专利名称：发光器件、照明装置和显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光器件、照明装置和显示装置。更具体地说，本发明涉及利用有机材料的电致发光(electroluminescence，EL)的发光器件以及采用了该发光器件的照明装置和显示装置。
背景技术：
利用有机材料的电致发光的发光器件(下面称为有机EL器件)作为能够在低电压直流驱动下发射高亮度光的发光器件已经受到关注，并且已经进行了积极研发。有机EL 器件具有这样的结构具有厚度通常为大约几十至几百nm的发光层的有机层夹在反射电极和透明电极之间。在这种有机EL器件中，从发光层发射出的光在器件结构中经过干涉之后被提取到外部。在相关技术中，已经尝试采用这种干涉来改善有机EL器件的发光效率。JP-A-2002-289358披露了这样的技术将从发光位置到反射层的距离设定为使得具有发光波长的光能够利用从发光层朝着透明电极发射的光与朝着反射电极发射的光的干涉进行谐振，由此提高发光效率。JP-A-2000-243573通过考虑在透明电极和基板之间的界面处的光反射，来限定从发光位置到反射电极的距离和从发光位置到透明电极与基板之间的界面的距离。W001/039554披露了这样的技术将透明电极和反射电极之间的层的厚度设定为使得具有所期望波长的光能够利用当光在透明电极和反射电极之间经过多次反射时出现的光干涉来进行谐振，由此提高发光效率。作为改善在具有利用谐振腔结构增强发光效率的发光器件的显示装置中的白色色度点的视角特性的方法，日本专利No. 3508741披露了通过控制有机层厚度来控制三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的衰减平衡的方法。上述这些技术涉及采用发射的光的干涉来提高发光效率的有机EL器件。在这种有机EL器件中，当用于提取出的光h的干涉滤光器的带宽变窄时，光h的波长在从倾斜方向上看发光表面时偏移很大，并且发光强度降低。因此，发光特性的视角依赖性增大。相反，JP-A-2006-244713披露了这样的技术将由具有较窄单色光谱的有机EL器件的反射层发出的光的相位和由设在光出射侧上的单个反射层形成的干涉设定为处于与中心波长相反的相位中，由此抑制色调(hue)随着视角而改变。在具有依次堆叠的白色发光层的 有机发光器件中，由于在该器件中出现了上述干涉，所以为了有效地提取具有较宽波长分量的白光，所以优选的是将发光位置设置在靠近反射层尤其与之相距80nm以下的距离处。在发光位置与反射层分开并且距离增加时，由于干涉所以难以获得具有较宽光谱的白光。JP-A-2004-79421披露 了这样的技术将从发光位置到反射层的位置的距离和从发光位置到透明电极与外层之间的界面的距离限定为能够获得具有优良白色色度 (chromaticity)的高效发光器件。JP-A-2006-244712披露了这样的技术，该技术能够通过采用如在 JP-A-2006-244713中所披露的反相干涉来获得良好的白色色度点。但是，与 JP-A-2006-244713类似，由于难以在较宽波长范围上实现相位抵消，所以没有任何有关与单色相比抑制色调随着视角而变化的说明。例如JP-A-2006-173550、JP-T-2008-511100 和 JP-T-2008-518400 披露了这样
的技术为了提高发光效率并延长发光寿命，堆叠多层发光层，并且在这些发光层之间设置中间层，因此按照具有包括连续连接的发光层的堆叠结构(所谓的串列结构(tandem structure))的方式形成了有机层。在这种有机层中，能够堆叠任意数量的发光层。具体地说，在该情况下，通过堆叠产生蓝光的蓝色发光层、产生绿光的绿色发光层以及产生红光的红色发光层，可以产生作为蓝光、绿光和红光的组合光的白光。但是，在形成上述串列结构时，难以使从各个发光位置到反射层的全部距离为 SOnm以下。此外，由于亮度和色调的视角依赖性非常高，所以显著降低了照明装置的光强分布特性或者显示装置的显示性能。
发明内容
因此期望提供这样的发光器件，所述发光器件能够有效提取较宽波长范围的光， 并且针对单色光或多色组合光能够显著降低亮度和色调的视角依赖性。还期望提供视角依赖性较小并且具有良好光强分布特性的照明装置。还期望提供显示质量高并且视角依赖性较小的显示装置。根据本发明的实施例，提供一种发光器件，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面， 它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，其中，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12，所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为λ2 时丄11丄21丄12丄22丄13和1^23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7)和(8) 二者中的至少一者，2L11/A 11+φ 1/2 Ji = 0(1)
2L21/A 21+Φ 1/2 π = η(2)λ 1-150 < λ 11 < λ 1+80(3)
