專利名稱：有機電致發(fā)光器件和照明設備的制作方法
技術領域：
在此描述的實施例通常與有機電致發(fā)光器件和照明設備有夫。
背景技術：
有機電致發(fā)光器件包括陰極和陽極之間的有機薄膜。電壓被施加到這些電扱，并且因此有機薄膜接收從陰極注入的電子和從陽極注入的空穴。這使電子和空穴重新結合，在重新結合處產(chǎn)生的激子遭受輻射失活，導致用于器件的發(fā)光。

發(fā)明內容
通常，根據(jù)ー個實施例，有機電致發(fā)光器件包括透明電極、金屬電極、有機發(fā)光層和中間層。透明電極相對于可見光是透射的。金屬電極相對于可見光是反射的。有機發(fā)光層被設置在透明電極和金屬電極之間并且被配置為發(fā)射包括可見光的波長成分的光。中間層在有機發(fā)光層和金屬電極之間接觸金屬電極和有機發(fā)光層，并且相對于可見光是透射的。中間層的厚度是60納米以上并且小于200納米。有機發(fā)光層對可見光的折射率比中間層對可見光的折射率高。通常，根據(jù)ー個實施例，照明設備包括有機電致發(fā)光器件和電源。有機電致發(fā)光器件包括透明電極、金屬電極、有機發(fā)光層和中間層。透明電極相對于可見光是透射的。金屬電極相對于可見光是反射的。有機發(fā)光層被設置在透明電極和金屬電極之間并且被配置為發(fā)射包括可見光的波長成分的光。中間層在有機發(fā)光層和金屬電極之間接觸金屬電極和有機發(fā)光層并且相對于可見光是透射的。電源被連接到透明電極和金屬電極以及被配置為供應流過有機發(fā)光層的電流。中間層的厚度是60納米以上并且小于200納米。有機發(fā)光層對可見光的折射率比中間層對可見光的折射率高。


圖IA到圖IC是顯示根據(jù)實施例的有機電致發(fā)光器件的示意圖；圖2是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的示意圖；圖3是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；圖4是顯示根據(jù)實施例的有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；圖5是顯示根據(jù)實施例的有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；圖6A和圖6B是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；圖7A和圖7B是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；圖8A到圖8C是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的圖表；
圖9A到圖9E是顯示根據(jù)實施例的另ー個有機電致發(fā)光器件的示意的截面圖；以及圖10是顯示根據(jù)實施例的照明設備的示意的立體圖。
具體實施例方式以下將參考所附的附圖描述各種實施例。附圖是示意的以及概念上的；并且各部分的厚度和寬度之間的關系、各部分之間的大小的比例等等不是必須地與它們的實際值相同。此外，即使對于同樣的部分，尺寸和比例可以在附圖中被不同地圖解。在該說明書和附圖中，與在上述的附圖中描述或圖解的部件類似的部件以同樣的參考數(shù)字標記，并且詳細說明被適當?shù)厥÷浴?br>
第一實施例圖IA到圖IC是圖解根據(jù)實施例的有機電致發(fā)光器件的示意圖；圖IA是立體圖。圖IB是沿著圖IA中的線A1-A2的截面圖。圖IC是圖解有機電致發(fā)光器件的局部結構的示意的截面圖，并且對應于圖IA的A1-A2截面圖。如圖IA和圖IB所示，有機電致發(fā)光器件110包括透明電極10、金屬電極20、有機發(fā)光層30和中間層40。透明電極10相對于可見光是透射的。金屬電極20相對于可見光是反射的。有機發(fā)光層30被設置在透明電極10和金屬電極20之間。有機發(fā)光層30發(fā)射包括可見光的波長成分的光。中間層40在有機發(fā)光層30和金屬電極20之間接觸金屬電極20和有機發(fā)光層30。中間層40相對于可見光是透射的。這里，把從金屬電極20朝透明電極10的方向作為Z軸方向(第一方向)。把Z軸作為第一軸。把垂直于Z軸的ー個方向作為X軸(第二軸)。把垂直于Z軸和X軸的軸作為Y軸(第三軸)。在這個實例中，有機電致發(fā)光器件110進ー步包括透明基板50。透明電極10被配置在透明基板50和有機發(fā)光層30之間。透明基板50相對于可見光是透射的。例如，透明電極10被設置在透明基板50上。有機發(fā)光層30被設置在透明電極10上。中間層40被設置在有機發(fā)光層30上。金屬電極20被設置在中間層40上。如圖IC所示，有機電致發(fā)光器件110可以進一歩包括透明電極側功能層31。