發(fā)光元件及發(fā)光元件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光元件及發(fā)光元件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光元件之一為具有有機發(fā)光層的發(fā)光元件。在該發(fā)光元件中，期望提高在有機發(fā)光層發(fā)出的光中射出到外部的光的比例(光提取效率)。
[0003]專利文獻(xiàn)I?4中公開了通過與透光性基板平行地配置衍射光柵(周期結(jié)構(gòu))來提高光提取效率。另外，專利文獻(xiàn)5中也公開了使用衍射光柵來實現(xiàn)光提取效率的提高。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2009- 272194號公報
[0007]【專利文獻(xiàn)2】日本特開2011- 014361號公報
[0008]【專利文獻(xiàn)3】日本特開2012- 014976號公報
[0009]【專利文獻(xiàn)4】日本特開2011— 222421號公報
[0010]【專利文獻(xiàn)5】日本特開2008- 269962號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的問題
[0012]有機EL(Electro Luminescence)發(fā)光元件例如通過在玻璃基板等透光性基板上層合透光性電極、包含發(fā)光層的有機功能層、金屬電極而構(gòu)成。
[0013]在這樣的發(fā)光元件中，透光性基板的法線方向的光、與透光性基板的法線方向相近的角度的光容易被提取到外部。但是，相對透光性基板的法線而言角度大的光，由于透光性基板與透光性電極的折射率差而在它們的界面發(fā)生全反射等原因，而難以被提取到外部。
[0014]本發(fā)明所要解決的課題的一個例子是提高發(fā)光元件的光提取效率。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]技術(shù)方案I所涉及的發(fā)明是一種發(fā)光元件，所述發(fā)光元件具有:
[0017]透光性基板；
[0018]發(fā)光層，以所述透光性基板為基準(zhǔn)，配置于光提取側(cè)的相反側(cè)；和
[0019]衍射光柵層，以所述透光性基板為基準(zhǔn)，配置于上述光提取側(cè)的相反側(cè)，
[0020]所述衍射光柵層具有:
[0021]透光性的基礎(chǔ)部；和
[0022]復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體，所述復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體在所述基礎(chǔ)部內(nèi)在與所述透光性基板交叉的方向上周期性地配置，形成衍射光柵。
[0023]技術(shù)方案10涉及的發(fā)明是一種發(fā)光元件的制造方法，包括下述工序:
[0024]以透光性基板為基準(zhǔn)，在光提取側(cè)的相反側(cè)形成發(fā)光層的工序；和
[0025]以所述透光性基板為基準(zhǔn)，在所述光提取側(cè)的相反側(cè)形成衍射光柵層的工序，
[0026]在形成所述衍射光柵層的工序中，形成包含透光性的基礎(chǔ)部和復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體的所述衍射光柵層，所述復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體在所述基礎(chǔ)部內(nèi)在與所述透光性基板交叉的方向上周期性地配置，形成衍射光柵。
【附圖說明】
[0027]通過下文所述的優(yōu)選實施方式以及其所附的下述附圖，進(jìn)一步闡明上述目的、以及其他目的、特征及優(yōu)點。
[0028]【圖1】
[0029]圖1 (a)是實施方式涉及的發(fā)光元件的剖視圖，圖1 (b)是圖1 (a)的主要部分放大圖。
[0030]圖2是圖1 (b)的主要部分放大圖。
[0031]圖3是表示有機功能層的層結(jié)構(gòu)的第I例的剖視圖。
[0032]圖4是表示有機功能層的層結(jié)構(gòu)的第2例的剖視圖。
[0033]圖5(a)是實施例1涉及的發(fā)光元件的剖視圖，圖5 (b)是圖5(a)的主要部分放大圖。
[0034]圖6是實施例1涉及的發(fā)光元件的立體圖。
[0035]圖7 (a)?(C)是表示實施例1涉及的發(fā)光元件的衍射光柵層的衍射光柵的圖，其中，(a)為側(cè)剖視圖，(b)為正視圖、(C)為俯視圖。
