CN104620404A - 发光元件以及发光设备 - Google Patents

发光元件以及发光设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104620404A
CN104620404A CN201380047158.8A CN201380047158A CN104620404A CN 104620404 A CN104620404 A CN 104620404A CN 201380047158 A CN201380047158 A CN 201380047158A CN 104620404 A CN104620404 A CN 104620404A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
ground floor
light
light extraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201380047158.8A
Other languages
English (en)
Inventor
米原健矢
小野富男
泽部智明
杉启司
加藤大望
榎本信太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN104620404A publication Critical patent/CN104620404A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8052—Cathodes
    • H10K59/80523—Multilayers, e.g. opaque multilayers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H10K50/826—Multilayers, e.g. opaque multilayers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

根据一个实施例，发光元件(1)包括第一电极(10)、第二电极(20)、以及发光层(30)。第二电极(20)与第一电极相对地提供。发光层被提供在第一电极和第二电极之间。第二电极包括多个层(21，22)。该多个层中的每一个层包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Al合金、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同。

Description

发光元件以及发光设备
领域
本文描述的各实施例一般涉及发光元件和发光设备。
背景技术
有机电致发光元件已知是发光元件的示例。
有机电致发光元件包括阴极电极、阳极电极、以及在阴极电极和阳极电极之间提供的发光层。
在有机电致发光元件中，电压被施加在阴极电极和阳极电极之间。因而，电子从阴极电极被注入到发光层，且空穴从阳极电极被注入到发光层。注入的电子和空穴复合，并且激子因该复合而被生成。在激子经历辐射性去激活时，光被生成。
在注入有机电致发光元件等发光元件中，光提取效率的提高是需要的。
引用列表
专利文献
专利文献1：美国专利No.6660411
附图说明
[图1]图1是示出根据第一实施例的发光元件的示意截面图。
[图2]图2A-2B是示出根据对比例的有机电致发光元件100中提供的发光层30中的发光位置33处生成的光的损失的示意图。
[图3]图3是示出第一层21中包含的材料与光提取效率之间的关系的图表。
[图4]图4A到4D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图5]图5A到5D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图6]图6A到6D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图7]图7A到7D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图8]图8A到8D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图9]图9A到9D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图10]图10A到10D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图11]图11A到11D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图12]图12A到12D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图13]图13A到13D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图14]图14A到14D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图15]图15A到15D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图16]图16A到16D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图17]图17A到17D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图18]图18是示出根据第一实施例的发光元件的示意截面图。
[图19]图19A到19D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图20]图20A到20D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图21]图21A到21D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图22]图22A到22D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图23]图23A到23C是示出在包括具有两层结构的第二电极20的情况下以及在包括具有三层结构的第二电极20a的情况下等离子损失的降低的图表。
[图24]图24A和24B是示出在包括具有两层结构的第二电极20的情况下以及在包括具有三层结构的第二电极20a的情况下等离子损失的降低的图表。
[图25]图25A和25B是示出在包括具有三层结构的第二电极20a的情况下等离子损失的降低的图表。
[图26]图26A和26B是示出在包括具有三层结构的第二电极20a的情况下等离子损失的降低的图表。
[图27]图27A和27B是示出根据第三实施例的发光元件的示意截面图。
[图28]图28是示出根据第四实施例的发光元件的示意截面图。
[图29]图29A到29I是示出根据第五实施例的有机电致发光元件的示意图。
[图30]图30A到30E是示出图29A的截面的示意图。
[图31]图31A到31E是示出图29E的截面的示意图。
[图32]图32A到32G是示出根据第五实施例的各变型的有机电致发光元件的示意图。
[图33]图33A到33J是示出根据第六实施例的有机电致发光元件的示意图。
[图34]图34A到34H是示出图33A的截面的示意图。
[图35]图35A到35G是示出图33H的截面的示意图。
[图36]图36A到36I是示出根据第七实施例的有机电致发光元件的示意图。
[图37]图37A到37G是示出根据第七实施例的各变型的有机电致发光元件的示意图。
[图38]图38A到38D是示出根据第八实施例的有机电致发光元件的示意图。
[图39]图39A到39D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图40]图40A到40D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图41]图41A到41D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图42]图42A到42D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图43]图43A到43D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图44]图44A到44D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图45]图45A到45D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
[图46]图46A到46D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
详细描述
根据一个实施例，发光元件包括第一电极、第二电极、以及发光层。第二电极与第一电极相对地提供。发光层被提供在第一电极和第二电极之间。第二电极包括多个层。该多个层中的每一个层包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Al合金、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同。
在下文中，将参考附图描述各种实施例。
附图是示意性的或概念性的。例如每部分的厚度和宽度之间的关系、各部分之间的尺寸比在现实中不一定与图示的相似。此外，可根据附图以不同尺寸或比例显示相同的部分。
