CN1627875A - 电致发光装置 - Google Patents

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CN1627875A
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竹内范仁
石川明幸
吉田干雄
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Abstract

一种电致发光装置，具有透明基板，电致发光元件，透明层和亮度增强层。该透明基板具有第一表面和第二表面。该电致发光元件设置于透明基板的第一表面上。从电致发光元件所发射的光通过第二表面从透明基板射出。比透明基板具有更高折射率的透明层设置于透明基板的第二表面上。亮度增强层设置于透明层上，用于增强具有特定波长的光的亮度。

Description

电致发光装置
技术领域
本发明涉及一种底部发射型发光装置，其中发光元件如有机电致发光元件(或有机EL元件)和无机电致发光元件(或无机EL元件)设置于透明基板的一个表面上，并且电致发光元件从透明基板的表面发射光。
背景技术
传统上，如Tatsuo Uchida等人编辑(Kogyo Chosakai出版公司)的“Flat Panel Display Unabridged Dictionary”第444页中所披露的，已经提出了多种电致发光装置，如包括有机EL元件的有机电致发光装置(或有机EL装置)和包括无机EL元件的无机电致发光装置(或无机EL装置)。从而，需要提供在特定方向具有高亮度并且显示任意颜色的底部发射型电致发光装置。
发明内容
根据本发明，电致发光装置具有透明基板，电致发光元件，透明层和亮度增强层。透明基板具有第一表面和第二表面。电致发光元件设置于透明基板的第一表面上。电致发光元件发射出的光通过第二表面射出透明基板。比透明基板具有更高折射率的透明层设置于透明基板的第二表面上。亮度增强层处于透明层上，用以增强具有特定波长的光的亮度。
根据下面的描述，结合附图本发明的其他方面和优点是显而易见的，附图通过例子说明本发明的原理。
附图简要说明
在所附权利要求中特别给出了相信是新颖的本发明的特征。参照下面对目前优选实施例的描述以及附图，可更好地理解本发明及其目的和优点，其中：
图1所示的示意性剖面图用于说明根据本发明第一优选实施例的第一有机EL装置的剖面结构；
图2所示的示意性剖面图用于说明根据本发明第二优选实施例的第二有机EL装置的剖面结构；
图3A所示的示意图用于说明根据本发明第二优选实施例的二维光子晶体层的结构；
图3B所示的示意图用于说明根据本发明第二优选实施例的二维光子晶体层的第二电介质的周期性结构的四方晶格排列；以及
图3C所示的示意图用于说明根据本发明第二优选实施例的二维光子晶体层的第二电介质的周期性结构的三角晶格排列。
具体实施方式
在说明中，“透明”表示对于电致发光装置发射出的光具有光学透明性的物体，并包括所谓的半透明性。对上述光而言，透明层的光学透明度约为10％或者更大，优选大约为50％，更优选大约为70％或者更大。透明度取决于光波长。
此外，“二维光子晶体层”表示具有二维光子晶体结构的层，并且该层包括层状透明元件(第一电介质)和一个折射率与层状透明元件的折射率不同、周期性地在透明元件中包含众多的部分(第二电介质)。第二电介质在相对于透明元件的表面的垂直方向，即在厚度方向延伸。
现在将参照图1到图3C描述根据本发明优选实施例的电致发光装置。相同附图标记表示基本相同的部件。附图没有严格地表示实际电光装置的尺寸比例，不过为了易于理解表示出某些极长或极短部分的尺寸。
现在将参照图1描述根据本发明第一优选实施例的第一有机EL装置。
图1中表示出底部发射型第一有机EL装置。第一有机EL装置具有有机发光层4，其包括设置于有机发光层41上的透明电极40，而有机发光层41设置在后侧电极42上。优选使用后侧电极作为反射电极。
透明基板3设置于有机发光层4上。透明基板3具有作为光入射面3a的第一表面，和与第一表面相对、作为光出射面3b的第二表面。透明基板3的光入射面3a处于有机发光层4上。