透明電極側功能層31被設置在有機發(fā)光層30和透明電極10之間。有機發(fā)光層30和透明電極側功能層31被包含在有機層35中。透明電極側功能層31根據(jù)需要被設置。有機發(fā)光層30可以例如由諸如Alq3、F8BT和PPV的材料組成。有機發(fā)光層30可以由混合材料組成，該混合材料包含主體材料以及添加到主體材料中的摻雜物。該主體材料可以由例如CBP、BCP、TPD、PVK以及PPT組成。該摻雜材料可以由例如Flrpic、Ir (ppy) 3以及Flr6等等組成。該透明電極側功能層31起到例如空穴注入層的作用。在該情況下，透明電極側功能層31可以由例如PEDP0T:PPS、CuPc以及MoO3等等組成。該透明電極側功能層31起到例如空穴傳輸層的功能。在該情況下，透明電極側功能層31可以由例如a -NPD, TAPC, m_MTDATA、TPD以及TCTA等等組成。
透明電極側功能層31可以具有層疊結構，該層疊結構由起空穴注入層作用的層以及起空穴傳輸層作用的層構成。中間層40可以包含例如起電子傳輸層作用的層。起電子傳輸層作用的層可以由例如 Alq3、BAlq、POPy2> Bphen 以及 3TPYMB 等等組成。中間層40可以具有層疊結構，該層疊結構由起電子傳輸層作用的層以及設置在該層和金屬電極20之間的電子注入層構成。電子注入層是用于改善電子注入特性的層。電子傳輸層的厚度例如是大約I納米(nm)。透明基板50例如是玻璃基板。透明電極10包含氧化物，該氧化物包含從由In、Sn、Zn和Ti組成的群中選擇的至少ー個。透明電極10例如是ITO(氧化銦錫)薄膜。透明電極10例如起陽極的作用。金屬電極20例如包含鋁(Al)、銀(Ag)中的至少ー種。金屬電極30可以由 Mg:Ag(鎂和銀的合金)組成。例如，金屬電極20由鋁薄膜組成。當金屬電極20由鋁薄膜組成時，特別對生產(chǎn)率和成本有利。金屬電極20例如起陰極的作用。中間層40例如是有機層。該實施例不局限于此，中間層40可以是無機層。中間層40可以由有機材料和無機材料的混合材料組成。在中間層40被形成在有機層35上的情況下，形成中間層40的條件被設定為不導致有機層35惡化的條件。當中間層40由有機材料形成時，形成中間層40的條件(例如，溫度)容易是溫和條件。因此，中間層40顯著地包含有機材料。在有機電致發(fā)光器件110中，從有機發(fā)光層30發(fā)射的光從透明電極10側(透明基板50側)被提取。在該實施例中，中間層40的厚度(厚度tm)是60nm以上和200nm以下。有機發(fā)光層30對可見光的折射率(Ii1)比中間層40的折射率(n2)高。這提供了具有高的光提取效率(出光率)的有機電致發(fā)光器件。以下，將與比較的實例相比，描述有機電致發(fā)光器件110的特性。圖2是圖解有機電致發(fā)光器件的特性的示意圖。如圖2所示，通常，在有機電致發(fā)光器件中，在有機發(fā)光層30中產(chǎn)生的光(光源33)的去向基本上被區(qū)分為四個成分。也就是說，在有機電致發(fā)光器件中，光被區(qū)分為外部模式成分LI、基板模式成分し2、薄膜層模式成分L3和歸因于金屬的損失成分L4。以下,“歸因于金屬的損失成分L4”僅僅被稱為“損失成分L4”。外部模式成分LI是在有機電致發(fā)光器件外部可提取的成分。基板模式成分是到達透明基板50而不能夠離開透明基板50的成分。薄膜層模式成分L3對應于光被包圍在有機發(fā)光層30、中間層40和透明電極10中的至少ー個薄膜層內的模式。損失成分L4是具有由于金屬電極20而損失的成分。圖3是圖解有機電致發(fā)光器件的特性的圖表。圖3顯示關于光能的分配率RL的模擬結果的實例。圖3的橫軸表示中間層40的厚度tm?？v軸表示分配率RL。這個模擬制作具有以下結構的有機EL器件的模型。在這個模型中，假定折射率是n，基本上η = 1.8的ITO薄膜(厚度=IOOnm)、基本上η = I. 6的空穴注入層(厚度=60nm)、基本上η = I. 8的發(fā)光層30 (厚度=80nm)、基本上η = I. 8的中間層40 (電子傳輸層)(厚度=tm納米)以及招的金屬電極(厚度=150nm)按這個順序被層疊在η = I. 5的玻璃基板(透明基板50)上。這里，“基本上”意指包含每個材料的折射率的波長色散的折射率的使用，并且上述的折射率η的值是粗略值。如圖3所示，外部模式成分LI、基板模式成分L2、薄膜層模式成分L3以及損失成分L4根據(jù)中間層40的厚度tm而改變?？紤]ー種結構，在該結構中，在歸因于金屬電極20的損失成分L4中，歸因于金屬電極20的表面等離子體(plasmon)的損失被減少。在這個結構中，在有機發(fā)光層30和金屬電極20之間的距離通常被設定為200nm以上。也就是說，當發(fā)光位置和陰極之間的距離是200nm以上時，在陰極的損失(等離子體損失)被認為是忽視的。