有机电致发光元件和使用所述有机电致发光元件的照明设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机电致发光元件W及使用所述有机电致发光元件的照明设备，并且 具体地设及包括多个发光层的有机电致发光元件W及照明设备。
【背景技术】 阳〇〇引在有机电致发光元件（下文称为'嘴机化元件"）的公知结构中，由透明电极制成 的阳极、空穴传输层、发光层、电子注入层W及阴极W该顺序被堆叠在透明基底的表面上。 在该有机化元件中，响应于对在阳极和阴极之间的电压的施加而在有机发光层产生光，并 且所产生的光通过透明电极和透明基底并露出到外部。
[000引一般地，有机化元件具有在约20%到30%的范围内的光外禪合效率。运样低的 光外禪合效率意味着产生的光的总量中的70%到80%没有有效地贡献于光发射。运是因 为，归因于在具有不同折射率的材料之间的交界面处的全反射、材料的光吸收等，光不能够 被有效地被传播到其中观察到光发射的外部。因此，考虑光外禪合效率的改进引起有机化 元件的效率的大幅提高。
[0004] 积极研究和发展W改进光外禪合效率。尤其地，已经做了许多努力来增加在有机 层中产生并到达基底层的光的量。一般地，有机层的折射率等于或大于约1.7,并且通常用 作基底的玻璃层的折射率为约1. 5。因此，由在有机层和玻璃层（薄膜波导模式）之间的交 界面处的全反射引起的损失很可能达到福射光的总量的约50%。鉴于此，通过减少由在有 机层和基底之间的全反射引起的损失，能够大幅改进有机化元件的光外禪合效率。 阳0化]对干设的使用被认为是用于改进光外禪合效率的手段之一。例如，专利文献1 (JP 2004-165154A)公开了通过使用干设基于相位差来调节光学厚度，从而使光的分量最大化。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 然而，在有机化元件中，很难说在前述专利文献中公开的光学设计也能够充分地 改进光外禪合效率。存在能够比W上设计更多地改进光外禪合效率的结构的需求。
[0008] 最近，亮度和效率的进一步提高W及有机化元件的寿命的延长已经被认为是重 大问题，并且由此具有包括多个发光层的堆叠的结构的有机化元件已经引起了关注。例 如，在具有多单元结构的有机化元件中，多个发光层与导电层串联连接，所述导电层被称 为在所述多个发光层之间的夹层。因此，能够实现高亮度、高效率和长寿命，同时维持薄光 源的优点，薄光源是有机电致发光元件的特性之一。通过减少电流密度来获得相同的亮度， 能够实现效率的增加和寿命的延长。然而，在包括多个发光层的结构中，所述多个发光层提 供增加亮度和延长寿命的优点，运样的结构要求多个发光位置和/或多个光发射波长。因 此，通过使用专利文献1的方法设置优选厚度条件变得更加困难。
[0009] 鉴于W上不足，本发明目的在于提出一种有机化元件和一种照明设备，所述有机 化元件和所述照明设备具有增强的光外禪合效率和减少的视角依赖。
[0010] 问题的解决方案
[0011] 根据本发明的一个实施例的有机电致发光元件包括：
[0012] 基底，其具有光透射特性；
[0013] 光扩散层，其在所述基底的表面上；
[0014] 光透射电极，其在所述光扩散层的表面上；
[0015] 光反射电极，与所述光透射电极配对；W及
[0016] 多个发光层，其彼此空间隔开并且在所述光透射电极和所述光反射电极之间，
[0017] 多个发光层，其包括第m个发光层，所述第m个发光层是最靠近所述光反射电极的 第m个发光层，其中，m是等于或大于1的整数；
[0018] Am表示所述第m个发光层的加权平均发射波长；
[0019] 4m表示由W下表达式（1)定义的由所述光反射电极引起的由所述第m个发光层 产生的光的相移：
[0020] [公式U
[00巧其中，n郝k,分别表示与所述光反射电极相接触的层的折射率和消光系数，W及Dr和kr分别表示反射层的折射率和消光系数，并且nS、nr、ks和kr是Am的函数；
[0023] 由nm(Am)表示填充在所述光反射电极和所述第m个发光层之间的空间的介质的 平均折射率；
[0024] 由dm表示从所述光反射电极到所述第m个发光层的距离；并且
[0025] 所述多个发光层中的至少两个中的每个满足由W下表达式（2)和（3)定义的关 系：
[0026] [公式引
(2)
[0028] 其中，1是等于或大于0的整数，
[0029] [公式引
[0030] rim(入JXdm^ 0.6 入m(3)
[0031] 优选地，前述有机电致发光元件还包括载流子传输层，所述载流子传输层在所述 光反射电极和所述第一发光层之间并且是渗杂有给体材料的电荷传输介质。
[0032] 优选地，在前述有机电致发光元件中，所述光反射电极用作阴极，所述光透射电极 用作阳极，并且所述有机电致发光元件还包括电荷反型层和空穴传输层，所述电荷反型层 和所述空穴传输层W从所述第一发光层的顺序被布置在所述光反射电极和所述第一发光 层之间。
