本发明专利技术的固态发光元件包含具有透射可见光的性质的结构体和在其顶侧和底侧的每一个上的凹凸结构；提供在所述结构体的一个表面上的高折射率材料层；和提供在所述高折射率材料层上的具有大于或等于1.6的折射率的发光体。所述高折射率材料层的一个表面比其与所述结构体接触的另一表面平坦。所述高折射率材料层的折射率大于或等于1.6。所述结构体的折射率大于1.0且小于所述高折射率材料层的折射率。
【技术实现步骤摘要】
固态发光元件、发光装置和照明装置
技术介绍
专利
本专利技术涉及固态发光元件、包含所述发光元件的发光装置和包含所述发光装置的照明装置。2.相关技术描述固态发光元件发射在具有比空气高的折射率的区域中发射光；因此，固态发光元件的问题在于其光提取效率低于100 %，这归因于在将光提取到空气中时在具有高折射率的区域与空气之间的界面处发生全反射的情况。为了解决该问题，已经报道了一种发光元件，其中在固态发光元件的具有高折射率的区域的表面上提供具有高折射率的凹凸结构体以将光提取到空气侧等。例如，在非特许文献1中，作为用于改进发光元件的光提取效率的方式，使用其中组合了高折射率玻璃衬底和高折射率透镜的结构和其中在高折射率玻璃衬底与空气之间的界面处提供了凹凸结构的结构。White organic light-emitting diodes with fluorescenttube efficiency (具有荧光管效率的白色有机发光二极管)，Nature，2009年5月14日，459卷， 第 234-239 页。专利技术概述然而，只有少数几种透射可见光且具有高折射率的材料(例如，玻璃和树脂)且这类材料价格昂贵。因此，非特许文献1中描述的结构具有生产成本高的问题。因此，本专利技术的一个实施方案的目的是提供廉价且具有高光提取效率的固态发光元件。另外，本专利技术的一个实施方案的目的是提供包含所述固态发光元件的发光装置或包含所述发光装置的照明装置。为了实现所述目的，本专利技术的专利技术人集中在具有高折射率的材料的用量上。优选使用如下结构，其中提供与发光体接触的折射率大于或等于1.6的薄材料层，提供与所述材料层接触的折射率大于1. 0且小于所述材料层的折射率的载体，且在所述材料层与所述载体之间的界面和在所述载体与空气之间的界面的每一个都是不规则的。利用这类结构，以超过临界角的入射角从具有高折射率的介质进入具有低折射率的介质的光被全部反射，可以抑制光提取效率的降低且可以提供廉价的固态发光元件。因此，本专利技术的一个实施方案为固态发光元件，其包含具有透射可见光的性质和在其顶侧和底侧的每一个上的凹凸结构的结构体；提供在所述结构体的一个表面上的高折射率材料层；和提供在所述高折射率材料层上的包含具有大于或等于1. 6的折射率的发光区域的发光体。所述高折射率材料层的一个表面比其与所述结构体接触的另一表面平坦。 所述高折射率材料层的折射率大于或等于1. 6。所述构造体的折射率大于1. 0且小于所述高折射率材料层的折射率。此外，本专利技术的一个实施方案为固态发光元件，其包含具有透射可见光的性质和在其顶侧和底侧的每一个上的凹凸结构的结构体；提供在所述结构体的一个表面上的高折射率材料层；提供在所述高折射率材料层上的第一电极；提供在所述第一电极上的含有发光物质的层；和提供在所述含有发光物质的层上的第二电极。所述高折射率材料层的一个表面比其与所述结构体接触的另一表面平坦。所述高折射率材料层、所述第一电极和所述含有发光物质的层中每一个的折射率都大于或等于1. 6。所述结构体的折射率大于1. 0且小于所述高折射率材料层的折射率。出于下列原因，优选具有上述结构的固态发光元件高折射率材料层和第一电极的接触表面是平坦的；因此，即使在固态发光元件为有机EL元件的情况下，第一电极也可以成型为平坦的，可以抑制由于第一电极的不规则而经有机EL元件产生漏电流，并且可以获得高可靠性。此外，优选固态发光元件在高折射率材料层与第一电极之间包含具有大于或等于 1. 6的折射率的氮化物薄膜。当在固态发光元件中的高折射率材料层与第一电极之间提供具有大于或等于1. 