TW201737223A - 發光元件、發光元件之製造方法、顯示裝置以及照明裝置 - Google Patents

Abstract

本發光元件具備：基板；第1電極層，其設置於上述基板之一面側；透明構件，其以使上述第1電極層之表面之一部分露出之狀態設置於上述第1電極層上；透明導電層，其被覆上述透明構件之表面及露出之第1電極層；有機發光層，其設置於上述透明導電層上；及第2電極層，其設置於上述有機發光層之與上述第1電極層相反之側；且上述第2電極層之與上述第1電極層對向之側之表面具有與上述透明構件之存在部位對應之凹凸形狀。

Description

發光元件、發光元件之製造方法、顯示裝置以及照明裝置

本發明係關於一種發光元件、發光元件之製造方法、顯示裝置以及照明裝置。 本案係基於2016年1月19日於日本申請之特願2016-008197號主張優先權，並將其內容引用於此。

作為具備發光元件之顯示裝置之一例，於專利文獻1中揭示有一種具備複數個有機發光元件之有機發光顯示裝置(以下簡稱為「EL顯示裝置」)，該等有機發光元件係於透明基板上以成為無規之配置之方式形成有點狀之凹凸，且於上述基板上積層有陽極電極、有機發光層及陰極電極。 於專利文獻1所記載之有機發光元件，設置有具有沿設置於透明基板之表面之凹凸形狀之形狀的電極層，以謀求有機發光元件之發光效率之提高。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2000-040584號公報

[發明所欲解決之問題] 然而，於專利文獻1所記載之有機發光元件中，為如下之構成，即，於各層形成與設置於透明基板之表面之成為原型之凹凸形狀對應之凹凸形狀，故存在難以於設置於遠離透明基板之位置之電極層形成忠於原型之凹凸形狀之情形。因此，存在有機發光元件之發光效率不充分之情形。 本發明解決了先前之上述問題，提供一種發光效率優異之發光元件。 又，本發明提供一種能夠製造上述發光元件之製造方法。 又，本發明提供一種使用上述發光元件且發光效率優異之顯示裝置及照明裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明係關於一種藉由以下所示之構成解決上述問題之發光元件、具備該發光元件之顯示裝置及照明裝置。 [1]一種發光元件，其具備：基板；第1電極層，其設置於上述基板之一面側；透明構件，其以使上述第1電極層之表面之一部分露出之狀態設置於上述第1電極層上；透明導電層，其被覆上述透明構件之表面及露出之第1電極層；有機發光層，其設置於上述透明導電層上；及第2電極層，其設置於上述有機發光層之與上述第1電極層相反之側；且上述第2電極層之與上述第1電極層對向之側之表面具有與上述透明構件之存在部位對應之凹凸形狀。 [2]如[1]之發光元件，其中上述透明構件包含複數個島狀部。 [3]如[1]之發光元件，其中上述透明構件為形成有複數個開口部之層狀部。 [4]如[1]至[3]中任一項之發光元件，其中上述透明構件之面積相對於上述第1電極層之面積之比率為0.1以上0.9以下。 [5]如[1]至[4]中任一項之發光元件，其中上述透明構件之平均高度為12～180 nm。 [6]如[1]至[5]中任一項之發光元件，其中上述第1電極層之與上述第2電極層對向之側之表面平坦。 [7]如[1]至[6]中任一項之發光元件，其中上述第1電極層之與上述基板對向之側之表面平坦。 [8]一種發光元件之製造方法，其具備： 於基板之一面側形成第1電極層之步驟； 於上述第1電極層上以使上述第1電極層之表面之一部分露出之方式形成透明構件，於上述第1電極層之表面設置凹凸形狀之步驟；及 以被覆上述透明構件之表面及露出之第1電極層之方式，依序積層透明導電層、有機發光層及第2電極層之步驟；且 於上述透明導電層、上述有機發光層及上述第2電極層之與上述第1電極層對向之側之表面設置與上述凹凸形狀對應之形狀。 [9]如[8]之發光元件之製造方法，其形成複數個島狀部作為上述透明構件。 [10]如[8]之發光元件之製造方法，其形成設置有複數個開口部之層狀部作為上述透明構件。 [11]如[8]至[10]中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述透明構件時，使用3D印刷法、奈米壓印法、微相分離、光微影法及粒子遮罩中之任一種或兩種以上。 [12]如[8]至[11]中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述第1電極層時，使上述第1電極層之與上述基板相反之側之表面平坦。 [13]如[8]至[12]中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述第1電極層時，使上述第1電極層之與上述基板對向之側之表面平坦。 [14]一種顯示裝置，其具備複數個如[1]至[7]中任一項之發光元件，且上述第1電極層具有光反射性，上述第2電極層具有透光性。 [15]如[14]之顯示裝置，其於上述基板與上述第1電極層之間具備薄膜電晶體層。 [16]一種照明裝置，其具備1個以上之如[1]至[7]中任一項之發光元件，且上述第1電極層具有透光性，上述第2電極層具有光反射性。 [發明之效果] 本發明之發光元件於第1電極層上以使第1電極層之表面之一部分露出之狀態設置有透明構件，且第2電極層之與第1電極層對向之側之表面具有與透明構件之存在部位對應之凹凸形狀。由於本發明之發光元件為如下之構成，即，在靠近第2電極層之第1電極層之表面設置凹凸形狀之原型，且於第2電極層之表面設置忠於原型之凹凸形狀，故本發明之發光元件之發光效率優異。 本發明之發光元件之製造方法能夠製造上述發光元件。 本發明之顯示裝置及照明裝置因使用上述發光元件，故發光效率優異。

