CN103325957A - 有机电致发光器件、照明设备和有机电致发光器件的制造方法 - Google Patents

有机电致发光器件、照明设备和有机电致发光器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机电致发光器件、照明设备和有机电致发光器件的制造方法。根据一个实施例，有机电致发光器件包括第一基板、第二基板、层叠体和中间层。第一基板具有第一主表面。第二基板具有第二主表面和第三主表面。第二主表面面对第一主表面。第三主表面具有第一凹凸部。第三主表面与第二主表面相对设置。层叠体设置在第一基板和第二基板之间。层叠体包括第一电极、第二电极和有机发光层。中间层设置在第二基板和层叠体之间。

Description

有机电致发光器件、照明设备和有机电致发光器件的制造方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2012年3月24日提交的在先日本专利申请No.2012-068499并要求其优先权的权益；该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本文中所描述的各个实施例一般涉及有机电致发光器件、照明设备、以及有机电致发光器件的制造方法。
背景技术
存在使用有机电致发光器件作为光源的照明设备。在有机电致发光器件中，希望改善发光效率。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图2是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的一部分的配置的示意性截面图；
图3A和图3B是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的一部分的配置的示意性截面图；
图4是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图5是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的特性的曲线图；
图6A至图6F是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意图；
图7A和图7B是示出根据参考示例的有机电致发光器件的配置和特性的示意图；
图8是示出根据第一实施例的再一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图9是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图10是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图11A和图11B是示出根据第一实施例的再一有机电致发光器件的配置的示意图；
图12是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图13是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意性截面图；
图14是示出根据第二实施例的照明设备的配置的示意图；
图15A至图15C是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的方法的过程步骤的示意性截面图；
图16A和图16B是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的另一方法的过程步骤的示意性截面图；以及
图17是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的方法的流程图。
具体实施方式
根据一个实施例，有机电致发光器件包括第一基板、第二基板、层叠体和中间层。第一基板具有第一主表面。第二基板具有第二主表面和第三主表面。第二基板是透光的。第二主表面面对第一主表面。第三主表面具有第一凹凸部。第三主表面与第二主表面相对设置。层叠体设置在第一基板和第二基板之间。层叠体包括第一电极、第二电极和有机发光层。第一电极是透光的。第二电极设置在第一基板和第一电极之间。第二电极是反光的。有机发光层设置在第一电极和第二电极之间。中间层设置在第二基板和层叠体之间。中间层的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值小于第二基板的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值。
根据另一实施例，照明设备包括有机电致发光器件和电源单元。有机电致发光器件包括第一基板、第二基板、层叠体和中间层。第一基板具有第一主表面。第二基板具有第二主表面和第三主表面。第二基板是透光的。第二主表面面对第一主表面。第三主表面具有第一凹凸部。第三主表面与第二主表面相对设置。层叠体设置在第一基板和第二基板之间。层叠体包括第一电极、第二电极和有机发光层。第一电极是透光的。第二电极设置在第一基板和第一电极之间。第二电极是反光的。有机发光层设置在第一电极和第二电极之间。中间层设置在第二基板和层叠体之间。中间层的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值小于第二基板的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值。电源单元电连接到第一电极和第二电极。电源单元被配置成通过第一电极和第二电极向有机发光层供应电流。
根据另一实施例，公开了一种用于制造有机电致发光器件的方法。该方法可包括制备待处理的主体。主体包括第一基板和层叠体。第一基板具有第一主表面。层叠体设置在第一基板上。层叠体包括第一电极、第二电极和有机发光层。第一电极是透光的。第二电极是反光的。第二电极设置在第一基板和第一电极之间。有机发光层设置在第一电极和第二电极之间。该方法可包括制备第二基板。第二基板具有第二主表面和第三主表面。第二基板是透光的。第三主表面具有第一凹凸部。第三主表面与第二主表面相对设置。该方法可包括使第二基板与待处理的主体相对以使第二主表面与第一主表面相对，并形成第二基板和层叠体之间的中间层。中间层的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值小于第二基板的折射率与第一电极的折射率之差的绝对值。