λ 2-30 < λ 21 < λ 2+80(4)2L12/A 12+Φ 2/2 π = m' +1/2 且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃，或者2L12/A 12+Φ 2/2 π = m'且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃 +1/2(5)2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃，或者2L22/A 22+Φ2/2 π = η'且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃 +1/2，或者2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃 +1/2 (6)λ 22 < λ 2-15 或者 λ 23 > λ 2+15(7)λ 23 < λ 2-15 或者 λ 22 > λ 2+15(8)这里，m'、！ 〃、η、η'禾口η〃 为整数，且 η 彡 1，λ 1、入2、λ 11、λ 21, λ 12、λ 22、 λ 13和λ 23的单位为nm，Φ 1为当各个波长的光由所述第一反射界面反射时出现的相位变化，Φ2为当各个波长的光由所述第二反射界面反射时出现的相位变化，并且Φ 3为当各个波长的光由所述第三反射界面反射时出现的相位变化。根据本发明的另一个实施例，提供了一种照明装置，所述照明装置包括至少一个发光器件，其中，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，其中，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12， 所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为λ 2时，L11、L21、L12、L22、L13和L23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7)和(8) 二者中的至少一者。根据本发明的再一个实施例，提供了一种显示装置，所述显示装置包括至少一个发光器件，其中，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，其中，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12，所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为λ 2时，Lll、L21、L12、L22、L13和L23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7)和(8) 二者中的至少一者。所述第一发光层和所述第二发光层的发光中心指的是在所述第一发光层和所述第二发光层的厚度方向上的发光强度分布的峰值所处位置的面。在发射单色光的发光层中，发光中心通常为均分其厚度的面。在发射两种以上不同颜色的光的发光层中，当由于发射各个颜色的光的各层的厚度足够小所以认为发光中心相同时，发光中心通常为均分各层的厚度的面。 公式(1)为这样的公式它用于设定第一反射界面与第一发光层的发光中心之间的光学距离，使得具有第一发光层的发光光谱的中心波长的光通过第一反射界面与第一发光层的发光中心之间的干涉而得到加强。公式(2)为这样的公式它用于设定第一反射界面与第二发光层的发光中心之间的光学距离，使得具有第二发光层的发光光谱的中心波长的光通过第一反射层与第二发光层的发光中心之间的干涉而得到加强。公式(5)和(6)为用于设定由第二反射界面形成的光反射和由第三反射界面形成的光反射中的至少一者的相长条件和相消条件的公式，同时，干涉波长从第一发光层的发光光谱的中心波长和第二发光层的发光光谱的中心波长偏移(λ 12兴λ 13或者λ 22兴λ 23)。公式(7)和⑶为用于加宽干涉波长范围的条件。通过公式⑶、⑷、(7)和⑶从λ 1和λ 2的值中计算出公式(1)、(2)、(5)禾口(6)中的 λ 11、λ 21、λ 12、λ 22、λ 13 禾口 λ 23。根据需要选择整数m'、m"、η、η'和η"。为了增加从发光器件提取的光量，整数η优选被设定为η < 5，并且最优选的是被设定为η = 1或η = 2。根据该发光器件，能够使干涉滤光器的分光透射率曲线的峰部在可见光波长区域中基本上平坦，或者能够使分光透射率曲线的斜率在全部发光色的波长范围中基本上相同。因此，能够将45°视角处的亮度的降低控制为0°视角处的亮度的30%以下，并且能够获得Auv < 0. 015的色度变化。该发光器件可以为顶出射型发光器件，并且可以为底出射型发光器件。在顶出射型发光器件中，第一电极、有机层和第二电极依次堆叠在基板上。在底出射型发光器件中， 第二电极、有机层和第一电极依次堆叠在基板上。顶出射型发光器件的基板可以是不透明的或透明的，这根据需要选择。底出射型发光器件的基板是透明的，以便将从第二电极侧出射的光提取到外部。视需要可以在第二发光层和第二电极之间设置厚度能够让可见光透过的金属层。 该金属层的厚度可以为5nm以下，并且优选为3 4nm以下。该金属层可以用作半透明反射层。视需要，除了第一、第二和第三反射界面之外，还可以设置一个或多个反射界面。 此外，视需要，可以将第一、第二和第三反射界面三者中的至少一者分成多个反射界面。这样，可以加宽由第二反射界面形成的光反射和由第三反射界面形成的光反射被弱化的波长范围，并且加宽针对各个发射区域的干涉滤光器的分光透射率曲线的峰部的平坦部分，从而改善视角特性。
