专利名称：发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电致发光元件，例如有机或者无机EL(电致发光)元件和LED(发光二极管)。
背景技术：
电致发光元件，例如有机EL元件和LED，具有其中在基板上层压电极层、发光层等的结构。通常，发光层中发射出的光通过透明电极输出。此时，由于每层材料的折射率影响， 以等于或者大于临界角的角度进入层间界面的光发生全内反射，且被俘获在元件内部而不被输出。因为这个原因，有效率地输出发射光是困难的。在通常被用作透明电极的ITO的情况下，其折射率导致输出效率大约为20%。因而，提高电致发光元件的光输出效率是要解决的一个主要问题。
针对这个问题，正在考虑用于有效地引起全内反射光被输出的技术。例如，提出了通过在发生光的全内反射的层间界面设置衍射光栅从而提高光输出效率的技术。在这种技术中，衍射光栅改变了以大于或者等于临界角的角度进入界面的光的光路。因此，光的入射角变得小于或者等于临界角，从而光能够被输出。
日本未审查专利公布2006-221976和2006-236748公开了在发生全内反射的界面设置衍射光栅的有机电致发光器件。这些有机电致发光器件通过改变衍射光栅的间距和图案而由衍射光栅减小对于光输出的视角依赖性(这是要解决的一个问题)，实现了光输出效率的提高。
然而，在日本未审查专利公布2006-221976和2006-236748公开的，利用衍射光栅改变全反射光的光路以输出光的有机电致发光器件中，亮度提高1. 2至1. 7倍，这是不足的。另外，主要使用蚀刻等形成衍射光栅。因此，在从基板相反侧输出光的结构(顶部发光型)中，存在的可能性是在形成衍射光栅时，电极层和发光层受损。
本发明是考虑到上述情况而研发的。本发明的目的是，提供一种发光元件，所述发光元件通过透明电极输出发射光，具有高效率的光输出，能够在不损害电极层或者发光层的情况下制备。
发明内容
本发明的发光元件包括 基板； 一对电极，所述一对电极形成于所述基板的表面上；以及 发光层，所述发光层被夹在所述一对电极之间； 所述一对电极中的至少一个是透光性电极，光通过在所述一对电极之间施加电压而从所述发光层发射，并且所述光从所述发光元件的表面朝向所述透光性电极那侧输出； 其特征在于所述发光元件还包括 光散射层，所述光散射层被设置在所述透光性电极的表面上，用于散射该表面产生的瞬逝光； 所述光散射层具有第一散射部和第二散射部，所述第一散射部具有凹凸结构和比所述发光层的折射率更低的折射率，所述第二散射部至少填充所述第一散射部的所述凹凸结构中的凹部的底部，并具有与所述第一散射部的折射率不同的折射率；并且 在所述凹部的底部和所述透光性电极的所述表面之间的距离小于或等于所述瞬逝光的穿透深度。
在本说明书中，术语“透光性电极”是指透射由发光层发射的70%以上的波长的光的电极。
术语“凹凸结构”是指一种具有能够散射或者衍射通过由发光层发射出的光的全内反射所产生的瞬逝光的尺寸的凹凸结构。
术语“发光层的折射率”是指在发光层由多层组成的情况下最靠近光散射层的层的折射率。
短语“小于或者等于瞬逝光的穿透深度”是指0的距离。即，所提及的该短语包括了凹部是孔穴的情况。
所述第二散射部可以由填充部和薄膜层构成，所述填充部填充所述凹部，所述薄膜层形成于所述填充部和所述凹凸结构中的凸部上。
优选的是，本发明的发光元件还包括 保护层，所述保护层被设置在所述光散射层的朝向所述透光性电极的那侧的相反侧的光散射层表面上。
优选的是，所述第一散射部的折射率和所述保护层的折射率近似相同。优选的是， 所述第二散射部由金属形成，或者由电介质形成，所述电介质的折射率高于所述第一散射部的折射率。
本发明的发光元件还可以包括 半透/半反性金属膜，所述半透/半反性金属膜被设置在所述透光性电极和所述光散射层之间。