例如，通過將有機電致發(fā)光器件中的電子傳輸層的厚度設定為200nm以上,有機發(fā)光層30和金屬電極20之間的距離被設定為200nm以上。有機發(fā)光層30和金屬電極20之間的距離例如對應于中間層40的厚度tm。如圖3所示，在電子傳輸層的厚度(在圖3中，相當于中間層40的厚度tm)是 200nm以上的厚的區(qū)域中，損失成分L4變小。然而，當電子傳輸層的厚度被設定為厚的時，在電子傳輸層中出現(xiàn)大的電壓降。結果，在這個結構中，有機電致發(fā)光器件的驅動電壓上升。也就是說，這個結構改善了有機電致發(fā)光器件的外部量子效率，但是功率效率下降。所以，在這個結構中，很難獲得實用的性能。在這個時候，為了抑制電壓降，有用于通過將堿金屬等等摻雜到電子傳輸層中來改善電子傳輸層中的電荷轉移能力的方法。由此，考慮抑制驅動電壓上升以及使功率效率下降恢復到某種程度。然而，根據(jù)生產(chǎn)率以及成本的觀點，實際上難以采用摻雜堿金屬等等。電子傳輸層的進ー步變厚導致使用的材料的量增加以及制造中的單件產(chǎn)品生產(chǎn)時間(tact time)的増加。也就是說，根據(jù)這些問題的觀點，生產(chǎn)率也下降。相反，在根據(jù)本實施例的有機電致發(fā)光器件110中，中間層40的厚度tm(有機發(fā)光層30和金屬電極20之間的距離)被設定為200nm以下，并且歸因于上述電壓降的功率效率下降被抑制。聞生廣率被保持。在本實施例中，即使當中間層40的厚度tm(有機發(fā)光層30和金屬電極20之間的距離)被設定為200nm以下時，也采用損失成分L4中的歸因于表面等離子體的損失可以被減少的結構。也就是說，將有機發(fā)光層30對可見光的折射率Ii1設定為比中間層40對可見光的折射率n2高。這可以在沒有電壓降的發(fā)生的情況下，減少歸因于表面等離子體的損失，同時保持高生產(chǎn)率。在本實施例中，歸因于表面等離子體的損失的減少定量地與由表面等離子體產(chǎn)生的非傳播光引起作為有機電致發(fā)光器件的光源33的雙極子的受激發(fā)射有夫。例如，在中間層40的折射率比包含作為光源33的雙極子的有機發(fā)光層30的折射率高的比較實例中，由表面等離子體產(chǎn)生的非傳播光甚至在透射中間層40之后，在有機發(fā)光層30中也保持為非傳播光。結果，通過經(jīng)由表面等離子體的非傳播光來激勵雙極子。由此，在有機電致發(fā)光器件中，考慮到導致不可用的光輻射。相反，當中間層40的折射率小于有機發(fā)光層30的折射率時，由表面等離子體產(chǎn)生的非傳播光在透射中間層40之后達到傳播光并且進入有機發(fā)光層30。這將雙極子激勵為傳播光。由此，在有機電致發(fā)光器件中，考慮到提供可利用的光輻射。
如此，與通常通過將電子傳輸層的厚度設定為200nm以上來減少歸因于表面等離子體的損失相反，本實施例具體呈現(xiàn)了即使將中間層40的厚度tm設定到200nm以下也能夠減少歸因于表面等離子體的損失的結構。這提供了具有高的出光率的有機電致發(fā)光器件。更具體地，金屬電極20的復介電常數(shù)ε Μ、有機發(fā)光層30對可見光的折射率叫、以及中間層40對可見光的折射率η2滿足以下關系η2 · Re [ { ε Μバ(η2)2+ ε Μ)}1/2] < H1(I)這里，假定Al = {εΜ/( (η2)2+ε Μ)}1/2, Re [ { ε Μ/((η2)2+ε Μ)}1/2]，即，Re [Al]是 Al的實數(shù)部分。滿足公式(I)可以減少歸因于表面等離子體的損失。例如，假設金屬電極20由鋁制成并且波長是520nm的情況。在這時候，金屬電極 20的折射率nA1的近似值是以下的值。nA1 = O. 698+i*5. 68這里，i是虛數(shù)単位。金屬電極20的復介電常數(shù)εΜ如下。復介電常數(shù)ε μ = (ηΑ1)2 = -31. 8+i*7. 93在中間層40的折射率n2是I. 8的情況下，Re [Al] = I. 05也就是說，在這個條件下，公式(I)如下。n2 · I. 05 < ^也就是說，有機發(fā)光層30的折射率(Ii1)被設定為中間層40的折射率(n2)的I. 05倍以上。圖4是圖解根據(jù)本實施例的有機電致發(fā)光器件的特性的圖表。也就是說，圖4圖解關于Re [Al]的值的模擬結果。圖4的橫軸表示波長。縱軸表示Re [Al]。該圖顯示由鋁(Al)和銀(Ag)制成的金屬電極20的情況。如先前描述的，金屬電極20在鋁的情況下的折射率nA1是nA1 = 0.698+i*5.68。另ー方面，金屬電極20在銀的情況下的折射率nAg是nAg = O. 130+1*3. 10。在這個模擬中，與Alq3被用于中間層40的情況相對應的值被用作中間層40的折射率n2。