在本说明书和附图中，与先前参考在先附图所描述的组件类似的组件被标示为类似的附图标记，并且适当地省略其详细描述。
在以下描述中，作为发光元件的示例，采取了可用于显示器(显示设备)和照明设备的有机电致发光元件。然而，发光元件不限于有机电致发光元件。各实施例适用于包括具有大于等于1.6且小于等于2.2的折射率的发光层的发光元件。
(第一实施例)
图1是示出根据第一实施例的发光元件的示意性截面图。
如图1所示，作为发光元件的示例的有机电致发光元件1包括第一电极10、第二电极20、发光层30、以及第一功能层40。
第一电极10对从发光层30发出的光而言是能透射的。
第一电极10用作例如阳极。第一电极10的厚度尺寸(沿堆叠方向的长度)可被设为例如50纳米(nm)或更大。
第一电极10包括例如包含从包括In、Sn、Zn以及Ti的组中选择的至少一个元素的氧化物。第一电极10是例如ITO(氧化铟锡)薄膜。
第二电极20与第一电极10相对地提供。
第二电极20用作例如阴极。
如下所述，第二电极20包括多个层。多个层包含从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Al合金、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同。
或者，第一电极10可被用作阴极，且第二电极20可被用作阳极。
第二电极20包括第一层21和第二层22。
第一层21被提供在提供有发光层30的一侧上。第二层22被提供在第一层的与发光层的一侧相对的相对侧上。即，第一层21被提供在第一功能层40与第二层22之间。
第一层21可以用具有低等离子损失的导电材料形成。
具有低等离子损失的材料的示例可包括包含从包括碱金属和碱土金属的组中选择的至少一者的材料。
例如，第一层21可由包括碱金属和碱土金属中的至少一者的材料制成，且第二层22可由包括从包括Al、Ag、以及Ag合金的组中选择的至少一者的材料制成。
第一层21的厚度尺寸可被设为大于等于1纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)。
第一层21可被部分提供在第二层22的表面上，或者可被提供以覆盖第二层22的表面。然而，如果第一层21覆盖第二层22的表面，则等离子损失可被进一步降低。
在这种情况下，第一层21的厚度尺寸可被设为10纳米(nm)或更大。随后，第一层21可被提供以覆盖第二层22的表面。因而，第一层21的厚度尺寸优选地被设为大于等于10纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)。
与诸如等离子损失的降低、第一层21的材料、以及第一层21的厚度尺寸等有关的细节将稍后描述。
第二层22被提供在第一层21的与提供有第一功能层40的一侧相对的相对侧上。
第二层22的材料没有具体限制，只要它是导电的。
在此，如果第一层21由碱金属等形成，则第一层21可具有高电阻率。随后，如果第二层22由具有低电阻率的材料形成，则驱动电压可被降低。例如，第二层22可由包含从包括Al、Al合金、Ag以及Ag合金(例如，镁银合金)的组中选择的至少一者的材料制成。
第二层22的厚度尺寸没有具体限制。然而，如果它被制作得过薄，则在第二电极20中，大电势差可发生在相对于连接到外部电源的部分的近侧与远侧之间。如果大电势差发生在相对于连接到外部电源的部分的近侧和远侧之间，则，亮度不均匀性可发生。
因而，第二层22的厚度尺寸可被设为例如约150纳米(nm)。
根据这一实施例的有机电致发光元件1具有包括第一层21和第二层22的第二电极20，第一层21包含具有低等离子损失的材料，第二层22包含具有低电阻率的材料。因而，等离子损失可被降低。相应地，光提取效率可被提高。
发光层30被提供在第一电极10和第一功能层40之间。发光层30发出包含可见光波长的分量的光。发光层30的厚度尺寸可被设为例如10纳米(nm)或更大。
发光层30可由例如有机材料形成。发光层30包含诸如Alq3、F8BT以及PPV。发光层30可由主材料以及添加到主材料的掺杂物的混合材料制成。主材料可以基于诸如CBP、BCP、TPD、PVK以及PPT。掺杂材料可以基于诸如Flrpic、Ir(ppy)3、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(piq)以及Flr6。
或者，发光层30可以由不包含掺杂的材料形成。
发光层30可由一个层制成，或者可通过堆叠由不同材料形成的多个层来制成。
第一功能层40被提供在发光层30和第一层21之间。
第一功能层40的厚度尺寸没有具体限制。第一功能层40的厚度尺寸可被设为例如约1纳米(nm)。
第一功能层40用作例如电子注入层。用作电子注入层的第一功能层40可包含诸如LiF和CsF。
第一功能层40用作例如电子传输层。
第一功能层40可通过堆叠用作电子注入层的层和用作电子传输层的层来制成。用作电子传输层的层包含诸如Alq3、BAlq、POPy2、Bphen以及3TPYMB。
第一功能层40不一定需要，但在必要时可被提供。
图1中示出的有机电致发光元件1包括第一电极10的与提供有发光层30的一侧相对的相对侧上的基板60。即，第一电极10被提供在基板60与发光层30之间。基板60对从发光层30发出的光而言是能透射的。基板60是例如玻璃基板。
有机电致发光元件1是底部发射型有机电致发光元件。从发光层30发出的光主要从第一电极10侧(基板60侧)提取。
此外，第二功能层(未示出)也可被提供在第一电极10与发光层30之间。
第二功能层用作例如空穴注入层。用作空穴注入层的第二功能层包含诸如PEDPOT:PPS、CuPc以及MoO3。
第二功能层用作例如空穴传输层。用作空穴传输层的第二功能层包含诸如α-NPD、TAPC、m-MTDATA、TPD以及TCTA。
第二功能层可通过堆叠用作空穴注入层的层和用作空穴传输层的层来制成。
第二功能层的厚度尺寸没有具体限制。第二功能层的厚度尺寸可被设为例如约1纳米(nm)。第二功能层在必要时提供。
此外，多个微透镜(未示出)也可被提供者基板60的与提供有第一电极10的一侧相对的相对侧表面上。微透镜的形状没有具体限制。例如，微透镜可以被成形为半球。在其中多个微透镜被提供者基板60上的情况下，具有被安排成矩阵的多个微透镜的微透镜薄片可被提前形成，并随后被贴附于基板60。
此外，在基板60上提供改变光路径的散射层也是可能的。
接着，等离子损失的上述降低被进一步描述。
图2A-2B是示出根据对比例的有机电致发光元件100中提供的发光层30中的发光位置33处生成的光的损失的示意图。
在此，图2A是示出在发光层30中的发光位置33处生成的光的轨迹的示意截面图。图2B是示出每一光学模式中的损失的图表。图2B示出光提取效率的示例仿真结果。图2B的水平轴表示从发光位置33到第二电极120的距离。图2B的垂直轴表示光提取效率。仿真的条件被设置如下：第一电极10被假定为由ITO制成。第一电极10的厚度尺寸被设为110纳米(nm)。发光层30的折射率被设为1.9。发光层30的厚度尺寸通过将从发光位置33到第二电极120的每一距离(图2B的水平轴上的每一距离)加上80纳米(nm)来给出。第二电极120被假定为由Al制成。第二电极120的厚度尺寸被设为150纳米(nm)。基板60的折射率被设为1.5。在发光层30的发光位置33处生成的光的波长被设为525纳米(nm)。
如图2A所示，根据对比例的有机电致发光元件100包括第一电极10、由金属(Al)制成的第二电极120、发光层30、以及基板60。即，根据对比例的有机电致发光元件100具有典型的有机电致发光元件的结构。因而，根据对比例的有机电致发光元件100不包括包含第一层21和第二层22的上述第二电极20。
如图2A所示，在有机电致发光元件100中，在发光层30的发光位置33处生成的光的轨迹被宽泛地分类成四个类型。在发光位置33处生成的光包括包括外部模式分量L1、基板模式分量L2、薄膜层模式分量L3、以及由金属制成的第二电极120中的损失分量L4。在下文中，“由金属制成的第二电极120中的损失分量L4”被简称为“损失分量L4”。
外部模式分量L1是可被提取到有机电致发光元件100外部的分量。基板模式分量L2是到达基板60但在基板60与外部空气之间的界面处被全反射的分量。薄膜层模式分量L3是到达第一电极10但在第一电极10与基板60之间的界面处被全反射的分量。在这种情况下，基板模式分量L2可从基板60的与同外部空气接触的表面60a以及同第一电极10接触的表面60B不同的表面处被提取到外部，诸如从与表面60a或表面60b相交的表面处。同样，薄膜层模式分量L3也可从第一电极10被提取到外部。即，外部模式分量L1、基板模式分量L2、以及薄膜层模式分量L3是可被提取到外部的分量。
相反，损失分量L4是被由金属制成的第二电极120损失的分量。
在此，入射在第二电极120上的光包括传播光和非传播光。
传播光和非传播光是从发光层30发出的光的分量。
传播光是可在无吸收介质中传播到无限远处的光。
非传播光是强度随传播距离指数衰减的光。
在其中在发光位置33与第二电极120之间存在具有不同折射率的边界的情况下，传播光的一部分可因全反射而转成非传播光并且到达第二电极120。
损失分量L4包括传播光的损失和非传播光的损失。
传播光的损失(此后称为传播光损失)是由于第二电极120的吸收而造成的损失。传播光损失不依赖于发光位置33与第二电极120之间的距离。
非传播光的损失(此后称为非传播光损失)是由于迅衰光与第二电极120中的金属的电子的相互作用而造成的。这一非传播光损失被称为等离子损失。等离子损失(非传播光损失)依赖于发光位置33与第二电极120之间的距离。随着发光位置33与第二电极120之间的距离变得越长，等离子损失变得越低。
