CN104509206A - 有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机电致发光元件，其中，透明第一电极5、有机发光层6及第二电极7以此顺序堆叠在透光性基板1上。透光性基板1包括朝向第一电极5的防潮层1a。LR层2和HR层3从防潮层1a以此顺序位于防潮层1a与第一电极5之间，HR层3的折射率高于LR层2的折射率。在LR层2与HR层3之间的界面处提供凹凸结构4。防潮层1a的线膨胀系数α、LR层2的线膨胀系数β、HR层3的线膨胀系数γ满足关系式：α≤β≤γ。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件。
背景技术
在有机电致发光元件(下文中称为“有机EL元件”)的已知常用结构中，用作阳极的透明电极、空穴传输层、发光层、电子注入层和阴极以此顺序堆叠在透明基板的表面上。已知了，将这个有机EL元件用于生产平面发光设备(照明板)。在这个有机EL元件中，响应于在阳极与阴极之间施加的电压而在有机发光层中产生光，产生的光通过透明电极和透明基板发射到外部并在外部前进。
有机EL元件给与了不同波长的自发射光，具有相对高的产率。这种有机EL元件预计会应用于生产显示装置(例如用于诸如平板显示器的光发射器)和光源(例如液晶显示背光和照明光源)。可以为实际使用开发了一些有机EL元件。近来，考虑到有机EL元件在这种使用的应用和发展，期待具有高效率、长寿命和高亮度的有机EL元件。
认为有机EL元件的效率主要受电-光转换效率、驱动电压和光取出效率三个来支配。关于电-光转换效率，报告了具有由磷光质发光材料构成的发光层的有机EL元件可以具有大于20％的外量子效率。将20％的外量子效率认为是对应于约100％的内量子效率。认为已经开发了具有达到极限值的电-光转换效率的有机EL元件。在驱动电压方面，已经开发了一种有机EL元件，其在接收到比对应于发光层的能隙的电压高10到20％的电压时显示出相对高的亮度。结果，预计这两个因素(电-光转换)的改进对于有机EL元件的效率的增大不会非常有效。
通常，有机EL元件具有在约20到30％范围中的光取出效率(这个值取决于照明模式和/或在阳极与阴极之间的层结构而略有变化)。这个光取出效率不高。这个低光取出效率可以由以下考虑来解释：用于发光部分及其附近的材料具有诸如高折射率和光吸收特性的特性，因此在具有材料对光的不同折射率和吸收的材料之间的界面会出现全反射，这导致光到外部的有效传播的抑制。这种低光取出效率意味着70到80％的总发光量对发光没有做出有效贡献。结果，认为光取出效率的改进导致有机EL元件的效率中很大的增加。
考虑到以上背景，为了改进光取出效率，进行了积极的研究和开发。尤其是，为了增大从有机层发出并到达基板层的光量做出了很大的努力。例如，有机层具有约1.7的折射率，总体上充当基板的玻璃层具有约1.5的折射率，总体上用于透明电极的ITO具有在约1.8到2.0范围中的折射率。在此情况下，由在透明电极与玻璃层之间的界面的全反射引起的损失很可能达到全反射的光的约50％。考虑到将发出的光表示为来自有机分子的光的三维辐射的积分，通过使用点光源近似来计算约50％的值。不幸的是，在有机层与基板之间的界面的全反射趋向于导致大的损失。鉴于此，通过减小由有机层与基板之间的全反射引起的损失可以极大地改进有机EL元件的光取出效率。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2005-322490A
发明内容
技术问题
作为用于减小在有机层与基板之间的全反射损失的方法，已知有在基板与透明电极之间提供具有光取出结构的层的方法。通过在树脂中扩散细微颗粒以导致光的散射，或者通过向树脂层提供衍射结构来构成这种光取出结构。当光取出结构存在时，在光取出结构上形成的层的表面通常有可能是凹凸不平的。在这点上，优选的是，尽可能在并非凹凸不平的表面上形成透明电极与有机层。因此，通常以具有平坦表面的层覆盖光取出结构的凹凸不平的表面。因此，光取出结构由至少两层来实现，并将其限定为具有这两层的凹凸不平的界面的层状结构。例如，专利文献1公开了向两个透明树脂层之间的界面提供物理上凹凸不平的区域的技术。
但在形成光取出结构的过程中，除了平坦化以外，可以执行折射率的调整。这种折射率的调整可以借助使用颗粒等来进行。在此情况下，树脂可以包含颗粒，因此这种树脂有可能易碎的。结果，两层的热应力可以不同，因而，光取出结构和叠层(例如，发光层与电极)有可能易于碎裂。尤其是，在有机EL元件的生产中，在形成光取出结构后，在电极与有机层的温度高于树脂的温度的条件下形成它们。在这种加热条件下，有可能易于出现碎裂。因此，不可能形成良好的叠层，即使在堆叠层的情况下，在层中也可以出现细微的裂纹，因此可靠性会变差。此外，有机EL层在发光时可以产生热，因此由操作引起的热可能导致层的膨胀，这有可能导致裂纹出现。
鉴于以上的不足，本发明的目的在于通过减小全反射损失来提高光取出效率，并抑制裂纹等的出现，从而提供了一种具有高发光性能和高可靠性的有机电致发光元件。
解决问题的技术方案
根据本发明的有机电致发光元件包括以下结构。
所述有机电致发光元件包括：透光性基板；具有透光特性的第一电极；有机发光层；以及第二电极。第一电极、有机发光层和第二电极以此顺序堆叠在透光性基板上。透光性基板包括朝向第一电极的防潮层。有机电致发光元件包括：LR层和HR层，HR层的折射率高于LR层的折射率，LR层和HR层从防潮层以此顺序位于防潮层与第一电极之间；及在LR层与HR层之间的界面提供的凹凸结构。有机电致发光元件满足关系式：α≤β≤γ，其中，α表示防潮层的线膨胀系数，β表示LR层的线膨胀系数，γ表示HR层的线膨胀系数。
在根据本发明的有机电致发光元件的优选方案中，有机电致发光元件进一步包括辅助电极，其具有网状形状并提供在第一电极的表面上。在此情况下，更优选地，有机电致发光元件进一步包括绝缘膜，绝缘膜位于辅助电极靠近有机发光层的一侧上。
在根据本发明的有机电致发光元件的优选方案中，有机电致发光元件进一步包括凹槽区，所述凹槽区至少分隔HR层。在此情况下，优选地，凹槽区分隔HR层和LR层。此外，更优选地，凹槽区的宽度越向着其底部相比于其顶部变得越小，此外，更优选地，有机电致发光元件进一步包括辅助配线，所述辅助配线提供在凹槽区的内部。此外，更优选地，辅助配线的厚度等于或小于凹槽区的深度。此外，更优选地，有机电致发光元件进一步包括绝缘部分，所述绝缘部分提供在凹槽区的内部以便比辅助配线更接近第二电极。此外，更优选地，有机电致发光元件进一步包括在防潮层与LR层之间的绝缘层。有机电致发光元件满足关系式：α≤σ≤β≤γ，其中，σ表示绝缘层的线膨胀系数。
发明的有利效果
根据本发明，通过采用由LR层与HR层来实现的光取出结构，能够改进光取出效率。此外，由于这些有用的层(layer of interest)的线膨胀系数满足前述条件，所以能够抑制在这些有用的层以及在其上所形成的其他层中的裂纹等的出现。结果，能够获得具有高发光性能和高可靠性的有机电致发光元件。
