在电致发光装置(1)中，在不降低其耐久性的情况下实现了高效率的光发射。电致发光装置(1)包括电极(11，16)，沉积在电极(11，16)之间的多个层(12至15)，多个层(12至15)之间的发光区(14)，发光区(14)通过在电极(11，16)之间施加电场而发射光。多个层包括发光区(14)附近的金属薄膜(20)。金属薄膜(20)由发射光所致而在其表面上诱导等离子体激元共振。将表面修饰物(30)设置在金属薄膜(20)的表面的至少一个上。表面修饰物(30)包含端基，所述端基具有极性，使得金属薄膜(20)的功函变得接近紧邻金属薄膜(20)的至少一层(15)的功函。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过施加电场而发光的电致发光的发光装置(电致发光装置)，并且尤其涉及可以高效率地发光的电致发光装置。
技术介绍
电致发光装置(EL装置)，如有机EL装置，LED (发光二极管)和半导体激光器以这样的方式构造在基板上一个在另一个之上地沉积(堆叠，重叠等)电极层，发光层等。 通常，通过透明电极提取发光层中产生的光。然而，受到各层的折射率的影响，当光以大于或等于临界角的角度进入光提取侧层的界面时，发生全反射。因此，光被俘获在电致发光装置中，并且不能从其中提取光。因此，发射光的高效率提取是困难的。例如，当透明电极的折射率是通常被用作透明电极的材料的ITO(氧化铟锡)等的折射率时，据称光提取效率为大约20%。例如，在有机EL装置中，已知当有机材料长期存在于激发状态下时，有机材料的化学键自发断裂，并且随着时间过去有机EL装置的发光性能劣化。当使用有机材料作为电致发光装置(发光装置)的材料时解决这个问题是必要的。此外，在使用荧光时，上能级 (上能级或状态)处的光生成效率理论上被限定为25%，并且不可能提高发光效率超过该水平。原则上，当使用磷光并促进系间窜越时，可以诱导只包括三线态的上能级。因此，可以将理论极限增加至75%至100%的范围。然而，上能级中三线态的寿命长于荧光的寿命， 它在容许跃迁中发射，并且激子之间的碰撞几率高。因此，发光效率低。此外，该装置劣化得更快，并且该装置的耐久性差。如上所述，EL装置的提取效率和发光效率低。因此，发射光的利用效率极低。因此，需要提高利用效率。作为提高发光效率(或增强光发射)的方法，W. Li等，“Al%的发射效率增强以及对于等离子体激元增强有机电致发光的展望(Emissive Efficiency Enhancement of Alq3 and Prospects for Plasmon-enhanced Organic Electroluminescence) SPIE 会干Ij，第 7032卷，第7032M-1-703224-7页，2008(非专利文献1)提出了使用等离子体激元增强效应的方法。在使用等离子体激元增强效应方法中，将金属(岛状物形式图案是适宜的)安置在发光层的附近(例如，几十纳米)以增强光发射。通过来自发光层的偶极子的辐射在金属表面上诱导等离子体激元(或局域化等离子体激元)。在吸收能量之后，再次辐射光， 并且新发射的光增强了光发射。因此，将通过等离子体激元的新跃迁发光加入发光装置的发光过程。因此，可以缩短上能级中的寿命(激发寿命)。当使用等离子体激元增强时，可以期待通过缩短激发寿命而提高发光效率并提高耐久性。然而，在非专利文献1中，仅在光激发型发光装置(光致发光装置PL装置)中证实了通过等离子体激元增强效应的光发射增强，并且没有报道成功的实施例。非专利文献 1描述了将金属层插入EL装置中引起电荷俘获，并且抑制了从电极至发光层的电子和正空穴的流动。此外，非专利文献1描述了载体平衡被破坏，并且光发射被抑制而不是被增强。
技术实现思路
考虑到以上情形，本专利技术的目标是提供可以在不降低EL装置的耐久性的情况下获得高发光效率的EL装置。本专利技术的电致发光装置是这样的电致发光装置，其包括电极；多个层，所述多个层一个在另一个之上地沉积在所述电极之间；和在所述多个层之间的发光区，所述发光区通过在所述电极之间施加电场而发光， 其中所述多个层包括布置在所述发光区附近的金属薄膜，所述金属薄膜在其表面上由从所述发光区发射的光所致而诱导等离子体激元共振，并且其中在所述金属薄膜的表面的至少一个上安置有表面修饰物(surface modification)，所述表面修饰物包含端基，所述端基具有极性，使得所述金属薄膜的功函变得接近紧邻所述金属薄膜的至少一层的功函。