如图2B所示，外部模式分量L1、基板模式分量L2、薄膜层模式分量L3、以及损失分量L4随着从发光位置33到第二电极120的距离而变化。
有机电致发光元件100的光提取效率可通过降低损失分量L4的不能被提取到外部的等离子损失部分来被提高。等离子损失可通过加长发光位置33与第二电极120之间的距离来被降低。
在这种情况下，如在图1中所示的有机电致发光元件1中，到达电子注入层或电子传输层的第一功能层40可被提供在第二电极120与发光层30之间。随后，发光位置33与第二电极120之间的距离可通过增加第一功能层40的厚度尺寸而被加长。
然而，为了降低等离子损失，第一功能层40的厚度尺寸需要被设为约200纳米(nm)。这可增加压降并使驱动电压升高。
因而，根据这一实施例的有机电致发光元件1被配置成包括包含第一层21和第二层22的第二电极20，第一层21包含具有低等离子损失的材料，第二层22包含具有低电阻率的材料。相应地，等离子损失可由第一层21来降低，且驱动电压可由第二层22来降低。
图3是示出第一层21中包含的材料与光提取效率之间的关系的图表。
图3的水平轴表示第一层21的复数折射率的实数部分。图3的垂直轴表示第一层21的复数折射率的虚数部分。
图3的符号表示相应材料。
在图3中，光提取效率的量级由单调阴影来表示。在此，较高的光提取效率由较深阴影来表示，且较低的光提取效率由较浅阴影来表示。
图3示出光提取效率的示例仿真结果。
仿真的条件被如下设置：第一电极10被假定为由ITO制成。第二电极22被假定为由Ag制成。在发光层30的发光位置33处生成的光的波长被设为525纳米(nm)。第一层21的厚度尺寸被设为20纳米(nm)。第二层22的厚度尺寸被设为150纳米(nm)。第一层21中包含的材料被改变，且确定每一材料的光提取效率。
如从图3可见，与诸如Al和Au相比，在第一层21中包含的材料是诸如Li、Na、K、Rb以及Cs等碱金属的情况下，光提取效率可被提高。
与诸如Al和Au相比，光提取效率也可因碱土金属而被提高，诸如Mg。
在这种情况下，第一层21只需要包含碱金属和碱土金属中的至少一者。例如，第一层21可由碱金属和碱土金属之一(单个元素)制成。或者，例如，第一层21可由包含碱金属和碱土金属中的至少一者的合金制成。
第一层21可包含碱金属和碱土金属以外的元素。然而，如果碱金属和碱土金属以外的该元素被极大量地包含，则等离子损失可能增加。因而，在第一层21包含碱金属和碱土金属以外的元素的情况下，添加量优选地较小，使得光提取效率不会低于诸如Al和Au的光提取效率。
在此，在图3中示出的示例中，在发光层30中的发光位置33处生成的光的波长是525纳米(nm)。
根据发明人获得的知识，光提取效率随第一层21中包含的元素以及光的波长分量而变化。即，光提取效率具有波长依赖性。
接着，描述光提取效率的波长依赖性。
图4A到10D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
图4A到10D示出示例仿真结果。
图4A到10D中的水平轴表示第一层21的厚度尺寸。图4A到10D中的垂直轴表示光提取效率。图4A到10D中的L11和L11’表示外部模式分量L1，且L12和L12’表示外部模式分量L1与基板模式分量L2的总和。L13和L13’表示外部模式分量L1、基板模式分量L2以及薄膜层模式分量l3的总和。L11、L12、以及L13表示其中提供由规定材料制成的第一层21的情况。L11’、L12’、以及L13’表示其中提供由Ag制成的第二电极120的情况。
在此，在降低等离子损失的情况下，损失分量L4被降低。损失分量的L4的降低造成外部模式分量L1、基板模式分量L2以及薄膜层模式分量l3的增加。
因而，在图4A到10D中，L11、L12以及L13高于L11’、L12’以及L13’的状态指示光提取效率的提高。
在图4A到10D，具有后缀A的附图示出了其中在发光层30中的发光位置33处生成的光的波长是450纳米(nm)的情况。具有后缀B的附图示出了其中光的波长是500纳米(nm)的情况。具有后缀C的附图示出了其中光的波长是550纳米(nm)的情况。具有后缀D的附图示出了其中光的波长是600纳米(nm)的情况。
在图4A到10D中，第一电极10被假定为由ITO制成。第一电极10的厚度尺寸被设为110纳米(nm)。发光层30的折射率被设为1.8。发光层30的厚度尺寸被设为140纳米(nm)。第一层21的厚度尺寸被设为20纳米(nm)。第二电极22被假定为由Ag制成。第二层22的厚度尺寸被设为150纳米(nm)。发光位置33被设为在发光层30中距发光层30的提供有第二电极20的一侧上的表面40纳米(nm)的位置。
图4A到10D示出其中第一层21由Li制成的情况。
如从图4A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Li的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。
图5A到5D示出其中第一层21由Na制成的情况。
如从图5A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Na的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。
图6A到6D示出其中第一层21由K制成的情况。
如从图6A到6D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含K的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含K的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图7A到7D示出其中第一层21由Rb制成的情况。
如从图7A到7D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Rb的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Rb的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图8A到8D示出其中第一层21由Cs制成的情况。
如从图8A到8D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Cs的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Cs的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图9A到9D示出其中第一层21由Mg制成的情况。
如从图9A到9D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Mg的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Mg的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图10A到10D示出其中第一层21由Ca制成的情况。
如从图10A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Ca的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。在这种情况下，光提取效率的波长依赖性低于Li和Na的波长依赖性。
图11A到17D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
图11A到17D示出示例仿真结果。
在图11A到17D中，第二层22被假定为由Al制成。其余条件和符号与图4A到10D相同。
图11A到11D示出其中第一层21由Li制成的情况。
如从图11A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Li的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。
图12A到12D示出其中第一层21由Na制成的情况。
如从图12A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Na的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。
图13A到13D示出其中第一层21由K制成的情况。
如从图13A到13D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含K的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含K的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图14A到14D示出其中第一层21由Rb制成的情况。
如从图14A到14D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Rb的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Rb的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图15A到15D示出其中第一层21由Cs制成的情况。
如从图15A到15D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Cs的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Cs的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图16A到16D示出其中第一层21由Mg制成的情况。
