專利名稱：有機電致發(fā)光裝置、顯示裝置以及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里描述的實施例總體上涉及一種有機電致發(fā)光裝置、顯示裝置和照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，有機電致發(fā)光裝置(在下文中也將其稱為有機EL裝置)作為諸如平面光源之類的使用正吸引人們的注意。有機電致發(fā)光裝置具有這樣的構(gòu)造以使得由有機材料制 成的發(fā)光層夾置在由負(fù)電極和正電極構(gòu)成的一對電極之間。在向該裝置施加電壓時，電子從負(fù)電極注入到發(fā)光層，并且正的空穴從正電極注入到發(fā)光層，從而電子和正的空穴在發(fā)光層中復(fù)合以生成激發(fā)子，并且在該激發(fā)子經(jīng)歷輻射去激活時獲得發(fā)光。然而，由于諸如正電極和襯底或者襯底和空氣層的相鄰層在折射率方面不同，光在其界面處反射，引起的問題在于，在發(fā)光層中生成的光不能夠被有效地取出到外側(cè)。在典型的有機電致發(fā)光裝置中，在發(fā)光層內(nèi)生成的光中能夠被取出到裝置外側(cè)的光的比率為大約20% ;盡管到達(dá)襯底但是不能夠被從襯底取出的光的比率為大約30% ;并且不能到達(dá)襯底且被局限在發(fā)光層或者電極中的光的比率為大約50%。為了改善有機EL裝置的發(fā)光效率，設(shè)計各種嘗試以將被局限在發(fā)光層或者電極中的光有效地提取到外側(cè)。


圖I是示出了根據(jù)第一實施例的有機電致發(fā)光裝置的截面圖；圖2是示出了根據(jù)第一實施例的有機電致發(fā)光裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3是示出了根據(jù)第一實施例的有機電致發(fā)光裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的平面圖；圖4是示出了圖I中的凸起結(jié)構(gòu)的一部分的放大截面圖；圖5是示出了根據(jù)第一實施例的有機電致發(fā)光裝置的一種模式的截面圖；圖6是示出了根據(jù)第二實施例的有機電致發(fā)光裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7A-7C是示出了根據(jù)第三實施例的有機電致發(fā)光裝置的截面圖；圖8A-8C是示出了根據(jù)第三實施例的有機電致發(fā)光裝置的變型的截面圖；圖9是示出了根據(jù)一實施例的顯示裝置的電路圖；圖10是示出了根據(jù)一實施例的照明裝置的截面圖；圖11是示出了根據(jù)示例1-1的有機EL裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的SEM圖像的照片視圖；圖12是沿著圖11所示的凸起結(jié)構(gòu)的線X-X提取的放大截面圖；圖13是示出了根據(jù)示例2-1的有機EL裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的SEM圖像的照片視圖；圖14是示出了根據(jù)示例3-1的有機EL裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的SEM圖像的照片視圖；圖15是示出了根據(jù)示例4-1的有機EL裝置中的凸起結(jié)構(gòu)的SEM圖像的照片視圖；圖16是示出了根據(jù)示例1-2、比較示例I和比較示例2的有機EL裝置的外部量子效率的視圖；
圖17是根據(jù)不例1-2、比較不例I和比較不例2的有機EL裝置的外部量子效率的視圖；圖18是表示根據(jù)示例3-2、比較示例I和比較示例2的有機EL裝置的外部量子效率的視圖；圖19是表示根據(jù)示例4-2、比較示例I和比較示例2的有機EL裝置的外部量子效率的視圖；并且圖20是示出了測試示例3中的仿真結(jié)果的視圖。