在下文中将参考附图来描述各个实施例。
注意，附图是示意性或概念性的。各部分的厚度和宽度之间的关系以及各部分之间的大小比例等不一定与实际相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，所述各部分之间的尺寸和比例有时也根据附图以不同的方式进行表示。
在说明书和附图中，与在上述附图中所描述或示出的组件类似的组件用相同的附图标记来标注，并且酌情省略详细描述。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图1所示，有机电致发光器件110包括第一基板81、第二基板82、层叠体50和中间层60。
第一基板81具有第一主表面81a。第一基板81例如是透光的。第一基板81例如是透明的。
在此，假设垂直于第一主表面81a的第一方向为Z轴方向。与第一主表面81a平行的方向被取为X轴方向。与第一主表面81a平行且与X轴方向垂直的方向被取为Y轴方向。X轴方向和Y轴方向都是与Z轴方向垂直的方向。Z轴方向对应于第一基板81的厚度方向。
第二基板82具有面对第一主表面81a的第二主表面82a以及在Z轴方向上与第二主表面82a相对的第三主表面82b。第二基板82例如是透光的。第二基板82例如是透明的。
层叠体50包括第一电极10、第二电极20和有机发光层40。
第一电极10设置在第一基板81和第二基板82之间。第一电极10是透光的。第一电极10例如是透明电极。
第二电极20设置在第一基板81和第一电极10之间。第二电极20是反光的。第二电极20的反光率高于第一电极10的反光率。在本说明书中，组件的反光率高于第一电极10的反光率的状态表示该组件是反光的。第一电极10的透光率高于第二电极20的透光率。在本说明书中，组件的透光率高于第二电极20的透光率的状态表示该组件是透光的。例如，第一基板81的透光率和第二基板82的透光率高于第二电极20的透光率。
有机发光层40设置在第一电极10和第二电极20之间。例如，在电压通过第一电极10和第二电极20施加到有机发光层40的情况下，有机发光层40重新组合电子和空穴以生成激子。例如，有机发光层40利用激子发光并且激子失活时的光发射来发光。
在本说明书中，“层叠”包括组件彼此层叠且在组件之间插入不同元件的状态。在该示例中，层叠体50的层叠方向是Z轴方向。
第二基板82包括外缘部83以及在外缘部83的内侧的内侧部84。第二主表面82a在内侧部84中凹入。例如，第二基板82具有在第二主表面82a上的凹部85。例如，内侧部84是在第二基板82投影到第一主表面81a上时与凹部85重叠的部分。例如，外缘部83是在第二基板82投影到第一主表面81a上时不与凹部85重叠的部分。
第二基板82设置在第一主表面81a上，并且覆盖层叠体50。外缘部83的至少一部分与层叠体50的侧面50s相对。例如，沿Z轴方向的第二主表面82a和层叠体50之间的距离D1为大于或等于2μm且小于或等于500μm。例如，外缘部83和层叠体50的侧面50s之间的距离D2为大于或等于5μm且小于或等于1000μm。
密封部86设置在第一基板81和外缘部83之间。例如，第二基板82通过密封部86接合至第一基板81的第一主表面81a，以使层叠体50被第一基板81和第二基板82密封。例如，紫外固化树脂等被用于密封部86。
第二基板82包括第一凹凸部71和第二凹凸部72。
第三主表面82b包括第一凹凸部71。第一凹凸部71是透光的。第一凹凸部71例如是透明的。第一凹凸部71包括多个凸凹71a。第一凹凸部71例如利用凸凹71a来改变从有机发光层40发射的光(以下称为发射光)的行进方向，并且第一凹凸部71例如利用凸凹71a来散射或折射发射光，从而第一凹凸部71例如抑制发射光在第三主表面82b上的全反射。
凸凹71a例如是半球微透镜ML。第一凹凸部71例如是具有排列成矩阵构造的微透镜ML的微透镜片MS。例如，微透镜ML的高度(沿Z轴方向的长度)为15μm(大于或等于1μm且小于或等于50μm)。即，微透镜ML的直径例如为30μm(大于或等于2μm且小于或等于100μm)。凸凹71a的形状不限于微透镜ML，并且可具有给定形状。第一粘合层73设置在第一凹凸部71和第二基板82之间。例如，第一凹凸部71通过第一粘合层73接合至第三主表面82b。
第二主表面82a包括第二凹凸部72。第二凹凸部72设置在第二基板82的内侧部84上。例如，第二凹凸部72设置在凹部85的底面85a上。第二凹凸部72是透光的。第二凹凸部72例如是透明的。第二凹凸部72包括多个凸凹72a。第二凹凸部72例如利用凸凹72a来改变发射光的行进方向，并且第二凹凸部72例如利用凸凹72a来散射或折射发射光，从而第二凹凸部72例如抑制发射光在第二主表面82a上的全反射。
例如，第二凹凸部72是与第一凹凸部71基本上相同的微透镜片MS。例如，凸凹72a是与凸凹71a基本上相同的微透镜ML。第二粘合层74设置在第二凹凸部72和第二基板82之间。例如，第二凹凸部72通过第二粘合层74接合至第二主表面82a。第一粘合层73和第二粘合层74可以是被硬化以发挥剥离抗力的粘合剂，或者可以是包括高粘性的液体或胶状固体的压敏粘合剂。
中间层60设置在第二基板82和层叠体50之间。在该示例中，中间层60设置在第二凹凸部72和层叠体50之间。中间层60也设置在第二基板82的外缘部83和层叠体50的侧面50s之间。例如，中间层60填充第一主表面81a和第二主表面82a之间的间隙。中间层60是透光的。例如，中间层60是透明的。中间层60的折射率与第一电极10的折射率之间的折射率差的绝对值小于第二基板82的折射率与第一电极10的折射率之间的折射率差的绝对值，并且中间层60的折射率接近于第一电极10的折射率，从而中间层60例如抑制发射光在第一电极10的表面上的全反射。即，在有机电致发光器件110中，中间层60可将层叠体50中所包含的光(薄膜模式)有效地取出至中间层60。
在第二凹凸部72的凸凹72a的直径为大于或等于380nm且小于或等于780nm(这是可见光波长的数量级)的情况下，散射和折射的效果较小。例如，微透镜ML的高度为大于或等于1μm且小于或等于50μm，以适当地获得散射和折射的效果。因此，取出到中间层60的光可以在外部被取出。