＜第1實施形態＞ 首先，對應用本發明之第1實施形態之發光元件、發光元件之製造方法及顯示裝置之構成進行說明。 「發光元件」 圖1係作為應用本發明之第1實施形態之發光元件的剖視模式圖。圖2係沿圖1中所示之A-A線之剖視圖。 如圖1所示般，本實施形態之發光元件20係具備基板1、薄膜電晶體層2、第1電極層3、像素隔離層4、透明構件5、透明導電層6、有機發光層7、及第2電極層8，且由其等依序積層而概略構成。 本實施形態之發光元件20係將呈頂部發光結構且以第1電極層3為陽極、第2電極層8為陰極之構成作為一例進行說明。於此情形時，第1電極層3為金屬反射電極，且第2電極層8為透明電極，故於以下之關於頂部發光結構之說明中，亦存在將第1電極層記為金屬反射電極，將第2電極層記為透明電極之情形。 金屬反射電極3與透明電極8能夠施加電壓。藉由於金屬反射電極3與透明電極8之間施加電壓，將電子與電洞注入至有機發光層7，且藉由其等結合而產生光。所產生之光直接透過透明電極8而被提取至元件外部，或於金屬反射電極3反射一次而被提取至元件外部。 [基板] 基板1之材質並無特別限定，可根據使用目的進行適當選擇。作為基板1，例如可使用包含藍寶石、SiC、Si、MgAl₂ O₄ 、LiTaO₃ 、ZrB₂ 、或CrB₂ 等材料之板材。作為基板1，就機械穩定性、熱穩定性、光學穩定性、化學穩定性之方面而言，較佳為藍寶石。 作為基板1之材質，亦可使用以自基板1側提取光之方式使可見光透過之透明體。於此情形時，作為透明體即基板1之材料，可為無機材料，亦可為有機材料，亦可為其等之組合。作為無機材料，例如可列舉石英玻璃、無鹼玻璃、白板玻璃等各種玻璃、雲母等透明無機礦物等。作為有機材料，可列舉環烯系膜、聚酯系膜等樹脂膜、於上述樹脂膜中混入纖維素奈米纖維等微細纖維之纖維強化塑膠素材等。 本實施形態之發光元件20為頂部發光型，自與基板1相反之側提取光，故基板1可不必為透明。作為非透明體之基板1之材料，例如可使用不鏽鋼板或銅板等金屬板、或矽晶圓等。 基板1之厚度並無特別限定，例如為100～1000 μm，較佳為200～500 μm。若為200 μm以上，則基板之強度得以確保，發光元件製造時之操作變得容易。又，就裝置之輕量化之方面而言，較佳為500 μm以下。 [薄膜電晶體層] 薄膜電晶體層2係為了控制像素之發光而設置於基板1與金屬反射電極(第1電極層)3之間。具體而言，薄膜電晶體層2具有積層於基板1之薄膜電晶體電路9、薄膜電晶體電路9與金屬反射電極3之連接部10、及將薄膜電晶體電路9及連接部10埋入其中以用於平坦化之層間絕緣膜11。 作為層間絕緣膜11並無特別限定，例如使用旋塗玻璃材料形成。旋塗玻璃材料係指於塗佈階段為具有黏性之液體狀且藉由塗佈後使之硬化而成為固體形態者。因此，可將液體塗佈於基板1上，從而能夠將設置於基板1上之薄膜電晶體電路9及連接部10埋入其中而形成均勻之層。 作為旋塗玻璃材料並無特別限定，可使用通常所使用者。例如，可使用矽酸鹽系之旋塗玻璃材料、矽氧烷系之旋塗玻璃材料等。作為旋塗玻璃材料之硬化方法並無特別限定，可使用通常所使用之加熱處理、UV(ultraviolet，紫外線)照射處理、臭氧處理、溶膠凝膠法等。 薄膜電晶體層2之厚度並無特別限定，例如100～500 nm。 [金屬反射電極] 金屬反射電極(第1電極層)3係於基板1之一面1a側設置於薄膜電晶體層2上之反射膜兼電極。金屬反射電極3如圖1所示般，藉由像素隔離層4以像素單位進行劃分、隔離。 作為金屬反射電極3之材料並無特別限定，可使用大部分金屬之單質或合金，但較佳為如複介電常數之實數部分具有絕對值較大之負值之材料。作為該材料，例如可列舉金、銀、銅、鋅、鋁、鎂等單質、或金與銀之合金、銀與銅之合金、黃銅等合金。又，金屬反射電極3亦可為2層以上之積層結構。 金屬反射電極3之厚度並無特別限定，例如為20～1000 nm，較佳為50～500 nm。若薄於20 nm，則反射率變低，正面亮度降低，又，若厚於1000 nm，則有因成膜時之熱所致之損傷、因膜應力所致之機械損傷於金屬反射電極3內積累而產生裂痕或剝離之虞，從而導致導通不良。 再者，構成發光元件20之各層之厚度可使用光譜式橢圓儀、接觸式輪廓儀、AFM(Atomic Force Microscopy，原子力顯微鏡)等進行測定。 關於本實施形態之發光元件20，基板1之積層薄膜電晶體層2之側(與金屬反射電極3對向之側)之表面1a、金屬反射電極3之與基板1對向之側之表面3a、及金屬反射電極3之與基板1相反之側(與透明電極8對向之側)之表面3b分別平坦。 本實施形態之發光元件20由於基板1之表面1a平坦，故能夠以較高之精度形成薄膜電晶體電路9。又，由於金屬反射電極3之表面3a平坦，故而能夠藉由連接部10將薄膜電晶體電路9與金屬反射電極3確實地連接。因此，高像素化進展，即便於電路變得更細密之情形時，亦能夠獲得較高之加工精度及連接可靠性。 此處所述之平坦係指使用AFM依據JIS B0601'2001而測定之算術平均粗糙度Ra之值為2 nm以下。再者，根據對雷射顯微鏡之測定資料應用由JIS B0633；2001記載之觸針式粗糙度計之測定標準所規定之過濾處理而提取之粗糙度曲線，可求出粗糙度參數Ra。 或者，此處所述之平坦係指於使用發光元件之剖面TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)之觀察下將基板之界面視為粗糙度曲線，且粗糙度參數Ra之值為2 nm以下。 [像素隔離層] 像素隔離層4係用於將像素與像素劃分使之隔離而設置之間隔壁。如圖1及圖2所示般，像素隔離層4係於使金屬反射電極3之表面3b露出之狀態下以覆蓋薄膜電晶體層2及金屬反射電極3之端部之方式設置。作為像素隔離層4之材料，只要為作為絕緣膜發揮功能者，則並無特別限定，例如可列舉高透明丙烯酸系樹脂等。 像素隔離層4之厚度並無特別限定，例如為100～3000 nm，較佳為250～2000 nm。 [透明構件] 透明構件5係如圖1及圖2所示般無損金屬反射電極3之光反射功能、為對上述金屬反射電極3之表面3b賦予凹凸形狀而設置之使可見光透過之透明體。 作為透明體之材料並無特別限定，可使用於可見光之範圍(波長380 nm～800 nm)中不使光譜產生偏差，且透過率為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上者。 具體而言，作為透明體之材料，可為無機材料，亦可為有機材料，亦可為其等之組合。作為無機材料，例如可列舉石英玻璃、無鹼玻璃、白板玻璃等各種玻璃、雲母等透明無機礦物等。作為有機材料，可列舉環烯系膜、聚酯系膜等樹脂膜、於上述樹脂膜中混入有纖維素奈米纖維等微細纖維之纖維強化塑膠素材等。 透明構件5如圖1及圖2所示般，包含複數個圓柱狀之島狀部5a。 