透光性基板（2）上设置有透明电极（4）、有机发光层（5）、对向电极（6）的有机EL元件（1），层压有与透明电极（4）邻接的高折射率层（31）和与透光性基板（2）邻接的低折射率层（32）的光输出层（3），在该高折射率层（31）与低折射率层（32）之间的界面具备由凸部（311）及凹部（312）构成的多个凹凸部单元（31A），从多个凹凸部单元（31A）中的至少一个高折射率层（31）与低折射率层（32）之间的界面至透明电极（4）与高折射率层（31）之间的界面的距离d1在光学可干涉距离以上，且凸部（311）的高度d2、凸部（311）的宽度d3、及凸部（311）和隔着凹部（312）邻接的凸部（311）之间的间隔d4在1μm以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机电致 发光元件及照明装置。
技术介绍
已知一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间具备含有发光层的有机薄膜层，通过从阳极注入到发光层的空穴和从阴极注入到发光层的电子在有机薄膜层再结合，由该再结合而产生激子(exciton)能量,从而得到发光。有机电致发光元件中，发挥作为自发光型元件的优点、发光效率、图像质量、耗电、以及薄型的设计性优异的发光元件备受期待。有机电致发光元件的光学设计中，为了提高发光效率，对光学干涉距离进行调整。通过调整空穴输送层等的有机层膜厚，可有效提高发光效率、进行发光光谱的变调，在元件设计中是不可欠缺的方法。但是，仅靠调整光学干涉距离无法输出封闭在元件内部的光。因此，有提案提出了具备可有效输出封闭在元件内部的光、飞跃性提升发光效率的结构的元件。向支撑有机薄膜层的透光性支撑基体(透光体)所处方向输出光的元件构成中，光的损失主要分类为以下模式。(i)由于透光体与空气之间的界面的全反射，封闭于透光体内的光的模式(基板模式)(ii)由于透明电极与透光体之间的界面的全反射，封闭于透明电极及有机层内的光的模式(薄膜模式)(iii)被金属电极作为表面等离子吸收的光的模式(表面等离子模式)这些损失模式，相对于有机发光层中的总发光能量，根据发光分子的存在状态，从数10%至接近100%。因此，如何将这些损失模式输出至外部是开发高效率发光的有机电致发光元件所必需的。起因自上述基板模式、薄膜模式及表面等离子模式的光的封闭，均是由于发光层中被辐射的光被作为渐逝光封闭在元件内部。作为输出兀件内部中作为渐逝光被封闭的光的具体方法，报告有各种方法。作为基板模式的光的输出方法，有提案提出，在透光性支撑基体表面设置光散射微粒和微透镜等凹凸结构的方法。例如，专利文献I中，依次配置有电极、电致发光层及透光体，另外，在透光体的光输出面侧还设置有具有光散射功能的层。通过在透光体与空气之间的界面配置光散射微粒，从基板模式输出光。此外，作为实施方式，也有提案提出，在透光体内部具备散射层等结构以改变光的方向、抑制全反射的元件构成。作为薄膜模式的光的输出方法，有提案提出，在透光性基体与透明电极层之间具备光散射层的元件结构。光散射层使用的是，使粒径从数IOnm至数10 ii m左右的二氧化钛等高折射率微粒分散于粘结剂树脂中的层、多孔性的二氧化硅层、或各种光散射性的新型材料。例如，专利文献2中，电极、电致发光层、高折射率透明电极层及透光体依次被配置，此外，在高折射率透明电极层及透光体各自的光输出面侧，设置有浸出光扩散层。浸出光扩散层是由低折射材料构成的基质中含有令光散射的粒子的层，具有令渐逝光散射的功能，从而进行薄膜模式的光输出。此处，光散射功能指的是，使发光光线通过Mie散射而多重散射，令在有机薄膜层内部行进的导光向光输出方向散射。此外，专利文献2使用的方法中，特别是由于光输出层与透明电极之间的界面的平坦性差，透明电极成膜时会出现问题，因此需要用于制作可靠性更高、光输出效率高的有机电致发光元件的方法。 此外，专利文献3提出，通过将微透镜等凹凸结构设置于透光性电极及透光性基板之间，抑制光的全反射的方法。此外，通过具备含有亚微米程度的微细周期结构的衍射光栅和光子结晶来抑制光的分散关系(能量 波数的关系)、提高光输出效率的方法也被广泛研究。例如，专利文献4或专利文献5中提出，在透光性的基板与第I电极之间具备含有亚微米程度的周期性的衍射光栅部的有机电致发光元件。这些有机电致发光元件中，通过具备衍射光栅，可输出成为渐逝光被封闭的光(薄膜模式的光)。专利文献I :日本专利特开平8-83688号公报专利文献2 :日本专利第4140541号公报专利文献3 :日本专利第4073510号公报专利文献4 :日本专利第4253302号公报专利文献5 日本专利第4386285号公报
