CN104770063A - 有机电致发光元件以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种有机电致发光元件，包括：透射光的防潮基板；发光堆叠体，包括透射光的第一电极、用于发出具有不同发射波长的至少两种光线的发光层、和第二电极，它们以此顺序从所述防潮基板开始配置；和结合到防潮基板上用于包封所述发光堆叠体的包封构件。所述有机电致发光元件还包括光输出结构，所述光输出结构设置在所述防潮基板的面对所述第一电极的一侧上，并且具有不平坦结构，所述不平坦结构由折射率几乎等于或者小于所述防潮基板的折射率的材料制成。所述不平坦结构包括被分成凸起或者凹陷的区的矩阵的平面，并且多个凸部具有几乎相同的高度，分别被分配到所述矩阵的所需区，使得被配置在所述平面中。在该不平坦结构中，关于所述平面的任意区域，在所述任意区域中的多个凸部中的一个或者一些的总面积与所述任意区域的面积之比几乎不变。

Description

有机电致发光元件以及照明装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件以及包括有机电致发光元件的照明装置。
背景技术
在有机电致发光元件(在下文中称为“有机EL元件”)的已知的一般结构中，由透明电极、孔输送层、发光层、电子注入层制成的阳极和阴极以该顺序堆叠在透明基板的表面上。已知这样的有机EL元件被用于产生平面发光装置(照明面板)。在该有机EL元件中，响应于阳极和阴极之间应用的电压在有机发光层中产生光，并且所产生的光通过透明电极和透明基板向外部发射，并且发射到外部。
有机EL元件产生各种波长的自发射光，具有相对高的效率。这样的有机EL元件有望被应用于生产显示设备(例如，用于诸如平板显示器的发光器)和光源(例如，液晶显示背光和照明光源)。一些有机EL元件已经被开发用于实际用途。近来，在考虑有机EL元件到此用途的应用和开发时，预期有机EL元件具有高效率、延长的寿命以及高亮度。
考虑到，有机EL元件的效率主要受电光转换效率、驱动电压和光输出效率三者的控制。关于电光转换效率，据报道，具有由磷光性发光材料制成的发光层的有机EL元件可以具有大于20％的外部量子效率。20％的外部量子效率被认为对应于约100％的内部量子效率。可以认为，在实验阶段已经开发了具有电光转换效率达到限制值的有机EL元件。考虑到驱动电压，已经开发了这样的有机EL元件，其在收到比对应于发光层的能隙的电压高10至20％的电压时，显示出相对高的亮度。换句话说，由于电压上的降低导致的有机EL元件的效率的提高不是那么有效。因此，可以预期改进这两个因素对于增加有机EL元件的效率不是那么有效。
通常，有机EL元件具有在约20至30％的范围内的光输出效率(此值根据照明模式和/或在阳极和阴极之间的层结构略有不同)。该光输出效率不高。该低的光输出效率可由如下考虑因素被解释：用于发光部分的材料及其附近部分的材料具有如高的折射率和光吸收性的特性，因此，可能会发生在具有不同的折射率的材料之间的界面处的全反射和由材料对于光的吸收，这会导致抑制光向外部的有效传播。这样的低的光输出效率意味着产生的光总量的70％到80％不能有效地有助于发光。因此，可以认为，光输出效率的提高引起在有机EL元件的效率上很大的增加。
考虑到上述背景技术，积极进行了研究和开发以提高光输出效率。特别是，已经做了许多努力以增加在有机层中产生出并到达基板的光的量。例如，该有机层具有大约1.7的折射率，且通常用作基板的玻璃层具有大约1.5的折射率。在这种情况下，在有机层和玻璃层之间的界面处全反射引起的损失可能达到辐射光的总量的约50％。约50％的值是考虑该发射光表示为来自有机分子的光的三维辐射的积分通过利用点源近似被计算得到。不幸的是，在有机层和基板之间的界面处的全反射趋于引起大的损失。鉴于此，能够通过降低有机层和基板之间的全反射引起的损失大大提高有机EL元件的光输出效率。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2931211B
专利文献2：JP 2991183B
专利文献3：JP 2006-294491A
发明内容
技术问题
专利文献1至3公开了用于减少在有机层和基板之间的界面处全反射的损失的方法。专利文献1公开了在基板内部或者外部形成由透镜片制成的光散射部分的技术。由于在该文献中公开的技术，所述光散射部分减小全反射损失，因此，光输出效率可被提高。专利文献2中公开了一种使用衍射光栅的技术。衍射光栅可以改变光的角度，从而改变光的行进方向。因此，光输出效率可被提高。专利文献3公开了在透明电极和基板之间插入具有光散射特性的高折射率材料的层的技术。由于具有光散射特性的高折射率材料的层，光输出效率可以得到提高。
然而，通常，对于基于专利文献1和专利文献3中所公开的光散射的光输出结构，散射的光的向内行进的光的影响是大的，并且因此内部吸收可能会增加。因此，不可能超过预期地提高光输出效率。光散射结构通常由随机结构支配，并且因此控制光输出效率是困难的。与此相反，在专利文献2中，使用是具有预定形状的精细结构的衍射光栅，并且期望衍射效应引起光输出效率的提高。然而，通过衍射效应引起的光输出效率的提高在很大程度上取决于光的波长和方向。因此，输出的光的颜色坐标可能根据视角(即，色差变大)改变。总之，视角依赖性可能增加。特别是，对于用于照明用途的有机EL元件，尤其是具有白色发光色的有机EL元件，优选的是，非常需要比较小的视角依赖性以及具有低色差的发光(这意味着色彩不可能根据视角改变)。
鉴于上述不足，本发明的目的提出一种有机电致发光元件和照明装置，其具有由于全反射损失上的降低导致的提高的光输出效率，并且能发出具有降低色差同时抑制视角依赖性的光。
解决问题的技术方案
根据本发明的有机电致发光元件包括：透射光的防潮基板；发光堆叠体，包括透射光的第一电极、用于发出具有不同发射波长的至少两种光线的发光层、和第二电极，它们以此顺序从所述防潮基板开始配置；和包封构件，结合到所述防潮基板上，用于包封所述发光堆叠体。所述有机电致发光元件还包括光输出结构，所述光输出结构设置在所述防潮基板的面对所述第一电极的一侧上，并且具有不平坦结构，所述不平坦结构由折射率几乎等于所述防潮基板的折射率或者小于所述防潮基板的折射率的材料制成。所述不平坦结构包括被分成凸起或者凹陷的区的矩阵的平面，并且，多个凸部具有几乎相同的高度，分别被分配到所述矩阵的所需区，使得所述多个凸部被配置在所述平面中。关于所述平面的任意区域，在所述任意区域中的所述多个凸部中的一个或者一些的总面积与所述任意区域的面积之比几乎不变。
在上述的有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构具有限定为倾斜面的侧面，所述倾斜面从垂直于所述防潮基板的表面的方向向内倾斜。
在上述的有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构具有包括侧面不平坦结构的侧面，所述侧面不平坦结构在所述有机电致发光元件的平面图中侧向地部分凸起和凹陷。
在上述的有机电致发光元件中，优选的是，所述侧面不平坦结构的凸起和凹陷的平均间距大于0.3μm并且小于10μm。
在上述的有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构包括凹陷部分，所述凹陷部分形成在面对所述第一电极表面中，比所述不平坦结构的凹部深；并且所述第一电极形成在所述光输出结构的所述表面上，使其沿着所述凹陷部分的内面成形。
在上述的有机电致发光元件中，优选的是，所述凹陷部分穿透所述光输出结构。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构包括透明覆盖层，所述透明覆盖层由在折射率上高于所述防潮基板的材料制成并且覆盖所述不平坦结构。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述透明覆盖层由树脂制成。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构定位成在平面图中被所述包封构件包围。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述有机电致发光元件还包括定位在所述光输出结构和所述第一电极之间的阻挡层，所述阻挡层是防潮的并且是透射光的。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述阻挡层具有等于或者小于400/n[nm]的厚度，其中，n表示所述阻挡层的平均折射率。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述不平坦结构形成为衍射光学结构。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构包括吸水材料，所述吸水材料在吸水能力上高于用于将所述包封构件结合到所述防潮基板的粘结剂。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述光输出结构被定义为第一光输出结构；并且包括光散射结构的第二光输出结构被设置到所述防潮基板的与所述第一电极相对的表面。
在上述有机电致发光元件中，优选的是，所述第二光输出结构通过使得所述防潮基板粗糙化形成。
根据本发明的一种照明装置包括上述的有机电致发光元件。
本发明的有益的效果
根据本发明，提供了包括不平坦结构的光输出结构，因此，能够获得有机电致发光元件和照明装置，其具有由于全反射损失上的减少导致的提高的光输出效率，并能发射具有降低的色差同时抑制视角依赖性的光。
附图说明
图1是示出有机电致发光元件的实施例中的示例的截面图。
图2A和图2B示出了不平坦结构的图案的示例，并且图2A是其示意平面图，图2B是其示意截面图。
图3A至图3F是示出生产有机电致发光元件的方法的一个示例的平面图。
图4是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的截面图。
图5是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的截面图。
图6是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的截面图。
图7是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的放大平面图。
图8是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的截面图。
图9是示出有机电致发光元件的实施例的一个示例的截面图。
图10是示出生产有机电致发光元件的方法的一个示例的透视图。
