TW201517346A

TW201517346A - 有機發光裝置

Info

Publication number: TW201517346A
Application number: TW103125999A
Authority: TW
Inventors: Shingo Ishihara; Hironori Wakana; Motoko Harada; Shunichiro Nobuki; Hirotaka Sakuma
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2015-05-01
Also published as: JPWO2015029203A1; WO2015029203A1

Abstract

提供可提升光取出效率之有機發光裝置。由反射電極、透明電極、及夾於前述透明電極與前述透明電極的有機層所成之有機發光裝置，於前述有機層之中，至少包含藍色發光射極、綠色發光射極、紅色發光射極，從表示前述綠色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極的長度在於145nm-235nm之範圍內，從表示前述藍色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極的長度在於130nm-200nm之範圍內，從表示前述紅色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極之長度在於170nm-275nm的範圍內。

Description

有機發光裝置

本發明，係有關於有機發光裝置。

要將有機發光裝置的發光效率予以提升，係需要將在有機層所發光之光有效率地取出至空氣層。在有機層所發光之光，係通過透明電極、基板而到達空氣層，惟由於透明電極與空氣層之折射率的差異，有時在該邊界面全反射之光係衰減而出不到外部。為此，實際上取出至外部的光係不過在有機層所發光之光的約20%。除此之外，約40%係非發光模態，約20%係薄膜模態(在透明電極衰減之光)，約20%係基板模態(在基板衰減之光)之光。另外，非發光模態亦稱作衰減模態(表面電漿子損失)。此係在發光位置接近反射電極(金屬)之區域，發光之光因為與金屬電極表面發生電漿子耦合，造成因熱失活而損失之現象。

專利文獻1係將有機發光元件的光取出效率予以提升之習知例。專利文獻1的有機發光裝置，係具備透明基板及聚光構造體層。此聚光構造體層係含有錐形狀或半球狀的構造體。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本發明專利公開2010-225584號公報

在專利文獻1方面，係在全反射之邊界面設置聚光構造體，而在無構造體之界面方面係盡可能將被全反射之光取出至下個界面(最後係空氣層)。然而，由於設置聚光構造體，存在本來不會被全反射之光被全反射之課題。

本發明之目的，係提供可提升光取出效率之有機發光裝置。

由反射電極、透明電極、及夾於前述透明電極與前述透明電極的有機層所成之有機發光裝置，於前述有機層之中，至少包含藍色發光射極、綠色發光射極、紅色發光射極，從表示前述綠色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極的長度在於145nm-235nm之範圍內，從表示前述藍色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極的長度在於130nm-200nm之範圍內，從表示前述紅色發光射極之發光位置的膜厚方向之中央的發光點，至前述反射電極之長度在於170nm-275nm的範圍內。

依本發明，提供成為高光取出效率之有機發光裝置。

100‧‧‧基板

101‧‧‧透明電極

102‧‧‧反射電極

103‧‧‧有機層

104‧‧‧第一積層

105‧‧‧第二積層

106‧‧‧第1樹脂層

107‧‧‧密封基板

108‧‧‧反射層/輔助配線

109‧‧‧發光區域

110‧‧‧第3樹脂層

111‧‧‧第2樹脂層

112‧‧‧保護層

113‧‧‧高折射率黏著層

114‧‧‧第4樹脂層

115‧‧‧第6微透鏡層

116‧‧‧第8樹脂層

117‧‧‧第5樹脂層

118‧‧‧第7樹脂層

201‧‧‧電洞注入層

202‧‧‧電洞傳輸層

203‧‧‧第1發光層

204‧‧‧電子傳輸層

205‧‧‧電子注入層

206‧‧‧第2發光層

207‧‧‧平坦化層

[圖1]本發明的實施例1相關之有機發光裝置。

[圖2]繪示圖1之發光區域109的細節。

[圖3]繪示賦予了由錐體構造所成之光取出構造的發光元件之構造。

[圖4]繪示與錐體的階數相關之光取出比的結果。

[圖5]繪示賦予了由微透鏡構造所成之光取出構造的發光元件之構造。

[圖6]繪示與微透鏡的階數相關之光取出比的結果。

[圖7]繪示各發光色的發光位置與取出至外部之光的量之關係。

[圖8]繪示發光位置之順序不同的2個取樣之光取出效率的關係。

[圖9]本發明的實施例2相關之有機發光裝置的圖。

[圖10]本發明的實施例3相關之有機發光裝置的圖。

[圖11]本發明的實施例4相關之有機發光裝置的圖。

[圖12]本發明的實施例5相關之有機發光裝置的圖。

於以下的實施形態係方便起見有其需要時，分割成複數個部分或實施形態而說明，惟除了特別明示之情況以外，該等係非彼此無關係者，處於一方係另一方的一部分或全部之變化例、應用例、詳細說明、補充說明等之關係。此外，於以下的實施形態，提及要素之數等(包含個數、數值、量、範圍等)情況下，除了特別明示之情況及原則上明顯限定於特定數的情況等以外，非限定於該特定數者，特定數以上、以下皆可。再者，於以下的實施形態，其構成要素(包含要素步驟等)，係除了特別明示之情況及應想作原則上明顯為必須的情況等以外，不一定為必須者不言而喻。同樣，於以下的實施形態，提及構成要素等之形狀、位置關係等時，係採取除了特別明示之情況及應想作原則上明顯並非如此的情況等以外，實質上包含近似或類似於其形狀等者等。此情形係就上述數等(包含個數、數值、量、範圍等)亦為相同。