高折射率透明层2设置于透明基板3的光出射面3b上。透明层2具有作为光入射面2a的第一表面，和与第一表面相对、作为光出射面2b的第二表面。透明层2的光入射面2a处于透明基板3的光出射面3b上。光学谐振层或亮度增强层1处于透明层2的光出射面2b上。
现在将描述高折射率透明层2和光学谐振层1。随后，将描述第一有机EL装置的操作和有益效果。(高折射率透明层2)
高折射率透明层2具有以下特征。
-光入射面2a与透明基板3的光出射面3b紧密接触。
-高折射率透明层2的折射率比透明基板3高。
-高折射率透明层2对于该装置发射到外部的光是透明的。
高折射率透明层2应当具有上面列出的特征，并且其特别具有以下特征
(材料)
在形成高折射率透明层2时，形成高折射率透明层2的材料对于从装置发射到外部的光应当是透明的，并且应当比透明基板3具有更高折射率。因而，用于形成高折射率透明层2的材料随所要制造的装置以及所采用的透明基板3而不同。
可从聚甲基丙烯酸甲酯(折射率n＝1.49)，ARTON(注册商标n＝1.51)，ZEONOR(注册商标n＝1.52)，玻璃(n＝1.53)，聚氯乙烯(n＝1.54)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(n＝1.57)，聚碳酸酯(n＝1.58)，聚苯乙烯(n＝1.59)等组成的组中适当选择符合上述要求的材料。此外，可采用用于形成第一有机EL装置的透明基板3的材料来形成高折射率透明层2。
(在透明基板3上形成高折射率透明层2的方法)
可通过适当采用在电致发光装置中形成层的方法在透明基板3上形成高折射率透明层2。例如，可按照如下方法形成高折射率透明层2。
-通过在透明基板2的光出射面3b上涂覆并干燥用于形成高折射率透明层2的材料，或者通过在光出射面3b上汽相沉积该材料，形成高折射率透明层2。
-也可以预先形成高折射率透明层2，并通过热压或使用粘接剂将其粘贴到透明基板3的光出射面3b上。
当使用粘接剂将高折射率透明层2粘贴到透明基板3上时，硬化的粘接剂优选具有比透明基板3更高的折射率，并且比高折射率透明层2的折射率低。当粘接剂的折射率处于上述范围内时，基本上到达透明基板3光出射面3b的所有光，都被引导到高折射率透明层2中。
现在将描述光学谐振层1。
(光学谐振层1)
光学谐振层1具有层状结构(多层反射镜)，其至少包括两个半透明反射镜和一个设置在半透明反射镜之间的透明层。半透明反射镜之间的距离设定为使装置发射到外部的光波长谐振的光程。即，光学谐振层1使装置发射到外部的特定波长光的强度增大，并减小除特定波长光以外的光的发射。换言之，光学谐振层1使从其厚度方向发射出的光的发散角减小。
优选在相对于有机EL元件4的有机发光层(发光区域)41与光出射侧相对的一侧上设置反射板，用于对发光层41发射出的光或者半透明反射镜(光学谐振层1)所反射的光进行反射。反射板可以与有机EL元件4等分开设置。当采用这种结构时，至少将一个半透明反射镜与反射板之间的距离设定为使该装置向外发射的特定波长光谐振。此外，光学谐振层1可仅包括一个半透明反射镜。
光学谐振层1可采用已知结构，并且可使用已知材料和形成该结构的方法制造而成。例如，可按照如下方式制造或设计。
-半透明反射镜与反射板之间的光程和/或半透明反射镜之间的光程优选为(2πN-φ-θ)λ/4π，并且希望光程为上述表达式的0.9到1.1倍，其中N为自然数，φ为反射板(或者与光出射侧相对一侧的半透明反射镜)处反射光的相移(弧度单位)，θ为半透明反射镜(或光出射侧的半透明反射镜)处反射光的相移(弧度单位)，λ为射出第一有机EL装置的波长。如上面所设计的，可以使发射到装置外部的特定波长λ的光谐振。即，第一有机EL装置能发射可增强并且具有方向性的特定波长λ的光。
当根据上述使用反射板进行谐振的公式设定半透明反射镜与反射板之间的光程时，反射板表面与有机发光层41之间的光程可以为(2M-1)λ/4π，其中M为自然数，λ为上述的波长。有机发光层41的这种设置，将光源设置于处于一个半透明反射镜与反射板之间的驻波的波腹处，从而获得上述操作。
在上述结构中，可由部分地透过特定波长λ的光，并反射其余光的材料形成半透明反射镜。这种材料可以为反射特定波长λ的光的金属薄膜。
