發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為有機電致發(fā)光元件（以下，稱作"有機EL元件"），已知在形成于透明基板的 表面的透明電極（陽極）上依次層疊空穴輸送層、有機發(fā)光層、電子輸送層、陰極而得到的 元件。通過在陽極與陰極之間施加電壓，從有機發(fā)光層產(chǎn)生光。產(chǎn)生的光透過透明電極及 透明基板被取出到外部。
[0003] 有機EL元件具有以下等特征：是自發(fā)光型的元件，具有比較高效的發(fā)光特性，能 夠以各種色調(diào)發(fā)光。因此，被期待靈活運用于顯示裝置（例如平板顯示器）的發(fā)光體、或光 源（例如液晶顯示裝置用的背燈或照明），并且一部分已經(jīng)被實用化。為了在這些用途中應(yīng) 用有機EL元件，希望具有更高效率、長壽命、高亮度的良好特性的有機EL元件的開發(fā)。
[0004] 支配有機EL元件的效率的因素主要是電一光變換效率、驅(qū)動電壓、光取出效率這 3個。
[0005] 關(guān)于電一光變換效率，由于最近的所謂磷光材料的出現(xiàn)，報告了外量子效率超過 20%的情況。該值如果換算為內(nèi)量子效率，則可以認(rèn)為大致相當(dāng)于100%。即，可以說在實 驗上確認(rèn)到電一光變換效率大致達(dá)到極限值的例子。
[0006] 關(guān)于驅(qū)動電壓，能夠得到在增加與能隙相當(dāng)?shù)碾妷旱?0%~20%左右的電壓下 進(jìn)行比較高的亮度的發(fā)光的元件。換言之，通過驅(qū)動電壓的降低來提高有機EL元件的效率 的余地不怎么大。
[0007] 因而，不怎么能夠期待通過電一光變換效率及驅(qū)動電壓這兩個因素的改善來提高 有機EL元件的效率。
[0008] 另一方面，有機EL元件的光取出效率根據(jù)發(fā)光圖案及內(nèi)部的層構(gòu)造而稍稍變動， 但一般是20 %~30%左右，改善的余地較大。作為光取出效率這樣變低的理由可以舉出， 構(gòu)成產(chǎn)生光的部位及其周邊部的材料具有高折射率性及光吸收性等特性。因此會發(fā)生以下 問題：發(fā)生在折射率不同的界面處的全反射及材料對光的吸收，光不能有效地向觀測發(fā)光 的外界傳播。結(jié)果，在有機EL元件中，無法靈活利用的光占整個發(fā)光量的70%~80%。因 此，非常大地期待通過光取出效率的提高來提高有機EL元件的效率。
[0009] 基于這樣的背景，以前進(jìn)行了許多用來提高光取出效率的嘗試。例如，專利文獻(xiàn)1 公開了一種為了抑制界面處的全反射而設(shè)有衍射光柵的有機EL元件。專利文獻(xiàn)2公開了 一種在透明基板的表面設(shè)有微透鏡陣列的有機EL元件。專利文獻(xiàn)3公開了一種設(shè)有光學(xué) 片的有機EL元件，該光學(xué)片具有在粘接劑中分散著微珠（beads)的光學(xué)層。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :特許第2991183號說明書
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :特開2004 - 241130號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :特開2003 - 100444號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，將光的取出效率提高的效果是有限的，要求進(jìn)一步的 效率的提高。該課題并不限于上述的有機EL元件，關(guān)于無機EL元件或采用通常的發(fā)光二 極管等的其他種類的發(fā)光裝置也同樣適用。
