CN103444262A

CN103444262A - 有机电致发光元件

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Publication number: CN103444262A
Application number: CN2011800694163A
Authority: CN
Inventors: 山名正人; 加藤大贵; 中村将启; 小柳贵裕
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: US20140008628A1; TW201301600A; CN103444262B; WO2012127746A1; US9166196B2; JP2012204019A; JP5821038B2

Abstract

本发明的有机EL元件（1）具备在一个面上设有纳米级尺寸的凹凸（2’）的金属层（2）和设于金属层（2）的一面侧的包含发光层（31）的多个有机层（3），并且其按照有机层（3）的各界面处的凹凸的高度小于设于金属层（2）的凹凸（2’）的方式构成。根据该构成，通过利用金属层（2）的一个面的凹凸（2’）将表面等离激元变成传播光，能够减少光的损失，并且通过使各有机层（3）的各界面处的凹凸小于金属层（2）面上的凹凸（2’），能够抑制元件内部的短路。

Description

有机电致发光元件

技术领域

本发明涉及有机电致发光元件的取光效率的提高。

背景技术

电致发光（EL）元件为在透明基板上形成有被阳极及阴极挟持的发光层的元件，当在电极间施加电压时，通过由作为载流子注入到发光层中的电子及空穴的再结合所产生的激子而发光。EL元件大致分为在发光层的荧光物质中使用了有机物的有机EL元件和使用了无机物的无机EL元件。特别是，有机EL元件可在低电压下进行高亮度的发光，根据荧光物质的种类可获得各种的发光色，并且由于易于作为平面状的发光面板进行制造，因此作为各种显示装置或背光灯使用。此外，近年来实现了对应于高亮度者，其在照明器具中的应用备受关注。

图4表示通常的有机EL元件的截面构成。有机EL元件101在具有透光性的基板105上设有具有透光性的阳极层104，在该阳极层104上设有由空穴注入层133、空穴输送层132和发光层131构成的有机层103。另外，在有机层103上设有具有反光性的阴极层102。而且，通过在阳极层104与阴极层102之间施加电压，在有机层103中发光的光透过阳极层104及基板105被取出。在这种有机EL元件101中，阴极层102中通常使用具有高反光性及导电性的铝（Al）或银（Ag）等金属材料。

不过，已知具有高导电性的金属材料变成金属中的自由电子集体地振动、作为模拟的粒子动作的被称作等离激元的状态。即，已知当对金属材料的表面入射规定波长的光时，激发了电子密度疏密的图案的波、即表面等离激元，该表面等离激元在金属表面传播、发生失活（例如参照有機ＥＬ討論会第1O回例会予稿集Ｓ9－2）。即，在图4所示的有机EL元件101中，在发光层131中发光的光（用星号表示）中有下述情况：入射到阴极层102中的光的一部分在阴极层102的表面传播、发生失活（用箭头表示），无法作为有效光被取出，取光效率降低。

为了抑制因表面等离激元所导致的光的损失，考虑到在基板上设置纳米级的凹凸、在其上层叠包含阳极层及发光层的有机层及由金属形成的阴极层，在各界面上形成凹凸状的波纹结构（例如参照日本专利申请公开的特开2009-9861号公报：专利文献1）。通过该构成，在金属表面上发生的表面等离激元由于凹凸状的波纹结构而变成传播光，因此能够抑制因表面等离激元所导致的光的损失。

但是，在上述专利文献1所示的凹凸状的波纹结构中，由于在所有层的界面上形成有凹凸，因此膜厚变得不均匀、易于发生短路，有降低组装有该有机EL元件的设备的可靠性的顾虑。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供可抑制在金属表面上发生的表面等离激元所导致的光的损失、提高向元件外的取光效率，并且元件内的短路难以发生、可靠性高的有机EL元件。

为了解决上述课题，本发明的有机电致发光元件的特征在于，具备在一个面上设有纳米级尺寸的凹凸的金属层和设置在所述金属层的所述一面侧的包含发光层的多个有机层，并且其按照所述有机层的各界面处的凹凸的高度小于设于所述金属层上的凹凸的方式构成。