具體實施例方式根據(jù)一個實施例，一種有機電致發(fā)光裝置包括半透明襯底；光提取層，包括以網(wǎng)狀的形式設(shè)置在所述襯底的一個表面上并且具有相對于所述襯底形成銳角的傾斜表面的凸起結(jié)構(gòu)；設(shè)置在所述凸起結(jié)構(gòu)上的平坦化層；設(shè)置在所述光提取層上的第一電極；設(shè)置在所述第一電極上并且包含主材料和發(fā)光摻雜劑的發(fā)光層；以及設(shè)置在所述發(fā)光層上的第二電極。所述平坦化層的折射率大致等于所述第一電極的折射率或者大于所述第一電極的折射率，并且所述凸起結(jié)構(gòu)的折射率小于所述平坦化層的折射率。在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。(第一實施例)圖I是示出了根據(jù)第一實施例的有機電致發(fā)光裝置的截面圖。有機電致發(fā)光裝置I具有使得光提取層13、第一電極14、發(fā)光層15和第二電極16連續(xù)形成在襯底10上的結(jié)構(gòu)。光提取層13包括設(shè)置在襯底10的一個表面上的凸起結(jié)構(gòu)11以及設(shè)置在所述凸起結(jié)構(gòu)11上的平坦化層12。參考圖1，通過在第一電極14和襯底10之間設(shè)置其折射率等于或者大于第一電極14的折射率的平坦化層12，在發(fā)光層15中生成的光在第一電極14和平坦化層12之間的界面處經(jīng)歷全反射的概率將變低。因此，行進(jìn)到平坦化層12側(cè)而沒有在第一電極14和平坦化層12之間的界面處被反射的光的比率將增加。從第一電極14傳播到平坦化層12的光朝向平坦化層12和襯底10之間的界面行進(jìn)。在這里，通過在襯底10上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)11，能夠降低光在平坦化層12和襯底10之間的界面處發(fā)生全反射的概率。而且，通過使凸起結(jié)構(gòu)11的折射率比平坦化層12的折射率小，能夠增強到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11的光被折射到襯底10的概率。光提取層13是用于將來自第一電極14的光有效地取出到襯底10側(cè)的層，并且包括設(shè)置在襯底10上的凸起結(jié)構(gòu)11以及設(shè)置在凸起結(jié)構(gòu)11上的平坦化層12。平坦化層12是用于通過填充由凸起結(jié)構(gòu)11形成的不均勻以在其上層疊第一電極14、第二電極16和發(fā)光層15來獲得平坦的表面的構(gòu)件。通過在凸起結(jié)構(gòu)11上設(shè)置具有平的頂表面的平坦化層12，能夠使形成在其上的第一電極14、第二電極16和發(fā)光層15在平面方向上的厚度一致。在發(fā)光層15的厚度不均勻而非一致時，容易在裝置中生成亮度不規(guī)則的問題。因此，第一電極14、第二電極16以及發(fā)光層15優(yōu)選地形成在平的表面上。此夕卜，平坦化層12也用于將第一電極14和襯底10之間的距離調(diào)節(jié)到適合于有效地取出光的距離。平坦化層12的折射率可以大致等于或者大于第一電極14的折射率。為了從第一電極14向平坦化層12更有效地提取光，平坦化層12的折射率優(yōu)選大致等于第一電極14的折射率。換句話說，第一電極14和平坦化層12的折射率優(yōu)選在大約±0. 3的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地彼此相等。在平坦化層12的折射率比第一電極14的折射率小某一程度時，來自第一電極14的光會在第一電極14和平坦化層12之間的界面處經(jīng)歷全反射，或者可能在沿著遠(yuǎn)離襯底的方向上被折射的可能性很大，從而到襯底側(cè)的光提取效率將變差。相比而言，通過將第一電極14和平坦化層12的折射率設(shè)置到相同程度，將來自第一電極14的光可能直接經(jīng)過第一電極14和平坦化層12之間的界面的可能性很大。而且，通過將平坦化 層12的折射率設(shè)置為大于第一電極14的折射率，能夠使光折射到襯底10側(cè)。結(jié)果，能夠改善到襯底側(cè)的光提取效率。凸起結(jié)構(gòu)11是用于防止從第一電極14進(jìn)入平坦化層12的光在平坦化層12和襯底10之間的界面處經(jīng)歷全反射并且用于允許到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11表面的光被折射到襯底側(cè)的構(gòu)件。