当第一发光层或第二发光层之中发射两种以上不同颜色的光的发光层的发光中心被认为不相同时，发光器件优选还包括被设置为保持发光器件的干涉滤光器的分光透射率曲线的峰部的平坦性的反射层。认为发射两种以上不同颜色的光的发光层的发光中心不相同的原因是基于发射各种颜色的光的各层的厚度较厚的事实，或者可以基于这些层的堆叠顺序。 在该发光器件中，存在这样一种情况，S卩，形成另外的反射层，以便改善可靠性或者遵从所采用的结构，因此形成另外的反射界面。在该情况下，通过形成光学操作所需的第三反射界面并且然后形成厚度至少为Iym以上的层，可以基本上忽略随后干涉的效果。这时，可以采用任意材料作为第三反射界面的外侧的材料，并且可以根据发光器件类型来适当选择该材料。具体地说，在第三反射界面的外侧上形成厚度为Iym以上的层，所述层是透明电极层、透明绝缘层、树脂层、玻璃层和空气层中的至少一者或两者以上。但是，本发明不限于此。本发明实施例的照明装置和显示装置可以具有已知的结构，并且能够根据其目的或功能适当地构成。作为典型示例，显示装置包括驱动基板，在所述驱动基板上设置有有源器件(例如薄膜晶体管)，以便将与每个显示像素对应的显示信号供给到所述发光器件； 以及密封基板，它被设置为面对着所述驱动基板。所述发光器件设置在所述驱动基板与所述密封基板之间。显示装置可以为白色显示装置、黑白显示装置或彩色显示装置。在彩色显示装置中，透射从第二电极侧出射的光的滤色器通常被设置在驱动基板和密封基板之中位于发光器件的第二电极侧上的基板上。根据本发明的实施例，可以实现这样一种发光器件，该发光器件能够有效地提取较宽波长范围内的光并且能显著降低相对于可见波长范围内的单色光或两种以上不同颜色的组合光的亮度和色调的视角依赖性。根据本发明的实施例，通过采用该发光器件，可以实现视角依赖性较小并且具有良好光强分布特性的照明装置以及显示质量高并且视角依赖性较小的显示装置。
图1为显示出本发明第一实施例的有机EL器件的截面图。图2为显示出在本发明第一实施例的有机EL器件中由第一反射界面形成的干涉滤光器的分光透射率曲线的示意图。图3为显示出在本发明第一实施例的有机EL器件中由第一反射界面形成的干涉滤光器以及由第一和第二反射界面形成的组合干涉滤光器的分光透射率曲线的示意图。图4为显示出在本发明第一实施例的有机EL器件中由第一、第二和第三反射界面形成的组合干涉滤光器的分光透射率曲线的示意图。图5为显示出本发明第一实施例的有机EL器件的亮度-视角特性的示意图。图6为显示出本发明第一实施例的有机EL器件的色度-视角特性的示意图。图7A和图7B为显示出本发明第一实施例的有机EL器件的第一发光层较厚而使发光中心被认为不相同的情况的截面图。图8为显示出与在图7A和图7B中所示的本发明第一实施例的有机EL器件的第一发光层对应的干涉滤光器的分光透射率曲线的示意图。
图9为显示出本发明第三实施例的有机EL器件的截面图。图10为显示出与本发明第三实施例的有机EL器件的第二发光层对应的 干涉滤光器的分光透射率曲线的示意图。图11为显示出本发明第三实施例的有机EL器件的亮度-视角特性的示意图。图12为显示出本发明第三实施例的有机EL器件的色度-视角特性的示意图。图13为显示出示例1的顶出射型有机EL器件的截面图。图14为显示出示例2的底出射型有机EL器件的截面图。图15为显示出本发明第四实施例的有机EL照明装置的截面图。图16为显示出本发明第五实施例的有机EL显示装置的截面图。
具体实施例方式下面按照以下顺序说明用于实施本发明的方式(下面称为实施例)。1.第一实施例(有机EL器件)；2.第二实施例(有机EL器件)；3.第三实施例(有机EL器件)；4.第四实施例(有机EL照明装置)；和5.第五实施例(有机EL显示装置)。1.第一实施例有机EL器件图1显示出第一实施例的有机EL器件。如图1所示，在该有机EL器件中，有机层13被夹在第一电极11和第二电极12之间，在有机层13中设置有第一发光层13a和第二发光层13b，该第一发光层13a和第二发光层13b依次位于在从第一电极11到第二电极12的方向上彼此分开的位置处。与现有的有机EL器件一样，视需要，在第一发光层13a上方或下方以及在第二发光层13b的上方或下方的有机层13的部分中形成有空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和电子注入层等。在该情况下，第二电极12为透射可见光的透明电极，并且光从第二电极12侧出射。第一发光层13a和第二发光层13b发射可见光波长区域的单色光或者两种以上不同颜色的光。第一发光层13a和第二发光层13b的发光波长根据要从该有机EL器件发射出的光的颜色进行适当选择。在该实施例中，第一发光层13a发射可见光波长区域的两种不同颜色的光，并且第二发光层13b发射单色光。在该情况下，第一发光层13a由发射不同颜色的光的两个发光层al和a2形成。例如，当采用该有机EL器件作为发白光的发光器件时，第一发光层13a 发射绿光和红光。在该情况下，发光层al发射绿光，并且发光层a2发射红光。此外，第二发光层13b发射蓝光。选择发光层al和a2的厚度使它们足够小，从而可以认为发光层al 和a2的发光中心是相同的。在有机层13和第二电极12之间形成有导电的透明层14。视需要，该透明层14可以由两层或更多层形成。第一电极11和第二电极12、有机层13、第一发光层13a和第二 13b以及透明层14可以由已知材料形成，并且视需要适当地选择它们的材料。有机层13的折射率与第一电极11的折射率不同，并且由于折射率的差异，在第一电极11和有机层13之间形成第一反射界面15。视需要，第一反射界面15可以形成在与第一电极11分开的位置处。第一反射界面15具有反射从第一发光层13a和第二发光层13b 发出的光而使该光从第二电极12侧出射的功能。透明层14的折射率与有机层13的折射率不同，并且由于折射率的差异，在有机层13和透明层14之间形成第二反射界面16。此夕卜，透明层14的折射率与第二电极12的折射率也不同，并且由于折射率的差异，在透明层 14和第二电极12之间形成第三反射界面17。 在图1中，在相应位置处显示出LlU L21、L12、L22、L13和L23。