在本文中，将术语“电致发光装置”用作用于通过施加电场而发光的装置的通用术语。电致发光装置包括有机EL装置，无机EL装置，发光二极管(LED)和半导体激光器(LD 激光二极管)。适宜的是金属薄膜的主要组分是Au或Ag。这里，将术语“主要组分”定义为含量大于或等于80重量％ (wt% )的组分。金属薄膜可以是在没有间断或间隙的情况下伸展的金属薄膜(以下，称作连续的 (solid)金属薄膜)。备选地，金属薄膜可以具有小于从发光区发射的光的波长的凸起和凹陷的不平坦的图案。具有小于发射光的波长的不平坦图案的金属薄膜可以是岛状物图案 (island-pattern)薄膜，其中，以层的形式分散多个金属微粒。备选地，金属薄膜可以包括通过使用金属形成图案而形成的金属层。期望的是，金属薄膜是具有岛状物图案的薄膜，其中将粒径大于或等于5nm的金属微粒以层的形式无规地或以周期性排列图案的形式分散。 这里，微粒的粒径是指微粒的最长长度。具体地，当微粒是球时，球的直径是微粒的粒径。当微粒处于棒形式时，棒的长轴是微粒的粒径。需要的是金属薄膜与发光区之间的距离小于或等于30nm。在本专利技术的电致发光装置中，安置有表面修饰物，所述表面修饰物包含端基，所述端基具有极性，使得所述金属薄膜的功函变得接近紧邻所述金属薄膜的至少一层的功函。 因此，当金属薄膜的功函小于在金属薄膜的任一侧上紧邻金属薄膜的层的功函时(阴极侧)，该端基是给电子基团。当金属薄膜的功函大于在金属薄膜的任一侧上紧邻金属薄膜的层的功函时(阳极侧)，该端基是吸电子基团。当该电致发光装置是有机EL装置时，需要的是所述多个层至少包括电子传递层，发光层和正空穴(positive-hole)传递层，并且它们的每一层由有机层形成。当电致发光装置以这样的方式构造时，适宜的是在正空穴传递层或电子传递层的表面上，或者在正空穴传递层或电子传递层中形成金属薄膜。当电致发光装置是LED或LD时，适宜的是多个层至少包括ρ型镀层(clad layer)，活性层和η型镀层，并且它们的每一个由半导体层形成。RUehner 等，“用衍生自 X-nC6H4_SH(η = 0，1，2 ;Χ = H，F，CH3, CF3 禾口 OCH3)的自组装单层调谐金的功函(Tuning the Work Function of Gold withSelf-Assembled Monolayers Derived fromX-nC6H4-SH(η = 0,1,2 ;X = H, F, CH3, CF3, and OCH3)) Langmuir，1999，第 15 卷，第 1121-1127 页中描述了在有机 LED 中，通过使用包含给电子基团的SAM(自组装单层)而在金属上形成表面修饰物，以调节金属电极相对于与金属电极形成肖特基势垒(Schottky barrier)的有机化合物的功函。 此外，Toru Toda，等，“增强从通过硫醇类表面修饰的Au电极至液晶半导体的正空穴注入 (Enhancement of Positive Hole Injection to Liquid-Crystalline Semiconductor from Au Electrode Surface-Modified by Thiols)"，2007 年的日本摄影科学与技术学会志(Journal of the Society of Photographic Sc本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电致发光装置，所述电致发光装置包括：电极；多个层，所述多个层一个在另一个之上地沉积在所述电极之间；和在所述多个层之间的发光区，所述发光区通过在所述电极之间施加电场而发光，其中所述多个层包括布置在所述发光区附近的金属薄膜，所述金属薄膜在其表面上由从所述发光区发射的光所致而诱导等离子体激元共振，并且其中在所述金属薄膜的表面的至少一个上安置有表面修饰物，所述表面修饰物包含端基，所述端基具有极性，使得所述金属薄膜的功函变得接近紧邻所述金属薄膜的至少一层的功函。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：纳谷昌之，外山弥，安田英纪，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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