也存在使用光刻等来形成凹凸72a的方法。然而，在使用光刻等的方法中，结构单元在所谓的薄膜工艺中被处理，其中处理小于或等于10μm的膜厚度。在这种情况下，当凹凸72a的直径大于2μm时，必需提供高度为约1μm的厚凹凸72a，以形成理想透镜形状的凹凸72a。以此高度，薄膜的内部应力会造成裂缝，从而难以处理凹凸72a。因此，难以稳定地形成合适形状的凹凸72a。相反，在接合微透镜片MS以形成第二凹凸部72的配置中，可容易地获得合适形状的凹凸72a。第一凹凸部71和第二凹凸部72不限于微透镜片MS。例如，可使用诸如双凸透镜片和格栅形状或锥形结构的片之类的其它光学膜。第一凹凸部71的配置和第二凹凸部72的配置可以是能够改变发射光的行进方向的配置。第一凹凸部71的配置可以不同于第二凹凸部72的配置。
在有机电致发光器件110中，发射光透过第一电极10、中间层60、第二凹凸部72、第二基板82、和第一凹凸部71，并出射到有机电致发光器件110的外部。即，有机电致发光器件110是将光发射到第一基板81的上侧的顶发射(顶表面发射)发光器件。
在有机电致发光器件110中，中间层60抑制发射光在第一电极10的表面上的全反射。即，在有机电致发光器件110中，可将薄膜模式的光有效地取出到中间层60。在有机电致发光器件110中，第二凹凸部72抑制发射光在第二主表面82a上的全反射。因此，被取出至中间层60的光可被有效地转换成外部模式或基板模式。在有机电致发光器件110中，第一凹凸部71抑制发射光在第三主表面82b上的全反射。即，在有机电致发光器件110中，也可有效地取出基板模式的光。如上所述，在有机电致发光器件110中，可抑制由发射光的全反射引起的光取出效率的降低。因此，在有机电致发光器件110中可获得高发光效率。
例如，当距离D1小于2μm时，第二凹凸部72接触层叠体50。当在距离D1小于2μm的情况下凹凸72a形成为不接触层叠体50时，凹凸72a太小以致于无法获得例如改善光取出效率的效果。另一方面，例如，当距离D1大于500μm时，有机电致发光器件110的厚度变厚。例如，当在距离D1增大到大于500μm的同时有机电致发光器件110的厚度(沿Z轴方向的长度)减小时，第二基板82的强度降低。出于该原因，距离D1优选大于或等于2μm且小于或等于500μm。
例如，当距离D2小于5μm时，难以制造有机电致发光器件110。另一方面，例如，当距离D2大于1,000μm时，有机电致发光器件110无效地增大。出于该原因，距离D2优选大于或等于5μm且小于或等于1,000μm。
在有机电致发光器件110中，中间层60也设置在第二基板82的外缘部83和层叠体50的侧面50s之间，从而有机发光层40等可被适当地保护以免受从密封部86渗透的水分等的影响。例如，中间层60设置有干燥剂的功能以捕获水分或氧气，或者设置有密封功能以防止水分或氧气渗透。例如，通过设置这些功能，可延长有机电致发光器件110的寿命。中间层60设置有光散射性质，以取出由于光在水平方向上传播而未被取出的薄膜模式的光的一部分。
设置中间层60以增加光在水平方向上传播的距离。例如，在Al或Ag被用于第二电极20且反射率为约90%的情况下，薄膜模式的光在层叠体50中反射约10次。在这种情况下，例如，光在水平方向上传播的距离为约几μm。相反，在设置中间层60的情况下，光在水平方向上传播的距离可为约几十μm或几百μm。因此，例如，在凹凸72a的间距较大的情况下，或者在凹凸72a具有格栅状结构的情况下，可增加光进入凹凸72a并被偏转的可能性。因此，可改善光取出效率。
图2是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的一部分的配置的示意性截面图。
如图2所示，有机发光层40包括发光部43。根据需要，有机发光层40还可包括第一层41和第二层42中的至少一层。发光部43发射包括可见光波长的光。第一层41设置在发光部43和第一电极10之间。第二层42设置在发光部43和第二电极20之间。
对于发光部43，可使用例如Alq3(三(8-羟基喹啉根)合铝)、F8BT(聚9，9-二辛基芴-共-苯并噻二唑)、以及PPV(聚对苯乙炔)的材料。对于发光部43，可使用基质材料（host material）和掺杂到该基质材料的掺杂剂的混合材料。对于基质材料，可使用例如CBP(4，4′-N，N′-双-二咔唑基联苯)、BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)、TPD(4，4-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯基)、PVK(聚乙烯基咔唑)以及PPT(聚(3-苯基噻吩))。对于掺杂剂材料，可使用例如Flrpic(双(4，6-二氟苯基)吡啶根合-N，C2’-吡啶甲酸铱(III))（(iridium(III)bis(4，6-difluorophenyl)pyridinato-N，C2’-picolinate)）、Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)铱)以及Flr6(双(2，4-二氟苯基吡啶根合)-四(1-吡唑基)硼酸铱(III))。
例如，第一层41用作空穴注入层。例如，第一层41用作空穴传输层。例如，第一层41可包括用作空穴注入层的层以及用作空穴传输层的层的层叠结构。第一层41可包括与用作空穴注入层的层以及用作空穴传输层的层不同的层。
例如，第二层42可包括用作电子注入层的层。例如，第二层42可包括用作电子传输层的层。例如，第二层42可包括用作电子注入层的层以及用作电子传输层的层的层叠结构。第二层42可包括与用作电子注入层的层以及用作电子传输层的层不同的层。这种配置是可能的，其中第一电极10是阴极，第二电极20是阳极，第一层41用作电子注入层或电子传输层，并且第二层42用作空穴注入层或空穴传输层。
例如，有机发光层40发出包括可见光波长的成分的光。例如，从有机发光层40发出的光基本上是白光。即，从有机电致发光器件110发出的光是白光。在此，“白光”基本上是白色的，例如包括诸如红色、黄色、绿色、蓝色和紫色光的白色光。
例如，第一电极10包括包含从由In、Sn、Zn和Ti组成的组中选择的至少一种元素的氧化物。例如，对于第一电极10，可使用氧化铟、氧化锌、氧化锡、氧化铟锡（ITO）膜、掺杂氟的氧化锡（FTO）、使用包含氧化铟锌的导电玻璃制备的膜（例如，NESA等）等。第一电极10用作阳极。例如，第一电极10的折射率为大于或等于1.7且小于或等于2.2。
例如，第二电极20包括铝和银中的至少一种。例如，铝膜被用于第二电极20。银和镁的合金可以被用于第二电极20。钙可被掺杂在该合金中。例如，第二电极20用作阴极。
