專利名稱：發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法、和含有該發(fā)光裝置的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 發(fā)光裝置、其生產(chǎn)方法和含有所述發(fā)光裝置的顯示器，更具體地，涉及諸如有機(jī)電致發(fā)光裝置(有機(jī)EL裝置)、無機(jī)電致發(fā)光裝置(無機(jī)EL裝置)和發(fā)光二極管 (LED)，它們的生產(chǎn)方法，和含有所述發(fā)光裝置的顯示器。
背景技術(shù)：
例如，在如圖3所示的有機(jī)EL裝置105中，從放在反射層101上的EL發(fā)光層102 發(fā)射的光束在EL發(fā)光層102和密封層103之間的空間或在密封層103和外界104之間的空間反射，導(dǎo)致光提取效率降低。此處，關(guān)于發(fā)生光折射的界面上的光反射率，當(dāng)界面是平的時(shí)，反射率取決于光的入射角和共享界面的介質(zhì)之間的折射率差異。例如，當(dāng)它們之間的折射率差異大時(shí)，界面上的反射率變高。此外，當(dāng)光以大于臨界角的入射角從具有高折射率的介質(zhì)行進(jìn)至具有低折射率的介質(zhì)時(shí)，100%的光被反射。臨界角θ。是當(dāng)光從具有高折射率的物質(zhì)行進(jìn)至具有低折射率的物質(zhì)時(shí)光被全反射的最小入射角，且以下列等式θ。= arcsin(n2/ni)表示，其中Ii1表示光行經(jīng)的物質(zhì)的折射率；n2表示光進(jìn)入的物質(zhì)的折射率；且n2 <叫。圖4是用于描述上述現(xiàn)象的說明性視圖。在該圖中，附圖標(biāo)記111和112分別表示具有折射率Ii1的第一層和具有折射率Il2的第二層。此處，當(dāng)光以相對于法線(標(biāo)準(zhǔn)線) 的臨界角θ。的入射角行進(jìn)至第一層和第二層之間的界面110時(shí)，光在界面110上全反射， 因此不能從第二層112提取。另外，以相對于標(biāo)準(zhǔn)線的大于臨界角θ。的入射角θχ行進(jìn)的光也在界面110上全反射，因此不能從第二層112提取。另外，以相對于標(biāo)準(zhǔn)線的小于臨界角Θ。的入射角θ y行進(jìn)的光透過界面110從第二層112射到第一層111。當(dāng)光從高折射率介質(zhì)射到低折射率介質(zhì)時(shí)，光全反射的發(fā)光裝置存在光提取效率低的問題。有鑒于此，已提出具有多種結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置，由此嘗試改進(jìn)光提取效率。已提出的一種發(fā)光裝置是有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括陽極、陰極、一個(gè)或多個(gè)含有設(shè)置于電極之間的發(fā)光層的有機(jī)層和衍射光柵或波帶片，其中衍射光柵或波帶片設(shè)置于防止裝置中界面上的全反射的位置(參見專利文獻(xiàn)1)。然而，在專利文獻(xiàn)1公開的發(fā)光裝置中，發(fā)射的光穿過低折射率層到達(dá)衍射光柵或波帶片，因此對防止全反射產(chǎn)生限制。此外，另一種已提出的發(fā)光裝置在和發(fā)光表面相對的背表面上含有凹凸圖案的散射層，其中散射層為了光提取而反射/散射從發(fā)光層穿過中間層射向發(fā)光表面的光(參見非專利文獻(xiàn)1和2)。如圖5所示，一種常規(guī)已知的發(fā)光裝置按此順序包括含有發(fā)光部分204的發(fā)光層202、中間層205、和精細(xì)凹凸圖案206，其中中間層和精細(xì)凹凸圖案位于發(fā)光層202的第二表面203B上，所述表面和發(fā)光層的第一表面203A相對。 然而，這樣的常規(guī)發(fā)光裝置具有折射率不同的發(fā)光層和中間層(例如，發(fā)光層的折射率η :1. 8，且中間層的折射率η :1. 5)，因此產(chǎn)生從發(fā)光層202的光提取效率因全反射而低的問題。具體地，從發(fā)光部分204射到發(fā)光層202的第二表面203Β且入射角為大于臨界角 θ。的θ χ的光束210a在第二表面203B全反射，且不能從發(fā)光部分204提取。此外，在發(fā)光部分204和密封層207之間的界面上朝向第二表面203B全反射且入射角是大于臨界角Θ。的θ χ的光束210b在第二表面203B全反射，且不能從發(fā)光部分204 提取。此外，在發(fā)光層202的第一表面203A上朝向第二表面203B全反射且入射角是大于臨界角Θ。的θ x的光束210c在第二表面203B全反射，且不能從發(fā)光部分204提取?？紤]到上面所述，對于改進(jìn)了光提取效率(light-extraction efficiency)的發(fā)光裝置存在需求。引用列表專利文獻(xiàn)PTL 1 日本專利 No. 2991183非專利文獻(xiàn)NPL 1 =Norihiko Kamiura R^itBA, "Studies on OLED Light Extraction Enhancement”，由 THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS 編輯，TECHNICAL REPORT OF IEICE，EID2007-102，0ME2007-84 (2008-03)，1 到 4 頁NPL 2 =Hiroshi Sano12 A, "An Organic Light-Emitting Diode with Highly Efficient Light Extraction Using Newly Developed Diffraction Layer，，，SID 08DIGEST，515 到 517 頁