光学谐振层1的半透明反射镜和处于半透明反射镜之间的材料(填充层)，可通过将对于特定波长λ透明的电介质、氧化物或有机物层叠而成。特别是，将高折射率材料和低折射率材料交替层叠，形成介电多层反射镜。高折射率材料包括，例如TiO2，SnO等，低折射率材料例如包括SiO2等。
当采用上述结构时，可以按照如下方式设定半透明反射镜层的光学厚度，其中半透明反射镜的折射率为N0，处于半透明反射镜上侧和下侧的各层以及周围大气的折射率分别为NU和ND。
(i)当NU＞N0和ND＞N0，或者NU＜N0和ND＜N0时，半透明反射镜的光学厚度设定为(2N-1)λ/4，其中N为自然数。
(ii)当NU＞N0＞ND或NU＜N0＜ND时，半透明反射镜的光学厚度设定为Nλ/2，其中N是自然数。
注意，希望光学厚度处于公式(i)或(ii)中上述厚度的大约0.9到大约1.1倍的范围。
可采用上述材料通过已知方法将光学谐振层1设置在高折射率透明层2的光出射面2b上，所述已知方法如汽相沉积和印刷。
可以将光学谐振层1制造成使多个波长λ1，λ2…谐振。
在此情形中，设置多个半透明反射镜，并且根据上述公式设计半透明反射镜之间和/或半透明反射镜与反射板之间的光程，不过区别在于将用于设计这些距离的上述公式中的λ变成λ1，λ2，…。即，波长λ1在某些半透明反射镜(或者在半透明反射镜与反射板)之间谐振，而波长λ2在其他半透明反射镜之间(或者在半透明反射镜与反射板之间)谐振，从而谐振，以增强多个波长的光，并且还增强光的方向性。
当采用上述结构时，可通过如上所述选择材料和成分来制造光学谐振层1。
现在将描述第一有机EL装置的操作和有益效果。
(操作和有益效果)
(a)基本上从有机层4进入透明基板3中的所有光都进入高折射率透明层2。
高折射率透明层2具有比透明基板3更高的折射率，从而基本上进入高折射率透明层2的光入射面2a的所有光都进入其中。
(b)通过高折射率透明层2的光入射面2a进入的光到达光出射面2b，这是因为高折射率透明层2对于装置发射到外部的光是透明的。
(c)从而，高折射率透明层2具有比透明基板3更高的折射率，使得从透明基板3进入高折射率透明层2的光，与光出射面3b上的入射角相比，在光入射侧2a上具有更小的出射角。换言之，对于垂直于光入射面2a的方向，高折射率透明层2处的光通量比透明基板3处的光通量小。即，对于垂直于光入射面2a的方向，光以预定的角度进入高折射率透明层2中。
(d)当光从光出射面2b射出，并进入光学谐振层1时，透过光学谐振层1的波长为λ(或者多个波长λ1，λ2，…)的光得到增强。此外，如上所述，所发射出的光的方向性增强，并在垂直于光出射面2b的方向射出。
从上面所述的操作显然可以看出，根据本发明的第一有机EL装置在垂直于光出射面2b的方向，发射出更多的特定波长的光，即，设定为在光学谐振层1中谐振的光。
当光学谐振层1设定为使多个波长的光谐振时，从有机层4发射出的这种波长的光，使多个波长的光增强，从而进一步增强色亮度，显示为颜色增加。
由对于第一有机EL装置发射到外部的光波长进行反射的元件构成反射板，并且该元件至少设置在有机层4的与光出射侧相对的发光区域一侧(或发光层41)上。用于该元件的材料包括通常用于反射板的金属，如Al，Ag，Au和Cu，化合物如上述金属的氧化物或氮化物，合金等。
现在将描述其他部件。
(基板3)
透明基板3主要为用于支撑有机EL元件4的板状元件。如上所述的透明基板3，应当具有比高折射率透明层2更低的折射率，并且应当是透明的。
透明基板3是其上层叠有有机EL元件的部件，从而至少希望光入射面3a是平坦和均匀的。此外，希望光出射面3b也是平坦和均匀的。
透明基板3可采用满足以上性质的已知材料，并且通常采用玻璃基板，硅基板，陶瓷基板如石英基板，或塑料基板。还可以采用所列出的用于形成高折射率透明层2的一种材料制造基板。此外，还可以采用组合多个相同或不同基板的组合板制造出的基板。
可适当设定透明基板3的厚度，并且通常采用厚度小于1mm的基板。
(有机EL元件4)
有机EL元件4包括设置于透明电极40与后侧电极42之间的有机发光层41。有机EL元件4包含在电极40、42之间施加电压时发光的有机发光材料。有机EL元件4可以为已知的EL元件，包括已知层状结构和已知材料的涂层，并且可通过已知制造方法制造而成。有机EL元件4的透明电极40处于透明基板3的光入射面3a一侧上，并且优选设置成使光入射面3a与透明电极40接触，并且更为优选的是设置成使光入射面3a与透明电极40紧密接触。如上所述，后侧电极42优选设置为反射电极。
