發光裝置、其制造方法和包含該發光裝置的顯示器的制作方法

專利名稱：發光裝置、其制造方法和包含該發光裝置的顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光裝置、其制造方法和包含該發光裝置的顯示器，更具體來說， 涉及諸如有機電致發光裝置(有機EL裝置)、無機電致發光裝置(無機EL裝置)和發光二極管(LED)等發光裝置、其制造方法和包含該發光裝置的顯示器。
背景技術：
例如，在圖3所示的有機EL裝置105中，從設置在反射層101上的EL發光層102 發出的光束，在EL發光層102和密封層103之間或者在密封層103和外部104之間的界面上反射，從而造成光提取效率(light-extractionefficiency)降低。這里，關于在光發生折射的界面上的光的反射率，當界面是平的時，反射率取決于光的入射角和共享該界面的介質之間的折射率差異。例如，當其間的折射率差異較大時，界面上的反射率變高。此外，當光從具有高折射率的介質以大于臨界角的入射角傳播到具有低折射率的介質時，100%的光被反射。臨界角θ。是當光從具有高折射率的物質傳播到具有低折射率的物質時光全部被反射時光的最小入射角，并由下式表示θ。= arcsin(n2/ni)，其中ηι是指光傳播所通過的物質的折射率；n2是光進入的物質的折射率；和n2 < rv圖4是用來描述上述現象的說明圖。在該圖中，附圖標記111和112分別指具有折射率Ii1的第一層和具有折射率112的第二層。這里，當光相對于第一層和第二層之間的界面110的法線(標準線)以處于臨界角θ。的入射角傳播時，光在界面110上全反射，因此不能從第二層112提取。此外，相對于標準線以大于臨界角θ。的入射角θ χ傳播的光在界面110上也被全反射，因此不能從第二層112提取。另一方面，相對于標準線以小于臨界角Θ。的入射角θ y傳播的光穿過界面110， 并從第二層112出射到第一層111。其中當從高折射率介質出射到低折射率介質時光被全反射的發光裝置的問題在于光提取效率很低。有鑒于此，已經提出具有不同結構的發光裝置，以試圖改善光提取效率。提出的一種發光裝置是包含半透明反射層的有機發光裝置，半透明反射層具有將從發光層發出的光部分地傳播到透明基板和將光部分地向發光層反射的功能，其中光利用共振效應(空腔效應)朝發光面反射(參見專利文獻1)。然而，這種發光裝置的問題在于，不能獲得令人滿意的光提取效率，因為從發光層朝半透明反射層以傾斜入射角發出的光不能朝發光面反射。此外，提出的另一種發光裝置在與發光面相對的背面具有凹凸圖案狀散射層，其中散射層將從發光層發出的光朝發光面反射/散射，從而進行光提取(參見非專利文獻1 和2)。提出的另一種發光裝置是一種有機電致發光裝置，包括陽極、陰極、配置在各電極之間的一個以上的含有發光層的有機層和衍射光柵或帶板(zone plate)，其中衍射光柵或帶板的配置位置可以防止裝置界面上的全反射(參見專利文獻2)。
然而，這些發光裝置的問題在于，不能獲得令人滿意的光提取效率，因為由散射層 /衍射光柵散射/衍射的一部分光在發生光折射的界面上相當大程度上被不利地全反射。即使從發光層提取光，正面亮度也可能很低，因為難以朝向發光層的正面提取光。 在這種情況下，從發光層發射的一部分光相對于正面方向以寬角度被擴散/發射。因此，各自含有具有多個發光部的發光層的發光裝置涉及到發光部之間混色的問題。如上所述，具有傳統結構的發光裝置其光提取效率不足，由此，需要開發光提取效率和正面亮度改善的發光裝置。引文目錄專利文獻PTLl 日本專利申請未審查公開(JP-A)No. 08-213174PTL2 日本專利 No. 2991183非專利文獻NPLl =Norihiko Kamiura 及其他4 人, "Studies on OLED Light ExtractionEnhancement", THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION ANDC0MMUNICATI0N ENGINEERS, TECHNICAL REPORT OF IEICE 編，EID2007-102, 0ME2007-84(2008-03)，pp.1 4NPL2 =Hiroshi Sano 及其他 12 人, "An Organic Light-Emitting Diode withHighly Efficient Light Extraction Using Newly Developed Diffraction Layer, ” SID08 DIGEST pp. 515 51
發明內容
本發明的目的是提供一種光提取效率和正面亮度改善的發光裝置；該發光裝置的制造方法；和包含該發光裝置的顯示器。這些可以解決上述存在的問題。本發明人對結構進行了廣泛的研究，使用這種結構可以最大限度地提取光，同時利用空腔效應增大發光強度并通過微細凹凸圖案利用光反射，結果完成了本發明。解決上述問題的手段如下。<1>. 一種發光裝置，其順次包括含有發光部的發光層；干涉層；和微細凹凸圖案，其中所述干涉層設置在與所述發光層的第一表面相對的所述發光層的第二表面上，并朝第一表面反射從所述發光層發出的光，和所述微細凹凸圖案具有相對于所述發光層呈起伏的截面形狀并反射從所述發光層發出的光。<2〉.如<1>所述的發光裝置，還包括在所述干涉層和所述微細凹凸圖案之間的中間層，其中所述中間層的至少一部分的折射率為0. 9n 2. On，其中η指所述發光部對于具有主發光波長并從所述發光層發出的光的折射率。<3>.如<1>和<2>中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層數量為2層以上，并且所述干涉層數量為2 100層。