[0036]圖8(a)?(e)是用于說明實施例1涉及的發(fā)光元件的制造方法的圖。
[0037]圖9 (a)?(d)是表示實施例2涉及的發(fā)光元件的衍射光柵層的衍射光柵的圖，其中，(a)為側(cè)剖視圖，(b)為正視圖，(C)為俯視圖，(d)為表示(b)的一部分的圖。
[0038]圖10是實施例3涉及的發(fā)光元件的主要部分的剖視圖。
[0039]圖11(a)是實施例4涉及的發(fā)光元件的主要部分的剖視圖，圖11(b)是圖11(a)的主要部分放大圖。
[0040]圖12 (a)?(C)是表示實施例4涉及的發(fā)光元件的衍射光柵層的衍射光柵的第I例的圖，其中，(a)為側(cè)剖視圖，(b)為正視圖，(C)為俯視圖。圖12(d)?(f)是表示實施例4涉及的發(fā)光元件的衍射光柵層的衍射光柵的第2例的圖，其中，(d)為側(cè)剖視圖，(e)為正視圖，⑴為俯視圖。
[0041]圖13(a)?(C)是用于說明實施例4涉及的發(fā)光元件的制造方法的圖。
[0042]圖14(a)是實施例5涉及的發(fā)光元件的俯視圖，圖14(b)是沿圖14 (a)B — B線的剖視圖。
[0043]圖15(a)是實施例6涉及的發(fā)光元件的主要部分的剖視圖，圖15(b)是圖15(a)的主要部分放大圖。
[0044]圖16(a)?(e)是用于說明實施例6涉及的發(fā)光元件的制造方法的圖。
[0045]圖17是實施例7涉及的發(fā)光元件的剖視圖。
[0046]圖18是實施例8涉及的發(fā)光元件的俯視圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，使用附圖對實施方式進(jìn)行說明。需要說明的是，在所有附圖中，同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的符號，并適當(dāng)省略說明。
[0048]圖1 (a)是實施方式涉及的發(fā)光元件100的剖視圖，圖1 (b)是圖1 (a)的主要部分放大圖。圖2是圖1(b)的主要部分放大圖。發(fā)光元件100被構(gòu)成為包含有機EL(ElectroLuminescence)元件。該發(fā)光元件100可以用作例如顯示器、照明裝置、或光通信裝置的光源。
[0049]本實施方式涉及的發(fā)光元件100具有透光性基板110、以透光性基板110為基準(zhǔn)配置于光提取側(cè)的相反側(cè)的發(fā)光層、和以透光性基板110為基準(zhǔn)配置于光提取側(cè)的相反側(cè)的衍射光柵層120。衍射光柵層120具有透光性的基礎(chǔ)部121、和復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122，所述復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122在基礎(chǔ)部121內(nèi)在與透光性基板110交叉的方向上周期性地配置，形成衍射光柵123。此處，所謂“與透光性基板110交叉”表示:與透光性基板110中的發(fā)光層側(cè)的面(圖1(a)中的下表面)交叉；與透光性基板110中的發(fā)光層側(cè)的相反側(cè)的面(圖1(a)中的上表面)交叉；或與透光性基板110延伸的面交叉。另外，所謂光提取側(cè)，是指后述的光提取面?zhèn)?例如光提取面IlOa側(cè))。
[0050]以下，出于使得說明簡要的目的，對發(fā)光元件100的各構(gòu)成要素的位置關(guān)系(上下關(guān)系等)為各圖中所示的關(guān)系時的情況進(jìn)行說明。但是，該說明中的位置關(guān)系與發(fā)光元件100使用時或制造時的位置關(guān)系無關(guān)。
[0051]本實施方式的情況下，如圖1(a)所示，發(fā)光元件100從上側(cè)開始依次具有透光性基板110、衍射光柵層120、第I電極130、有機功能層140和第2電極150。另外，有機功能層140被構(gòu)成為至少含有發(fā)光層。由此，衍射光柵層120配置于透光性基板110和發(fā)光層之間。
[0052]透光性基板110為由玻璃或樹脂等具有透光性的材料形成的板狀構(gòu)件。例如，透光性基板I1的上表面、即透光性基板110中的與有機功能層140為相反側(cè)的面成為平坦的光提取面110a。該光提取面IlOa與充滿光放出空間的空氣(折射率I)相接。需要說明的是，也可以在透光性基板110的上表面粘附光提取膜，該光提取膜的上表面構(gòu)成光提取面。