以下，利用圖式等，而說明有關於本發明的實施形態。以下的說明係表示本發明的內容之具體例者，非本發明限定於此等之說明者，揭露於本說明書之技術性思想的範圍內本發明所屬技術領域中具有通常知識者可作各式各樣的變更及修正。此外，於供以說明本發明用的全圖，具有相同之功能者，係附加相同的符號，有時省略其重複之說明。

以下，對於本發明的實施形態，利用圖式而作說明。

[實施例1]

圖1係本發明的實施例1相關之有機發光裝置的圖，為從基板100側取出光之底部發光型的光源裝置。在圖1，係於基板100上配置：透明電極101、第一積層(bank)104、第二積層105、有機層103、反射電極102、光取出層106、密封基板107、及輔助配線108。使透明電極101為陽極，使反射電極102為陰極。具備了未圖示於圖1之驅動電路及框體等而成為光源裝置。反射電極102係被隔著鄰接之發光部的透明電極101與輔助配線108而連接。藉此，可串聯連接發光部。在透明電極101的下面，具備取出被透明電極101及有機層103所封住之光的光取出層106。

於圖2繪示圖1之發光區域109的細節。

[基板]

基板100，係未特別限定於玻璃、塑膠等之種類，另外依裝置構造在底部發光係透明，在頂部發光係可為透明亦可為不透明。在優選使用之透明的基板方面，係可舉玻璃、石英、透明樹脂膜。與硬性之基板比較下於可撓性的基板，高溫保存穩定性或抑制色度變動之效果顯現為巨，故尤佳之基板，係可對於有機EL元件賦予可撓性之具備可撓性的樹脂膜。在樹脂膜方面，係舉例如：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等之聚酯、聚乙烯、聚丙烯、賽珞凡、二醋酸纖維素、三醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素(CAP)、鄰苯二甲酸醋酸纖維素(TAC)、硝化纖維素等之纖維素酯類或其等的衍生物、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、間規聚苯乙烯、聚碳酸酯、原冰片烯樹脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚醯亞胺、聚醚碸(PES)、聚苯硫醚、聚碸類、聚醚醯亞胺、聚醚酮醯亞胺(polyether ketone imide)、聚醯胺、氟樹脂、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸或聚芳酯類、耐熱透明樹脂ARTON(註冊商標)(JSR股份有限公司製)或APEL(註冊商標)(三井化學股份有限公司製)等之環烯烴系樹脂(cyclo olefin resin)等。

於樹脂膜的表面，係可形成有無機物、有機物的被膜或該兩者之複合被膜，以準據JIS K 7129-1992之方法而測定之水蒸氣透過度(25±0.5℃、相對濕度(90±2)%RH)為0.01g/(m²．24h)以下的屏障性膜較佳，再者，以準據JIS K 7126-1987之方法而測定的透氧度為0.001cm³/(m²．24h．atm)以下，水蒸氣透過度為0.001g/(m²．24h)以下的高屏障性膜較佳，前述之水蒸氣透過度為0.00001g/(m²．24h)以下更佳。

在形成屏障膜之材料方面，係只要為具有抑制水分或氧等之招致有機發光元件的劣化之因子的浸入之功能的材料即可，例如，可採用氧化矽、二氧化矽、氮化矽等。再者為了改良屏障膜之脆弱性，而予以具有由此等無機層與有機材料所成之層的積層構造更佳。就無機層與有機層之積層順序係無特別限制，惟較佳為使兩者交互積層複數次。

關於屏障膜之形成方法，係無特別限定，例如，可採用真空蒸鍍法、濺鍍法、反應性濺鍍法、分子束磊晶法、團簇離子束法、離子鍍著法、電漿聚合法、大氣壓電漿聚合法、電漿CVD法、雷射CVD法、熱CVD法、塗佈法等。

在不透明之支撐基板方面，係舉例如：鋁、不銹鋼等之金屬板、膜或不透明樹脂基板、陶瓷製的基板等。

[透明電極]

作為陽極而形成之透明電極101係供以於有機層103注入電洞用的電極，在此陽極方面，係採用功函數大之金屬、合金、導電性化合物、或由此等之混合物所成之電極材料較佳，尤其採用功函數為4eV以上之電極材料較佳。在如此之電極材料方面，係具體而言舉：金等之金屬、CuI、ITO(銦錫氧化物)、SnO₂、ZnO、IZO(銦鋅氧化物)等之導電性透明材料。例如此等之電極材料係以真空蒸鍍法或濺鍍法、CVD法、離子鍍著法、塗布法等之方法進行成膜，使得可將透明電極(陽極)製作為薄膜。透明電極(陽極)之透光率係80%以上較佳。此外，透明電極(陽極)的表面電阻係數百Ω/□以下較佳，尤其100Ω/□以下較佳。再者透明電極(陽極)的膜厚，係為了以如上述之方式而控制電極(陽極)之透明性、導電性等之特性，雖因材料而異，惟設定成80~400nm，更佳係設定成100~200nm。