本发明的发光元件的结构可以被应用于发光层是包含有机化合物层的有机电致发光元件的情况，以及发光层是包含无机化合物层的无机电致发光元件的情况。
如上所述，本发明的目的是提供一种具有高光输出效率的发光元件。这里，术语 “光输出效率”是指从元件中输出的光相对于发光层发射出的光的总强度的比例。能够输出的光是指发光元件内发射出的所有光，包括由发光层发射出的光和由发光层发射的光和元件内的物质相互作用所产生的光(例如散射光和衍射光)。
本发明的发光元件配备有光散射层，该光散射层被设置在透光性电极朝向光透射输出的那侧的表面上。通过利用在瞬逝光穿透深度的范围内的凹凸结构和折射率差，光散射层散射在透光性电极层表面产生的瞬逝光。通过采用这种结构，在透光性电极表面全反射且被俘获在元件内部的光的瞬逝光可以被有效率地输出至光散射层中，进而以散射光的形式被输出。因此，可以有效地提高光输出效率。
此外，本发明的发光元件能够在不直接加工透光性电极层的情况下被制造出来。 因此，即便为从基板相反侧输出光的结构形式，该发光元件也能够在不损害电极层或发光层的情况下被制造。
附图简述
图1是根据本发明的一个实施方案的有机电致发光元件的局部示意性剖面视图。
图2是根据本发明的一个备选实施方案的有机电致发光元件的局部示意性剖面视图。
图3是根据本发明的另一个备选实施方案的有机电致发光元件的局部示意性剖面视图。
实现本发明的最佳方式 [有机EL元件(发光元件)] 在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的第一实施方案的发光元件。图1是根据本发明的第一实施方案的有机电致发光元件1(在下文中，称为“有机EL元件”)的局部示意性剖面视图。因本实施方案的发光元件是一种散射在光的全内反射界面泄漏的瞬逝光的发光元件，故在图1中瞬逝光被强调。
本发明中的有机EL元件1配备有基板10、阳极21、发光层30和透光性阴极22。 阳极21、发光层30和透光性阴极22按照以上顺序形成在基板10上。有机EL元件1是一种顶部发光型发光元件，它在电极之间施加电压时使发光层30发光，且从朝向阴极22 —侧的表面Is输出光。散射在透光性阴极22表面产生的瞬逝光的光散射层40被设置在透光性阴极22表面之上。
光散射层40由以下部分构成第一散射部41，它具有由开口朝向光散射层40表面的凹部41a形成的凹凸结构；以及第二散射部42，它至少填充第一散射部41的凹凸结构的凹部41a底部且具有与第一散射部41的折射率不同的折射率。
在有机EL元件1中，以小于临界角θ c的入射角θ进入阴极22和光散射层40 之间的界面的光(在图1中为L2)可以通过射向表面Is而被输出。然而，以等于或者大于临界角θ c的入射角θ进入界面的光L1在界面发生全内反射，且以全反射光Lr的形式被俘获在元件内。
光散射层40以通过凹部41a和至少填充凹部41a底部的第二散射部42的散射或者衍射的散射光Ls或者衍射光Ls的形式输出光L1的瞬逝光Le，所述光L1由发光层30发射，以大于或等于临界角θ c的角θ进入与阴极22的界面。因而，凹部41a的底部与阴极 22表面之间的距离D小于或者等于瞬逝光Le的穿透深度d。
在本实施方案中，即使设置单个的凹部41a，瞬逝光Le的一部分也能够被输出，从而，可以获得光输出效率的有效提高。然而，优选设置多个凹部41a。凹部41a的大小以及相邻凹部41a之间的距离受到特殊的限制，只要它们是能够散射或衍射瞬逝光Le的大小和距离即可。引起散射和衍射的凹凸结构根据发光层30所发射的光的波长λ而不同。因此， 凹凸结构可以根据发光层30所发射的光的波长进行适当的设计。
衍射发生在设置多个凹部41a而凹部41a规则排列的情况下。为了使衍射发生， 凹部4化的间距必须大于λ/η ，其中nl是第一散射部41的折射率。在输出特定波长的光的情况下，衍射是有效的。然而，在白光元件中只提高具有特定波长的光的输出效率的情况下，在发光元件中产生视角依赖性。据此，除在输出特定波长光的情况以外，优选凹部41a 的排列是任意的。在白光光源或者宽带光源(broad light source)的时候，相邻凹部41a 之间的距离优选在50nm至2000nm的范围之内被任意设定。