(有机发光层41)
有机发光层41至少具有以下功能。有机发光层41可以为层状结构，其每一层具有任何下述功能，或者可以为具有下述功能的单层结构。
-电子注入功能
该功能从电极(阴极)注入电子。(电子注入性)
-空穴注入功能
该功能从电极(阳极)注入空穴。(空穴注入性)
-载流子输运功能
该功能用于输运电子和/或空穴。(载流子输运性)。输运电子的功能称作电子输运功能(电子输运性)，输运空穴的功能称作空穴输运功能(空穴输运性)。
-发光功能
该功能将所注入/输运的电子和空穴复合，产生激发子(处于激发状态)，并且当回到基态时发光。
当透明电极40为阳极时，有机发光层41可以形成一种层状结构，其中透明电极40上的层依次为空穴注入和输运层(transportinglayer)，发光层，电子注入和输运层。
空穴注入和输运层用于将空穴从阳极输运到发光层。形成空穴输运层的材料例如包括小分子材料，聚合物材料，聚噻吩寡聚材料和现有的空穴输运材料。适当的小分子材料包括金属酞菁染料系列，如铜酞菁染料和四(t-丁基)铜酞菁染料；非金属酞菁染料系列；喹吖(二)酮化合物；芳族胺如1，1-二(4-二对tryl氨基苯基)环己烷(1，1-bis(4-di-p-trylaminophenyl)cyclohexane)，N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺，N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺等。合适的可聚合材料包括聚噻吩，聚苯胺等。
发光层通过将从阳极输运的空穴与从阴极输运的电子复合而实现激发态，并且当从激发态返回基态时发光。用于发光层的材料包括荧光材料，磷光材料等。或者，基质材料(host material)可包含杂质(荧光材料或磷光材料)。
用于形成发光层的材料包括低分子量材料，可聚合材料和其它现有的发光材料。合适的低分子量材料包括9，10-二芳基蒽衍生物、芘衍生物、冠衍生物、邶衍生物、红荧烯衍生物、1，1，4，4-四苯基丁二烯、三(8-喹啉醇酯(quinolinolate))铝配合物，三(4-甲基-8-喹啉醇酯)铝配合物，二(8-喹啉醇酯(quinolinolate))锌配合物，三(4-甲基-5-三氟甲基-8-喹啉醇酯)铝配合物，三(4-甲基-5-氰基-8-喹啉醇酯)铝配合物，二(2-甲基-5-三氟甲基-8-喹啉醇酯)[4-(4-氰基苯基)苯酚酯]铝配合物，二(2-甲基-5-氰基-8-喹啉醇酯)[4-(4-氰基苯基)苯酚酯]铝配合物，三(8-喹啉醇酯)钪配合物，二[8-(对甲苯磺酰基)氨基喹啉]锌配合物，镉配合物，1，2，3，4-四苯基环戊二烯，五苯基环戊二烯，聚-2，5-二庚氧基-对-亚苯基亚乙烯基，香豆素系列荧光物质、邶系列荧光物质、吡喃系列荧光物质、蒽酮系列荧光物质，紫菜碱(porphyline)系列荧光物质，喹吖(二)酮系列荧光物质，N，N’-二烃基取代喹吖(二)酮(N，N’-dialkyl-substituted quinacridone)系列荧光物质，萘二甲酰亚氨基系列荧光物质，N，N’-二芳基取代吡咯并吡咯(N，N’-diaryl-substituted pyrrolopyrrole)系列荧光物质等。适当的聚合物材料包括聚芴，聚对苯乙烯撑(polyparaphenylenevinylene)，聚噻吩等。从上述采用宾主型组合物的材料中适当选择基质和客体(杂质)。
通过采用上面列出的一种或多种材料，可以将发光层设计成发射出波长可透过二维光子晶体层5的光，如图2到2C中所示。
电子注入和输运层将电子从阴极(在优选实施例中为后侧电极42)输运到有机发光层41。用于形成电子输运层的材料，例如包括2-(4-联苯基)-5-(4-t-丁基苯基)-1，3，4-恶二唑，2，5-二(1-萘基(naphtyl))-1，3，4-恶二唑，恶二唑衍生物，二(10-羟基苯[h]喹啉醇化物)铍络合物，三唑化合物等。