上述有机电致发光元件中，优选所述金属层上的凹凸按照其高度为10～200nm、其宽度为该凹凸的高度以上的方式形成。

上述有机电致发光元件中，优选所述金属层由向所述有机层施加电压的第1电极层构成，并隔着所述有机层形成与所述第1电极层成对的第2电极层。

上述有机电致发光元件中，优选所述金属层成为用于形成所述有机层的基板。

上述有机电致发光元件中，优选所述有机层隔着绝缘层和向所述有机层施加电压的第1电极层设置在所述金属层的所述一面侧，并且在所述有机层的与所述第1电极层侧相反的一侧设置第2电极层。

上述有机电致发光元件中，优选所述金属层具有反光性、所述第1电极层具有透光性。

上述有机电致发光元件中，其优选按照所述有机层的各界面处的凹凸的高度随着接近所述第2电极层而减小的方式形成。

上述有机电致发光元件中，优选所述有机层或所述第2电极层由涂布型材料形成。

根据本发明，通过利用金属层的一个面的凹凸将表面等离激元变为传播光，能够抑制光的损失，并且通过使各有机层的各界面处的凹凸小于金属层上的凹凸，能够抑制元件内部的短路。

附图说明

图1为本发明第1实施方式的有机电致发光元件的侧截面图。

图2为本发明第2实施方式的有机电致发光元件的侧截面图。

图3为本发明第3实施方式的有机电致发光元件的侧截面图。

图4为以往的有机电致发光元件的侧截面图。

图1中：

1：有机EL元件

2：金属层

2’：凹凸

3：有机层

31：发光层

具体实施方式

对于本发明第1实施方式的有机电致发光元件（以下记为有机EL元件），参照图1进行说明。本实施方式的有机EL元件1具备在一个面上设有纳米级尺寸的凹凸2’的金属层2、和设于该金属层2的一面侧的多个有机层31、32、33（将它们总称作有机层3）。这些有机层3包含成为发光层的层（以下记为发光层31）。

有机EL元件1按照有机层3的各界面处的凹凸31’、32’的高度小于设于金属层2上的凹凸2’的方式构成。本实施方式中，金属层2由向有机层3施加电压的第1电极层构成，隔着有机层3形成有与金属层2（第1电极层）成对的第2电极层4。另外，这些金属层2、有机层3及第2电极层4形成于基板5上。有机层3具备发光层31、空穴输送层32及空穴注入层33，它们按上述的顺序设置于金属层2上。在该构成中，金属层2（第1电极层）作为向有机层3注入电子的阴极发挥功能，第2电极层4作为向空穴注入层33注入空穴的阳极发挥功能。

本实施方式中，首先在基板5上形成凹凸6（详细情况在后叙述），在形成有凹凸6的基板5上，通过对构成金属层2的金属材料进行蒸镀等，在基板5的表面上形成膜厚大致均匀的层。由此，在金属层2中，在与基板5相接的面处于相反侧的面中，形成与形成于基板5上的凹凸6大致相同形状的凹凸2’。

作为基板5，例如使用钠玻璃或无碱玻璃等刚性的透明玻璃板，但并不限定于这些。例如，可以使用聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等挠性的透明塑料板，由Al/铜（Cu）/不锈钢等形成的金属膜等任意物质。

作为在基板5上形成凹凸6的方法，例如可举出在基板5上预先涂布UV固化树脂或热塑性树脂，然后通过UV纳米压印或热纳米压印设置纳米级尺寸的凹凸6的方法。另外，例如还可使用在基板5上涂布二氧化硅或氟化镁等纳米粒子的方法。其中，根据这些方法，凹凸6与基板5作为独立的构件构成，基板5例如只要是由树脂材料等可进行表面加工的材料形成的，则可以在基板5自身上形成凹凸6，此时，凹凸6与基板5一体地构成。另外，只要是可形成期望形状的凹凸6的方法，则并不限定于上述方法。

凹凸6的高度或宽度在组装有机EL元件1的设备中，当要求特异性波长依赖性或出射角度依赖性时，优选均匀或周期性地进行设定。另一方面，当通过宽波长及总出射角度尽可能均等地提高取光效率时，优选随机地设定凹凸6的高度或宽度。另外，凹凸6的高度优选比通常的有机层3的膜厚10～200nm小、特别优选为10～100nm以下。凹凸6的宽度优选为凹凸6的高度以上。

