CN104396345B - 有机电致发光器件 - Google Patents

Abstract

一种有机EL器件，其包括设置在透光性基板上的至少一个绝缘堤岸、与堤岸相接触的透光性电极、包含发光层并形成在透光性电极上的有机层、以及形成在有机层上的反射电极。堤岸由具有等于或小于有机层的折射率的低折射率的透光性介电材料制成。堤岸具有作为相对于透光性基板倾斜的斜面的侧面，并且侧面具有从与发光层相接触的斜面到与有机层的在反射电极附近的一部分相接触的斜面朝向所述发光层的凹面形状。

Description

有机电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种包含至少一个有机电致发光元件的有机电致发光器件(以下称为有机EL器件)。

背景技术

有机电致发光元件是通过在透明玻璃基板上对阳极、包含发光层的有机层、以及阴极以该顺序进行层叠而配置的，并且通过阳极和阴极通过将电流注入在有机层中来实现电致发光(以下称为EL)。当位于基板的一面上的电极被制成透明时，通过透明电极和基板提取从发光层中发出的光。然而，从发光层发出的一部分光被透明的电极-玻璃界面以及玻璃-空气界面上的全反射所困住，并且不复存在。因此，从发光层发出的仅仅大约20％的光可以被提取到外部。

专利文献1公开了一种通过用透明材料在光提取侧的透明基板上制作用于分开有机层的堤岸(分区)、以及在可见的方向上将用于提取在透光性堤岸中传播的光的反射部设置在透明基板的一侧来提高光提取效率的技术。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2005-310591号

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1的技术中，与透光性堤岸的侧面接触的发光层中的光被提取到堤岸中。然而，存在的问题在于，在有机层中传播的光在被提取到堤岸之前被减弱。

作为示例，本发明的目标在于提供一种能够提高在透明电极中传播的光的光提取效率的有机EL器件。

解决问题的手段

本发明的有机EL器件是一种具有透光性基板以及支持在所述透光性基板上的至少一个有机EL元件的有机EL器件，其中

所述有机EL元件包括设置在所述透光性基板上的至少一个绝缘堤岸、与所述堤岸相接触的透光性电极、包含发光层并形成在所述透光性电极上的有机层、以及形成在所述有机层上的反射电极，

所述堤岸由具有等于或小于所述有机层的折射率的低折射率的透光性介电材料制成，以及

所述堤岸具有作为相对于所述透光性基板倾斜的斜面的侧面，并且所述侧面具有从与所述发光层相接触的斜面到与所述有机层的一部分相接触的斜面朝向所述发光层的凹面形状，其中，所述有机层的该一部分与所述反射电极相接触。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的有机EL器件的俯视图。

图2是沿着图1中的线C-C的截面图。

图3是例示图1中所示的有机EL器件的发光部的分层结构的示意性截面图。

图4是例示图1中所示的有机EL器件的部分的放大的局部截面图。

图5是例示根据本发明的另一实施方式的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

图6是例示作为变型的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

图7是例示作为另一变型的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

图8是例示作为另一变型的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

图9是例示作为另一变型的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

图10是例示作为另一变型的部分有机EL器件的放大的局部截面图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的实施方式。

在图1中，有机EL器件OLED包括多个条形有机EL元件，所述多个条形有机EL元件OELE通过位于作为基板1的由玻璃或树脂制成的光透射板上的多个堤岸BK划分并且在y方向上延伸。各个有机EL元件OELE对齐，并发出不同的发光颜色，例如红色R、绿色G和蓝色B。具有RGB发光颜色的各个有机EL元件组在x方向上对齐。