注意，可以为有机发光层41设置用于已知有机EL层的一层，如缓冲层，空穴阻挡层，电子注入层或空穴注入层。上述各层可通过已知加工方法由已知材料制造而成。例如，电子注入和输运层可以分成用于注入电子的电子注入层和用于输运电子的电子输运层。根据各层的功能从已知材料中适当选择用于形成这些层的材料，并且可从上述材料中进行选择用以形成电子注入和输运层。
现在将描述透明电极40和后侧电极42。
(电极)
透明电极40和后侧电极42中的任何一个作为阳极，另一个作为阴极。在第一优选实施例中，即使电极40、42中的任何一个为阳极(或阴极)也不存在问题。首先，将描述阳极。
阳极为将空穴注入有机发光层41的电极。形成阳极的材料赋予阳极上述性质，并且通常从已知材料如金属、合金、导电化合物以及这些材料的混合物等中进行选择。从而，使制造的与阳极接触的表面具有大于4eV的功函。
形成阳极的材料例如，包括金属氧化物和金属氮化物，如氧化铟锡(或ITO)，氧化铟锌(或IZO)，氧化锡，氧化锌，锌铝氧化物和氮化钛；金属，如金，铂，银，铜，铝，镍，钴，铅，铬，钼，钨，钽和铌；这些金属的合金；碘化亚铜(copper iodide合金，以及导电聚合物如聚苯胺，聚噻吩，聚吡咯，聚亚苯基乙烯撑(polyphenylenevinylene)，聚(3-甲基噻吩)和聚苯硫醚。
当使用透明电极40作为阳极时，透明电极40通常设置成对于所发射的光透射率高于10％。当发射可见光范围内的光时，优选采用在可见光范围内具有高透射性的ITO。
当使用后侧电极42作为阳极时，优选使用后侧电极42作为反射板。在此情形中，从上述材料中适当选择对于发射到外部的光具有反射性质的材料。通常选择金属、合金和金属化合物。后侧电极42可具有吸收性以防止外部光的反差(contrast)和反射。为了使后侧电极42具有吸收性，从上述材料中适当选择在形成电极时表现出吸收性的材料。
可使用上述材料中的任何一种形成阳极，或者可通过混合多种材料来形成。此外，层状结构可以为由包括相同成分层或不同成分层的多层组成的多层结构。
阳极的厚度取决于所使用的材料，通常从大约5nm到大约1μm，优选从大约10nm到大约1μm，更为优选的是从大约10nm到大约500nm，另外进一步优选从大约10nm到大约300nm，最好从大约10nm到大约200nm。
采用上述材料通过已知的薄膜沉积方法，如溅射、离子电镀、真空沉积、旋涂、电子束蒸发来形成阳极。
阳极的薄层电阻优选设定为低于几百Ω/□更优选设置为大约5到大约50Ω/□。
可用UV臭氧清洗或等离子体清洗来处理阳极的表面。
为了防止有机EL元件中短路或缺陷，在薄膜沉积之后，应当通过使粒子直径更加精细的方法或者抛光的方法，将阳极表面的粗糙度调整到低于20nm(均方根)。
阴极用于将电子注入有机发光层41(上述层状结构中的电子注入和输运层)。用于形成阴极的材料包括金属，合金，导电化合物以及这些材料的混合物，其功函低于4.5eV，一般低于或等于4.0eV，并且典型地是低于或等于3.7eV，以增强电子注入的效率。
上述电极材料包括锂，钠，镁，金，银，铜，铝，铟，钙，锡，钌，钛，锰，铬，钇，铝-钙合金，铝-锂合金，铝-镁合金，镁-银合金，镁-铟合金，锂-铟合金，钠-钾合金，镁与铜的混合物，铝和氧化铝的混合物等。另外，还可以采用用于阳极的材料。
当使用后侧电极42作为阴极时，用于后侧电极42的材料优选对于发射到外部的光具有反射性质，并且优选从上述材料中选择。通常选择金属，合金或金属化合物。
当使用透明电极40作为阳极时，将透明电极40设定为对于所发射的光透射率大于10％。例如，可采用通过将透明导电氧化物层叠在超薄薄膜镁-银合金上而形成的电极。此外，在阴极中，为了防止溅射导电氧化物时等离子破坏有机发光层41等，将添加有铜酞菁的缓冲层设置于阴极与有机发光层41之间。
可通过上述材料中的一种形成阴极，或者可通过多种材料形成。例如，当将5％到10％的银或铜添加到镁中时，阴极与有机发光层41紧密接触，防止被氧化。
阴极可具有由相同成分或不同成分的多层组成的多层结构。例如，该结构可以如下所示。
-为了防止阴极氧化，在没有与有机发光层41接触的一部分阴极上设置具有抗腐蚀性的金属保护层。用于形成保护层的材料优选采用银、铝等。