附图说明
图1是示出有机电致发光元件的实施例的示例的截面图。
图2是示出有机电致发光元件的实施例的示例的切面平面图。
图3是示出有机电致发光元件的实施例的示例的截面图。
图4是示出有机电致发光元件的实施例的示例的局部截面图。
图5(a)至图5(g)是与产生有机电致发光元件的过程的示例有关的截面图。
图6(a)至图6(g)是与产生有机电致发光元件的过程的示例有关的截面图。
具体实施方式
图1显示了有机电致发光元件(有机EL元件)的实施例的示例。这个有机EL元件包括透光性基板1、具有透光特性的第一电极5、有机发光层6和第二电极7。第一电极5、有机发光层6和第二电极7以此顺序堆叠在透光性基板1上。透光性基板1包括朝向第一电极5的防潮层1a。有机EL元件包括LR层2和HR层3，HR层3的折射率高于LR层2的折射率，LR层2和HR层3从防潮层1a以此顺序位于防潮层1a与第一电极5之间。有机EL元件包括在LR层2与HR层3之间的界面提供的凹凸结构4。有机EL元件满足关系式：α≤β≤γ，其中，α表示防潮层1a的线膨胀系数，β表示LR层2的线膨胀系数，γ表示HR层3的线膨胀系数。如上所述，LR层2是具有低折射率的层，它放置在透光性基板1附近，HR层3是具有高折射率的层，它放置在第一电极5附近，因此，减小了折射率之间的差，从而抑制了全反射，因此可以增大射出到外部的光量。此外，在LR层2与HR层3之间的界面提供凹凸结构4，因此光由这个凹凸结构4散射，因而可以减小全反射损失，并从而进一步改进光取出效率。此外，LR层2与HR层3的线膨胀系数满足前述关系式，因此可以抑制裂纹等的出现。结果，可以获得高发光性能和可靠性的有机电致发光元件。
图2显示了图1的实施例的有机EL元件的平面图(即，在垂直于透光性基板1的表面的方向上观看时的图示)。在图2中，为了清楚地示出元件的内部结构，省略了密封件8，以截面线示出接合密封件8的区域。注意，图1显示了图2中沿线(i)-(i)的截面图。此外，虚线表示没有露出的辅助电极10。
透光性基板1是具有高透光特性的透明基板。在本实施例中，透光性基板1包括具有防潮特性的防潮层1a。当透光性基板1包括防潮层1a时，可以抑制水分通过透光性基板1的浸入。透光性基板1包括防潮层1a是足够的，因此透光性基板1可以仅由防潮层1a组成，或者可以由防潮层1a与除了防潮层1a以外的透明材料层的叠层组成。防潮层1a构成透光性基板1朝向第一电极5的部分。当透光性基板1由是防潮层1a的单层组成时，防潮层1a充当透光性基板1朝向第一电极5的层。当透光性基板1由两层或多层组成时，透光性基板1由防潮层1a与在相对第一电极5的防潮层1a的背面提供的透明材料层组成。图1显示了由防潮层1a限定的单层组成的透光性基板1。但可以在相对第一电极5的防潮层1a的背面上形成透明材料层。注意，术语“透光性”表示“透光的”。
防潮层1a可以是玻璃基板等。当防潮层1a是玻璃基板时，玻璃具有低透湿性，因此可以抑制水分到密封区域内部的浸入。在本实施例的有机EL元件中，LR层2与HR层3以此顺序堆叠在透光性基板1的防潮层1a的表面上，在HR层3的表面上提供由第一电极5、有机发光层6和第二电极7的叠层组成的发光叠层。在平面图(在垂直于基板的表面的方向上观看时)中，在其上提供发光叠层的区域是透光性基板1的中心区域。发光叠层借助密封件8覆盖来密封，密封件8在围绕发光叠层的***的位置接合到透光性基板1，从而将发光叠层布置在密封区域内部。
第一电极5与第二电极7限定了一对电极。通常，第一电极充当阳极，第二电极7充当阴极，但第一电极5也可以充当阴极，第二电极7可以充当阳极。第一电极5具有透光特性，可以充当允许光射出的电极。此外，第二电极7可以具有反光特性，在此情况下，从发光层向第二电极7发出的光可以借助第二电极7的反射而从透光性基板1射出到外部。可替换地，第二电极7可以是具有透光特性的电极。在第二电极具有透光特性的情况下，可以获得允许光从朝向密封件8的表面(后面)射出到外部的结构。可替换地，在第二电极7具有透光特性的情况下，通过将反光层提供给第二电极7的后面(相对于有机发光层6的背面)，从发光层向着第二电极7发出的光可以借助反射从透光性基板1射出到外部。在这点上，反光层可以是漫射的或者镜面的。
第一电极5可以由透明导电材料构成。例如，透明导电材料优选地可以是导电金属氧化物。导电金属氧化物可以由ITO、IZO、AZO等来例示。第二电极7可以由适当的电极材料构成。例如，第二电极7可以由Al或Ag构成。
在第二电极7是透光电极且允许光从密封件8射出到外部的结构的情况下，可以将反光膜提供给透光性基板1(或者防潮层1a)朝向外部的表面。在以此方式提供反光膜时，从有机发光层6发出、通过第一电极5传送并向着防潮层1a传播的光由反光膜反射，从而向着密封件8传播。因此，可以增大从密封件8射出的光量。反光膜可以由Al或Ag的反光金属膜构成。
有机发光层6是具有产生光的功能的层，通常由两个或多个功能层组成，功能层适当地选自于空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、夹层等。没有特别限定有机发光层6的厚度，例如可以在60到300nm的范围中。
在第一电极5是阳极而第二电极7是阴极的情况下，有机发光层6的层叠结构包括空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，例如它们从第一电极5以此顺序排列。注意，层叠结构不局限于这个示例，例如可以是发光层的单一结构，或者空穴传输层、发光层和电子传输层的层叠结构，或者空穴传输层和发光层的层叠结构，或者发光层和电子传输层的层叠结构。此外，发光层可以具有单层结构或者多层结构。为了获得白色发光，发光层可以以红、绿和蓝的三种掺杂剂颜料来掺杂，或者可以是蓝色空穴传输发光层、绿色电子传输发光层、和红色电子传输发光层的层叠结构，或者可以是蓝色电子传输发光层、绿色电子传输发光层、和红色电子传输发光层的层叠结构。此外，在成对的电极之间***并响应于在成对电极之间的电压的施加而发光的层叠结构可以视为一个发光单元。在此情况下，可以使用多单元结构。在多单元结构中，两个或多个发光单元堆叠并与其间的一个或多个夹层电连接。这种夹层可以具有透光和导电特性。多单元结构可以是两个或多个发光单元在成对电极(阳极与阴极)之间的厚度方向上堆叠的结构。
密封件8可以由具有低透湿性的基板材料构成。例如这种基板材料可以是玻璃基板。更具体地，基板材料可以是钠钙玻璃、无碱玻璃等。存在相对便宜的玻璃材料，因此可以减小元件的生产成本。密封件8可以包括或不包括用于容纳发光叠层的凹陷。在密封件8包括凹陷时，可以在覆盖发光叠层的侧部的情况下包围发光叠层。因此，可以进一步抑制水分的浸入，并改进密封特性。例如包括凹陷的密封件8可以是玻璃盖。在密封件8没有凹陷时，在密封件8的平面朝向透光性基板1的条件下获得密封，可以使用无任何修改的基体材料的板。但在密封件8没有凹陷时，必须构成充当用于围绕发光叠层的空间的侧壁。