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)了光提取效率的發(fā)光裝置；和所述發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法；以及含有所述發(fā)光裝置的顯示器。這些可以解決上面存在的問題。用于解決上述問題的方法如下。<1>發(fā)光裝置，其按順序包括含有發(fā)光部分的發(fā)光層，中間層，和精細(xì)凹凸圖案，其中中間層設(shè)置于發(fā)光層的第二表面上，所述第二表面和發(fā)光層的第一表面相對，其中精細(xì)凹凸圖案具有相對于發(fā)光層凸出和凹進(jìn)的部分的橫截面形狀并反射從發(fā)光層發(fā)射的光，且其中中間層的至少一部分的折射率為0.9η到1. In，其中η表示所述發(fā)光部分相對于具有主發(fā)光波長的光的折射率。 <2>根據(jù)上面<1>的發(fā)光裝置，其中精細(xì)凹凸圖案的間距(pitch interval)為 0.01 λ到100λ，其中λ表示從發(fā)光層發(fā)射的光的主發(fā)光波長。<3>根據(jù)上面<1>和<2>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中發(fā)光層含有兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光部分。<4>根據(jù)上面<1>到<3>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中精細(xì)凹凸圖案由加熱模式光刻膠(resist)制成。<5>根據(jù)上面<1>到<4>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中精細(xì)凹凸圖案包括反射層。<6>根據(jù)上面<5>的發(fā)光裝置，其中反射層的厚度為IOnm到10，OOOnm。<7>根據(jù)上面<1>到<6>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中中間層的折射率為1. 55到 3. 0。<8>根據(jù)上面<1>到<7>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中精細(xì)凹凸圖案的間距為 50nm 到10 μ m。<9>根據(jù)上面<1>到<8>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中發(fā)光層還包括用于密封發(fā)光部分的密封層，且其中密封層的材料是丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、含氟樹脂、有機(jī)硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂的中任意種類。<10>根據(jù)上面<1>到<5>中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法，包括形成含有發(fā)光部分的發(fā)光層，在發(fā)光層的第二表面上形成中間層，所述表面和發(fā)光層的第一表面相對，和在中間層上形成精細(xì)凹凸圖案，其橫截面形狀具有相對于發(fā)光層的凸出和凹進(jìn)， 所述精細(xì)凹凸圖案反射從發(fā)光層發(fā)射的光，其中精細(xì)凹凸圖案通過加熱模式光刻形成。<11>顯示器，包括根據(jù)上面<1>到<5>的發(fā)光裝置。本發(fā)明可以提供改進(jìn)了光提取效率的發(fā)光裝置；和所述發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法；以及含有所述發(fā)光裝置的顯示器，它們可以解決上面存在的問題。


圖1是作為本發(fā)明發(fā)光裝置的有機(jī)EL裝置的剖視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的發(fā)光裝置，和含有所述發(fā)光裝置的顯示器的說明性剖視圖。圖3是常規(guī)發(fā)光裝置的說明性剖視圖。圖4是用于描述第一層和第二層之間的界面上的臨界角θ。的示意圖。圖5是用于描述常規(guī)發(fā)光裝置具有的問題的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法，和含有所述發(fā)光裝置的顯示器。(發(fā)光裝置)本發(fā)明的發(fā)光裝置按此順序包括含有發(fā)光部分的發(fā)光層、中間層、和精細(xì)凹凸圖案。精細(xì)凹凸圖案反射從發(fā)光層發(fā)射的光且其橫截面形狀具有相對于發(fā)光層凸出和凹進(jìn)的部分。圖1是這樣的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在該圖中，中間層5和精細(xì)凹凸圖案6按此順序設(shè)置于發(fā)光層2的第二表面3B上，所述表面和第一表面3A相對。(發(fā)光表面) <發(fā)光層>發(fā)光層2包括發(fā)光部分4。用于發(fā)光部分4的裝置沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。發(fā)光部分可以是例如有機(jī)EL裝置、無機(jī)EL裝置、LED和光電二極管。 密封層>>在發(fā)光層2中，發(fā)光部分4用密封層7密封。密封層7防止發(fā)光部分4由于暴露于空氣因氧氣和水分而性能降低。此外，發(fā)光層2可含有水分吸收劑或惰性液體。水分吸收劑沒有特別限制，且其具體實(shí)例包括氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、五氧化磷、氯化鈣、氯化鎂、氯化銅、氟化銫、氟化鈮、溴化鈣、溴化釩、分子篩、沸石和氧化鎂。此外，惰性液體沒有特別限制，且其具體實(shí)例包括石蠟、液體石蠟、基于氟的溶劑比如全氟烷烴、全氟胺和全氟醚、氯化溶劑、和硅氧烷油。用于密封層7的材料沒有特別限制，且其實(shí)例包括丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、含氟樹月旨、有機(jī)硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂。其中，從防止透水的角度來看優(yōu)選環(huán)氧樹脂。在環(huán)氧樹脂中，優(yōu)選熱固化環(huán)氧樹脂和可光固化的環(huán)氧樹脂。密封層7的形成方法沒有特別限制，且其實(shí)例包括涂布樹脂溶液的方法、壓結(jié)或熱壓結(jié)樹脂片的方法、和在干燥條件下聚合的方法(例如，汽相沉積和濺射)。密封層7的厚度優(yōu)選為1 μ m到Imm,更優(yōu)選為5 μ m到100 μ m，最優(yōu)選為IOym至Ij 50 μ m。當(dāng)厚度小于Iym時(shí)，無機(jī)膜會(huì)在基板安裝時(shí)損壞。而當(dāng)厚度大于Imm時(shí)，發(fā)光層2 變得厚度不利。發(fā)光層2可含有具有防止水分或氧氣從它的邊緣透過的功能的密封粘合劑。用于密封粘合劑的材料可以是那些用于密封層7的材料。其中，從防止透水的角度來看優(yōu)選環(huán)氧樹脂。在環(huán)氧樹脂中，優(yōu)選可光固化的環(huán)氧樹脂和熱固化環(huán)氧樹脂。此外，優(yōu)選將填料加入上述材料。加入密封層7的填料優(yōu)選為無機(jī)材料比如Si02、SiO (氧化硅)、SiON (氮氧化硅) 和SiN(氮化硅)。填料的加入增大了密封劑的粘度以改進(jìn)生產(chǎn)適應(yīng)性和抗?jié)裥浴?密封粘合劑也可含有干燥劑。干燥劑優(yōu)選為氧化鋇、氧化鈣或氧化鍶。加入密封粘合劑的干燥劑的量優(yōu)選為0. 01質(zhì)量％到20質(zhì)量％，更優(yōu)選為0. 05質(zhì)量％到15質(zhì)量％。當(dāng)量小于0.01質(zhì)量％時(shí)，干燥劑顯示減小的效果。而當(dāng)量大于20質(zhì)量％時(shí)，難以將干燥劑均勻分散在密封粘合劑中，這不是優(yōu)選的。在本發(fā)明中，使用例如分散器按預(yù)定的量涂覆含有干燥劑的密封粘合劑。此后，覆蓋第二基板，然后固化，從而獲得功能裝置。對于具有主發(fā)光波長λ (例如，550nm，下同)的光，發(fā)光層2的介質(zhì)(密封層7) 的折射率Ii1約為1.5，空氣的折射率Ii2約為1.0，且發(fā)光部分4的折射率Ii3約為1.8。此處，在本發(fā)明中，考慮由于發(fā)光部分4的折射率Ii3和中間層5的折射率Ii4之間的差異而在發(fā)光層2的第二表面3B上發(fā)生的全反射，且它們的折射率不限于上述值。特別地，主發(fā)光波長指峰值波長。發(fā)光層2的形成方法沒有特別限制且可以根據(jù)目的適當(dāng)選擇。例如，發(fā)光層可通過真空成膜方法(例如，汽相沉積)依次形成發(fā)光部分4和密封層7而形成?！粗虚g層〉中間層5的折射率114是0.9113(最小值)到1. In3(最大值)，其中n3表示發(fā)光部分4相對于具有主發(fā)光波長的光的折射率。當(dāng)中間層5的折射率Ii4是0. 9n3到1. In3時(shí)，發(fā)光部分4具有和中間層5幾乎 相同的折射率。因此，發(fā)光部分4和中間層5在光學(xué)上基本按一個(gè)層起作用，避免發(fā)光層的第二表面3B(即，發(fā)光部分4和中間層5之間的界面)上的全反射。結(jié)果，向發(fā)光層2的第二表面行進(jìn)的光可以進(jìn)入精細(xì)凹凸圖案6。優(yōu)選地，中間層5的折射率114是0.95113(最小值)到1·05η3(最大值)。用于中間層5的材料沒有特別限制且可以根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括那些光吸收峰值波長的(例如，染料)。當(dāng)使用這樣的材料時(shí)，可以使用波長比它們的光吸收峰值波長更長的光。此外，中間層通過例如將高折射率微粒(例如，TiO2和&02)分散于樹脂 (例如，丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹酯和TAC樹脂)中而形成。中間層5的厚度沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。從所需的成膜的角度來看其優(yōu)選為0. 1 μ m到500 μ m。此外，最小厚度更優(yōu)選為0. 5 μ m或以上，特別優(yōu)選為2 μ m或以上。最大厚度更優(yōu)選為100 μ m或以下，特別優(yōu)選為50 μ m或以下。從材料穩(wěn)定性的角度來看，相對于具有主發(fā)光波長的光，中間層5的具體折射率Ii4 的最小值優(yōu)選為1.55或以上，更優(yōu)選為1.65或以上，特別優(yōu)選為1.7或以上；且其最大值優(yōu)選為3. 0或以下，更優(yōu)選為2. 6或以下，特別優(yōu)選為2或以下。中間層5的形成方法沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括旋涂、噴墨涂布和縫隙涂布。其中，從獲得均勻涂層的角度來看優(yōu)選旋涂。〈精細(xì)凹凸圖案〉為了光提取，精細(xì)凹凸圖案6反射通過中間層5傳向發(fā)光層2的第一層3A的光。精細(xì)凹凸圖案6的形狀沒有特別限制，只要其橫截面形狀具有相對于發(fā)光層2凸出和凹進(jìn)的部分，且可以是例如鋸齒狀形狀、波紋狀形狀和正方形形狀。精細(xì)凹凸圖案6的間距沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。從增大光通量的角度來看，最小間距優(yōu)選為0.01 λ或以上，更優(yōu)選為0.05λ或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1 λ或以上，特別優(yōu)選為0.2λ或以上；且最大間距優(yōu)選為100λ或以下，更優(yōu)選為50λ或以下， 進(jìn)一步優(yōu)選為20λ或以下，特別優(yōu)選為10λ或以下。此處，λ表示從發(fā)光層2發(fā)射的光的主發(fā)光波長。從形成穩(wěn)定圖案的角度來看，精細(xì)凹凸圖案6的具體間距的最小值優(yōu)選為50nm或以上，更優(yōu)選為IOOnm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為200nm或以上，特別優(yōu)選為300nm或以上；且其最大值優(yōu)選為10 μ m或以下，更優(yōu)選為6 μ m或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為3 μ m或以下，特別優(yōu)選為Iym或以下。精細(xì)凹凸圖案6的形成方法沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。