如此设定的凹凸6的高度或宽度通过将金属层2大致均匀地设置在基板5上，被与金属层2的有机层3（发光层31）相接的界面上的凹凸2’映射。即，金属层2上的凹凸2成为按照高度为10～200nm、宽度达到凹凸2’的高度以上的方式形成。凹凸2的高度小于10nm时，无法期待减少因表面等离激元所导致的光的损失的效果，并且当凹凸2的高度超过200nm时，变得比有机层的膜厚还高，易于发生元件内的短路。另外，凹凸2的宽度比高度短时，仍然易于发生元件内的短路。因此，金属层2上的凹凸2通过按照高度为10～200nm、宽度达到凹凸2’的高度以上的方式形成，能够减少光的损失且抑制短路。

作为构成金属层2（第1电极（阴极））的材料，可以使用Al、Ag或含有这些金属的化合物。另外，还可将Al与其他的电极材料组合构成为层叠结构等。作为这种电极材料的组合，可举出碱金属与Al的层叠体、碱金属与银的层叠体、碱金属的卤化物与Al的层叠体、碱金属的氧化物与Al的层叠体、碱土类金属或稀土类金属与Al的层叠体、这些金属种与其他金属的合金等。具体地说，可举出钠（Na）、Na-钾（K）合金、锂（Li）、镁（Mg）等与Al的层叠体、Mg-Ag混合物、Mg-铟混合物、Al-Li合金、LiF／Al混合物／层叠体、Al／Al₂O₃混合物等。另外，对于上述列举的组合以外，还优选在阴极与发光层之间插入促进从金属层2（阴极）向发光层31的电子注入的层、即电子注入层（未图示）。作为构成电子注入层的材料，可举出与构成上述金属层2的材料通用的材料、氧化钛、氧化锌等金属氧化物、含有上述材料且混合有促进电子注入的掺杂剂的有机半导体材料等，但并不限定于这些。

另外，即使不在基板5上形成凹凸6，在基板5上形成金属层2后，也可在金属层2的表面上形成纳米级尺寸的凹凸。例如，可以在金属层2上使用Ag使其在热的作用下凝聚，或将模具按压在Al或Ag等金属表面上来转印凹凸结构。

本实施方式中，在基板5上设置金属层2，并依次在该金属层2（第1电极层（阴极））上层叠含有发光层31等的有机层3和第2电极层4（阳极）。另外，第2电极层4由具有透光性的导电性材料形成，并且金属层2（第1电极层）由具有反光性的材料形成。在该构成中，有机层3（发光层31）被直接或者被金属层2反射，透过第2电极层4被取出至有机EL元件1外。

这里，有机层3及第2电极层4优选由涂布型材料形成。如此，可通过旋涂、喷涂、模涂、凹版印刷等涂布将有机层3及第2电极层4成膜，从而可高效地形成多个层。另外，通过涂布，也可按照有机层3的各界面处的凹凸31’、32’的高度比金属层2上的凹凸2’的高度小、并随着接近第2电极层4而减小的方式形成。即，当将构成发光层31的有机材料涂布在金属层2的变为凹凸2’的面上时，有机材料积存在金属层2的变为凹状的部分中，因此发光层31的膜厚比金属层2的变为凸状的部分虽然不多但有些许增厚，其结果，发光层31的凹凸31’的表面与金属层2上的凹凸2’的表面相比，凹凸也减小。同样，空穴输送层32的凹凸32’的表面与发光层31的凹凸31’的表面相比变得更平滑，且越是接近第2电极层4的层，其表面变得越平滑。如此，第2电极层4和有机层3中与第2电极层4相接的层（本例中为空穴注入层33）的界面变得平坦，能够有效地抑制该界面的短路。

作为构成发光层31的有机EL材料，例如可举出聚对苯乙炔衍生物、聚噻吩衍生物、聚对苯撑衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物等、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、上述色素体、将金属络合物系发光材料高分子化的材料等，蒽、萘、芘、并四苯、晕苯、苝、酞苝（phthaloperylene）、萘苝、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、香豆素、噁二唑、二苯并噁唑啉、联苯乙烯、环戊二烯、喹啉金属络合物、三（8-羟基喹啉酸）铝络合物、三（4-甲基-8-喹啉酸）铝络合物、三（5-苯基-8-喹啉酸）铝络合物、氨基喹啉金属络合物、苯并喹啉金属络合物、三-（对叔苯基-4-基）胺、吡喃、喹吖啶酮、红荧烯及它们的衍生物，或者1-芳基-2,5-二（2-噻吩基）吡咯衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、苯乙烯亚芳基衍生物、苯乙烯胺衍生物及在分子的一部分具有由这些发光性化合物构成的基团的化合物等。另外，并不仅为上述化合物所代表的荧光色素来源的化合物，也可优选使用所谓的磷光发光材料，例如Ir络合物、Os络合物、Pt络合物、铕络合物等发光材料或分子内具有这些物质的化合物或高分子。这些材料还可根据需要适当选择进行使用。