图11是示出生产有机电致发光元件的方法的一个示例的截面图。
具体实施方式
图1示出有机电致发光元件(有机EL元件)的实施例的例子。该有机EL元件包括是光透射性的防潮基板1；发光堆叠体5；和包围发光堆叠体5的包封构件6。发光堆叠体5包括是光透射的第一电极2、用于发射至少两种不同的发射波长的光的发光层3和第二电极4，它们以此顺序从防潮基板1开始布置。包封构件6被结合到防潮基板1上。有机EL元件包括光输出结构，其设置在防潮基板1的面向第一电极2的一侧上，并具有折射率几乎等于防潮基板1的折射率或小于防潮基板1的折射率的材料制成的不平坦结构11。该光输出结构被定义为第一光输出结构10。不平坦结构11包括被分成突出或凹陷的多个区的矩阵的平面，多个凸部13具有几乎相同的高度，其被分别分配给矩阵的所需的区，以使多个凸部被布置在平面内。对于平面的任意区域，在任一区域中的多个凸部13中的一个或一些的总面积与任意区域的面积的比率几乎是不变的。
防潮基板1可以由基板材料制成，该材料是透光的和高度防潮的。因此，能够允许光穿过防潮基板1，并且能够防止湿气通过第一电极2侵入到元件的内部。例如，当防潮基板1是由例如玻璃和防潮透明树脂的材料制成时，能够防止外部湿气渗透防潮基板1，以允许发光堆叠体5产生的光输出到外部。鉴于改善防潮性能，防潮基板1优选由玻璃制成。防潮基板1可以具有大约1.5的折射率，但折射率并不限于此值。
防潮基板1可以由钠玻璃或无碱玻璃制成。在本实施的实施方式中，钠玻璃是优选的。在使用钠玻璃的情况下，钠玻璃是相对便宜的，并且生产成本可以降低。另外，在本实施例中，可以用作基础层的第一光输出结构10存在于防潮基板1和第一电极2之间。因此，即使当使用钠玻璃时，也能够抑制碱扩散对由一层透明的金属氧化物(如ITO)制成的第一电极2的影响。
发光堆叠体5是第一电极2，发光层3和第二电极4的堆叠体。发光堆叠体5通过在防潮基板1上从防潮基板1开始形成第一电极2，发光层3以及第二电极4生产。发光堆叠体5被设置到在平面视图中(当沿着垂直于该基板的表面的方向观察防潮基板1时)是防潮基板1的中央区域的区域。在有机EL元件中，发光堆叠体5在平面视图中被设置到其上的区域用作发光区域。
第一电极2和第二电极4是一对电极，并且所述一对中的一个用作阳极，另一个用作阴极。在该实施例中，第一电极2用作阳极，并且第二电极4用作阴极。然而，与此相反，在第一电极2可以用作阴极，第二电极4可作为阳极。第一电极2优选是透光的。在这种情况下，第一电极2被用作允许光输出的电极。第一电极2可以由透明导电层制成。另外，第二电极4可为反射光的。在这种情况下，能够通过第二电极4朝向所述第二电极4反射从发光层3发出的光，以便从防潮基板1输出到外部。可选地，第二电极4可以是透光的。当第二电极4是透光的时，能够实现允许光从第二电极4靠近包封构件6的表面输出到外部的结构。可选地，当第二电极4是透光的时，光反射层可以形成在第二电极4的与发光层3相反的表面上。在这种情况下，朝向所述第二电极4行进的光能被光反射层反射，因而通过防潮基板1输出到外部。
第一电极2可形成为阳极。阳极是用于在发光层3内部注入孔的电极。阳极可优选地由具有大的功函数的电极材料制成，例如金属、合金、导电化合物以及它们的混合物。另外，为了避免其中阳极材料的功函数和HOMO(最高已占分子轨道)水平之间的差变得过大这种情况，阳极的材料的功函数优选等于或大于4eV并且等于或小于6eV。阳极的电极材料可以选自ITO，氧化锡，氧化锌，IZO，碘化铜，导电聚合物(例如，PEDOT和聚苯胺)，掺杂有任意受体的导电聚合物，和导电透光材料(例如，碳纳米管)。在这方面，当阳极被形成为第一电极2时，阳极可通过溅射、真空沉积或涂层形成在防潮基板1的表面上的薄膜。当第一电极2形成为透明的阳极时，第一电极2可具有约1.8至2的折射率。然而，第一电极2的折射率并不限于此值。为了减少在有机层和基板之间的界面处的全反射所造成的损失，优选的是，在第一电极2和防潮基板1的折射率之间的差比较小。所述有机层可以意味着位于第一电极2和第二电极4之间并且包含有机材料的层。需要注意的是，阳极的薄层电阻优选等于或小于几百Ω/□，并且更优选等于或小于100Ω/□。此外，阳极的厚度可以等于或小于500纳米，并且可以优选的范围为10nm至200nm。在光通过阳极输出的情况下，光透射率趋向于随着阳极的厚度的减小而增加，但薄层电阻趋于随着厚度的降低而增加。当该元件的尺寸增加时，可能需要高电压，并且亮度均匀性可能变差(由电压下降导致的电流密度分布的非均匀性造成的)。为了避免这种折衷的情况，有效的是在阳极上形成由金属制成并且是网格状的辅助电极。在这种情况下，为了防止这样的网格线作为光阻挡构件作用，网格部分可以优选进行绝缘处理，以阻止电流流动到发光层3。
当阳极是通过利用ITO形成时，ITO的膜可以优选在等于或大于引起ITO结晶化的150℃的温度下形成。可替代地，ITO的膜可以优选形成在低温下，然后进行退火(在等于或大于150℃的温度下加热)。结晶引起导电性的增加，并且因此上述的折衷情况可以得到缓解。由于结晶，该结构变得密实，并因此可以预期抑制从树脂的脱气(例如水蒸气)到达发光层3的影响。
第二电极4可以形成为阴极。阴极是用于在发光层3中注射电子的电极。阴极可以优选由具有小的功函数的电极材料制成，例如金属、合金、导电化合物以及它们的混合物。另外，为了避免其中阴极的材料的功函数和LUMO(最低未占分子轨道)水平之间的差变得过大这种情况，阴极的材料的功函数优选等于或大于1.9eV并且等于或小于5eV。阴极的电极材料可以选自铝，银，镁及这些金属中的一种或者多种与其他金属的合金(例如，镁和银的汞齐，镁和铟的汞齐和铝和锂的合金)。可替换地，阴极的电极材料可以选自导电金属材料，金属氧化物，和一种或多种的这些和其它金属的混合物。例如，阴极可以是氧化铝的超薄膜(厚度等于或小于1nm的薄膜，允许因隧道注入而电子流动)和铝的薄膜的堆叠膜。
发光堆叠体5包括至少一个发光层3。发光层3是用于引起阳极(第一电极2)的空穴和阴极(第二电极4)的电子再结合以产生光的层。发光层3可以通过使得用于形成发光层3的层介质掺杂有掺杂物来形成。层介质可以由电子输送材料或空穴输送材料制成。
第一电极2和第二电极4被布置成彼此不物理接触，从而彼此电绝缘。第一电极2和第二电极4分别包括延伸到出现在包封构件6外部的延伸部分。可替代的，所述第一电极2和第二电极4被形成为与电极材料制成的部件接触，该电极材料制成的部件分别从包封构件6的内侧延伸到外侧。为了将电力提供给所述第一电极2和第二电极4，有必要提供一种电连接到第一电极2和第二电极4并且位于包封区外部的部件。然而，当电极材料提供该延伸部件时，向有机EL元件供电是允许的。图1示出一个例子，其中第一电极2包括延伸到包封构件6的外部侧的延伸部件。
该实施例的发光层3发出具有不同发射波长的两种或更多种的光线。短语“发光层3发出具有不同发射波长的两种或更多种的光线”指的是发光层3总体上发出具有不同发射波长的两种或更多种的光线。两种或更多种的光线的发出可以通过其中多个发光层3具有不同的发射波长的结构来实现。或者，单一的发光层3被设计成发射两种或更多种的光线。在实施图1的实施例中，提供多个发光层3。更详细地，提供三个发光层3(第一发光层3a，第二发光层3b和第三发光层3c)。这三个发光层3具有不同的发射波长。因此，具有不同发射波长的三种光线从整个发光层3发射。通过提供如上所述的多个发光层3，能够容易地产生白光。例如，当多个发光层3包括绿色发光层，红色发光层和蓝色发光层的三个发光层3时，能实现白光发射。例如，多个发光层3的多层结构可以是蓝色空穴传输发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的多层结构，或是蓝色电子传输发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的多层结构。可替代地，可以堆叠四个或更多个发光层3。可以通过荧光发射或磷光发射引起发光。替代地，荧光发光层和磷光发光层二者都可以使用。
发光层3的结构不限于图1所示的结构。发光层3可以具有单层结构或多层结构。在单层结构的情况下，使用两种或更多种类型的掺杂物能够形成发出具有不同波长的光的发光层3。此外，关于该单层结构，当所期望的发光色为白色时，通过用红、绿和蓝三种类型的掺杂物颜料掺杂发光层3，可以得到白色发光。可替代地，白色发光可以通过使用不同的两种颜色来获得。例如，当使用橙色发光掺杂物时，通过适当地选择额外的掺杂物，由于两种颜色的发光能获得白色发光。在两种颜色发光的情况下，能够使用掺杂有两种类型的掺杂物的单一的发光层3，或使用单独地掺杂有不同的掺杂物的两个发光层3。
此外，位于阳极和阴极之间并且响应于阳极和阴极之间的应用的电压发光的堆叠结构可被视为一个发光单元。在这种情况下，可以使用多单元结构。在多单元结构中，两个或更多个发光单元被堆叠，并与在之间的一个或多个中间层电连接。这样的中间层可以是透射光的和导电的。该多单元结构可以是其中两个或更多个发光单元沿厚度方向被堆叠在一个阳极和一个阴极之间的结构。
发光堆叠体5优选包括作为用于空穴或电子注入且传输到发光层3的层的电荷移动层7。电荷移动层7可以适当选自：孔注入层、孔输送层、电子传输层、电子注入层和中间层。在实施图1的实施例中，第一电荷移动层7a被设置在发光层3的面对阳极(第一电极2)的一侧上。第一电荷移动层7a可以是孔传输层或孔注入层和孔输送层的堆叠体。此外，第二电荷移动层7b被设置在发光层3的面向所述阴极(第二电极4)一侧上。第二电荷移动层7b可以是电子注入层或电子传输层和电子注入层的堆叠体。电荷移动层7可以位于相邻的两个发光层3之间。例如，在多单元结构中，通过形成至少一个在多个发光层3的两个相邻的发光层之间包括中间层的电荷移动层7，多个发光单元可被形成。需要注意的是，只要能够发光，提供电荷移动层7到发光堆叠体5上，就可能是不必要的。
例如，发光堆叠体5的堆叠结构可以是合适的结构，例如发光层3的单层结构，孔输送层、发光层3和电子传输层的堆叠结构，孔输送层和发光层3的堆叠结构，和发光层3和电子传输层的堆叠结构。此外，孔注入层可以位于阳极和孔输送层之间。
用于孔注入层的材料的示例包括：孔注入有机材料和金属氧化物；和用作用于受体材料的有机材料和无机材料；和p掺杂层。孔注入有机材料是具有孔注入属性，5.0至6.0eV的功函数，以及到阳极的强附着性的材料，例如是酞菁铜(CuPc)，星爆胺(starburst amine)或类似物。孔注入金属氧化物例如是，包括钼，铼，钨，钒，锌，铟，锡，镓，钛和铝中任一种的金属氧化物。不仅是单一金属的氧化物，也可以是复合金属的氧化物，包括如下组中的任一组：铟和锡组，铟和锌组，铝和镓组，镓和锌组和钛和铌组。由这些材料制成的孔注入层可以通过干法工艺来形成，例如汽相沉积法、转印法，或者可以通过湿法工艺形成，例如旋涂，喷涂，染料涂，或照相凹版印刷。