如从图16A到16D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Mg的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Mg的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图17A到17D示出其中第一层21由Ca制成的情况。
如从图17A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Ca的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。在这种情况下，光提取效率的波长依赖性低于Li和Na的波长依赖性。
如从图4A到17D可见，如果第一层21包含碱金属和碱土金属中的至少一者，则等离子损失可被降低。因而，光提取效率可被提高。
在此，如果第一层21包含从包括K、Rb以及Cs的组中选择的至少一者，则等离子损失可被显著地降低，且光提取效率的波长依赖性可被降低。
此外，如从图4A到17D可见，如果第一层21的厚度尺寸被设为10纳米(nm)或更大，则等离子损失可被降低。因而，光提取效率可被提高。
此外，如从图4A到17D可见，即使第二层22的材料被改变，等离子损失也可被降低。因而，光提取效率可被提高。即使第二层22的材料被改变，光提取效率的波长依赖性也没有改变。
这可提高在选择第二层22的材料时的自由度。例如，第二层22的材料可处于降低驱动电压的目的而被大约地选择。
(第二实施例)
图18是示出根据第二实施例的发光元件的示意截面图。
如图18所示，作为发光元件的示例的有机电致发光元件1a包括第一电极10、第二电极20a、发光层30、以及第一功能层40。
此外，如上述有机电致发光元件1一样，有机电致发光元件1a可包括第一电极10的与提供有发光层30的一侧相对的相对侧上的基板60。
此外，第二功能层(未示出)也可被提供在第一电极10与发光层30之间。
此外，多个微透镜(未示出)也可被提供者基板60的与提供有第一电极10的一侧相对的相对侧表面上。
此外，在基板60上提供改变光路径的散射层也是可能的。
第二电极20a与第一电极10相对地提供。
第二电极20a用作例如阴极。
第二电极20a包括第一层21、第二层22、以及第三层23。
第二电极20a被配置成使得第三层23被进一步包括在提供有上述第二电极20的第一功能层40的一侧上。即，第三层23被提供在第一层21与发光层30之间。
即，第三层23被提供在第一层21的提供有发光层30的一侧上。第三层23的材料没有具体限制，只要它是导电的。第三层23可由例如与第二层22相同的材料形成。
例如，第三层23可包含从包括Al、Al合金、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
如果第三层23的厚度尺寸过大，则等离子损失可在第三层23中增加。
因而，第三层23的厚度尺寸可被设为例如10纳米(nm)或更小。
与第三层23的厚度尺寸的细节将稍后描述。
图19A到22D是示出光提取效率的波长依赖性的图表。
图19A到22D示出示例仿真结果。
在图19A到22D中，第三层23被假定为由Ag制成。第三层23的厚度尺寸被设为1纳米(nm)。
其余条件和符号与图4A到10D所示出的相同。
图19A到19D示出其中第一层21由Na制成的情况。
如从图19A可见，在其中在发光层30的发光位置33处生成的光的波长很短的情况下，等离子损失可通过使用包含Na的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。
图20A到20D示出其中第一层21由K制成的情况。
如从图20A到20D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含K的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含K的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图21A到21D示出其中第一层21由Rb制成的情况。
如从图21A到21D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Rb的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Rb的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
图22A到22D示出其中第一层21由Cs制成的情况。
如从图22A到22D可见，在宽波长范围中，等离子损失可通过使用包含Cs的第一层21来降低。因而，光提取效率可被提高。即，通过使用包含Cs的第一层21，光提取效率的波长依赖性可被降低。
接着，进一步描述第三层23的厚度尺寸。
图23A到26B是示出在包括具有两层结构的第二电极20的情况下以及在包括具有三层结构的第二电极20a的情况下等离子损失的降低的图表。
在图23A到26B中，在发光层30的发光位置33处生成的光的波长被设为450纳米(nm)。
图23A示出其中包括具有两层结构的第二电极20的情况。
第一层21被假定为由K制成，且第一层21的厚度尺寸被设为20纳米(nm)。第二层22被假定为由Ag制成，且第二层22的厚度尺寸被设为150纳米(nm)。
图23B示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Ag制成，且第三层23的厚度尺寸被设为1纳米(nm)。
图23C示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Al制成，且第三层23的厚度尺寸被设为1纳米(nm)。
其余条件和符号与图4A到10D所示出的相同。
如从图23A示出的具有两层结构的第二电极20的情况以及图23B和23C示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，第三层23即使被提供，对等离子损失的降低也具有极少影响，只要第三层23具有约1纳米(nm)的厚度尺寸。
在这种情况下，如图3所示，Al是具有高于Ag的等离子损失的材料。因而，由Al制成的第三层23对等离子损失的降低具有较大影响。
图24A示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Ag制成，且第三层23的厚度尺寸被设为2纳米(nm)。
图24B示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Al制成，且第三层23的厚度尺寸被设为2纳米(nm)。
其余条件和符号与图4A到10D所示出的相同。
如从图23A示出的具有两层结构的第二电极20的情况以及图24A和24B示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，第三层23即使被提供，对等离子损失的降低也具有极少影响，只要第三层23具有约2纳米(nm)的厚度尺寸。
在这种情况下，如图3所示，Al是具有高于Ag的等离子损失的材料。因而，由Al制成的第三层23对等离子损失的降低具有较大影响。
图25A示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Ag制成，且第三层23的厚度尺寸被设为5纳米(nm)。
图25B示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Al制成，且第三层23的厚度尺寸被设为5纳米(nm)。
其余条件和符号与图4A到10D所示出的相同。
如从图23A示出的具有两层结构的第二电极20的情况以及图25A和25B示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，第三层23即使被提供，对等离子损失的降低也具有极少影响，只要第三层23由Ag制成且具有约5纳米(nm)的厚度尺寸。
然而，如从图25B示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，如果由具有高等离子损失的Al制成且具有约5纳米(nm)的厚度尺寸，则提供第三层23对等离子损失的降低具有很大影响。
图26A示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Ag制成，且第三层23的厚度尺寸被设为10纳米(nm)。
图26B示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
第一层21和第二层22类似于图23A。
第三层23被假定为由Al制成，且第三层23的厚度尺寸被设为10纳米(nm)。
其余条件和符号与图4A到10D所示出的相同。
如果第一层的至少一部分位于距第二电极20的与发光层30相对的表面30纳米(nm)内，则对等离子损失的降低的影响可被抑制。
例如，如从图23A示出的具有两层结构的第二电极20的情况以及图26A示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，如果第三层23由Ag制成且具有约10纳米(nm)的厚度尺寸，则提供第三层23对等离子损失的降低具有影响。
此外，如从图26B示出的具有三层结构的第二电极20a的情况可见，如果由具有高等离子损失的Al制成且具有约10纳米(nm)的厚度尺寸，则提供第三层23对等离子损失的降低具有很大影响。