在有机EL器件中丄11丄21丄12丄22丄13和L23被设定为满足全部公式(1) (6)，并且满足公式(7)和 (8) 二者中的至少一者。下面将对有机EL器件为发白光的发光器件的情况进行详细说明。在白色有机EL器件中，第一发光层13a发射绿光和红光，第二发光层13b发射蓝光，并且白光作为这些颜色的组合色被提取。第一发光层13a的发光光谱的中心波长入1 例如为575nm，并且第二发光层13b的发光光谱的中心波长λ 2例如为460nm。Lll被设定为使得，具有第一发光层13a的发光光谱的中心波长λ 1的光通过第一反射界面15与第一发光层13a的发光中心之间的干涉而得到加强。此外，L21被设定为使得，具有第二发光层13b的发光光谱的中心波长λ 2的光通过第一反射界面15与第二发光层13b的发光中心之间的干涉而得到加强。该状态可以用下面的公式来表示，并且满足公式(1) (4)。在该情况下，由于第一发光层13a处于出现0级(参见公式(1))干涉的位置处，所以在较宽波长范围上获得高的透射率(参见在图2中所示的用于第一发光层13a 的第一反射界面15的干涉滤光器的透射率)。另外，如公式(3)所示，干涉波长可以从发光光谱的中心波长λ 1有很大偏移。2L11/A 11+φ 1/2 Ji = 0(I)'2L21/A 21+Φ 1/2 π = 1(2)‘这里，λ 1-150 = 425 < λ 11 = 540 < λ 1+80 = 655nm(3)‘λ 2-30 = 430 < λ 21 = 480 < λ 2+80 = 460+80 = 540nm (4)'在这些公式中，可以从第一电极11的复折射率N = n-jk(n 折射率，k 吸收系数)的η和k以及与第一电极11接触的有机层13的折射率Iitl计算出Φ 1 (例如，参见 Principles of Optics (光学原理)，Max Born 和 Emi IWolf，1974 (PERGAMON PRESS))。可以采用椭圆偏振光谱仪测量有机层13和透明层14等的折射率。下面将对Φ 1的具体计算示例进行说明。当第一电极11由铝(Al)合金制成时， 对于波长为575nm(与第一发光层13a的发光光谱的中心波长λ 1对应)的光而言，η = 0. 908并且k = 5. 927。当将有机层13的折射率Iitl设定为Iitl = 1. 75时，则获得下面的公式。φ 1 = tarT1 {2n0k/ (n2+k2_n02)}= tarT1 (0· 577)由于-2 π < Φ1彡0，所以可以求出Φ1为Φ1 =-2. 618弧度。当将Φ 1的值代入到公式⑴‘中时，求出Lll为Lll = 114nm。另外，当将Φ 1的值代入到公式(2)‘中时，求出 L21 为 L21 = 340nm。当第一电极11的折射率η大于有机层13的折射率Iitl时，Φ 1进一步偏移η弧度的量。当折射率η小于折射率Iitl时，偏移量为O。由于干涉滤光器处于针对第一发光层13a和第二发光层13b的这种相长条件中， 所以分光透射率曲线具有如图2所示的峰部，并且改善了光提取效率。但是，当从倾斜方向上观察时，干涉滤光器的波长范围朝着较短波长偏移，并且亮度和色调改变。另外，由于与第二发光层13b对应的干涉滤光器的波长范围朝着较长波长偏移，所以白光得不到充分提取。另外，第二反射界面16形成在折射率为Iitl = 1.75的有机层13和折射率(例如为2. 0)与有机层13不同的透明层14之间，并且第三反射界面17形成在透明层14和折射率(例如为1. 8)与透明层14不同的第二电极12之间。可以采用铟锡氧化物(Indium tin oxide, IT0)作为折射率为2. 0的透明层14的材料，并且可以采用具有不同氧化物组分的 ITO等作为折射率为1. 8的第二电极12的材料。在该情况下，由第二反射界面16形成的光反射和由第三反射界面17形成的光反射二者中的至少一者满足下面的条件，S卩，相长条件和相消条件以及用于加宽干涉波长范围的条件，同时，干涉波长从中心波长λ 1和λ2偏移 (λ 12 乒 λ 13 或者 λ 22 乒 λ 23)。2L12/A 12+Φ 2/2 π = 1+1/2(5)‘2L22/A 22+Φ2/2 π = 1(6)‘2L13/A 13+Φ 3/2 Ji = 3(5)‘2L23/A 23+Φ3/2 π = 2+1/2(6)‘λ 22 = 380nm < λ 2-15 = 445nm(7)‘这里，λ12、λ 22、λ 13 禾Π λ 23 的单位为 nm。Φ2和Φ3的值可以通过上述相同方式计算出。这样，满足公式(1) (7)的全部条件。图3显示出由第一反射界面15和第二反射界面16形成的干涉滤光器的分光透射率曲线。在该情况下，由于第一反射界面15和第二反射界面16的波长条件相差15nm以上， 所以透射率在550nm波长附近降低。因此，不能以良好的平衡方式提取三种颜色R、G和B 的光，并且不能获得白光。另外，由于不能在分光透射率曲线中获得平坦部分，所以视角特性呈现很大的亮度和色调变化。图4显示出由第一反射界面15和第二反射界面16形成且包括了第三反射界面17 的效果的干涉滤光器的分光透射率曲线。从图4中可以理解的是，形成了分光透射率曲线在蓝色区域以及绿色和红色区域中基本上平坦的干涉滤光器。在图5和图6中分别显示出在该状态下的亮度-视角特性和色度-视角特性。从图5和图6中可以清楚看出，45°视角处的亮度保持为0°视角处的亮度的85%以上，并且也实现了 Auv彡0.015的色度变化。如上所述，根据第一实施例，有机EL器件包括有机层13，该有机层13夹在第一电极11和第二电极12之间并且包括发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光的第一发光层13a和第二发光层13b。