如图2中所示，有机EL器件中的各个有机EL元件被配置为，使得透光性基板2、包含发光层的有机层3以及反射电极4在堤岸BK之间的基板1上进行分层。在有机EL器件中，从基板1的表面提取通过向透光性电极2和反射电极4施加电压而在有机层3中产生的光。有机EL器件是所谓的底部发光型有机EL面板。与透光性电极2相接触的每个堤岸BK由具有等于或小于有机层3的折射率的低折射率的光透射介电材料制成。这里，“等于折射率”是指一个折射率与另一个折射率之间的差小于0.3，优选地小于0.2或更小，并且特别优选地小于0.1或更小。折射率的“低”或“高”程度可以是足够“低”或“高”以产生测量上的差，并且在实践中被示为所述差大于0.1，优选地大于0.2，更优选地大于0.3或更大，进一步优选地大于0.4或更大，并且特别优选地大于0.5或更大。

构成阳极的多个透光性电极2各自具有带形，在基板1上沿y方向延伸，并且彼此以一定的间隔与x方向平行地对齐，并且进行气相沉积。

堤岸BK形成在基板1和透光性电极2的端部边缘上以覆盖它们，并且沿y方向延伸。在堤岸BK中，形成有在y方向上延伸的各个矩形开口。在每个开口上设置有有机层3。有机层3被对齐，以通过堤岸BK彼此分开，并且将通过堤岸BK分开的多个发光区域分区。各个堤岸BK被至少部分的反射电极4覆盖。堤岸BK包括有机材料堤岸和无机材料堤岸。无机材料堤岸通常通过诸如蚀刻的工序形成。作为形成有机材料堤岸的工序，已知一种湿式涂布方法，例如丝网印刷、喷涂法、喷雾法、旋涂法、凹版印刷以及辊涂法。

如图2中所示，有机EL器件中的各个堤岸BK具有作为沿着y方向相对于透光性基板2倾斜的斜面的侧面，并且该侧面具有与有机层3相接触的凹面形状CCV。作为凹面形状CCV的一部分的裙部SKT在有机层3与透光性电极2之间的界面处终止。

如图3中所示，在堤岸BK的每个开口中的透光性电极2上，空穴注入层3a、空穴输送层3b、发光层3c、电子输送层3d以及电子注入层3e按这个顺序被层叠为有机层3。

保持在透光性电极2和反射电极4之间的有机层3是发光分层本体，不受限于该分层结构，并且例如可以通过在发光层3c与电子输送层3d之间增加空穴阻挡层(未示出)具有包括至少发光层、或者包括可用作层的电荷输送层的分层结构。有机层3可以被配置为使得分层结构不包括空穴输送层3b、空穴注入层3a、或者空穴注入层3a和电子输送层3d。

例如，作为用于发光层3c的发光材料，可以使用任何已知的发光材料，例如荧光材料和磷光材料。

发出蓝光的荧光材料的示例可以包括萘、苝和芘。发出绿光的荧光材料的示例可以包括喹吖啶酮的衍生物、香豆素衍生物、以及诸如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)这样的铝复合物。发出黄光的荧光材料的示例可以包括红荧烯衍生物。发出红光的荧光材料的示例可以包括4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)系化合物、苯并吡喃衍生物以及罗丹明衍生物。磷光材料的示例可以包括铱、铂、钌、铑和钯的复杂化合物。磷光材料的具体示例可以包括三(2-苯基吡啶)铱(即，Ir(ppy)₃)以及三(2-苯基吡啶)钌。

分别发出红色、绿色和蓝色的发光颜色的光的有机层3重复并列设置，并且通过以给定的比率将红光、绿光和蓝光混合被识别为单一发光颜色的光从作为光提取表面的基板1的表面发出。

作为形成有机层3的程序，已知一种干式涂布方法，例如溅射法和真空沉积法，以及一种湿式涂布方法，例如丝网印刷、喷涂法、喷雾法、旋涂法、凹版印刷以及辊涂法。例如，空穴注入层、空穴输送层以及发光层可以通过湿式涂布方法形成为各个膜的厚度是一致的，并且电子输送层和电子注入层可以通过干式涂布方法依次各自形成为各个膜的厚度是一致的。进一步地，全部功能层可以通过湿式涂布方法依次形成为各个膜的厚度是一致的。