<4>.如<1> <3>中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案的間距 (pitch interval)為0. 01 λ 100 λ，其中λ指從所述發光層發出的光的主發光波長。<5〉.如<1> <4>中任一項所述的發光裝置，其中所述發光層含有兩個以上的發光部。<6>.如<1> <5>中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案由熱法抗蝕劑形成。<7>.如<1> <6>中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案包括反射層。<8>.如<1> <7>中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層的材料是Ti02、 SiO2, SiN、Si3N4^Al2O3和其混合物中的任一種。<9>.如<1> <8>中任一項所述的發光裝置，其中至少一層干涉層的光學厚度落入(2113+1)入/4士入/8的范圍內，其中λ和113分別指從所述發光層發出的光的主發光波長和所述發光部對于具有主發光波長的光的折射率。<10>.如<1> <9>中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層的厚度為Inm 10，OOOnm。<11>.如<7> <10>中任一項所述的發光裝置，其中所述反射層設置在所述微細凹凸圖案的至少一個表面上。<12>.如<1> <11>中任一項所述的發光裝置，其中所述發光層還包括用于密封所述發光部的密封層，和其中所述密封層的材料是丙烯酸樹脂、環氧樹脂、含氟樹脂、有機硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂中的任一種或幾種。<13>.如<1> <12>中任一項所述的發光裝置，其中所述發光部是有機EL裝置。<14>. 一種制造如<1> <13>中任一項所述的發光裝置的方法，包括形成含有發光部的發光層，在與所述發光層的第一表面相對的所述發光層的第二表面上形成干涉層，所述干涉層朝所述第一表面反射從所述發光層發出的光，和在所述干涉層上形成微細凹凸圖案，所述微細凹凸圖案具有相對于所述發光層呈起伏的截面形狀，所述微細凹凸圖案反射從所述發光層發出的光，其中通過熱法光刻形成所述微細凹凸圖案。<15〉. 一種顯示器，包括如<1> <13>中任一項所述的發光裝置。本發明可以提供一種光提取效率和正面亮度改善的發光裝置；該發光裝置的制造方法；和包含該發光裝置的顯示器，它們可以解決上述存在的問題。


圖1是作為本發明的發光裝置的有機EL裝置的截面圖。圖2是根據本發明另一個實施方案的發光裝置及包含該發光裝置的顯示器的說明性截面圖。圖3是常規發光裝置的說明性截面圖。圖4是用來描述第一層和第二層之間的界面上的臨界角θ。的示意圖。
具體實施例方式接下來，詳細說明本發明的發光裝置，該發光裝置的制造方法，和包含該發光裝置的顯示器。(發光裝置)本發明的發光裝置順次包括含有發光部的發光層；干涉層；和微細凹凸圖案。干涉層設置在與發光層的第一表面相對的發光層的第二表面上，并朝第一表面反射從發光層發出的光。微細凹凸圖案反射從發光層發出的光并具有相對于發光層呈起伏的截面形狀。圖1是本發明的發光裝置結構的示意圖。在該圖中，干涉層5和微細凹凸圖案7 順序設置在與第一表面3A(發光面)相對的發光層2的第二表面:3B上。此外，中間層6配置在干涉層5和微細凹凸圖案7之間。<發光層>發光層2包括發光部4。用于發光部4的設備沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。發光部例如可以是有機EL裝置、無機EL裝置、LED和光電二極管。 密封層》在發光層2中，發光部4用密封層8密封。密封層8防止因接觸空氣而由氧氣和水分造成發光部4性能劣化。此外，發光層2可以含有吸水劑或不活潑液體。吸水劑沒有特別限制，其具體例子包括氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、五氧化二磷、氯化鈣、氯化鎂、氯化銅、氟化銫、氟化鈮、溴化鈣、溴化釩、分子篩、沸石和氧化鎂。此外，不活潑液體沒有特別限制，其具體例子包括石蠟、液體石蠟、含氟溶劑(如全氟烷烴、全氟胺和全氟醚)、含氯溶劑和硅油。密封層8的材料沒有特別限制，其例子包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂、含氟樹脂、有機硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂。其中，從防止水滲透的觀點來看，環氧樹脂是優選的。在環氧樹脂中，熱固性環氧樹脂和光固化性環氧樹脂是優選的。