对第一散射部41的材料没有特殊的限制，只要它具有比发光层30的折射率更低的折射率，且能够透过其上表面使发光层30发射出的光被输出即可。然而，从光输出效率的角度看，优选的是第一散射部41具有高透射率。此外，从使制造凹部41a的过程容易的角度看，优选的是第一散射部41的材料是透光的抗蚀剂材料。对于透光的抗蚀剂材料没有特殊的限制，只要它具有有利的图案化性能即可，且可以使用任何已知的透光抗蚀剂材料。 然而，在形成第一散射部41后进行高温成膜处理的情况下，优选的是使用具有高的耐热性的透光抗蚀剂材料，例如聚酰亚胺。
对凹部41a的形成方法没有特殊的限制。在第一散射部41的材料是上述抗蚀剂的情况下，凹部41a可以简单通过例如纳米印刻或光刻的转印技术形成。备选地，在第一散射部41的材料是例如玻璃的无机材料的情况下，凹部41a可以通过使用光刻的化学蚀刻、 使用激光束的物理蚀刻、机械加工等形成。
本实施方案的有机EL元件1不是传统结构的有机EL元件，在传统结构中，发生全内反射而导致光损失的阴极22表面被直接加工，以使全内反射光Lr的一部分被输出。相反，有机EL元件1具有被设置在阴极22表面上的光散射层40使得在阴极22表面产生的瞬逝光Le被输出的结构。因此，不需要对阴极本身进行加工，且可以形成光输出结构而不会在加工过程中损害阴极或者阴极下的发光层。
瞬逝光Le的穿透深度d通常通过以下公式(1)表示 d = λ/4 π (nh2 ‘ sin2 θ -Πι2) 5 其中θ > θ c ; θ c = SirT1 (ni/nh) ;nh是高折射率层的折射率；巧是低折射率层的折射率；θ是进入高折射率层和低折射率层之间界面的光的入射角；λ是光的波长。
在本实施方案中，高折射率层是阴极22，低折射率层是第一散射部41。据此，这些层的折射率和发光层30所发射的光的波长可以被代入公式(1)。穿透深度d随着入射角θ 变大而变小。因此，可以随着阴极22表面与凹部41a底部之间的距离D变短而输出具有更大范围的入射角的光的瞬逝光Le。凹部41a的底部可以和阴极22表面接触(D = O)。然而，存在的可能性是在制造凹部41a的过程中损害阴极22，这会对元件性质带来不利的影响。优选的是，在制造中不会损害阴极22的范围之内，使距离D尽可能小。
第二散射部42可以由电介质材料或者金属材料形成，只要其折射率不同于第一散射部41的折射率即可。
在第二散射部42由电介质材料形成的情况下，优选的是第二散射部42的折射率 高于第一散射部41的折射率ηι。这种材料的实例是包含氧化硅的材料。
在第二散射部42包含金属材料的情况下，可以使用所需的金属材料。在如图1所示第二散射部42由彼此离散地设置在各个凹部41a中的多个金属体组成的情况下，发射出的光可在金属体中诱导局域等离激元，而局域等离激元的电场增强效应可以放大输出光的强度。据此，优选的是采用相对于发光波长有效诱导局域等离激元的金属材料作为第二散射部42的材料。
在图1中，第二散射部42具有以下结构多个金属体彼此离散地设置在各个凹部 41a。备选地，如图2所示的有机EL元件2中，第二散射部可以由填充部420和薄膜层421 构成，所述填充部420填充凹部41a，以及所述薄膜层421形成在填充部420以及不设置凹部41a的阴极41的表面(凸部)之上。除第二散射部42以外，图2中的有机EL元件2的结构和图1中的有机EL元件1的结构相同。
在有机EL元件2中，除参考有机EL元件1描述的光散射层40增强光输出效率的有益效果之外，还可以得到以下有益的效果以全内反射角进入薄膜层421的光在薄膜层 421的表面上诱导表面等离激元，从而形成增强电场。在这种情况下，增强电场可以放大透过薄膜层421表面之上的层输出的光的强度。