例如，对于第一基板81，使用诸如二氧化硅玻璃、碱玻璃和E玻璃之类的透明玻璃。例如，第一基板81可以是透明树脂，诸如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯、无定形聚烯烃和含氟树脂。例如，透光材料被用于第二基板82。例如，对于第二基板82，可使用与第一基板81基本上相同的材料。例如，第一基板81的折射率和第二基板82的折射率为大于或等于1.4且小于或等于1.7。
例如，对于第一凹凸部71，可使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等。例如，对于第二凹凸部72，可使用与第一凹凸部71的材料基本上相同的材料。例如，第一凹凸部71的折射率和第二凹凸部72的折射率为1.5(大于或等于1.4且小于或等于1.7)。
图3A和图3B是示出根据第一实施例的有机电致发光器件的一部分的配置的示意性截面图。
如图3A所示，中间层60包括树脂部61和散布在树脂部61中的多个高折射率粒子62，该高折射率粒子62的折射率高于树脂部61的折射率。
例如，对于树脂部61，使用诸如丙烯酸树脂(例如，折射率为1.49)和三嗪系树脂(例如，折射率为1.7至1.8)之类的聚合物树脂。例如，对于高折射率粒子62，使用氧化钛(例如，折射率为2.7)、二氧化锆等。例如，通过在树脂部61中散布高折射率粒子62，将中间层60的折射率调节为大于或等于1.7且小于或等于2.2，从而使中间层60的折射率接近于第一电极10的折射率。中间层60抑制发射光在第一电极10的表面上的全反射。例如，折射率为1.49的丙烯酸树脂被用于树脂部61，而折射率为2.7的氧化钛被用于高折射率粒子62，其中例如，高折射率粒子62与树脂部61的比例为20%，以使中间层61的折射率为约1.7。例如，高折射率粒子62与树脂部61的比例为60%，以使中间层61的折射率为约2.2。
中间层60的配置不限于包括树脂层61和高折射率粒子62的配置。例如，中间层60可以被配置成其中折射率为大于或等于1.7且小于或等于2.2，并且中间层16是透光的。中间层60可以是固体或液体。
如图3B所示，例如，中间层60可还包括多个吸湿粒子63。例如，吸湿粒子63散布在树脂部61中。例如，氧化钙、二氧化硅、氧化钡等被用于吸湿粒子63。因此，例如，可适当地保护层叠体50以免受水分的影响。
图4是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图4所示，有机电致发光器件111的层叠体50还包括第三电极30。
第三电极30设置在第二电极20和有机发光层40之间。第三电极30是透光的。第三电极30例如是透明电极。例如，与第一电极10的材料基本上相同的材料被用于第三电极30。例如，第三电极30的厚度为大于或等于10nm且小于或等于1,000nm。
例如，第三电极30与用作电子注入层的诸如氟化锂和氟化铯之类的或者用作电子传输层的诸如Alq3和BCP之类的第二层42接触。例如，第三电极30包括例如锂或铯，以便于电子注入第三电极30和第二层42。例如，第二层42可包括用作电子注入层的诸如氟化锂和氟化铯之类的层。例如，第二层42可包括用作电子传输层的诸如Alq3和BCP之类的层。在第二层42用作空穴注入层或空穴传输层的情况下，第三电极30与空穴注入层或空穴传输层接触。
在图1所示的有机电致发光器件110的配置中，发射光的一部分在第二电极20处反射，并透过有机发光层40、第一电极10、中间层60和第二基板82出射到外部。在有机发光层40和第二电极20之间的距离为约小于或等于200nm的情况下，有机发光层40中生成的发射光的一部分作为消散波到达第二电极20。当消散波到达第二电极20时，如果消散波的波数与表面等离激元的波数匹配，则发生表面等离激元共振。表面等离激元共振生成的电场激发有机发光层40中的消散波，并且在发射光中增加消散波的比例。然后，可减少发射光中可被取出到外部的传播光成分。即，当表面等离激元共振发生时，会降低有机电致发光器件110的发光效率。
在有机电致发光器件111中，诸如ITO之类的第三电极30设置在第二电极20和有机发光层40之间，其中第三电极30的折射率为约1.7至2.2，并且第三电极30的消光系数为约0.001。因此，与将诸如Ag之类的反射电极用于第二电极20的情况相比，可抑制表面等离激元共振。第三电极30设置在大于或等于10nm的范围内，更优选为大于或等于50nm且小于或等于1,000nm，以增加有机发光层40和第二电极20之间的距离，从而衰减到达第二电极20的消散波的强度，以抑制表面等离激元共振。因此，例如，在有机电致发光器件111中可抑制由于表面等离激元共振引起的发光效率的降低。
对于用于抑制表面等离激元共振的发生的方法，例如存在其中增加用作电子注入层或电子传输层或者用作空穴注入层或空穴传输层的第二层42的厚度的方法。然而，在增加第二层42的厚度的方法中，有可能增加驱动电压和节拍时间。在用于形成第三电极30的方法中，由于通过溅射等形成高导电薄膜，因此可增加膜沉积速率。与增加第二层42(其是通过真空蒸镀形成的低导电有机材料)的厚度的方法相比，也可抑制驱动电压的增加和节拍时间的增加。
图5是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的特性的曲线图。
图5是示出有机电致发光器件111的光线跟踪模拟的结果的曲线图。图5中的水平轴表示中间层60的折射率n。垂直轴表示光取出效率LE(%)。
在该模拟中，第二基板82、第一凹凸部71和第二凹凸部72的折射率为1.5。中间层60的折射率在1.7至2.0的范围内改变。在第一凹凸部71和第二凹凸部72中，直径为10μm的微透镜ML作为凹凸71a和凹凸72a。在该模拟中，微透镜ML的密度(填充因子)在从Z轴方向上观看时发生改变。在该模拟中，在中间层60的折射率和微透镜ML的密度发生改变的情况下，确定光取出效率的改变。
在图5中，特性CH1表示在微透镜ML的密度为15%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH2表示在微透镜ML的密度为23%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH3表示在微透镜ML的密度为40%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH4表示在微透镜ML的密度为58%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH5表示在微透镜ML的密度为91%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。