-为了减小阴极的功函，将具有较小功函的氧化物、氟化物、金属化合物等插入在阴极与有机发光层41之间的界面中。例如，将用于阴极的材料，包括铝、氟化锂或氧化锂插入阴极与有机发光层41之间的界面中。
可通过已知薄膜沉积方法，如真空沉积、溅射、离子沉积、离子电镀和电子束蒸发来形成阴极。阴极的薄层电阻优选设定为等于或低于数百Ω/□。
(其他层)
有机EL元件4可适当采用除上述以外的已知的层状结构和用于已知有机EL元件的材料。现在将描述用于有机EL元件4的优选层和材料。
绝缘层
为了防止透明电极40与后侧电极42之间短路，有机发光层41的外围上形成绝缘层。可适当选择用于形成已知有机EL元件所采用的绝缘部分的材料作为形成绝缘层的材料。可采用已知形成方法，如溅射、电子束蒸发、CVD等作为绝缘层的形成方法。
-辅助电极
可设置与阳极和/或阴极电连接并且由比所连接的电极具有更低体电阻率的材料制造的辅助电极。如果辅助电极由这样的材料制成，则包括辅助电极的电极可总体上减少体电阻率，从而与不包括辅助电极的电极相比，可降低流经构成有机发光层41每一点处的电流幅值的巨大差异。
形成辅助电极的材料，例如，包括钨(W)，铝(Al)，铜(Cu)，银(Ag)，钼(Mo)，钽(Ta)，金(Au)，铬(Cr)，钛(Ti)，钕(Nd)和这些材料的合金。具体而言，这些材料的合金包括Mo-W，Ta-W，Ta-Mo，Al-Ta，Al-Ti，Al-Nd，Al-Zr等。此外，用于辅助布线层的部件优选包括金属与硅的化合物，如TiSi2，ZrSi2，HfSi2，VSi2，NbSi2，TaSi2，CrSi2，WSi2，CoSi2，NiSi2，PtSi，Pd2Si等。此外，可以使这些金属和硅化合物分别成层。
注意辅助电极可具有由上述材料制成的单层结构，不过优选具有两种或多种的多层结构，以改善层的稳定性。可通过上述金属或这些金属的合金形成这种多层结构。例如，在三层结构的情形中，可采用Ta层、Cu层与Ta层的组合，或者Ta层，Al层与Ta层的组合。在双层结构的情形中，可采用Al层与Ta层的组合，Cr层与Au层的组合，Cr层与Al层的组合或Al层与Mo层的组合。
层的稳定性表明在蚀刻时该层能保持低体电阻率，并且难以被对其进行处理的液体所腐蚀。例如，当辅助电极由Cu或Ag制造而成时，辅助电极具有低体电阻率，不过可能被腐蚀。相反，将抗腐蚀金属如Ta，Cr和Mo制成的层成层在由Cu或Ag制成的金属层的顶部和底部，或者成层在其顶部和底部其中之一上，从而改善辅助电极的稳定性。
通常，辅助电极的厚度优选为100nm到几十μm，优选从200nm到5μm。小于100nm的厚度会增加电阻，这对于辅助电极是不可取的。另一方面，难于使大于几十μm的厚度平坦，从而有机EL元件4中可能会产生缺陷。
辅助电极的宽度优选从2μm到1000μm，更优选从5μm到300μm。小于2μm的宽度会增大辅助电极的电阻。另一方面，大于100μm的宽度会干扰发射到外部的光。
-保护层：钝化膜，密封罐
为了防止有机发光层41等与环境空气接触，可由钝化膜或密封罐来保护有机EL元件4。
钝化膜是设置于与透明基板3相对一侧上的保护层(密封层)，用于防止有机EL元件4与氧和湿气接触。用于钝化膜的材料包括有机聚合物材料，无机材料，光固化树脂等。用于保护层的材料可以为一种或多种。保护层可以为单层结构，或者为多层结构。钝化膜具有足够大的厚度以阻挡外部的湿气和气体。
有机聚合物材料例如包括氟树脂，丙烯酸树脂，环氧树脂，硅树脂，环氧硅树脂，聚苯乙烯树脂，聚脂树脂，聚碳酸酯树脂，聚酰胺树脂，聚酰亚胺树脂，聚酰胺酰亚胺树脂，聚对二甲苯树脂(polyparaxylene)，聚乙烯树脂，聚苯醚树脂等。氟树脂包括氯三氟乙烯聚合物，二氯二氟乙烯(dichlorodifluoroethylene)聚合物，氯三氟乙烯聚合物与二氯二氟乙烯聚合物的共聚物等。丙烯酸树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸酯等。
无机材料包括聚硅氨烷，金刚石薄膜，无定形硅石，绝缘玻璃，金属氧化物，金属氮化物，金属碳化物，金属硫化物等。