[第一積層]

形成於有機發光元件的側面之第一積層104係呈正錐，覆蓋被圖案化之透明電極101的端部及一部分作為反射層/輔助配線而設之金屬層(例如Ag)，防止發光部的局部之短路故障。塗布積層形成材料後，利用既定的光罩而作顯影曝光，從而形成第一積層104。可在第一積層104的存在有機層103之側的表面實施撥水性處理。例如，在第一積層104之表面進行氟系氣體的電漿處理，將第一積層104之表面作氟化從而進行撥水性處理。藉此，於第一積層104之表面係形成撥水層。在第一積層104方面，感光性聚醯亞胺較佳。此外，在第一積層104方面，亦可採用丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂、酚醛樹脂、非感光性材料等。

[第二積層]

第二積層105係形成於第一積層104之上。第二積層 105係呈倒錐，為了使鄰接之發光部的反射電極102不導通而使用。塗布積層形成材料後，利用既定的光罩而作顯影曝光，從而形成第二積層105。於第二積層105的存在有機層103之側的表面係可實施撥水性處理。例如，於第二積層105的表面進行氟系氣體之電漿處理，將第二積層105的表面作氟化從而進行撥水性處理。藉此，於第二積層105的表面係形成撥水層。在第二積層105方面，採用負型光阻較佳。此外，在第二積層105方面，亦可採用丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂、酚醛樹脂、非感光性材料等。

[有機層]

有機層103的細節繪示於圖2，有機層103係僅發光層(第1發光層203)的單層構造、或包含電子注入層205、電子傳輸層204、電洞傳輸層202及電洞注入層201中任一層以上的多層構造亦無妨。電子注入層205及電子傳輸層204、電子傳輸層204及第1發光層203、第1發光層203及電洞傳輸層202、電洞傳輸層202及電洞注入層201係分別接觸亦無妨，使上述的其他層介於各層之間亦可。此外，第1發光層203係包含Host分子(以下稱作主分子)及Dopant分子(以下稱作摻雜劑分子)。圖1之有機發光元件具備驅動電路及框體等從而成為光源裝置。

電洞傳輸層，係傳輸電洞，注入往發光層者。為此，電洞傳輸層係由電洞移動度高之電洞傳輸性材料所成較佳。此外，在電洞傳輸層方面，化學上穩定、游離電位大、電子親和力小、玻璃轉移溫度高較佳。在電洞傳輸層方面，係例如，N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’二胺(TPD)、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(α-NPD)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)苯基胺基]苯(p-DPA-TDAB)、4,4’,4”-三(N-咔唑)三苯胺(TCTA)、1,3,5-三[N,N-雙(2-甲基苯基)-胺基]-苯(o-MTDAB)、1,3,5-三[N,N-雙(3-甲基苯基)-胺基]-苯(m-MTDAB)、1,3,5-三[N,N-雙(4-甲基苯基)-胺基]-苯(p-MTDAB)、4,4’,4”-三[1-萘基(苯基)胺基]三苯胺(1-TNATA)、4,4’,4”-三[2-萘基(苯基)胺基]三苯胺(2-TNATA)、4,4’,4”-三[聯苯-4-基-(3-甲基苯基)胺基]三苯胺(p-PMTDATA)、4,4’,4”-三[9,9-二甲基芴-2-基(苯基)胺基]三苯胺(TFATA)、4,4’,4”-三(N-咔唑)三苯胺(TCTA)、1,3,5-三-[N-(4-二苯基胺基苯基)苯基胺基]苯(p-DPA-TDAB)、1,3,5-三{4-[甲基苯基(苯基)胺基]苯基}苯(MTDAPB)、N,N’-二(聯苯-4-基)-N,N’-二苯基[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(p-BPD)、N,N’-雙(9,9-二甲基芴-2-基)-N,N’-二苯基芴-2,7-二胺(PFFA)、N,N,N’,N’-四(9,9-二甲基芴-2-基)-[1,1-聯苯]-4,4’-二胺(FFD)、(NDA)PP,4-4’-雙[N,N’-(3-甲苯基)胺基]-3-3’-二甲基聯苯(HMTPD)等較佳，將此等1種單獨，或者，併用2種以上亦可。

依所需，而於作為陽極之透明電極與電洞傳輸層之間係可配置電洞注入層。為了減低陽極與電洞傳輸層之注入勢壘，電洞注入層係由具有適當之游離電位的材料而形成較佳。此外，電洞注入層係實現埋住底基層之表面的凹凸之角色較佳。在電洞注入層方面，係舉例如：銅酞菁、星爆胺(starburst amine)化合物、聚苯胺、聚噻吩、氧化釩、氧化鉬、氧化釕、氧化鋁等。

此外，使電洞傳輸性材料含有氧化劑亦可。藉此，可使陽極與電洞傳輸層之勢壘降低，或者，可使導電度提升。在氧化劑，係例如，可採用氯化第II鐵、氯化銨、氯化鎵、氯化銦、五氯化銻等之路易斯酸化合物、三硝基芴等之電子受容性化合物、作為電洞注入材料而舉之氧化釩、氧化鉬、氧化釕、氧化鋁等，將此等1種單獨，或併用2種以上亦可。