作为将空穴供应到功能层直至发光层3c的阳极的透光性电极2可以由铟锡氧化物(ITO)、氧化锌、氧化锌-氧化铝(即，AZO)、氧化铟-氧化锌(即，IZO)、二氧化锡-三氧化二锑(即，ATO)或二氧化钌制成。优选的是，选择具有在从发光层发出的光的波长中至少10％或更高的透射率的材料用于透光性电极2。

透光性电极2通常具有单层结构，但是如果需要的话可以具有由多种材料组成的分层结构。

对于作为将电子供应到功能层直至发光层3c的阴极的反射电极4，例如使用诸如铝、银、铜、镍、铬、金或铂的金属，但是材料不限于这些。可以单独使用一种材料，或者可以以任何比率组合使用其中的两种或多种材料。

为了高效地注入电子，优选的是，用于反射电极4的材料包括具有低功函数的金属。例如，使用诸如锡、镁、铟、钙、铝、或银、或其合金的合适金属。其具体示例可以包括由具有低功函数的合金制成的电极，所述合金例如有镁银合金、镁铟合金、和铝锂合金。作为反射电极4的具有20nm厚度的银薄膜具有50％的透射率。作为金属薄膜的具有10nm厚度的铝薄膜具有50％的透射率。作为金属薄膜的具有20nm厚度的镁银合金薄膜具有50％的透射率。当反射电极4由金属薄膜制成时，薄膜厚度的下限需要是5nm以保证导电率。

可以通过溅射法或真空气相沉积法在有机层2上将反射电极4形成为单层薄膜或多层薄膜。

在有机EL器件中，有机层3被保持在透光性电极2和反射电极4之间，并且与该透明电极2和反射电极4相接触。因此，当通过透光性电极2和反射电极4向有机层3施加驱动电压时，在有机层3中的发光层3c中产生的部分光穿过透光性电极2，并且部分光反射在反射电极4上并穿过透光性电极2，然后从透光性基板1的表面中提取这些光。

[有机EL器件的性能}

接下来，将描述有机EL器件的性能。用与上述实施方式中相同的标号表示的部件与实施方式的有机EL器件中的相同，因此将省略其详细说明。在图4和下面的附图中示出的有机EL器件中，将提供说明，而玻璃基板1的折射率n1是1.5，透光性电极2的折射率n2是1.8，有机层3的折射率n2是1.8，并且堤岸BK的折射率n1是1.5。

如图4中所示，有机EL器件中的堤岸BK具有作为相对于透光性基板2倾斜的斜面的侧面。堤岸BK的侧面具有从与发光层3c相接触的斜面A到与有机层3的一部分相接触的斜面B的、与反射电极4相接触的朝向所述发光层3c的凹面形状CCV。

堤岸BK的侧面包括裙部SKT，在该裙部SKT中，与发光层3c相接触的斜面A和透光性基板2之间的角度α小于与反射电极4相接触的部分的有机层3相接触的斜面B和透光性基板2之间的角度β。具体地，堤岸BK相对于发光层3c和透光性电极2之间的界面的倾斜角度α和堤岸BK相对于反射电极4的面的倾斜角度β是不同的，关系为α＜β。堤岸BK的裙部SKT在有机层3与透光性电极2之间的界面处终止。

有机层3被堤岸BK的终止所分离，在堤岸BK的一面上的有机层3是衰减发光区域，并且远离堤岸BK的裙部SKT的有机层3是正常发光区域。这是因为透光性电极2被裙部SKT覆盖，并且作为阳极的透光性电极2和作为阴极的反射电极4不通过有机层3彼此相对。