例如，涂覆吸光光刻膠(加熱模式光刻膠)，并通過加熱模式光刻處理如此涂覆的光刻膠?；蛘?，涂覆吸收光線的光刻膠并通過加熱模式光刻處理以制備圖案(不必由金屬制成)。且，圖案用于通過印刷或模塑的形狀傳遞。當(dāng)按上述 方式形成時(shí)，精細(xì)凹凸圖案可具有含有高頻組分的復(fù)雜形狀，因此改進(jìn)光可控性。 反射層y>反射層(未顯示)可以形成于精細(xì)凹凸圖案6的至少一個(gè)表面上。特別地，精細(xì)凹凸圖案6本身可由反光材料制成。用于反射層的材料沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。從獲得高反射率的角度來看優(yōu)選Al、Ag等。反射層的厚度沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。優(yōu)選為IOnm到10，OOOnm。就高反射率而言，厚度為IOnm或以上的反射層是有利的。就成膜而言，厚度為 10，OOOnm或以下的反射層是有利的。反射層的形成方法沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括各種濺射法、汽相沉積法和離子電鍍法。其中，從獲得高反射率的角度來看優(yōu)選直流濺射。參考圖1，下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置1的操作(關(guān)于臨界角θ。等參見圖 4)。(1-1)發(fā)光部分和密封層之間的界面從發(fā)光部分4射向發(fā)光層2的第一表面3Α且其入射角θ yl小于臨界角θ cl的光束IOa經(jīng)過發(fā)光部分4和密封層7之間的界面進(jìn)入密封層7。同時(shí)，入射角是臨界角θ。或大于臨界角Θ。的角θ χ1的光束IOd在發(fā)光部分4和密封層7之間的界面上朝向發(fā)光層2的第二表面3B全反射。(1-2)發(fā)光層和空氣之間的界面(發(fā)光層的第一表面)從發(fā)光部分4發(fā)射并進(jìn)入密封層7且在發(fā)光層2的第一表面3A的入射角θ y2小于臨界角θ。2的光束IOa經(jīng)過發(fā)光層2的第一表面3Α向外射出。同時(shí)，入射角是臨界角θ?；虼笥谂R界角Θ。的角θ χ2的光束IOd在發(fā)光層2的第一表面上朝向發(fā)光層2的第二表面3Β全反射。(2-1)發(fā)光層和中間層之間的界面(發(fā)光層的第二表面)傳向發(fā)光層2的第二表面3Β的光束IObUOc和IOd不在發(fā)光層的第二表面 3Β(即，發(fā)光部分4和中間層5之間的界面)上全反射且進(jìn)入精細(xì)凹凸圖案6。這是因?yàn)榘l(fā)光部分4的折射率Ii3和中間層5的折射率Ii4幾乎相同，因此發(fā)光部分4和中間層5在光學(xué)上基本按一個(gè)層起作用。(2-2)中間層和精細(xì)凹凸圖案之間的界面?zhèn)飨蚓?xì)凹凸圖案6的光束10c、10b和IOd在精細(xì)凹凸圖案6上反射并朝向發(fā)光層2的第二表面3Β，且經(jīng)過中間層5、發(fā)光部分4和密封層7從發(fā)光層2的第一表面3Α向外射出，和光束IOa的情況相似。如上所述，由于從發(fā)光層2射出的所有光束IOa到IOd從發(fā)光層2的第一表面3Α向外射出，本發(fā)明的發(fā)光裝置1改進(jìn)了光提取效率?！雌渌灯渌]有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括基板和保護(hù)層。 基板》基板可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，沒有特別限制，優(yōu)選那些不對從有機(jī)化合物層發(fā)射的光進(jìn)行散射或衰減的基板。用于基板的材料的實(shí)例包括無機(jī)材料比如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯 (YSZ)和玻璃；和有機(jī)材料比如聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚酰亞胺、聚環(huán)烯、降冰片烯樹脂和聚(三氟氯乙烯)。例如，當(dāng)基板由玻璃制成時(shí)，為了減少從它洗提的離子，玻璃優(yōu)選為無堿玻璃。此夕卜，當(dāng)把鈉鈣玻璃用于基板材料時(shí)，優(yōu)選在基板上設(shè)置二氧化硅等的阻擋涂層。優(yōu)選使用有機(jī)材料，因?yàn)樗鼈兊哪蜔嵝浴⒊叽绶€(wěn)定性、耐溶劑性、電絕緣性和加工性優(yōu)良?；宓男螤?、結(jié)構(gòu)、尺寸等沒有特別限制且可根據(jù)例如形成的發(fā)光裝置的應(yīng)用/ 目的適當(dāng)選擇。通常，其形狀優(yōu)選為片狀。基板可具有單層或多層結(jié)構(gòu)，且可以是單一元件或者兩個(gè)或更多個(gè)元件的組合?；蹇梢允菬o色或有色透明的。優(yōu)選為無色透明，因?yàn)檫@樣的無色透明不散射或衰減從有機(jī)發(fā)光層發(fā)射的光。基板可在其前表面或背表面上具有防透水層(阻氣層)。防透水層(阻氣層)優(yōu)選由無機(jī)化合物比如氮化硅和氧化硅制成，且可以通過例如高頻濺射形成。當(dāng)使用熱塑基板時(shí)，可另外按需提供硬涂層、底涂層和其它層。 保護(hù)層》本發(fā)明的發(fā)光裝置可用保護(hù)層進(jìn)行整體保護(hù)。