密封罐由密封元件如密封板和密封壳构成，用于阻挡来自于外部的湿气和氧。密封壳可以仅设置在有机EL层4的后侧电极42一侧上(与透明基板3相对的一侧)，或者可以覆盖整个有机EL元件4。不限制密封元件的形状、尺寸和厚度，只要密封元件将有机EL元件4密封并阻挡环境空气即可。用于密封元件的材料包括玻璃，不锈钢，金属(铝等)，塑料(聚氯三氟乙烯，聚酯，聚碳酸酯等)，陶瓷等。
在将密封材料粘接到有机EL元件4时，可适当使用密封膏(粘接剂)。当用密封元件覆盖整个有机EL元件4时，可通过热密封来粘接密封元件，不使用任何密封膏。密封膏包括紫外线固化树脂，热固化树脂，双成分固化树脂等。
注意，在钝化膜或密封罐与有机EL元件4之间的空间中可插入吸湿材料。吸湿材料不受限制，不过例如包括氧化钡，氧化钠，氧化钾，氧化钙，硫酸钠，硫酸钙，硫酸镁，五氧化二磷，氯化钙，氯化镁，氯化铜，氟化铯，氟化铌，溴化钙，溴化钒，分子筛，沸石，氧化镁等。
钝化膜和密封罐中可封装惰性气体。惰性气体意味着气体不与有机EL元件4反应，并且例如包括稀有气体如氦和氩，以及氮气。
-设置于上述层之间的层
可设置用于改善层之间紧密接触或改善电子注入性质或空穴注入性质的层。
例如，通过用于形成阴极的材料与用于形成电子注入和输运层的材料的共同蒸发沉积形成的阴极中间层(混合电极)，可以介于发光层与阴极之间。因而，阻挡在发光层与阴极之间的电子注入可以降低能量势垒。此外，提高了阴极与电子注入和输运层之间的紧密接触。
当材料为阴极中间层带来上述功能时，则用于形成阴极中间层的材料不受限制，并且可采用已知材料，例如包括碱金属如氟化锂、氧化锂、氟化镁、氟化钙、氟化锶和氟化钡，碱土金属的氟化物、氧化物、氯化物、硫化物。阴极中间层可由单一材料形成或者由多种材料形成。
阴极中间层的厚度从大约0.1nm到大约10nm，优选从0.3nm到3nm。可使阴极中间层中阴极中间层的厚度均匀，并且也可以形成得不均匀，可以形成岛状，或者可通过已知的薄膜沉积如真空沉积而形成。
可以在至少一个上述的中间层中设置阻挡层，用于阻挡空穴，电子或激发子的运动。例如，可靠近发光层的阴极一侧设置空穴阻挡层，以便控制空穴穿过发光层，并且在发光层中将空穴与电子有效复合。用于形成空穴阻挡层的材料，例如包括已知材料，如三唑衍生物，二唑衍生物，BALq，邻二氮杂菲(phenanthroline)衍生物，不过材料不限于此。
可以在至少一个上述的中间层中设置缓冲层，用于降低对空穴或电子注入的势垒。例如，可以在阳极与空穴注入和输运层之间，或者在靠近阳极层叠的有机层之间设置缓冲层，用于降低对空穴注入的势垒。用于形成缓冲层的材料例如包括已知材料，如铜酞菁，不过材料不限于此。
-空穴注入和输运层或电子注入和输运层的掺杂
可以将有机发光材料(杂质)如荧光材料和磷光材料掺入空穴注入和输运层或电子注入和输运层中，用于使这些层发光。
-将碱金属或碱金属化合物掺入靠近阴极的层中
当阴极采用诸如铝的金属时，可以将碱金属和碱金属化合物掺入靠近阴极的层中，以降低阴极与发光层之间的能量势垒。由于通过添加金属或金属化合物减少了有机层中阴离子的产生，增强了电子注入性质，从而减小所需施加的电压。碱金属化合物例如包括氧化物，氟化物，锂螯合物等。
将参照图2到3C描述根据第二优选实施例的有机EL装置(或第二有机EL装置)。
第二有机EL装置与第一有机EL装置的区别在于包括二维光子晶体5，取代光学谐振层1，如图2中所示。二维光子晶体5增强从高折射率透明层2射出的光的强度。即，特定波长的强度远强于相邻波长，即，第二有机EL装置能发射强光。从而，获得如第一有机EL装置中提到的有益效果。
首先将描述光子晶体的结构，然后将参照图3描述二维光子晶体5。
(二维光子晶体层)
光子晶体是一种控制光并且具有周期性结构的物质或装置，其周期基本上等于光或电磁波的波长。具体而言，光子晶体具有一种周期性结构，其中周期基本上等于光波长，并且该周期性结构包括使一定波长范围的光不能存在的光子带隙。可以将光子带隙的由来理解成与带隙的由来相同，即与固体晶体内阻抗电子的禁带的由来相同，即不允许电子存在于特定能量范围内的带隙。
当原子周期性且规则地排列于固体晶体中时，带隙阻抗电子，因为将电子假定为波时波长基本上等于原子之间的间隔，从而由于晶体中的周期性电势，电子受到布拉格反射，形成一种非能态。同样，当电子通过具有周期性折射率(介电常数)分布、周期基本上与光波长相同的结构时，形成阻挡一定波长范围内光透光的光子带隙。这种周期性结构可以应用于一维、二维或三维光子晶体其中的任何一种。