如从图23A到26B可见，如果第三层23被配置成包含具有低等离子损失的材料且具有30纳米(nm)或更小的厚度尺寸(且优选地是10纳米(nm)或更小)，则对等离子损失的降低的影响可被抑制。即，如果第一层的至少一部分位于距第二电极20的与发光层30相对的表面10纳米(nm)内，则对等离子损失的降低的影响可被抑制。
在以上描述中，示出了具有两层结构的第二电极20和具有三层结构的第二电极20a。然而，第二电极的堆叠层的数量可适当地改变。在这种情况下，第一层21可由多个层制成，或者第二层22或第三层23可由多个层制成。
(第三实施例)
图27A和27B是示出根据第三实施例的发光元件的示意截面图。
图27A示出其中包括具有两层结构的第二电极20的情况。
如图27A所示，作为发光元件的示例的有机电致发光元件1b包括第一电极10、第二电极20、发光层30、以及第一功能层40。
此外，如上述有机电致发光元件1一样，有机电致发光元件1b可包括第一电极10的与提供有发光层30的一侧相对的相对侧上的基板60。
此外，第二功能层(未示出)也可被提供在第一电极10与发光层30之间。
此外，多个微透镜(未示出)也可被提供者基板60的与提供有第一电极10的一侧相对的相对侧表面上。
此外，在基板60上提供改变光路径的散射层也是可能的。
此外，有机电致发光元件1b被提供有包含诸如Ag等导电材料的导电部24。导电部24可被提供多个。导电部24在厚度方向上将第一层21穿透。导电部24的一个端部与第二层22接触。导电部24的另一端部与第一功能层40接触。
存在着包含具有低等离子损失的材料的第一层21不能被配置成具有足够低的电阻率的情况。如果第一层21具有高电阻率，则大电势差可发生在相对于连接到外部电源的部分的近侧与远侧之间。如果大电势差发生在相对于连接到外部电源的部分的近侧和远侧之间，则，亮度不均匀性可发生。此外，驱动电压可被升高。
在此，从第一层21暴露的导电部24的部分的面积(截面积)很小。因而，即使导电部24从第一层21暴露。等离子损失的增加也可被抑制。
在这一实施例中，电子可通过导电部24被提供给第一功能层40。因而，甚至在第一层21具有高电阻率的情况下，亮度不均匀性以及驱动电压的升高的发生也可被抑制。
图27B示出其中包括具有三层结构的第二电极20a的情况。
如图27B所示，作为发光元件的示例的有机电致发光元件1c包括第一电极10、第二电极20a、发光层30、以及第一功能层40。
此外，如上述有机电致发光元件1一样，有机电致发光元件1c可包括第一电极10的与提供有发光层30的一侧相对的相对侧上的基板60。
此外，第二功能层(未示出)也可被提供在第一电极10与发光层30之间。
此外，多个微透镜(未示出)也可被提供者基板60的与提供有第一电极10的一侧相对的相对侧表面上。
此外，在基板60上提供改变光路径的散射层也是可能的。
有机电致发光元件1c也可被提供有导电部24。导电部24可被提供多个。导电部24在厚度方向上将第一层21穿透。导电部24的一个端部与第二层22接触。导电部24的另一端部与第三层23接触。
在这一实施例中，电子可通过导电部24和第三层23被提供给第一功能层40。因而，甚至在第一层21具有高电阻率的情况下，亮度不均匀性以及驱动电压的升高的发生也可被抑制。
(第四实施例)
图28是示出根据第四实施例的发光设备的示意截面图。
发光设备包括多个有机电致发光元件。在多个有机电致发光元件中的至少两者中，发光层具有不同的发光波长区。在这一实施例中，发光设备包括三个有机电致发光元件11a、11b以及11c。
如图28所示，有机电致发光元件11a包括第一电极10、第二电极20a、发光层30a、以及第一功能层40。第二电极20b包括第一层21a和第二层22。
有机电致发光元件11b包括第一电极10、第二电极20c、发光层30b、以及第一功能层40。第二电极20c包括第一层21b和第二层22。
有机电致发光元件11c包括第一电极10、第二电极20d、发光层30c、以及第一功能层40。第二电极20d包括第一层21c和第二层22。
如上所述，发光层30a、30b、30c包括主材料和掺杂物。在这种情况下，如果掺杂的种类改变，则从发光层30a、30b、30c发出的光中包含的波长分量改变。
此外，如上所述，根据第一层21a、21b、21c中包含的元素的种类，波长依赖性发生在光提取效率中。
例如，在其中长波分量很丰富的光从发光层30a发出的情况下，第一层21a中包括的元素被配置成诸如K、Rb、以及Cs。这可提高光提取效率。
在其中短波分量很丰富的光从发光层30c发出的情况下，第一层21c中包括的元素被配置成诸如Li、Na、K、Rb、Cs、以及Ca。这可提高光提取效率。
在其中包含长波分量和短波分量的光从发光层30b发出的情况下，第一层21b中包括的元素被配置成诸如K、Rb、以及Cs。这可提高光提取效率。
即，取决于从发光层30a、30b、30c中发出的光的波长分量以及发光层30a、30b、30c中包括的掺杂的种类中的至少一者，第一层21a、21b、21c中包括的元素的种类可被适当地选择。
换言之，取决于从发光层30a、30b、30c中发出的光的波长分量以及发光层30a、30b、30c中包括的掺杂的种类中的至少一者，第一层21a、21b、21c中包括的碱金属或碱土金属的种类可被选择。
(第五实施例)
图29A到29I是示出根据第五实施例的有机电致发光元件的示意图。图30A到30E是示出图29A的一个截面的示意图。图31A到31E是示出图29F的一个截面的示意图。
在该实施例中，有机电致发光元件具有将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1的光提取结构。光提取结构由例如具有等于或小于第一电极10或有机发光层30的折射率的折射率的基板形成。基板的折射率可例如是n＝1.5。
如图29A所示，有机电致发光元件可包括包含作为光提取结构的微透镜612的基板601。第一电极10被提供在基板601与有机发光层30之间。基板601的微透镜612被提供在与第一电极10相对的平面上。
微透镜612可如图30A到30E所示地安排在与基板601、第一电极10以及有机发光层30的堆叠方向垂直的平面中。如图30A，具有相同大小的微透镜612可被安排在一个平面上的正方形晶格结构中。如图30B，具有相同大小的微透镜612可被安排在一个平面上的六边形晶格结构中。如图30C，具有相同大小的微透镜612可被随机安排在一个平面上。如图30D，具有不同大小的微透镜612可被安排在一个平面上的随机结构中。如图30E，具有不同大小的微透镜612可被规则地安排在一个平面上，例如大微透镜612可被安排在正方形晶格结构中且小微透镜612可以正方形晶格结构被安排在大微透镜之间的空隙中。
如图29B所示，有机电致发光元件可包括具有作为光提取结构的锥部613的基板602。第一电极10被提供在基板602与有机发光层30之间。基板602的锥部613被提供在与第一电极10相对的平面上。锥部613可以例如是锥体，如三棱锥和四棱锥以及圆锥。
如图29C所示，有机电致发光元件可包括具有作为光提取结构的台部614的基板603。第一电极10被提供在基板603与有机发光层30之间。基板603的台部614被提供在与第一电极10相对的平面上。台部614可以例如是锥台，如三棱锥台和四棱锥台以及圆台。
与图29A的微透镜612类似，图29B和29C中示出的锥部613和台部614可被安排在规则或随机结构中。锥部613和台部614可以是相同的大小且可被安排成不同的大小。
如图29D所示，有机电致发光元件可包括具有作为光提取结构的不规则凹凸部615的基板604。第一电极10被提供在基板604与有机发光层30之间。基板604的凹凸部615被提供在与第一电极10相对的平面上。凹凸部615可以是规则或随机地组合了例如锥体、锥以及曲表面的形状。
诸如图29A到29D中示出的微透镜612、锥部613、台部614以及凹凸部6151等凹凸结构通过改变基板与外部之间的光行进方向而防止了全内反射。即，微透镜612、锥部6131、台部614、以及凹凸部615将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1。
如图29E所示，有机电致发光元件可包括具有作为光提取结构的衍射光栅部615的基板605。第一电极10被提供在基板605与有机发光层30之间。基板605的衍射光栅部616被提供在与第一电极10相对的平面上。当光入射在衍射光栅部616上时，由于光的干涉而造成的衍射现象发生，以改变光的行进方向。即，衍射光栅部616将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1。
如图29F所示，有机电致发光元件可包括具有作为光提取结构的微球607的基板606。微球607的直径可以例如大于可见光的波长，例如1微米或更大。第一电极10被提供在基板606与有机发光层30之间。微球607可以在基板606的与第一电极层10相对的平面一侧，且可以在与第一电极10相对的平面一侧上。基板606可包括例如本体以及用胶水粘在本体上的树脂层。微球607可以例如是树脂层中包含的空气。在光入射在微球607上时，光的行进方向因折射而改变。即，微球607将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1。
微球607可如图31A到31E所示地安排在与基板601、第一电极10以及有机发光层30的堆叠方向垂直的平面中。即，微球607可规则地安排在正方形晶格结构中或六边形晶格结构中，且可被随机安排。微球607可以是相同的大小且可被安排成不同的大小。