图6A至图6F是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意图。
图6A至图6F示出示例性微透镜ML，其中密度在从Z轴方向上观看时发生改变。
图6A示出在排列成格栅配置的微透镜ML中相邻微透镜ML彼此接触的状态。即，假设微透镜ML的直径为L，图6A示出微透镜ML的中心之间的距离为L的状态。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/4，即78.5%。
图6B示出在排列成格栅配置的微透镜ML中微透镜ML的中心之间的距离为1.2L的状态。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/(4×1.22)，即54.5%。
图6C示出在排列成格栅配置的微透镜ML中微透镜ML的中心之间的距离为1.5L的状态。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/(4×1.52)，即34.9%。
图6D示出在排列成格栅配置的微透镜ML中微透镜ML的中心之间的距离为2L的状态。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/16，即19.6%。
图6E示出在排列成六边形紧密排列结构的微透镜ML中微透镜ML的中心之间的距离为L的状态。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/2√3，即90.6%。
图6F示出微透镜ML排列成矩形的状态，其中在X轴方向上排列的微透镜ML的中心之间的距离为2L，在Y轴方向上排列的微透镜ML的中心之间的距离为2√3L，并且单个微透镜ML设置在该矩形的中心。在该配置中，每单位面积的微透镜ML的密度表示为π/8√3，即22.7%。
图7A和图7B是示出根据参考示例的有机电致发光器件的配置和特性的示意图。
图7A是示出根据参考示例的有机电致发光器件119的配置的示意性截面图。图7B是示出根据参考示例的有机电致发光器件119的特性的曲线图。图7B中的水平轴表示中间层60的折射率n。垂直轴表示光取出效率LE(%)。
如图7A所示，根据参考示例的有机电致发光器件119被配置为其中从有机电致发光器件111省略第一凹凸部71。
在该模拟中，在有机电致发光器件119的配置中，也在改变中间层60的折射率和微透镜ML的密度的情况下确定光取出效率的改变。
如图7B所示，特性CH6表示在微透镜ML的密度为15%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH7表示在微透镜ML的密度为23%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH8表示在微透镜ML的密度为40%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH9表示在微透镜ML的密度为58%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。特性CH10表示在微透镜ML的密度为91%且中间层60的折射率n发生改变的情况下的光取出效率LE。
如图5和图7B所示，在有机电致发光器件111中获得的光取出效率LE高于有机电致发光器件119的光取出效率LE。在有机电致发光器件111和有机电致发光器件119两者中，随着微透镜ML的密度的增大，获得更高的光取出效率LE。根据特性CH1至特性CH5的结果，优选的是，微透镜ML的密度为大于或等于0.4(大于或等于40%)。因此，获得优异的光取出效率LE。根据特性CH1至特性CH5的结果，优选的是，中间层60的折射率n为大于或等于1.8且小于或等于2.0。因此，获得优异的光取出效率LE。
图8是示出根据第一实施例的再一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图8所示，有机电致发光器件112还包括保护膜66。
保护膜66设置在层叠体50和中间层60之间。例如，保护膜66覆盖层叠体50的侧面50s以及层叠体50的顶面50u。例如，氮化硅膜(SiN)被用于保护膜66。设置保护膜66以适当地保护层叠体50以免受水分等的影响。例如，SiN的折射率为大于或等于1.8且小于或等于2.0。SiN的折射率接近于第一电极10的折射率。例如，SiN被用于保护膜66以抑制第一电极10和保护膜66之间的全反射。例如，可抑制由保护膜66引起的有机电致发光器件112的发光效率的降低。在设置保护膜66的情况下，第二主表面82a和保护膜66之间的距离为上述值D1。在有机电致发光器件110中可设置保护膜66。保护膜66的材料不限于SiN。该材料可以是折射率接近于第一电极10的折射率的材料。该材料可以是由多种材料(例如有机材料和无机材料)制成的层叠膜。
图9是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图9所示，在有机电致发光器件113中，省略第二凹凸部72。例如，通过增加中间层60中高折射率粒子62的浓度或颗粒大小可改变中间层60中发射光的行进方向。例如，当颗粒大小为380nm至780nm或更大(这是可见光波长的数量级)时，中间层60可设置有对发射光的散射性质。在中间层60改变发射光的行进方向的情况下，中间层60可抑制发射光在第二主表面82a上的全反射。因此，例如，在中间层60改变发射光的行进方向的情况下，不必设置第二凹凸部72。
图10是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图10所示，有机电致发光器件114的第二基板82的第三主表面82b具有第一凹凸部71。第一凹凸部71具有多个凸凹71a。有机电致发光器件114的第二基板82的第二主表面82a具有第二凹凸部72。第二凹凸部72具有多个凸凹72a。在该示例中，例如，凹凸71a和凹凸72a是锥形或棱镜。第三主表面82b上形成的凹凸71a也可抑制发射光在第三主表面82b上的全反射。第二主表面82a上形成的凹凸72a也可抑制发射光在第二主表面82a上的全反射。第三主表面82b上形成的凹凸71a和第二主表面82a上形成的凹凸72a可通过磨砂(frosting)来形成。如上所述，例如，第一凹凸部71可通过处理第三主表面82b来形成。例如，第二凹凸部72可通过处理第二主表面82a来形成。类似于有机电致发光器件113，可省略第二凹凸部72。