如圖4所示，當鋁被用于金屬電極20時，在可見光的波長范圍中，Re[Al]近似地是I. 02以上和I. 20以下的值。另ー方面，當銀被用于金屬電極20時，在可見光的波長范圍中，Re [Al]近似地是I. 05以上和2. 25以下的值。如此，Re [Al]的值根據(jù)用于金屬電極20的材料而改變。因此，例如，考慮到Re [Al]的值根據(jù)用于金屬電極20的材料而改變，適當?shù)卦O定有機發(fā)光層的折射率(Ii1)和中間層40的折射率(n2)之間的關系。圖5是圖解根據(jù)本實施例的有機電致發(fā)光器件的特性的圖表。圖5顯不從有機發(fā)光層30發(fā)射的光的波長特性的實例。橫軸表不波長?？v軸表示光強度IL(任意単位)。如圖5所不,從有機發(fā)光層30發(fā)射的光具有第一波長的第一峰值Pl和不同于第一波長的第二波長的第二峰值P2。該第一波長例如大約是600nm，以及第ニ波長大約是510nm。從發(fā)光層30發(fā)射的光可以進ー步具有不同于第一波長和第二波長的第三波長的第三峰值P3。第三波長例如大約是450nm。例如，具有第一波長的光、具有第二波長的光以及具有第三波長的光是可見的。如圖5所示，有機發(fā)光層30發(fā)射“白色光”。這里，“白色光”基本上是白色的，并且例如還包含諸如紅色系、黃色系、綠色系、藍色系和紫色系的白色的光。從有機發(fā)光層30發(fā)射的光可以具有多個峰值。在多個峰值中的每一個峰值中，有機發(fā)光層30的折射率被設定為比中間層40的折射率高。也就是說，在該實施例中，有機發(fā)光層30在第一波長的折射率比中間層40在第一波長的折射率高。有機發(fā)光層30在第二波長的折射率比中間層40在第二波長的折射率高。此外，有機發(fā)光層30在第三波長的折射率比中間層40在第三波長的折射率聞。例如，金屬層20的復介電常數(shù)ε M、有機發(fā)光層30在第一波長的折射率nla、以及中間層40在第一波長的折射率n2a滿足以下關系n2a · Re [ { ε M/ ((n2a)2+ ε M)}1/2] < nla(2) 金屬層20的復介電常數(shù)εΜ、有機發(fā)光層30在第二波長的折射率nlb、以及中間層40在第二波長的折射率n2b滿足以下關系n2b · Re [ { ε M/ ((n2b)2+ ε M)}1/2] < nlb(3)此外，金屬層20的復介電常數(shù)ε Μ、有機發(fā)光層30在第三波長的折射率Ii1。、以及中間層40在第三波長的折射率η2。滿足以下關系n2c · Re [ { ε M/ ((n2c)2+ ε M)}1/2] < nlc(4)因此，同樣當從有機發(fā)光層30發(fā)射的光具有多個峰值時，在每一個峰值，可以減少歸因于表面等離子體的損失。圖6A和圖6B是顯不有機電致發(fā)光器件的特性的圖表。也就是說，圖6A對應于根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件110a，以及圖6B對應于比較實例的有機電致發(fā)光器件119a。這個模擬將結構的模型制作成設置透明基板50并且有機發(fā)光層30接觸該透明電極10 (沒有設置透明電極側功能層31)。在該模擬中，把透明基板50的折射率作為I. 9 (I. 9+i*0. 001)。把有機發(fā)光層30的折射率Ii1作為I. 9。把金屬電極20的折射率作為O. 698+i*5. 68。這個值對應于鋁的值。在根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件IlOa中，把中間層40的折射率112作為I. 73。這個條件滿足上述公式⑴到⑷。另一方面，在根據(jù)該比較實例的有機電致發(fā)光器件119a中，把中間層40的折射率n2作為I. 9。也就是說，在該比較實例中，有機發(fā)光層30的折射率Ii1等于中間層40的折射率n2。通過改變中間層40的厚度tm，已經(jīng)獲得光能的分配率RL。這些圖顯示由金屬電極20吸收的損失成分L4。如圖6B所示，在比較實例的有機電致發(fā)光器件119a中，在中間層40的厚度tm小于200nm的區(qū)域中，損失成分L4急速地增加。相反地，如圖6A所示，在根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件IlOa中，同樣在中間層40的厚度tm小于200nm的區(qū)域中，損失成分L4維持相對小的值。在有機電致發(fā)光器件IlOa中，在中間層40的厚度tm是60nm以上并且小于200nm的區(qū)域中，獲得比比較實例中的損失成分L4小的損失成分L4。圖7A和圖7B是顯示有機電致發(fā)光器件的特性的圖表。