如图29G所示，有机电致发光元件可包括包含支撑层608以及作为光提取结构的光散射层609的基板617。第一电极10被提供在支撑层608与有机发光层30之间。支撑层608被提供在第一电极10与散射层609之间。或者，第一电极10可被提供在散射层609与有机发光层30之间，且散射层609可被提供在第一电极10与支撑层608之间。
如图29H所示，有机电致发光元件可包括作为光提取结构的光散射基板610。第一电极10被提供在基板610与有机发光层30之间。
在图29G和29H中，入射在散射层609或基板610上的光通过散射将光的行进方向改变成各个方向。即，散射层609或基板610将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1。
如图29I所示，有机电致发光元件可包括作为光提取结构的、具有大于第一电极10、有机发光层30以及第二电极20的堆叠结构的截面的直径的半球透镜611。因为光几乎垂直入射到半球透镜611与外部之间的界面，所以全内反射不会发生在该界面上。因此，半球透镜611将基板模式分量L2转换成外部模式分量L1。
图32A到32G是示出根据第五实施例的各变型的且分别对应于图29A到29G的有机电致发光元件的示意图。如在这些变型中所示，提供由薄膜等形成的层也是可能的，包括要作为基板的支撑层600上的微透镜612、锥部613、台部614、凹凸部615以及衍射光栅部616。由薄膜等形成包括微球607的基板606也是可能的。提供由薄膜等形成的薄膜也是可能的，包括要作为基板的支撑层608上的散射层609。
(第六实施例)
图33A到33J是示出根据第八实施例的有机电致发光元件的示意图。图34A到34H是示出图33A的一个截面的示意图。图35A到35G是示出图33H的一个截面的示意图。
在该实施例中，有机电致发光元件具有将薄膜模式分量L3转换成基板模式分量L2和外部模式分量L1的光提取结构。光提取结构包括基板和高折射率层。基板与第一电极相对，且高折射率层被提供在基板和第一电极10之间。高折射率层是由具有等于或大于第一电极层10或有机发光层30的折射率的折射率的高折射率材料形成的。
高折射率层的与基板相对的平面可具有凹凸结构，诸如例如微透镜、锥部、台部、以及凹凸部。
如图33A所示，高折射率层701的与基板621相对的平面可包括朝与第一电极10相对的平面凸起的微透镜。
如图34A所示，凸起部可被如图34B到34H所示安排在AA平面中，该AA平面是与基板601、第一电极10以及有机发光层30的堆叠方向垂直的一个平坦表面。即，如图34B到34D所示，凸起部可规则地安排在正方形晶格结构中或六边形晶格结构中，且可被随机安排。如图34E到34F所示，凸起部可以是相同的大小且可被安排成不同的大小。此外，如图34G所示，在与AA平面平行的一个方向上延伸的凸起部可被彼此平行地安排。此外，如图34H所示，在与AA平面平行的一个方向上延伸的凸起部可被形成在晶格结构中。
如图33B所示，高折射率层702的与基板622相对的平面可具有凹进到与第一电极相对的平面的微透镜。
如图33C所示，高折射率层703的与基板623相对的平面可具有凸出到与第一电极10相对的平面的锥部。
如图33D所示，高折射率层704的与基板624相对的平面可具有凸出或凹进到与第一电极10相对的平面的台部。
如图33E所示，高折射率层705的与基板625相对的平面可具有带不规则凹凸形状的凹凸部。
除具有凹凸结构之外，高折射率层可如下配置。
如图33F所示，高折射率层706的与基板626相对的平面可具有晶格光栅或条纹光栅。
如图33G所示，高折射率层707可具有微球717。例如，微球具有可见光波长或更大的直径。
如图33H所示，高折射率层708可具有低折射率部718，低折射率部718具有低于与基板628相对的平面中的高折射率层708的折射率的折射率。凸起部可被如图35B到35E所示安排在AA平面中，该AA平面是与凸35A中所示的基板601、第一电极10以及有机发光层30的堆叠方向垂直的一个平坦表面。即，如图35B到35E所示，低折射率部可以是四棱柱、三棱柱、六棱柱、圆柱。低折射率部可被安排在正方形晶格结构中或六边形晶格结构中。如在图35F到35G所示，低折射率部也可以是条形结构或晶格结构。
此外，如图33I所示，散射层可被提供在高折射率层和基板之间。
或者，如图33J所示，高折射率层没有被提供，且散射层被提供在第一电极与基板之间以作为光提取结构。
在图33A到33J中，薄膜模式分量L3可被光提取结构转换成基板模式分量L2或外部模式分量L1。
(第七实施例)
图36A到36I是示出根据第七实施例的有机电致发光元件的示意图。图36A到36I示出了分别与图29A到29I类似的结构，然而在一些方面与图29A到29I不同：形成光提取结构的基板是由高折射率材料形成的，该高折射率材料具有等于或大于第一电极10或有机发光层30的折射率的折射率。图36A到36I中的标号801到8017分别对应于图29A到29I中的标号601到617。
图37A到37G是示出根据第七实施例的各变型的且分别对应于图36A到36G的有机电致发光元件的示意图。如在这些变型中所示，提供由薄膜等形成的层也是可能的，包括要作为基板的支撑层800上的微透镜812、锥部813、台部814、凹凸部815以及衍射光栅部816。由薄膜等形成包括微球807的基板806也是可能的。提供由薄膜等形成的薄膜也是可能的，包括要作为基板的支撑层808上的散射层809。
第一电极与基板之间的界面处的全内反射因为这样的光提取结构而消失，因此，薄膜模式分量L3可被转换成基板模式分量L2，且基板模式分量L2可被转换成外部模式分量L1。
(第八实施例)
图38A到38D是示出根据第八实施例的有机电致发光元件的示意图。在该实施例中，光提取结构包括与第一电极10相对的基板以及在第一电极和基板之间提供的高折射率层。基板可以采用第五实施例和各变型以及第六实施例中使用的基板形状。高折射率层可以采用第七实施例和各变型中使用的基板形状。基板形状与高折射率层形状的组合是任意的。例如，图29A到29I、图32A到32G、图36A到36I、图37A到37G中所示的基板中的每一个可与图33A到33J中示出的高折射率层之一任意组合。
作为一个示例，如图38A所示，可以使用如下光提取结构：所述光提取结构包括在与高折射率相对的平面上具有微透镜的高折射率层以及在与基板相对的平面上具有微透镜的基板。
可以使用包括具有微球的高折射率层和具有微透镜的基板的光提取结构。
可以使用包括高折射率层、衍射光栅以及具有锥部的低折射率层的光提取结构。
此外，可以使用包括具有凹微透镜的高折射率层、散射层、以及在高折射率层与散射层之间提供的基板的光提取结构。
薄膜模式分量L3可被这样的光提取结构转换成基板模式分量L2，且基板模式分量L2可被转换成外部模式分量L1。
(第九实施例)
在第九实施例中，具体而言，第一层21可由碱金属与Ag的合金或碱土金属与Ag的合金制成，第二层22可由Ag制成。具体而言，第一层21可由碱金属与Al的合金或碱土金属与Al的合金制成，且第二层22可由Al制成。
图39A到图42D示出了用于解说在第一层21由Mg和Ag的合金制成且第二层22由Ag制成的情况下光提取效率的波长依赖性的图表。图43A到图46D示出了用于解说在第一层21由Mg和Al的合金制成且第二层22由Al制成的情况下光提取效率的波长依赖性的图表。
图39A到46D中的水平轴表示第一层21的厚度尺寸。图39A到图46D中的垂直轴表示光提取效率。与L11、L12、L13以及L11’、L12’、L13’有关的描述与第一实施例中的描述相同。
在图39A到图46D，具有后缀A的附图示出了其中在发光层30中的发光位置33处生成的光的波长是450纳米(nm)的情况。具有后缀B的附图示出了其中光的波长是500纳米(nm)的情况。具有后缀C的附图示出了其中光的波长是550纳米(nm)的情况。具有后缀D的附图示出了其中光的波长是600纳米(nm)的情况。用于图39A到图46D中的仿真的有机电致发光元件的设定值与第一实施例中的值相同。
图39A到39D示出了第一层中Mg:Ag的体积比是0.8:0.2的情况，图40A到40D示出了该比例是0.6:0.4的情况，图41A到41D示出了该比例是0.4:0.6的情况，图42A到42D示出了该比例是0.2:0.8的情况。图43A到43D示出了第一层中Mg:Al的体积比是0.8:0.2的情况，图44A到44D示出了该比例是0.6:0.4的情况，图45A到45D示出了该比例是0.4:0.6的情况，图46A到46D示出了该比例是0.2:0.8的情况。
如从图39A到图42D可见，与只由Ag制成的第二电极相比，在任何波长处，等离子损失可被降低，此外光提取效率可被提高。如从图43A到46D可见，与只由Al制成的第二电极相比，在发光位置33处生成的光的波长很长(具体而言，不小于550nm)的情况下，等离子损失可被降低，此外，光提取效率可被提高。
如刚刚描述的，在该实施例中，与第一实施例类似的效果也可被获得。
尽管描述了特定实施例，但这些实施例只是作为示例呈现，并且不旨在限制本发明的范围。实际上，在本文中所描述的新颖实施例可以各种其他形式体现，此外，可作出以本文中所描述的实施例的形式的各种省略、替换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将落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。此外，上述实施例可被相互组合并且可被执行。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种发光元件，包括：
第一电极；
与所述第一电极相对地提供的第二电极；
被提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层；以及
在厚度方向上穿透所述第一层且包括导电材料的导电部，