作为构成空穴输送层32的材料，可以使用LUMO小的低分子～高分子材料。作为这种材料，例如可举出聚乙烯咔唑（PVCz）或聚吡啶、聚苯胺等侧链或主链具有芳香族胺的聚亚芳基（polyarylene）衍生物等芳香族胺的聚合物等，但并不限定于这些。

作为构成空穴注入层33的材料，可举出含有噻吩、三苯基甲烷、腙啉（hydrazolin，日文原文为“ヒドラゾリン”）、芳基胺、腙、茋、三苯基胺等的有机材料。具体地说，可单独使用聚乙烯咔唑（PVCz）、聚乙烯二羟噻吩：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）、TPD等芳香族胺衍生物等的上述材料，另外还可组合使用两种以上的材料。

作为构成第2电极层4（阳极）的导电性物质，可举出Ag、铟-锡氧化物（ITO）、铟-锌氧化物（IZO）、锡氧化物、Au等金属的微粒、导电性高分子、导电性有机材料、含掺杂剂（施体或受主）的有机层、导电体与导电性有机材料（含高分子）的混合物、这些导电性材料与非导电性材料的混合物，但并不限定于这些。另外，作为非导电性材料，可举出丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯树脂、聚氨酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、邻苯二甲酸双丙烯酸酯树脂、纤维素系树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、其他的热塑性树脂或构成这些树脂的单体的2种以上的共聚物，但并不限定于这些。另外，为了提高导电性，还可进行使用了磺酸、路易斯酸、质子酸、碱金属、碱土类金属等掺杂剂的掺杂。其中，对于掺杂剂而言，也并不限定于这些。

另外，除了上述导电性材料外，还可使用对Ag或Cu等金属材料或碳等导电性材料进行了细线形成的网格结构（网状结构）的材料。作为细线宽度的尺寸，从导电性及透光性的观点出发，优选为1～100μm左右。其中，对于细线宽度间隔、细线长宽比也可使用任意者。这些网格结构可通过对包括上述的导电性糊剂进行丝网印刷等来形成，但并不限定于这些。

通过本实施方式，由于在金属层2（第1电极层）的表面上设置了纳米级尺寸的凹凸2’，因此能够将在金属表面上发生的表面等离激元变为传播光、抑制因表面等离激元所导致的光的损失，并且提高向元件外的取光效率。另外，由于有机层3的各层界面处的凹凸小于金属层2上的凹凸2’，因此能够抑制元件内部的短路。此外，通过使用涂布材料对有机层3或第2电极层4实施涂布工艺，能够减小各有机层3界面处的凹凸至比金属层2上的凹凸2’小。

如图4所示的通常的有机EL元件101通过在基板105上形成具有透光性的阳极层104、在其上形成有机层103等来制作。此时，在阳极层104上形成有机层103的工序中，为了抑制短路，需要降低阳极层104上的表面粗糙度。一般来说，阳极部分为了规定发光面积及为了防止与阴极层102的短路，进行图案形成。该图案形成有以下的方法：膜形成后的堤岸形成或利用蚀刻、丝网印刷等的印刷图案形成的方法。通常，在堤岸形成或蚀刻中具有抗蚀剂涂布、在显影液、抗蚀剂剥离液中的浸渍的工序，通过湿式工艺形成的阳极易于受到损害，有作为阳极的特性降低的顾虑。与此相对，在利用印刷进行的图案形成中，例如使用丝网印刷时，有发生因凹版筛所引起的表面凹凸的情况。另外，在使用了凹版印刷或狭缝式模涂等时，有时在涂布开始和涂布结束时会产生膜厚高度差。这些表面粗糙度或膜厚高度差在阳极层104的上部层叠有机层103形成有机EL元件101时，成为发生短路的原因。