密封層8的形成方法沒有特別限制，其例子包括涂布樹脂溶液的方法，壓粘或熱壓粘合樹脂片的方法，和在干燥條件下聚合的方法(例如，氣相沉積和濺射)。密封層8的厚度優選為Ιμπι 1mm，更優選5μπι 100 μ m，最優選10 μ m 50 μ m。當厚度小于Iym時，在基板安裝時無機膜可能會損壞。而當厚度大于Imm時，發光層2變得不利地厚。發光層2可以含有具有防止水分或氧氣從其邊緣滲透的功能的密封粘合劑。密封粘合劑的材料可以是用在密封層8中的那些。其中，從防止水滲透的觀點來看，環氧樹脂是優選的。在環氧樹脂中，光固化性環氧樹脂和熱固性環氧樹脂是優選的。此外，填料優選地加到上述材料中。加到密封層8中的填料優選是無機材料，如Si02、Si0(氧化硅)、SiON (氮氧化硅) 和SiN(氮化硅)。填料的加入可以增大密封劑的粘度，從而提高制造適性和防潮性。密封粘合劑也可以含有干燥劑。干燥劑優選是氧化鋇、氧化鈣或氧化鍶。干燥劑加到密封粘合劑中的量優選為0. 01 20質量％，更優選0. 05 15質量％。當其量小于0.01質量％時，干燥劑表現出降低的效果。而當其量大于20質量％時，
7難于在密封粘合劑中均勻分散干燥劑，這不是優選的。在本發明中，使用例如分配器將含有干燥劑的密封粘合劑以預定量涂布。其后，疊置第二基板，然后固化，從而獲得功能性裝置。對于具有主發光波長λ (例如，550nm，下面同樣適用)的光，發光層2的介質(密封層8)的折射率Ii1為約1. 5，空氣的折射率n2為約1. 0，發光部4的折射率n3為約1. 8。這里，在本發明中，考慮具有不同折射率的各層之間的全反射，并且它們的折射率不限于上述值。應注意，主發光波長是指峰值波長。發光層2的形成方法沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。例如，可以通過利用真空成膜法(例如，氣相沉積)相繼形成發光部4和密封層8來形成發光層。<干涉層>干涉層5沿相反方向(朝發光裝置1的正面)反射光，這種光基本垂直于干涉層 5并從發光層2的第二表面:3B發出，并在通過例如光共振效應(空腔效應)放大后將光發出到外部。此外，干涉層5使以傾斜角入射的光透過干涉層，并將這種光導向微細凹凸圖案 7。干涉層5的材料沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括Ti02、 Si02、SiN、Si3N4、Al203和其混合物。這些化合物各自用于裝置中的比例是理想的比例，并可以根據所選的成膜法變化。其中，從形成致密層的觀點來看，Al2O3和含有它的混合物是優選的。盡管干涉層5可以是單層，但優選由多層構成。當干涉層5由多層構成時，層的最小數量優選為2層以上，3層以上，5層以上，或 10層以上。此外，干涉層5的最大數量優選為100層以下，50層以下，或30層以下。設置2層以上的干涉層5的優點在于，利用干涉效果可以增大光量。此外，當干涉層的數量為100層以下時，優點在于，允許容易成膜，并且可以防止由于例如界面間的散射使光利用效率降低。關于干涉層5的光學厚度(optical thickness)，至少一層的光學厚度落入 (2113+1)入/4士入/8的范圍內，其中λ和113分別指主發光波長和發光部4對于具有主發光波長的光的折射率。優選地，2層以上干涉層具有滿足上述關系的光學厚度。更優選地，3 層以上干涉層具有滿足上述關系的光學厚度。當2層以上干涉層具有滿足上述關系的光學厚度時，利用干涉效果可以有利地增
大光量。應注意，光學厚度被定義為各個干涉層5的實際厚度和其對于具有波長λ (主發光波長)的光的折射率η4之積。干涉層5的實際厚度沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。從容易形成、對缺陷(例如，裂紋)的耐久性和防止內部波導使形成的圖像模糊的觀點來看，最小厚度優選為Inm以上，IOnm以上，20nm以上，或30nm以上，最大厚度優選為10，OOOnm以下，1，OOOnm 以下，500nm以下，或200nm以下。
干涉層5的形成方法沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括各種濺射法、氣相沉積法、離子束法和CVD法。其中，從形成致密層的觀點來看，RF濺射是優選的。〈中間層〉中間層6代替空氣填充凹凸圖案之間的空間，從而防止界面上的反射并改善耐久性。應注意，中間層6可以具有單層或多層結構。中間層6的材料沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括具有光吸收峰值波長的那些(例如，染料)。當使用這種材料時，可以使用波長大于材料的光吸收峰值波長的光。此外，中間層可以通過例如在樹脂(例如，丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂和TAC 樹脂)中分散高折射率微粒(例如，TiO2和&02)形成。中間層6的厚度沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。從所需成膜性的觀點來看，優選為0. 1 μ m 500 μ m。此外，最小厚度更優選0. 5 μ m以上，特別優選2 μ m以上。最大厚度更優選100 μ m以下，特別優選50 μ m以下。