如圖1所示般，透明構件5之平均高度較佳為12～180 nm，更佳為15～150 nm。若透明構件5之平均高度為上述較佳之範圍之下限值以上，則能夠對透明電極8之表面8a確實地形成具有對於電漿子效應所引起之光提取適當之高度之凹凸形狀，若為較佳之範圍之上限值以下，則能夠於設置有透明構件5之金屬反射電極3之表面3b上，自透明導電層6至透明電極8無缺陷而確實地成膜。 透明構件5之平均高度係指測定25個島狀部5a之高度時之平均值。 所謂圓柱狀之島狀部5a之高度係指於垂直方向上與金屬反射電極3之表面3b隔開最遠之部分之高度。 圓柱狀之島狀部5a之高度可使用光譜式橢圓儀、接觸式輪廓儀、雷射顯微鏡、AFM等進行測定。 如圖2所示般，二維地配置有構成透明構件5之複數個島狀部5a之二維結構可為週期性，亦可為非週期性。 於本實施形態之發光元件20發出窄頻帶之光之情形時，或者，於利用特定之較窄之頻帶之光之情形時，複數個島狀部5a之二維之配置較佳為週期性。 藉由將複數個島狀部5a之二維之配置之週期設為符合特定之頻率之光之繞射之週期，能夠提高光之提取效率或光之擷取效率。或者，藉由將複數個島狀部5a之二維之配置之週期設為符合於發光元件內產生之表面電漿子之提取之週期，能夠獲得光提取效率較高之發光元件。 此處，所謂「島狀部5a呈週期性地二維配置」係指複數個島狀部5a於平面上之至少2個方向上週期性地配置之狀態。作為週期性之二維結構之較佳之具體例，可列舉配向方向為2個方向且其交叉角度為90°者(正方晶格)、配向方向為3個方向且其交叉角度為60°者(三角晶格、六方晶格)等。 又，上述之所謂「交叉角度為60°之位置關係」，具體而言係指滿足以下之條件之關係。首先，自1個中心點t1起向相鄰之中心點t2之方向劃出長度等於眾數間距P之長度之線段L1。其次，自中心點t1起向相對於線段L1為60゜之方向劃出等於眾數間距P之長度之線段L2。若與中心點t1相鄰之中心點位於自與中心點t1相反之側之各線段L1之終點起各個眾數間距P之15%以內之範圍，則處於交叉角度為60°之位置關係。所謂交叉角度為90度之位置關係，藉由將上述之「60°」之記載替換為「90°」而定義。 又，中心點如下所述般定義。基於AFM(原子力顯微鏡)之測定結果，對各島狀部5a與基準面相平行地每20 nm地劃出複數條等高線，並求出各等高線之重心點(由x座標與y座標確定之點)。該等各重心點之平均位置(由各x座標之平均與y座標之平均確定之位點)為島狀部5a之中心點。 此處，眾數間距P具體而言可以如下方式求出。 首先，於基板上之隨機選擇之區域，獲得一邊為眾數間距P之30～40倍之正方形之區域的AFM影像。例如，於眾數間距P為300 nm左右之情形時，獲得9 μm×9 μm～12 μm×12 μm之區域之影像。然後，藉由傅立葉變換將該影像進行波形分離，獲得FFT像(快速傅立葉變換像)。其次，求出FFT像之曲線上之自0次波峰至1次波峰之距離。 如此求出之距離之倒數為該區域之眾數間距P。對隨機選擇之合計25處以上之相同面積之區域同樣地進行此種處理，求出各區域之眾數間距。如此獲得之25處以上之區域之眾數間距P1～P25之平均值為眾數間距P。再者，此時，各區域彼此較佳為至少隔開1 mm而選擇，更佳為隔開5 mm～1 cm而選擇。 對此，於本實施形態之發光元件20發出寬頻帶之光或互不相同之複數條頻帶之光之情形時，或者，於利用太陽光等寬頻帶之光之情形時，複數個島狀部5a之二維之配置較佳為非週期性。此處所謂「二維地非週期之配置」係指島狀部5a之中心間之間隔及配置方向不固定之狀態。 其中藉由將二維之配置設為非週期，且設為如以下說明般之結構，可高效地進行本實施形態之發光元件20所利用之頻帶之光之提取/擷取。 作為該較佳之結構之一例，可列舉如下結構，即，於其高度分佈之光譜強度中，以包含與自適於將本實施形態之發光元件20所利用之頻帶之光之下限頻率繞射的波數至適於將上限頻率繞射之波數對應之波數之方式，調整高度分佈之光譜強度。更具體而言，更佳為如下之結構，即，與自適於將本實施形態之發光元件20所利用之頻帶之光之下限頻率繞射之波數至適於將上限頻率繞射之波數對應之波數光譜強度之積分值，以達到全光譜強度之35%以上之方式調整。 又，構成透明構件5之複數個島狀部5a於二維地配置之二維結構中，可為全部之島狀部5a相互隔開地排列，亦可為島狀部5a之一部分相互連接。 構成透明構件5之複數個島狀部5a如圖1及圖2所示般，於金屬反射電極3上以使上述金屬反射電極3之表面3b之一部分露出之狀態設置。具體而言，透明構件5所被覆之表面3b之面積(即，複數個島狀部5a所被覆之表面3b之總面積)相對於藉由像素隔離層4而劃分之金屬反射電極3之表面3b之總面積的比率較佳為0.1以上0.9以下，更佳為0.6以上0.8以下。若上述比率為較佳之範圍內，則於透明電極8之表面8a形成之凹凸結構能夠確保足以用於提高發光效率之大小。 [透明導電層] 如圖1所示般，透明導電層6於藉由像素隔離層4而劃分之區域中，以被覆透明構件5之表面(複數個島狀部5a之全部之表面)與露出之金屬反射電極(第1電極層)3之表面3b之方式而設置。藉由設為露出之金屬反射電極3之表面3b與透明導電層6相接觸之構成，可將本實施形態之發光元件20之電阻調整至適當之範圍。 透明導電層6之形狀成為追隨根據金屬反射電極3與透明構件5而設置之凹凸形狀者。 透明導電層6使用可使可見光透過之透明導電體。構成透明導電層6之透明導電體並無特別限定，可使用作為透明導電材料公知者。例如可列舉銦-錫氧化物(Indium Tin Oxide(ITO))、銦-鋅氧化物(Indium Zinc Oxide(IZO))、氧化鋅(Zinc Oxide(ZnO))、鋅-錫氧化物(Zinc Tin Oxide(ZTO))等。 透明導電層6之厚度並無特別限定，例如為30～1000 nm，較佳為50～200 nm。若為50 nm以上，則因獲得穩定之電流值而獲得可靠性提高之效果。又，若為200 nm以下，則透過率變高而獲得光提取效率提高之效果。 [有機發光層] 有機發光層7於藉由像素隔離層4而劃分之區域中，設置於透明導電層6上。又，有機發光層7之端部以覆蓋像素隔離層4之端部之方式而設置。 有機發光層7之形狀成為追隨設置於透明導電層6之凹凸形狀者。 有機發光層7係至少包含含有有機發光材料之發光層之層，可僅由發光層構成，但一般而言包含發光層以外之其他層。其他層只要不損及發光層之功能，則可為包含有機材料者，亦可為包含無機材料者。 例如，可自靠近金屬反射電極3之側起，包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及電子注入層之5層。於該等層中最重要者為發光層，例如電洞注入層或電子注入層可根據層構成而省略。又，電子傳輸層亦可兼作發光層。