6 的折射率的氮化物薄膜时，可以在不降低光提取效率的情况下防止杂质扩散到发光体中。 例如，出于下列原因，优选具有所述结构的固态发光元件即使在固态发光元件为有机EL 元件的情况下，EL层也可以受到保护以免结构体或高折射率材料层中所含的水分进入。此外，在固态发光元件中，结构体的折射率优选大于或等于1.3且小于高折射率材料层的折射率。此外，在固态发光元件中，高折射率材料层的折射率优选大于或等于1. 7。此外，在固态发光元件中，结构体可包含多个层。在所述结构体包含多个层的情况下，这些层之间的折射率差优选小于或等于0. 15，在这种情况下，由于折射率差引起的光发射可降低到或更低。另外，所述折射率差更优选小于或等于0. 10。例如，结构体可具有一种结构，其中，提供与高折射率材料层接触的第一层和一个表面与所述第一层接触的第二层；在所述第一层与所述第二层之间的折射率差小于或等于 0. 15 ；所述第一层在与所述高折射率材料层接触的表面上具有凹凸结构；且所述第二层在另一表面上具有凹凸结构。此外，结构体可具有一种结构，其中，提供与高折射率材料层接触的第一层、与所述第一层接触的第二层和与所述第二层接触的第三层；在所述第一层、所述第二层和所述第三层之间的折射率差小于或等于0. 15 ；所述第一层在与所述高折射率材料层接触的表面上具有凹凸结构；且所述第三层在与所述第二层接触的表面相反的表面上具有凹凸结构。本专利技术的一个实施方案为包含固态发光元件的发光装置。另外，本专利技术的一个实施方案为包含所述发光装置的照明装置。根据本专利技术的一个实施方案，可提供廉价且具有高光提取效率的固态发光元件。 此外，可提供包含所述固态发光元件的发光装置或包含所述发光装置的照明装置。附图说明图IA和IB各自图示作为本专利技术的一个实施方案的固态发光元件的一个实例。图2A-2F图示根据实施方案的结构体的实例。图3A-3C图示根据实施方案的有机EL元件的实例。图4A和4B图示根据实施方案的照明装置的实例。图5A-5D图示根据实施例的有机EL元件的实例。图6A-6D图示根据实施例的固态发光元件的实例。专利技术详述将参考附图详细描述实施方案和实施例。应注意，本专利技术不受以下描述限制，且本领域技术人员可容易地理解可在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。因此，不应该将本专利技术视为局限于实施方案和实施例中的描述。应注意，在如下所述的本专利技术的结构中，相同部分或具有类似功能的部分在不同附图中由相同参考数字指示，且不重复这类部分的描述。(实施方案1)在该实施方案中，将参考图IA和IB和图2A-2F描述作为本专利技术的一个实施方案的固态发光元件。图IA中图示的固态发光元件包含结构体101、高折射率材料层201和发光体301。结构体101具有透射可见光的性质(在下文中，简称为“透光性质”)和在其顶侧和底侧的每一个上的凹凸结构。虽然条纹形式的凹凸结构是有效的，但是优选呈矩阵状的凹凸结构。结构体101的折射率大于1. 0且小于高折射率材料层201的折射率。具体地说， 优选结构体101的折射率大于或等于1. 3且小于高折射率材料层201的折射率。图2A-2F图示在本专利技术的一个实施方案的固态发光元件中包含的结构体101的实例。图2A-2F中图示的结构体101的每一个都在其顶侧和底侧的每一个上具有凹凸结构。结构体101的凹凸结构的图案不受特定限制。所述凹凸结构可具有例如半球形图案 (图2A-2D和图2F)或具有尖端的图案，诸如圆锥形或棱锥形(例如，三棱锥或正方棱锥) (图 2 。在结构体101与高折射率材料层201相接触的一侧上的凹凸结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：濑尾哲史，池田寿雄，川田琢也，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：
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