也就是說，圖7A對應于根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件110b，以及圖7B對應于比較實例的有機電致發(fā)光器件11%。以下，將描述與參考圖6A和圖6B描述的條件不同的條件。在這個模擬中，把有機發(fā)光層30的折射率Ii1作為I. 8。在有機電致發(fā)光器件IlOb中，把中間層40的折射率112作為1.65。這個條件滿足上述公式(I)到(4)。另一方面，在比較實例的有機電致發(fā)光器件11%中，把中間層40的折射率n2作為I. 8。如圖7B所示，同樣在該情況下，在比較實例的有機電致發(fā)光器件119b中，在中間層40的厚度tm小于200nm的區(qū)域中，損失成分L4急速地增加。相反地，如圖7A所示，在根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件IlOb中，同樣在中間層40的厚度tm小于200nm的區(qū)域中，損失成分L4維持相對小的值。在有機電致發(fā)光器件IlOa中，在中間層40的厚度tm是50nm以上并且小于200nm的區(qū)域中，獲得比比較實例中的損失成分L4小的損失成分L4。

如圖6A到圖7B所示，根據(jù)本實施例的結構，例如，在中間層40的厚度tm是IOOnm處，獲得與比較實例中200nm處的效率相對應的效率。在中間層40的厚度tm是60nm以上并且小于IOOnm的區(qū)域中，在實施例的結構中的效率雖然小于在厚度tm為200nm處的效率，但是與比較實例中的效率相比提高了 10 %以上。圖8A到圖8C是顯示有機電致發(fā)光器件的特征的圖表。這些解通過模擬獲得的光能的分配率的結果，其中，中間層40的折射率112以及有機電致發(fā)光器件的中間層40的厚度tm被改變。這個模擬制作了透明基板50 (折射率=I. 8) /透明電極(折射率I. 8) /有機發(fā)光層30 (折射率Ii1) /中間層40 (折射率n2，厚度tm) /金屬電極20的結構的模型。在圖8A和圖8B中，金屬電極20的折射率是O. 698+i*5. 68 (對應于鋁)，并且在圖8C中，金屬電極20的折射率112是0. 130+i*3. 10 (對應于銀)。在圖8A中，有機發(fā)光層30的折射率Ii1是I. 9，并且在圖8B和圖8C中，有機發(fā)光層30的折射率Ii1是I. 8。在這個模擬中，為簡單起見，折射率被保持恒定而不考慮折射率的波長色散。如圖8A所示，在金屬電極20由鋁制成并且有機發(fā)光層30由具有I. 9的折射率Ii1的材料制成的情況下，當中間層40的折射率n2大約是I. 8以下時獲得好的特性。例如，當折射率n2大約是I. 8以下時滿足公式(I)。如圖8B所示，在金屬電極20由鋁制成并且有機發(fā)光層30由具有I. 8的折射率Ii1的材料制成的情況下，當中間層40的折射率n2大約是I. 7以下時獲得好的特性。例如，當折射率n2大約是I. 71以下時滿足公式(I)。如圖8C所示，在金屬電極20由銀制成并且有機發(fā)光層30由具有I. 8的折射率Ii1的材料制成的情況下，當中間層40的折射率n2大約是I. 6以下時獲得好的特性。例如，當折射率n2大約是I. 55以下時滿足公式(I)。如此，例如，根據(jù)金屬電極20的折射率(即，根據(jù)金屬電極20的材料)，適當?shù)卦O定有機發(fā)光層30的折射率和中間層40的折射率之間的關系。在金屬電極由銀制成的情況下，與金屬電極由鋁制成的情況相比，中間層40的適當?shù)恼凵渎瘦^低。這是因為銀中的Re[Al]的值比鋁中的Re[Al]的值大。在本實施例中，當從成本的觀點出發(fā)，特別實用的鋁被用于金屬電極20時，通過采用上述條件來獲得特別高的出光率。在本實施例中，值得注意的是，有機發(fā)光層30對可見光的折射率II1是I. 8以上以及2. 2以下。因此，獲得具有適當?shù)陌l(fā)射特性以及穩(wěn)定的可靠性的實用的有機發(fā)光層30。在這時候中，值得注意的是，中間層40對可見光的折射率n2是I. 5以上以及I. 8以下。然后，滿足折射率Il1 >折射率112的條件。因此，獲得具有高的出光率的有機電致發(fā)光器件。圖9A到圖9E是顯示根據(jù)本實施例的另一個有機電致發(fā)光器件的示意的截面圖。如圖9A所示，根據(jù)本實施例的另一個有機電致發(fā)光器件Illa除透明電極10、金屬電極20、有機發(fā)光層30以及中間層40之外，進一步包含透明基板50和光學層68。透明基板50相對于可見光是透射的。透明電極10被配置在透明基板50有機發(fā)光層30之間。 光學層68被設置在透明基板50和透明電極10之間。光學層68包含高折射率層60。高折射率層60接觸透明基板50和透明電極10。高折射率層60具有比透明基板50的折射率高的折射率。高折射率層60的折射率顯著與透明電極10的折射率以及有機發(fā)光層30的折射率大致相同。