構成該等層之材質並無特別限定，可使用公知者。 作為構成發光層之材質，使用有機發光材料。 作為有機發光材料，例如可列舉三[1-苯基異喹啉-C2,N]銥(III)(Tris[1-phenylisoquinoline-C2,N]iridium(III))(Ir(piq)3)、1,4-雙[4-(N,N-二苯胺基苯乙烯基苯)](1,4-bis[4-(N,N-diphenylaminostyrylbenzene)])(DPAVB)、雙[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]鋅(II)(Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]Zinc(II))(ZnPBO)等色素化合物。又，亦可使用將螢光性色素化合物或磷光發光性材料摻雜於其他物質(主體材料)者。於此情形時，作為主體材料，可列舉電洞傳輸材料、電子傳輸材料等。 作為構成電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層之材質，分別一般地使用有機材料。 作為構成電洞注入層之材質(電洞注入材料)，例如可列舉4,4',4"-三(N,N-2-萘基苯胺基)三苯胺(4,4',4"-tris(N,N-2-naphthylphenylamino)triphenylamine)(2-TNATA)等化合物等。 作為構成電洞傳輸層之材質(電洞傳輸材料)，例如可列舉N,N'-二苯基-N,N'-雙(1-萘基)-(1,1'-聯苯基)-4,4'-二胺(NPD)、酞菁銅(CuPc)、N,N'-二苯基-N,N'-二(間甲苯基)聯苯胺(N,N'-Diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine)(TPD)等芳香族胺化合物等。 作為構成電子傳輸層之材質(電子傳輸材料)及構成電子注入層之材質(電子注入材料)，例如可列舉2,5-雙(1-萘基)-1,3,4-噁二唑(2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazole)(BND)、2-(4-第三丁基苯基)-5-(4-聯苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-tert-Butylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazole)(PBD)等噁二唑系化合物、三(8-喹啉根基)鋁(Tris(8-quinolinolato)aluminium)(Alq)等金屬錯合物系化合物等。 有機發光層7之整體之厚度通常為30～500 nm。 [透明電極] 透明電極(第2電極層)8係遍及有機發光層7上及自有機發光層7露出之像素隔離層4上而設置。 透明電極8之與金屬反射電極3對向之側之表面8a之形狀成為追隨設置於有機發光層7之凹凸形狀者。即，透明電極8之表面8a具有與設置於金屬反射電極3之表面3b上之透明構件5之存在部位對應之凹凸形狀。 另一方面，透明電極8之與表面8a相反之側之表面較佳為，至少於藉由像素隔離層4而劃分之區域中平坦。藉由上述構成，於形成於像素隔離層上之第2電極層之界面上不會發生表面電漿子電磁極化子之提取。藉由於像素隔離層上抑制表面電漿子電磁極化子之提取所引起之發光，可防止像素之滲色。 於本實施形態中，透明電極(第2電極層)8使用讓可見光透過之透明導電體。構成透明電極8之透明導電體並無特別限定，可使用作為透明導電材料而公知者。例如可列舉銦-錫氧化物(Indium Tin Oxide(ITO))、銦-鋅氧化物(Indium Zinc Oxide(IZO))、氧化鋅(Zinc Oxide(ZnO))、鋅-錫氧化物(Zinc Tin Oxide(ZTO))等。 透明電極8之厚度並無特別限定，例如為30～300 nm，較佳為50～150 nm。若為50 nm以上，則獲得能確保穩定之導電性之效果。又，若為150 nm以下，則因透過率較高而獲得提取光量增大之效果。 「發光元件之製造方法」 繼而，對上述本實施形態之發光元件20之製造方法進行說明。 本實施形態之發光元件20之製造方法係具備如下步驟而概略構成：於基板1之一表面1a上形成薄膜電晶體層2之步驟；於薄膜電晶體層2上形成金屬反射電極(第1電極層)3之步驟；於金屬反射電極3之表面3b上以使金屬反射電極3之表面3b之一部分露出之方式形成透明構件5，於金屬反射電極3之表面3b設置凹凸形狀之步驟；於使金屬反射電極3之表面3b露出之狀態下以覆蓋薄膜電晶體層2及金屬反射電極3之端部之方式形成像素隔離層4之步驟；及以被覆透明構件5之表面與露出之金屬反射電極3之表面3b之方式依序積層透明導電層6、有機發光層7及第2電極層8之步驟。 首先，於基板1之一表面1a上形成薄膜電晶體層2。具體而言，藉由平坦化處理等使基板1之表面1a平坦後，使用通常之半導體製程，於表面1a上積層薄膜電晶體電路9而形成薄膜電晶體層2。 其次，於基板1之表面1a上，以將薄膜電晶體電路9埋入其中之方式形成層間絕緣膜11之後，使層間絕緣膜11之上表面平坦化。 繼而，以薄膜電晶體電路9露出之方式自層間絕緣膜11之上表面形成貫通孔後，以導電性材料填充貫通孔內而形成連接部10。繼而，進行層間絕緣膜11之上表面之平坦化處理，形成薄膜電晶體層2。 繼而，於薄膜電晶體層2上形成金屬反射電極3。具體而言，以覆蓋薄膜電晶體層2之表面整體之方式，將原料以達到特定之厚度之方式積層，而形成金屬反射電極3。藉此，構成薄膜電晶體層2之連接部10與金屬反射電極3之表面3a電性連接。對於原料之積層，可使用通常所使用之金屬薄膜之成膜方法(濺鍍、CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沈積)等)。 於形成金屬反射電極3時，較佳為使與基板1對向之側之表面3a平坦。藉此，可提高與構成薄膜電晶體層2之連接部10之連接可靠性。 又，於形成金屬反射電極3時，較佳為使與基板1相反之側之表面3b平坦。藉此，可精密地控制下述之透明構件5之間距及高度而形成。 再者，金屬反射電極3之形狀因追隨薄膜電晶體層2之表面形狀，故只要薄膜電晶體層2之表面平坦，則金屬反射電極3之表面3a及表面3b亦平坦。 繼而，以使金屬反射電極3之表面3b之一部分露出之方式形成透明構件5，於金屬反射電極3之表面3b設置凹凸形狀。具體而言，於金屬反射電極3之表面3b上形成複數個島狀部5a作為透明構件5。作為於金屬反射電極3之表面3b上形成複數個島狀部5a之方法，可列舉以下方法。 [3D印刷法] 3D印刷法係藉由噴墨印表機等於金屬反射電極3之表面3b上直接形成複數個島狀部5a之方法。 [奈米壓印法] 奈米壓印法係如下之方法：於金屬反射電極3之表面3b上塗佈未硬化之紫外線硬化性樹脂、電子束硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等液狀樹脂，並將透明構件5(複數個島狀部5a)之反轉模具壓抵於液狀樹脂之表面，藉由紫外線或電子束之照射、或加熱使樹脂硬化之後，卸除上述反轉模具，藉此形成複數個島狀部5a。 於利用奈米壓印法於金屬反射電極3之表面3b上形成複數個島狀部5a之情形時，有於除島狀部5a以外之金屬反射電極3之表面3b形成較薄之樹脂層之情形。於該情形時，較佳為以島狀部5a殘留為所需之形狀之程度進行蝕刻處理，去除存在於設置有島狀部5a之部位以外之金屬反射電極3之表面3b之樹脂層。 於奈米壓印法中所使用之反轉模具，可自利用以下之方法所製作之凹凸形狀藉由電鑄等公知之方法形成奈米壓印用之模具。 [微相分離] 微相分離係將不相溶之2種成分製成混合分散液或混合熔融物，塗佈於基材上並使之固化，藉此形成微米單位之相分離結構者。可藉由利用溶劑或蝕刻來去除不相溶之2種成分中之一種成分而形成凹凸形狀。 [光微影法] 光微影法係對在基材上形成之光阻材料層以所需之圖案進行曝光處理之後，利用顯影液將除所需之殘存圖案以外之光阻材料層去除之技術。可將上述殘存圖案作為遮罩而蝕刻基材，形成凹凸形狀。 [粒子遮罩] 粒子遮罩係於基材上形成粒子之層之技術。可將上述粒子作為遮罩而蝕刻基材，形成凹凸形狀。 於本實施形態之發光元件20之製造方法中，在形成透明構件5時，較佳為使用上述3D印刷法、奈米壓印法、微相分離、光微影法、及粒子遮罩中之任1種或2種以上。 其等之中，於本實施形態中較佳為，首先，於藉由粒子遮罩形成凹凸形狀之後，利用電鑄法形成奈米壓印用之反轉模具，藉由使用上述反轉模具之奈米壓印法，於反射電極3之表面3a形成由複數個島狀部5a形成之凹凸形狀。 又，於形成由複數個島狀部5a形成之凹凸形狀時，可藉由以上述凹凸形狀之週期成分包含對波導模式光之提取、或對表面電漿子電磁極化子之提取有效之週期之方式調整島狀部5a之配置，而提高本實施形態之發光元件20之發光效率。 繼而，於使金屬反射電極3之表面3b露出之狀態下以覆蓋薄膜電晶體層2與金屬反射電極3之端部之方式形成像素隔離層4。具體而言，首先，藉由光微影法等，將形成透明構件5後之金屬反射電極3以成為像素單位之方式進行劃分、隔離。其次，於將感光性樹脂等塗佈於金屬反射電極3之前表面之後，藉由光微影法等進行圖案形成。藉此，形成使金屬反射電極3之表面3b露出並且覆蓋薄膜電晶體層2上及金屬反射電極3之端部之像素隔離層4。 繼而，以被覆透明構件5之表面與露出之金屬反射電極3之表面3b之方式，依序積層透明導電層6、有機發光層7、及第2電極層8。具體而言，首先，將像素隔離層4作為遮罩，以被覆透明構件5之表面與露出之金屬反射電極3之表面3b之方式，積層透明導電層6。其次，於透明導電層6上積層有機發光層7。繼而，以被覆有機發光層7及像素隔離層4上之方式，積層透明電極8。 作為各層之積層方法並無特別限定，可使用濺鍍或CVD等蒸鍍法，亦可藉由塗佈而形成。 藉由於反射電極3之表面3a依序積層透明導電層6、有機發光層7、及第2電極層8，可於透明導電層6、有機發光層7、透明電極8之表面8a依序形成與設置於上述表面3a之由複數個島狀部5a形成之凹凸形狀對應之凹凸形狀。藉由以上之方法可製造本實施形態之發光元件20。 「顯示裝置」 本實施形態之顯示裝置係具備複數個上述發光元件20者。本實施形態之顯示裝置係於基板1側具備具有光反射性之金屬反射電極3之頂部發光結構，且金屬反射電極3及透明電極8可施加電壓。藉由於金屬反射電極3與透明電極8之間施加電壓，將電子及電洞注入至有機發光層7，且藉由其等結合而產生光。所產生之光直接透過透明電極8而被提取至元件外部，或於金屬反射電極3反射一次而被提取至元件外部。 本實施形態之顯示裝置係針對每一像素使用上述發光元件20而構成。因此，藉由發光元件20之發光效率之提高，本實施形態之顯示裝置之發光效率亦優異。 且說，顯示裝置與自全部之像素照射單一色之光之照明裝置不同，其自各出光色之像素出射互不相同之顏色之光。具體而言，紅色出光像素出射紅色之光，綠色出光像素出射綠色之光，藍色出光像素出射藍色之光。一般而言，顯示裝置具備對各出光色之像素控制光之亮度之控制部，藉由該控制部之作用而於光被提取之面表現出全彩之圖像。 顯示裝置之各像素之發光係由積層於基板之薄膜電晶體電路控制，故構成各個像素之發光元件之各電極必須連接於薄膜電晶體電路。然而，先前之顯示裝置如上述專利文獻1所揭示般為如下之構成：具備於基板設置凹凸形狀之原型且將與上述凹凸形狀對應之形狀設置於電極之發光元件。因此，於先前之顯示裝置中，難以於具有凹凸形狀之基板上高精度地設置薄膜電晶體電路。又，於先前之顯示裝置中，與薄膜電晶體電路連接之電極呈波狀之形狀，故有難以連接電極與薄膜電晶體電路之情形。尤其是，近年，顯示裝置之高像素化進展，電路變得更細密，要求更高之加工精度及連接可靠性。 根據本實施形態之顯示裝置，該顯示裝置係具備上述發光元件20之構成，基板1之表面1a平坦，故可於基板1之表面1a上高精度地設置薄膜電晶體電路9。又，由於金屬反射電極3之表面3a平坦，故即便於電路緻密之情形時，亦可藉由連接部10確實地連接薄膜電晶體電路9與金屬反射電極3。 因此，本實施形態之顯示裝置係視認性較高、可靠性較高者，且可應對高像素化。 如以上說明般，根據本實施形態之發光元件20，於金屬反射電極3上以使金屬反射電極3之表面3b之一部分露出之狀態設置有包含複數個島狀部5a之透明構件5，且透明電極8之表面8a具有與透明構件5之存在部位對應之凹凸形狀。由於係並非將凹凸形狀之原型設置於遠離透明電極8之基板1，而是設置於靠近透明電極8之金屬反射電極3之表面3b之構成，故可於透明電極8之表面8a設置忠於原型之凹凸形狀。因此，本實施形態之發光元件20能夠抑制於元件內部波導之光，進而將被捕捉至金屬反射電極3之表面3b之光再次輻射，故可實現較高之光提取效率(發光效率)。 又，根據本實施形態之發光元件20，該發光元件20係僅於相互對向之金屬反射電極3之表面3b與透明電極8之表面8a之間設置有凹凸形狀之構成。藉此，可高精度地進行金屬反射電極3與設置於薄膜電晶體層2之控制電路之連接加工，故可抑制發光元件20之發光不良。 根據本實施形態之發光元件20之製造方法，為如下之構成，即，藉由於金屬反射電極3之表面3a設置由複數個島狀部5a形成之凹凸形狀之後，於金屬反射電極3之表面3a上依序積層透明導電層6、有機發光層7、及透明電極8，而於透明導電層6、有機發光層7、及透明電極8之表面8a形成與成為原型之凹凸形狀對應之凹凸形狀，因此，能夠製造上述發光元件20。 