保護(hù)層中含有的材料可以是任何材料，只要它們具有防止促進(jìn)裝置劣化的水、氧氣透過的功能。其具體實(shí)例包括金屬比如In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti和Ni ；金屬氧化物比如MgO、 Si0、Si02、Al203、Ge0、Ni0、Ca0、Ba0、Fe203、Y203 和 TiO2 ；金屬氮化物比如 SiNx 禾口 SiNxOy ；金屬氟化物比如MgF2、LiF、AlF3和CaF2 ；聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、聚脲、 聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟二氯乙烯、三氟氯乙烯和氟二氯乙烯的共聚物、通過含有四氟乙烯和至少一種共聚單體的單體混合物的共聚生產(chǎn)的共聚物、共聚物主鏈中含有環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟共聚物、各自具有或以上的吸水率的吸水材料、和各自具有0. 或以下的吸水率的防透水物質(zhì)。保護(hù)層的形成方法沒有特別限制。其實(shí)例包括真空沉積法、濺射法、反應(yīng)濺射法、 MBE (分子束外延)法、簇離子束法、離子電鍍法、等離子體聚合法(高頻激發(fā)離子電鍍法)、 等離子體CVD法、激光CVD法、熱CVD法、氣源CVD法、涂布法、印刷法和轉(zhuǎn)移法(transfer method)。(顯示器等)本發(fā)明的顯示器沒有特別限制，只要它具 有多個(gè)發(fā)光部分，且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。
圖2示例性地顯示具有多個(gè)發(fā)光部分14的本發(fā)明的發(fā)光裝置11、和含有所述發(fā)光裝置的顯示器50。該顯示器含有發(fā)光裝置11，發(fā)光裝置11按此順序包括含有發(fā)光部分14 的發(fā)光層12、中間層15、和精細(xì)凹凸圖案16。精細(xì)凹凸圖案16反射從發(fā)光層12發(fā)射的光且其橫截面形狀具有相對于發(fā)光層凸出和凹進(jìn)的部分。發(fā)光裝置11可用作顯示器50。特別地，附圖標(biāo)記21和22分別表示保護(hù)層和基板。 對于全色型顯示器的形成方法，已知例如“Monthly Display", 2000年9月，33到 37頁描述的通過在基板上設(shè)置發(fā)射和三基色(藍(lán)色(B)、綠色(G)和紅色(R))相對應(yīng)的光的有機(jī)EL裝置的三色光發(fā)射法；通過濾色器將從用于發(fā)射白色的有機(jī)EL裝置發(fā)射的白色光分成三基色的白色法；和通過熒光染料層將從用于發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)EL裝置發(fā)射的藍(lán)光轉(zhuǎn)化成紅色(R)和綠色(G)的色彩轉(zhuǎn)化法。此外，通過組合多個(gè)通過上述方法獲得的發(fā)射不同顏色的光的有機(jī)EL裝置，可獲得發(fā)射所需顏色的光的平面型光源。例如，有通過組合藍(lán)色和黃色發(fā)光裝置獲得的白光發(fā)射源、和通過組合藍(lán)色、綠色和紅色發(fā)光裝置獲得的白光發(fā)射源為示例。一個(gè)示例性的發(fā)光部分是有機(jī)EL裝置，下面將對它詳細(xì)說明。然而，發(fā)光裝置不局限于有機(jī)EL裝置且可以是例如無機(jī)EL裝置、LED和光電二極管?！从袡C(jī)EL 層〉有機(jī)EL層包括基板、陰極、陽極和包括有機(jī)發(fā)光層的有機(jī)化合物層，其中陰極和陽極放置在基板上，且有機(jī)發(fā)光層夾在陰極和陽極之間。就發(fā)光裝置的功能而言，陽極和陰極的至少一個(gè)優(yōu)選為透明的。關(guān)于有機(jī)化合物層的層合圖案，優(yōu)選地，從陽極側(cè)按此順序?qū)雍峡昭▊鬏攲印⒂袡C(jī)發(fā)光層和電子傳輸層。此外，在空穴傳輸層和陰極之間設(shè)置空穴注入層，和/或在有機(jī)發(fā)光層和電子傳輸層之間設(shè)置可傳輸電子的中間層。此外，可在有機(jī)發(fā)光層和空穴傳輸層之間設(shè)置可傳輸空穴的中間層。類似地，可在陰極和電子傳輸層之間設(shè)置電子注入層。特別地，各個(gè)層可由多個(gè)二級(jí)層組成。有機(jī)發(fā)光層和發(fā)光層相應(yīng)。此外，陽極、陰極、和有機(jī)化合物層中的透明層(即，具有光學(xué)透明性的層)和透光層相對應(yīng)。有機(jī)化合物層的各個(gè)組成層可以根據(jù)干成膜法(例如，汽相沉積法和濺射法)、轉(zhuǎn)移法、印刷法、噴墨法、和噴射法中的任意方法而合適地形成。 陽極》總的來說，陽極可以是任何材料，只要它具有充當(dāng)向有機(jī)化合物層提供空穴的電極的功能。其形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸等沒有特別限制且可根據(jù)發(fā)光裝置的應(yīng)用/目的適當(dāng)?shù)赜梢阎姌O材料選擇。如上所述，陽極通常作為透明陽極提供。陽極材料的優(yōu)選實(shí)例包括金屬、合金、金屬氧化物、導(dǎo)電化合物和它們的混合物。 具體實(shí)例包括導(dǎo)電金屬氧化物比如摻有例如銻和氟的氧化錫(ΑΤΟ和FT0)；氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)；金屬比如金、銀、鉻和鎳；這些金屬和導(dǎo)電金屬氧化物的混合物或?qū)雍衔铮粺o機(jī)導(dǎo)電材料比如碘化銅和硫化銅；有機(jī)導(dǎo)電材料比如聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯；和這些材料和ITO的層合物。其中，優(yōu)選導(dǎo)電金屬氧化物。特別地，從生產(chǎn)率、高電導(dǎo)率、透明度等的角度來看優(yōu)選ΙΤ0?？