例如，高折射率層60的折射率和透明電極10的折射率之間的差以及高折射率層60的折射率和有機發(fā)光層30的折射率之間的差小于高折射率層60的折射率和透明基板50的折射率之間的差。高折射率層60相對于可見光是透射的。在這個實例中，在透明基板50的表面(在高折射率層60的相對側的面)上設置不規(guī)則部。該不規(guī)則部是各種形狀，例如，透鏡形狀、槽形、多邊的錐形形狀以及多邊的截棱錐。該不規(guī)則部導致光LL的行進方向改變。在這個實例中，光學層68進一步包含鄰近于高折射率層60的低折射率層60a。低折射率層60a的折射率比高折射率層60的折射率低。低折射率層60a的折射率例如大致和透明基板50的折射率一樣。低折射率層60a例如可以是空氣層(包括包含空氣的顆粒)。因此，光的行進方向在光學層68中改變。特別地，光的行進方向在高折射率層60以及低折射率層60a之間的交界面處改變。因此，從有機發(fā)光層30發(fā)射的光LL容易進入透明基板50。也就是說，例如，薄膜層模式成分L3可以減少。光LL可以在外部被有效地提取。如圖9B所示，在根據(jù)該實施例的另一個有機電致發(fā)光器件Illb中，散射的高折射率層61被用作透明基板50和透明電極10之間的光學層68。高折射率層61的折射率比透明基板50的折射率高。高折射率層61的折射率顯著與透明電極10的折射率以及有機發(fā)光層30的折射率大致相同。同樣在該情況下,光學層68(散射的高折射率層61)改變光的行進方向。如圖9C所示，在根據(jù)該實施例的另一個有機電致發(fā)光器件Illc中，在光學層68(高折射率層60)和透明基板50之間的交界面具有不規(guī)則部。在這個實例中，進入光學層68 (高折射率層60)和透明基板50之間的交界面的光的行進方向改變。如圖9D所示，在根據(jù)該實施例的另一個有機電致發(fā)光器件Illd中，具有相對較高的折射率的材料被用作透明基板50。透明基板50的折射率例如大致是I. 6以上和2. I以下。透明基板50的折射率顯著與透明電極10的折射率以及有機發(fā)光層30的折射率大致相同。在透明基板50的表面上設置不規(guī)則部。
如圖9E所示，同樣在根據(jù)該實施例的另一個有機電致發(fā)光器件Ille中，具有相對較高的折射率的材料被用作透明基板50。在透明基板50的表面(在高折射率層60的相對側的面)上設置高折射率層65。高折射率層65的折射率大致和透明基板50的折射率一樣。高折射率層65用作散射層。同樣在上述有機電致發(fā)光器件Illb到Ille中，從有機發(fā)光層30發(fā)射的光LL容易進入透明基板50，并且在外部有效地提取光。在該實施例中，可以減少由金屬電極20吸收的損失成分L4。因此，通過進一步減少薄膜層模式成分L3來獲得特別高的出光率。高折射率層60的使用例如擴大了透明基板50的選擇范圍。因此，具有高生產(chǎn)率和低成本的基板可以被用作透明基板50，導致高的實用性。根據(jù)該實施例，不必如前所述的將中間層40的厚度設定為200nm以上，利用小于200nm的厚度，可以減少實用的表面等離子體損失。因此，可以抑制材料用量以及用于制 造單件產(chǎn)品生產(chǎn)時間，并且可以實現(xiàn)具有低成本以及具有高的發(fā)射效率和高功率效率的器件。根據(jù)該實施例的有機電致發(fā)光器件可以被應用于例如用于照明設備和顯示器等等的平面光源(一種照明設備)等等。圖10是顯示根據(jù)本實施例的照明設備的示意的立體圖。如圖10所示，根據(jù)該實施例的照明設備130包括有機電致發(fā)光器件和電源120。有機電致發(fā)光器件可以由根據(jù)該實施例的任意的器件組成。該解了使用有機電致發(fā)光器件110的情況。如先前描述的，有機電致發(fā)光器件110包括透明電極10、金屬電極20、有機發(fā)光層30和中間層40。電源120被連接到透明電極10和金屬電極20。電源120供應流過有機發(fā)光層30的電流。同樣在該情況下，中間層40的厚度tm被設定為60nm以上以及小于200nm,并且有機發(fā)光層30對可見光的折射率Ii1被設定為比中間層40對可見光的折射率n2高。例如，滿足上述公式(I)到(4)。因此，可以提供基于具有高的出光率的有機電致發(fā)光器件的照明設備。根據(jù)該實施例，提供具有高的出光率的有機電致發(fā)光器件和照明設備。在本申請的說明書中，“垂直"和“平行”不但涉及嚴格地垂直和嚴格地平行，而且還包括例如歸因于制造過程的波動等等?；旧洗怪焙突旧掀叫芯妥銐蛄?。在上文中，參考具體的實例描述本發(fā)明的示范的實施例。然而，本發(fā)明的實施例不局限于這些具體的實例。例如，本領域的技術人員通過從公知技術中適當?shù)剡x擇有機電致發(fā)光器件中包括的諸如透明電極、金屬電極、有機發(fā)光層、中間層、透明基板和高折射率層等等的部件的具體的結構，可以同樣地實施本發(fā)明。