在第一實施例中，凸起結(jié)構(gòu)11以網(wǎng)狀的形式設(shè)置在襯底10上。圖2和3是示出了第一實施例中的凸起結(jié)構(gòu)11的平面圖。在圖2和3中，凸起結(jié)構(gòu)11以柵格形式設(shè)置在襯底10上，其中具體而言，凸起結(jié)構(gòu)11以圖2中的三角形柵格形式設(shè)置并且以圖3中的方形柵格形式設(shè)置。凸起結(jié)構(gòu)11的形狀不必為柵格形式并且可以具有其中凹面部分30形成在任意位置處的網(wǎng)結(jié)構(gòu)。凹面部分30可以具有這樣的形狀以使得，通過其凹陷，該凸起結(jié)構(gòu)11將具有網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以使得其形狀并不局限于半球形形狀。凹面部分30的底表面可以達(dá)到襯底10或者可以不達(dá)到襯底10，并且也不特別限制底表面的形狀。凸起結(jié)構(gòu)11形成在襯底10上以具有相對于襯底10形成銳角的傾斜表面。傾斜表面相對于襯底10形成銳角的事實意味著,例如如圖4所示,在凸起結(jié)構(gòu)11的邊緣部分處傾斜表面相對于襯底10形成的角度0為銳角。凸起結(jié)構(gòu)11的形狀可以是這樣的以使得相對于襯底10形成銳角的傾斜表面在凸起結(jié)構(gòu)11中與平坦化層12接觸的表面的一部分內(nèi)，使得該形狀并不局限于圖4所示的情況。在凸起結(jié)構(gòu)11具有相對于襯底10形成銳角的傾斜表面時，到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11的表面的光在其表面處經(jīng)歷全反射的概率將變低，并且能夠增大將光折射到襯底10的概率。不特別限制在與縱向方向垂直的截面中觀察到的以網(wǎng)狀的形式設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)11的形狀；然而，該形狀可以例如是半球形，三角形等等。如圖4所示，尤其優(yōu)選的是，底表面Ila與襯底10接觸并且與平坦化層接觸的表面Ilb具有拱形形狀。在凸起結(jié)構(gòu)11的頂表面是與襯底10平行的表面時，到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11的表面的光不能被折射到襯底10側(cè)。相比而言，通過形成凸起結(jié)構(gòu)11的頂表面Ilb以具有拱形形狀，能夠增強到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11的表面的光被折射到襯底10側(cè)的概率。
為了將到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)11的表面的光有效地折射到襯底i(H則，將凸起結(jié)構(gòu)11的折射率設(shè)置為小于平坦化層12的折射率。即使在使折射率具有這樣的關(guān)系時，也存在根據(jù)光的入射方向而在凸起結(jié)構(gòu)11的表面處反射的光。然而，被反射的光的一部分重復(fù)被反射并且再次返回到凸起結(jié)構(gòu)11的表面。因此，通過允許返回光最終被折射到襯底10側(cè)，即使諸如此類的光也能夠被提取到襯底10偵U。凸起結(jié)構(gòu)11優(yōu)選具有與襯底10的折射率相同程度或者比其小的折射率。為了從凸起結(jié)構(gòu)11向襯底10有效地取出光，凸起結(jié)構(gòu)11的折射率優(yōu)選大致等于襯底10的折射率。換句話說，凸起結(jié)構(gòu)11的折射率與襯底10的折射率之間的差異優(yōu)選在大約±0. 2的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地彼此相等。在凸起結(jié)構(gòu)11的折射率比襯底10的折射率大某一程度時，來自凸起結(jié)構(gòu)11的光會在凸起結(jié)構(gòu)11和襯底10之間的界面處經(jīng)歷全反射，或者沿遠(yuǎn)離襯底的方向被折射的可能性很大，從而到襯底側(cè)的光提取效率將變差。