密封件8借助接合材料接合到透光性基板1。将用于接合密封件8的接合材料提供给透光性基板1，以便围绕发光叠层的***。如图2中的截面线区域所示的，在本实施例中，提供接合材料以便与构成第一电极5的导电层的分离部分和HR层3的部分表面的表面接触，HR层3的部分表面通过在导电层的分离部分之间的间隙露出。密封件8以此方式借助接合材料接合到透光性基板1，因此将发光叠层与外部空间隔离并从而密封。
用于接合密封件8的接合材料可以是起到接合剂作用的适当材料。例如树脂接合材料。树脂接合材料优选地具有防潮特性。例如，在树脂接合材料包含干燥剂时，可以改进树脂接合材料的防潮特性。树脂接合材料可以具有作为主要成分的热固性树脂、紫外线固化树脂等。
在透光性基板1与密封件8之间的容纳发光叠层(有机发光层6)的空间(密封的内部空间9)可以以填料填充，或者充当中空的密封空间。在将密封的内部空间9用作密封空间时，借助使用密封件8易于获得密封，因而可以有助于元件的生产。此外，在密封的内部空间9没有以填料填充并充当密封空间时，优选地，在密封空间内部提供干燥剂组件，在此情况下，即使水分浸入到密封空间中，也可以吸收浸入的水分。例如，为了在密封空间内部提供干燥剂组件，可以将干燥剂组件贴附在密封件8朝向发光叠层的表面。
此外，在透光性基板1与密封件8之间的密封区域的密封的内部空间9以填料填充的情况下，即使在以密封件8密封的过程中，密封件8向内弯曲，例如也可以防止在密封件8与发光叠层之间的接触。因此，可以更安全地生产元件。填料可以由包含干燥剂或吸湿材料的可固化树脂成分组成。此外，在树脂成分是流体时，可以易于借助填料填充密封的内部空间9。填料可以是或不是可固化的。此外，在填料包含干燥剂或吸湿材料时，即使水分浸入内部，也可以在填料中吸收这些水分，因此可以抑制水分到达有机发光层6。
在有机EL元件中，在第一电极5与第二电极7之间施加电压，以导致在有机发光层6中空穴与电子之间的再结合，从而发光。因此，在密封区域外部必须提供电连接到第一电极5与第二电极7的电极端子。电极端子是用于与外部电极进行电连接的端子。在图1的实施例中，用于构成第一电极5的导电层的末端部分延伸到透光性基板1的***部分，以构成延长的电极16。这些延长的电极16充当电极端子。
延长的电极16位于透光性基板1的***部分的表面上。在图1的实施例中，延长的电极16在HR层3提供给透光性基板1的表面上形成，从而位于在其间具有HR层3的透光性基板1的***部分的表面上。将延长的电极16分类为电连接到第一电极5的延长的第一电极16a和电连接到第二电极7的延长的第二电极16b。在该实施例中，每一个延长的电极16都是用于构成第一电极5的导电层的一部分，其向着透光性基板1的***部分延伸，直到该部分位于放置密封件8的区域外部。更具体地，用于构成第一电极5的导电层包括末端部分，其在密封区域外部延伸，以便位于HR层3的表面上，从而充当延长的第一电极16a。此外，与用于构成第一电极5的导电层分离的部分在密封区域外部延伸，以便位于HR层3的表面上，从而充当延长的第二电极16b。每一个延长的第二电极16b都与以上形成的第二电极7在密封区域内部接触，因此每一个延长的第二电极16b都与第二电极7电连接。
注意，延长的电极16的结构(用于在密封区域外部提供电极的结构)不限于图1的实施例中所示的结构。例如，可以通过使用与用于构成第一电极5的导电层不同的导电层来构成延长的第一电极16a与延长的第二电极16b的至少之一。
在本实施例的有机EL元件中，将LR层2和HR层3以此顺序***到防潮层1a与第一电极5之间。此外，在LR层2与HR层3之间的界面中形成凹凸结构4。LR层2与HR层3的层叠结构限定了光取出结构。这个光取出结构是透光性的结构，且允许由有机发光层6发出的大量光通过第一电极5射出到外部。
LR层2是具有低折射率的层。LR层2也称为低折射率层。HR层3是具有高折射率的层。HR层3也称为高折射率层。
LR层2具有低折射率的描述表示LR层2具有比HR层3的折射率低的折射率，HR层3具有高折射率的描述表示HR层3具有比LR层2的折射率高的折射率。因此，LR层2可以具有等于或高于防潮层1a的折射率的折射率。可替换地，LR层2可以具有低于防潮层1a的折射率的折射率。此外，HR层3可以具有等于或低于第一电极5的折射率的折射率。可替换地，HR层3可以具有高于第一电极5的折射率的折射率。在折射率之间的优选关系的一个示例是折射率按照防潮层1a、LR层2与HR层3、第一电极5的顺序增大。在这个关系中，折射率逐渐增大，从而可以改进光取出效率。此外，优选地，LR层2的折射率等于或低于防潮层1a的折射率。在此情况下，可以更多地抑制在透光性基板1与LR层2之间的界面的全反射。在此情况下，例如LR层2的折射率可以低于防潮层1a的折射率，折射率按照LR层2、HR层3、和第一电极5的顺序增大。此外，优选地，HR层3的折射率等于或高于第一电极5的折射率。在此情况下，可以更多地抑制在第一电极5与HR层3之间的界面的全反射。在此情况下，例如LR层2的折射率可以低于防潮层1a的折射率，HR层3的折射率可以高于第一电极5的折射率。
为了通过减小在层之间的界面(在防潮层1a与LR层2之间的界面，和在HR层3与第一电极5之间的界面)的全反射而改进光取出效率(light-outcoupling efficiency)，优选地，通过使得相邻层的折射率彼此接近来减小在相邻层之间的差值，从发光层发出的光直接到达基板或在反射后到达基板。但当在基板与发光层之间的界面的差值较大时，由于由这个大差值引起的全反射，减小了射出到外部的光量。相反，在作为第一电极5下面的层(允许光射出到外部的层)而提供光取出结构时，其中，该取出结构具有与第一电极5的折射率接近的折射率，获得的效果类似于当减小在第一电极5与光取出结构的折射率之间的差值时所获得的效果，因此，可以改进光取出效率。此外，在使得作为光取出结构下面的层的LR层2的折射率接近于防潮层1a的折射率时，获得的效果类似于当减小在其折射率之间的差值时所获得的效果，因此，可以改进光取出效率。在相邻层的折射率之间的差值(防潮层1a与LR层2，或HR层3与第一电极5)优选地较小，例如可以等于或小于0.1，或者等于或小于0.3，但不限于这些示例。注意，在LR层2与HR层3之间提供凹凸结构4，在凹凸结构4与LR层2和HR层3之间的界面可以导致光的散射和漫射，因此一定程度上会存在其折射率之间的差值。
不特别限定在LR层2与HR层3的折射率之间的差值，但例如可以等于或大于0.1。不特别限定LR层2的折射率，但可以在1.4到1.7范围中。不特别限定HR层3的折射率，但可以在1.6到2.0范围中。