在使用於發光層之發光性有機化合物方面，係可舉眾知的任意者。例如，蒽、萘、芘、並四苯、蒄、苝、酞苝、萘二甲醯苝(naphthalo perylene)、二苯基丁二烯(diphenyl butadiene)、四苯基丁二烯(Tetraphenyl butadiene)、香豆素、噁二唑、雙苯並噁唑、雙苯乙烯基(bis styryl)、環戊二烯、喹啉金屬錯合物、三(8-羥基喹啉)鋁錯合物、三(4-甲基-8-喹啉酸)鋁錯合物、三(5-苯基-8-喹啉酸)鋁錯合物、氨基喹啉金屬錯合物、苯並喹啉(benzo quinoline)金屬錯合物、三-(p-三聯苯-4-基)胺、1-芳基-2,5-二(2-噻吩基)吡咯衍生物、吡喃、喹吖啶酮、紅螢烯、二苯乙烯基苯(distyryl benzene)衍生物、聯苯乙烯(DSA)衍生物、及於分子內具有此等之發光性有機化合物者，惟非限定於此者。另外不僅此等之化合物所代表的螢光色素由來之化合物，亦適用在分子內之一部分具有來自三重態之磷光發光為可能的材料及由此等所成之基的化合物。

電子傳輸層，係傳輸電子，注入往發光層。為此，電子傳輸層係由電子移動度高之電子傳輸性材料所成較佳。在電子傳輸層方面，係例如，三(8-喹啉酚)鋁、噁二唑衍生物、噻咯衍生物、苯并噻唑鋅錯合物、浴銅靈(BCP)等較佳，1種單獨，或者，併用2種以上亦可。

此外，電子傳輸層，係使還原劑含有於上述之電子傳輸性材料，而降低緩衝層與電子傳輸層之勢壘，或者，使電子傳輸層的導電度提升較佳。在還原劑方面，係舉例如：以鹼金屬、鹼土類金屬、鹼金屬氧化物、鹼土類氧化物、稀土類氧化物、鹼金屬鹵化物、鹼土類鹵化物、稀土類鹵化物、鹼金屬、芳香族化合物等而形成之錯合物。尤其，較佳之鹼金屬係Cs、Li、Na、K。不限於此等之材料，將此等之材料1種單獨，或者，併用2種以上亦可。

此外，將電子注入層，插入於反射電極或緩衝層與電子傳輸層之間，而使電子注入效率提升亦可。在電子注入層方面，係例如，氟化鋰、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、氧化鎂、氧化鋁等較佳。不限於此等之材料，將此等之材料1種單獨，或者，併用2種以上亦可。

[反射電極]

在本實施所形成之反射電極102，係供以對於有機層103注入電子用的電極，採用功函數小之金屬、合金、導電性化合物及由此等之混合物所成之電極材料較佳，採用功函數為5eV以下的電極材料較佳。在如此之電極材料方面，係可採用鹼金屬、鹼金屬之鹵化物、鹼金屬的氧化物、鹼土類金屬、稀土類等、或此等與其他金屬之合金等者，可舉例如：鈉、鈉-鉀合金、鋰、鎂、鋁、鎂-銀混合物、鎂-銦混合物、鋁-鋰合金、Al/Al₂O₃混合物、Al/LiF混合物等。此外，使用反射率高之材料使得可期待光取出效率的提升，在具代表性之材料方面舉Ag等。反射電極，係將例如上述之電極材料，藉真空蒸鍍法或濺鍍法等之方法，而形成為薄膜從而可製得，反射電極之透光率係採取10%以下較佳。反射電極之膜厚，係為了如上述方式控制反射電極的透光率等之特性，雖因材料而異，惟設定成通常500nm以下較佳，較佳係採取100~200nm之範圍。

[光取出層]

在本發明使用之光取出層，係指配列複數個聚光構造體者。在集合構造體的形狀方面，係舉由稜錐、圓錐、三角錐、其他多角形錐所成之錐體構造、微透鏡、格柵、半圓柱等之構造體。使用錐體或微透鏡陣列等之構造體作為光取出層，使得可將之前在基板內衰減之光取出至外部，故有機發光裝置的發光效率會提升。此係利用光通過不同的媒質時不僅折射而前進，實際上一部分係反射而返回，而在某條件下係全部反射而返回之性質者。