此外，薄膜层421在图2中示出为具有平滑表面的层。备选地，薄膜层421可以有对应于第一散射部凹凸部的凹凸部。在这种情况下，薄膜层421表面上的凹凸结构进一步散射光，进而可以输出更高强度的光。
有机EL元件1(发光元件)在阴极22朝向光输出表面IsQs)的表面配置有光散射层40。利用存在于瞬逝光Le的穿透深度d范围内的凹凸结构和折射率差，光散射层40 散射在这个表面产生的瞬逝光Le。通过采用这个结构，可以有效将发光层30发出的光中的在阴极22表面全反射而被俘获在元件内的光的瞬逝光Le输出至光散射层40，进而以散射光Ls的形式输出。因此，光的输出效率可以被有效提高。
此外，可以在不直接加工阴极22的情况下制造有机EL元件1。因此，有机EL元件 1即使为从基板10的相反侧输出光的结构形式，也可以在不损害阴极22或发光层30的情况下被制造。
在如图3所示的有机EL元件3中，在阴极22和光散射层40之间设置半透/半反性金属膜60。在这种结构中，被金属膜60反射的光在金属膜60和阳极21之间被多次反射。多次反射光在特定的波长共振。
在这种结构中，共振使得金属膜60上的电场放大。增强的电场同时放大了光散射层40中产生的散射光Ls和透射光L2的强度，而可以输出更高强度的光。
可以使用所需的金属作为半透/半反性金属膜60的材料。金属膜60可以是实心膜，但是优选的是膜的光透射率高，因为适宜的是不降低输出光的绝对量。据此，优选金属膜60是通过图案化等在其中形成有间隙的金属膜。优选金属膜60使用倾斜气相沉积法等形成。
在金属膜60是具有能够诱导表面等离激元的厚度的实心膜，或者是具有形成为使得金属膜60的金属部分能够诱导局域等离激元的间隙的膜的情况下，如前所述，金属膜 60之上的电场被等离激元增强。在有机EL元件3中，共振放大效应和等离激元的电场增强效应可以有效地放大输出光的强度。
在下文中，将描述构成有机EL元件1至3的除了光散射层40和金属薄膜层60之外的各层。
(基板) 对基板10的材料没有特殊的限制，但光学玻璃等是优选的。前面描述的实施方案是从基板10的相反侧表面Is输出光的顶部发光型发光元件。然而，在从基板10 —侧输出光的底部发光型或从发光元件两侧输出光的双侧发光型的发光元件中，优选的是基板由不散射或者衰减发光层30所发射的光的透光材料形成。这样材料的具体实例包括无机材料，例如氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和玻璃；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯；有机材料，例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚环烯烃、降冰片烯树脂、以及聚(氯三氟乙烯)。优选的是基板的材料为对发射光具有优良透射性能的材料。
例如，在采用玻璃作为基板材料的情况下，优选的是使用无碱玻璃，以减少从玻璃中洗脱的离子的量。在采用钠钙玻璃作为基板材料的情况下，优选的是使用其上辅有由硅形成的阻挡涂层的钠钙玻璃。在使用有机材料作为基板材料的情况下，优选具有优良的耐热性、尺寸稳定性、耐溶剂性、电气绝缘性、以及可加工性的有机材料。
对基板10的形状、结构和尺寸没有特殊的限制，其可以根据发光元件的使用需要和目的等适当选择。通常，优选的是基板10具有平坦形状。基板10可以具有单层结构，或多层结构。此外，基板10可以由一个构件、或两个以上的构件形成。
可以在基板10的顶端表面或者底部表面设置透湿防止层(阻气层)。诸如氮化硅和氧化硅这样的无机材料可以有利地被用作透湿防止层(阻气层)的材料。透湿防止层 (阻气层)可以通过例如高频溅射法形成。在使用热塑性基板的情况下，根据需要可以设置例如硬涂层和底涂层的功能层。