紤]到陽極材料的適應(yīng)性，陽極可通過適當(dāng)?shù)剡x自濕法比如印刷法和涂布法、物理法比如真空沉積法、濺射法和離子電鍍法、和化學(xué)法比如CVD和等離子體CVD法的方法形成于基板上。例如，當(dāng)ITO用作陽極材料時(shí)，陽極可根據(jù)直流或高頻濺射法、真空沉積法、或離子電鍍法形成。 在有機(jī)EL層中，形成陽極的位置沒有特別限制且可根據(jù)發(fā)光裝置的應(yīng)用/目的適當(dāng)確定。優(yōu)選地，陽極在基板上形成。在此情況下，陽極可以整體或部分地形成于基板的一個(gè)表面上。用于形成陽極的圖案化可以通過化學(xué)刻蝕法比如光刻法、物理刻蝕法比如通過激光刻蝕、使用掩模的真空沉積或?yàn)R射法、掀起(lift-off)法、或印刷法而進(jìn)行。陽極的厚度可根據(jù)陽極材料適當(dāng)選擇，且因此不能明確確定。通常約為IOnm到約 50 μ m，優(yōu)選 50nm 至Ij 20 μ m。陽極的電阻優(yōu)選為103Ω/平方或以下，更優(yōu)選為102Ω/平方或以下。當(dāng)陽極透明時(shí)，它可以無色或有色。為了從透明陽極側(cè)提取發(fā)光，陽極的透光率優(yōu)選為60%或更高，更優(yōu)選為70%或更高。關(guān)于透明陽極，在由Yutaka Sawada編輯，由C. Μ. C.在1999出版的“T0UMEI DOUDEN-MAKU NO SHINTENKAI(Novel Developments in Transparent Electrode Films)" 中有詳細(xì)描述，其內(nèi)容可用于本發(fā)明。當(dāng)使用具有低耐熱性的塑造基板時(shí)，優(yōu)選在150°C或更低的低溫下將ITO或IZO用于形成透明陽極。 陰極》總的來說，陰極可以是任何材料，只要它具有充當(dāng)將電子注入有機(jī)化合物層的電極的功能。其形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸等沒有特別限制且可根據(jù)發(fā)光裝置的應(yīng)用/目的適當(dāng)?shù)貜囊阎姌O材料中選擇。陰極材料的實(shí)例包括金屬、合金、金屬氧化物、導(dǎo)電化合物和它們的混合物。其具體實(shí)例包括堿金屬(例如，Li、Na、K和Cs)、堿土金屬(例如Mg和Ca)、金、銀、鉛、鋁、鈉-鉀合金、鋰-鋁合金、鎂-銀合金和稀土金屬(例如，銦和鐿)。這些可單獨(dú)使用，但從滿足穩(wěn)定性和電子注入性的角度來看優(yōu)選將它們中的兩種或更多種組合使用。其中，作為形成陰極的材料，就優(yōu)良的電子注入性而言優(yōu)選堿金屬或堿土金屬，且就優(yōu)良的儲(chǔ)存穩(wěn)定性而言優(yōu)選含鋁材料作為主要組分。術(shù)語“含鋁材料作為主要組分”指的是僅由鋁組成的材料；含有鋁和0. 01質(zhì)量％ 到10質(zhì)量％的堿金屬或堿土金屬的合金；或它們的混合物(例如，鋰-鋁合金和鎂-鋁合金)。陰極材料在JP-A No. 02-15595和05-121172中有詳細(xì)描述。在這些文獻(xiàn)中描述的材料可用于本發(fā)明。形成陰極的方法沒有特別限制，且陰極可通過已知方法形成。例如，考慮陰極材料的適應(yīng)性，陰極可通過適當(dāng)?shù)剡x自濕法比如印刷法和涂布法、物理法比如真空沉積法、濺射法和離子電鍍法、和化學(xué)法比如CVD和等離子體CVD法中的方法形成。例如，當(dāng)選擇一種或多種金屬作為陰極材料時(shí)，可通過濺射法同時(shí)或依次涂覆它們中的一種或多種。用于形成陰極的圖案化可以通過化學(xué)刻蝕法比如光刻法、物理刻蝕法比如通過激光刻蝕、使用掩模的真空沉積或?yàn)R射法、掀起(lift-off)法、或印刷法而進(jìn)行。在有機(jī)EL層中，形成陰極的位置沒有特別限制，且陰極可整體或部分地形成于有機(jī)化合物層上。此外，可將厚度為0. Inm到5nm且由例如堿金屬或堿土金屬的氟化物和氧化物制成的電介質(zhì)層夾在陰極和有機(jī)化合物層之間?？蓪㈦娊橘|(zhì)層認(rèn)為是一種電子注入層。電介質(zhì)層可通過例如真空沉積法、濺射法和離子電鍍法形成。陰極的厚度可根據(jù)陰極材料適當(dāng)選擇，且因此不能明確確定。通常約為IOnm到約 5 μ m,優(yōu)選 50nm 至Ij Iym0此外，陰極可以透明或不透明。透明陰極可形成如下。具體地，由陰極材料形成 Inm到IOnm厚的薄膜，并將透明導(dǎo)電材料(例如，ITO和ΙΖ0)層合在由此形成的膜上。 有機(jī)化合物層》本發(fā)明的有機(jī)EL裝置包括至少一個(gè)有機(jī)化合物層，其包括有機(jī)發(fā)光層。除有機(jī)發(fā)光層外的其它有機(jī)化合物層的實(shí)例包括空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子阻擋層、空穴注入層和電子注入層。在有機(jī)EL裝置中，構(gòu)成有機(jī)化合物層的各個(gè)層可通過干成膜法比如汽相沉積法和濺射法、濕成膜法、轉(zhuǎn)移法、印刷法、和噴墨法中的任意方法而合適地形成?！础队袡C(jī)發(fā)光層〉》有機(jī)發(fā)光層是具有接受來自陽極、空穴注入層、或空穴傳輸層的空穴，并接受來自陰極、電子注入層、或電子傳輸層的電子，且在施加電場時(shí)提供為了光發(fā)射而用于空穴和電子重新組合的區(qū)域的功能的層。本發(fā)明中的發(fā)光層可以僅由發(fā)光材料組成，或可以是由發(fā)光摻雜劑和基質(zhì)材料的混合物形成的層。所述發(fā)光摻雜劑可以是發(fā)熒光或磷光的材料，并可含有兩個(gè)或更多個(gè)種類。所述基質(zhì)材料優(yōu)選為電荷傳輸材料?；|(zhì)材料可含有一種或多種，且例如是空穴傳輸基質(zhì)材料和電子傳輸基質(zhì)材料的混合物。此外，有機(jī)發(fā)光層中可含有既不發(fā)光也不傳輸任何電荷的材料。有機(jī)發(fā)光層可以是單層或兩層或更多層。