本發明的光取出層之材質，係就聚光構造體的加工性之觀點，透明樹脂等之有機化合物較佳。上述透明樹脂層係舉電離射線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂、熱塑性樹脂等。在電離射線方面，係舉例如：紫外線、可見光、紅外線、電子束。具體而言舉丙烯酸酯樹脂(環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酸酯、醚丙烯酸酯)等之自由基聚合型單體或寡聚物、環氧樹脂等。依所需，而添加起始劑亦可。在起始劑方面，係舉例如：UV自由基引發劑(Ciba Speciality Chemicals公司製IRGACURE907、同127、同192等)、過氧化苯甲醯。在別的樹脂成分之代表例方面，係舉脂肪族系(例如，聚烯烴)樹脂、氨基甲酸酯系樹脂。上述樹脂成分之折射率，係較佳為1.4~1.85，更佳為1.7~1.8。藉採取此方式，使得可將更多的光取進透明樹脂層中，提高光取出效率。為了提高基底構材的折射率可依所需，而添加無助於散射之尺寸的高折射率之奈米粒子等。具體而言，舉氧化鈦(折射率：2.5以上、2.7以下)、氧化鋯(折射率：2.4)、鈦酸鋇(折射率：2.4)、鈦酸鍶(折射率：2.37)、氧化鉍(折射率：2.45)等。將此等之材料一種單獨或二種以上併用亦可。此外，透明粒子係可僅使用1種，亦可使用2種以上。再者微粒子係可為基質中之孔隙。

圖3，係針對賦予由錐體構造所成之光取出構造的發光元件之構造作繪示。使用此發光元件之構造，而計算光取出效率。於此，係在由下部反射電極、有機層、及基板所成的有機發光元件之上，作為光取出層排列1~3階的錐體。使用此構造，而進行光取出效率之計算。錐體的底面係正方形而1邊之長度固定為a=30μm。錐體的縱橫比，係定義為將錐體的高度h除以a之值(高度/底面寬)。錐體層S1係以折射率1.8，錐體層S2係以折射率1.5，錐體層S3係以折射率1.3之基材而構成。假定在從下部反射電極分離距離d之位置作發光(發光點)，加進從發光位置出往基板之光、及在反射電極作反射之光的干涉效應，而計算出射至錐體層S1的光量。此處所述之發光點，係定義為構成有機發光元件之有機層的發光層之膜厚方向的中央。在本計算，係採用發光中心波長為520nm之綠單色光。被取出至空氣層之光，係對於入射至錐體層S1的光，利用光線追蹤法而計算。

圖4，係針對與錐體的階數相關之光取出比的結果作繪示。同比，係使從折射率1.8之基板入射於錐體層S1之光量為1的相對比。

在構成1，係縱橫比為0.5以上，光取出比係成為約74%以上，惟峰值仍未到達於76%。

接著，檢討有關於構成2。使錐體層S1的縱橫比為構成1之光取出比成為最大的0.75時，錐體層S2之縱橫比在0.3以上、1.9以下的範圍成為80%。此值，係大於構成1的光取出比之最大值。另外，錐體層S2的縱橫比為0.75時光取出比最高。藉構成2之檢討，獲悉雖要視縱橫比之數值而定，惟光取出比在設置2階的錐體層之情況下比設置1階的錐體層提升。

此外，構成2係說明使錐體層S1之縱橫比為0.75之例，惟只要錐體層S1的縱橫比為0.5以上、錐體層S2之縱橫比為0.3以上、1.9以下的範圍，與設置1階的錐體層比較下光取出比更加提升。

接著，檢討有關於構成3。錐體層S1的縱橫比為構成2之光取出比成為最大的0.75、使錐體層S2之縱橫比為構成2的光取出比成為最大之0.75時，錐體層S3之縱橫比在0.3以上、1.9以下的範圍成為80%。此值，係大於構成1的光取出比之最大值。然而，光取出比之峰值係構成3方面低於構成2。藉構成3之檢討，獲悉對於縱橫比下工夫，以最大值作比較時，光取出比在設置2階的錐體層之情況下仍比設置3階的錐體層提升。

藉至此的檢討，獲悉錐體的構造體係採取2階之配置較佳。尤其，採取錐體層S1的縱橫比為0.5以上、錐體層S2之縱橫比為0.3以上、1.9以下的範圍較佳。另一方面，為了簡單化構成，係1階的配置較佳。

圖5，係針對賦予由微透鏡構造所成之光取出構造的發光元件之構造作繪示。使用此發光元件之構造，而計算光取出效率。於此，係在由下部反射電極、有機層、及基板所成的有機發光元件之上，作為光取出層而排列3階的微透鏡層。使用此構造，而進行光取出效率之計算。微透鏡之底面係圓形且直徑的長度以a=50μm固定。微透鏡之縱橫比，係定義為將微透鏡之高度h除以a之值。微透鏡層M1係以折射率1.8、微透鏡層M2係以折射率1.5、微透鏡層M3係以折射率1.3的基材而構成。假定在從下部反射電極分離距離d之位置作發光(發光點)，加進從發光位置出往基板之光、及在反射電極作反射之光的干涉效應，而計算出射於微透鏡層M1之光量。此處所述之發光點，係定義為構成有機發光元件之有機層的發光層之膜厚方向的中央。在本計算，係採用發光中心波長為520nm之綠單色光。被取出至空氣層之光，係對入射於微透鏡層M1之光，利用光線追蹤法而計算。

圖6，係針對與微透鏡之階數相關的光取出效率之結果作繪示。在微透鏡之構造體，係雖與2階相較下3階微透鏡之光取出效率為非常輕微但仍為提升。因此，1階、2階、或3階之配置較佳。