(阳极) 阳极21可以具有任何形状、结构或者尺寸，只要它起着向发光层30提供空穴的电极即可，且可以根据发光元件的使用需要、目的等适当地选择。
优选阳极材料是金属、合金、金属氧化物、导电化合物或者具有高功函的上述物质的混合物。这些材料的具体实例包括锑或氟化物掺杂的氧化锡(ΑΤ0，FT0)；导电金属氧化物，例如氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)；金属，例如金、银、铬、 镍；上述金属和金属氧化物的混合物；上述金属和金属氧化物的层压体；无机导电材料，例如碘化铜和硫化铜；有机导电材料，例如聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯；以及上述材料和ITO的层压体。
阳极21可以采用通过考虑其材料的相容性而选择的方法形成于基板10上。用于形成阳极21的方法的实例包括湿法，如印刷法和涂敷法；物理方法，如溅射法和离子电镀法；以及化学方法，如CVD和等离子体CVD。举例来说，在阳极21的材料选用ITO的情况下， 可以通过直流溅射法、高频溅射法、真空气相沉积法、离子电镀法等形成阳极21。
在有机EL元件1至3中形成阳极的位置不受特殊的限制，可以根据发光元件的使用需要、目的等适当地选择。然而，优选的是在基板10上形成阳极。在基板10上形成阳极 21的情况下，阳极21可以在基板10的整个表面上形成，或在基板10的表面上以预定的图案形成。
注意，在形成阳极21时，可以通过使用光刻的化学蚀刻、使用激光束的物理蚀刻、 使用掩模的气相沉积、使用掩模的溅射、剥离法、或者印刷法进行阳极21的图案化。
阳极21的厚度可以根据其材料适当选择，无法被统一限定。然而，一般来说，阳极 21的厚度在IOnm到50 μ m的范围之内，并且优选在50nm到20 μ m的范围内。
优选阳极21的电阻值是103Ω/□以下，更优选IO2 Ω/□以下。
在上述实施方案中，在基板10和阳极21都由透光材料形成的情况下，优选的是在基板10和阳极21之间设置例如金属膜的反射膜，以实现光从发光元件的上表面的有效输出ο (阴极) 本发明实施方案中的有机EL元件1至3是顶部发光型有机EL元件。因此，阴极22必须是透光的，且必须起着将电子注入有机化合物层的电极的作用。对阴极22的形状、 结构和尺寸没有特殊的限制，且可以根据发光元件的使用需要、目的等，从已知的电极材料中适当地选择阴极22的材料。
优选阳极材料是金属、合金、金属氧化物、导电化合物、或者具有低功函的上述物质的混合物。这种材料的具体实例包括碱金属(例如Li、Na、K、Cs)、碱土金属(例如Mg 和Ca)、金、银、铅、铝、钠-钾合金、锂-铝合金、镁-银合金、铟、以及例如镱的稀土金属。这些材料可以单独使用，或可以从同时获得稳定性和电子注入性能的角度出发将两种以上的上述材料进行有利的组合。
从电子注入性能的角度看，碱金属和碱土金属是有利的；而优选的是具有铝作为其主要组分的材料，因为它们具有优良的保存稳定性。具有铝作为其主要组分的材料包括 铝、含有0.01质量％至10质量％的碱金属或碱土金属的铝合金、以及它们的混合物(例如锂-铝合金和镁-铝合金)。注意，阴极22可以使用日本未审查专利公布2 (1990) -015595 和5(1993)-121172中描述的材料。
然而，在使用上述具有低功函的材料的情况下，阴极22必须是厚度在0. Inm至 IOnm范围之内，优选5nm以下的薄膜，以使阴极22起着透光性电极的作用。从透光性的角度看，如ITO和IZO的透光材料优选的。然而，这些材料具有高的功函，且适合作为阳极材料使用。因此，在本发明实施方案的顶部发光型发光元件中，优选阴极22具有这样的层压结构，其中包含具有低功函的材料的层和透光性电极材料层被层压。注意，层压包含具有低功函的材料的层和透光性电极材料层的顺序可以根据需要设定。