此外，第一反射界面15形成在第一电极11侧附近， 并且第二反射界面16和第三反射界面17形成在有光出射的第二电极12侧附近。另外，在图1中所示的距离1^11、1^21、1^12、1^22、1^13和1^23被设定为满足全部公式(1) (6)，并且满足公式(7)和(8) 二者中的至少一者。因此，该有机EL器件具有透射率在较宽的波长范围上较高的干涉滤光器，并且因此能够有效地提取较宽波长范围的光。因此，根据该有机EL器件，能够实现具有良好色调的发白光的发光器件。另外，对于单色或两种以上不同颜色的组合色，该有机EL器件能够实现亮度和色调的视角依赖性的明显降低。另外，该有机EL器件能够允许通过设计第一发光层13a和第二发光层13b来进行发光色的选择。此外，由于干涉滤光器的透射率较高，所以该有机EL器件消耗的电力更低。2.第二实施例有机EL器件在第二实施例的有机EL器件中，第一实施例的有机EL器件的第二反射界面16和第三反射界面17分别被分为前后两个反射界面以便加宽公式(5)和(6)中所示的反相干涉条件的波长范围。也就是说，例如对于公式(5)而言，当第二反射界面16被分为相距Δ 的前后两个反射界面时，L12变为L12+A和L12-A，满足公式(5)的λ 12的波长范围得到加宽。这同样适用于公式(6)。根据第二实施例，除了与第一实施例相同的优点之外，由于能够加宽公式(5)和 (6)中所示的反相干涉条件的波长范围，所以还可以实现进一步改善有机EL器件的视角特性的优点。 3.第三实施例有机EL器件在第一实施例的有机EL器件中，存在这样的情况，即，根据有机EL器件的制造方法或者为了获得必要的性能，通过由多层构成的堆叠结构来形成第一发光层13a的发光层 al和a2的部分。因此，这些部分变厚。此外，对于绿色发光层al和红色发光层a2的堆叠顺序而言，优选的是从第一电极11侧按照发光波长的升序来堆叠这些层。也就是说，与第一实施例类似，优选从第一电极11侧按照绿色发光层al、红色发光层a2这样的顺序对它们进行堆叠。但是，绿色发光层al和红色发光层a2的堆叠顺序可以倒过来。在这种情况下， 由于很难认为发光层al的发光中心与发光层a2的发光中心相同，所以难以保持宽视角特性。作为应对措施，除了设置第一实施例的有机EL器件的第一、第二和第三反射界面15、16 和17之外，还可以另外设置第四反射界面来改善视角特性。在第四反射界面中，根据发光层al和发光层a2的堆叠顺序，相长条件和相消条件存在于这些发光层al和a2的中心波长士 15nm的范围内。图7A显示出第一实施例的有机 EL器件。在该情况下，绿色发光层al和红色发光层a2的厚度足够小，并且可以认为发光层 al的发光中心与发光层a2的发光中心相同。作为对比，如图7B所示，当绿色发光层al和红色发光层a2的厚度相对较大例如为20nm时，认为这些发光层al和a2的发光中心彼此偏移。因此，如图8所示，在与绿色发光层al和红色发光层a2对应的干涉滤光器的分光透射率曲线中出现在相反方向上的斜坡。因此，随着视角增大，绿光的透射率降低，而红光的透射率增加。因此，出现了色移。在第三实施例的有机EL器件中，如图9所示，在透明层14上形成有折射率与透明层14不同的导电的透明层18，并且第二电极12形成在透明层18上。此外，在透明层18和第二电极12之间形成有第四反射界面19。在该情况下，第三反射界面17形成在透明层14 和透明层18之间。第四反射界面19设置在使具有第一发光层13a的发光光谱的中心波长 λ 1的光处于相长条件中的位置处。这样，与绿色发光层al和红色发光层a2对应的干涉滤光器具有如图10所示的分光透射率曲线。因此，可以理解的是，可以形成针对绿光和红光具有平坦峰部的干涉滤光器。当绿色发光层al和红色发光层a2的堆叠顺序倒过来时，通过在使具有第一发光层13a的发光光谱的中心波长λ 1的光处于相消条件中的位置处来形成第四反射界面19， 能够获得与上述相同的优点。在图11和图12中显示出具有第四反射界面19的第三实施例的有机EL器件的亮度-视角特性和色度-视角特性。从图11和图12中可以理解的是，根据该有机EL器件， 与第一实施例的有机EL器件相比，进一步改善了亮度-视角特性和色度_视角特性。示例 1 示例1为与第一实施例对应的示例。图13显示出示例1的有机EL器件。该有机EL器件为顶出射型有机EL器件。如图13所示，在该有机EL器件中，第一电极11、有机层13、透明层14和第二电极12从下侧依次堆叠在基板20上，并且在第二电极12上形成有钝化膜21。例如，基板20由透明玻璃基板或者半导体基板(例如硅基板)形成，并且可以是柔性的。第一电极11是也用作反射层的阳极电极，并且由例如铝(Al)、铝合金、钼(Pt)、 金(Au)、铬(Cr)和钨(W)等光反射材料形成。第一电极11的厚度被设定为优选在100 300nm的范围内。第一电极11可以为透明电极。在该情况下，优选用例如Pt、Au、Cr和W 等光反射材料形成反射层，以便形成与基板20相对的第一反射界面15。有机层13具有这样的结构，其中，空穴注入层13c、空穴输运层13d、第一发光层 13a、电子输运层13e、电子注入层13f、连接层13g、空穴输运层13h、第二发光层13b、电子输运层13i和电子注入层13j从下侧依次堆叠。空穴注入层13c例如由六氮杂苯并菲 (hexaazatriphenylene, HAT)等形成。空穴输运层 13d 例如由 α-NPD (N，N' - 二(1-萘基)-Ν，Ν' - 二苯基-[1，1'-联苯]_4，4' _ 二胺)形成。第一发光层13a的绿色发光层al例如由Alq3(三(羟基喹啉)铝络合物)形成，并且红色发光层a2例如由通过将吡咯甲川硼络合物掺杂到用作基质材料的红荧烯(rubrene)中而获得的材料形成。