所述第二电极包括多个层，并且所述多个层中的每一个层包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Al合金、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同。
2.如权利要求1所述的元件，其特征在于，
所述第二电极包括在提供有所述发光层的一侧上提供的第一层以及被提供在所述第一层的与提供有所述发光层的一侧的相对侧上的第二层，
所述第一层包括所述碱金属和所述碱土金属中的至少一者，以及
所述第二层包括从包含Al、Al合金、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
3.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层包括从包含Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、以及Ca的组中选择的至少一者。
4.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层包括从包含K、Rb、以及Cs的组中选择的至少一者。
5.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层具有大于等于1纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)的厚度尺寸。
6.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层具有大于等于10纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)的厚度尺寸。
7.如权利要求2所述的元件，其特征在于，
所述第二电极进一步包括提供有所述发光层的一侧上的第三层，以及
所述第三层包括从包含Al、Al合金、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
8.如权利要求7所述的元件，其特征在于，所述第三层具有30纳米(nm)或更小的厚度尺寸。
9.如权利要求7所述的元件，其特征在于，所述第三层具有10纳米(nm)或更小的厚度尺寸。
10.(删除)。
11.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述导电部被提供在多个之中。
12.如权利要求1所述的元件，其特征在于，所述导电部的一个端部与所述第二层接触，且另一端部与第一功能层或所述第三层接触。
13.如权利要求12所述的元件，其特征在于，进一步包括：
被提供在所述发光层与所述第二电极之间的所述第一功能层。
14.如权利要求13所述的元件，其特征在于，所述第一功能层包括LiF和CsF中的至少一者。
15.如权利要求1所述的元件，其特征在于，进一步包括：
与所述第一电极相对的光提取结构，
所述第一电极被提供在所述光提取结构与所述有机发光层之间。
16.一种发光设备，包括：
多个发光元件，每一发光元件包括：
第一电极；
与所述第一电极相对地提供的第二电极；
被提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层；以及
在厚度方向上穿透所述第一层且包括导电材料的导电部，
所述第二电极包括多个层，并且所述多个层各自包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同，
在所述多个发光元件中的至少两者中，所述发光层具有不同的发光波长区。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，进一步包括：
具有凹陷和凸起的基板。
18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，
所述第二电极包括在提供有所述发光层的一侧上提供的第一层以及被提供在所述第一层的与提供有所述发光层的一侧的相对侧上的第二层，
所述第一层包括所述碱金属和所述碱土金属中的至少一者，以及
所述第二层包括从包含Al、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述第一层包括从包含Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、以及Ca的组中选择的至少一者。
20.如权利要求16所述的设备，其特征在于，
所述第二电极进一步包括在所述第一层的提供有所述发光层的一侧上的第三层，以及
所述第三层包括从包含Al、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。

Claims (20)

1.一种发光元件，包括：
第一电极；
与所述第一电极相对地提供的第二电极；以及
被提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，
所述第二电极包括多个层，并且所述多个层中的每一个层包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Al合金、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同。
2.如权利要求1所述的元件，其特征在于，
所述第二电极包括与所述发光层相对的第一层以及被提供在所述第一层的与所述发光层相对一侧的相对侧上，
所述第一层包括所述碱金属和所述碱土金属中的至少一者，以及
所述第二层包括从包含Al、Al合金、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
3.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层包括从包含Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、以及Ca的组中选择的至少一者。
4.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层包括从包含K、Rb、以及Cs的组中选择的至少一者。
5.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层具有大于等于1纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)的厚度尺寸。
6.如权利要求2所述的元件，其特征在于，所述第一层具有大于等于10纳米(nm)且小于等于100纳米(nm)的厚度尺寸。
7.如权利要求2所述的元件，其特征在于，
所述第二电极进一步包括被提供在所述发光层上的第三层，以及
所述第三层包括从包含Al、Al合金、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
8.如权利要求7所述的元件，其特征在于，所述第三层具有30纳米(nm)或更小的厚度尺寸。
9.如权利要求7所述的元件，其特征在于，所述第三层具有10纳米(nm)或更小的厚度尺寸。
10.如权利要求1所述的元件，其特征在于，进一步包括：
在厚度方向上穿透所述第一层且包括导电材料的导电部。
11.如权利要求10所述的元件，其特征在于，所述导电部被提供在多个之中。
12.如权利要求10所述的元件，其特征在于，所述导电部的一个端部与所述第二层接触，且另一端部与第一功能层或所述第三层接触。
13.如权利要求1所述的元件，其特征在于，进一步包括：
被提供在所述发光层与所述第二电极之间的所述第一功能层。
14.如权利要求13所述的元件，其特征在于，所述第一功能层包括LiF和CsF中的至少一者。
15.如权利要求1所述的元件，其特征在于，进一步包括：
与所述第一电极相对的光提取结构，
所述第一电极被提供在所述光提取结构与所述有机发光层之间。
16.一种发光设备，包括：
多个发光元件，每一发光元件包括：
第一电极；
与所述第一电极相对地提供的第二电极；以及
被提供在所述第一电极和所述第二电极之间的发光层，
所述第二电极包括多个层，并且所述多个层各自包括从包括以下各项的组中选择的至少一者：Al、Ag、Ag合金、碱金属、以及碱土金属，并且彼此不同，
在所述多个发光元件中的至少两者中，所述发光层具有不同的发光波长区。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，进一步包括：
具有凹陷和凸起的基板。
18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，
所述第二电极包括在提供有所述发光层的一侧上提供的第一层以及被提供在所述第一层的与提供有所述发光层的一侧的相对侧上的第二层，
所述第一层包括所述碱金属和所述碱土金属中的至少一者，以及
所述第二层包括从包含Al、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述第一层包括从包含Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、以及Ca的组中选择的至少一者。
20.如权利要求16所述的设备，其特征在于，
所述第二电极进一步包括在所述第一层的提供有所述发光层的一侧上的第三层，以及
所述第三层包括从包含Al、Ag以及Ag合金的组中选择的至少一者。
CN201380047158.8A 2012-09-24 2013-09-18 发光元件以及发光设备 Withdrawn CN104620404A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-210189 2012-09-24
JP2012210189 2012-09-24