图11A和图11B是示出根据第一实施例的再一有机电致发光器件的配置的示意性平面图。
图11A是示出有机电致发光器件115的配置的示意性截面图。图11B是示出有机电致发光器件115的一部分的配置的示意性平面图。
如图11A和图11B所示，有机电致发光器件115的第二电极20与第一电极10的一部分相对。例如，在有机电致发光器件115中，设置多个第二电极20。开口22设置在两个相邻的第二电极20之间。例如，设置多个开口22。例如，开口22单独地设置在第二电极20之间。即，第二电极20彼此分离。
第二电极20中的每一个例如呈沿Y轴方向延伸的带状，并且第二电极20例如在X轴方向上排列，从而形成条形图案形状的第二电极20。例如，第二电极20的距离是恒定的。例如，第二电极20的图案形状可以是格栅状结构。第二电极20的图案形状是可任选的。
在有机电致发光器件115中，第一电极10与第二电极20相对的部分中的有机发光层40是发光区44。在有机电致发光器件115中，从发光区44发射光。
例如，在有机电致发光器件115中，来自外部的外部光透过第二基板82、中间层60、第一电极10、有机发光层40、第三电极30、开口22和第一基板81。如上所述，在有机电致发光器件115中，从外部进入有机电致发光器件115的外部光透过各组件，同时发射光。如上所述，有机电致发光器件115是透光的。有机电致发光器件115例如是透明的。在有机电致发光器件115中，背景图像可以通过有机电致发光器件115被可视地识别。即，有机电致发光器件115是薄膜形或板形的透明光源。在有机电致发光器件115应用于照明设备的情况下，通过除照明功能以外的透射背景图像的功能，使得各种新应用成为可能。
在有机电致发光器件115的配置中，例如在形成有机发光层40之前，可在第一基板81上形成第二电极20。例如，在第二电极20形成在有机发光层40上的配置中，第二电极20的图案化过程中的蚀刻等可能对有机发光层40产生不利影响。出于该原因，在第二电极20形成在有机发光层40上的配置中，由于对第二电极20的图案化的限制，难以形成高清晰度的第二电极20。相反，在有机电致发光器件115的配置中，第二电极20的图案化不会对有机发光层40产生不利影响。因此，在有机电致发光器件115的配置中，例如，可形成高清晰度的第二电极20。可省略第三电极30和第二凹凸部72。保护膜66可设置在层叠体50上。有机电致发光器件114的形状可被用于第一凹凸部71和第二凹凸部72。
图12是示出根据第一实施例的另一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图12所示，有机电致发光器件116的第一凹凸部71只设置在第三主表面82b上与发光区44相对的部分上。第三主表面82b具有在投影到与第一主表面81a平行的平面(X-Y平面)上时与多个第二电极80重叠的第一部82p以及不与第二电极20重叠的第二部82q。第一凹凸部71设置在第一部82p上。在该示例中，例如，设置多个第一部82p，并且多个第一凹凸部71单独地设置在第一部82p上。即，第一凹凸部71形成为与第二电极20的图案形状基本上相同的图案形状。在该示例中，例如，第一凹凸部71形成为条形图案形状。有机电致发光器件116的第二凹凸部72只设置在第二主表面82a上与发光区44相对的部分上。第二主表面82a具有在投影到X-Y平面上时各自与第二电极20重叠的第三部82m以及不与第二电极20重叠的第四部82n。第二凹凸部72设置在第三部82m上。在该示例中，例如，设置第三部82m，并且第二凹凸部72单独设置在第三部82m上。例如，类似于第一凹凸部71，第二凹凸部72形成为与第二电极20的图案形状基本上相同的条形图案形状。
在有机电致发光器件115的配置中，透过的外部光的行进方向在第一凹凸部71和第二凹凸部72处发生改变。出于该原因，在有机电致发光器件115的配置中，降低透明度。另一方面，在有机电致发光器件116中，外部光的至少一部分透过未设置第一凹凸部71的第二主表面82a并且透过未设置第二凹凸部72的第三主表面82b，透过的外部光的行进方向在第二主表面82a处基本上没有发生改变，并且透过的外部光的行进方向在第三主表面82b处基本上没有发生改变，从而例如在有机电致发光器件116中获得高透明度。例如，有机电致发光器件116的透明度高于有机电致发光器件115的透明度。
图13是示出根据第一实施例的又一有机电致发光器件的配置的示意性截面图。
如图13所示，有机电致发光器件117的第二基板82例如是板形或薄膜形。在有机电致发光器件117中，第二基板82在第二主表面82a中不具有凹部85。例如，在有机电致发光器件117中，第二主表面82a基本上是平坦的。在有机电致发光器件117中，在Z轴方向上第一基板81和第二基板82之间的距离由密封部86限定。例如，该配置可通过在密封部86中包括颗粒间隔物(未示出)来实现。例如，颗粒间隔物散布在密封部86中，以用间隔物的直径来限定第一基板81和第二基板82a之间的距离。
在有机电致发光器件117中，中间层60的侧面被密封部86覆盖。在有机电致发光器件117中，密封部86的厚度(沿Z轴方向的长度)例如为大于或等于5μm且小于或等于100μm，更优选地例如为大于或等于10μm且小于或等于20μm。因此，例如，可抑制水分等的渗透。例如，密封部86的厚度与散布在密封部86中的间隔物的直径基本上相同。
例如，有机电致发光器件117的厚度为大于或等于100μm且小于或等于5,000μm。因此，在有机电致发光器件117中，第二主表面82a和层叠体50之间的距离D1例如为大于或等于4μm且小于或等于99μm，更优选地为大于或等于9μm且小于或等于19μm。因此，例如，可抑制水分等的渗透。
类似于有机电致发光器件117，第二基板82可以是板形或薄膜形。同样，在有机电致发光器件117中，可获得高发光效率。
第二实施例
图14是示出根据第二实施例的照明器件的配置的示意图。
如图14所示，根据本实施例的照明设备210包括根据第一实施例的有机电致发光器件（例如，有机电致发光器件110）和电源单元201。
电源单元201电连接到第一电极10和第二电极20。电源单元201通过第一电极10和第二电极20将电流供应到有机发光层40。