对用于形成阴极22的方法没有特殊的限制，且阴极22可以通过考虑其材料的相容性而选择的已知方法形成。用于形成阴极22的方法的实例包括湿法，如印刷法和涂敷法；物理方法，如溅射法和离子电镀法；以及化学法，如CVD和等离子体CVD。例如，在选择金属作为阴极22的材料的情况下，阴极22可以通过将一种或两种以上金属的同步或依次溅射而形成。
在有机EL元件1至3中形成阳极的位置没有特殊的限制。阴极22可以在发光层 30的整个表面上形成，或在发光层30的表面上以预定的图案形成。
注意，在形成阴极22时，可以通过使用光刻的化学蚀刻、使用激光束的物理蚀刻、 使用掩模的气相沉积、使用掩模的溅射、剥离法或印刷法进行阴极22的图案化。
阴极22的厚度可以根据其材料适当选择，无法被统一限定。然而，一般来说，阴极 22的厚度在IOnm至5 μ m的范围之内，并且优选在50nm到1 μ m之间。
(发光层) 发光层是这样的层，其中当在阳极21和阴极22之间施加电压时，通过流入其中的空穴和电子与其中的发光分子复合而发射光。发光层30可以具有任意结构，只要层压多个有机化合物层且发光层30起着有机EL元件的发光层的作用即可。对发光层30的层结构没有特殊的限制。层压结构的一个实例是这样的层压结构，其中空穴传输层，有机发光层， 以及电子传输层从阳极一侧以此顺序层压。
可以在空穴传输层和阳极之间设置空穴注入层。此外，可以在有机发光层和电子传输层之间设置电子传输中间层。此外，可以在有机发光层和空穴传输层之间设置空穴传输中间层。类似地，可以在阴极和电子传输层之间设置电子注入层。注意，每一个层可以被分为多个次级层。
构成发光层30的各层可以通过物理方法，如气相沉积法、溅射法、离子电镀法，或者通过湿法，如转印法、喷墨法、喷涂法、印刷法、以及涂敷法来形成。
<有机发光层> 有机发光层是起着以下作用的层从阳极、空穴注入层或空穴传输层接受空穴，从阴极、电子注入层或电子传输层接受电子，以及提供空穴和电子复合而发光的位置。
有机发光层可以由一层或两层以上组成。在有机发光层由多层组成的情况下，多层中的每一层可以发射不同颜色的光。
在上面描述的实施方案中，有机发光层可以仅由发光材料组成，或可以是由主体材料和发光掺杂剂组成的混合层。发光掺杂剂可以是荧光发射材料或者磷光发射材料，并且可以包含多种类型的材料。主体材料优选是电荷传输材料。可以使用一种类型的主体材料，或可以使用两种以上类型的主体材料。例如，可以混合电子传输主体材料和空穴传输主体材料。此外，有机发光层可以包括不具有电荷传输性能或发光的材料。
本发明实施方案的有机发光层可以包含两种以上类型的发光掺杂剂，以提高色纯度或者扩大发光波长范围。发光掺杂剂优选具有与主体材料的电离电势差(ΔΙΡ)和电子亲和势差(Δ Ea)满足不等式 1. 2eV > Δ Ip > 0. 2eV 和 / 或 1. 2eV > Δ Ea > 0. 2eV0 作为发光掺杂剂，可以使用磷光发射材料，或荧光发射材料。
通常，作为磷光发射掺杂剂，使用包含过渡金属原子或者镧系元素原子的配合物。 对过渡金属原子没有特殊的限制，且实例包括钌、铑、钯、钨、铼、锇、铱、金、银、铜和钼。优选地，过渡金属原子是铼、铱和钼，更优选是铱和钼。
镧系元素原子的实例包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和钌。其中，优选的是钕、铕和钆。
可以使用以下文献中所述的配体作为配合物的配体G. Wilkinson，“综合配位化学(Comprehensive Coordination Chemistry)，，，Pergamon Press, 1987 ；H. Yersin 和A. Volger，“配位化合物的光化学和光物理(Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds)，，，Springer-Verlag, 1987 ；以及 A. Yamamoto, “有机金属化 f — S；石出禾口用(Organic Metal Chemistry-Basics and Applications)，，，Shokabo，1982。