不特别限定防潮层1a的折射率，但例如当防潮层1a由玻璃材料制成时可以在1.4到1.6范围中。此外，不特别限定第一电极5的折射率，但可以在1.6到2.2范围中。但第一电极5的折射率的优选范围可以取决于材料和构成方法而改变。当第一电极5由诸如ITO之类的透明金属氧化物制成时，第一电极5的折射率可以在1.7到2.0范围中。在此情况下，便于折射率的调整。
由在LR层2与HR层3之间的界面提供的凹凸结构4限定的光取出结构可以是透镜阵列结构。透镜阵列结构表示在平面中密集地排列了细微凸起的结构。透镜阵列结构的每一个凸起都可以具有半球形状、折叠形状、金字塔形状(方形金字塔形状)等。在本实施例中，HR层3在LR层2上提供平面。通过提供平面，可以在第一电极5上稳定地形成附加层。注意，凹凸结构4可以是衍射结构。在凹凸结构4中，凹陷与凸起随机地排列在平面中。
此外，可以将凹凸的光取出功能部件、光散射层等提供给透光性基板1朝向外部的表面。在此情况下，将光取出功能部件提供给透光性基板1的表面，因而可以易于改进光取出效率。此外，防潮层1a朝向LR层2的表面可以是凹凸不平的。在此情况下，可以进一步改进光取出效率。但为了稳定地形成层，防潮层1a的表面优选地是平面。
LR层2与HR层3可以由树脂制成。通过使用树脂，便于折射率的调整，并可以易于将凹陷与凸起提供给在LR层2与HR层3之间的界面。例如，可以通过涂覆树脂成分来形成LR层2和HR层3。树脂优选地可以是可固化树脂，例如热固性树脂和光固性树脂。或者，树脂可以是热塑性树脂。树脂可以选自于丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
此外，LR层2与HR层3的至少之一可以由无机材料制成。在此情况下，可以易于形成凹凸结构4。无机材料可以选自于硅氧烷、钛氧烷等。
此外，LR层2与HR层3的至少之一可以是塑性层。可以通过贴附模塑产品(例如片和膜)来提供塑性层，模塑产品通过模制作为塑料的原材料的合成树脂并固化它来制备。塑性层可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和以酸乙二酯(PEN)的塑性材料制成。可替换地，塑性层可以由丙烯酸树脂、环氧树脂等制成。不特别限定塑料的构成方法，但可以是诸如压延、轧制和注射成型的适当构成方法。在使用这个塑性层的情况下，塑性层的基材优选地是柔软的。当基材是柔软的时，例如可以通过连续传送成卷的基材来将塑性层贴附到透光性基板1，因此可以易于贴附塑性层。此外，当基材是柔软的时，可以生产柔性元件。当使用塑料片时，可以通过贴附塑料片来提供塑性层。贴附可以借助于热压缩法或接合剂来进行。
例如可以借助设计诸如树脂或无机材料之类的材料的适当方法来调整LR层2与HR层3的折射率。例如，可以通过将低折射率颗粒或高折射率颗粒扩散或混合到这些层中来增大或减小LR层2与HR层3的折射率。例如，低折射率颗粒可以由硅石细微颗粒来例示。尤其是通过使用多孔的硅石细微颗粒，可以获得折射率有效减小的层。高折射率颗粒可以是折射率高于层的介质的折射率的树脂的树脂颗粒。可以通过增加微孔来进行折射率的调整。随着增加了大量微孔，减小了折射率。注意，在形成微孔的过程中，如果这种微孔包含氧气或水，元件就可能受损。因此，优选地，这种微孔不包含氧气或水。例如，优选地，以不活泼气体(例如氮气)填充微孔。
优选地，LR层2与HR层3包含具有光散射特性的颗粒。当它们包含具有光散射特性的颗粒时，进入LR层2与HR层3的光被散射，因此可以增大射出到外部的光量。优选地，具有光散射特性的颗粒是选自于以上低折射率颗粒和高折射率颗粒的颗粒，并具有光散射功能。在此情况下，可以由相同的颗粒来实现折射率的调整和提供光散射。因此，可以有效地改进光取出效率。根据由LR层2与HR层3构成的光取出结构，例如由于在凹凸不平的界面处或颗粒的表面处的反射，或者由在不同成分之间的界面的折射率之间的差值引起的折射，光被散射。
优选地，由LR层2与HR层3构成的光取出结构从在其上放置有机发光层6的中心区域延伸到密封区域的外部。此外，优选地，提供凹凸结构4用以覆盖在LR层2与HR层3之间的整个界面。的存在光取出结构时，由有机发光层6产生的光从透光性基板1通过HR层3和LR层2射出到外部。在这点上，如果由LR层2与HR层3提供的光取出结构具有光漫射特性，光被漫射，从而一些光线向着***传播。可以通过提供凹凸结构4来有效地引起光在LR层2与HR层3的漫射。如果LR层2与HR层3延伸到接合密封件8的位置，或者从这个位置向外，向着***部件传播的光量就有可能增大，因此光可以从与发光叠层不重叠的区域射出到外部。因此，可以减小或消除在***部件的不发光区域，因而获得具有平面中高发光面积比的有机EL元件。
可以通过堆叠LR层2与HR层3来形成在LR层2与HR层3之间的凹凸结构4，以使得其间的界面是凹凸不平的面。例如，在顺序堆叠LR层2与HR层3的情况下，在放置了LR层2或形成了LR层2后在LR层2的表面中形成凹陷和凸起，以便获得凹凸不平表面，此后形成HR层3。通过如此进行，可以易于形成凹凸结构4。LR层2与HR层3的堆叠可以通过涂覆树脂来进行。在通过形成凹陷和凸起来构成凹凸不平表面的情况下，可以通过以具有凹陷和凸起的压模压印来构成凹凸不平表面。可以借助压印光刻法形成凹凸不平的表面。例如，光压印光刻法允许有效且容易地形成提供高光取出效率的凹凸不平的表面。
在通过使用包含在树脂中的材料向树脂层的表面提供凹陷和凸起的情况下，通过混合具有允许向表面提供凹陷和凸起的尺寸的颗粒，可以形成由颗粒得到的凹陷和凸起。在此情况下，这种颗粒可以是用于调整折射率或提供光散射特性的颗粒。可替换地，LR层2和HR层3可以是堆叠的片。例如，通过将预先堆叠的片贴附到透光性基板，以使得在LR层2和HR层3之间的界面凹凸不平，可以易于同时提供LR层2和HR层3。可替换地，在可以贴附充当LR层2的片后，可以涂覆用于HR层3的树脂。可替换地，在可以涂覆用于形成LR层2的树脂后，可以贴附充当HR层3的片。在这些情况下，通过使用具有凹凸不平表面的片，可以易于形成凹凸结构4。
在借助涂覆形成LR层2和HR层3的情况下，涂覆方法可以适当的方法，例如，涂覆方法可以是旋涂、窄缝涂布等。此外，借助诸如照相凹版印刷和丝网印刷的印刷可以涂覆材料。在印刷的情况下，可以将材料涂覆在期望的图案中。
此外，在本实施例的有机EL元件中，当防潮层1a的线膨胀系数由α表示，LR层2的线膨胀系数由β表示，HR层3的线膨胀系数由γ表示时，这些层的线膨胀系数满足关系式：α≤β≤γ。当感兴趣层的线膨胀系数(在纵向上的热膨胀系数)满足以上关系式时，可以抑制裂纹等在感兴趣层和在其上形成的层中的出现。结果，可以获得具有高发光性能和高可靠性的有机电致发光元件。注意，在纵向上的热膨胀系数可以是在平面内方向上(沿层的表面的方向)的线膨胀系数。