技术实现思路
但是，即使有专利文献I至专利文献5记载的技术，还是存在无法充分提高光输出效率的问题。其中，专利文献I记载的方法中，无法有效输出封闭在透明电极和有机层中的薄膜模式和表面等离子模式的光。此外，专利文献4和专利文献5记载的技术，存在的问题是，由于具有亚微米程度周期性的衍射光栅而令白色光分光，特别不适宜用作照明装置的光源的发光元件。本专利技术的目的是提供光输出效率高、适宜用作照明装置光源的有机电致发光元件。特别是提供可调整薄膜模式和表面等离子模式的光学损失、还可将薄膜模式的光有效输出而提高外部量子效率的同时，可得到衍射性小的良好白色发光的有机电致发光元件。此外，本专利技术的目的是提供具备该有机电致发光元件的照明装置。本专利技术者对于有效输出封闭在有机电致发光兀件内的发光层发出的光的方法进行专心研究后发现，通过使规定的凹凸形状介于透明电极与透明基板之间的界面，可以抑制该界面的全反射，将由全反射产生的渐逝光有效输出至元件外部。本专利技术基于此发现而成。本专利技术的有机电致发光元件是具备有透明电极、对向电极、设置于这些透明电极和对向电极之间的有机发光层与透光性基板的有机电致发光元件，其特征在于，上述透明电极中，在与上述有机发光层的相对面的反面邻接设置有光输出层，该光输出层具备有从上述透明电极侧依次层压的高折射率层及低折射率层，上述透光性基板被与上述低折射率层邻接设置，在使上述光输出层朝上的状态下相对于上述对向电极观察上述有机电致发光元件的厚度方向截面时，上述高折射率层，在该高折射率层与上述低折射率层之间的界面具备由凸部及凹部构成的多个凹凸部单元，上述多个凹凸部单元中的至少一个凹凸部单元的上述高折射率层与上述低折射率层之间的界面至上述透明电极与上述高折射率层之间的界面的距离Cl1在光学可干涉距离以上，且上述凸部的高度d2、上述凸部的宽度d3、及上述凸部与隔着上述凹部邻接的其他凸部之间的间隔山在Iym以上。根据本专利技术，从上述透光性基板侧令光输出的有机电致发光元件中，通过将膜厚在光学可干涉距离以上的高折射率层设置于透明电极及透光性基板之间，可以减少结合于表面等离子模式的比例，提高对薄膜模式的结合效率。已知技术中，由于没有考虑将该高折射率层设置于该位置，因此与表面等离子模式结合的比例大，光输出结构的效果有限。本专利技术的构成中，为了从结合效率得到提高的薄膜模式输出光，通过具备由高折射率材料及低折射率材料构成的凹凸结构，可有效改善光输出效率。即，由于从透明电极侧依次层压了高折射率层及低折射率层的光输出层与透明电极邻接设置、上述凹凸部单元位 于高折射率层与低折射率层之间的界面，因此，薄膜模式的光中，以临界角以上的角度入射至高折射率层的光在该界面不会全反射，而是透过至低折射率层，最终经过透光性基板，光被输出至外部。因此可以提高有机发光层产生的辐射光的输出效率。此外，由于凸部的高度d2、宽度d3、及凸部相互之间的间隔d4充分地大于可见光区域的波长，因此，如具有亚微米程度的周期性及突出高度的衍射光栅般，白色光难以被分光。因此，本专利技术的有机电致发光元件可以得到衍射性小的良好的白色发光，适用于照明装置的光源。已知技术中，由于采用了亚微米程度的凹凸结构，在光输出的同时被衍射。此夕卜，要利用已知技术输出白色发光，白色光中仅部分波长的光的光输出效率上升，伴随放射角度，光输出效率会变化，因此存在色调随观察发光元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：奈良冈亮，福田雅彦，熊均，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：
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