电子输运层13e例如由BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻菲咯啉)形成。电子注入层13f 例如由氟化锂(LiF)形成。连接层13g例如由用Mg(5% )和六氮杂苯并菲(HAT)掺杂的 Alq3((8_羟基喹啉)铝)形成。也用作空穴注入层的空穴输运层13h例如由α-NPD形成。第二发光层13b由具有蓝色(B)发光色的发光材料形成。具体地说，沉积ADN(9，10-二 (2-萘基)蒽)作为基质材料来形成厚度为20nm的膜。这时，以5%的量按照相对厚度比将二氨基茵(diaminochrysene)衍生物作为杂质材料掺杂到ADN中，由此可以将该膜用作蓝色发光层。电子输运层13i例如由BCP形成。电子注入层13j例如由LiF形成。有机层13的各个层的厚度优选被设定为，空穴注入层13c为1 20nm，空穴输运层13d为15 lOOnm，第一发光层13a和第二发光层13b为5 50nm，并且电子注入层13f 和13j以及电子输运层13e和13i为15 200nm。有机层13和各构成层的厚度被设定为使得它们的光学膜厚度能够实现上述操作的值。通过在有机层13上形成导电的透明层14并且利用有机层13和透明层14之间的折射率差异来形成第二反射界面16。另外，通过利用透明层14和第二电极12之间的折射率差异来形成第三反射界面17。透明层14可以不是由一层构成的层，而可以是根据所需的平坦波长范围和视角特性由具有不同折射率的两层以上的透明层构成的堆叠结构。
让光出射的第二电极12由通常用作透明电极材料的ΙΤ0、铟和锌的氧化物等形成并用作阴极电极。第二电极12的厚度例如为30 3000nm。第二电极12还可以用作透明层14，并且在该情况下，第二反射界面16形成在有机层13和第二电极12之间。钝 化膜21由透明介电材料形成。该透明介电材料不必与第二电极12的材料具有相同的折射率。当如上所述第二电极12也用作透明层14时，第二电极12和钝化膜21之间的界面可以通过利用第二电极12和钝化膜21的折射率差异而用作第二反射界面16或第三反射界面17。作为透明介电材料，例如可以采用二氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiN)等。 钝化膜21的厚度例如为500 1 OOOOnm。视需要，可以在有机层13和透明层14之间形成半透明反射层。该半透明发射层例如由镁(Mg)、银(Ag)或它们的合金的金属层形成，并且厚度被设定为5nm以下，优选为 3 4nm以下。示例 2示例2为与第一实施例对应的示例。图14显示出示例2的有机EL器件。该有机EL器件为底出射型有机EL器件。如图14所示，在该有机EL器件中，钝化膜21、第二电极12、有机层13和第一电极11从下侧依次堆叠在透明基板20上。在该情况下，从第二电极12侧出射的光穿过基板20而被提取到外部。第二电极12也可以用作示例1的透明层14。此外，在有机层13和第二电极12之间形成第二反射界面16，并且在第二电极12和钝化膜21之间形成第三反射界面17。其它结构与示例1相同。4.第四实施例有机EL照明装置图15显示出第四实施例的有机EL照明装置。如图15所示，在该有机EL照明装置中，第一至第三实施例中任一实施例的有机EL 器件31安装在透明基板30上。在该情况下，有机EL器件31按照第二电极12 —侧面朝下的方式安装在基板30上。因此，从第二电极12侧出射的光穿过基板30而被提取到外部。 密封基板32被设置为面对着基板30，有机EL器件31介于它们之间，并且密封基板32和基板30的外周部分由密封材料33密封。根据需要选择有机EL照明装置的顶面形状，并且例如为方形或矩形。虽然在图15中只显示出一个有机EL器件31，但是可以根据需要按照所期望的布局将多个有机EL器件31安装在基板30上。有机EL照明装置的除了有机EL器件31之外的结构的细节以及其它结构与已知的有机EL照明装置的相同。根据第四实施例，由于采用了第一至第三实施例中任一实施例的有机EL器件31， 所以可以实现用作具有良好光强分布特性和较小视角依赖性(即，强度或颜色随照射方向的变化非常小)的场光源的有机EL照明装置。此外，通过设计第一发光层13a和第二发光层13b来选择有机EL器件31的发光色，可以获得除了白色发光色之外的各种发光色。因此，可以实现具有优异色彩呈现特性的有机EL照明装置。5.第五实施例有机EL显示装置图16显示出第五实施例的有机EL显示装置。该有机EL显示装置为有源矩阵型显示装置。如图16所示，在该有机EL显示装置中，驱动基板40和密封基板41被设置为彼此面对，并且驱动基板40和密封基板41的外周部分由密封材料42密封。在驱动基板40中， 由第一至第三实施例中的任一实施例的有机EL器件43形成的像素例如按照二维阵列形式形成在透明玻璃基板上。在驱动基板40上，针对各个像素形成有用作像素驱动有源器件的薄膜晶体管。另外，在驱动基板40上，在垂直和水平方向上形成有用于驱动各个像素的薄膜晶体管的扫描线、电流供应线和数据线。对各个像素的薄膜晶体管供给与每个显示像素对应的显示信号，并根据这些显示信号驱动这些像素，并且显示出图像。该有机EL显示装置除了有机EL器件43之外的结构的细节和其它结构与已知的有机EL显示装置的相同。该有机EL显示装置可以用作彩色显示 装置以及黑白显示装置。当该有机EL显示装置用作彩色显示装置时，例如在驱动基板40侧上，具体地说在有机EL器件43的第二电极12和驱动基板40之间设有RGB滤色器。根据第五实施例，由于采用了第一至第三实施例中的任一实施例的有机EL器件 43，所以可以实现具有高显示质量并且亮度和色调随视角的变化非常小的有机EL显示装置。虽然已经对本发明的具体实施例和示例进行了详细说明，但是本发明不限于上述这些实施例和示例，而是可以根据本发明的技术思想进行各种变化和改变。例如，在前面实施例和示例中所示的数值、结构、构成、形状和材料等仅仅是示例， 并且可以选择性地采用其它适当的数值、结构、构成、形状和材料等。