在有机EL元件中，当在堆叠的两层中的热应力不同时，易于出现裂纹。尤其是，在生产有机EL元件的过程中，在形成光取出结构后，可以形成电极和有机层，同时它们的温度高于树脂的温度。因此，这个加热条件可以导致裂纹。但在本实施例中，调整热膨胀系数(线膨胀系数)以满足前述条件。因此，在生产有机EL元件的过程中的加热不太可能导致裂纹。因此，可以产生具有优异点连接性和高可靠性的元件。此外，可以在有机EL元件的操作中可以分散由热引起的热应力，因此可以减小裂纹的出现，并可以抑制诸如短路的故障。在这点上，LR层2是***在防潮层1a与HR层3之间的层。因此，如果LR层2具有相对高的热膨胀系数，就认为在加热时LR层2导致HR层3的应变的这个力会出现，因而有可能出现裂纹。因此，认为通过将LR层2的热膨胀系数设定为在HR层3与防潮层1a的热膨胀系数之间的热膨胀系数可以抑制裂纹的出现。
不特别限定防潮层1a的线膨胀系数，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于10且小于100。此外，不特别限定LR层2的线膨胀系数，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于40且小于110。此外，不特别限定HR层3的线膨胀系数，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于50且小于120。
在层的线膨胀系数之间的差优选地较小。因此，理论上，优选地，满足关系式：α＝β＝γ。即使不满足这个关系式，优选地，满足关系式：α<β＝γ或关系式：α＝β<γ。但实际上，层由不同材料构成，或者即使在层由相同材料构成时，作为层叠结构提供层，因而堆叠的层的热膨胀系数通常彼此不同。考虑到以上情况，为了满足关系式：α<β<γ是合乎实际且优选的。但LR层2和HR层3可以由相似的材料制成并以相似的方式堆叠，因此它们的折射率易于调整为相同的值。因此，满足关系式：α<β≤γ也是合乎实际且优选的。
在层的线膨胀系数之间的差优选地较小。更具体地，可以如下设定在线膨胀系数之间的差。首先，不特别限定在防潮层1a与HR层3的线膨胀系数之间的差，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于5且小于100。此外，不特别限定在防潮层1a与LR层2的线膨胀系数之间的差，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于3且小于80。此外，不特别限定在LR层2与HR层3的线膨胀系数之间的差，但按照“10-6×1/℃”可以等于或大于0且小于50。可以借助诸如TMA的通用测量设备测量线膨胀系数。
不特别限定线膨胀系数的调整，但可以借助适当的方法进行。例如，在防潮层1a由玻璃制成的情况下，基于这个玻璃的线膨胀系数来调整LR层2和HR层3的线膨胀系数。在LR层2和HR层3由树脂材料制成的情况下，通过选择树脂材料和/或添加剂可以调整其线膨胀系数。通常，线膨胀系数趋向于随添加的颗粒的数量的增大而减小。这是因为在许多情况下在膨胀率中颗粒比树脂更小。尤其是，可以通过添加诸如无机颗粒和无机填料的无机材料来减小膨胀率。因而，例如，通过将LR层2的颗粒的含量调整为大于HR层3的颗粒的含量，LR层2的线膨胀系数可以小于HR层3的线膨胀系数。
在图1的实施例的有机EL元件中，将具有网状形状的辅助电极10提供给第一电极5的表面。通过提供辅助电极10，可以增大电导率，因此获得的有机EL元件具有在发光面中改进的电流分布和平面中更均匀的光发射。在这点上，第一电极5由发光材料(例如透明金属氧化物)制成，因此通常具有相对高的电阻率，从而显示处较差的电导率。鉴于此，通过制成电导率高于第一电极5的材料的电极线，并通过使用该电极线构成辅助电极10，可以补偿第一电极5的导电特性的不足，并改进整体的电导率。此外，在第一电极5的表面上形成辅助电极10。如上所述，当存在辅助电极10时，辅助电极10借助在其间的第一电极5挤压HR层3和LR层2，因此可以抑制加热时的热膨胀，从而可以进一步抑制裂纹的出现。
如图2所示的，在本实施例中，辅助电极10具有网格形状。将这个辅助电极10称为栅电极。具有网格形状的辅助电极10可以提供均匀的电流分布。具有网格形状的这个辅助电极10由直线状的配线构成，直线状的配线在水平方向上和垂直方向上延伸，并以有规律的间隔排列。在图2的实施例中，垂直方向上的5条配线和水平方向上的5条配线构成具有16个方形开口的网格。注意，配线的数量不限于以上的示例，但垂直方向上配线的数量和水平方向上配线的数量中的每一个都可以是3到10范围中的适当数量。
辅助电极10是由电极材料制成的层。辅助电极10不必透明。例如辅助电极10可以由导电金属材料制成。导电金属材料可以由铜、银、金、铝、镍和钼来例示。辅助电极10的一个优选材料是钼/铝/钼层压材料(Mo/Al/Mo)，它是所谓的MAM。通过使用MAM，可以有效地辅助第一电极5的导电特性，并改进整体的电导率。在将辅助电极10构成为网状形状时，可以允许光从透光性基板1通过穿过辅助电极10的间隔(开口)射出。
通常，辅助电极10不是透明的。因此，辅助电极10不允许光通过，因此可以形成与辅助电极10的形状相似的不发光区。但在本实施例中，光由在LR层2与HR层3之间的凹凸结构4漫射，因此可以将光漫射到由辅助电极10形成的不发光区。因此，不发光区可以消失或者使其无法被感知，从而可以实现更自然的发光。
此外，在本实施例中，绝缘膜11在辅助电极10靠近有机发光层6的一侧上。在以前述方式将绝缘膜11提供给辅助电极10的表面时，绝缘膜11借助在其间的第一电极5挤压HR层3和LR层2，因此可以抑制在加热时的热膨胀，从而可以进一步抑制裂纹的出现。此外，辅助电极10作为第一电极5的表面上的凸起而存在。当在这个表面上直接形成有机发光层6和第二电极7时，这些层可以成为不连续的或变薄，因此易于出现短路。但在图1的实施例中，辅助电极10由绝缘膜11电隔离。即使当在辅助电极10上形成第二电极7时，绝缘膜11也防止在辅助电极10与第二电极7的直接接触，从而可以避免在辅助电极10与第二电极7之间的短路。
通常，辅助电极10是不透明的。因此，在其上形成辅助电极10的区域不允许光射出。因此，在这个区域的光发射导致发光的损失，从而有可能减小发光效率。但在本实施例中，提供了绝缘膜11，因而在其上形成辅助电极10的区域不出现发光，大量电流提供给与辅助电极10不重叠但允许光射出的区域(对应于网的开口)。因此，可以减小发光损失并改进发光效率。此外，通过提供绝缘膜11，可以抑制在辅助电极10覆盖的区域的过度发光。
此外，在本实施例中，以绝缘膜11覆盖与第一电极5不接触的一部分辅助电极10。换句话说，在辅助电极10上形成绝缘膜11，以便覆盖辅助电极10，因而以绝缘膜11覆盖辅助电极10的表面以及侧面。当以前述方式以绝缘膜11覆盖辅助电极10时，可以抑制层的不连续或破损，并确保绝缘特性。因此，可以进一步抑制短路。此外，可以向与辅助电极10不重叠但允许光易于射出的区域提供更多的电流，从而可以进一步改进发光效率。此外，绝缘膜11与第一电极5的表面接触，因而HR层3与LR层2可以由绝缘膜11借助在其间的第一电极5来进一步挤压。因此，可以抑制在加热时的热膨胀，并可以进一步抑制裂纹的出现。优选地，绝缘膜11的侧面倾斜。在此情况下，可以进一步抑制层的不连续。