[0053]如上所述，衍射光柵層120包含衍射光柵123。如下文所詳細(xì)描述的那樣，光通過該衍射光柵123，由此該光被分為O次光及高次光。并且，其中一部分光的朝向變?yōu)橄蛏系某颍醋優(yōu)楸惶崛≈涟l(fā)光元件100的外部的朝向(圖1 (b)的I次光L2的朝向等)，由此發(fā)光兀件100的光提取效率提尚。
[0054]基礎(chǔ)部121例如由電介質(zhì)等構(gòu)成。基礎(chǔ)部121的折射率例如大于透光性基板110的折射率且為2.3以下?；A(chǔ)部121的材料例如可以與有機功能層140的材料相同。有機功能層140的折射率例如為1.6以上2.0以下左右。另外，基礎(chǔ)部121的折射率例如與第I電極130的折射率相同或大于第I電極130的折射率。
[0055]衍射光柵層120的結(jié)構(gòu)體122例如為在基礎(chǔ)部121上形成的中空區(qū)域。但是，結(jié)構(gòu)體122也可以由金屬構(gòu)成。另外，結(jié)構(gòu)體122也可以由與基礎(chǔ)部121的折射率不同的透光性的材料構(gòu)成。這種情況下，可通過向基礎(chǔ)部121的一部分照射光線，使該部分因熱而發(fā)生性質(zhì)改變，使其折射率發(fā)生變化，由此形成結(jié)構(gòu)體122。
[0056]第I電極130例如可以為由ITO(氧化銦錫，Indium Tin Oxide)、IZO(氧化銦鋅，Indium Zinc Oxide)等金屬氧化物導(dǎo)體形成的透明電極。但是，第I電極130也可以為薄至光可透過程度的金屬薄膜。
[0057]第2電極150例如為由Ag、Au、Al等的金屬膜形成的反射電極。第2電極150將從有機功能層140朝向第2電極150側(cè)的光反射向光提取面IlOa側(cè)。即，第2電極150兼作光反射層。
[0058]但是，第2電極150也可以由透明電極(其由IT0、IZO等金屬氧化物導(dǎo)體形成)形成，或者也可以由薄至光可透過程度的金屬薄膜形成，而在比第2電極150更靠下的下層設(shè)置光反射層(省略圖示)。
[0059]例如，第I電極130構(gòu)成陽極，第2電極150構(gòu)成陰極。通過在第I電極130和第2電極150之間施加電壓，由此有機功能層140的發(fā)光層發(fā)光。透光性基板110、衍射光柵層120、第I電極130、有機功能層140及第2電極150均使得有機功能層140的發(fā)光層所發(fā)出的光的至少一部分透過。發(fā)光層發(fā)出的光的一部分從透光性基板110的光提取面IlOa被射出(提取)到發(fā)光元件100的外部(即上述光放出空間)。
[0060]衍射光柵層120中，結(jié)構(gòu)體122以外的區(qū)域可以全部成為基礎(chǔ)部121，衍射光柵層120也可以被構(gòu)成為還含有除結(jié)構(gòu)體122及基礎(chǔ)部121以外的區(qū)域。
[0061]衍射光柵層120中，復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122在與透光性基板110交叉的方向上周期性地(重復(fù))配置。更具體而言，例如，復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122在與透光性基板110交叉的方向上，以恒定的間隔而配置。但是，相鄰結(jié)構(gòu)體122彼此的間隔也可以不恒定。如圖1所示，復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122的排列方向例如可以為與透光性基板110垂直的方向。但是，復(fù)數(shù)個結(jié)構(gòu)體122的排列方向只要是與透光性基板110交叉的方向即可，也可以為其他方向。
[0062]例如，透光性基板110的一面(圖1(a)中的下表面)與衍射光柵層120的一面(圖1(a)中的上表面)相互接觸。另外，衍射光柵層120的另一面(圖1(a)中的下表面)與第I電極130的一面(圖1(a)中的上表面)相互接觸。另外，第I電極130的另一面(圖1(a)中的下表面)與有機功能層140的一面(圖1(a)中的上表面)相互接觸。另外，有機功能層140的另一面(圖1 (a)中的下表面)與第2電極150的一面(圖1 (a)中的上表面)相互接觸。但是，透光性基板110與衍射光柵層120之間也可以存在其他層。同樣地，衍射光柵層120與第I電極130之間也可以存在其他層。同樣地，第I電極130與有機功能層140之間也可以存在其他層。同樣地，有機功能層140與第2電極150之間也可以存在其他層。
[0063]接下來，說明有機功