相比而言，通過將凸起結(jié)構(gòu)11和襯底10的折射率設(shè)置到相同程度，來自凸起結(jié)構(gòu)11的光直接經(jīng)過凸起結(jié)構(gòu)11和襯底10之間的界面而不被折射。而且，通過將凸起結(jié)構(gòu)11的折射率設(shè)置為小于襯底10的折射率，光能夠被有效地折射到襯底10側(cè)。結(jié)果，能夠改善到襯底10側(cè)的光提取效 率。只要凸起結(jié)構(gòu)11的材料是半透明材料，就不必特別限制該凸起結(jié)構(gòu)11的材料。例如，能夠使用諸如聚酯纖維、聚酰亞胺或者環(huán)氧樹脂的透明樹脂材料。通過在襯底10上形成諸如上面提到的樹脂材料的膜之后使用諸如光刻的構(gòu)圖形成技術(shù)形成期望的不均勻的構(gòu)圖，能夠在襯底10上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)11。形成樹脂材料的膜的方法可以例如是在利用所述材料涂覆襯底10表面之后能夠通過加熱和固化形成所述膜的涂敷方法。只要平坦化層12的材料是半透明材料并且能夠獲得實質(zhì)上平的表面，并不特別限制平坦化層12的材料。具體而言，例如，能夠使用諸如聚酯纖維、聚酰亞胺或者環(huán)氧樹脂的透明樹脂材料；然而，使用與凸起結(jié)構(gòu)11不同的材料。形成平坦化層12的膜的一種方法可以例如是在利用所述材料涂覆其上形成有凸起結(jié)構(gòu)11的襯底10表面之后能夠通過加熱和固化形成膜的涂敷方法。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，光在第一電極和襯底之間的界面處經(jīng)歷全反射，從而引起光不能夠被有效地取出到襯底側(cè)的問題的可能性很高。然而，通過在上述實施例中在第一電極14和襯底10之間設(shè)置光提取層13，能夠解決這種光的全反射的問題，從而能夠?qū)⒋罅康墓馊〕龅揭r底10側(cè)。結(jié)果，能夠獲得到裝置外側(cè)的光提取效率得到改善的有機EL裝置。而且，通過使用光刻方法等等的構(gòu)圖形成，能夠以相對容易的方式形成本實施例中的凸起結(jié)構(gòu)U。也能夠通過涂敷方法等等形成平坦化層12，從而提供了本實施例的有機EL裝置在整體上有助于裝置的制造工藝的優(yōu)點。在日本專利No. 4073510中，公開了一種有機EL裝置，其中在半透明襯底中設(shè)置會聚透鏡以使得該透鏡的凸起部分指向光提取側(cè)。日本專利No. 4073510中公開的有機EL裝置試圖通過在半透明襯底中形成會聚透鏡來將與會聚透鏡的光學(xué)軸平行的大量的光取出到襯底。結(jié)果，公開了改善了光提取效率并且能夠獲得提供從前面觀察時高亮度的有機EL裝置。然而，利用這樣的構(gòu)造，盡管能夠取出與會聚透鏡的光學(xué)軸平行的光，但是由于光在正電極和襯底之間經(jīng)歷全反射的概率較高，因此不能夠?qū)⒉慌c會聚透鏡的光學(xué)軸平行的光有效地取出到襯底側(cè)。
相比而言，根據(jù)本實施例的有機EL裝置，通過在襯底10上設(shè)置上述凸起結(jié)構(gòu)11，通過允許不與襯底10垂直的光在凸起結(jié)構(gòu)11表面處被折射，甚至能夠?qū)⑺霾慌c襯底10垂直的光取出到襯底10。襯底10是半透明襯底并且由對于來自發(fā)光層15的發(fā)光具有大約80%或者更大的高透射率的物質(zhì)形成。由于襯底10用于支撐其它構(gòu)件，襯底10優(yōu)選具有能夠支撐形成在其上的層的程度的強度。襯底10的材料的特定示例包括透明或者半透明石英玻璃、諸如堿玻璃或者非堿玻璃的透明玻璃、由諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯，聚乙烯，無定形聚烯烴和氟樹脂的透明樹脂制成的聚合物膜、以及透明陶瓷。并不專門限制襯底10的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸等等并且可以根據(jù)其用途、目的等等適當(dāng)選擇。只要襯底10的厚度具有足夠的強度以支撐其它構(gòu)件，就不必特別限制該襯底10的厚度。第一電極14和第二電極16是一對電極,其中一個是正電極并且另一個是負(fù)電極。在這里，將通過假設(shè)第一電極14是正電極并且第二電極16是負(fù)電極來給出描述；然而，可以將第一電極和第二電極顛倒。