當(dāng)它是兩層或更多層時(shí)，所述各層可發(fā)不同顏色的光。上述發(fā)光摻雜劑可以是例如發(fā)磷光的材料(發(fā)磷光的摻雜劑)和發(fā)熒光的材料 (發(fā)熒光的摻雜劑)。 為了改進(jìn)顏色純度和/或擴(kuò)大由此發(fā)射的光的波長范圍，有機(jī)發(fā)光層可含有兩種或更多種不同的發(fā)光摻雜劑。從驅(qū)動(dòng)持久性的角度來看，發(fā)光摻雜劑優(yōu)選為那些相對于上述基質(zhì)化合物滿足下列關(guān)系的摻雜劑即，1.2eV>電離電勢差(ΔΙρ) >0.2eV和/或 1. 2eV >電子親合勢差(AEa) > 0. 2eV。發(fā)熒光的材料沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括含有過渡金屬原子或鑭系元素原子的絡(luò)合物。過渡金屬原子沒有特別限制且可根據(jù)目的選擇。優(yōu)選釕、銠、鈀、鎢、錸、鋨、銥、金、 銀、銅和鉬。更優(yōu)選錸、銥和鉬。特別優(yōu)選銥和鉬。鑭系元素原子沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括鑭、鈰、鐠、釹、 釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥，優(yōu)選釹、銪和釓。絡(luò)合物中的配位體的實(shí)例包括在例如由Pergamon Press Company在1987年出版的作者為 G.Wilkinson 等人的"Comprehensive Coordination Chemistry” ；由Springer-Verlag Company ^t 1987 ￥ [JB 片反白勺 # # 力 H. Yersin 白勺 “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”；禾口由 Shokabo Publishing Co., Ltd.在 1982 年出版的作者為 Akio Yamamoto 的 “YUHKI KINZOKU KAGAKU-KISO TO OUYOU-(Metalorganic Chemistry-Fundamental and Application-)，，中描述的男β些配位體。

配位體的優(yōu)選實(shí)例包括鹵素配位體(優(yōu)選為，氯配位體)、芳香族碳環(huán)配位體(優(yōu)選為5到30個(gè)碳原子，更優(yōu)選為6到30個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為6到20個(gè)碳原子，特別優(yōu)選為6到12個(gè)碳原子，比如環(huán)戊二烯基陰離子、苯陰離子和萘基陰離子)；含氮的雜環(huán)配位體(優(yōu)選為5到30個(gè)原子，更優(yōu)選為6到30個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為6到20個(gè)碳原子，特別優(yōu)選為6到12個(gè)碳原子，比如苯基吡啶、苯并喹啉、羥基喹啉、二吡啶基和菲羅啉 (phenanthrorine))、二酮配位體(例如，乙酰基丙酮)、羧酸配位體(優(yōu)選為2到30個(gè)碳原子，更優(yōu)選為2到20個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為2到16個(gè)碳原子，比如乙酸配位體)、醇化物配位體(優(yōu)選為1到30個(gè)碳原子，更優(yōu)選為1到20個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為6到20個(gè)碳原子，比如苯酚鹽配位體)、甲硅烷基氧基配位體(優(yōu)選為3到40個(gè)碳原子，更優(yōu)選為3到 30個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為3到20個(gè)碳原子，比如三甲基甲硅烷基氧基配位體、二甲基叔丁基甲硅烷基氧基配位體和三苯基甲硅烷基氧基配位體)、一氧化碳配位體、異腈配位體、氰基配位體、磷配位體(優(yōu)選為3到40個(gè)碳原子，更優(yōu)選為3到30個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為 3到20個(gè)碳原子，特別優(yōu)選為6到20個(gè)碳原子，比如三苯基膦配位體)、硫醇鹽配位體(優(yōu)選為1到30個(gè)碳原子，更優(yōu)選為1到20個(gè)碳原子，進(jìn)一步優(yōu)選為6到20個(gè)碳原子，比如苯基硫醇鹽配位體)和氧化膦配位體(優(yōu)選為3到30個(gè)碳原子，更優(yōu)選為8到30個(gè)碳原子， 特別優(yōu)選為18到30個(gè)碳原子，比如三苯基氧化膦配位體)，更優(yōu)選含氮雜環(huán)配位體。上述絡(luò)合物可以是化合物中含有一個(gè)過渡金屬原子的絡(luò)合物或含有兩個(gè)或更多個(gè)過渡金屬原子的所謂的多核絡(luò)合物。在后者的情況下，絡(luò)合物可同時(shí)含有不同的金屬原子。其中，發(fā)光摻雜劑的具體實(shí)例包括專利文獻(xiàn)比如US6303238B1、US6097147、 W000/57676、W000/70655、W001/08230、W001/39234A2、W001/41512AU W002/02714A2、 W002/15645AU W002/44189A1、W005/19373A2、JP-A No. 2001-247859、2002_302671、 2002-117978、2003-133074、2002-235076、2003-123982 和 2002-170684、EP1211257、 JP-ANo. 2002-226495、2002-234894、200卜247859、200卜298470、2002-173674、 2002-203678,2002-203679,2004-357791,2006-256999,2007-19462,2007-84635 禾口 2007-96259中描述的磷光發(fā)光化合物。