配体的具体实例包括卤素配体(优选的是氯配体)；芳香碳环配体(例如，环戊二烯基阴离子、苯阴离子或者萘基阴离子，其碳数是5至30，更优选碳数是6至30，还更优选碳数是6至20，最优选碳数是6至12)；含氮的杂环配体(例如，苯基吡啶、苯并喹啉、羟基喹啉、联吡啶或菲咯啉，其碳数是5至30，更优选碳数是6至30，还更优选碳数是6至20， 最优选碳数是6至12) ；二酮配体(例如乙酰丙酮)；碳酸配体(例如，乙酸配体，其碳数是 2至30，更优选碳数是2至20，还更优选碳数是2至16)；醇盐配体(例如，酚盐配体，其碳数是1至30，更优选碳数是1至20，还更优选碳数是6至20)；甲硅烷氧基配体(例如，三甲基甲硅烷氧基配体、二甲基-叔丁基甲硅烷氧基配体(Iigandsfs)、三苯基甲硅烷氧基配体等，其碳数为3至40，更优选碳数是3至30，还更优碳数是3至20)；—氧化碳配体；异硝基(isonitryl)配体、氰基配体、含磷配体(例如，三苯基膦配体等，其碳数为3至40，更优选碳数是3至30，还更优选碳数是3至20，最优选碳数是6至20)；硫醇盐配体(例如，苯基硫醇盐配体等，其碳数为1至30，更优选碳数是1至20，还更优碳数是6至20)；以及氧化膦配体(例如，三苯基氧化膦配体等，其碳数为3至30，更优选碳数是8至30，还更优选碳数是18至30)。在这些配体中，含氮的杂环配体是尤其优选的。
配合物在其化合物中可以有一个过渡金属原子，或可以是含有两个以上过渡金属原子的双核配合物。配合物中可以包含不同种类的金属原子。
发光掺杂剂的具体实例包括磷光发射化合物，其公开于美国专利6，303，238 和 6，097，147，国际专利公布 WO 00/57676、WO 00/70655、WO 01/08230、WO 01/39234、WO 01/41512、WO 02/02714、WO 02/15645、WO 02/44189 和 WO 05/19373，欧洲专利 1211257， 以及日本未审查专利公布 2001-247859、2002-302671、2002-117978、2003-133074、 2002-235076、2003-123982、2002-170684、2002-226495、2002-234894、2001-247859、 2001-298470、2002-173674、2002-203678、2002-203679、2004-357791、2006-256999、 2007-019462、2007-084635和2007-096259。在上面专利文件中公开的磷光发射化合物中， Ir配合物、Pt配合物、Cu配合物、Re配合物、W配合物、Rh配合物、Ru配合物、Pd配合物、 Os配合物、Eu配合物、Tb配合物、Gd配合物、Dy配合物、以及Ce配合物是优选的。特别优选的是Ir配合物、Pt配合物、以及Re配合物，而还更优选包含金属一碳键、金属一氮键、金属一氧键、以及金属一硫键中的至少一种配位形式的Ir配合物、Pt配合物、以及Re配合物。 再进一步，从发光效率、驱动耐久性和色温的角度看，包含具有三个或更多配位结合位点的多齿配体的Ir配合物、Pt配合物、以及Re配合物是特别优选的。
通常的荧光发射掺杂剂的实例包括苯并螺唑、聚苯并咪唑、苯并噻唑、苯乙烯基苯、聚苯、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、萘二甲酰亚胺、香豆素、吡喃、紫环酮(perinone)、 嗯二唑、醛连氮、吡咯烷(pyralidine)、环戊二烯、双苯乙烯基蒽、喹吖啶酮、吡咯并吡啶、 噻二唑并吡啶、环戊二烯、苯乙烯胺、芳香族二次甲基化合物、稠合多环芳香族化合物(蒽、 菲咯啉、芘、茈、红荧烯、并五苯等)、以8-羟基喹啉金属配合物为代表的各种金属配合物、 吡咯甲川(pyromethane)配合物、以及稀土配合物；聚合物化合物如聚噻吩、聚苯撑以及聚苯撑乙烯撑；有机硅烷；它们的衍生物。