此光取出比，係使從折射率1.8之基板入射於微透鏡層M1的光量為1之相對比。在構成4，係縱橫比為0.9以上，光取出比係成為約71.5%以上。接著，於構成5，使微透鏡層M1的縱橫比為構成4之光取出比成為最大的0.9以上時，微透鏡層M2之縱橫比成為0.8以上、77.5%以上。此值，係大於構成4之光取出比的峰值。接著，於構成6，使微透鏡層M1的縱橫比為0.9以上、使微透鏡層M2之縱橫比為0.8以上時，微透鏡層M3的縱橫比在0.4以上、1.0以下的範圍成為78%以上。此值，係大於構成5的峰值。因此，微透鏡構造體係3階的配置較佳。在微透鏡構造體，係雖與2階相較下3階微透鏡之光取出效率為非常輕微但仍為提升。

[白色發光光學設計]

在白色發光，係具有複數個發光色之發光點。在光學干涉條件下，係無歧異以將對於構成發光點至反射電極的有機膜之膜厚(d)乘上有機材料之折射率的光學長除以發光波長之值而決定。因此，獲悉最佳的光學條件與有機膜之膜厚，係相較於短波長，在長波長的發光係變長。

於圖7針對作為白色有機EL用的各摻雜劑而採用藍(B)：Flrpic、綠(G)：Ir(pbi)2OcOPhtaz、黃(Y)：Ir(t-Bu-ptp)2OcOPhtaz、紅(R)：Ir(pq)2F7taz時之各發光色的發光位置與取出至外部之光的量之關係作繪示。如從圖7得知，按各發光色，成為光取出效率之最大的發光位置為不同。各色的光取出效率成為最大之峰位的配光分布，係成為接近完全擴散(均勻)之分布。亦即，各發光係就配光分布之關係，存在使光取出效率提升之適當距離，在圖7中之峰值的半值以上之發光位置範圍作光學設計為重要。例如，綠色射極之發光位置係從發光中心至反射電極的距離為145nm至235nm之範圍，藍色射極的發光位置係從發光中心至反射電極之距離為130nm至200nm的範圍，紅色射極之發光位置係從發光中心至反射電極的距離為170nm至275nm之範圍。遠離上述的範圍，使得光取出效率係顯著降低。

於圖8針對包含從電極側依紅、綠、藍之順序配置發光點的取樣A、從電極側依藍、綠、紅之順序配置發光點的取樣B之非傳播光的光取出效率之關係作繪示。控制發光位置之順序，將發光位置控制於發光色的中心波長附近使得光取出效率係大幅增加。此外，獲悉在發光位置接近反射電極之區域，係依消失性模態(表面電漿子損失)之非傳播光的比值為大，將發光位置之距離從反射電極遠離、增加傳播光的比值對於光取出效率提升係重要。此處以發光色之中心波長作光學設計，且於從電極側依波長之順序配置發光位置的白色有機EL元件方面光取出量最為提升。該時之發光色的中心波長之發光位置為距離反射電極155nm~250nm則藉作配光控制，使得可獲得60%以上的光取出效率。取樣A之無配光控制的情況下，在170nm~225nm之發光位置獲得50%程度的光取出效率。以上的結果，藉作配光控制使得可提升光取出效率、及可擴大工學設計範圍。

[密封基板]

在密封基板107方面，係可採用鈉鈣玻璃、無鹼玻璃等之透明玻璃板、丙烯酸樹脂、PET樹脂、PEN樹脂、環烯烴樹脂、烯烴樹脂、碳酸酯樹脂、尼龍樹脂、氟系樹脂、聚矽氧系樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碸樹脂等之透明塑膠板等。在此情況下，係採用具有適當之阻氣膜的塑膠基板較佳。密封基板107係為透光性即可，除了無色透明以外採取稍微著色者亦可。尤其，使380nm~780nm之波長範圍的光透射者較佳。

此處採用之有機發光元件，係為單一的元件、或分割成複數個的元件皆無妨。連接複數個元件之方法，係舉將各元件串聯、並聯或將該等予以組合之方法。

[輔助配線]

在本例所形成之輔助配線108，係於透明電極上以1μm~20μm之寬度配置於線上，從而發揮減低電極之電阻成分的作用。此等之輔助配線，係使用由反射率高、電阻值低之金屬、合金所成之材料較佳。在如此之材料方面，係可採用鹼金屬、鹼金屬之鹵化物、此等與其他金屬之合金等者，可舉例為Ag、Al、鈉、鈉-鉀合金、鋰、鎂、鋁、鎂-銀混合物、鎂-銦混合物、鋁-鋰合金、Al/Al₂O₃混合物、Al/LiF混合物等。反射電極/輔助配線，係可將例如上述之電極材料，藉真空蒸鍍法或濺鍍法等之方法或印刷法等，形成為薄膜從而製作。透光率係採取10%以下較佳。

[全體構成]

針對本發明的實施形態之一例作繪示的有機發光元件之圖。實施例1相關之有機發光元件，係如圖2所示，從下依序，以第3樹脂層110、基板100、第2樹脂層 111、第1樹脂層106、平坦化層207、透明電極101、電洞注入層201、電洞傳輸層202、第1發光層203、電子傳輸層204、電子注入層205而構成。