正電極是用于將正的空穴有效地注入到發(fā)光層的構(gòu)件并且具有電導(dǎo)率和半透明特性。正電極的材料的特定示例包括具有電導(dǎo)率和半透明特性二者的材料，例如以諸如氧化銦錫(ITO)和氧化鋅(ZnO)的金屬氧化物，諸如PEDOT和多吡咯的導(dǎo)電聚合物，以及碳納米管為例。能夠通過真空氣相沉積法、濺射法、離子電鍍法、電鍍法、旋涂法等等形成正電極的膜。正電極的膜厚度優(yōu)選為大約lOOnm。在膜厚度太小時，電導(dǎo)率降低以升高電阻，弓丨起發(fā)光效率降低。在膜厚度太大時，正電極將失去靈活性，并且在施加應(yīng)力時生成裂縫。正電極可以由單層制成或者可以由具有不同功函數(shù)的材料制成的層的層疊制成。負(fù)電極是用于向發(fā)光層有效地注入電子的構(gòu)件并且對于可見光能夠具有80%或者更大的反射率。負(fù)電極的材料的特定示例包括諸如鋁和銀的金屬?？梢酝ㄟ^真空氣相沉積法、濺射法、離子電鍍法、電鍍法、涂敷法等等形成負(fù)電極的膜。在通過使用具有高溢出功的材料形成正電極時，負(fù)電極優(yōu)選由具有低逸出功的材料制成。負(fù)電極可以由單層制成或者可以由具有不同逸出功的材料構(gòu)成的層的層疊制成。而且，可以通過使用兩種或者更多種金屬的合金來形成負(fù)電極。負(fù)電極的膜厚度優(yōu)選為大約150nm。在膜厚度太小時，裝置的電阻將太大。在膜厚度太大時，其將要求長的時間段來形成負(fù)電極的膜，引起損壞相鄰層以使性能惡化的擔(dān)心。正的空穴注入層和正的空穴傳輸層可以可選地設(shè)置在正電極和發(fā)光層之間。這具有從正電極接收正的空穴并且將該正的空穴傳輸?shù)桨l(fā)光層側(cè)的功能。而且，電子注入層和電子傳輸層可以可選地設(shè)置在負(fù)電極和發(fā)光層之間。這具有從負(fù)電極接收電子并且將該電子傳輸?shù)桨l(fā)光層側(cè)的功能。發(fā)光層15是具有接收來自正電極側(cè)的正的空穴以及來自負(fù)電極側(cè)的電子的功能并且提供正的空穴和電子的復(fù)合位置以用于發(fā)光的層。由該復(fù)合給出的能量激發(fā)發(fā)光層中的主材料。通過能量從處于激發(fā)狀態(tài)的主材料到發(fā)光摻雜劑的傳輸，發(fā)光摻雜劑將處于激發(fā)狀態(tài)，并且在發(fā)光摻雜劑再次返回到接地狀態(tài)時獲得發(fā)光。發(fā)光層15具有使得由有機材料制成的主材料的內(nèi)側(cè)摻雜有發(fā)光金屬合成物(在下文中將其稱為發(fā)光摻雜劑)的構(gòu)造。對于主材料和發(fā)光摻雜劑，可以通過適當(dāng)?shù)倪x擇使用相關(guān)領(lǐng)域中的已知材料。只要形成發(fā)光層15的膜的方法是能夠形成薄膜的方法，可以不用特別限制該形成發(fā)光層15的膜的方法；然而，可以例如使用旋涂法。在將包含發(fā)光摻雜劑和主材料的溶液涂敷到期望的膜厚度之后，在熱盤等等上加熱和烘干所得物。可以在利用過濾器提前過濾之后使用要涂敷的溶液。發(fā)光層15的厚度優(yōu)選為大約lOOnm。發(fā)光層15中主材料和發(fā)光摻雜劑的比率是任意的，只要不惡化本發(fā)明的效果。為了將光更有效地提取到裝置的外側(cè)，用于將光提取到外側(cè)的構(gòu)件可以進(jìn)一步設(shè)置在襯底10中的與其上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)11的表面相對的表面上。作為用于將光取出到外側(cè)的構(gòu)件，可以使用相關(guān)領(lǐng)域中的已知構(gòu)件；然而，可以例如使用微透鏡。圖5是在根據(jù)第一實施例的有機EL裝置中使用微透鏡作為用于將光取出到外側(cè)的構(gòu)件的情況的截面圖。參考圖5，微透鏡17優(yōu)選在從襯底10朝向外側(cè)的方向上具有凸起形狀。 (第二實施例)圖6示出了第二實施例中的凸起結(jié)構(gòu)的平面圖。設(shè)置在襯底10上的凸起結(jié)構(gòu)11可以是例如圖6中示出的多個透鏡構(gòu)件。