发光掺杂剂的具体实例在下面示出。然而，发光掺杂剂不限于这些化合物。
权利要求
1.一种发光元件，所述发光元件包括 基板；一对电极，所述一对电极形成于所述基板的表面上；以及发光层，所述发光层被夹在所述一对电极之间；所述一对电极中的至少一个是透光性电极，光通过在所述一对电极之间施加电压而从所述发光层发射，并且所述光从所述发光层的表面朝向所述透光性电极那侧输出；其特征在于所述发光元件还包括光散射层，所述光散射层被设置在所述透光性电极的表面上，用于散射在该表面产生的瞬逝光；所述光散射层具有第一散射部和第二散射部，所述第一散射部具有凹凸结构和比所述发光层的折射率更低的折射率，所述第二散射部至少填充所述第一散射部的所述凹凸结构中的凹部的底部，并具有与所述第一散射部的折射率不同的折射率；并且在所述凹部的底部和所述透光性电极的所述表面之间的距离小于或等于所述瞬逝光的穿透深度。
2.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于所述第二散射部由填充部和薄膜层构成，所述填充部填充所述凹部，所述薄膜层形成于所述填充部和所述凹凸结构中的凸部上。
3.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的发光元件，所述发光元件还包括保护层，所述保护层被设置在所述光散射层的朝向所述透光性电极的那侧的相反侧的表面上。
4.如权利要求3所述的发光元件，其中所述第一散射部的折射率和所述保护层的折射率近似相同。
5.如权利要求1至4中任一项所述的发光元件，其特征在于 所述第二散射部由金属形成。
6.如权利要求1至4中任一项所述的发光元件，其特征在于所述第二散射部由电介质形成，所述电介质的折射率高于所述第一散射部的折射率。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发光元件，所述发光元件还包括半透/半反性金属膜，所述半透/半反性金属膜被设置在所述透光性电极和所述光散射层之间。
8.如权利要求1至7中任一项所述的发光元件，其特征在于 所述发光层是有机化合物层。
9.如权利要求1至7中任一项所述的发光元件，其特征在于 所述发光层是无机化合物层。
全文摘要
本发明提供一种发光元件，所述发光元件通过透明电极输出发射光，具有高效率的光输出，能够在不损害电极层或者发光层的情况下制备。构造发光元件(1)配备有形成于基板(10)表面上的阳极(21)，透光性阴极(22)，和被夹在阳极(21)和阴极(22)之间的发光层(30)。光从朝向透光性电极(22)一侧的表面(1s)输出，所述光通过在两个电极之间施加电压而由发光层(30)发射。光散射层(40)被设置在透光性电极(22)的表面(1s)上，用于散射在表面(1s)所产生的瞬逝光(Le)。光散射层(40)具有第一散射部(41)，其具有凹凸结构和比发光层(30)的折射率更低的折射率；和第二散射部(42)，其至少填充第一散射部(41)的凹凸结构中的凹部(41a)的底部，且具有与第一散射部(41)的折射率不同的折射率。凹部(41a)的底部和透光性电极(22)表面之间的距离(D)小于或者等于瞬逝光(Le)的穿透深度(d)。
文档编号G02B5/02GK102187735SQ200980141128
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月15日 优先权日2008年10月17日
发明者纳谷昌之 申请人:富士胶片株式会社