PCT/JP2013/005521 WO2014045575A1 (en) 2012-09-24 2013-09-18 Light emitting element and light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104620404A true CN104620404A (zh) 2015-05-13

Family

ID=49510465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380047158.8A Withdrawn CN104620404A (zh) 2012-09-24 2013-09-18 发光元件以及发光设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9343705B2 (zh)
EP (1) EP2898556A1 (zh)
JP (1) JP2014082198A (zh)
KR (1) KR20150046203A (zh)
CN (1) CN104620404A (zh)
TW (1) TWI517443B (zh)
WO (1) WO2014045575A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5723344B2 (ja) 2012-09-25 2015-05-27 株式会社東芝 有機電界発光素子および発光装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000048258A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-17 Cambridge Display Technology Ltd. Opto-electrical devices
US20040245919A1 (en) * 2002-11-19 2004-12-09 Kim Kyung Man Organic electro luminescence device
CN1967901A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 精工电子有限公司 电致发光元件及使用该电致发光元件的显示装置
EP1968133A2 (en) * 2007-03-07 2008-09-10 Samsung SDI Co., Ltd. Organic light emitting display device and method of fabricating the same
CN101672941A (zh) * 2009-08-13 2010-03-17 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 光波长连续可调的带通滤波器及其实现方法
EP2498580A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Organic electroluminescent device and illumination apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660411B2 (en) 2000-09-20 2003-12-09 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
JP2006092936A (ja) 2004-09-24 2006-04-06 Toyota Industries Corp 有機ｅｌ装置
US20080238297A1 (en) 2007-03-29 2008-10-02 Masuyuki Oota Organic el display and method of manufacturing the same
US9056856B2 (en) 2011-02-01 2015-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Heterocyclic compound

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000048258A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-17 Cambridge Display Technology Ltd. Opto-electrical devices
US20040245919A1 (en) * 2002-11-19 2004-12-09 Kim Kyung Man Organic electro luminescence device
CN1967901A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 精工电子有限公司 电致发光元件及使用该电致发光元件的显示装置
EP1968133A2 (en) * 2007-03-07 2008-09-10 Samsung SDI Co., Ltd. Organic light emitting display device and method of fabricating the same
CN101672941A (zh) * 2009-08-13 2010-03-17 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 光波长连续可调的带通滤波器及其实现方法
EP2498580A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Organic electroluminescent device and illumination apparatus
CN102683610A (zh) * 2011-03-08 2012-09-19 株式会社东芝 有机电致发光器件和照明设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014045575A1 (en) 2014-03-27
EP2898556A1 (en) 2015-07-29
US20150179983A1 (en) 2015-06-25
WO2014045575A4 (en) 2014-05-22
US9343705B2 (en) 2016-05-17
KR20150046203A (ko) 2015-04-29
TWI517443B (zh) 2016-01-11
JP2014082198A (ja) 2014-05-08
TW201427079A (zh) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7982396B2 (en) Light-emitting device with light-scattering particles and method of making the same
CN102683610B (zh) 有机电致发光器件和照明设备
JP5824678B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
US9425431B2 (en) Organic electroluminescent element and light emitting device with light extraction portions
US20140061617A1 (en) Method and apparatus for integrating an infrared (hr) pholovoltaic cell on a thin photovoltaic cell
CN104659267A (zh) 增强oled装置的光提取和寿命的结构
KR101084178B1 (ko) 유기 발광 소자, 이를 포함하는 조명 장치, 및 이를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치
JP2014078499A (ja) 有機電界発光素子および発光装置
JP5684206B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2014082024A (ja) 有機発光素子とその製造方法
CN104620404A (zh) 发光元件以及发光设备
CN104685654A (zh) 有机电致发光元件和发光器件
KR101762642B1 (ko) 유기발광소자용 광추출 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자
US9806294B2 (en) Surface light emitting element
JP2006139932A (ja) 有機エレクトロルミネセンス素子、および有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法
US10162085B2 (en) Large area organic light emitting panel
CN105702877A (zh) Oled显示面板及其制备方法
JP2012248696A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C04 Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20150513