其中，優(yōu)選Ir絡(luò)合物、Pt絡(luò)合物、Cu絡(luò)合物、Re絡(luò)合物、W絡(luò)合物、Rh絡(luò)合物、Ru絡(luò)合物、Pd絡(luò)合物、Os絡(luò)合物、Eu絡(luò)合物、Tb絡(luò)合物、Gd絡(luò)合物、Dy絡(luò)合物和Ce絡(luò)合物，更優(yōu)選Ir絡(luò)合物、Pt絡(luò)合物和Re絡(luò)合物。其中，進(jìn)一步優(yōu)選各自含有金屬-碳鍵、金屬-氮鍵、金屬-氧鍵和金屬-硫鍵中的至少一種配位方式的Ir 絡(luò)合物、Pt絡(luò)合物、和Re絡(luò)合物。此外，從例如發(fā)光效率、驅(qū)動(dòng)持久性和顏色純度的角度來看，特別優(yōu)選各自含有三齒或更高的多齒配位體的Ir絡(luò)合物、Pt絡(luò)合物、和Re絡(luò)合物。例如，可以使用三(2-苯基吡啶)銥(IHppy)3)。熒光發(fā)光摻雜劑沒有特別限制且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。其實(shí)例包括苯并噁唑、苯并咪唑、苯并噻唑、苯乙烯基苯、聚苯、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、萘酰亞胺、香豆素、批喃、紫環(huán)酮(perinone)、噁二唑、醛連氮、吡咯烷(pyralidine)、環(huán)戊二烯、雙-苯乙烯基蒽、 喹吖啶酮、吡咯并吡啶、噻二唑吡啶、環(huán)戊二烯、苯乙烯胺、芳香族二亞甲基化合物、縮合的多芳香化合物(例如，蒽、菲咯啉、芘(pyrene)、茈(perylene)、紅熒烯和并五苯)、各種金屬絡(luò)合物(例如，8-羥基喹啉的金屬絡(luò)合物、吡咯甲川(pyromethene)絡(luò)合物和稀土絡(luò)合物)、聚合物(例如，聚噻吩、聚苯和聚苯乙炔)、有機(jī)硅烷及其衍生物。發(fā)光摻雜劑的具體實(shí)例包括下列化合物，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明限制于此。
權(quán)利要求
1.發(fā)光裝置，其按順序包括 含有發(fā)光部分的發(fā)光層， 中間層，和精細(xì)凹凸圖案，其中所述中間層設(shè)置于所述發(fā)光層的第二表面上，所述第二表面和所述發(fā)光層的第一表面相對，其中所述精細(xì)凹凸圖案具有相對于所述發(fā)光層凸出和凹進(jìn)的部分的橫截面形狀，并且所述精細(xì)凹凸圖案反射從所述發(fā)光層發(fā)射的光，和其中所述中間層的至少一部分的折射率為0. 9η到1. In，其中η表示所述發(fā)光部分相對于具有主發(fā)光波長的光的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述精細(xì)凹凸圖案的間距為0.01λ到100λ，其中λ表示從所述發(fā)光層發(fā)射的光的主發(fā)光波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層含有兩個(gè)或更多個(gè)所述發(fā)光部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述精細(xì)凹凸圖案由加熱模式光刻膠制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述精細(xì)凹凸圖案包括反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光裝置，其中所述反射層的厚度為IOnm到10，OOOnm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述中間層的折射率為1.55到3. 0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述精細(xì)凹凸圖案的間距為50nm 至Ij 10 μ m0
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層還包括用于密封所述發(fā)光部分的密封層，并且其中所述密封層的材料是丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、含氟樹脂、有機(jī)硅樹脂、橡膠樹脂和酯樹脂中的任意種類。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置的生產(chǎn)方法，包括 形成含有發(fā)光部分的發(fā)光層，在所述發(fā)光層的第二表面上形成中間層，所述第二表面和所述發(fā)光層的第一表面相對，和在所述中間層上形成精細(xì)凹凸圖案，所述精細(xì)凹凸圖案具有相對于所述發(fā)光層凸出和凹進(jìn)部分的橫截面形狀，并且所述精細(xì)凹凸圖案反射從發(fā)光層發(fā)射的光， 其中所述精細(xì)凹凸圖案通過加熱模式光刻形成。
11.顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中任意一項(xiàng)的發(fā)光裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，其按順序包括含有發(fā)光部分的發(fā)光層、中間層、和精細(xì)凹凸圖案，其中中間層設(shè)置于發(fā)光層的第二表面上，所述表面和發(fā)光層的第一表面相對，其中精細(xì)凹凸圖案的橫截面形狀具有相對于發(fā)光層凸出和凹進(jìn)的部分，并反射從發(fā)光層發(fā)射的光，且其中中間層的至少一部分的折射率為0.9n到1.1n，其中n表示所述發(fā)光部分相對于具有主發(fā)光波長的光的折射率。
文檔編號(hào)G09F9/30GK102160459SQ20098013720
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者宇佐美由久 申請人:富士膠片株式會(huì)社