù)該有機電致發(fā)光元件的優(yōu)選方面，所述第二電極具有網(wǎng)狀形狀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是第一實施例的有機電致發(fā)光兀件的不意性截面圖。
[0019]圖2是示出了發(fā)光層沿面內(nèi)方向上的折射率與發(fā)光層沿厚度方向上的折射率之比與相對外部量子效率之間的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖形。
[0020]圖3是第二實施例的有機電致發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0021]圖4A是第三實施例的有機電致發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0022]圖4B是第三實施例的有機電致發(fā)光元件的主要部分的平面圖。
[0023]圖5是第四實施例的有機電致發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0024]圖6是【背景技術(shù)】的有機電致發(fā)光元件的實例的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0025](第一實施例)
[0026]下面參照圖1描述本實施例的有機電致發(fā)光元件。
[0027]本實施例的有機電致發(fā)光元件是具有反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光元件。
[0028]有機電致發(fā)光兀件包括基板10、第一電極20、第二電極40和功能層30。第一電極20形成在基板10的表面上。第二電極40與第一電極20相對。功能層30處于第一電極20與第二電極40之間，并且至少包括發(fā)光層31。簡言之，在該有機電致發(fā)光元件中，由第一電極20、功能層30和第二電極40組成的層壓層處于基板10的表面上，并且由基板10支撐，基板10在功能層30相對第一電極20的另一側(cè)上。在該有機電致發(fā)光兀件中，第一電極20是金屬電極，并且也是反光電極，第二電極40是透光電極，并且有機電致發(fā)光元件允許光從第二電極40發(fā)出。
[0029]功能層30包括發(fā)光層31、空穴傳輸層32和空穴注入層33，它們是以該順序從功能層30接近第一電極20的一側(cè)開始布置的。
[0030]專利文獻I公開了制造具有如圖6中所示的結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光元件的方法。根據(jù)該方法，首先，通過DC磁控濺射將ITO薄膜的透明電極102形成在透明基板101的表面上，接下來，空穴注入層103、空穴傳輸層104、有機發(fā)光層105、電子傳輸層106、電子注入層107和金屬電極108按照這種順序被形成。注意，形成ITO薄膜的方法不限于DC磁控濺射，而是可以從各種類型的濺射和沉積(deposition)中進行選擇。
[0031]最近，為了減小生產(chǎn)成本，基于涂層的制造方法(包括滾印工藝)正在引起有機電致發(fā)光元件領(lǐng)域的技術(shù)人員的注意。涂層適合于形成透明導(dǎo)電膜的方法，這是因為涂層不需要諸如濺射設(shè)備和沉積設(shè)備等的昂貴的成膜裝置，并且能夠以較低成本形成具有低折射率的透明導(dǎo)電膜。過去，已經(jīng)提出了制造透明板(包括透明導(dǎo)電膜)的方法(例如，JP2009-181856A)。根據(jù)該方法，將通過在分散介質(zhì)中分散導(dǎo)電線制備的分散液體涂抹到透明板的主體表面，以形成透明導(dǎo)電膜。然而，通過這種方式形成的透明導(dǎo)電膜的表面粗糙度大于通過濺射或沉積形成的透明導(dǎo)電膜。因此，前一種透明導(dǎo)電膜可能引起有機電致發(fā)光元件的短路和可靠性的下降。
[0032]相比之下，根據(jù)本實施例的有機電致發(fā)光元件，功能層30形成在形成于基板10的表面上的金屬電極的第一電極20的表面上，并且透光的第二電極40形成在功能層30的與第一電極20相對的一側(cè)上。在本實施例的有機電致發(fā)光元件中，可以改善用作功能層30的基板的第一電極20的表面的平滑度，此外，即使用作透光電極的第一電極20是通過濕法工藝形成的，也可以抑制否則將由于這種透光電極的表面粗糙度而引起的短路和可靠性的下降。因此，可以降低本實施例的有機電致發(fā)光元件的生產(chǎn)成本并且可以改善本實施例的有機電致發(fā)光元件的可靠性。