又，根據本實施形態之發光元件20之製造方法，藉由於形成金屬反射電極3時使與基板1相反之側之表面3b平坦，可形成複數個島狀部5a之間距及高度得以精密地控制之透明構件5。 又，根據本實施形態之發光元件20之製造方法，於形成由複數個島狀部5a形成之凹凸形狀時，能夠以上述凹凸形狀之週期成分包含對波導模式光之提取、或對表面電漿子電磁極化子之提取有效之週期之方式，調整島狀部5a之配置。藉此，可提高本實施形態之發光元件20之發光效率。 本實施形態之顯示裝置係使用發光元件20之構成，故發光效率優異。又，本實施形態之顯示裝置由於基板1之表面1a平坦，故藉由連接部10實現之薄膜電晶體電路9與金屬反射電極3之連接可靠性優異。因此，本實施形態之顯示裝置係視認性較高、可靠性較高者，且可應對高像素化。 再者，本發明之技術範圍並不限定於上述實施之形態，能夠於不脫離本發明之主旨之範圍內添加各種變更。於上述第1實施形態之發光元件20及使用其之顯示裝置中，將頂部發光結構之情形作為一例進行說明，但並不限定於此，亦可應用所謂的底部發光結構。於此情形時，較佳為以透明材料構成薄膜電晶體層2。 又，金屬反射電極(第1電極層)3及透明電極(第2電極層)8只要一者為陽極、另一者為陰極，則可為任意之構成。 又，於上述第1實施形態之發光元件20中，將島狀部5a之形狀為圓柱狀之情形作為一例而示出，但並不限定於此。島狀部5a之形狀只要為能夠對金屬反射電極3之表面3b賦予凹凸形狀之形狀，則並無特別限定，例如可為圓柱、圓錐、圓錐台、紡錘體、半球、角柱、角錐、角錐台或將該等形狀之一部分組合之形狀。 又，於上述第1實施形態之發光元件20中，將透明構件5包含複數個島狀部5a之構成作為一例而示出，但並不限定於此。如圖3所示般，亦可設為包含形成有複數個圓筒狀之開口部(凹部)25a之層狀部25b之透明構件25。根據上述透明構件25，能夠以使金屬反射電極3之表面3b自各個圓柱狀之開口部25a露出之狀態設置於金屬反射電極3上。 又，如圖4所示般，亦可設為包含格子狀地形成有複數個矩形柱狀之開口部(凹部)35a之層狀部35b之透明構件35。根據上述透明構件35，能夠以使金屬反射電極3之表面3b自各個矩形柱狀之開口部35a露出之狀態設置於金屬反射電極3上。 圖3所示之透明構件25及圖4所示之透明構件35之平均高度較佳為12～180 nm，更加為30～150 nm。若平均高度為上述較佳之範圍之下限值以上，則對於透明電極8之表面8a，能夠確實地形成凹凸形狀，若為較佳之範圍之上限值以下，則可於金屬反射電極3之表面3b上，自透明導電層6至透明電極8無缺陷而確實地成膜。 透明構件25、35之平均高度係指測定25處之層狀部25b、35b之高度時之平均值。 透明構件25、35之平均高度、層狀部25b、35b之高度可藉由光譜式橢圓儀、雷射顯微鏡、接觸式輪廓儀、AFM等進行測定。 又，於設置透明構件25、35時，藉由以上述凹凸形狀之週期成分包含對波導模式光之提取、或表面電漿子電磁極化子之提取有效之週期之方式調整開口部25a、35a之配置，可提高發光元件之發光效率。 再者，「開口部25a、35a呈週期性地二維配置」之情形時之狀態及中心點，可藉由將上述第1實施形態之定義中之「島狀部5a」替換為「開口部25a、35a」而同樣地定義。 ＜第2實施形態＞ 繼而，對應用本發明之第2實施形態之發光元件、發光元件之製造方法、顯示裝置以及照明裝置之構成進行說明。 「發光元件」 圖5係作為應用本發明之第2實施形態之發光元件的剖視模式圖。 如圖5所示般，本實施形態之發光元件40具備透明基板41、第1電極層43、像素隔離層4、透明構件5、透明導電層6、有機發光層7、及第2電極層48，且其等依序積層而概略構成。 本實施形態之發光元件40係將呈底部發光結構且以第1電極層43為陽極、第2電極層48為陰極之構成作為一例進行說明。於此情形時，第1電極層43為透明電極，第2電極層48為金屬反射電極。 作為透明基板41之材質，可使用作為能夠應用於上述第1實施形態之基板1進行說明之使可見光透過之透明體。 作為第1電極層43之材質，可使用作為能夠應用於上述第1實施形態之透明電極8進行說明者。 作為第2電極層48之材質，可使用作為能夠應用於上述第1實施形態之金屬反射電極3進行說明者。 透明電極(第1電極層)43及金屬反射電極(第2電極層)48可施加電壓。藉由於透明電極43與金屬反射電極48之間施加電壓，將電子及電洞注入至有機發光層7，且藉由其等結合而產生光。於有機發光層7所產生之光透過透明導電層6、透明構件5(柱狀部5a)、透明電極43及透明基板41而被提取至元件外部，或於金屬反射電極48反射一次而被提取至元件外部。 根據本實施形態之發光元件40，即便為於透明電極43之表面43b上設置包含複數個柱狀部5a之透明構件5而形成凹凸形狀之構成，亦可於與透明電極43之表面43b對向之金屬反射電極48之表面48a精密地形成凹凸形狀。 又，由於為在透明基板1上設置透明電極43及透明構件5之構成，故根據本實施形態之發光元件40，不妨礙於有機發光層7產生之光之透過。 「發光元件之製造方法」 本實施形態之發光元件40可藉由將上述第1實施形態之發光元件20之製造方法以如下方式變更而製造。 即，本實施形態之發光元件40之製造方法係具備如下步驟而概略構成：於基板41之一表面41a上形成透明電極(第1電極層)43之步驟；於透明電極43之表面43b上以使透明電極43之表面43b之一部分露出之方式形成透明構件5，而於透明電極43之表面43b設置凹凸形狀之步驟；於使透明電極43之表面43b露出之狀態下以覆蓋透明電極43之端部之方式形成像素隔離層4之步驟；及以被覆透明構件5之表面與露出之透明電極43之表面43b之方式依序積層透明導電層6、有機發光層7、及第2電極層48之步驟。 再者，由於上述各步驟係與上述第1實施形態之發光元件20之製造方法之各步驟對應者，故省略詳細說明。 「照明裝置」 本實施形態之照明裝置為具備1個以上之上述發光元件40者。本實施形態之照明裝置係於基板1側具備具有透光性之透明電極43之底部發光結構，且透明電極43及金屬反射電極48可施加電壓。藉由於透明電極43與金屬反射電極48之間施加電壓，將電子及電洞注入至有機發光層7，且藉由其等結合而產生光。所產生之光透過透明導電層6、透明構件5(柱狀部5a)、透明電極43及透明基板41而被提取至元件外部，或於金屬反射電極48反射一次而被提取至元件外部。 本實施形態之照明裝置由於使用上述發光元件40，故為發光效率優異者。 再者，本實施形態之發光元件40及使用其之照明裝置亦可為頂部發光結構。又，透明電極43及金屬反射電極48只要一者為陽極、另一者為陰極，則可為任意之構成。 [產業上之可利用性] 本發明之發光元件發光效率優異，故於顯示裝置或照明裝置之領域中可利用於產業上。