中間層6的折射率 沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。優選地，設定如下。具體來說，在中間層6的至少一部分中，最小折射率優選為0.9n3以上，更優選 0. 95n3以上，特別優選In3以上，最大折射率優選為2. On3以下，更優選1. 5n3以下，特別優選1. 2n3以下，其中n3是指發光部4相對于具有主發光波長的光的折射率。當最小折射率為0.9n3以上時，界面上的反射可以有利地降低。而當最大折射率為2. On3以下時，可以選擇吸收光更少的材料，這是有利的。此外，從材料的穩定性的觀點來看，中間層6的比折射率(specific refractiveindex)n5的最小值優選為1. 55以上，更優選1. 65以上，特別優選1. 7以上；其最大值優選為3.0以下，更優選2. 6以下，特別優選2以下。中間層6的形成方法沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括旋涂、噴墨涂布和狹縫涂布。其中，從獲得均勻涂層的觀點來看，旋涂是優選的。〈微細凹凸圖案〉微細凹凸圖案7朝發光層2的第一層3A反射經干涉層5傳輸的光，以進行光提取。微細凹凸圖案7的形狀沒有特別限制，只要其截面形狀相對于發光層2具有起伏， 可以是例如鋸狀、波紋管狀和方形狀。微細凹凸圖案7的間距沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。從增大光量的觀點來看，最小間距優選為0.01 λ以上，更優選0.05 λ以上，再更優選0.1 λ以上，特別優選0.2 λ以上；最大間距優選為100 λ以下，更優選50 λ以下，再更優選20 λ以下，特別優選10 λ以下。這里，λ指主發光波長。從穩定的圖案形成的觀點來看，微細凹凸圖案7的比間距(specific pitchinterval)的最小值優選為50nm以上，更優選IOOnm以上，再更優選200nm以上，特別優選300nm以上；其最大值優選為10 μ m以下，更優選6 μ m以下，再更優選3 μ m以下，特別優選Iym以下。微細凹凸圖案7的形成方法沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。
例如，涂布吸光性抗蝕劑(熱法抗蝕劑)，并通過熱法光刻處理這樣涂布的抗蝕劑。可選擇地，涂布吸光性抗蝕劑并通過熱法光刻處理以制作圖案(不必須由金屬制成)。圖案通過壓印或模塑用于進行形狀轉移。當以上述方式形成時，微細凹凸圖案可以具有包含高頻成分的復雜形狀，因而光控制性改善。 反射層》反射層(圖未示)可以形成在微細凹凸圖案7的至少一個表面上。應注意，微細凹凸圖案7本身可以由光反射性材料形成。反射層的材料沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。從獲得高反射率的觀點來看，Ag、Al等是優選的。反射層的厚度沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。優選IOnm 10，OOOnm。此外，最小厚度更優選50nm以上，特別優選IOOnm以上。最大厚度更優選2，OOOnm 以下，特別優選1，OOOnm以下。從高反射率的觀點來看，厚度IOnm以上的反射層是有利的。從成膜性的觀點來看，厚度10，OOOnm以下的反射層是有利的。反射層的形成方法沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括各種濺射法、氣相沉積法和離子鍍法。其中，從獲得高反射率的觀點來看，DC濺射是優選的。參考圖1，下面說明具有上述結構的發光裝置1的操作(關于臨界角θ。等參見圖 4)。(1-1)發光部和密封層之間的界面從發光部4朝發光層2的第一表面3Α發出的并且入射角為小于臨界角θ 的θ yl 的光束IOa和IOd經過發光部4和密封層8之間的界面進入密封層8。另一方面，入射角為臨界角θ。或大于臨界角Θ。的角度θ χ1的光束IOe在發光部 4和密封層8之間的界面上朝發光層2的第二表面:3B全反射。(1-2)發光層和空氣之間的界面(發光層的第一表面)從發光部4發出的進入密封層8并且入射角為小于在發光層2的第一表面3A的臨界角9。2的θ y2的光束IOa經過發光層2的第一表面3A，發出到外部。另一方面，入射角為臨界角θ。或大于臨界角Θ。的θ χ2的光束IOd在發光層2的第一表面3Α上朝發光層2的第二表面:3Β全反射。(2-1)發光層和干涉層之間的界面(發光層的第二表面)在朝發光層2的第二表面;3Β傳播的光束10b、10c、IOd和IOe中，基本垂直于干涉層5的光束IOb在發光層2的第二表面:3B上沿相反方向(朝發光裝置1的正面)反射，并經過發光部4和密封層8之間的界面，然后與光束IOa的情況相似，經過第一表面3A，發出到外部。另一方面，以傾斜入射角朝干涉層5傳播的光束10c、10d和IOe經過干涉層5，朝微細凹凸圖案7傳播。(2-2)中間層和微細凹凸圖案之間的界面