用孔输送层的材料可以选自具有孔输送能力的化合物的组中。具有孔输送能力的化合物的示例包括：芳基胺化合物(例如，4,4'-双[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)(4,4'-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl(α-NPD))，N,N'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(TPD)(N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine(TPD))，2-TNATA，4,4',4“-三(N-(3-甲基苯基)N-苯基氨基)三苯胺(MTDATA)(4,4',4"-tris(N-(3-methylphenyl)N-phenylamino)triphenylamine(MTDATA))，4,4'-N,N'-二咔唑联苯(CBP)(4,4'-N,N'-dicarbazolebiphenyl(CBP))，螺-NPD(spiro-NPD)，螺-TPD，螺-TAD和TNB)，包含咔唑基团(carbazolegroup)的胺化合物，以及含有芴衍生物(fluorene derivative)的胺化合物。然而，公知的任意的孔输送材料是可用的。例如，对于孔输送层(空穴输送层)的材料可以选自TPD，NPD，TPAC和DTASi。
作为用于电子传输层的材料可以选自一组具有电子输送性的化合物中。具有电子输送性的化合物的例子包括：被认为是电子输送材料(例如Alq3)的金属络合物(metal complex)，和杂环化合物(heterocyclic compound)(例如，邻菲咯啉衍生物(phenanthrolinederivative)，吡啶衍生物(pyridine derivative)，四嗪衍生物(tetrazinederivative)，和恶二唑衍生物(oxadiazole derivative))。然而，可以使用公知的任意的电子传输材料。例如，用于孔输送层的材料可以选自TPD，NPD，TPAC和DTASi。例如，用于电子输送层的材料可以选自BCP，TAZ，BAlq，Alq3，OXD7和PBD。
用于电子注入层的材料任意地从下面的示例中选择。用于电子注入层的材料的示例包括：金属卤化物，例如金属氟化物(例如，氟化锂和氟化镁)和金属氯化物(例如，氯化钠和氯化镁)；和金属氧化物；和金属氮化物；和金属碳化物；和金属氧氮化物；和碳的化合物；和硅化合物(例如SiO2和SiO)。用于金属氧化物、金属碳化物和金属氧氮化物的金属的示例包括：铝，钴，锆，钛，钒，铌，铬，钽，钨，锰，钼，钌，铁，镍，铜，镓，锌和硅。金属氧化物，金属碳化物，金属氧氮化物的更具体的示例包括：作为绝缘体的化合物，例如：氧化铝，氧化镁，氧化铁，氮化铝，氮化硅，碳化硅，氮氧化硅和氮化硼。可替代地，除了包括碱金属和碱土金属的氟化物，氧化物和碳酸盐(例如，LiF,Li2O,MgO和Li2CO3)的上述的例子之外，可以单独使用碱金属或碱土金属，例如：锂，钠，铯以及钙。可替代地，可获得通过用供体型有机材料(donor type organic material)或上述金属材料掺杂有机层形成的层(是所谓的n掺杂层)。这些材料可以通过真空气相沉积、溅射或者涂布形成为薄膜。
包封构件6结合到防潮基板1的面向发光堆叠体5的表面，以便容纳和包围所述发光堆叠体5。发光堆叠体5覆盖有结合到防潮基板1的包封构件6，并由此被包封。发光堆叠体5被包封构件6封闭和保护，并因此减小在发光堆叠体5上的物理冲击，并抑制湿气的侵入。因此，发光堆叠体5的劣化可以得到抑制。包封构件6围住发光堆叠体5以保护它，并且可以由适当的材料制成。在该实施例中，包封构件6通过使用由玻璃基板制成的包封基板形成。
包封构件6可以由低透湿性基板材料制成。包封构件6可以是例如玻璃基板。当包封构件6是玻璃基板时，湿气的侵入可被防止。可替代地，所述包封构件6可以是包括用于容纳发光堆叠体5的容纳凹部的包封基板。这样包封基板是所谓的帽状包封基板。当包封构件6是包括容纳凹部的包封基板时，发光堆叠体5能够很好地密封地被包围。
包封构件6用粘接剂结合到防潮基板1。所述粘接剂可以是例如树脂粘接剂。所述树脂粘接剂优选可以是防潮的。例如，为了改善防潮性能，干燥剂可以包含在树脂粘接剂中。所述树脂粘接剂包括例如热固性树脂或紫外线固化性树脂的主要成分。通过固化粘接剂，形成密封结合的构件16。
包封构件6可以由密封结合构件16在围绕发光堆叠体5的周边的区域被结合到防潮基板1。因此，包封基板的整个周边被结合到防潮基板1，并且发光堆叠体5能够很好地密封地被封闭，并且与外部隔离。密封结合构件16可以形成为框架形状。由于包封发光堆叠体5，包封间隙8可以存在于容纳凹部的空间内。在有机EL元件中，包封间隙8可填充有填充物，以获得填充和封闭结构，或者包封间隙8可以被保留为封闭的空间，以得到中空结构。当包封间隙8被保留为封闭的空间时，干燥剂可以设置在封闭空间内。在这种情况下，即使湿气侵入到该封闭空间中，该侵入的湿气可以被吸收。另外，当包封间隙8填充有填充物时，所述填充物可以含有干燥剂。在这种情况下，即使湿气侵入到元件的内部，侵入的湿气也可以被吸收。
另外，通过将具有平坦表面的平坦包围基板结合到提供的包封壁上，以包围发光堆叠体5的周边，可以提供包封构件6。包封壁可以由密封结合构件16制成。当包封基板具有平坦表面时，就没有必要提供用于包封发光堆叠体5的凹槽，因此包封容易进行。包封壁可以由玻璃或者防潮的包封树脂制成。当包封壁具有比发光堆叠体5的厚度大的高度时，能够确保空间高度大于发光堆叠体5的厚度，并因此通过使用平坦的包封基板可进行包封。此外，在这种情况下，包封间隙8可填充有填充物，以得到填充和包封的结构。在这点上，包封壁用作所谓的坝层，用于防止填充物流出。
通过将玻璃盖结合到露点控制手套箱(例如，露点保持在等于或小于-70℃(dp))内的防潮基板1的表面上可以提供包封构件6。发光堆叠体5在水或气体方面是差的。然而，当发光堆叠体5被包封时，能够更加避免发光堆叠体5和空气的接触。在这方面，当如上所述干燥剂或吸湿材料被包含在内部时，保存寿命可以延长。
该实施例的有机EL元件包括光输出结构，其设置在防潮基板1的面对第一电极2的一侧，并具有不平坦结构11，其由折射率几乎等于防潮基板1的折射率或者小于防潮基板1的折射率的材料制成。该光输出结构被定义为第一光输出结构10。第一光输出结构10设置在防潮基板1和第一电极2之间。第一光输出结构10优选设置在防潮基板1的面对第一电极2的表面上。结果，所述第一光输出结构10被设置到作为光输出结构的防潮基板1的一个表面(面对发光堆叠体5的表面)。防潮基板1可以直接接触第一光输出结构10。第一光输出结构10被形成为包括在防潮基板1的面对第一电极2的表面上设置的不平坦结构11。此不平坦结构11由折射率几乎等于该防潮基板1的折射率或小于所述防潮基板1的折射率的材料制成。当包括不平坦结构11的第一光输出结构10被如上所述设置时，全反射损失可以减小，从而光输出效率得以提高，并进一步抑制视角依赖性，从而获得减小色差的发光。换句话说，在第一电极2和防潮基板1之间的全反射损失能够由第一光输出结构10的不平坦结构11减少，所以从防潮基板1输出到外部的光量可被进一步提高。在这点上，当不平坦结构11用于提取光时，光被不平坦结构11散射。相对于不设置不平坦结构11的情况，能够减少在垂直于基板的方向上的颜色和相对于基板倾斜方向上的颜色之间的差(色差)。因此，视角依赖性可以被抑制，从而能获得减小色差的发光。
在该实施例中，优选的是，包括光散射结构的第二光输出结构20设置到防潮基板1的与第一电极2相反的表面。设置到防潮基板1的与第一电极2相反的表面的光输出结构被定义为第二光输出结构20。在图1中，第二光输出结构20被设置到防潮基板1的与设置第一光输出结构10的表面相反侧上的表面(发光侧表面)。第二光输出结构20被设置到防潮基板1的与第一电极2相反的侧上的表面，并且形成为具有光散射结构。当第二光输出结构20如上所述被提供时，总反射损失可以降低，因而光输出效率得以提高，并且进一步抑制视角依赖性，从而获得色差减小的发光。在这点上，当不平坦结构11被用于提取具有不同发射波长的光时，颜色坐标可能由于发射波长之间的差根据与发光表面的角度发生变化。在某些情况下，可能不能充分减少在与基板垂直的方向上的颜色和在相对于基板倾斜方向上的颜色之间的差(色差)。特别是，在包括发射具有不同发射波长的各种类型的光的发光层3的有机EL元件中，如本实施例，在色度上的差可能趋于增加，而且可能会发生所谓的视角依赖性问题。但是，在是包括光散射结构的第二光输出结构20被设置到防潮基板1的指向外的表面的情况下，即使当发射光具有不同波长，也可以通过光散射抑制发光方向之间的差所引起的颜色变化(色差)。因此，视角依赖性可以被进一步抑制，并且因此能获得色差减小的发射光。此外，第二光输出结构20可以在出射表面散射光，因此，在与大气的界面处的反射损失可以减少，并且光输出效率可以得到提高。此外，这两种光输出结构可以抑制不发光时的眩光，因此外观(视觉质量)可以得到改善。
需要注意的是，有机EL元件可以不包括第二光输出结构20，而是可以仅包括作为在防潮基板1的表面上的光输出结构的第一光输出结构10。同样在这种情况下，包括不平坦结构11的光输出结构(第一光输出结构10)是存在的，因此，总反射损失可以降低，因此光输出效率得以提高，并且进一步抑制视角依赖性，并且因此能够得到色差减小的发光。然而，在防潮基板1的相反表面上提供光输出结构(第一光输出结构10和第二光输出结构20)是更有利的。
在有机EL元件中，优选的是，所述第一光输出结构10可以形成层。在这种情况下，第一光输出结构10的整体形成为层就足够。在第一光输出结构10被形成为层的情况下，所述防潮基板1的至少设置发光堆叠体5的区域覆盖有所述第一光输出结构10。在提供透明覆盖层12的情况下，透明覆盖层12具有层的形状，并且因此第一光输出结构10的整体具有层的形状，不管不平坦结构11是否形成为层。即使当未设置透明覆盖层12时，不平坦结构11形成为作为不平坦层的层，由不平坦结构11(不平坦层)构成的第一光输出结构10总体具有层形状。