在这点上，在本实施例的有机EL元件中，HR层3延伸到***部件和密封区的外部，从而露出到外部。当HR层3是高透湿性的时，水分易于通过HR层3浸入到内部。HR层3露出的部分可以位于通过分隔导电层以便形成延长的电极16而露出的区域或者在基板的***部分上的区域，鉴于此，优选地，可以在HR层3的露出部分形成覆盖HR层3的防潮膜。这是因为可以抑制水分通过HR层3到内部的浸入。类似地，当LR层2具有露出部分时，优选地，形成防潮膜以覆盖LR层2。例如，可以在透光性基板1等的侧面上形成防潮膜。例如，防潮膜可以由无机材料制成。例如，无机材料可以由硅石来例示。
在图1的实施例中，作为第一电极5上面的层而形成辅助电极10。但可以作为第一电极5下面的层而形成辅助电极10。在此情况下，辅助电极10与第一电极5接触，因此辅助电极10可以增大流过第一电极5的电流量。在此情况下，为了抑制在以辅助电极10覆盖的区域的发光，优选地，绝缘膜11位于第一电极5与第二电极7之间以便与辅助电极10重叠。
图1示出了包括辅助电极10和绝缘膜11的实施例。但有机EL元件可以没有辅助电极10和绝缘膜11。同样在此情况下，如上所述地设定线膨胀系数，因而可以抑制裂纹的出现。
图3显示了有机EL元件的实施例，其与图1的实施例的组件相同的组件以相同的参考标记来标明，并省略其解释。
图3的有机EL元件包括透光性基板1、具有透光特性的第一电极5、有机发光层6和第二电极7，第一电极5、有机发光层6和第二电极7以此顺序堆叠在透光性基板1上，如同图1的实施例。透光性基板1包括朝向第一电极5的防潮层1a。有机EL元件包括LR层2和HR层3，HR层3的折射率高于LR层2的折射率，LR层2和HR层3从防潮层1a以此顺序位于防潮层1a与第一电极5之间。有机EL元件包括在LR层2与HR层3之间的界面提供的凹凸结构4。如上所述，LR层2是具有低折射率的层，它放置在透光性基板1附近，HR层3是具有高折射率的层，它放置在第一电极5附近，因此，减小了折射率之间的差，从而抑制了全反射，因此可以增大射出到外部的光量。此外，在LR层2与HR层3之间的界面提供凹凸结构4，因此光由这个凹凸结构4散射，因而可以减小全反射损失，并从而进一步改进光取出效率。
此外，同样在本实施例的有机EL元件中，在以α表示防潮层1a的线膨胀系数，β表示LR层2的线膨胀系数，γ表示HR层3的线膨胀系数时，这些层的线膨胀系数满足关系式：α≤β≤γ。在这些层的线膨胀系数(在纵向上的热膨胀系数)满足以上条件时，可以抑制裂纹在这些层及这些层上的其他层中的出现。结果，可以获得高发光性能和高可靠性的有机电致发光元件。
下文中，假定图2显示了图3的实施例的有机EL元件的平面图(即当在垂直于透光性基板1的表面的方向上观看时的图)。鉴于此，图3显示了沿图2的线(i)-(i)的截面图。此外，虚线表示没有露出的辅助配线13。
在优选实施的实施例中，有机EL元件进一步包括至少分隔HR层3的凹槽区12。当分隔HR层3的凹槽区12存在时，该层已经被分隔，因此凹槽区12减轻了由于热引起的热膨胀，并可以减小由热膨胀引起的应力。因此，抑制了裂纹的出现，从而可以获得具有高可靠性的元件。在包括LR层2与HR层3的层叠结构中形成凹槽区12。提供凹槽区12以至少分隔HR层3。当分隔HR层3时，HR层3的热膨胀能够由凹槽区12减轻。
凹槽区12可以由适当的方法形成。例如，可以在形成LR层2与HR层3的过程中，通过形成期望层的图案来形成凹槽区12。可替换地，例如，可以形成没有凹槽区12的LR层2和HR层3，此后借助物理方法和化学方法的至少之一去除一部分以形成凹槽区12，来形成凹槽区12。可替换地，例如，可以通过在LR层2和HR层3上施加应力以导致至少一个裂纹来形成凹槽区12，在此情况下，该至少一个裂纹充当凹槽区12。
凹槽区12可以由多个直凹槽组成。例如，凹槽区12由在水平方向上延伸的凹槽和在垂直方向上延伸的凹槽组成。整体上，凹槽区12可以具有网状形状、栅格形状或网格形状。当辅助配线13存在时，凹槽区12可以具有与辅助配线13相对应的形状。
优选地，凹槽区12的宽度较小。因此，可以确保较大的光取出结构面积。凹槽区12的宽度限定为组成凹槽区12的一个凹槽的宽度(在垂直于凹槽在平面图中延伸的尺寸的方向上凹槽的尺寸)。凹槽区12的宽度优选地等于或小于100μm。不特别限定凹槽区12的宽度的下限，但例如凹槽区12的宽度可以等于或大于0.1μm。优选地，凹槽区12的间隔较大，该间隔表示在凹槽区12的相邻凹槽之间的距离。因此，可以确保较大的光取出结构面积。凹槽区12的间隔优选地等于或大于1mm。凹槽区12的间隔优选地等于或大于2mm。不特别限定凹槽区12的间隔的上限，但例如凹槽区12的间隔可以等于或小于10mm。注意，凹槽区12的宽度和凹槽区12的间隔的优选值可以取决于光取出结构的的材料和处理方法而改变，因此不限于前述的范围。
优选地，凹槽区12分隔LR层2与HR层3。在优选实施例中，凹槽区12不仅分隔HR层3，还分隔LR层2。换句话说，凹槽区12在HR层3的厚度方向上切割HR层3，以便在沿HR层3的表面的方向上分隔HR层3，还在LR层2的厚度方向上切割LR层2，以便在沿LR层2的表面的方向上分隔LR层2。凹槽区12的底部达到透光性基板1的表面(防潮层1a)。当这个凹槽区12存在时，分隔了这两层的每一个，因此由热引起的热膨胀可以由凹槽区12减轻，从而减小了由热膨胀引起的应力。因此，可以抑制裂纹的出现，并可以获得具有高可靠性的元件。此外，提供凹槽区12允许抑制由裂纹引起的缺陷，产生有可能碎裂的大尺寸元件，并产生柔性元件。
优选地，凹槽区12的宽度越朝向其底部相比于其顶部变得越小。在此情况下，凹槽区12的侧面是斜面，其相对于透光性基板1的表面倾斜，因而凹槽区12的侧面彼此不平行相对。凹槽区12的宽度在其开口比在其底部大。因此，当层由于热而膨胀时，可以减轻在应力趋向于聚集的***部分的应力，从而可以抑制由于热的裂纹的出现。此外，即使热膨胀导致凹槽区12的凹槽变窄的这种变形，凹槽区12的宽度越向着其底部相比于其顶部变得越小，因此可以减轻由热引起的应力，并可以抑制变形。因此，可以抑制裂纹的出现。注意，在凹槽区12的侧面垂直于透光性基板1的表面的情况下，存在阶梯部分。在此情况下，当形成层时，可以在这个阶梯部分分隔层，这可以导致连接的可靠性的减小。但当凹槽区12的宽度越向着其底部相比于其顶部变得越小，因而凹槽区12的侧面是相对于透光性基板1的表面倾斜的斜面时，可以抑制层在阶梯部分的不连续，可以改进连接的可靠性。具有这个形状的凹槽区12可以称为具有圆角形状的凹槽。注意，在凹槽区12的开口的***(即在表面与侧面之间的边界处)，可以圆整HR层3的角以具有弯曲表面。在此情况下，切除了成角度的部分，因而可以进一步抑制层的不连续。