朝微細凹凸圖案7傳播的光束10c、IOd和IOe在微細凹凸圖案7上朝發光層2的第二表面:3B反射，經過干涉層5，與光束IOa和IOe的情況相似，經過發光部4和密封層8， 從發光層2的第一表面3A發出到外部。如上所述，因為從發光層2發出的所有光束IOa IOe均從發光層2的第一表面 3A發出到外部，因此本發明的發光裝置1的光提取效率改善。此外，光束IOb在干涉層5上朝發光裝置1的正面反射，因此，正面的亮度改善。此外，具有多個發光部4的發光裝置在各發光部之間的色純度改善。〈其他部件〉其他部件沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括基板和保護層。 基板》基板可以根據用途適宜地選擇，沒有特別限制，優選的是，基板是不散射或削弱從有機化合物層發出的光的基板。基板材料的具體例子包括無機材料，如氧化釔穩定的氧化鋯(YSZ)和玻璃；有機材料，如聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚酰亞胺、聚環烯烴、降冰片烯樹脂和聚(氯三氟乙烯)。例如，當基板由玻璃形成時，為減小離子從玻璃溶出，玻璃優選是無堿玻璃。此外， 當使用鈉鈣玻璃作為基板材料時，氧化硅等阻擋層優選設置在基板上。優選使用有機材料， 因為有機材料具有優異的耐熱性、尺寸穩定性、耐溶劑性、電絕緣性和加工性。基板的形狀、結構和尺寸等沒有特別限制，可以根據例如所形成的發光裝置的用途和目的等適宜地選擇。通常，基板的形狀優選為板狀。基板可以具有單層結構或多層結構，并可以僅由一個元件構成或者由兩個以上的元件構成。基板可以是無色透明的或有色透明的。基板優選是無色透明的，因為無色透明基板不會散射或衰減從有機發光層發出的光。透濕防止層(氣體阻擋層)可以設置在基板的正面或背面上。透濕防止層(氣體阻擋層)優選由諸如氮化硅和氧化硅等無機化合物形成，并可以通過例如高頻濺射法形成。當使用熱塑性基板時，根據需要還可以設置硬涂層、下涂層和其他層。 保護層》本發明的發光裝置可以被保護層整個保護。保護層中所含的材料可以是任意材料，只要其具有防止加速裝置劣化的水、氧氣等滲透的功能。其具體例子包括金屬(例如，In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti和Ni)、金屬氧化物(例如，MgO、SiO、SiO2, Al2O3、GeO、NiO、CaO, BaO、Fe2O3> Y2O3 和 TiO2)、金屬氮化物(例如，SiNx 和SiNxOy)、金屬氟化物(例如，MgF2、LiF、AlF3和CaF2)、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚酰亞胺、聚脲、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚二氯氟乙烯、氯三氟乙烯和二氯氟乙烯的共聚物、通過共聚合含有四氟乙烯和至少一種共聚單體的單體混合物獲得的共聚物、在共聚物的主鏈上具有環狀結構的含氟共聚物、吸水率為以上的吸水物質和吸水率為0. 1% 以下的防透濕物質。形成保護層的方法沒有特別限制。其例子包括真空沉積法、濺射法、反應性濺射法、MBE(分子束外延)法、簇離子束法、離子電鍍法、等離子體聚合法(高頻激發離子電鍍法)、等離子體CVD法、激光CVD法、熱CVD法、氣源CVD法、涂布法、印刷法和轉移法。(顯示器等)本發明的顯示器沒有特別限制，只要其具有多個發光部，并可以根據用途適宜地選擇。圖2示意性示出本發明的具有多個發光部14的發光裝置11和含有該發光裝置的顯示器50。該顯示器含有發光裝置11，發光裝置11順次包括含有發光部14的發光層12 ； 干涉層15 ；和微細凹凸圖案。干涉層配置在發光層12的與第一表面13A相對的第二表面 1 上，并朝第一表面13A反射從發光層12發出的光。微細凹凸圖案17反射從發光層12 發出的光，并具有相對于發光層起伏的截面形狀。發光裝置11可以用作顯示器50。此外，中間層16設置在發光裝置11的干涉層15和微細凹凸圖案17之間。應注意，附圖標記21和22分別指保護層和基板。作為形成全彩色型顯示器的方法，已知的有例如記載在“MonthlyDisplay”，2000 年9月，pp. 33 37中的一種三色光發射方法，其在基板上配置發出對應于三原色(藍色 (B)、綠色(G)和紅色(R))的光的有機EL裝置；白色法，其利用濾色器分離從白色發光用有機EL裝置發出的白色光成為三原色；和色變換法，其利用熒光染料層將從藍色發光用有機 EL裝置發出的藍色光變換成紅色(R)和綠色(G)光。此外，通過組合利用上述方法獲得的發出不同顏色光的多個有機EL裝置，可以得到發出所需顏色光的平面型光源。例如，例示的有通過組合藍色和黃色發光裝置可以得到白色發光光源以及通過組合藍色、綠色和紅色發光裝置可以得到白色發光光源。一種例示發光部是有機EL裝置，下面詳細說明。然而，發光裝置不限于有機EL裝置，例如可以是無機EL裝置、LED和光電二極管。〈有機EL 層〉有機EL層包括基板、陰極、陽極和含有有機發光層的有機化合物層，其中陰極和陽極置于基板上，有機發光層夾在陰極和陽極之間。從發光裝置的功能來看，陽極和陰極中的至少一個優選是透明的。作為有機化合物層的層疊形式，優選地，從陽極側依序層疊空穴輸送層、有機發光層和電子輸送層。此外，空穴注入層設置在空穴輸送層和陰極之間，和/或電子輸送性中間層設置在有機發光層和電子輸送層之間。此外，空穴輸送性中間層可以設置在有機發光層和空穴輸送層之間。相似地，電子注入層可以設置在陰極和電子輸送層之間。應注意，每個層可以由多個次級層構成。有機發光層相應于發光層。此外，陽極、陰極和有機化合物層的透明層(即，具有光學透明性的層)相應于光透過性層。有機化合物層的各個構成層可以通過干式成膜法(例如，氣相沉積法或濺射法)； 轉印法；印刷法；噴墨法；和噴射法中的任一種適宜地形成。 陽極》通常，陽極可以是任何材料，只要其具有用作將空穴供應到有機化合物層的電極的功能。陽極的形狀、結構和尺寸等沒有特別限制，可以根據發光裝置的用途和目的適宜地選自已知的電極材料。如上所述，陽極通常設置為透明陽極。