在獲得同樣效果的程度上，這樣的實施被包括在本發(fā)明的范圍中。此外，具體實例的任何兩個以上的部件可以在技術可行性范圍內被組合，并且在包括本發(fā)明的主旨的程度上被包括在本發(fā)明的范圍中。此外，基于如上所述實施例的有機電致發(fā)光器件和照明設備，通過本領域的技術人員適當?shù)脑O計變形而實施的所有的有機電致發(fā)光器件和照明設備同樣在包括本發(fā)明的主旨的程度上，在本發(fā)明的范圍之內。在本發(fā)明的精神之內，本領域的技術人員可以考慮各種其他的變化和變形，當然，這樣的變化和變形同樣被包含在本發(fā)明的范圍內。雖然已經(jīng)描述某些實施例，但是這些實施例僅僅舉例而呈現(xiàn)，并沒有打算限制本發(fā)明的范圍。甚至，在次描述的新穎的實施例可以被概括在各種其他的形式中。在不背離本發(fā)明的精神的情況下，可以對在次描述的實施例進行各種省略、置換和變化。所附的權利要求和它們的等效物意圖是覆蓋屬于本發(fā)明的范圍和精神的這 樣的形式或變形。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件，其特征在于，包括 相對于可見光透射的透明電極； 相對于所述可見光反射的金屬電極； 有機發(fā)光層，被設置在所述透明電極和所述金屬電極之間，并且被配置為發(fā)射包括所述可見光的波長成分的光；和 中間層，所述中間層在所述有機發(fā)光層和所述金屬電極之間接觸所述金屬電極和所述有機發(fā)光層，并且相對于所述可見光是透射的， 所述中間層的厚度是60納米以上并且小于200納米，并且 所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率比所述中間層對所述可見光的折射率高。
2.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 從所述有機發(fā)光層發(fā)射的光具有第一波長的第一峰值以及不同于所述第一波長的第ニ波長的第二峰值， 所述有機發(fā)光層在所述第一波長的折射率比所述中間層在所述第一波長的折射率高，以及 所述有機發(fā)光層在所述第二波長的折射率比所述中間層在所述第二波長的折射率高。
3.如權利要求2所述的器件，其特征在干， 從所述有機發(fā)光層發(fā)射的光進ー步具有與所述第一波長和所述第二波長不同的第三波長的第三峰值，以及 所述有機發(fā)光層在所述第三波長的折射率比所述中間層在所述第三波長的折射率高。
4.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述金屬電極的復介電常數(shù)ε Μ、所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率叫、以及所述中間層對所述可見光的折射率η2滿足以下關系 n2*Re[{eM/((n2)2+eM)}1/2] < H1(I)。
5.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 從所述有機發(fā)光層發(fā)射的光具有第一波長的第一峰值以及不同于所述第一波長的第ニ波長的第二峰值， 所述金屬電極的復介電常數(shù)εΜ、所述有機發(fā)光層在所述第一波長的折射率nla以及所述中間層在所述第一波長的折射率n2a滿足以下關系n2a · Re [ { ε ノ( (n2a)2+ ε M)}1/2] < nla ⑵，以及 所述復介電常數(shù)εΜ、所述有機發(fā)光層在所述第二波長的折射率nlb以及所述中間層在所述第二波長的折射率n2b滿足以下關系n2b · Re [ { ε M/ ((n2b)2+ ε M)}1/2] < nlb (3)。
6.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述金屬電極包括鋁和銀中的至少ー個。
7.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率Ii1是I. 8以上并且2. 2以下，以及 所述中間層對所述可見光的折射率n2是I. 5以上并且小于I. 8。
8.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述中間層包括有機材料。
9.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述中間層包括起電子傳輸層作用的層。
10.如權利要求I所述的器件，其特征在干， 所述中間層包含氧化物，所述氧化物包含從由In、Sn、Zn和Ti組成的群中選擇的至少ー個元素。