對於基板100，將光硬化樹脂予以硬化而黏貼第2樹脂層111。第2樹脂層111係具有錐體構造。錐體構造係在基材之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)上塗布光硬化樹脂，進行金屬模成型、光硬化而製作。錐體構造之底面係正方形，底邊的長度a係30μm，高度h係10μm。第2樹脂層111之折射率係1.5。於其上，將折射率為1.8之高折射率樹脂作塗布予以熱硬化，而形成第1樹脂層106。於第1樹脂層106，係採用以環氧樹脂作為基材，而將粒徑2-4nm之氧化鋯(ZrO₂)微粒子予以分散者。

接著，於第1樹脂層106之上，作為平坦化層207，塗布折射率為1.8之高折射率樹脂，而予以熱硬化。於平坦化層207，係採用以氨基甲酸酯樹脂作為基材，而將粒徑2-4nm的氧化鋯微粒子予以分散者。對於使用於平坦化層207之高折射率樹脂的溶劑，以使用於第1樹脂層106之高折射率樹脂成為不溶性的方式作選擇。於其上作為透明電極101形成厚度150nm的ITO膜。接著，旋轉塗佈正型酚醛清漆系光阻(TFR-970：東京應化工業股份有限公司製)。此時之膜厚係約2μm。之後，藉曝光及顯影進行圖案化，從而形成第一積層104。

於第一積層104之上，將4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(α-NPD)與氧化鉬(MoO₃)，以成為莫耳比1：1之蒸鍍速度作共蒸鍍，形成電洞注入層201。電洞注入層201的膜厚係60nm。接著，於其上，將α-NPD以蒸鍍速度0.2nm/s作蒸鍍，形成電洞傳輸層202。電洞傳輸層202的膜厚係20nm。接著，將CBP與Ir(ppy)₃，以蒸鍍速度分別成為0.2nm/s、0.02nm/s的方式作共蒸鍍，形成第1發光層203。第1發光層203之膜厚係40nm。接著，於其上將紅菲繞啉(BCP)以蒸鍍速度0.2nm/s作蒸鍍，形成電子傳輸層204。電子傳輸層204之膜厚係20nm。於其上，將BCP與Cs以莫耳比1：1共蒸鍍為195nm厚而形成電子注入層205。於其上，藉蒸鍍法將Ag作成膜，形成反射電極102。

接著在不使形成此有機發光元件之基板100上曝於大氣的情況下，使高純度氮氣循環而予以移動至保持高露點之密封室。在密封基板107的邊緣部分利用周知之密封分配裝置而描繪密封用的光硬化樹脂(圖示省略)。進一步在密封基板107的存在有機發光元件之側，塗布由環氧樹脂所成之光硬化性密封材料。然後導入至密封室內的貼合裝置，將密封基板107與基板100貼合而予以壓接。接著將密封基板107與基板100貼合，從密封基板107側照射UV光而使光硬化樹脂硬化。

接著，形成第3樹脂層110。形成方法，係與第2樹脂層111相同的形成方法，第3樹脂層110具有之錐體構造的底邊之長度a係30μm，高度h係30μm。將此第3樹脂層110，在形成有機發光元件之面的相反側之基板100面以黏著樹脂作黏貼。

在圖2中，第1樹脂層106，係在存在第2樹脂層111之側的表面具有錐體構造。此外，第2樹脂層111，在製造過程的說明係採取具有錐體構造，採取別的表現時，亦可謂之具有埋住複數個第1樹脂層106的錐體構造之間的充填構造。此外，第3樹脂層110，係在存在第2樹脂層111之側與相反側具有錐體構造。

第1樹脂層106之折射率係1.6~1.8較佳。採取從第1樹脂層106朝向空氣層(折射率：1.0)，而使折射率變小之構造時，光取出效率會提升。因此，例如，使第2樹脂層111之折射率為1.3~1.6，使第3樹脂層110的折射率為1.3~1.6較佳。

另外，在各樹脂層之間，設置幾個層(密封基板等)之情況下，亦考量光取出效率之提升，採取從第1樹脂層106朝向空氣層(折射率：1.0)，而使折射率變小之構造較佳。

如此製作成為對應於圖2之底部發光型的構成之有機發光元件。作為比較例，製作不設置第1樹脂層106、平坦化層207之元件。同構成之光取出效率係成為24%。在本實施例1的有機發光元件，係光取出效率成為72%，性能提升3倍。

[實施例2]

圖9係本發明的實施例2相關之有機發光裝置的圖。與實施例1之不同，係在於裝置構造採用頂部發光構造。於以下示出製程的一例。

於基板100(玻璃基板)上，作為反射電極102，而形成厚度150nm之Ag膜、厚度30nm的IZO膜。

於其上，作為電洞注入層201，形成α-NPD與MoO₃之共蒸鍍膜。製作條件係如同實施例1，膜厚係175nm。於其上，形成電洞傳輸層202。製作條件係如同實施例1。於其上，形成第1發光層203。為主材料由CBP所成、綠摻雜劑由Ir(ppy)₃所成、紅摻雜劑由三(1-苯基異喹啉)銥(III)(Ir(piq)₃)所成之共蒸鍍膜。以相對主分子之摻雜劑的蒸鍍速度而定義之摻雜劑濃度，係綠摻雜劑為10%，紅摻雜劑為1%。第1發光層203之膜厚係20nm。接著，於其上，形成第2發光層206。主材料係由1,3-雙(N-咔唑基)苯(mCP)所成、藍色摻雜劑係由(2-羧基吡啶基)雙(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基)銥(FIrpic)所成之共蒸鍍膜。藍摻雜劑濃度係20%，膜厚係20nm。於其上，形成電子傳輸層204、電子注入層205。製作條件係如同實施例1。其中，電子注入層之膜厚係採取60nm。