根据本实施例的照明设备210，可获得具有高发光效率的照明设备。
第三实施例
第三实施例涉及一种用于制造有机电致发光器件的方法。本实施例对应于一种用于制造照明设备的方法的一部分。
图15A至图15C是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的方法的过程步骤的示意性截面图。
如图15A所示，例如，第二电极20形成在第一基板81的第一主表面81a上。有机发光层40形成在第二电极20上，第一电极10形成在有机发光层40上，并且层叠体50形成在第一主表面81a上。例如，层叠体50形成在第一主表面81a上，以制备待处理的主体110w，其包括第一基板81和层叠体50。
如图15B所示，制备不同于第一基板81的第二基板82。例如，通过蚀刻等使凹部85形成在第二基板82的第二主表面82a上。例如，微透镜片MS通过第一粘合层73接合至第二基板82的第三主表面82b上，以形成第一凹凸部71。微透镜片MS通过例如第二粘合层74接合至第二基板82的第二主表面82a上，以形成第二凹凸部72。在用于接合微透镜片MS的方法中，可容易地形成第一凹凸部71和第二凹凸部72。
如图15C所示，例如，使用真空装配设备等在减压下将第一基板81接合至第二基板82，以将第二基板82设置在待处理的主体110w上。例如，将成为中间层60的材料在减压下被填充在第一主表面81a和第二主表面82a之间的间隙中，以形成第二基板82和层叠体50之间的中间层60。
如上所述，在有机电致发光器件110中，材料被填充在第一主表面81a和第二主表面82a之间以形成中间层60。因此，在有机电致发光器件110中，例如，与形成平面化层等以填充凹凸72a的情况相比，可简化制造过程步骤。
例如，在将第一基板81接合至第二基板82的过程中，将成为密封部86的紫外固化树脂等被事先施加到第一主表面81a或第二主表面82a的外缘部83。如上所述，第一基板81接合至第二基板82以形成第二基板82和层叠体50之间的中间层60，例如，将紫外线施加到事先施加的紫外固化树脂，以固化紫外固化树脂，并且形成密封部86以通过密封部86将第一基板81接合至第二基板82。
如上所述，制造有机电致发光器件110。
在制造有机电致发光器件111的过程中，第三电极30形成在第二电极20上，并且有机发光层40形成在第三电极30上。在制造有机电致发光器件112的过程中，形成层叠体50，并且然后形成保护膜66。在制造有机电致发光器件113的过程中，省略第二凹凸部72的形成。在形成有机电致发光器件114的过程中，具有第一凹凸部71和第二凹凸部72的基板被用于第二基板。在制造有机电致发光器件115的过程中，第二电极20形成为具有开口22的形状。在制造有机电致发光器件116的过程中，第二电极20形成为具有开口22的形状，并且第一凹凸部71和第二凹凸部72形成在与第二电极20相对的位置处。
图16A和图16B是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的另一方法的过程步骤的示意性截面图。
如图16A所示，在制备了形成有第一凹凸部71和第二凹凸部72的第二基板82之后，例如，将成为中间层60的材料的小滴90通过ODF(单滴填充)滴落到第二基板82的第二主表面82a上。
如图16B所示，待处理的主体110w被事先制备并且被放置在小滴90滴落到其上的第二基板82上，并且第一基板81接合至第二基板82。如上所述，将成为中间层60的材料可被施加到第二基板82侧上。
图17是示出根据第三实施例的用于制造有机电致发光器件的方法的流程图。
如图17所示，根据本实施例的用于制造有机电致发光器件110的方法包括制备待处理的主体110w的步骤S110、制备第二基板82的步骤S120、和形成中间层60的步骤S130。例如，制备待处理的主体110w包括形成待处理的主体110w，以及在事先形成的待处理的主体110w可用于制造有机电致发光器件110的状态下制备待处理的主体110w。制备第二基板82包括形成第二基板82，以及在事先形成的第二基板82可用于制造有机电致发光器件110的状态下制备第二基板82。例如，在组件可用于制造有机电致发光器件110的状态下制备组件是去除覆盖并保护待处理的主体110w免受空气等影响的保护膜的过程。例如，该过程是卸载待处理的主体110w或卸载第二基板82至氮填充环境以外的过程。例如，该过程是在诸如真空装配设备之类的半导体制造装置中加载待处理的主体110w或加载第二基板82的过程。
在步骤S110中，例如，执行参考图15A所描述的过程。在步骤S120中，例如，执行参考图15B所描述的过程。在步骤S130中，例如，执行参考图15C所描述的过程。在步骤S150中，例如，可执行参考图16A和图16B所描述的过程。
因此，制造具有高发光效率的有机电致发光器件110。
根据实施例，提供具有高发光效率的有机电致发光器件、照明设备、以及用于制造该有机电致发光器件的方法。
在本申请的说明书中，“垂直”和“平行”不仅指严格垂直和严格平行，而且还包括例如由制造过程等引起的波动。基本垂直和基本平行是足够的。
在本申请的说明书中，“一个组件设置在另一个组件上”的状态包括一个组件直接设置在另一个组件上的状态以及一个组件隔着不同元件设置在另一个组件上的状态。
如上所述，参考特定示例描述本发明的实施例。然而，本发明的实施例并不限于这些具体的示例。例如，诸如有机电致发光器件中包括的第一基板、第一凹凸部、第二基板、第一电极、第二电极、有机发光层、层叠体、中间层、第二凹凸部、第三电极、外缘部、内侧部、树脂部、高折射率粒子、吸湿粒子以及待处理的主体、以及照明设备中包括的电源单元等的各组件的具体配置被包含在本发明的范围内，只要本领域技术人员从公知的范围适当地选择组件以类似地实现本发明用以获得类似的效果。
此外，具体示例的任何两个或更多个组件都可在技术可行的程度内组合，并且被包括在本发明的范围内达包含本发明的主旨的程度。
此外，可通过本领域技术人员基于在上文中作为本发明的实施例所描述的有机电致发光器件、照明设备、以及用于制造有机电致发光器件的方法的适当设计修改而实践的所有有机电致发光器件、照明设备、以及用于制造有机电致发光器件的方法也都在本发明的范围内达包含本发明的精神的程度。
在本发明的精神范围内，本领域技术人员可构想各种其他变化和修改，并且应当理解，这些变化和修改也涵盖在本发明的范围内。