[0017] 本申請的非限定性的例示性的一個實施方式，提供一種能夠提高光的取出效率的 發(fā)光裝置。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 為了解決上述課題，作為本發(fā)明的一技術(shù)方案的光取出片具備：透光性基板，具有 第1主面及第2主面；第1光取出構(gòu)造，設(shè)在上述透光性基板的上述第1主面?zhèn)?，具有折?率比上述透光性基板低的低折射率層以及折射率比上述低折射率層高的高折射率層，上述 低折射率層形成在上述透光性基板及上述高折射率層之間，上述高折射率層及上述低折射 率層的界面具有凹凸形狀；第2光取出構(gòu)造，設(shè)在上述透光性基板的上述第2主面?zhèn)?，?gòu)成 為使得透射過上述透光性基板并以40度到60度的入射角入射的光的平均透射率為42 %以 上。
[0020] 上述一般性且特定的形態(tài)能夠利用系統(tǒng)、方法及計算機程序來實現(xiàn)，或者能夠利 用系統(tǒng)、方法及計算機程序的組合來實現(xiàn)。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案的發(fā)光裝置，能夠提高光的取出效率。
【附圖說明】
[0023] 圖1是表示例示性的實施方式的有機EL元件的剖面圖。
[0024] 圖2A是表示凹凸構(gòu)造的一例的平面圖。
[0025] 圖2B是表示凹凸構(gòu)造的一例的剖面圖。
[0026] 圖3A是不意地表不微透鏡陣列的例子的圖。
[0027] 圖3B是不意地表不光擴散層的例子的圖。
[0028] 圖4是表示光透射率的測量方法的圖。
[0029] 圖5A是表示微透鏡陣列的排列例的平面圖。
[0030] 圖5B是圖5A的A-A'線剖面圖。
[0031] 圖6A是表示作為外部光取出層而使用微透鏡陣列的情況下的透射率的入射角度 依存性的圖。
[0032] 圖6B是表示作為外部光取出層而使用光擴散層的情況下的透射率的入射角度依 存性的圖。
[0033] 圖6C是表示作為外部光取出層而使用光擴散層的情況下的透射率的入射角度依 存性的圖。
[0034] 圖7是表示測量光以怎樣的角度分布向外部光取出層入射的方法的圖。
[0035] 圖8A是表示試制出的一些元件的每單位面積的光強度的入射角度依存性的曲線 圖。
[0036] 圖8B是用來說明試制出的元件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0037] 圖9是表示試制出的元件的凹凸構(gòu)造的圖。
[0038] 圖10是用來說明斯涅爾法則的圖。
[0039] 圖11是表示改變了低折射率層的折射率時的光強度的入射角度依存性的圖。
[0040] 圖12是表示在使用微透鏡陣列的情況和使用擴散層的情況中、光取出效率的低 折射率層的折射率依存性怎樣地不同的實驗結(jié)果。
[0041] 圖13是在光取出效率的計算中表示來自發(fā)光層的光的角度分布的圖。
[0042] 圖14是表示在使用微透鏡陣列的情況和使用擴散層的情況中、光取出效率的低 折射率層的折射率依存性怎樣地不同的計算結(jié)果。
[0043] 圖15是表示光取出效率對于高折射率層的折射率的依存性的曲線圖。
[0044] 圖16是表示入射角度40~60度的光的透射率對于微透鏡的縱橫比的依存性的 曲線圖。
[0045] 圖17是表示改變了縱橫比時的光強度相對于入射角度的依存性的曲線圖。
[0046] 圖18是表不微透鏡陣列的變形例的圖。
[0047] 圖19是表示改變了外部光取出層的結(jié)構(gòu)時的光強度對于入射角度的依存性的變 化的曲線圖。
[0048] 圖20A是表示作為外部光取出層而采用金字塔構(gòu)造的例子的平面圖。
[0049] 圖20B是表示圖20A的B-B'線剖面圖。
[0050] 圖21是表示采用金字塔構(gòu)造時的入射角40~60度的光的透射率對于頂角的依 存性的曲線圖。
[0051] 圖22是表示改變了金字塔構(gòu)造的頂角時的光強度的變化的曲線圖。