[0033]基板10可以由任意材料制成，例如，玻璃基板、塑料板和金屬板，但是不限于此。例如，金屬基板可以由鈉玻璃或非堿性玻璃制成。例如，塑料板可以由聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯制成。例如，金屬板可以由鋁、銅或不銹鋼制成?；?0可以是剛性的或柔性的。當(dāng)基板10是金屬板時，金屬板可以是金屬箔。注意，為了抑制有機電致發(fā)光元件的短路，基板10的表面的平滑度看起來非常重要。當(dāng)通過在JIS B0601-200KIS04287-1997)中定義的算術(shù)平均粗糙度Ra評估基板10的表面的表面粗糙度時，粗糙度Ra優(yōu)選地小于或等于10nm，并且更優(yōu)選地，小于或等于幾個nm。根據(jù)該有機電致發(fā)光元件，在制造過程中，可以減小由基板10的表面的表面粗糙度引起的對第一電極20的表面的表面粗糙度的影響，從而可以抑制第一電極20與第二電極40之間的短路。
[0034]第一電極20可以用作陰極。第一電極20的材料的示例可以包括諸如鋁和銀等的金屬以及包含這些金屬中的至少一個的化合物。備選地，第一電極20可以是由鋁薄層和另一種電極材料的薄層組成的層壓層，例如，由堿金屬薄膜和鋁薄膜組成的層壓層、由堿金屬薄膜和銀薄膜組成的層壓層、由堿金屬鹵化物薄膜和鋁薄膜組成的層壓層、由堿金屬氧化物薄膜和鋁薄膜組成的層壓層、由堿土金屬或稀土金屬薄膜和鋁薄膜組成的層壓層，或者是這些金屬種類中的至少一個和其他金屬的合金。具體示例包括:由諸如鈉、鈉鉀合金、鋰、鎂等的金屬和鋁薄膜組成的層壓層；由鎂銀混合物、鎂銦混合物、鋁鋰混合物、和氟化鋰之一的薄膜和鋁薄膜組成的層壓層；以及由鋁薄膜和氧化鋁薄膜組成的層壓層。注意，優(yōu)選的是，有機電致發(fā)光元件包括電子注入層，該電子注入層位于第一電極20與發(fā)光層31之間，并且促進從第一電極20向發(fā)光層31注入電子。例如，電子注入層可以由與第一電極20相同的材料制成，或者可以由諸如氧化鈦和氧化鋅等的金屬氧化物、或者包含用于促進電子注入的摻雜物的有機半導(dǎo)體材料制成。然而，電子注入層的材料不限于上面的材料。
[0035]下面描述發(fā)光層31的材料。
[0036]空穴傳輸層32可以由低分子材料或者具有相對低的LUMO (最低未占有分子軌道)水平的聚合物材料制成。空穴傳輸層32的材料的示例包括包含芳香胺的聚合物，例如，在側(cè)鏈或主鏈上包含芳香胺的聚芳撐衍生物，例如，聚乙烯咔唑(PVCz)、多吡啶、聚苯胺等。然而，空穴傳輸層的材料不限于此。
[0037]空穴注入層33可以由有機材料制成，例如噻吩、三苯甲烷、肼酞嗪、芳基胺、腙、芪和三苯胺?？昭ㄗ⑷雽?3的材料的具體示例包括芳香胺衍生物，例如，聚乙烯咔唑(PVCx)、聚乙稀二氧噻吩-聚磺苯乙烯(PED0T-PSS)和N，N' -二(3-甲基苯基)-(1，廣-聯(lián)苯基)-4，4' -二胺(Tro)。可以使用這些材料之一或者這些材料中的兩個或更多個的組合。
[0038]第二電極40可以用作陽極。例如，用于形成第二電極40的導(dǎo)電材料可以選自銀、銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、氧化錫、金屬(例如，金)的微粒、導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電有機材料、包含摻雜物(施主或受體)的有機材料、導(dǎo)體和導(dǎo)電有機材料(包括聚合物材料)的混合物、以及這些導(dǎo)電材料中的至少一個和絕緣材料的混合物。然而，導(dǎo)電材料不限于上面的示例。絕緣材料的示例可以包括:丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、多芳基化合物、聚碳酸酯樹脂、聚氨酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇縮醛、聚酰胺、聚酰亞胺、鄰苯二甲酸二烯丙基樹脂、纖維素樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、其它熱塑性樹脂，以及包含構(gòu)成上文列出的樹脂的單基體中的至少兩種不同的單基體的共聚物。注意，有機粘合劑的材料不限于此。此外，為了改善導(dǎo)電率，可以使用以下?lián)诫s物進行摻雜?？梢詮幕撬?、路易斯酸、質(zhì)子酸、堿金屬和堿土金屬中選擇摻雜物。然而，摻雜物不限于上面的示例。