1‧‧‧基板
1a‧‧‧表面
2‧‧‧薄膜電晶體層
3‧‧‧金屬反射電極(第1電極層)
3a‧‧‧表面
3b‧‧‧表面
4‧‧‧像素隔離層
5‧‧‧透明構件
5a‧‧‧柱狀部
6‧‧‧透明導電層
7‧‧‧有機發光層
8‧‧‧透明電極(第2電極層)
8a‧‧‧表面
9‧‧‧薄膜電晶體電路
10‧‧‧連接部
11‧‧‧層間絕緣膜
20‧‧‧發光元件
25‧‧‧透明構件
25a‧‧‧開口部
25b‧‧‧層狀部
35‧‧‧透明構件
35a‧‧‧開口部
35b‧‧‧層狀部
40‧‧‧發光元件
41‧‧‧透明基板
41a‧‧‧表面
43‧‧‧透明電極(第1電極層)
43b‧‧‧表面
48‧‧‧金屬反射電極(第2電極層)
48a‧‧‧表面

圖1係作為應用本發明之第1實施形態之發光元件的剖視模式圖。 圖2係於圖1中所示之A-A線之高度上之俯視圖。 圖3係表示本發明所使用之透明構件之變化例之剖視圖。 圖4係表示本發明所使用之透明構件之變化例之剖視圖。 圖5係作為應用本發明之第2實施形態之發光元件的剖視模式圖。