設(shè)置透鏡構(gòu)件以在襯底10上彼此分隔開并且在與襯底10相對的方向上具有凸起形狀。根據(jù)第二實施例的有機EL裝置的截面視圖與第一實施例中的類似。作為透鏡構(gòu)件的材料，可以使用與在第一實施例中描述的凸起結(jié)構(gòu)類似的材料。而且，與其它構(gòu)件相關(guān)的描述和所獲得的效果與第一實施例中的相同。(第三實施例)在層疊多個光提取層13時，能夠獲得與第一和第二實施例中類似的效果。圖7A-7C是示出了根據(jù)第三實施例的有機電致發(fā)光裝置的截面圖。圖8A-8C是示出了根據(jù)第三實施例的有機電致發(fā)光裝置的變型的截面圖。圖7A和8A是在層疊兩級光提取層時的截面圖。圖7B和8B是在層疊三級光提取層時的截面圖。圖7C和8C是在層疊四級光提取層時的截面圖。在第二和隨后級中凸起結(jié)構(gòu)的構(gòu)圖可以與如圖7A-7C所示的第一級的凸起結(jié)構(gòu)11的構(gòu)圖相同，或者可以與如圖8A-8C所示的第一級的凸起結(jié)構(gòu)11的構(gòu)圖不同。例如，如圖7A-7C所示，第一級的凸起結(jié)構(gòu)11的位置可以與第二級的凸起結(jié)構(gòu)11的位置相同?？蛇x地，如圖8A-8C所示，第一級的凸起結(jié)構(gòu)11的位置可以與第二級的凸起結(jié)構(gòu)11的位置偏移。通過以這種方式層疊多個光提取層13，能夠預(yù)期取出光的效率的進(jìn)一步改善。使用上述有機電致發(fā)光裝置的一個示例可以例如是顯示裝置或者照明裝置。圖9是示出了根據(jù)一實施例的顯示裝置的電路圖。圖9所示的顯示裝置80具有這樣的構(gòu)造以使得像素81分別設(shè)置在其中沿橫向方向的控制線(CL)和沿縱向方向的數(shù)據(jù)線(DL)以矩陣形式設(shè)置的電路中。像素81的每一個包括發(fā)光裝置85和連接到發(fā)光裝置85的薄膜晶體管(TFT) 86。TFT 86的一個端子連接到控制線，并且另一端子連接到數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路82。而且，控制線連接到控制線驅(qū)動電路83。數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路82和控制線驅(qū)動電路83由控制器84控制。圖10是示出了根據(jù)一實施例的照明裝置的截面圖。 照明裝置100具有這樣的構(gòu)造，其中正電極107、有機EL層106和負(fù)電極105依次層疊在玻璃襯底101上。設(shè)置密封玻璃102以覆蓋負(fù)電極105并且使用UV粘合劑104進(jìn)行固定。干燥劑103放置在密封玻璃102的在負(fù)電極105側(cè)上的表面上。[示例]< 示例 1-1 >首先，作為半透明襯底，制備在550nm的波長中具有大約I. 52的折射率并且具有大約90%透射率的非堿玻璃襯底(由Asahi Glass Co.，Ltd.制造)。隨后，通過旋涂法利用聚硅氧烷材料(高度透明的正類型光敏聚硅氧烷)將該玻璃襯底的一個表面涂覆到
0.6 的厚度，并且通過使用光刻方法形成方形柵格形狀。之后，在熱盤上以110°C的溫度持續(xù)2分鐘并且隨后以230°C的溫度持續(xù)5分鐘點火上面示出的其上形成有凸起結(jié)構(gòu)的襯底，以加熱和固化該構(gòu)圖。此時，高度透明的正類型光敏聚硅氧烷被熱熔化，以使得凸起結(jié)構(gòu)的表面將通過表面伸展而具有圓角形狀。該凸起結(jié)構(gòu)在550nm的波長中具有大約I. 53 的折射率并且具有大約90%的透射率，并且具有與半透明襯底相同程度的折射率。圖11是示出了在根據(jù)示例1-1的有機EL裝置中凸起結(jié)構(gòu)11的SEM圖像的視圖，并且是在從與襯底相對的側(cè)觀察凸起結(jié)構(gòu)11時的平面圖。在圖11中，線寬a為2iim，并且柵格間隔b為5 y m。而且，圖12是沿著圖11示出的凸起結(jié)構(gòu)的線X-X的放大截面圖，并且示出了形成在襯底10上的凸起結(jié)構(gòu)11的外觀。接下來，通過旋涂法利用含有聚硅氧烷的納米填充劑將上述凸起結(jié)構(gòu)的頂部涂覆到2 的膜厚度，以完全覆蓋該凸起結(jié)構(gòu)。