[0033] 优选地，在前述有机电致发光元件中，所述光扩散层包括W从所述基底的顺序布 置的第一透明材料层和第二透明材料层，并且不平坦的结构被提供到在所述第一透明材料 层和所述第二透明材料层之间的交界面处。
[0034] 优选地，在前述有机电致发光元件中，所述不平坦结构由布置在平面中的凸起部 分或凹下部分的聚合体定义。
[0035] 优选地，在前述有机电致发光元件中，关于所述凸起部分或凹下部分的聚合体的 任何部分，当在垂直于所述基底的表面的方向上查看时内切楠圆的轴向长度或内切圆的直 径在0. 4Jim到4Jim的范围内。
[0036] 优选地，在前述有机电致发光元件中，所述凸起部分或凹下部分的聚合体具有被 划分成区段的阵列的平面，并且所述凸起部分或所述凹下部分通过单个地被分配到从所述 阵列中随机选择的区段而被布置。
[0037] 优选地，在前述有机电致发光元件中，所述凸起部分被布置使得通过单个地被分 配到所述阵列的在相同方向上的连续区段布置的凸起部分的数量不大于预定数量，并且所 述凹下部分被布置使得通过单个地被分配到所述阵列的在相同方向上的连续区段布置的 凹下部分的数量不大于预定数量。
[0038] 优选地，前述有机电致发光元件还包括在所述基底的与所述光扩散层相反的表面 上的光外禪合层。
[0039] 根据本发明的一个实施例的所述照明设备包括前述有机电致发光元件中的一个。 W40] 发明的有利影响
[0041] 归因于本发明，使用基于等离子体损失的光干设，并且因此能够有效地增加露出 到外部的光的量。因此，能够获得具有增强的光外禪合效率和减少的视角依赖并且由此具 有极好的发光特性的有机化元件和照明设备。
【附图说明】
[0042] 图1是图示有机电致发光元件的一个实施例的范例的示意性剖面。
[0043] 图2是图示有机电致发光元件的一个实施例的另一范例的示意性剖面。 W44]图3是图示有机电致发光元件的一个实施例的另一范例的示意性剖面。 W45] 图4是图示有机电致发光元件的模型的示意性剖面。
[0046] 图5是图示等离子体损失的曲线图。
[0047] 图6示出了图示基于等离子体损失的设计的分析的结果。
[0048] 图7是图示光外禪合效率和色差的变化对第二发光层的位置的变化的曲线图。
[0049] 图8是图示光外禪合效率和色差的变化对第一发光层的位置的变化的曲线图。
[0050] 图9是图示有机电致发光元件的一个实施例的另一范例的示意性剖面。
[0051] 图10是图示有机电致发光元件的一个实施例的另一范例的示意性剖面。
[0052] 图IlA是图示不平坦结构和其平面图的范例的解释性视图。图IlB是图示不平坦 结构和其剖面的范例的解释性视图。
[0053] 图12A是图示不平坦结构和其平面图的另一范例的解释性视图。图12B是图示不 平坦结构和其平面图的另一范例的解释性视图。
[0054] 图13A是图示不平坦结构的方块（区段）的布置的解释性视图。图13B是图示不 平坦结构的方块（区段）的其他布置的解释性视图。图13C是图示不平坦结构的方块（区 段）的其他布置的解释性视图。
[0055] 图14A是图示不平坦结构的一个范例的平面图。图14B是图示用于计算不平坦结 构的平均间距的楠圆的解释性视图。
[0056] 图15是图示不平坦结构的另一范例的平面图。
[0057] 图16A是图示不平坦结构的另一范例的平面图。图16B是图示不平坦结构的另一 范例的平面图。图16C是图示不平坦结构的另一范例的平面图。
[0058] 图17A是图示在不平坦结构的结构尺寸和光外禪合效率之间的关系的曲线图。图 17B是图示不平坦结构的另一范例的平面图。图17C是图示不平坦结构的另一范例的平面 图。
[0059] 图18A是图示在不平坦结构的凸起与凹下之间的水平差和光外禪合效率之间的 关系的曲线图。图18B是图示不平坦结构的另一范例的平面图。图18C是图示不平坦结构 的另一范例的平面图。图18D是图示不平坦结构的另一范例的平面图。 W60] 图19是图示测量有机化元件的光强度的方法的范例的区段。
[0061] 图20A是图示光强度的变化对不平坦结构的变化的曲线图。图20B是图示不平坦 结构的另一范例的平面图。图20C是图示不平坦结构的另一范例的计划。
[0062] 图21A是图示不平坦结构的另一范例的平面图。图21B是基于不平坦结构的傅里 叶变换的结果。图21C是图示不平坦结构的另一范例的平面图。图21D是基于不平坦结构 的傅里叶变换的结果。
[0063] 图22是图示不平坦结构的范例的平面图。 W64] 图23是图示照明设备的范例的示意性剖面。 W65] 附图标记列表 |；0066]E发光层 [0067]El第一发光层 W側 E2第二发光层 W例血第m个发光层W70] 1基底
[0071] 2光扩散层 阳0巧 3光透射电极 阳〇7引 4光反射电极