於其上，作為透明電極101，而藉濺鍍法成膜了IZO。膜厚係採取30nm。於其上，作為保護層112，而藉CVD法成膜了SiN_x。膜厚係採取150nm。

於其上，塗布採用了使ZrO₂分散之環氧樹脂的折射率為1.8的高折射率樹脂，藉金屬模成型、熱硬化，而形成第1樹脂層106。於其上，塗布熱硬化環氧樹脂而形成第2樹脂層111。於其上，將以與實施例1同樣條件而製作之第3樹脂層110以黏著樹脂黏貼。

如此製作成為對應於圖9之頂部發光型的構成之有機發光元件。作為比較例，製作不設置第1樹脂層106、第2樹脂層111、第3樹脂層110之元件。同構成之光取出效率係成為24%。在本實施例2的有機發光元件，係光取出效率成為72%，性能提升3倍。

[實施例3]

圖10係本發明的實施例3相關之有機發光裝置的圖。於以下示出製程的一例。

於基板100(玻璃基板)上，將反射電極102、有機層103、透明電極101、保護層112，以與實施例2同條件而製作。接著，於密封基板107的一面製作第2樹脂層111。製作條件，係與實施例1之第1樹脂層106相等。於其上，塗布採用了使ZrO₂分散之環氧樹脂的折射率1.8之高折射率樹脂，形成第1樹脂層106。於此密封基板107黏貼折射率為1.8以上的高折射率黏著層113，而以形成有機發光元件之基板100、保護層112、高折射率黏著層113會密接的方式予以貼合。接著，於密封基板107，在形成第2樹脂層111、第1樹脂層106、高折射率黏著層113之面的相反之面，形成第3樹脂層110。製作條件係如同實施例2。

如此製作成為對應於圖10之頂部發光型的構成之有機發光元件。作為比較例，製作不設置第1樹脂層106、第2樹脂層111、第3樹脂層110之元件。同構成之光取出效率係成為24%。在本實施例3的有機發光元件，係光取出效率成為72%，性能提升3倍。

[實施例4]

圖11係針對本發明的實施形態之一例作繪示的有機發光裝置之圖。於以下示出製程的一例。

於基板100(玻璃基板)上，將反射電極102、有機層103、透明電極101、保護層112，以與實施例2同條件而製作。於其上，形成第1樹脂層106。製作條件，係與實施例2的第1樹脂層106同條件。

如此製作成為對應於圖11之頂部發光型的構成之有機發光元件。作為比較例，製作不設置第1樹脂層106、第2樹脂層111、第3樹脂層110之元件。同構成之光取出效率係成為24%。在本實施例4的有機發光元件，係光取出效率成為66%，性能提升2.75倍。在實施例4係說明不使用密封基板107之構成，亦即說明將錐體構造設置1階之構成。

[實施例5]

圖12係針對本發明的實施形態之一例作繪示的有機發光裝置之圖。於以下示出製程的一例。

於基板100(玻璃基板)上，將反射電極102、有機層103、透明電極101、保護層112，以與實施例2同條件而製作。

接著，於密封基板107的一側，形成第4樹脂層114。第4樹脂層114係具有微透鏡構造。於密封基板107塗布折射率1.8之光硬化樹脂，而以金屬模成型、光硬化之順序而製作第4樹脂層114。微透鏡之底面的直徑a係20μm，高度h係5μm。於其上，塗布折射率1.5之熱硬化樹脂，而製作第5樹脂層117。接著，塗布折射率1.5之熱硬化樹脂，而藉金屬模成型、光硬化，製作第6樹脂層115。第6樹脂層115係具有微透鏡構造。a、h，係分別採取20μm、4μm。於其上，塗布折射率1.3之熱硬化樹脂，形成第7樹脂層118。接著，設置密封基板107(折射率1.3)。最後，將第8樹脂層116形成於密封基板107的形成了第4樹脂層114至第7樹脂層118之面的相反面上。第8樹脂層116係具有微透鏡構造。形成方法係與實施例3同樣。其中，a、h，係分別採取20μm、10μm。

如此製作成為對應於圖12之頂部發光型的構成之有機發光元件。作為比較例，製作不設置第4樹脂層114~第8樹脂層116的5個樹脂層之元件。同構成之光取出效率係成為24%。在本實施例5的有機發光元件，係光取出效率成為68%，性能提升2.8倍。另外，在本實施例中，係採用3階之微透鏡層，惟2階、或1階之微透鏡層亦可，2階的微透鏡層，係將以實施例2、3所示之錐體構造作成微透鏡構造即可。此外，1階之微透鏡構造，係在以實施例4所示之構造下，將錐體構造置換成微透鏡構造即可。