將該襯底放置在熱盤上以用于在180°C下加熱和固化3分鐘并且隨后在300°C下加熱和固化5分鐘以形成平坦化層。該平坦化層在550nm的波長中具有大約1.78的折射率并且具有大約90%的透射率，并且具有與正電極相同程度的折射率。在下文中，將包括凸起結(jié)構(gòu)和平坦化層的層稱為光提取層。隨后，在室溫下通過濺射方法在上述平坦化層上形成膜厚度為IOOnm的ITO膜，以形成正電極。之后，執(zhí)行10分鐘的UV臭氧清洗并且在氮氣氣氛下以230°C的溫度點燃生成物一個小時，之后進(jìn)行氬等離子處理。在正電極上，通過真空氣相沉積方法依次形成發(fā)光層和具有IOOnm厚度的Al負(fù)電極，以制造有機電致發(fā)光裝置。< 示例 1-2>以與示例1-1相同的方式制造有機EL裝置，除了在襯底中與其上形成有凸起結(jié)構(gòu)的表面相對的表面上設(shè)置用于將光提取到外側(cè)的微透鏡之外。作為微透鏡，使用和放置在550nm的波長中具有大約I. 5折射率的微透鏡(由Optmate Corporation制造)以使得其凸起表面將面向與襯底相對的方向。作為微透鏡，將具有大約I. 5折射率的微透鏡(由Optmate Corporation制造)經(jīng)由具有與半透明襯底的相同程度折射率的折射率匹配液體(由Cargill Laboratory制造的液體；具有大約I. 5的折射率)放置在具有I. 5折射率的半透明襯底上。< 示例 2_1>以與示例1-1相同的方式制造有機EL裝置，除了形成凸起結(jié)構(gòu)11以具有諸如圖13所示的三角形柵格形狀。圖13是示出了在根據(jù)示例2-1的有機EL裝置中凸起結(jié)構(gòu)11的SM圖像的視圖，并且是在從與襯底相對的側(cè)觀察凸起結(jié)構(gòu)11時的平面圖。在圖13中，凸起部分的直徑c為3 y m，并且柵格間隔d為5 y m。< 示例 2_2>
以與示例1-2相同的方式制造有機EL裝置，除了形成凸起結(jié)構(gòu)11以具有諸如圖13所示的三角形柵格形狀。< 示例 3_1>以與示例1-1相同的方式制造有機EL裝置，除了形成凸起結(jié)構(gòu)11以具有如圖14所示的三角形柵格形狀。圖14是示出了在根據(jù)示例3-1的有機EL裝置中凸起結(jié)構(gòu)11的SEM圖像的視圖，并且是在從與襯底相對的側(cè)觀察凸起結(jié)構(gòu)11時的平面圖。在圖14中，凸起部分的直徑e為5 ii m,并且柵格間隔f■為6 ii m。< 示例 3_2>以與示例1-2中的相同方式制造有機EL裝置，除了形成凸起結(jié)構(gòu)11以具有如圖14所示的三角形柵格形狀。< 示例 4_1>以與示例1-1相同的方式制造有機EL裝置，除了以三角形柵格形狀設(shè)置透鏡構(gòu)件作為如圖15所示的凸起結(jié)構(gòu)11。圖15是示出了在根據(jù)示例4-1的有機EL裝置中凸起結(jié)構(gòu)11的SM圖像的視圖，并且是在從與襯底相對的側(cè)觀察的凸起結(jié)構(gòu)11的平面圖。在圖15中，透鏡構(gòu)件的直徑g為3 ii m，并且透鏡之間的間隔為2 ii m。< 示例 4_2>以與示例1-2相同的方式制造有機EL裝置，除了以三角形柵格形狀設(shè)置透鏡構(gòu)件作為如圖15所示的凸起結(jié)構(gòu)11。<比較示例1>以與示例1-1相同的方式制造有機EL裝置，除了不設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)和平坦化層。<比較示例2>以與示例1-2相同的方式制造有機EL裝置，除了不設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)和平坦化層。<測試示例I :光提取效率的比較>相對于在示例1-1、示例1-2和比較示例I中制造的有機EL裝置，通過光學(xué)計算來估計光提取效率。在下面的表I中示出了其結(jié)果。在表I中，光提取效率是指在發(fā)光層中生成的發(fā)光中能夠被提取到裝置外側(cè)的光的比率。而且，增強因數(shù)意味著假設(shè)比較示例I的光提取效率為I時的比率。