当形成完全周期性结构的光子晶体中产生缺陷时，带缘在光子带隙中倾斜，并且能带中产生缺陷电平(局部电平)。利用这种缺陷电平可增强发光材料的发光性。此外，带缘处光的群速度大大减小，结果可整体上增强元件的发光性，参见Kogyo Chosakai出版公司出版的Tatsuo Uchida等编辑的“Flat Panel Display UnabridgedDictionary”(第444页)；Surface Science(2001，No.11，vol.22，第702-709页)，“Control of Optical Field by Using a Photonic Crystal”；Japan Society of Applied Physics第64届年会的未定稿版(第938页)，“Characterization of photonic crystal organic light-emitting diode”；以及Japan Society of Applied Physics第64届年会的未定稿版(第938页)，“Fabrication and Optical Properties of Organic-SemiconductorPhotonic Crystals”。
现在将描述图2中所示的二维光子晶体层5的结构。
如图3A中所示，二维光子晶体层5包括第一电介质51，其是一种对于高折射率透明层2发射出的光波长透明的层状(板状)材料；和第二电介质52，其周期性设置并且对于上述光是透明的，沿着垂直于层5的方向延伸，并且折射率(介电常数)与第一电介质51不同。注意在图3A中，为了说明的目的，用实线表示处于第一电介质51中的第二电介质52。
二维光子晶体层5具有一种用于使高折射率透明层2发射出的光波长之一，或者以上述波长为中心的预定范围内的波长之一增强或者锐化的结构。即，第一电介质51和第二电介质52的折射率，以及第二电介质52的排列(周期)可使用用于光子晶体的已知技术计算出，并根据计算结果来制造。制造方法可采用光刻方法或者电子束平版印刷方法。
第二电介质52的周期性结构可以为图3B中所示的四方晶格排列，或者图3C中所示的三角晶格排列。
用于形成第一电介质51的材料和用于形成第二电介质52的材料应当分别具有不同折射率。用于第一和第二电介质51、52的材料例如包括，任选的玻璃材料，半导体材料，氧化物材料，有机材料等。
此外，可以将气体、真空等视作一种材料。即，可以在第一电介质51中形成孔，并在其中装入空气，氮气等，或者使孔为真空，从而制造二维光子晶体层5。注意，当采用这种结构时，封入孔中的气体优选不会使有机层3降质，或者难以使有机层3降质。例如，孔中优选装入氮气，稀有气体等。
从而，认为当前的示例和实施例是说明性而非限定性的，本发明不限于此处给出的细节，而可以在所附权利要求的范围内改变。

Claims (8)

1、一种电致发光装置，包括：
具有第一表面和第二表面的透明基板；
设置于透明基板的第一表面上的电致发光元件，其中所述电致发光元件发射出的光通过第二表面射出透明基板；
比透明基板具有更高折射率的透明层，所述透明层设置于透明基板的第二表面上；以及
设置于透明层上的亮度增强层，用于增强具有特定波长的光的亮度。
2、根据权利要求1所述的电致发光装置，其中所述亮度增强层具有光学谐振结构，用于增强具有特定波长的光的亮度。
3、根据权利要求1所述的电致发光装置，其中所述亮度增强层具有二维光子晶体结构，用于增强具有特定波长的光的亮度。
4、根据权利要求3所述的电致发光装置，其中所述亮度增强层包括：
第一电介质；和
折射率与第一电介质不同的第二电介质。
5、根据权利要求4所述的电致发光装置，其中第二电介质具有四方晶格排列的周期性结构。
6、根据权利要求4所述的电致发光装置，其中第二电介质具有三角晶格排列的周期性结构。
7、根据权利要求1所述的电致发光装置，其中所述亮度增强层增强多个光成分的亮度，每个光成分具有特定波长。
8、根据权利要求1所述的电致发光装置，其中所述电致发光元件为有机电致发光元件。
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