在本实施例中，在凹槽区12的内部提供了辅助配线13。辅助配线13的材料和形状可以与图1的实施例的辅助电极10的相同。简言之，辅助配线3可以是栅格线。通过提供辅助配线13，可以增大电导率，因而获得的有机EL元件具有在发光面中改进的电流分布和在平面中更均匀的光发射。第一电极5由发光材料(例如透明金属氧化物)制成，因此通常具有相对高的电阻率，从而显示处较差的电导率。鉴于此，通过制成电导率高于第一电极5的材料的配线，并通过使用该配线构成辅助配线13，可以补偿第一电极5的导电特性的不足，并改进整体的电导率。为了增大流过第一电极5的电流量，设置辅助配线13与第一电极5接触。此外，辅助配线13位于凹槽区12内部。如上所述，将辅助配线13提供给凹槽区12。可以通过使用设置在透光性基板1的表面后面的凹槽区12来提供辅助配线13，因此有效地提供辅助配线13。此外，当凹槽区12存在时，其凹槽可以导致第一电极15的分隔和在电极之间的距离的增大，因而供电可以变得不稳定。通过将辅助配线13提供给凹槽区12，可以将第一电极5设置在辅助配线13上。因此，可以获得实现了稳定供电的元件。
通常，发光面的面积的增大有可能增大到发光面的中心或中心附近的供电不足。这是因为具有透光性的特性的电极层具有相对高的电阻。但提供辅助配线13可以允许到发光面的中心或中心附近的稳定供电。因此，可以易于增大发光元件的面积。这个有利效果也可以借助辅助电极10来获得。
如图3所示的，辅助配线13位于凹槽区12的底部上，因而与透光性基板1的表面接触(防潮层1a)。如上所述，当辅助配线13位于凹槽区12的底部上时，可以更有效地提供辅助配线13。
如图2所示的，辅助配线13可以具有网状形状，更优选地，具有网格形状。具有网格形状的辅助配线13可以提供均匀的电流分布。这个具有网格形状的辅助配线13由直线状的配线组成，直线状的配线在水平方向上和垂直方向上延伸，并以有规律间隔排列。网状图案可以与相关于图1的实施例所述的相似。
辅助配线13是由电极材料制成的层。辅助配线13不必是透明的。例如，辅助配线13可以由导电金属材料制成。导电金属材料可以由铜、银、金、铝、镍和钼来例示。MAM作为辅助配线13的材料是优选的。通过使用Mo/Al/Mo，可以有效地辅助第一电极5的导电特性，并改进整体的电导率。在将辅助配线13构成为网状形状时，可以允许光从透光性基板1通过穿过辅助配线13的间隔(开口)射出。
此外，优选地，辅助配线13的厚度等于或小于凹槽区12的深度。当辅助配线13的厚度大于凹槽区12的深度时，辅助配线13从凹槽区12的开口突出到外部，因而难以执行稳定的膜形成。此外，当形成辅助配线13以使得由辅助配线13完全填充凹槽区12，且辅助配线13从凹槽区12突出时，变得难以减轻应力，不能有效地抑制裂纹的出现。相反，当辅助配线13的厚度等于或小于凹槽区12的深度时，可以保持电气可靠性，并可以有效地抑制裂纹的出现。
当凹槽区12是分隔HR层3和LR层2的凹槽时，辅助配线13的厚度可以等于或小于LR层2的厚度，当辅助配线13的厚度变小时，可以抑制层的不连续，并可以减轻由热膨胀引起的应力。注意，在这点上，LR层2的厚度可以表示平均厚度。此外，辅助配线13的厚度可以比LR层2的最薄部分的厚度更小。
在本实施例中，优选地，在凹槽区12内部提供绝缘部分14，以便比辅助配线13更靠近第二电极7。形成凹槽区12以便分隔HR层3与LR层2的至少之一。因此，在将第一电极5、有机发光层6和第二电极7直接堆叠在凹槽区12的内部时，这些层可以变得不连续或变薄，因此易于出现短路。但在辅助配线13朝向第二电极7的一侧上提供绝缘部分14的情况下，以绝缘部分14填充凹槽区12，因此可以抑制层的不连续。此外，辅助配线13由绝缘部分14电隔离。即使当在辅助配线13上形成第二电极7时，绝缘部分14也防止在辅助配线13与第二电极7的直接接触，从而可以避免在辅助配线13与第二电极7之间的短路。通常，辅助配线13是不透明的。因此，在其上形成辅助配线13的区域不允许光射出。因此，在这个区域的光发射导致发光的损失，从而有可能减小发光效率。但在本实施例中，提供了绝缘部分14，因而在其上形成辅助配线13的区域不出现发光，大量电流提供给与辅助配线13不重叠但允许光射出的区域(对应于网的开口)。因此，可以减小发光损失并改进发光效率。此外，通过提供绝缘部分14，可以抑制在辅助配线13覆盖的区域的过度发光。
优选地，提供绝缘部分14以填满凹槽区12。当以绝缘部分14填充凹槽区12时，可以稳定地形成层。尤其是，当以绝缘部分14填充凹槽区12以使得在形成有机发光层6之前第一电极5的表面并非凹凸不平的而是平坦的情况下，可以稳定地形成有机发光层6，因而获得具有高可靠性的元件。
绝缘部分14位于第一电极5上。因此，可以确保在第一电极5与辅助配线13之间的电传导。注意，绝缘部分14所在的位置不限于以上的示例，绝缘部分14可以位于有机发光层6与第二电极7之间。
在图3的实施例中，作为在第一电极5下面的层而形成辅助配线13。但可以作为在第一电极5上面的层而形成辅助配线13。在此情况下，辅助配线13与第一电极5接触，因而辅助配线13可以增大流过第一电极5的电流量。
图4显示了有机EL元件的实施例的另一个示例，其与以上实施例的组件相同的组件以相同的参考标记来标明，并省略其解释。本实施例与图3的实施例的区别在于绝缘层15位于防潮层1a与LR层2之间，但其他组件与图3的相同。
在图4的实施例中，提供了绝缘层15，因此可以进一步减轻由热膨胀引起的应力。凹槽区12分隔HR层3、LR层2和绝缘层15，辅助配线13作为凹槽区12的底部而位于防潮层1a的表面上。优选地，辅助配线13比绝缘层15薄。随着辅助配线13变越薄，就可以更多地抑制层的不连续。
在本实施例的有机EL元件中，当由α表示防潮层1a的线膨胀系数，σ表示绝缘层15的线膨胀系数，β表示LR层2的线膨胀系数，γ表示HR层3的线膨胀系数时，优选地，这些层的线膨胀系数满足关系式：α≤σ≤β≤γ。当这些层的线膨胀系数满足以上条件时，可以抑制裂纹在这些层及这些之上的其他层中的出现。结果，可以获得具有高发光性能和高可靠性的有机电致发光元件。
绝缘层15可以由树脂材料或无机材料制成。在使用树脂的情况下，这种树脂可以与用于LR层2和HR层3的树脂相同。在使用无机材料的情况下，这种无机材料可以是基于硅石的无机材料等。不特别限定绝缘层15的折射率。但为了改进光取出效率，例如绝缘层15的折射率可以在防潮层1a与LR层2的折射率之间。
图3和图4每一个都示出了包括辅助配线13和绝缘部分14的实施例。但有机EL元件可以没有辅助配线13和绝缘部分14。同样在此情况下，如上所述地设定线膨胀系数，因而可以抑制裂纹的出现。此外，提供了凹槽区12，因而可以减轻起因于加热的膨胀引起的应力，并从而进一步改进抑制裂纹出现的效果。