权利要求
1. 一种发光器件，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，其中，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12，所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为 L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为入2时，1^11、1^21、1^12、1^22、1^13和1^23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7)和(8) 二者中的至少一者，2L11/λ 11+φ 1/'2 Ji=0(1)2L21/λ 21+Φ 1/'2 π=η(2)λ 1-150 < λ 11 <λ 1+80(3)λ 2-30 < λ 21 < λ 2+80(4)2L12/λ 12+Φ 2/'2 Ji=m'+1/2 且2L13/A 13+Φ 3/'2 π=m“，或者2L12/λ 12+Φ 2/'2 π=m'且 2L13/,λ 13+Φ 3/2 π ==m"+1/2(5)2L22/λ 22+Φ 2/'2 π=η'+1/2 且2L23/A 23+Φ3/'2 π=η“，或者2L22/λ 22+Φ 2/'2 π=η'且 2L23// λ 23+Φ 3/2 π ==η"+1/2，或者2L22/λ 22+Φ 2/'2 π=η'+1/2 且2L23/A 23+Φ3/'2 π=η“+1/2(6)λ 22 < λ 2-15 或者 λ 23 > λ 2+15(7)λ 23 < λ 2-15 或者 λ 22 > λ 2+15(8)这里，m'、m〃、η、η'和η"为整数，且η彡1，λ 1、λ 2、λ 11、λ 21、λ 12、λ 22、λ 13 禾口 λ 23 的单位为 nm，Φ1为当各个波长的光由所述第一反射界面反射时出现的相位变化，Φ2为当各个波长的光由所述第二反射界面反射时出现的相位变化，并且Φ3为当各个波长的光由所述第三反射界面反射时出现的相位变化。
2.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述发光器件的干涉滤光器的分光透射率曲线的峰部基本上为平坦的，或者所述分光透射率曲线的斜率在全部发光色的波长范围中基本上相同。
3.如权利要求2所述的发光器件，其中，亮度在45°视角处的降低为0°视角处的亮度的30%以下，并且获得Auv彡0.015的色度变化。
4.如权利要求3所述的发光器件，其中，η= 1。
5.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一电极、所述有机层和所述第二电极依次堆叠在基板上 。
6.如权利要求5所述的发光器件，其中，在所述第三反射界面的外侧形成有厚度为 Iym以上的层，所述层是透明电极层、透明绝缘层、树脂层、玻璃层或空气层。
7.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第二电极、所述有机层和所述第一电极依次堆叠在基板上。
8.如权利要求7所述的发光器件，其中，在所述第三反射界面的外侧形成有厚度为 Iym以上的层，所述层是透明电极层、透明绝缘层、树脂层、玻璃层或空气层。
9.如权利要求1所述的发光器件，其中，在所述第二发光层与所述第二电极之间形成有金属层，所述金属层的厚度为5nm以下。
10.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一反射界面、所述第二反射界面和所述第三反射界面三者中的至少一者被分为多个反射界面。
11.如权利要求1所述的发光器件，其中，当所述第一发光层或所述第二发光层之中发射两种以上不同颜色的光的发光层的发光中心被认为不相同时，所述发光器件还包括反射层，所述反射层被设置为保持所述发光器件的干涉滤光器的分光透射率曲线的峰部的平坦性。
12.一种照明装置，所述照明装置包括至少一个发光器件， 其中，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12，所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为λ2时，L11、L21、L12、L22、L13和L23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7) 和(8) 二者中的至少一者，2L11/A 11+φ 1/2 π = 0(1)2L21/A 21+Φ 1/2 π = η(2)λ 1-150 < λ 11 < λ 1+80(3)λ 2-30 < λ 21 < λ 2+80(4)2L12/A 12+Φ 2/2 π = m' +1/2 且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃，或者2L12/A 12+Φ 2/2 π = m'且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃 +1/2(5)2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃，或者 