11.如權利要求I所述的器件，其特征在干，進ー步包括 相對于所述可見光透射的透明基板，并且所述透明電極被配置在所述透明基板和所述有機發(fā)光層之間；以及 設置在所述透明基板和所述透明電極之間的光學層， 所述光學層包括接觸所述透明基板和所述透明電極的高折射率層，所述高折射率層具有比所述透明基板的折射率高的折射率并且相對于所述可見光是透射的，以及 進入所述光學層的光的行進方向改變，或者進入所述光學層和所述透明基板之間的交界面的光的行進方向改變。
12.如權利要求11所述的器件，其特征在干， 所述透明電極的表面具有改變所述光的所述行進方向的不規(guī)則部。
13.ー種照明設備，其特征在于，包括 有機電致發(fā)光器件，包括 相對于可見光透射的透明電極； 相對于所述可見光反射的金屬電極； 有機發(fā)光層，被設置在所述透明電極和所述金屬電極之間，并且被配置為發(fā)射包括所述可見光的波長成分的光；和 中間層，所述中間層在所述有機發(fā)光層和所述金屬電極之間接觸所述金屬電極和所述有機發(fā)光層，并且相對于所述可見光是透射的，和 電源，被連接到所述透明電極和所述金屬電極，并且被配置為供應流過所述有機發(fā)光層的電流。
所述中間層的厚度是60納米以上并且小于200納米，并且 所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率比所述中間層對所述可見光的折射率高。
14.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 從所述有機發(fā)光層發(fā)射的光具有第一波長的第一峰值以及不同于所述第一波長的第ニ波長的第二峰值， 所述有機發(fā)光層在所述第一波長的折射率比所述中間層在所述第一波長的折射率高，以及 所述有機發(fā)光層在所述第二波長的折射率比所述中間層在所述第二波長的折射率高。
15.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 所述金屬電極的復介電常數(shù)εΜ、所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率ηι以及所述中間層對所述可見光的折射率η2滿足以下關系 n2*Re[{eM/((n2)2+eM)}1/2] < H1(I)。
16.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 從所述有機發(fā)光層發(fā)射的光具有第一波長的第一峰值以及不同于所述第一波長的第ニ波長的第二峰值， 所述金屬電極的復介電常數(shù)εΜ、所述有機發(fā)光層在所述第一波長的折射率nla以及所述中間層在所述第一波長的折射率n2a滿足以下關系 n2a · Re [ { ε ノ( (n2a)2+ ε M)}1/2] < nla⑵，以及 復介電常數(shù)εΜ、所述有機發(fā)光層在所述第二波長的折射率nlb以及所述中間層在所述第二波長的折射率n2b滿足以下關系n2b · Re [ { ε M/ ((n2b)2+ ε M)}1/2] < nlb(3)。
17.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 所述金屬電極包括鋁和銀中的至少ー個。
18.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 所述有機發(fā)光層對所述可見光的折射率Ii1是I. 8以上并且2. 2以下，以及 所述中間層對所述可見光的折射率n2是I. 5以上并且小于I. 8。
19.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 所述中間層包括有機材料。
20.如權利要求13所述的設備，其特征在干， 所述中間層包含氧化物，所述氧化物包含從由In、Sn、Zn和Ti組成的群中選擇的至少ー個元素。
全文摘要
根據(jù)一個實施例，有機電致發(fā)光器件包括透明電極、金屬電極、有機發(fā)光層和中間層。透明電極相對于可見光是透射的。金屬電極相對于可見光是反射的。有機發(fā)光層被設置在透明電極和金屬電極之間并且被配置為發(fā)射包括可見光的波長成分的光。中間層在有機發(fā)光層和金屬電極之間接觸金屬電極和有機發(fā)光層并且相對于可見光是透射的。中間層的厚度是60納米以上并且小于200納米。有機發(fā)光層對可見光的折射率比中間層對可見光的折射率高。
文檔編號H01L51/52GK102683610SQ201110261528
公開日2012年9月19日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權日2011年3月8日
發(fā)明者加藤大望, 小野富男, 杉啟司, 榎本信太郎, 澤部智明, 米原健矢 申請人:株式會社東芝