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種有機電致發(fā)光裝置，包括 半透明襯底； 光提取層，所述光提取層包括凸起結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在所述凸起結(jié)構(gòu)上的平坦化層，所述凸起結(jié)構(gòu)以網(wǎng)狀的形式設(shè)置在所述襯底的ー個表面上并且具有相對于所述襯底形成鋭角的傾斜表面； 第一電極，設(shè)置在所述光提取層上； 發(fā)光層，設(shè)置在所述第一電極上并且包含主材料和發(fā)光摻雜劑；以及 第二電極，設(shè)置在所述發(fā)光層上，其中 所述平坦化層的折射率大致等于所述第一電極的折射率或者大于所述第一電極的折射率，并且 所述凸起結(jié)構(gòu)的折射率小于所述平坦化層的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置，其中所述凸起結(jié)構(gòu)的折射率大致等于所述襯底的折射率或者小于所述襯底的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置，其中所述凸起結(jié)構(gòu)以柵格的形式設(shè)置在所述襯底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置，其中以所述凸起結(jié)構(gòu)的底表面與所述襯底接觸并且所述凸起結(jié)構(gòu)與所述平坦化層接觸的表面具有拱形形狀的方式來形成所述凸起結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置，其中層疊多個所述光提取層。
6.—種有機電致發(fā)光裝置,包括 半透明襯底； 光提取層，所述光提取層包括多個透鏡構(gòu)件以及設(shè)置在所述透鏡構(gòu)件上的平坦化層，所述多個透鏡構(gòu)件在所述襯底的ー個表面上被設(shè)置成彼此分隔開并且在與所述襯底相反的方向上具有凸起形狀； 第一電極，設(shè)置在所述光提取層上； 發(fā)光層，設(shè)置在所述第一電極上并且包含主材料和發(fā)光摻雜劑；以及 第二電極，設(shè)置在所述發(fā)光層上，其中 所述平坦化層的折射率大致等于所述第一電極的折射率或者大于所述第一電極的折射率，并且 所述凸起結(jié)構(gòu)的折射率小于所述平坦化層的折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機電致發(fā)光裝置，其中所述透鏡構(gòu)件的折射率大致等于所述襯底的折射率或者大于所述襯底的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機電致發(fā)光裝置，其中層疊多個所述光提取層。
9.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置。
10.ー種照明裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機電致發(fā)光裝置。
全文摘要
根據(jù)一個實施例，一種有機電致發(fā)光裝置包括半透明襯底；光提取層，所述光提取層包括凸起結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在所述凸起結(jié)構(gòu)上的平坦化層，所述凸起結(jié)構(gòu)以網(wǎng)狀的形式設(shè)置在所述襯底的一個表面上并且具有相對于所述襯底形成銳角的傾斜表面；第一電極，設(shè)置在所述光提取層上；發(fā)光層，設(shè)置在所述第一電極上并且包含主材料和發(fā)光摻雜劑；以及第二電極，設(shè)置在所述發(fā)光層上。所述平坦化層的折射率大致等于所述第一電極的折射率或者大于所述第一電極的折射率，并且所述凸起結(jié)構(gòu)的折射率小于所述平坦化層的折射率。
文檔編號H01L27/32GK102694128SQ20111035361
公開日2012年9月26日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者加藤大望, 小野富男, 杉啟司, 榎本信太郎, 澤部智明, 米原健矢 申請人:株式會社東芝