[0039]發(fā)光層31是由聚合物材料制成。發(fā)光層31具有沿其面內(nèi)方向上的折射率以及沿其厚度方向上的折射率，并且發(fā)光層31沿面內(nèi)方向上的折射率大于發(fā)光層31沿厚度方向上的折射率。關(guān)于發(fā)光層31，優(yōu)選的是，發(fā)光層31沿面內(nèi)方向上的折射率與發(fā)光層31沿厚度方向上的折射率之比大于1.05并且小于或等于2.5。發(fā)光層31的折射率中的每一個是關(guān)于波長等于發(fā)光層31的發(fā)射峰值波長的光來確定的。
[0040]作為用于評估外部量子效率的結(jié)構(gòu)模型，發(fā)明人使用如表格I中的第一列所示的由第一電極、發(fā)光層、空穴注入層、第二電極、匹配油、和半球形透鏡組成的層壓結(jié)構(gòu)。發(fā)明人為該結(jié)構(gòu)模型設(shè)置如表格I中的第二列所示的結(jié)構(gòu)參數(shù)(厚度)和表格I中的第三列和第四列中所示的光學(xué)參數(shù)。發(fā)明人通過針對發(fā)光層31沿面內(nèi)方向上的折射率與發(fā)光層31沿厚度方向上的折射率之比和外部量子效率之間的關(guān)系使用上面的結(jié)構(gòu)模型來進行仿真，并且由此獲得表格2中所示的結(jié)果。關(guān)于第三列的項“波長為530nm的光的折射率”，術(shù)語“服從各向異性”指示從分別在表格2中的第一列和第二列中所示的面內(nèi)方向上的折射率和厚度方向上的折射率中選擇的值。
[0041][表格1]
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種有機電致發(fā)光元件,包括反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),所述反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括: 第一電極，所述第一電極是金屬電極； 第二電極，所述第二電極與所述第一電極相對；以及 功能層，所述功能層位于所述第一電極與所述第二電極之間并且至少包括發(fā)光層， 所述發(fā)光層由聚合物材料制成，并且具有面內(nèi)方向和厚度方向， 所述發(fā)光層沿所述面內(nèi)方向上的折射率大于所述發(fā)光層沿所述厚度方向上的折射率， 所述第一電極是陰極；以及 所述第二電極是陽極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述發(fā)光層沿所述面內(nèi)方向上的所述折射率與所述發(fā)光層沿所述厚度方向上的所述折射率之比大于1.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述比大于或等于1.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述比大于或等于1.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述比大于或等于1.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述比小于或等于2.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述金屬電極用作支撐由所述功能層和所述第二電極組成的層壓層的基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中， 所述第二電極具有網(wǎng)狀形狀。
【文檔編號】G02B5/30GK103947001SQ201280057779
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】山名正人, 中村將啟, 山木健之, 桑原一, 海保昭雄 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 住友化學(xué)株式會社