在上述任何的印刷中，只要降低印刷油墨的粘度，则可改善涂布后的流平性。但是，当降低粘度时，厚膜化变得困难。一般来说，作为通过湿式工艺形成的电极材料，使用常用的高导电型PEDOT：PSS等导电性高分子材料时，当欲获得与膜厚100～200nm左右的ITO等透明氧化物导电膜同等的导电性时，需要500～1000nm左右的膜厚。因此，使用这种导电性高分子材料时，有时无法简单地降低印刷油墨的粘度。另外，为导电性高的材料时，由于薄膜化比较容易，因此可以降低印刷油墨的粘度，但此时存在与基底的润湿性问题或者渗出等问题，难以稳定地形成阳极层104。

与此相对，本实施方式的有机EL元件1如图1所示，在基板5上形成作为阴极及光反射层发挥功能的金属层2，从而成为与通常的元件形成顺序相反的层叠结构。即，在形成有机层3之后，形成作为阳极发挥功能的第2电极层4。这样，通过第2电极层4的表面粗糙度，有机层3没有受到损害等的顾虑，可以有效地抑制短路。另外，可以提高组装有该有机EL元件1的设备的可靠性。

另外，作为基板5还可以使用由挠性的材料构成、以卷成辊状的状态进行供给的带状片材。此时，在带状基板5上形成金属层2、在其上利用狭缝涂布机等连续地形成有机层3，进而分别利用丝网印刷等以规定间隔形成第2电极层4，形成后再次卷绕成辊状进行回收。如此，通过所谓的辊对辊方式，可以制作连续地形成有多个有机EL元件1的发光片材卷（未图示）。而且，以规定间隔裁剪该发光片材卷时，能够在短时间内制造大量的多个有机EL元件1。特别是，近年来，有发光层31的多层化、在它们之间配置电荷调整层等将有机层3多层化的倾向，利用辊对辊方式进行的有机层3的形成可以同时制造多个由上述的多个层而成的有机层，可以降低工艺成本。

然而，利用上述涂布工艺层叠各有机层3时，有形成于上层的有机层3（例如空穴输送层32）将基底的有机层3（例如发光层31）溶解的情况。另外，由于有机层3的润湿性差等，有下一层的涂布溶液不会均匀地在某个有机层3上扩展的情况。因此，本实施方式中，例如对于膜厚而言，优选预先考虑进因下一层的形成而溶解的比例，将前一层膜厚形成为目标膜厚以上。另外，为了改善润湿性，优选在涂布溶液中添加提高润湿性的溶剂（醇等）。

接着，参照图2说明本发明第2实施方式的有机电致发光元件（以下记为有机EL元件）。本实施方式的有机EL元件1作为用于形成有机层3的基板具有金属层2。即，将上述第1实施方式的基板5的功能并入金属层2中。另外，利用与上述第1实施方式相同的手法，在金属层2的一个面上形成凹凸2’。其他的构成与上述第1实施方式相同。

通过该构成，由于作为第1电极层（阴极）发挥功能的金属层2露出，因此还可将用于连接供电用配线等的电极取出部设置在金属层2的任意位置。另外，当金属层2（基板）使用金属箔等挠性金属时，能够以比阻挡膜廉价的方式进行同等的密封，可以大幅度消减制造成本。其中，当金属层2（基板）使用挠性金属时，作为在金属层2的表面上形成凹凸2’的方法，例如可以在卷取辊上形成纳米级尺寸的凹凸结构、使挠性金属层2通过。这样，可以在金属层2的表面上容易地形成凹凸2’。

接着，参照图3说明本发明第3实施方式的有机电致发光元件（以下记为有机EL元件）。本实施方式的有机EL元件1隔着绝缘层8和第1电极层9设置在金属层2的一面侧，金属层2设于基板5上。有机层3的与第1电极层9侧相反的一侧设有第2电极层4。另外，金属层2具有反光性、第1电极层9具有透光性。即，本实施方式中，金属层2作为光反射层发挥功能，第1电极层9作为对有机层3施加电压的阴极发挥功能。另外，与上述第1实施方式同样，在金属层2的一面上形成凹凸2’，但第1电极层9由于隔着绝缘层8而设置，因此第1电极层9的凹凸9’的高度比金属层2上的凹凸2’小。其他的构成与上述第1实施方式同样。