进入衰减发光区域的光L0在锥形的反射电极4和堤岸BK的侧面(即，裙部SKT)之间反复曲折反射，最后进入有机层3的最外层边缘，所述衰减发光区域即是在堤岸BK侧的端部边缘处的有机层3的锥形部分。结果，反射光极度减少并且只进入堤岸BK的侧面。因此，该实施方式具有这样的机制，在该机制中，在具有楔形横截面的端部边缘处的有机层3的锥形部分重复反射，以将光L0向内引入堤岸BK的上部，并且所述光L0只朝向堤岸BK的侧面发出。当具有高折射率的有机层3中的光进入由低折射率材料制成的堤岸BK时，具有等于或大于临界角度的角度的光全反射在作为平面的界面上，并且不进入具有低折射率的堤岸BK的侧面。这是由于有机层3具有高折射率区域(n2＝1.8)。然而，堤岸BK的上部中的大部分光成为具有小于临界角度的角度的光，并且被提取到堤岸BK侧。

图5示出作为阳极的ITO透光性电极2、空穴注入层3a、发光层3c、电子注入层3e、以及作为阴极的反射金属电极4被层叠在透明玻璃基板1上的有机EL器件中的部分的有机EL元件。直至发光层3的有机层通过诸如喷墨法的湿式涂布方法形成，并且电子注入层3e的有机层以及下面的层通过气相沉积法形成。

在图5中，在具有堤岸BK的斜面A和斜面B之间的凹面形状CCV的堤岸BK的一侧的有机层3可以被认为是在作为深度方向的y方向上延伸的柱状透镜的一部分。在有机EL器件中，堤岸BK相对于发光层3c的界面的倾斜角度α(相对于穿过正常发光区域中的发光点并且与透光性电极2相平行的面的堤岸BK的倾斜角度)小于与反射电极4相接触的堤岸BK的倾斜角度β。

在从发光点远离堤岸BK的一侧中，作为阳极的透光性电极2与作为阴极的反射电极4正常地彼此相对。在从发光点远离堤岸BK的区域中，发光正常，并且在更接近堤岸BK的区域中，发光量减少。

具有裙部SKT的倾斜角度α的斜面A部分的厚度从大致为倾斜角度α的透光性电极2逐渐增加。堤岸BK由具有折射率n1为1.5的光透射介电材料制成，并且发光层3c由具有折射率n2为1.8的发光材料制成。因此，折射率n1和n2满足关系nl＞n2，并且在堤岸BK与发光层3c之间的界面中，在堤岸BK的裙部SKT下方以较低的折射率产生瞬逝光。此外，当具有1.8的折射率的透光性电极2出现在裙部SKT下方时，光不会全反射，直至裙部SKT的厚度达到大约80nm，并且因此光穿过基板1。将要散发出的瞬逝光的量以指数方式减少，并且被认为是大致达到其波长。然而，其大致范围大约为150nm。发出的光穿过具有大约25nm至30nm的厚度的裙部SKT，并且在具有等于或大约该厚度的厚度的裙部中展示出光全反射的角度。

在正常发出的光L1全反射的部分，斜面B的角度比斜面A的角度更锐(α＜β)。因此，如图5中所示，正常发出的光L1全反射在斜面A上，然后全反射在斜面B上，反射在反射电极上，并在斜面B处进入堤岸BK。

全反射在斜面A上并直接反射在反射电极4上的光L2在斜面B处进入堤岸BK。

如上所述，在实施方式中，堤岸BK的倾斜根据有机层的位置而不同，倾斜角度β被制成小于倾斜角度α，并且发光层3c设置在凹形内部。因此，即使当使用低折射率材料时，大量的光也能进入透光性堤岸BK。凹面形状CCV的光提取效率得到提高，此外，与仅仅陡峭面的斜面相比，向具有低折射率的堤岸BK的光的入射增加。这是由于利用了裙部SKT的薄膜部分中的近场光。

进一步，在有机层3与透光性电极2之间输入凹面形状CCV的端部(裙部SKT)。因此，即使当用于堤岸的透光性介电材料特别地不是亲液性的，几乎不需要考虑有机材料的润湿特性。通常来说，当堤岸的倾斜降低时，亲液性增加，并且容易应用有机材料。因此，不需要亲液性材料特别用于堤岸BK，并且用于堤岸的材料的选择增多。用于堤岸的材料的示例可以包括诸如氟化聚烯烃基树脂的氟化树脂、氟化聚酰亚胺树脂、以及氟化聚丙烯酸树脂。