不平坦结构11由其折射率几乎等于防潮基板1的折射率或小于防潮基板1的折射率的材料制成。不平坦结构11可以形成为包括凸起和凹陷的层(不平坦层)。在这个意义上，不平坦层由其折射率几乎等于防潮基板1的折射率或小于所述防潮基板1的折射率的材料制成。图1表示构成不平坦结构11的凸部13，似乎该凸部13是分开的。需要注意的是，该凸部13可被分开，或者可通过在防潮基板1上延伸的不平坦层的材料被连接。在这方面，用语“折射率几乎等于防潮基板1的折射率的材料“的意思是材料的折射率和防潮基板1的折射率之间的差的绝对值等于或小于0.1。在一个优选的实施例中，不平坦结构11是由折射率几乎等于防潮基板1折射率的材料制成。在该实施例中，折射率之间的差减小并因此较大量的光可输出到外部。在一个优选的实施例中，不平坦结构11是由折射率等于或小于所述防潮基板1的折射率的材料制成。在该实施例中，能够抑制全反射，因此更大量的光可输出到外部。在一个优选的实施例中，不平坦结构11由比所述防潮基板1的折射率小的折射率的材料制成。在该实施例中，可以进一步抑制全反射，因此较大量的光可以在外部输出。例如，该不平坦结构11的折射率可以比防潮基板1的折射率小0.1或更多，但并不限于此值。
在实施例中的第一光输出结构10的不平坦结构11包括被分成凸出或者凹陷的区的矩阵的平面，和具有几乎相同高度的多个凸部13，其被分别分配给矩阵的所需要的区，使得多个凸部13被布置在该平面内。此外，不平坦结构11被形成为使得，关于该平面的任意区域，在该任意区域中的多个凸部13中的一个或者一些的总面积与任意区域的面积的比率几乎是常数。通过提供这样的不平坦结构11，光输出效率可被有效地提高。
图2示出不平坦结构11中的一个例子。图2A示出垂直于防潮基板1的表面的方向上的视图，图2B示出了在平行于防潮基板1的表面的方向上的视图。在图2A中，设置凸部13所在的区用阴影线示出。在图2A中由线L1，L2和L3表示的结构分别对应于图2B中由线L1，L2和L3所示的结构。
如图2A所示，不平坦结构11通过凸部13被分配到不平坦区15的矩阵的所需的不平坦区上的配置构成，所述不平坦区15的矩阵是在长度和宽度方向上配置的多个正方形(行和列)。不平坦区15具有相同的面积。任一个凸部13或一个凹部14被分配给凹陷或者凸出的一个区(一个不平坦区15)。所述凸部13可以有规则地或随机地分配。在实施图2的实施例时，凸部13是随机分配的。如图2B所示，在凸部13被分配到的区中，凸部13通过使得不平坦结构11的一部分向第一电极2凸出而形成。此外，多个凸部13具有几乎相同的高度。在这方面，例如，用语“凸部13具有几乎相同的高度”是指，所述多个凸部13的高度和多个凸部13的高度的平均值之间的差处于平均值的±10％的范围内，并优选是处于平均值的±5％的范围之内。
在图2B中，凸部13的区具有矩形形状，但可具有合适的形状，如波纹形、倒三角形和梯形。当两个凸部13彼此邻接时，这些凸部13一体地连接，以形成较大的凸部13。当两个凹部14彼此相邻时，这些凹部14一体地连接，以形成较大的凹部。凸部13的连接数和凹部14的连接数并没有特别的限制。但是，随着连接数的增加，不平坦结构11趋于不具有精细结构。例如，连接数可以适当地设定为等于或小于100，50，20或10。
不平坦结构11形成为使得：相对于平面的任意区域，任意区域上多个凸部13中的一个或者一些的总面积与该任意区域的面积的比率几乎是不变的。例如，图2A示出以10×10矩阵方式布置的总数为一百个不平坦区15。由这一百个区构成的区域被用作单位区域。在不平坦结构11的平面中，凸部13的面积比相对于单位区域而言是相同的。例如，如图2A所示，当50个凸部13被设置到单位区域，其它的大约50个(例如，45至55或48至52)凸部13可以被设置到另一区域，该另一区在凹陷和凸出的区的数量以及面积上与单位区域相同。该单位区域并不限于对应于一百个区的区域，但也可以是具有对应于适当数量的区的大小的区域。例如，区的数目可以是1000，10000，1000000或更多。凸部13的面积比根据如何定义区域稍有变化。然而，在实施的该实施例中，面积比被设定为几乎相同。例如，面积比的每个上限值和下限值与面积比的平均值之间的差优选等于或小于平均值的10％，并且更优选等于或小于平均值的5％，并且更优选等于或小于平均值的3％，并且更优选等于或小于平均值的1％。随着面积比变得更加彼此相等时，光输出效率可以在该平面上更均匀化并进一步被提高。在单位区域中凸部13的面积比没有特别限制，但可以是在20％至80％的范围内，优选在30％至70％的范围，并且更优选在40％至60％的范围。
在一个优选的实施例中，凸部13以随机分配的方式被布置在各单位区域。在本实施例中，能够允许大量的光输出，不会引起角度依赖性。
不平坦结构11优选包括精细的凹陷和凸起。因此，该光输出效率可以进一步提高。例如，当要被凹进或凸出的每个区形成为具有在0.1至100μm范围内的边的正方形时，能够形成微细不平坦结构。限定被凹进或凸出的一个区的正方形的边可以在0.5至10μm的范围内。例如，当该正方形的边为1μm时，能够精确地形成微细不平坦结构11。此外，单位区域可以是1平方毫米或10平方毫米的形状的区域。需要注意的是，在图1和图2中，形成该不平坦结构11的材料不存在于凹部14中，但形成不平坦结构11的材料可以存在于凹部14中。在这种情况下，不平坦结构11在整个平面上成为连续层，并在凸部13变得更厚，但在凹部14变得更薄。在这种情况下，简而言之，不平坦结构11用作不平坦层。
该凸部13的高度没有特别的限制，但也可以在例如0.1至100μm的范围内。因此，能够产生具有高的光输出效率的不平坦结构11。例如，当凸部13的高度被设定在范围为1至10μm时，能够精确地形成微细的凹陷和凸起。
构成该不平坦结构11的多个凸部13可以具有相同的形状。在图2A中，凸部13被设置成覆盖整个不平坦区15，从而凸部13在平面图中具有四边形(长方形或正方形)形状。凸部13的平面形状并不限定于该例子，也可以是其它形状，例如圆形和多边形(例如，三角形，五边形，六边形和八边形)。在这些情况下，凸部13的立体形状可以是适当的形状，例如圆柱形，棱柱形(例如，三角棱柱形和矩形棱柱形)，和角锥形(例如，基于三角形的角锥，和基于矩形的角锥)。
不平坦结构11可以由透明材料制成。不平坦结构11可以由透明树脂(例如，丙烯酸树脂和环氧树脂)，或者无机材料(例如旋涂玻璃(spin-on glass))制成。不平坦结构11由折射率比所述防潮基板1的折射率低的材料制成。例如，当防潮基板1由玻璃制成时，不平坦结构11由折射率比该玻璃的折射率低的材料制成。因此，能够抑制从透明不平坦结构11到玻璃基板行进的光的全反射造成的光输出效率上的减少。此外，优选的是，不平坦结构11的透明材料具有较高的透射率。优选地，透明材料的消光系数k对于整个可见波长区等于零。消光系数的允许范围可以根据由这种材料制成的层的厚度设定。不平坦结构11的材料可以通过涂布被设置到防潮基板1的表面。这种材料的涂布方法可以是合适的涂覆，例如旋转涂覆，狭缝涂覆，棒涂覆，喷涂涂覆和喷墨，其可根据使用情况或基板尺寸来选择。
凸起和凹陷可通过适当的方法设置到不平坦结构11。例如，颗粒(如小珠)被混合在透明材料中，从而凸起和凹陷可以由颗粒的形状给出。此外，优选的是，不平坦结构11的凸起和凹陷通过压印光刻来形成。通过使用压印光刻，能够有效地和精确地形成精细的凸起和凹陷。此外，如图2中所示，在通过分配凸部13或凹部14到每个不平坦区15形成凸起和凹陷的情况下，能够通过使用压印光刻高度精确地形成精细凸起和凹陷。在通过压印光刻形成凸起和凹陷的情况下，一个不平坦区15也可以通过一点打印(one dot of printing)来形成。优选使用压印光刻允许形成精细的结构，并且例如，所谓的纳米压印光刻是优选的。
压印光刻被分成UV压印光刻和热压印光刻主要的类，并且UV压印光刻或热压印光刻都是可用的。在该实施例中，例如，使用UV压印光刻。通过UV压印光刻，能够很容易地打印(转印)凹陷和凸起，以形成不平坦结构11。在UV压印光刻中，例如使用膜模具，其通过Ni主模的压印形成，Ni主模被图案化以具有2μm周期和1μm高度的矩形(支柱)结构。UV固化压印透明树脂施加到基板上，并且将模具压靠到在该基板上的树脂层的表面。此后，为了固化树脂，该树脂用穿过基板或膜模具的UV光(例如，用波长λ＝365nm的i线)照射。在树脂固化后，将模具移除。在此过程中，优选的是，模具被预先进行便于移除的处理(例如，氟涂敷处理)。因此，能够容易地从基板移除所述模具。因此，在模具上的凹陷和凸起的结构可以被转印到基板上。需要注意的是，该模具包括对应于如图2所示的该不平坦结构11的形状的凹陷和凸起。当模具的凹陷和凸起的结构被转印时，所希望的凹陷和凸起结构被设置到防潮基板1的表面。例如，当使用其中凹部14被随机分配到期望区的模具时，能够得到其中凸部13是随机分配的不平坦结构11。
在一个优选的实施例中，不平坦结构11被形成为衍射光学结构。在这方面，优选的是，设置成呈现出某种程度的规律性的凸部13，以得到衍射光学结构。在该衍射光学结构中，优选的是，该凸部13被周期性地形成。当第一光输出结构10包括衍射光学结构时，光输出效率可被提高。另外，在实施的实施例中，当第一光输出结构10具有衍射结构时，第二光输出结构20可以使光散射，因此视角依赖性的影响可以减小。
在衍射光学结构中，优选的是，二维不平坦结构11的周期P(在其中所述不平坦结构11不是周期性结构的情况下不平坦结构11的平均周期)适当地设定在1/4λ到100λ的范围内，其中λ是介质中的波长(这是在真空中的波长除以介质的折射率获得的)。在从发光层3发出的光的波长在300至800nm的范围中的情况下使用该范围。当周期P在5λ到100λ的范围中时，几何光学效果(光以小于全反射角的角度撞击的表面的区域的放大)导致光输出效率上的增加。当周期P在λ到5λ的范围内时，以不小于全反射角的角度撞击表面的光作为衍射光出射到外部。因此，光输出效率提高。当周期P在λ/4至λ的范围内时，在围绕不平坦结构的部分的有效折射率随着该部分和防潮基板1之间的距离上的增加而减小。这相当于，在基板和覆盖凸起和凹陷的层或者阳极之间，插入薄层，该薄层具有在不平坦结构的介质的折射率和阳极的覆盖层的折射率之间的折射率。其结果是，能够抑制菲涅耳反射。简言之，通过从λ/4到100λ的范围内选择周期P，能够抑制反射(全反射和/或菲涅耳反射)，因此，提高光输出效率。在上述范围内，有效的是从λ至5λ的范围(该范围是容易得到衍射效果的范围)中选择周期P。当周期P小于λ时，期望仅能获得抑制菲涅耳损失的效果，因此，光输出效率有可能降低。相反，当周期P超过5λ时，需要相应地增加凹陷和凸起的高度(以确保相位差)，所以被覆盖层平坦化可能会变得困难。考虑使用具有非常大的厚度的覆盖层(例如，10μm或以上)。然而，在这种情况下，也有不好的效果，例如在透射率上的减少，在材料成本上的增加，以及在树脂材料的情况下脱气增加。因此，加厚覆盖层可能是不利的。鉴于此，优选的是如上述地来设置周期P。例如，对于不平坦结构11，可以使用衍射结构，其具有1μm的平均间距(当白色元件的平均发射波长为550nm并且用于覆盖层的树脂的折射率为1.7时大约为3λ)，并具有0.5μm的高度。在这种情况下，可以确认，能得到是没有不平坦结构11的元件中的光输出效率的约1.5倍高的光输出效率。