通过该构成，由于第1电极层9的凹凸9’的高度比金属层2上的凹凸2’更小，因此能够更为确实地抑制短路。另外，由于第1电极层9具有透光性，因此在发光层31发光的光中，向第1电极层9侧出射的光透过第1电极层9入射到金属层2中。此时，由于在金属层2上设有纳米级的凹凸2’，因此能够将金属表面上产生的表面等离激元变成传播光而抑制因表面等离激元所导致的光的损失，提高向元件外的取光效率。

实施例

接着，对于上述实施方式的实施例，一边与比较例进行对比，一边具体地进行说明。

（实施例1）

实施例1与图1所示的第1实施方式的有机EL元件1相对应。作为基板5，使用厚度为0.7mm的无碱玻璃板（No．1737；Corning制），在其上涂布作为热塑性树脂的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。之后，使用形成有深度为50nm、间距为200nm的三角沟的模具，升温至PMMA的玻璃化转变温度即105℃以上，压接模具，冷却后将模具与基板5分离，由此将模具的图案转印至树脂上，从而在基板5上形成高度为50nm、间距为200nm的三角沟形状的微细的凹凸6。

利用真空蒸镀法在形成有凹凸6的基板5上以80nm的厚度对铝进行成膜作为金属层2，作为阴极。此时，通过原子间力显微镜（AFM）确认阴极表面，结果确认形成了高度为50nm、间距为200nm的三角沟形状的微细的凹凸2’。

接着，将红色高分子（American Dye Source公司制“Light Emittingpolymer ADS111RE”）溶解在四氢呋喃（THF）溶剂中，使其达到1wt%％，通过旋涂机将获得的溶液涂布在金属层2（阴极）上，使膜厚达到约200nm，在100℃下烧成10分钟，由此获得发光层31。接着，将TFB（聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基))二苯基胺)；American DyeSource公司制“Hole Transport Polymer ADS259BE”）溶解在THF溶剂中，使其达到1wt%％，通过旋涂机将获得的溶液涂布在发光层31上，使膜厚达到约12mm，制作TFB覆膜，在200℃下对其烧成10分钟，由此获得空穴输送层32。在该空穴输送层32上通过旋涂机涂布以1：1混合有聚乙烯二羟噻吩／聚苯乙烯磺酸（PEDOT-PSS；Starck-V TECH公司制“Baytron PAI4083”、PEDOT：PSS＝1：6）和异丙醇的溶液，使PEDOT-PSS的膜厚达到30nm，在150℃下对其烧成10分钟，由此获得空穴输送层33。进而，使用丝网印刷机在空穴注入层33上对ITO纳米粒子（粒径为约40nm；C.I.化成公司制ITCW15ｗt%-G30）中混合有甲基纤维素（信越化学公司制60SH）5wt%的溶液进行图案形成，使膜厚达到300nm左右，在120℃下干燥15分钟，由此形成第2电极层4（阳极），制作有机EL元件1。

（实施例2）

实施例2对应于图2所示的第2实施方式的有机EL元件1。作为金属层2（基板）使用铝箔（约30μm厚），通过在平滑面侧压接与实施例1相同的模具，在铝箔上形成与实施例1相同的三角沟形状的微细的凹凸2’，利用与实施例1相同的方法在该铝箔上形成发光层31。除此之外，与实施例1同样地制作有机EL元件1。

（实施例3）

实施例3对应于图3所示的第3实施方式的有机EL元件1。作为基板5，使用厚度为0.7mm的无碱玻璃板（No.1737；Corning制），在其上涂布作为热塑性树脂的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。之后，使用形成有深度为50nm、间距为200nm的三角沟的模具，升温至PMMA的玻璃化转变温度即105℃以上，压接模具，冷却后将模具与基板5分离，由此将模具的图案转印至树脂上，从而在基板5上形成高度为50nm、间距为200nm的三角沟形状的微细的凹凸6。接着，利用真空蒸镀法，在形成有凹凸6的基板5上以80nm的厚度对铝进行成膜，形成金属层2作为反射层，在其上涂布PMMA100nm，使其固化，形成绝缘层8。进而，在其上利用溅射法形成IZO100nm，将其作为第1电极层9（第1电极层）。有机层3及第2电极层4与实施例1同样地制作，由此制作有机EL元件1。