由于凹面形状CCV的裙部SKT被输入在有机层3和透光性电极2之间，因此可以防止透光性电极2和反射电极4之间的漏电和短路。

图5中所示的透光性堤岸BK具有倾斜逐渐变化的凹面形状CCV，但不限于这种形状。如图6中所示，透光性堤岸BK可以被配置为斜面A和斜面B是平面的并分别具有倾斜角度α和β。

[变型]

图7是例示根据变型例从有机EL器件部分地切离的堤岸BK的周边的截面图。在下面的示例中，用与上述实施方式中相同的标号表示的部件与实施方式的有机EL器件中的相同，因此将省略其详细说明。

在图7的变型中，直至发光层3c的有机层通过诸如喷墨法的湿式涂布方法形成，并且电子注入层的有机层以及下面的层利用掩模通过气相沉积法形成。包括电子输送层和电子注入层的有机层3在电子输送层和电子注入层的气相沉积期间利用具有加宽开口的掩模形成在堤岸BK的顶部附近。结果，形成了有机层没有通过气相沉积形成在堤岸BK的顶面上的部分，即，反射电极4与堤岸BK相接触的部分。根据图7的变型例，当重复进行光的全反射、直至光到达与和顶面的反射电极4相接触的有机层3的一部分相接触的堤岸的斜面时，光到达顶面的反射电极4。然后光能够进入透光性堤岸BK。

在图8所示的变型例中，有机层3中的全部的层是通过诸如喷墨法的湿式涂布方法形成的涂布型层。通过湿式涂布方法形成的电子注入层3e的端部终止在堤岸BK的侧面。

在图9所示的变型例中，有机层3的全部的层是通过湿式涂布方法形成的涂布型层，发光层3c的厚度增加，并且电子注入层3e的厚度减小。

在图10所示的变型例中，有机层3的全部的层是通过湿式涂布方法形成的涂布型层，并且电子阻挡层、作为发光层3c的RGB发光层、以及空穴阻挡层从空穴注入层3a侧向电子注入层3e侧进行层叠。

在全部的实施方式中，当透光性的低折射率材料被用在诸如有机EL器件中的堤岸BK这样的非发光区域时，在有机层3中的透光性电极2上被全反射的光进入堤岸BK的侧面部分。其折射角度发生变化，并且光以不同的辐射角度朝向基板1发射。因此，可以提高在透明电极中传播的光的光提取效率。

作为透光性基板1，可以使用石英玻璃板或玻璃板、金属板、金属箔、柔性树脂基板、塑料薄膜或片材等。具体地，优选玻璃板，以及诸如聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、和聚砜的合成树脂的透明板。当使用合成树脂基板时，应当注意阻气性。当基板的阻气性过小时，有机EL器件可能由于穿过基板的空气而退化。因此，其不是优选的。因此，优选方法之一是将致密的硅氧化膜等设置在合成树脂基板的至少一面上，以保证阻气性。

此外，可以设置密封罐(未示出)来覆盖在有机EL器件上以带状对齐的发光部分和围绕该部分的堤岸，并将所述发光部分和所述堤岸密封。为了提高发出光的光提取效率，可以在基板1的外表面上附加光提取薄膜(未示出)以覆盖发光部分并具有大于该发光部分的面积的面积。在全部的实施方式中，有机层是发光分层本体，而发光分层本体可以通过对无机材料薄膜进行层叠来配置。

参考标号列表

1 基板

2 透光性电极

3 有机层

3a 空穴注入层

3b 空穴输送层

3c 发光层

3d 电子输送层

3e 电子注入层

4 反射电极

BK 堤岸

SKT 裙部

Claims (11)