在该实施例中，第一光输出结构10包括覆盖不平坦结构11的透明覆盖层12。如上所述，当设置透明覆盖层12时，不平坦结构11被覆盖有具有平坦表面的层，因此，能够成功地提供发光堆叠体5。因此，由凹陷和凸起所造成的脱开连接和短路可以被抑制。另外，在设置透明覆盖层12的情况下，即使设置了相对高(深)的不平坦结构11，也可以精细地形成发光堆叠体5。如上所述，透明覆盖层12可以作为平坦化的层，因此，优选的是提供透明覆盖层12。另外，透明覆盖层12是透明的，因此是透射光的，结果光可有效地输出。
透明覆盖层12优选由折射率比所述防潮基板1的折射率高的材料制成。在这种情况下，折射率之间的差可以减少，并且因此光输出效率可以进一步提高。在这方面，重要的是选择透明覆盖层12的折射率。透明覆盖层12的折射率被设定为至少比所述防潮基板1的折射率高，而且更优选被设定为相当于例如是1.7或者更大的有机层(有机发光层)的折射率的折射率。在这种情况下，折射率之间的差可以进一步减小。有机发光层可以是发光层3。此外，优选的是，减小透明覆盖层12的折射率和第一电极2(它是邻近透明覆盖层12的层)的折射率之间的差。例如，当第一电极2和透明覆盖层12的折射率之间的差等于或小于1时，折射率之间的差可以减少，并且因此光输出效率可以提高。
优选的是，所述透明覆盖层12可以由树脂制成。在这种情况下，折射率可以容易地调节，并且便于凹陷和凸起的平坦化。通过使用树脂材料，能够容易地获得具有相对高的折射率的透明覆盖层12。此外，树脂层可以通过涂布制成，因此能够通过浇注树脂进入凹部14内容易地形成具有平坦的表面的层。
透明覆盖层12可以由树脂制成，高折射的纳米颗粒(例如TiO2)被分散到树脂中。所述树脂可以是有机树脂，如丙烯酸类树脂和环氧树脂。此外，可以添加用于固化树脂的添加物(例如，固化剂，固化促进剂和固化引发剂)到树脂中。需要注意的是，所述透明覆盖层12的材料的消光系数k优选尽可能小，并且更优选为理想地等于零(或者小到不能测量的数值)。需要注意的是，除了树脂之外的材料可以包括由SiN制成的无机膜和无机氧化物的膜(例如，SiO2)。
由透明覆盖层12(透明覆盖层12的面对第一电极2的表面)提供的表面优选是平的。在这种情况下，由凹陷和凸起引起的短路和堆叠故障可被抑制，并且能够成功地提供发光堆叠体5。
需要注意的是，如果不管存在透明覆盖层12与否，发光性能或类似性能都不受影响，那么有可能不需要提供透明覆盖层12。当没有设置透明覆盖层12时，层的数量可以降低，因此该元件可以更容易地制造。例如，如果凸部13的高度被设置为形成上层不受影响的程度的高度，那么透明覆盖层12可以不被设置。即使当透明覆盖层12不设置，光输出效率也可以通过由不平坦结构11构成的所述第一光输出结构10提高。然而，为了抑制短路和断线，如上所述优选形成透明覆盖层12。
在实施图1的实施例中，第一光输出结构10在平面图中定位成由包封构件6包围。换句话说，第一光输出结构10(不平坦结构11和透明覆盖层12)被设置在由包封构件6包围的封闭空间中。第一光输出结构10在尺寸上小于包封构件6的底表面，并且第一光输出结构10(不平坦结构11和透明覆盖层12)不是形成在要结合到包封构件6上的地方。如上所述，第一光输出结构10位于包封构件6内部，因此湿气的侵入能够被抑制并能够生产防止因湿气恶化并且高度可靠的有机EL元件。树脂是容易透过空气的(湿气和氧气)。当树脂层被用作用于形成凹陷和凸起或用于覆盖凹陷和凸起的膜，并与大气直接接触时，发光堆叠体5(发光层3)可以通过空气通过树脂层渗透而被损坏。然而，在图1的实施例中，用于形成第一光输出结构10的树脂层设置在包封构件6内部，并不在外部暴露。因此，能够防止湿气和氧通过树脂层渗透。
作为形成比包封构件6小的第一光输出结构10的方法，可以采用通过图案化形成树脂层的方法。例如，作为图案化的一个例子，在不平坦结构11和透明覆盖层12由UV固化树脂制成的情况下，通过固化树脂的所需部分并用有机溶剂或者类似物除去树脂的不期望的部分可进行所述图案化。通过使用这样的UV固化树脂，可以容易地进行图案化。替代地，图案化方法可以包括通过喷墨或掩膜的图案化涂布。在热固性树脂的情况下，图案化可容易地通过局部涂布完成。
另外，在不平坦结构11中，例如，当使用紫外线固化树脂时，凹陷和凸起通过使用模具形成，并且所希望的部分(存在于包封构件6内部)用紫外线被固化，然后不希望的部分用溶剂被洗去。由此，凹陷和凸起的形成以及平坦的形状的图案化可同时进行。需要注意的是，作为固化用于不平坦结构11或透明覆盖层12的树脂的方法，可以使用紫外线固化。但是，可以使用热固性树脂。在这种情况下，该树脂可通过加热被固化。
优选的是，第一光输出结构10包括吸水材料，其在吸水能力方面比用于使得包封构件6结合到防潮基板1上的粘结剂高。在本实施例中，用作光学构件的第一光输出结构10被设计成具有吸水能力。因此，通过粘结剂(密封结合构件16)侵入的湿气能被在光学构件中包含的吸水材料吸收，由此能抑制有机层的恶化，能提高可靠性。吸水材料包含在第一光输出结构10的任何部分中都足够。在一个优选的实施例中，吸水材料包含在不平坦结构11(不平坦层)中。在另一优选的实施例中，吸水材料包含在透明覆盖层12中。在另一优选的实施例中，吸水材料包含在不平坦结构11和透明覆盖层12的每者中。简单而言，吸水材料包含在第一光输出结构10中，换句话说，被包含在不平坦结构11和透明覆盖层12中的至少一个中就足够。
图1示出了第一光输出结构10被覆盖有第一电极2的位置处的截面。但是，关于封闭的内部，第一光输出结构10可包括不覆盖有第一电极2的部分。因此，通过密封结合构件16侵入的湿气能被在第一光输出结构10中包含的吸水材料吸收。
包含在第一光输出结构10中的吸水材料的一个例子是具有吸水能力的树脂。换言之，用于形成第一光输出结构10的树脂是具有吸水能力的树脂。在这种情况下，不平坦结构11和透明覆盖层12可以由树脂制成，并且具有吸水能力的树脂用作用于不平坦结构11的树脂和用于透明覆盖层12的树脂中的至少一个。具有吸水能力的树脂的示例为包括亲水性官能基团的树脂。为了确保高吸水能力，优选的是，在树脂固化之后亲水性官能基团仍保留。亲水性官能基团可以包括羟基团(hydroxyl group)，羧基团(carboxyl group)，羧酸基团(carboxylicgroup)，砜基团(sulfone group)，磺酰基团(sulfonyl group)和磺酸基团(sulfonic group)。
包含在第一光输出结构10中的吸水材料的一个例子是吸湿材料。换言之，吸湿材料被包含在用于形成第一光输出结构10的树脂中。在此情况下，不平坦结构11和透明覆盖层12可以由树脂制成，并且吸湿材料被包含用于不平坦结构11的树脂和用于透明覆盖层12的树脂的至少一个中。吸湿材料可以是颗粒。吸湿材料的例子可以是具有物理吸附性的吸湿材料。关于具有物理吸附性的吸湿材料，即使在吸湿材料在生产过程中吸收水时，吸湿材料的吸水能力可通过烘烤被还原。所述吸湿材料可以选自硅胶，沸石和分子筛。需要注意的是，第一光输出结构10的部分或全部可以由包括吸湿材料的具有吸水能力的树脂制成。这是其中的一个例子：所述吸湿材料和具有吸水能力的树脂两者都用作吸水材料。在这种情况下，吸水能力进一步提高，并且可靠性可以进一步提高。
如图1所示，在本实施例的有机EL元件中，优选的是，第二光输出结构20可以设置到防潮基板1的与在其上形成第一光输出结构10的一侧相反一侧(外侧)上的表面。通过提供第二光输出结构20，所述防潮基板1(玻璃基板)和大气之间的全反射损失可被抑制，并且因此光输出效率可以进一步提高。此外，第二光输出结构20是具有光散射特性的结构。因此，由于光散射特性，从发光层3以各种角度发射的光线被充分混合，并且取决于视角的色度偏移可以进一步降低。特别是，在白色有机EL元件中，视角依赖性是对照明用途而言非常重要的指标。在该实施例中，能够获得具有低色差的有机EL元件，低色差意味着取决于视角的色移是小的。即使在以面板形状形成有机EL元件的情况下，也能够得到具有优异的发光性能，并显示出取决于角度的小的色移的有机EL元件。
在这点上，不含第二光输出结构20(光散射结构)的有机EL元件(白色)关于色差(色移)与包括第二光输出结构20(光散射构造)的有机EL元件(白色)作比较。当第二光输出结构20不存在时，则色差Δu’v’等于0.018。与此相反，当第二光输出结构20存在时，色差Δu’v’等于0.004。Δu’v’被定义为如下面积的平均值的偏差的均方根(Δu’^2+Δv’^2)^(1/2)的最大值：在该面积中，色度的u'v'坐标的视角相对于前行的绝对值等于或小于80°。需要注意的是，“^”是表示乘数的符号。如上所述，通过提供第二光输出结构20，视角依赖性可以减小，并且由此能够获得具有其中意味着取决于视角的色移小的低色差的发光。
第二光输出结构20可以通过提供具有光散射特性的适当结构来获得。例如，该光输出结构可以通过附接具有光散射结构的光输出膜容易地提供。可替代地，优选的是，光输出结构可以直接形成在基板上，并且这是非常有效的。例如，优选的是，第二光输出结构20通过粗糙化防潮基板1形成。在这种情况下，必要的部件的数量可以减少，并且可以提高生产率。
防潮基板1可以通过例如由喷砂或反应蚀刻使防潮基板1的表面不平坦被粗糙化。在这种情况下，该过程可以容易地通过直接粗糙化防潮基板1进行。例如，当基板由玻璃制成并且由喷砂进行加工时，所以能够通过使用#400氧化铝磨料(平均粒径为30μm)相对容易地进行粗糙化的形成过程。需要注意的是，用于喷砂的颗粒可以是例如碳化硅、氧化铝和锆的磨料，以及平均粒径可根据所希望的加工形状进行适当调整。粗糙化加工可以仅在制备基板时进行，也就是，在第一光输出结构10形成之前。粗糙化的加工可以在形成第一光输出结构10之后但在提供发光堆叠体5之前进行。粗糙化加工可在通过包封构件6包封之后进行。但是，在使用喷沙的情况下，磨料的残余物可能导致短路，因此，优选在包封之后进行加工。需要注意的是，当第二光输出结构20可通过使用光散射膜形成时，所述第二光输出结构20可以通过在包封之后将膜附着到防潮基板1的表面上形成。
图3示出用于生产有机EL元件的方法的一个例子。图3示出生产有机EL元件的方法，其中第一光输出结构10与图1的实施例相比与要结合到包封构件6的部分更向内形成。
为了生产有机EL元件，首先，如图3A所示，制备防潮基板1，并且如图3B所示，第一光输出结构10形成在该防潮基板1的表面上。注意到，第二光输出结构20可以预先通过粗糙化设置到防潮基板1的与第一光输出结构10相反的表面上。第一光输出结构10可以通过使得不平坦结构11和透明覆盖层12以该顺序堆叠来形成。如上所述，不平坦结构11可以通过涂布树脂并通过使用模具转印凹陷和凸起而形成。此外，透明覆盖层12可以通过涂布树脂以形成在不平坦结构11的凹陷和凸起上方形成平坦的表面来形成。注意的是，不平坦结构11和透明覆盖层12通过图案化形成在由要结合到包封构件6的部分所包封的区域上。通过将树脂涂布到整个表面上，然后去除在外周部上的树脂层的方法，或部分将树脂涂布到仅中心部分上的方法，可以进行该图案化。