陽極材料的優選例子是金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物和這些物質的混合物。陽極材料的具體例子包括導電性金屬氧化物，如摻雜銻和氟的錫氧化物(ΑΤΟ和FT0)； 氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)；金屬，如金、銀、鉻和鎳；上述金屬和導電性金屬氧化物的混合物或疊層物；無機導電性物質，如碘化銅和硫化銅；有機導電性材料，如聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯；以及這些物質與ITO的疊層物。其中，導電性金屬氧化物是優選的。特別地，從生產性、高導電性和透明性等的觀點來看，ITO是優選的。考慮材料用作陽極的適宜性，可以根據適宜地選自濕法(例如印刷法和涂布法)、 物理法(例如真空沉積法、濺射法和離子鍍法)、化學法(例如，CVD法和等離子體CVD法) 的方法，在前述基板上形成陽極。例如，當ITO用作陽極的材料時，可以根據直流或高頻濺射法、真空沉積法或離子鍍法形成陽極。在有機EL層中，陽極的形成位置沒有特別限制，并且可以根據發光裝置的用途和目的適當選擇。優選的是，陽極形成在基板上。在這種情況下，陽極可以全部或部分地形成在基板一個表面上。形成陽極時的圖案化可以通過化學蝕刻法(如光刻法)、物理蝕刻法(如激光蝕刻)、使用掩模的真空沉積或濺射法、剝離法或印刷法來進行。陽極的厚度可以根據用于陽極的材料適當選擇，因此不能明確限定。陽極的厚度通常約IOnm 50 μ m，優選50nm 20 μ m。陽極的電阻值優選為IO3 Ω / □以下，更優選IO2 Ω / □以下。在陽極是透明的情況下，陽極可以是無色或有色的。為了從透明陽極側提取發光，陽極的透光率優選是60%以上，更優選70%以上。關于透明陽極，詳細記載在“TOUMEI DOUDEN-MAKU NOSHINTENKAI (Novel Developments in Transparent Electrode Films)，，，YutakaSawada 編，C. Μ· C.出版，1999 中，其中描述的內容可用于本發明。在使用具有低耐熱性的塑料基板的情況下，優選通過在 150°C以下的溫度下使用ITO或IZO形成透明陽極。 陰極》通常，陰極可以是任何材料，只要其具有用作將電子注入有機化合物層的電極的功能。陰極的形狀、結構和尺寸等沒有特別限制，并且可以根據發光裝置的用途和目的從已知電極材料中適當選擇。陰極材料的例子包括金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物和這些材料的混合物。其具體例子包括堿金屬(例如，Li、Na、K和Cs)、堿土金屬(例如，Mg和Ca)、金、銀、 鉛、鋁、鈉-鉀合金、鋰-鋁合金、鎂-銀合金和稀土金屬(例如，銦和鐿)。這些材料可以單獨使用，但優選的是，從獲得穩定性和電子注入性的觀點來看，可以混合使用兩種以上的材料。其中，從優異的電子注入性的觀點來看，構成陰極的材料優選是堿金屬或堿土金屬，并且從優異的保存穩定性的觀點來看，主要成分是鋁的材料是優選的。術語“主要成分是鋁的材料”是指僅由鋁構成的材料、鋁與0. 01 10質量％的堿金屬或堿土金屬的合金、或者它們的混合物(例如，鋰-鋁合金和鎂-鋁合金)。陰極的材料詳細記載在JP-A No. 02-15595和05-121172中。這些文獻中記載的材料也適用于本發明。
形成陰極的方法沒有特別限制，可以通過已知方法形成陰極。例如，考慮到與陰極的材料的相容性，可以根據適宜地選自濕法(例如印刷法和涂布法)、物理法(例如真空沉積法、濺射法和離子鍍法)和化學法(例如，CVD法和等離子體CVD法)的方法形成陰極。 例如，當一種或多種金屬被選擇作為陰極材料時，可以按照濺射法同時或相繼地施加它們中的一種或多種。形成陰極時的圖案化可以通過化學蝕刻法(如光刻法)、物理蝕刻法(如激光蝕刻)、使用掩模的真空沉積或濺射法、剝離法或印刷法來進行。在有機EL層中，陰極的形成位置沒有特別限制，陰極可以全部或部分地形成在有機化合物層上。此外，在陰極和有機化合物層之間可以插入厚度為0. 1 5nm的例如由堿金屬或堿土金屬的氟化物和氧化物形成的介電層。介電層可以被認為是一種電子注入層。可以通過例如真空沉積法、濺射法、離子鍍法等形成介電層。陰極的厚度可以根據構成陰極的材料適當選擇，因此不能明確限定。陰極的厚度通常約IOnm 約5 μ m,優選50nm 1 μ m。此外，陰極可以是透明或不透明的。透明陰極可以按下述形成。具體來說，從陰極材料形成厚度為1 IOnm的薄膜，并在這樣形成的薄膜上疊置透明導電性材料(例如，ITO 和 ΙΖ0)。 有機化合物層》本發明的有機EL裝置包括含有有機發光層的至少一個有機化合物層。有機發光層之外的其他有機化合物層的例子包括空穴輸送層、電子輸送層、空穴阻擋層、電子阻擋層、空穴注入層和電子注入層。