尽管已描述了特定实施例，但这些实施例仅作为示例而呈现，并且不旨在限制本发明的范围。实际上，本文中所描述的新颖实施例可以各种其他形式来体现；此外，可作出以本文中所描述的实施例的形式的各种省略、替代和改变，而不背离本发明的精神。所附权利要求书及其等效方案旨在覆盖落入本发明的范围和精神的这些形式或变体。

Claims (20)

1.一种有机电致发光器件，包括：
具有第一主表面的第一基板；
具有第二主表面和第三主表面的第二基板，所述第二主表面面对所述第一主表面，所述第三主表面与所述第二主表面相对设置，所述第三主表面具有第一凹凸部，所述第二基板是透光的；
设置在所述第一基板和所述第二基板之间的层叠体，所述层叠体包括：
第一电极，所述第一电极是透光的；
设置在所述第一基板和所述第一电极之间的第二电极，所述第二电极是反光的；以及
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的有机发光层；以及
设置在所述第二基板和所述层叠体之间的中间层，所述中间层的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值小于所述第二基板的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第二主表面具有第二凹凸部。
3.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述层叠体还包括设置在所述第二电极和所述有机发光层之间的第三电极，并且所述第三电极是透光的。
4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述第三电极的厚度为大于或等于10nm且小于或等于1,000nm。
5.如权利要求1所述的器件，其特征在于，沿垂直于所述第一主表面的方向的所述第二主表面和所述层叠体之间的距离为大于或等于2μm且小于或等于500μm。
6.如权利要求1所述的器件，其特征在于，
所述第二基板具有外缘部和在所述外缘部中的内侧部，
所述第二主表面在所述内侧部中凹入，以及
所述外缘部的至少一部分与所述层叠体的侧面相对。
7.如权利要求6所述的器件，其特征在于，所述层叠体的侧面与所述外缘部之间的距离为大于或等于5μm且小于或等于1,000μm。
8.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述中间层包括树脂部和散布在所述树脂部中的多个高折射率粒子，所述高折射率粒子的折射率高于所述树脂部的折射率。
9.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述中间层还包括散布在所述树脂部中并且具有吸湿性质的多个吸湿粒子。
10.如权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括设置在所述层叠体和所述中间层之间的保护膜。
11.如权利要求1所述的器件，其特征在于，
所述第二电极设置成多个，以及
所述第二电极彼此分离设置。
12.如权利要求11所述的器件，其特征在于，
所述第三主表面具有第一部和第二部，在投影到与所述第一主表面平行的平面时所述第一部各自与所述第二电极重叠，并且所述第二部不与所述第二电极重叠，以及
所述第一凹凸部设置在所述第一部上。
13.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第一凹凸部是设置有多个半球微透镜的微透镜片。
14.如权利要求13所述的器件，其特征在于，还包括设置在所述第一凹凸部和所述第二基板之间的粘合层。
15.如权利要求13所述的器件，其特征在于，所述微透镜的高度为大于或等于1μm且小于或等于50μm。
16.如权利要求13所述的器件，其特征在于，每单位面积的所述微透镜的密度为大于或等于40%。
17.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第一电极包括包含从由In、Sn、Zn和Ti组成的组中选择的至少一种元素的氧化物。
18.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第二电极包括铝和银中的至少一种。
19.一种照明设备，包括：
有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括：
具有第一主表面的第一基板；
具有第二主表面和第三主表面的第二基板，所述第二主表面面对所述第一主表面，所述第三主表面与所述第二主表面相对设置，所述第三主表面具有第一凹凸部，所述第二基板是透光的；
设置在所述第一基板和所述第二基板之间的层叠体，所述层叠体包括：
第一电极，所述第一电极是透光的；
设置在所述第一基板和所述第一电极之间的第二电极，所述第二电极是反光的；以及
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的有机发光层；以及
设置在所述第二基板和所述层叠体之间的中间层，所述中间层的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值小于所述第二基板的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值；以及
电连接到所述第一电极和所述第二电极的电源单元，所述电源单元被配置成通过所述第一电极和所述第二电极将电流供应到所述有机发光层。
20.一种用于制造有机电致发光器件的方法，包括：
制备待处理的主体，所述主体包括：
具有第一主表面的第一基板；以及
设置在所述第一基板上的层叠体，所述层叠体包括第一电极、第二电极和有机发光层，所述第一电极是透光的，所述第二电极是反光的，所述第二电极设置在所述第一基板和所述第一电极之间，所述有机发光层设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
制备具有第二主表面和第三主表面的第二基板，所述第三主表面与所述第二主表面相对设置，所述第三主表面具有第一凹凸部，所述第二基板是透光的；以及
使所述第二基板与所述待处理的主体相对以使所述第二主表面与所述第一主表面相对，并形成所述第二基板和所述层叠体之间的中间层，所述中间层的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值小于所述第二基板的折射率与所述第一电极的折射率之差的绝对值。
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