接着，如图3C所示，第一电极2通过提供层形成。在这方面，提供了第一电极2的层，以包括第一光输出结构10的外部存在的部分，并由此延伸到由包封构件6包封的区域的外侧。结果是，第一电极2的一部分存在于包封构件6的外部，并且因此能够形成用于接收电力的一部分。
随后，如图3D所示，构成电荷移动层7和发光层3的层以适当的顺序被堆叠，从而形成发光堆叠体5的有机层。此后，如图3E所示，第二电极4通过提供层形成。第二电极4可以通过提供层，使得不与第一电极2直接接触而形成。在这点上，在实施例中，第二电极4的层设置成包括存在于第一光输出结构10的外部的部分，并因此被延伸到由包封构件6包围的区域外侧。结果，所述第二电极4的一部分存在于所述包封构件6的外部，并且因此能够形成用于接收电的一部分。通过使得第一电极2、发光层3、电荷移动层7和第二电极4堆叠，形成发光堆叠体5。形成发光堆叠体5的层(第一电极2、发光层3、电荷移动层7和第二电极4)的方法可以是汽相淀积。通过汽相沉积，能够有效地堆叠薄膜。此外，这些层中的一个或一些可通过涂布或溅射来形成。生产率可通过使用合适的膜形成方法被提高。
发光堆叠体5被形成之后，包封构件6用用于密封的粘合剂结合到防潮基板1的表面，并由此能够包封发光堆叠体5。在图3F中，要被结合到包封构件6的部分(密封结合构件16)由阴影表示。包封可通过玻璃盖包封来实现。此后，当第二光输出结构20尚未形成时，为了在防潮基板1的表面上形成第二光输出结构20，所述防潮基板1的表面可以被粗糙化，或光散射膜可以附接到防潮基板1的表面。通过进行上述加工，可获得图1的实施例中所示的有机EL元件。
图4示出有机EL元件的实施例的另一例子。本实施例和上述实施例共同的部件由相同的附图标记表示，并省略其说明。在该实施例中，第一光输出结构10形成在防潮基板1的整个表面上。此外，第一光输出结构10(透明覆盖层12)的表面(上表面)覆盖有阻挡层9。阻挡层9是防潮和透光的。如上所述，在优选的实施例中，防潮和透光的阻挡层9位于第一光输出结构10和第一电极2之间。本实施例可有效地抑制湿气通过透明覆盖层12的侵入。当第一光输出结构10的一部分或全部由树脂制成时，来自树脂的脱气可能导致发光堆叠体5的恶化。但是，阻挡层9能防止脱气的侵入。
当第一光输出结构10被设置到防潮基板1的整个表面时，透明覆盖层12被形成为具有存在于包封构件6的外侧的部分。在这种情况下，当透明覆盖层12由树脂制成时，透明覆盖层12本身很可能形成湿气的侵入路径。结果，湿气的侵入可能引起元件的可靠性上的降低。鉴于此，阻挡层9形成在透明覆盖层12的表面上。由此，阻挡层9覆盖所述透明覆盖层12的整个表面，使得所述透明覆盖层12在包封区域内部不暴露。因此，能够防止湿气的侵入，因此可以防止该元件的劣化。此外，通过设置阻挡层9，防止第一电极2与所述透明覆盖层12直接接触，并因此进一步抑制湿气侵入引起的恶化。
阻挡层9可以由钝化膜制成。由于这个原因，对于湿气的阻挡性能可以得到改善。钝化膜可以是被钝化的膜。
阻挡层9优选可以由SiO2,SiN,TiO2或类似物的无机膜制成，或由一个或多个无机层和一个或多个有机层的层叠膜制成。当包括无机膜时，阻挡层9能够抑制湿气侵入。
优选的是，阻挡层9的厚度等于或小于400/n[nm]，其中n表示阻挡层9的平均折射率。在这种情况下，发光性能可以得到改善，并且阻挡性能仍可以得到改善。通过增加阻挡层9的厚度，阻挡性能够增加。然而，对于阻挡层9(钝化膜)的厚度，虽然干扰影响的发生取决于膜的折射率或消光系数，但是，当厚度过大时，可能会发生干扰的影响，并可能会导致在光谱和视角依赖性上的不希望的效果。此外，当阻挡层9具有过大的厚度时，大量的光在阻挡层9中被吸收并且阻挡层9倾向于不透明。因此，难以使光输出，并且全反射效应可能增加。鉴于此，阻挡层9的厚度优选设定在上述范围内。阻挡层9的厚度的下限值没有特别的限制，但也可以是1/n的[nm]，10/n[nm]，100/n[nm]，或类似值。特别地，阻挡层9的厚度可以等于或大于50[nm]。此外，当阻挡层9的折射率比所述树脂层的折射率低时，在该阻挡层9和树脂层之间的界面可能发生全反射，因此效率降低。鉴于此，优选的是，阻挡层9的折射率比所述树脂层的折射率高。需要注意的是，在这种情况下，树脂层可以是透明覆盖层12。
另外，在本实施例中，优选的是，所述第一光输出结构10包括吸水材料，吸水材料在吸水能力方面高于用于使得包封构件6结合到防潮基板1上的粘结剂。在本实施例中，第一光输出结构10被设计成吸水能力方面高于密封结合构件16，并且由此阻挡层9的湿气阻挡性能可以由第一光输出结构10增强。因此，有机层的劣化能够被抑制，并且可靠性可以得到提高。吸水材料被包含在第一光输出结构10的任何部分中就足够。吸水材料的示例与在与图1的实施例关联的说明的示例是相同的。
所实现的实施例的有机EL元件可以根据在图3中所示的方法来制造。第一光输出结构10可以被设置到整个表面，而不图案化。在此之后，阻挡层9被形成在第一光输出结构10的表面上。阻挡层9可以通过汽相沉积、溅射，或涂布来形成。在形成阻挡层9之后，发光堆叠体5被形成并且以与图3的方法相同的方式被包封构件6包封。
在实施图4的实施例中，第一光输出结构10可被设置到整个表面。因此，与图1的实施例相比，生产可以容易。另外，在图4的实施例中，第一光输出结构10被设置到整个表面上，由此由第一光输出结构10引起的高度差不存在。因此，在形成层的过程中，可以防止这样的层在高度差处被破坏。然而，在图1的实施例中，不需要提供阻挡层9。在这个意义上，生产变得容易。另外，在图1的实施例中，没有必要提供阻挡层9，因此，能够避免阻挡层9的存在造成的光输出效率上的下降。注意到，在实施图1的实施例中，允许该阻挡层9被设置到第一光输出结构10(透明覆盖层12)的表面。
图5示出有机EL元件的实施例的另一例子。通用于本实施例和上述实施例的部件由相同的附图标记指定，并省略其说明。本实施的实施例与实施图4的实施例基本相同，但是在阻挡层9的端部的结构上与图4的实施例是不同的。
在图4的上述实施的实施例中，湿气的侵入可以由阻挡层9的存在而防止。然而，第一光输出结构10(透明覆盖层12)的端部的侧表面露出在外部，因此湿气可能通过这部分侵入到树脂层中。鉴于此，在实施图5的实施例中，第一光输出结构10被形成为比所述防潮基板1小，并且阻挡层9在平面图中在尺寸上比第一光输出结构10大。由此，包括侧表面的整个第一光输出结构10被覆盖有阻挡层9。因此，所述第一光输出结构10(透明覆盖层12)的端部的侧面10a(12a)不露在外部。如上所述，通过用阻挡层9覆盖第一光输出结构10，第一光输出结构10是由防潮基板1和阻挡层9包围，从而密封地包封。因此，第一光输出结构10不露出外部，因此能够防止外部潮气侵入到构成第一光输出结构10的树脂层中。因此，能够生产能防止由于湿气侵入导致的恶化并且可具有高可靠性的有机EL元件。
同样在实施的实施例中，优选的是，所述第一光输出结构10包括吸水材料，该吸水材料在吸水能力上比用于将包封构件6结合到防潮基板1上的粘结剂高。在实施的实施例中，第一光输出结构10被设计成在吸水能力上高于密封结合构件16，由此阻挡层9的湿气阻挡性能可以由第一光输出结构10增强。因此，所述有机层的劣化能够抑制，并且可靠性可以得到改善。吸水材料被包含在第一光输出结构10的任何部分中就是足够的。吸水材料的示例与在与图1的实施例关联说明的那些是相同的。
本实施例的有机EL元件可以根据与所实现的图4的实施例类似的方法来制造。第一光输出结构10由图案化被形成为比防潮基板1小。在这方面，优选的是，所述第一光输出结构10被形成为比所述防潮基板1略小。通过这样做，发光面积能尽可能地增加。接着，阻挡层9形成在防潮基板1的表面上，以覆盖整个的第一光输出结构10。注意，阻挡层9被形成为使得阻挡层9在第一光输出结构10的端部处不被破坏。通过这样做，能够密封地包围所述第一光输出结构10而不使得所述第一光输出结构10暴露到外部。例如，阻挡层9可以设置在防潮基板1的整个表面。在形成阻挡层9之后，发光堆叠体5被形成，并且以与图3同样的方式被包封构件6包封。
如同在实施图4的实施例中，与实施图1的实施例相比，实施的图5的实施例可具有如下优势：生产变得容易，并且在高度差处的破坏可以被抑制。另外，可以降低在形成第一光输出结构10的过程中用于图案化树脂层需要的精度水平，因此该装置的设计的自由度可以增加，制造成本可以降低。
在生产有机EL元件的过程中，可以生产有机EL元件连接构件，其中多个有机EL元件形成在防潮基板1的要被连接到彼此的表面上，此后，防潮基板1可以分离，由此获得各个有机EL元件。此外，在这种情况下，在各个实施的实施例的有机EL元件中，可以有效地进行生产。所生产的有机EL元件在白色发光方面具有优良的光输出效率，并具有降低的视角依赖性。
在有机EL元件中，通过最优化所述第一光输出结构10，光输出效率可以进一步提高。以下，参照图6到图11，说明所述第一光输出结构10的优选实施例。在下面描述的实施例中，不设置阻挡层9。然而，阻挡层9可以设置或可以不设置。此外，第二光输出结构20可以设置或可以不设置。然而，优选的是，设置第二光输出结构20。需要注意的是，在下文中，第一光输出结构10仅被称为光输出结构10。
图6示出有机EL元件的实施例的另一例子。通用于本实施例和上述实施例的部件由相同的附图标记指定，并省略其说明。
优选的是，光输出结构10具有限定为倾斜面的侧面10a，该倾斜面从垂直于防潮基板1的表面的方向向内倾斜。在这种情况下，能够防止第一电极2以及其延伸部分在高度差处被分离或者变薄，由此，在导通连接能力上的降低能够抑制。当光输出结构10的侧面10a为倾斜面时，与第一电极2的粘附性与其中所述光输出结构10的侧面10a是垂直于基板的表面的面的情况相比能够提高。因此，能够提高可靠性。在实施图6的实施例中，光输出结构10具有其中作为不平坦结构11和透明覆盖层12的不平坦层被堆叠的层状结构。此外，定义为不平坦层和透明覆盖层12的层状结构的边缘面的侧面10a为倾斜面。在光输出结构10中，不平坦层的侧面为倾斜面。透明覆盖层12的一个侧面是倾斜面。如果未设置透明覆盖层12，那么光输出结构10可以仅由不平坦层(不平坦结构11)构成。在这种情况下，不平坦层的侧面可以是倾斜面。可替代地，如果包括不平坦结构11的侧面的整个不平坦结构11覆盖有透明覆盖层12，那么光输出结构10的侧面可被定义仅为透明覆盖层12的侧面。在这种情况下，透明覆盖层12的侧面可以是倾斜面。该倾斜面可以被解释为锥形表面。