1.一种有机EL器件，所述有机EL器件包括透光性基板以及支持在所述透光性基板上的至少一个有机EL元件，其中

所述有机EL元件包括设置在所述透光性基板上的至少一个绝缘堤岸、与所述绝缘堤岸相接触的透光性电极、包含发光层并形成在所述透光性电极上的有机层、以及形成在所述有机层上的反射电极，

所述绝缘堤岸由具有等于或小于所述有机层的折射率的低折射率的透光性介电材料制成，以及

所述绝缘堤岸具有作为相对于所述透光性基板倾斜的斜面的侧面，并且所述侧面具有从与所述发光层相接触的斜面到与所述有机层的一部分相接触的斜面朝向所述发光层的凹面形状，其中，所述有机层的该一部分与所述反射电极相接触。

2.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，所述侧面包括裙部，在该裙部中，在与所述发光层相接触的斜面和所述透光性基板之间形成的角度小于在所述透光性基板和与所述有机层的一部分相接触的斜面之间所形成的角度，其中，所述有机层的该一部分与所述反射电极相接触。

3.根据权利要求2所述的有机EL器件，其中，所述绝缘堤岸在所述有机层与所述透光性电极之间的界面处终止。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的有机EL器件，其中，所述绝缘堤岸覆盖有所述反射电极的至少一部分。

5.一种有机EL器件，所述有机EL器件包括：

透光性基板；以及

设置在所述透光性基板上的至少一个有机EL元件，其中

所述有机EL元件包括设置在所述透光性基板上的至少一个堤岸、与所述至少一个堤岸相接触的第一电极、形成在所述第一电极上的有机层、以及形成在所述有机层上的第二电极，以及

所述至少一个堤岸包括具有等于或小于所述有机层的折射率的低折射率的透光性介电材料，以及

所述至少一个堤岸包括具有相对于所述透光性基板的斜面的侧面，所述侧面包括与所述有机层相接触的第一部分以及与所述第二电极相接触的第二部分。

6.根据权利要求5所述的有机EL器件，其中，

所述侧面的所述第一部分相对于所述透光性基板的角度小于所述侧面的所述第二部分相对于所述透光性基板的角度。

7.一种有机EL器件，所述有机EL器件包括：

多个有机EL元件，所述多个有机EL元件中的每个有机EL元件包括：

与至少一个堤岸相接触的第一电极；

形成在所述第一电极上的有机层；以及

形成在所述有机层上的第二电极，其中

所述至少一个堤岸包括具有与所述有机层相接触的第一部分和与所述第二电极相接触的第二部分的侧面，并且

所述侧面具有相对于通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的斜面。

8.根据权利要求7所述的有机EL器件，其中，对于所述多个有机EL元件中的每个有机EL元件，

所述侧面的所述第一部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度小于所述侧面的所述第二部分相对于所述通过所述正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度。

9.根据权利要求7所述的有机EL器件，其中，对于所述多个有机EL元件中的每个有机EL元件，

所述有机层包括发光层，

所述侧面具有作为柱状透镜的部分的凹形，以及

所述侧面的与所述发光层相接触的所述第一部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度小于所述侧面的与所述第二电极相接触的所述第二部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度。

10.根据权利要求7所述的有机EL器件，其中，对于所述多个有机EL元件中的每个有机EL元件，

所述有机层包括发光层，并且

所述侧面的形成与所述发光层相接触的第一平面的所述第一部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度小于所述侧面的形成与所述第二电极相接触的第二平面的所述第二部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度。

11.根据权利要求7所述的有机EL器件，其中，对于所述多个有机EL元件中的每个EL元件，

所述有机层包括发光层，

所述侧面具有凹形，并且

所述有机层包括设置在所述侧面与所述第二电极之间的部分，以及

所述侧面的与所述发光层相接触的所述第一部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度小于所述侧面的具有设置在所述侧面和所述第二电极之间的所述有机层的所述部分相对于所述通过正常发光区域中的发光点并且与所述第一电极平行的面的倾斜角度。