在有機EL裝置中，構成有機化合物層的各層可以通過諸如氣相沉積法和濺射法等干成膜法、濕成膜法、轉印法、印刷法和噴墨法中的任一種適宜地形成。〈《有機發光層》〉有機發光層是具有以下功能的層在施加電場時從陽極、空穴注入層或空穴輸送層接收空穴，從陰極、電子注入層或電子輸送層接收電子，并提供空穴和電子復合的位置， 從而發光。本發明中的發光層可以僅由發光材料構成，或可以由主體材料和發光摻雜劑的混合物構成。發光摻雜劑可以是熒光發光材料或磷光發光材料，并可以含有兩種以上的材料。 優選的是，主體材料是電荷輸送材料。主體材料可以含有一種以上的材料，例如是電子輸送主體材料和空穴輸送主體材料的混合物。此外，有機發光層可以含有不輸送任何電荷且不發光的材料。有機發光層可以由一層或兩個以上的層構成。當具有兩個以上的層時，各層可以發出不同顏色的光。上述發光摻雜劑可以是例如磷光發光材料(磷光發光摻雜劑)和熒光發光材料 (熒光發光摻雜劑)。有機發光層可以含有兩種以上不同的發光摻雜劑，從而改善色純度和/或擴展從其發出的光的波長區。從驅動耐久性的觀點來看，優選的發光摻雜劑是相對于上述主體化合物滿足以下關系式的那些即，1. 2eV >電離電位差(Δ Ip) > 0. 2eV和/或1. 2eV >電子親和勢差(AEa) > 0. 2eV。熒光發光材料沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括含有過渡金屬原子或鑭系原子的絡合物。過渡金屬原子沒有特別限制，并可以根據目的選擇。優選的是釕、銠、鈀、鎢、錸、 鋨、銥、金、銀、銅和鉬。更優選的是錸、銥和鉬。特別優選的是銥和鉬。鑭系原子沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括鑭、鈰、鐠、釹、 釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥，其中，釹、銪和釓是優選的。絡合物中的配體的例子包括例如在“Comprehensive CoordinationChemistry
G. Wilkinson 等人著，Pergamon Press Company 發行，1987 "‘Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds，，，H. Yersin 著，Springer-Verlag Company 發 ^f,1987 ；禾口 "YUHKI KINZOKU KAGAKU-KISOTO OUYOU-(Metalorganic Chemistry-Fundamental and Application-)，，，AkioYamamoto 著，Shokabo Publishing Co.，Ltd.發行，1982中記載的那些。配體的優選例子包括鹵素配體(優選地，氯配體)、芳香族碳環配體(優選5 30 個碳原子、更優選6 30個碳原子、再更優選6 20個碳原子、特別優選6 12個碳原子，如環戊二烯基陰離子、苯陰離子和萘基陰離子)；含氮雜環配體(優選5 30個碳原子、 更優選6 30個碳原子、再更優選6 20個碳原子、特別優選6 12個碳原子，如苯基吡啶、苯并喹啉、羥基喹啉、聯吡啶和菲咯啉)、二酮配體(例如，乙酰丙酮)、羧酸配體(優選 2 30個碳原子、更優選2 20個碳原子、再更優選2 16個碳原子，如乙酸配體)、醇化物配體(優選1 30個碳原子、更優選1 20個碳原子、再更優選6 20個碳原子，如酚鹽配體)、甲硅烷氧基配體(優選3 40個碳原子、更優選3 30個碳原子、再更優選3 20個碳原子，如三甲基甲硅烷氧基配體、二甲基叔丁基甲硅烷氧基配體和三苯基甲硅烷氧基配體)、一氧化碳配體、異腈配體、氰基配體、磷配體(優選3 40個碳原子、更優選3 30個碳原子、再更優選3 20個碳原子、特別優選6 20個碳原子，如三苯基膦配體)、硫醇鹽配體(優選1 30個碳原子、更優選1 20個碳原子、再更優選6 20個碳原子，如苯基硫醇鹽配體)和膦氧化物配體(優選3 30個碳原子、更優選8 30個碳原子、特別優選18 30個碳原子，如三苯基膦氧化物配體)，其中，含氮雜環配體是更優選的。上述絡合物可以是在化合物中含有一個過渡金屬原子的絡合物，或者可以是含有兩個以上過渡金屬原子的所謂的多核絡合物。在后一種情況下，絡合物可以同時含有不同的金屬原子。其中，發光摻雜劑的具體例子包括記載在諸如US6303238B1、US6097147、 W000/57676、W000/70655、W001/08230、W001/39234A2、W001/41512A1、W002/02714A2、 W002/15645A1、W002/44189A1、W005/19373A2、JP-A No. 2001-247859,2002-302671, 2002-117978、2003-133074、2002-235076、2003-123982 和 2002-170684、EP1211257、JP-A No.2002-226495、2002-234894、2001-247859、2001-298470、2002-173674、2002-203678、 2002-203679、2004-357791、2006-256999、2007-19462、2007-84635 和 2007-96259 等專利文獻中的磷光發光化合物。