在图6中，光输出结构10的侧面10a为平坦的表面。光输出结构10的侧面10a可以是弯曲的表面。光输出结构10的侧面10a为向外弯曲的凸起的表面，或者向内弯曲的凹入的表面。
光输出结构10的侧面10a的倾斜角度没有特别限定。然而，优选的是，光输出结构10的侧面10a相对于防潮基板1的表面的角度等于或小于85度。在这种情况下，在高度差处破损可以进一步抑制。光输出结构10的侧面10a相对于防潮基板1的表面的角度优选等于或小于80度，并且更优选等于或小于70度。然而，当该角度过小时，光输出结构10的底部变得过大。光输出结构10的侧面10a与防潮基板1的表面的角度可以等于或大于25度。光输出结构10的侧面10a与防潮基板1的表面的角度被定义为连接侧面10a的上端和下端的直线与防潮基板1的表面的角度。注意的是，当光输出结构10的侧面10a不是倾斜面，而是垂直于防潮基板1的表面时，光输出结构10的侧面10a与防潮基板1的表面的角度为90度。
图7示出有机EL元件的实施例的另一例子。通用于本实施例和上述实施例的部件由相同的附图标记指定，并省略其说明。图7示出有机EL元件的端部的放大平面图。需要注意的是，为了清楚地显示元件的结构，第一电极2的延伸部分和包封构件6未示出。然而，有机EL元件可以包括这些部件。在图7中，发光堆叠体5的轮廓由双点线表示。
优选的是，光输出结构10具有包括侧面不平坦结构30的侧面10a，该侧面不平坦结构30在有机电致发光元件的平面图侧向地被部分地凸起和凹陷。在这种情况下，第一电极2被形成为沿侧向地被部分地凸起和凹陷的所述光输出结构10的表面成形。因此，能够提高光输出结构10和第一电极2之间的粘合性。此外，当设置侧面不平坦结构30时，侧面不平坦结构30中的凹陷和凸起提供光散射性质，并且光输出效率可被提高。
在实施的图7的实施例中，侧面不平坦结构30被设置到光输出结构10。侧面不平坦结构30包括至少一个侧向突出的侧面凸部31，和至少一个侧向凹陷的侧面凹部32。侧面不平坦结构30可具有其中侧向凸起的部分和侧向凹陷的部分交替布置的结构。
在实施的图7的实施例中，光输出结构10的侧面10a可为垂直于防潮基板1的表面的面。可替代地，光输出结构10的侧面10a可以是从垂直于防潮基板1的表面的方向向内倾斜的倾斜面。在光输出结构10的一个优选的实施例中，其侧面10a是倾斜面，如同图6，并且其侧面10a包括侧面不平坦构造30，如同图7。因此，与第一电极2的粘附性可被提高，并且能够生产在光输出效率方面优良的有机EL元件。
图7示出了侧面不平坦结构30具有波纹形状的例子。侧面不平坦结构30的形状不限定于这样的波纹形状。例如，侧面不平坦结构30具有矩形波形状。然而，为了降低在高度差处发生破损，优选的是，侧面不平坦结构30具有包括没有尖而是弯曲的角部的结构。在波纹形状的侧面不平坦结构30中，其角部是弯曲的。
在侧面不平坦结构30中，侧面凸部31和侧面凹部32可具有相同的宽度。在这种情况下，侧面凸部31整体上的占有率可以被制成为等于侧面凹部32整体上的占用率，因此，光输出效率可被提高。侧面凸部31的宽度和侧面凹部32的宽度分别被定义为在垂直于侧面凸部31凸起的方向的方向上侧面凸部31的尺寸和侧面凹部32的尺寸。在图7中，这些的宽度可以通过在长度方向上的距离来表示。需要注意的是，侧面凸部31的宽度可以大于或小于侧面凹部32的宽度。
侧面不平坦结构30的不平坦尺寸可小于侧面凸部31的宽度和侧面凹部32的宽度。当不平坦尺寸过大时，层可能会在该高度差处被破坏，或层可能包括无用的部分。侧面不平坦结构30的不平坦尺寸被定义为在侧面凸部31凸起的方向上在侧面凹部32的最下点和侧面凸部31的最上点之间的距离。在图7中，侧面不平坦结构30的不平坦尺寸是由在宽度方向上的距离来表示。需要注意的是，侧面不平坦结构30的不平坦尺寸可大于侧面凸部31的宽度和侧面凹部32的宽度。
当设置侧面不平坦结构30时，优选的是，发光堆叠体5的外界限比侧面凹部32的最下点更向内。在这种情况下，也能够获得稳定的发光。
优选的是，侧面不平坦结构30的凸起和凹陷的平均间距大于0.3μm且小于10μm。在这种情况下，与第一电极2的粘附性和光输出效率可以更加提高。凸起和凹陷的平均间距可以被定义为在垂直于侧面凸部31的凸起方向的方向上在相邻的两个侧凸部31的中心之间的距离的平均值。
图8示出有机EL元件的实施例的另一例子。通用于本实施例和上述实施例的部件由相同的附图标记指定，并省略其说明。在图8中，光输出结构10包括多个凹陷部分40。在图8中，在第一电极2和第二电极4之间的堆叠体图示为有机层3A。该有机层3A可以是发光层3和电荷移动层7的堆叠体。有机层3A至少包括发光层3。
优选的是，光输出结构10包括形成在面对第一电极2的表面上的凹陷部分40，比不平坦结构11的凹部深，并且第一电极2形成在光输出结构10的表面上，沿着凹陷部分40的内面成形。由于这种结构，有机层3A的总面积变得大于在没有设置凹陷部分40的情况下的总面积，因此，发光的总量能够增加。此外，当第二电极4被形成为反射电极时，横向发出的光可以通过第二电极4反射，从而可在外部输出。因此，光输出效率可以进一步提高。即使在第二电极4被形成为是透射光的，并且反射层设置在第二电极4的与有机层3A的相反侧上时，也可以得到相同的效果。
凹陷部分40的深度大于不平坦结构11的凸部的凸起尺寸。凹陷部分40的宽度大于不平坦结构11的凸部或者凹部的宽度。通过形成宏观光学结构，光输出效率可以得到改善。
发光堆叠体5优选沿凹陷部分40的内部形状形成。在图8中，第一电极2形成在光输出结构10的表面上，沿凹陷部分40的内面成形。第一电极2在凹陷部分40的位置处凹陷。此外，有机层3A形成在第一电极2的表面上，以便沿凹陷部分40的形状成形。有机层3A在凹陷部分40的位置凹陷。在这点上，构成有机层3A的层可沿着凹陷部分40的形状凹陷。此外，第二电极4形成在有机层3A的表面上，以便沿凹陷部分40的形状成形。第二电极4在凹陷部分40的位置处凹陷。因此，该发光堆叠体5在凹陷部分40的位置处凹进。换言之，发光堆叠体5具有波纹形状。如上所述，发光堆叠体5沿凹陷部分40的内面形成，因此光输出效率可被提高。
优选的是，光输出结构10的凹陷部分40的侧面40a是倾斜面。在这点上，倾斜面是指从垂直于防潮基板1的表面的方向向内倾斜的面。当凹陷部分40的侧面40a是倾斜面时，该光输出效率可以进一步提高。当凹陷部分40的侧面40a是倾斜面时，该凹陷部分40的侧面40a与防潮基板1的表面的角度与光输出结构10的侧面10a的角度相同，并且，例如，优选等于或小于85度，并且更优选等于或小于80度，进一步更优选等于或小于70度，并且可以等于或大于25度。
如由图8中的箭头所示，由有机层3A产生的部分光线沿着光输出方向(朝向防潮基板1的方向)行进，并且有些光线横向行进。当凹陷部分40存在时，能够将横向行进的光线通过反射和散射转换成沿着光输出方向行进的光线。在图8中，朝向凹陷部分40沿着横向方向行进的光线被第二电极4反射，从而被转换成向外行进的光线。此外，朝向不平坦结构11沿着横向方向行进的光线被不平坦结构11散射，从而被转换成向外行进的光线。因此，光输出效率可被提高。此外，全反射损失可以减小。凹陷部分40所造成的光输出效率的提高对于其中提供包括不平坦结构11的光输出结构10的情况特别有效。
图9示出有机EL元件的实施例的另一例子。通用于本实施例和上述实施例的部件由相同的附图标记指定，并省略其说明。所实现的图9的实施例是实施图8的实施例的变形例。在图9中，凹陷部分40被制成为更深，从而穿透光输出结构10。实施的图9的实施例除了凹陷部分40之外与实施图8的实施例相同。
在一个优选的实施例中，设置到光输出结构10的凹陷部分40穿透光输出结构10。由于此实施例中，光输出效率可以进一步提高。
在图9中，光输出结构10不存在于凹陷部分40的位置处。换句话说，光输出结构10在凹陷部分40的位置处包括通孔。在凹陷部分40的位置处，第一电极2与光输出结构10下面的物体接触。在实施图9的实施例中，在凹陷部分40的位置处，第一电极2与所述防潮基板1接触。
在图8和图9的实施例中，各凹陷部分40可设置为槽，或点。当凹陷部分40被设置为点时，凹陷部分40在平面图中可规则地或随机地设置。当凹陷部分40随机地设置时，光散射性质可以得到改善。当凹陷部分40被设置成槽时，凹陷部分40可具有线形状。设置为槽的凹陷部分40可以是直的槽或弯曲的槽。
凹陷部分40的深度可以比透明覆盖层12的厚度小，但该凹陷部分40的深度优选可以比透明覆盖层12的厚度大。在这方面，在凹陷部分40的位置处，不平坦结构11的凹陷和凸起可能由于存在凹陷部分40而会消失。在图8中，凹陷部分40的深度比透明覆盖层12的厚度大。在图9中，凹陷部分40的深度可以等于所述光输出结构10的厚度。
优选的是，相邻凹陷部分40之间的距离等于或小于100μm。换言之，由凹陷部分40划分光输出结构10获得凸部的每个宽度优选等于或小于100μm。由于这个原因，光输出效率可被提高。相邻的凹陷部分40之间的距离可等于或大于1μm。当凹陷部分40之间的距离变得过短时，凹陷部分40在尺寸上变得接近不平坦结构11的凹陷和凸起，期望的效果难以实现。更优选的是，由该凹陷部分40分割得到的凸部的宽度在1至10μm的范围内。
优选的是，凹陷部分40的宽度等于或小于100μm。当该凹陷部分40具有槽的形状时，凹陷部分40的宽度被定义为槽的宽度。当该凹陷部分40具有点形状时，凹陷部分40的宽度被定义为凹陷部分40的直径。当凹陷部分40的宽度等于或小于100μm时，光输出效率可以进一步提高。凹陷部分40的宽度可以等于或大于1μm。当凹陷部分40的宽度变得过短时，凹陷部分40在尺寸上变得接近所述不平坦结构11的凹陷和凸起，期望的效果可能难以实现。更优选的是，凹陷部分40的宽度在1至10μm的范围内。需要注意的是，在光输出结构10中，凹陷部分40的宽度可以几乎等于凸部的宽度。在光输出结构10中，凹陷部分40的宽度可以大于所述凸部的宽度。在光输出结构10中，凹陷部分40的宽度可以小于所述凸部的宽度。但是，为了通过光输出结构10提高光输出效率，优选的是，凹陷部分40的宽度等于或小于所述凸部的宽度。
在图8和图9的实施例中，凹陷部分40的侧面40a可以包括凹陷部分40的侧面不平坦结构。该侧面不平坦结构可以与实施图7的实施例的侧面不平坦结构30是相同的。凹陷部分40的侧面不平坦结构可以具有其中侧向凸起的部分和侧向凹陷的部分交替布置的结构。当凹陷部分40的侧面40a包括凹陷和凸起时，第一电极2和光输出结构10之间的粘合性可以得到提高。此外，当凹陷部分40的侧面40a包括凹陷和凸起时，光散射特性能够被提供，因此，光输出效率可被提高。换句话说，凹陷部分40的侧面40a可以是光输出结构10的侧面10a的一部分。这意味着，该侧面不平坦结构被设置到所述光输出结构10的面向凹陷部分40的侧面10a(40a)。注意，凹陷部分40的侧面40a可以被解释为光输出结构10在内部区域的侧面。参照图7说明的光输出结构10的侧面10a可以被认为是光输出结构10的侧边缘表面。