1‧‧‧基板

1a‧‧‧表面

2‧‧‧薄膜電晶體層

3‧‧‧金屬反射電極(第1電極層)

3a‧‧‧表面

3b‧‧‧表面

4‧‧‧像素隔離層

5‧‧‧透明構件

5a‧‧‧柱狀部

6‧‧‧透明導電層

7‧‧‧有機發光層

8‧‧‧透明電極(第2電極層)

8a‧‧‧表面

9‧‧‧薄膜電晶體電路

10‧‧‧連接部

11‧‧‧層間絕緣膜

20‧‧‧發光元件

Claims (16)

1. 一種發光元件，其具備： 基板； 第1電極層，其設置於上述基板之一面側； 透明構件，其以使上述第1電極層之表面之一部分露出之狀態設置於上述第1電極層上； 透明導電層，其被覆上述透明構件之表面及露出之第1電極層； 有機發光層，其設置於上述透明導電層上；及 第2電極層，其設置於上述有機發光層之與上述第1電極層相反之側；且 上述第2電極層之與上述第1電極層對向之側之表面具有與上述透明構件之存在部位對應之凹凸形狀。
2. 如請求項1之發光元件，其中上述透明構件包含複數個島狀部。
3. 如請求項1之發光元件，其中上述透明構件為形成有複數個開口部之層狀部。
4. 如請求項1至3中任一項之發光元件，其中上述透明構件之面積相對於上述第1電極層之面積之比率為0.1以上0.9以下。
5. 如請求項1至3中任一項之發光元件，其中上述透明構件之平均高度為12～180 nm。
6. 如請求項1至3中任一項之發光元件，其中上述第1電極層之與上述第2電極層對向之側之表面為平坦。
7. 如請求項1至3中任一項之發光元件，其中上述第1電極層之與上述基板對向之側之表面為平坦。
8. 一種發光元件之製造方法，其具備： 於基板之一面側形成第1電極層之步驟； 於上述第1電極層上以使上述第1電極層之表面之一部分露出之方式形成透明構件，而於上述第1電極層之表面設置凹凸形狀之步驟；及 以被覆上述透明構件之表面及露出之第1電極層之方式，依序積層透明導電層、有機發光層及第2電極層之步驟；且 於上述透明導電層、上述有機發光層及上述第2電極層之與上述第1電極層對向之側之表面設置與上述凹凸形狀對應之形狀。
9. 如請求項8之發光元件之製造方法，其形成複數個島狀部作為上述透明構件。
10. 如請求項8之發光元件之製造方法，其形成設置有複數個開口部之層狀部作為上述透明構件。
11. 如請求項8至10中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述透明構件時，使用3D印刷法、奈米壓印法、微相分離、光微影法及粒子遮罩中之任一種或兩種以上。
12. 如請求項8至10中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述第1電極層時，使上述第1電極層之與上述基板相反之側之表面平坦。
13. 如請求項8至10中任一項之發光元件之製造方法，其於形成上述第1電極層時，使上述第1電極層之與上述基板對向之側之表面平坦。
14. 一種顯示裝置，其具備複數個如請求項1至7中任一項之發光元件，且 上述第1電極層具有光反射性，上述第2電極層具有透光性。
15. 如請求項14之顯示裝置，其於上述基板與上述第1電極層之間具備薄膜電晶體層。
16. 一種照明裝置，其具備1個以上之如請求項1至7中任一項之發光元件，且 上述第1電極層具有透光性，上述第2電極層具有光反射性。