（比较例1）

作为基板使用厚度为0.7mm的无碱玻璃板（No.1737；Corning制），不形成三角沟形状的微细的凹凸6，而是利用真空蒸镀法在基板上以80nm的厚度对铝进行成膜，形成阴极。除此之外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

（比较例2）

作为基板使用铝箔（约30μm厚），不对其进行模具的压接、而在平滑的面上形成发光层31。除此之外，与实施例2同样地制作有机EL元件。

（比较例3）

作为基板使用厚度为0.7mm的无碱玻璃板（No.1737；Corning制），不形成三角沟形状的微细的凹凸6，而是利用真空蒸镀法在基板上以80nm的厚度对铝进行成膜，形成阴极。除此之外，与实施例3同样地制作有机EL元件。

（评价）

在作为各实施例及比较例制作的有机EL元件中，向电极间通入电流、使电流密度达到10mA／cm²，利用积分球测量大气放射光。然后，根据这些测量结果，计算大气放射光的外量子效率。外量子效率是相对于注入到发光层31内的经再结合的电子数、经放射的光子的比例，大气放射光的外量子效率由有机EL元件的施加电流和大气放射光量计算。计算实施例1～3及比较例1～3的外量子效率，将实施例1与比较例1、实施例2与比较例2、实施例3与比较例3的各自的比示于下述表1。

表1

如表1所示地可确认，实施例1～3分别与比较例1～3相比，外量子效率比优异。另外，施加电压2V时的电流值在实施例1与比较例1、实施例2与比较例2、实施例3与比较例3中，分别为几乎同等的电流值，实施例1～3尽管在金属层2的表面上形成了凹凸2’，但短路得到抑制。

即，通过在金属层2的一个面上设置纳米级尺寸的凹凸2’并在其上层叠有机层3等，能够将在金属层2的表面发生的表面等离激元变成传播光，从而抑制因表面等离激元所导致的光的损失。即，在电极层或光反射层中使用了金属材料时，入射到该金属材料表面的光也难以由于表面等离激元而发生损失，其多数被反射至另一侧、被取出至元件外，因此取光效率提高。另外，通过使各有机层3的各界面处的凹凸小于金属层2面上的凹凸2’，能够抑制元件内部的短路。

需要说明的是，本发明只要是按照在一个面上设有纳米级尺寸的凹凸2’的金属层2的一面侧设置多个有机层3且有机层3的各界面处的凹凸的高度小于设于金属层2上的凹凸2’的方式构成，则并不限定于上述构成。例如，还可形成使用于提高取光效率的粒子分散于发光层31的取光方向的取光层。

本申请基于日本国专利申请2011-065055号，其内容通过参照上述专利申请的说明书及附图纳入本发明中。

符号说明

1 有机EL元件

2 第1电极层（或反射层）

2’ 凹凸

3 有机层

31 发光层

31’ 凹凸

32 有机层（空穴输送层）

32’ 凹凸

33 有机层（空穴注入层）

4 第2电极层

5 基板

6 凹凸

8 绝缘层

9 第1电极层

9’ 凹凸

Claims

1.一种有机电致发光元件，其特征在于，具备在一个面上设有纳米级尺寸的凹凸的金属层、和设于所述金属层的所述一面侧的包含发光层的多个有机层，并且其按照所述有机层的各界面处的凹凸的高度小于设于所述金属层上的凹凸的方式构成。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述金属层上的凹凸按照其高度为10～200nm、其宽度为该凹凸的高度以上的方式形成。

3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述金属层由对所述有机层施加电压的第1电极层构成，并隔着所述有机层形成有与所述第1电极层成对的第2电极层。

4.根据权利要求1～3任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述金属层成为用于形成所述有机层的基板。

5.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述有机层隔着绝缘层和对所述有机层施加电压的第1电极层设置在所述金属层的所述一面侧，并且在所述有机层的与所述第1电极层侧相反的一侧设有第2电极层。

6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述金属层具有反光性、所述第1电极层具有透光性。

7.根据权利要求3或5所述的有机电致发光元件，其特征在于，其按照所述有机层的各界面处的凹凸的高度随着接近所述第2的电极层而减小的方式形成。

8.根据权利要求3或5所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述有机层或所述第2电极层由涂布型材料形成。