图6到图9的实施例的特征在于光输出结构(光输出结构10)的形状。图6和图7的实施例的特征在于光输出结构10的边缘。图8和图9的实施例的特征在于在光输出结构10内部的凹陷部分40。下文，说明生产这样的光输出结构10的方法。
图10表示生产有机EL元件的方法的一个例子。图10示出用于光输出结构10的层由激光束51加工。用于光输出结构10的层由激光辐射装置50被激光束51照射进行加工。图10示出多个有机EL元件同时形成的方法。在图10中，多个光输出结构10被形成在比对应于一个有机EL元件的区域大的防潮基板1上，并且用于光输出结构10的层的端部被加工。该用于光输出结构10的层的内部可以通过激光束51以类似的方式进行加工。在形成该光输出结构10的过程中，用于光输出结构10的大尺寸层附接到防潮基板1，然后在加工所述用于光输出结构10的层的端部的过程中被分成分别用于光输出结构10的多个层。在这种情况下，可以同时进行大尺寸层的分割和用于光输出结构10的层的端部的加工。
优选的是，光输出结构10通过激光加工来形成。在利用激光加工的情况下，可以容易地形成包括具有倾斜面或不平坦形状的边缘部分的光输出结构10。此外，对于激光加工，能够进行形状的严格控制，因此，光输出结构10可以低成本容易地形成。光输出结构10可以通过包括清洁、掩膜控制和光刻的湿式图案化形成。但是，在激光加工中，能够在锥形形状上进行严格的控制。激光图案化对于图案化的精度而言是有效的。
用于光输出结构10的层的加工可以在用于光输出结构10的层被设置到所述防潮基板1的表面之后通过使用激光器进行。用于光输出结构10的层的加工优选地在形成发光堆叠体5之前进行。光输出结构10可以由树脂制成，因此适合于树脂加工的激光器是优选的。通过使用激光加工，能够容易且精确地形成斜面。通过使用激光加工，能够容易且精确地形成侧面不平坦结构30。通过使用激光加工，能够容易且精确地形成凹陷部分40。
激光器可以选自适于树脂加工的适当的激光器。激光器优选地被构造为发射激光束51。注意，激光器不限于用于发射特定光的激光器。该激光器可以是例如气体激光器，受激准分子激光器和固体激光器。气体激光器可以由CO2激光器作为例子。准分子激光器可以由KrF激光器和XeCl激光器作为例子。固体激光器可以通过基于YVO4或YAG的基波或谐波的激光器作为例证。在一个优选的实施例中，紫外区激光器被使用。紫外区激光器可以由受激准分子激光器、基于YVO4的三次谐波激光器以及基于YAG的三次谐波激光器来举例说明。在紫外区的光由树脂很好地被吸收，并引起相对小的热影响，因而紫外区激光器是优选的。在一个优选的实施例中，使用基于YVO4的微微秒基波或二次谐波激光器。激光器可以发射微微秒或毫微微秒的短脉冲。这些激光器是优选的，因为它们允许基于多光子吸收而不是热加工的烧蚀加工。
在激光加工中，优选使用激光焦点位置调节器、孔、光束均化器中的至少一个。因此，可以产生所希望的光束分布，因此能够形成具有侧面10a的光输出结构10，侧面10a具有倾斜面、侧面不平坦结构30，或者两者。孔允许切断激光束区的其中能量密度相对弱的端部。光束均化器是用于均质光束强度分布的光学元件。侧面不平坦结构的尺寸(不平坦尺寸和不平坦间距)可以通过控制激光器的频率和扫描速率进行调整。为了实现实用的加工生产节拍，优选使用高频激光器。高频率是等于或大于例如500kHz的频率。高频率的上限没有特别的限制，但可以是1GHz。例如，当在600kHz的频率和在6000mm/s的扫描速率下进行加工时，能够形成具有10μm不平坦间距(间距为6000mm/600k)的侧面不平坦结构30。
图11示出了光输出结构10的端部用激光进行加工。如图11所示，通过照射激光束51，光输出结构10的侧面10a可以被形成为倾斜面。另外，光输出结构10的侧面10a可以形成为不平坦表面。设置到所述光输出结构10的凹陷部分40可以由相同的激光加工来形成。在图11中，激光束51沿倾斜方向射出。然而，激光束51的照射角度不限定于图示的角度。对于光输出结构10的加工可以通过调节激光加工参数来进行。防潮基板1可以用激光束51在垂直于防潮基板1的表面的方向上被照射。防潮基板1可以用激光束51在相对于防潮基板1的表面倾斜的方向上被照射。
激光加工不仅对于光输出结构10的端部，而且对于光输出结构10的内部的加工都是有效的。通过在平面图中在光输出结构10的内部区域进行激光加工，可以形成凹陷部分40。在使用激光器的情况下，通过调节输出，能够选择该凹陷部分40是否穿透所述光输出结构10。通过将激光束设置为线的形状，能形成具有槽形状的凹陷部分40。通过将所述激光束设置为点的形状，可以形成具有点的形状的凹陷部分40。
通过使用激光加工，能够容易地形成凹陷部分40。通过利用激光加工，能够容易地形成凹陷部分40的侧面40a的倾斜面。通过利用激光的加工，能够容易地形成凹陷部分40的侧面40a的不平坦表面。通过利用激光加工，能够通过调节激光器的光束分布容易地形成各种类型的形状，如上所述。光输出结构10的尺寸和形状可以基于光输出结构10和第二光输出结构20的组合而被调整。
一种照明装置，包括上述的有机EL元件。此照明装置包括有机EL元件，因此，能够制造具有优异的发光特性的照明装置。例如，一个有机EL元件的发光表面可以形成为10厘米或以上的长度和10cm或以上的宽度的矩形或正方形，但发光表面的形状并不限于此。照明装置可以包括被布置在平面上的多个有机EL元件。照明装置可以包括单一的有机EL元件。照明装置可以包括用于将电力供应到有机EL元件的布线构造。照明装置可包括用于支撑有机EL元件的外壳。照明装置可以包括插头，用于有机EL元件到电源的电连接。照明装置可被形成为面板。照明装置可以具有平面形状。照明装置可以更薄，因此能够提出一种节省空间的照明装置。
参考标记列表
1   防潮基板
2   第一电极
3   发光层
4   第二电极
5   发光堆叠体
6   包封构件
7   电荷运动层
8   包封间隙
9   阻挡层
10  光输出结构(第一光输出结构)
11  不平坦结构
12  透明覆盖层
13  凸部
14  凹部
15  不平坦区
20  第二光输出结构
30  侧面不平坦结构
31  侧面凸部
32  侧面凹部
40  凹陷部分

Claims (16)

1.一种有机电致发光元件，包括：
防潮基板，所述防潮基板是透射光的；
发光堆叠体，包括透射光的第一电极、用于发出具有不同发射波长的至少两种光线的发光层、和第二电极，它们以此顺序从所述防潮基板开始配置；和
包封构件，结合到所述防潮基板上，以包封所述发光堆叠体，
所述有机电致发光元件还包括光输出结构，所述光输出结构设置在所述防潮基板的面对所述第一电极的一侧上，并且具有不平坦结构，所述不平坦结构由折射率几乎等于所述防潮基板的折射率或者小于所述防潮基板的折射率的材料制成，
所述不平坦结构包括被分成凸起或者凹陷的区的矩阵的平面，并且，多个凸部具有几乎相同的高度，分别被分配到所述矩阵的所需区，使得所述多个凸部被配置在所述平面中，并且
关于所述平面的任意区域，在所述任意区域中的所述多个凸部中的一个或者一些的总面积与所述任意区域的面积之比几乎不变。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构具有限定为倾斜面的侧面，所述倾斜面从垂直于所述防潮基板的表面的方向向内倾斜。
3.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构具有包括侧面不平坦结构的侧面，所述侧面不平坦结构在所述有机电致发光元件的平面图中侧向地部分地凸起和凹陷。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述侧面不平坦结构的凸起和凹陷的平均间距大于0.3μm并且小于10μm。
5.根据权利要求1至4之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构包括凹陷部分，所述凹陷部分形成在面对所述第一电极的表面中，比所述不平坦结构的凹部深；并且
所述第一电极形成在所述光输出结构的所述表面上，沿着所述凹陷部分的内面成形。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述凹陷部分穿透所述光输出结构。
7.根据权利要求1至6之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构包括透明覆盖层，所述透明覆盖层由在折射率上高于所述防潮基板的材料制成并且覆盖所述不平坦结构。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述透明覆盖层由树脂制成。
9.根据权利要求1至8之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构定位成在平面图中被所述包封构件包封。
10.根据权利要求1至9之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，还包括定位在所述光输出结构和所述第一电极之间的阻挡层，所述阻挡层是防潮的并且是透射光的。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述阻挡层具有等于或者小于400/n[nm]的厚度，其中，n表示所述阻挡层的平均折射率。
12.根据权利要求1至11之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述不平坦结构形成为衍射光学结构。
13.根据权利要求1至12之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构包括吸水材料，所述吸水材料在吸水能力上高于用于将所述包封构件结合到所述防潮基板的粘结剂。
14.根据权利要求1至13之任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述光输出结构被定义为第一光输出结构；并且
包括光散射结构的第二光输出结构被设置到所述防潮基板的与所述第一电极相反的表面。
15.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述第二光输出结构通过使得所述防潮基板粗糙化形成。
16.一种照明装置，包括根据权利要求1至15之任一项的所述有机电致发光元件。
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