[0074] 5电荷传输层 W巧]6夹层
[0076] 7光外禪合层
[0077] 8载流子传输层 阳〇7引 8a非渗杂层 阳0巧]9电荷反型层 [0080] 9a空穴提取层 阳0川 9b阻挡层
[0082] 10阵列的区段 阳〇8引 11凸起部分
[0084] 12凹下部分 阳0化]20不平坦结构
【具体实施方式】
[0086] 图1图示了有机电致发光元件（有机化元件）的第一实施例。图2图示了有机 化元件的第二实施例。图3图示了有机化元件的第S实施例。在集中于有机化元件的各 个实施例的共同部件的同时描述了各个实施例。
[0087]有机化元件包括具有光透射特性的基底1、光扩散层2、光透射电极3、光反射电极 4W及多个发光层E。光扩散层2在基底1的表面上。光透射电极3在光扩散层2的表面 上。光反射电极4是与光透射电极3配对的电极。多个发光层E在光透射电极3和光反射 电极4之间。多个发光层E彼此空间隔开。在图1至图4中，由附图标记E标示单个发光 层。
[0088] 第一实施例和第=实施例每个包括两个发光层E。关于第二实施例，省略了层配置 的中间部分，并且其被解释为具有多个（两个或更多个）发光层E。运些是具有多单元结构 的有机化元件。考虑在第二实施例中，通过使用一般表达式来表达与发光层E有关的附图 标记。
[0089] 第=实施例可W是对第一实施例的修改，并且还包括在基底1的与光扩散层2相 反的表面上的光外禪合层7。
[0090]参考第二实施例来解释本发明，通过使用一般表达式来表达与发光层E有关的其 附图标记。注意，W下解释也可W适用于每个实施例。
[0091]在本说明书中，发光层E包括最靠近光反射电极4的第m个发光层E，其被称为第 m个发光层Em。在运一点上，m是等于或大于1的整数。例如，最靠近光反射电极4的第一 发光层E被称为第一发光层El。额外地，最靠近光反射电极4的第二发光层E被称为第二 发光层E2。
[0092] ^m表不第m个发光层Em的加权平均发射波长。例如，A1表不第一发光层El的 加权平均发射波长。另外，用A2表示第二发光层E2的加权平均发射波长。
[0093] (K表示由W下表达式（1)定义的由光反射电极4引起的由第m个发光层Em产生 的光的相移。
[0094] [公式"
巧
[0096] 在该表达式中，ra日k,分别表示与光反射电极相接触的层的折射率和消光系数， 并且Dr和kr表示反射层的折射率和消光系数，并且nS、nr、ks和kr是Am的函数。
[0097] 例如，由(61表示由第一发光层El产生的光的相移。额外地，由d) 2表示由第二发 光层E2产生的光的相移。
[0098] 由rim(Am)表示填充在光反射层4和第m个发光层血之间的空间的介质的平均折 射率。例如，由Hi(A1)表示填充在光反射层4和第一发光层El之间的空间的介质的平均 折射率。另外，由ri2(A,)表示填充在光反射层4和第二发光层E2之间的空间的介质的平 均折射率。运样的平均折射率取决于发射波长，并且因此计算针对每个发射波长的折射率。
[0099]由dm表示从光反射电极4到第m个发光层Em的距离。例如，由d1表示从光反射 电极4到第一发光层El的距离。另外，由d2表示从光反射电极4到第二发光层E2的距离。 距离dm指示物理距离。 阳100] 距离dm满足di<d2<d3<'.?的关系。
[0101] 在有机化元件中，第m个发光层Em满足由W下表达式似表示的关系。 阳1〇2][公式引
焊）
[0104] 在W上表达式中，1是等于或大于0的整数。
[01化]在有机化元件中，多个发光层E中的至少两个中的每个满足W上表达式（2)的关 系。在运一点上，优选多个发光层E中的每个满足W上表达式。注意，"1"是L的小写，并 且与表示数字一的1区分开。
[0106] 另外，在有机化元件中，第m个发光层Em满足由W下表达式（3)表示的关系。 阳1〇7][公式6] 阳108] DmUJXdm^ 0.6 入m做
[0109] 在有机化元件中，优选多个发光层E中的每个满足W上表达式（3)的关系。
[0110] 由W上表达式（2)和（3)表示的关系基于鉴于由等离子体损失引起的影响的光干 设做出。因此，能够有效地增加露出到外部的光的量。因此，能够获得具有增强的光外禪合 效率和减少的视角依赖并且由此具有极好的发光特性的有机化元件。 阳111] 在运一点上，能够基于W下表达式（4)来计算介质的平均折射率。 阳11引[公式7]
(4)
[0114] 注意，在W上表达式中，d指示构成介质的一个或多个层中的一个的厚度，并且n 指示构成介质的一个或多个层中的一个的折射率。m是等于或大于1的整数，并且指示按 顺序被分配给单个层的数字之一。在运个意义上，在该表达式中的tn和m不同于表达式 (1)至（3)的d、n和m。
[0115] 如在W上表达式中描述的，介质的平均折射率能够被理解为关于发光材料的光谱 的加权平均发射波长A的介质的平均折射率，并且