[0052] 圖23是用來說明凹凸構(gòu)造的周期的圖。
[0053] 圖24是用來說明凹凸構(gòu)造的周期的另一圖。
[0054] 圖25的（a)是表示凹凸構(gòu)造的第1例的圖，圖25的（b)是表示凹凸構(gòu)造的第2 例的圖，圖25的（c)是表示凹凸構(gòu)造的第3例的圖。
[0055] 圖26是表示光取出效率對于凹凸形狀的寬度的依存性的曲線圖。
[0056] 圖27是表示隨機性受到控制的凹凸構(gòu)造的例子的圖。
[0057] 圖28是表示光取出效率對于凹凸構(gòu)造的高度h的依存性、和由隨機性的程度帶來 的光取出效率的依存性的曲線圖。
[0058]圖29是表示完全的隨機圖案與隨機性受到控制的隨機圖案的差異的曲線圖。
[0059] 圖30的（a)是表示完全的隨機圖案的傅立葉成分的圖，圖30的（b)是表示隨機 性受到控制的圖案的傅立葉成分的圖。
[0060] 圖31是表示凹凸構(gòu)造的變形例的圖。
[0061] 圖32是表示發(fā)光強度的角度分布的測量方法的圖。
[0062] 圖33A是表示根據(jù)發(fā)光點的位置而光強度的入射角度依存性不同的第1曲線圖。
[0063] 圖33B是表示根據(jù)發(fā)光點的位置而光強度的入射角度依存性不同的第2曲線圖。
[0064] 圖34是表示發(fā)光效率對于發(fā)光點的位置的依存性的曲線圖。
[0065] 圖35是表示改變了發(fā)光點的位置時的穿過內(nèi)部光取出層的光的強度的入射角度 依存性的曲線圖。
[0066] 圖36是表示改變了發(fā)光點的位置時的入射角度包含在0°~20°、20°~40°、 40°~60°的各范圍中的光的總量的變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0067] 在說明具體的實施方式之前，首先說明作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的認(rèn)識。
[0068] 在以往的通常的有機EL元件中，有機發(fā)光層的折射率是1. 7~2. 0,透明基板的折 射率是約1.5,所以在有機發(fā)光層和透明基板的界面發(fā)生全反射。根據(jù)本發(fā)明者們的解析， 該全反射帶來的光的損失達(dá)到放射光整體的約50%以上。進(jìn)而，由于透明基板的折射率是 約1. 5,空氣的折射率是約1. 0,所以在透明基板與空氣的界面發(fā)生的全反射帶來的光的損 失也為到達(dá)透明基板的界面的光的約50%左右。這樣，這兩個界面處的全反射損失非常大。
[0069] 本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了能夠降低這兩個界面處的全反射損失的新的結(jié)構(gòu)。具體而言， 發(fā)現(xiàn)了如下情況：通過在發(fā)光層與透明基板之間設(shè)置產(chǎn)生光的衍射的第1光取出構(gòu)造、并 在透明基板的與發(fā)光層相反的一側(cè)設(shè)置微透鏡陣列等第2光取出構(gòu)造，能夠使光取出效率 提尚。以下，說明基于該認(rèn)識的實施方式。
[0070] 本發(fā)明的實施方式的概要是以下這樣的。
[0071] (1)作為本發(fā)明的一技術(shù)方案的發(fā)光裝置，具備：發(fā)光元件，產(chǎn)生平均波長A的 光；光取出片，使從上述發(fā)光元件產(chǎn)生的光透射。上述發(fā)光元件具有：第1電極，具有光透射 性；第2電極；發(fā)光層，設(shè)在上述第1及第2電極之間。上述光取出片具有：透光性基板，具 有第1主面及第2主面；第1光取出構(gòu)造，設(shè)在上述透光性基板的上述第1主面?zhèn)?，具有?射率比上述透光性基板低的低折射率層以及折射率比上述低折射率層高的高折射率層，上 述低折射率層形成在上述透光性基板及上述高折射率