其中，Ir絡合物、Pt絡合物、Cu絡合物、Re絡合物、W絡合物、 Rh絡合物、Ru絡合物、Pd絡合物、Os絡合物、Eu絡合物、Tb絡合物、Gd絡合物、Dy絡合物和Ce絡合物是優選的，其中，Ir絡合物、Pt絡合物和Re絡合物是更優選的。其中，各自含有金屬-碳鍵、金屬-氮鍵、金屬-氧鍵和金屬-硫鍵中的至少一種配位體系的Ir絡合物、 Pt絡合物和Re絡合物是再更優選的。此外，從例如發光效率、驅動耐久性和色純度的觀點來看，各自含有三齒以上的多齒配體的Ir絡合物、Pt絡合物和Re絡合物是特別優選的。例如，可以使用三(2-苯基吡啶)銥(IHppy)3)。熒光發光摻雜劑沒有特別限制，并可以根據用途適宜地選擇。其例子包括苯并噁唑、苯并咪唑、苯并噻唑、苯乙烯基苯、聚苯、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、萘二甲酰亞胺、 香豆素、吡喃、紫環酮(perinone)、噁二唑、醛連氮、吡咯烷(pyralidine)、環戊二烯、二苯乙烯基蒽、喹吖啶酮、吡咯并吡啶、噻二唑并吡啶、環戊二烯、苯乙烯基胺、芳香族二次甲基化合物、稠合多芳香族化合物(例如，蒽、菲咯啉、芘、二萘嵌苯、紅熒烯和并五苯)、各種金屬絡合物(例如，8-羥基喹啉的金屬絡合物、吡咯甲川(pyromethene)絡合物和稀土金屬絡合物)、聚合化合物(例如，聚噻吩、聚苯撐和聚苯乙炔(polyphenylenevinylene))、有機硅烷和其衍生物。發光摻雜劑的具體例子包括以下化合物，但本發明不限于此。
權利要求
1.一種發光裝置，其順次包括含有發光部的發光層；干涉層；和微細凹凸圖案，其中所述干涉層設置在與所述發光層的第一表面相對的所述發光層的第二表面上，并朝第一表面反射從所述發光層發出的光，和所述微細凹凸圖案具有相對于所述發光層呈起伏的截面形狀并反射從所述發光層發出的光。
2.如權利要求1所述的發光裝置，還包括在所述干涉層和所述微細凹凸圖案之間的中間層，其中所述中間層的至少一部分的折射率為0. 9n 2. 0η，其中η指所述發光部對于具有主發光波長并從所述發光層發出的光的折射率。
3.如權利要求1和2中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層數量為2層以上，并且所述干涉層數量為2 100層。
4.如權利要求1 3中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案的間距為 0.01 λ 100 λ，其中λ指從所述發光層發出的光的主發光波長。
5.如權利要求1 4中任一項所述的發光裝置，其中所述發光層含有兩個以上的發光部。
6.如權利要求1 5中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案由熱法抗蝕劑形成。
7.如權利要求1 6中任一項所述的發光裝置，其中所述微細凹凸圖案包括反射層。
8.如權利要求1 7中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層的材料是Ti02、SiO2, SiN、Si3N4^Al2O3和其混合物中的任一種。
9.如權利要求1 8中任一項所述的發光裝置，其中至少一層干涉層的光學厚度落入 (2113+1)入/4士入/8的范圍內，其中λ和113分別指從所述發光層發出的光的主發光波長和所述發光部對于具有主發光波長的光的折射率。
10.如權利要求1 9中任一項所述的發光裝置，其中所述干涉層的厚度為1nm 10，000nm。
11.如權利要求7 10中任一項所述的發光裝置，其中所述反射層設置在所述微細凹凸圖案的至少一個表面上。
12.如權利要求1 11中任一項所述的發光裝置，其中所述發光層還包括用于密封所述發光部的密封層，和其中所述密封層的材料是丙烯酸樹脂、環氧樹脂、含氟樹脂、有機硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂中的任一種或幾種。
13.如權利要求1 12中任一項所述的發光裝置，其中所述發光部是有機EL裝置。
14.一種制造如權利要求1 13中任一項所述的發光裝置的方法，包括形成含有發光部的發光層，在與所述發光層的第一表面相對的所述發光層的第二表面上形成干涉層，所述干涉層朝所述第一表面反射從所述發光層發出的光，和在所述干涉層上形成微細凹凸圖案，所述微細凹凸圖案具有相對于所述發光層呈起伏的截面形狀，所述微細凹凸圖案反射從所述發光層發出的光，其中通過熱法光刻形成所述微細凹凸圖案。
15. 一種顯示器，包括如權利要求1 13中任一項所述的發光裝置。
全文摘要
本發明提供一種發光裝置，其順次包括含有發光部的發光層；干涉層；和微細凹凸圖案，其中所述干涉層設置在與所述發光層的第一表面相對的所述發光層的第二表面上，并朝第一表面反射從所述發光層發出的光，和所述微細凹凸圖案具有相對于所述發光層呈起伏的截面形狀并反射從所述發光層發出的光。
文檔編號H01L51/50GK102160460SQ20098013726
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月2日 優先權日2008年9月22日
發明者宇佐美由久 申請人:富士膠片株式會社