2L22/A 22+Φ2/2 π = η'且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η" +1/2，或者 2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃 +1/2 (6) λ 22 < λ 2-15 或者 λ 23 > λ 2+15(7)λ 23 < λ 2-15 或者 λ 22 > λ 2+15(8)这里，m'、m〃、η、η'和η"为整数，且η彡1， λ 1、λ 2、λ 11、λ 21、λ 12、λ 22、λ 13 禾口 λ 23 的单位为 nm， Φ1为当各个波长的光由所述第一反射界面反射时出现的相位变化， Φ2为当各个波长的光由所述第二反射界面反射时出现的相位变化，并且 Φ3为当各个波长的光由所述第三反射界面反射时出现的相位变化。
13. 一种显示装置，所述显示装置包括至少一个发光器件， 其中，所述发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在所述有机层中设置有第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在所述第一电极侧上，以便反射从所述第一发光层和所述第二发光层发出的光而使该光从所述第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从所述第一电极到所述第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在所述第二电极侧上，当所述第一反射界面与所述第一发光层的发光中心之间的光学距离为L11，所述第一反射界面与所述第二发光层的发光中心之间的光学距离为L21，所述第一发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L12，所述第二发光层的发光中心与所述第二反射界面之间的光学距离为L22，所述第一发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L13，所述第二发光层的发光中心与所述第三反射界面之间的光学距离为L23，所述第一发光层的发光光谱的中心波长为λ 1，并且所述第二发光层的发光光谱的中心波长为人2时丄11丄21丄12丄22丄13和1^23被选择为满足全部公式(1) (6)并满足公式(7) 和(8) 二者中的至少一者，2L11/A 11+φ 1/2 π = O(1)2L21/A 21+Φ 1/2 π = η(2)λ 1-150 < λ 11 < λ 1+80(3)λ 2-30 < λ 21 < λ 2+80(4) 2L12/A 12+Φ 2/2 π = m' +1/2 且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃，或者 2L12/A 12+Φ 2/2 π = m'且 2L13/λ 13+Φ 3/2 π = m〃 +1/2(5)2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃，或者 2L22/A 22+Φ2/2 π = η'且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η" +1/2，或者 2L22/A 22+Φ2/2 π = η' +1/2 且 2L23/λ 23+Φ 3/2 π = η〃 +1/2 (6) λ 22 < λ 2-15 或者 λ 23 > λ 2+15(7)λ 23 < λ 2-15 或者 λ 22 > λ 2+15(8)这里，m'、m〃、η、η'和η"为整数，且η彡1， λ 1、λ 2、λ 11、λ 21、λ 12、λ 22、λ 13 禾口 λ 23 的单位为 nm， Φ1为当各个波长的光由所述第一反射界面反射时出现的相位变化， Φ2为当各个波长的光由所述第二反射界面反射时出现的相位变化，并且 Φ3为当各个波长的光由所述第三反射界面反射时出现的相位变化。
14.如权利要求13所述的显示装置，所述显示装置还包括驱动基板，在所述驱动基板上设置有有源器件，以便将与每个显示像素对应的显示信号供给到所述发光器件；以及密封基板，它被设置为面对着所述驱动基板，其中，所述发光器件被设置在所述驱动基板与所述密封基板之间。
15.如权利要求14所述的显示装置，其中，在所述驱动基板和所述密封基板之中被设置在所述发光器件的所述第二电极侧上的基板上设置有滤色器，所述滤色器透射从所述第二电极侧出射的光。
全文摘要
本发明提供发光器件以及具有该发光器件的照明装置和显示装置。该发光器件包括有机层，它被夹在第一电极与第二电极之间，并且在有机层中设置有第一发光层和第二发光层，第一发光层和第二发光层发射可见光波长区域的单色光或两种以上不同颜色的光并且依次位于在从第一电极到第二电极的方向上彼此分开的位置处；第一反射界面，它被设置在第一电极侧上以便反射从第一发光层和第二发光层发出的光而使该光从第二电极侧出射；以及第二反射界面和第三反射界面，它们在从第一电极到第二电极的方向上彼此分开的位置处被依次设置在第二电极侧上。因此，能有效地提取较宽波长范围内的光并显著降低亮度和色调的视角依赖性。
文档编号G09G3/32GK102157701SQ20111002570
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月21日 优先权日2010年1月29日
发明者山田二郎, 海老原洋平, 福田俊广 申请人:索尼公司