注意，可以产生辅助电极10位于第一电极5的表面上且辅助配线13位于凹槽区12内部的有机EL元件。
下文中，说明产生有机EL元件的方法。图5(a)到5(g)示出了产生图1的实施例的有机EL元件的过程的示例。
在产生有机EL元件的过程中，首先，如图5(a)所示的，制备包括防潮层1a的透光性基板1。接下来，如图5(b)所示的，在防潮层1a的表面上形成LR层2。可以通过涂覆材料(树脂材料或无机材料)来形成LR层2。例如，这种涂覆可以借助旋涂、窄缝涂布、印刷等来进行。可替换地，可以借助沉积来形成LR层2。随后，使得LR层2的表面成为凹凸不平表面。可以借助压印光刻法来形成凹凸不平表面。通过使用光压印光刻法，可以易于形成凹陷与凸起。可替换地，可以以具有凹陷和凸起的压模来制成这种凹陷和凸起。可替换地，可以散布光散射细微颗粒以形成由这种细微颗粒得到的凹陷与凸起。在这点上，LR层2的材料的线膨胀系数比防潮层1a的高。
此后，如图5(c)所示的，在LR层2的表面(凹凸不平的表面)上形成HR层3。可以通过涂覆用于形成HR层3的材料(树脂材料或无机材料)来形成HR层3。例如，这种涂覆可以借助旋涂、窄缝涂布、印刷等来进行。作为形成HR层3的结果，在LR层2与HR层3之间的界面出现凹凸结构4。注意，可以通过使用塑料片来提供LR层2与HR层3。例如，通过贴附在其中堆叠了LR层2与HR层3的塑料片，可以同时将LR层2与HR层3设置在透光性基板1的表面上。可以获得，在涂覆了充当LR层2的片后，可以通过涂覆形成HR层3。可替换地，在通过涂覆形成LR层2后，可以贴附充当HR层3的片。在这些情况下，通过使用具有凹凸不平的表面的片可以形成凹凸结构4。在这点上，HR层3的材料的线膨胀系数高于LR层2的。
随后，如图5(d)所示的，在HR层3的表面上形成第一电极5，并在第一电极5上形成辅助电极10。可以借助沉积、溅射、涂层等来形成第一电极5与辅助电极10。在沉积的情况下，可以易于形成具有高电导率的电极层。在第一电极5与辅助电极10的形成中，形成为此的层的图案。更具体地，形成用于第一电极5的层的图案，以便在基板的***部分上提供延长的电极16。此外，形成用于辅助电极10的层的图案，以便获得具有网状形状的电极。这种图案化层的形成可以借助具有掩模的沉积，或者通过蚀刻在整个表面上的层的图案形成来完成。注意，可以通过贴附具有网状形状的导电模制产品来提供辅助电极10。
此后，如图5(e)所示的，在辅助电极10上形成绝缘膜11，以覆盖辅助电极10。可以通过涂覆用于形成绝缘膜11的材料来形成绝缘膜11。例如，这种涂覆可以借助旋涂、窄缝涂布、印刷等来进行。在使用热固性材料的情况下，通过借助热而热固化热固性材料来形成绝缘膜11。
接下来，如图5(f)所示的，顺序堆叠有机发光层6和第二电极7。可以通过借助沉积或涂层顺序堆叠组成有机发光层6的层来形成有机发光层6。可以通过沉积、溅射、涂层等来形成第二电极7。在堆叠有机发光层6和第二电极7的过程中，有机发光层6和第二电极7从第一电极5外部延伸到提供延长的第二电极16b的位置，以便将第二电极7的延长部分电连接到延长的第二电极16b。通过如此进行，可以在不导致短路的情况下电互连电极。
在形成第一电极5、辅助电极10、绝缘膜11、有机发光层6和第二电极7的过程中，在一些情况下，可以在沉积等中加热它们。此外，关于涂覆，可以涂覆加热的成分，或者可以进行加热以便热固化。例如，用于加热的温度可以等于或大于100℃，且等于或小于200℃。在这点上，当线膨胀系数不满足关系式：α≤β≤γ时，例如线膨胀系数满足关系式：α<β<γ等，在膨胀率之间存在相当大的差，因此在加热时HR层3与LR层2中的至少一个易于碎裂。但在本实施例中，防潮层1a、LR层2与HR层3的线膨胀系数满足关系式：α≤β≤γ。因此，即使在堆叠层的过程中进行加热，也可以抑制裂纹的出现。
最后，如图5(g)所示的，将密封件8接合到透光性基板1，以使得密封件8包围包括有机发光层6的层状材料(发光叠层)。在借助密封件8密封时，在延长的电极16在透光性基板1的***部分的表面(可以包括HR层3的表面的部分)上提供用于密封的接合剂，以便围绕发光叠层的***。此后，使得密封件8靠近透光性基板1朝向发光叠层的表面，借助接合剂将透光性基板1与密封件8接合，以密封发光叠层。
通过执行以上过程，可以获得图1的实施例的有机EL元件。根据图5(a)到5(g)中所示的产生方法，调整了叠层的线膨胀系数，因此，可以抑制裂纹的出现。此外，形成辅助电极10，以绝缘膜11覆盖这个辅助电极10，因此，可以改进电流分布，因而获得的有机EL元件具有在平面中均匀的发光。注意，当辅助电极10和绝缘膜11是不必要时，可以从图5(a)到5(g)中所示的过程中省略形成它们的过程。
图6(a)到6(g)示出了产生图3的实施例的有机EL元件的过程的示例。
在产生有机EL元件的过程中，首先，如图6(a)所示的，制备包括防潮层1a的透光性基板1。接下来，如图6(b)所示的，在透光性基板1的表面上形成辅助配线13。可以借助与图5(a)到5(g)的实施例的辅助电极10相同的方法形成辅助配线13。
此后，如图6(c)所示的，在防潮层1a的表面没有由辅助配线13覆盖的部分上形成LR层2和HR层3。可以借助与5(a)到5(g)的实施例相同的方法堆叠LR层2和HR层3。但为了形成凹槽区12，在没有以LR层2和HR层3覆盖辅助配线13的图案中涂覆LR层2和HR层3上的材料。可以借助具有掩模的旋涂、窄缝涂布等来进行在这种图案中材料的涂覆。为了形成作为斜面的凹槽区12的侧面，堆叠层以得到斜面，或者切割掉叠层的边缘部分以形成斜面。可替换地，可以在透光性基板1的表面上形成LR层2和HR层3，此后通过借助激光的照射来局部去除LR层2和HR层3，以形成凹槽区12，可以在凹槽区12的内部形成辅助配线13。同样在此情况下，如图6(c)所示的，可以获得作为分隔LR层2与HR层3的结果形成凹槽区12，并在凹槽区12的内部形成辅助配线13的实施例。注意，在借助激光照射的情况下，可以通过调整激光束的角度来使得凹槽区12的侧面成为斜面，因而易于形成斜面。
随后，如图6(d)所示的，形成第一电极5。可以借助沉积、溅射、涂层等来形成第一电极5。在这个过程中，在凹槽区12内部形成部分第一电极5，以使得第一电极5与辅助配线13接触以获得在其间的连接。通过如此进行，得到了在第一电极5与辅助配线13之间的电传导，可以增强对电传导的帮助。
此后，如图6(e)所示的，借助涂层、沉积等在辅助配线13上沉积绝缘材料以填满凹槽区12，以便形成绝缘部分14。优选地，形成绝缘部分14以使得填充凹槽区12，并使绝缘部分14的表面与第一电极5的表面平齐以提供平面。在此情况下，可以在绝缘部分14和第一电极5上稳定地形成层。
接下来，如图6(f)所示的，顺序堆叠有机发光层6和第二电极7，此后，如图6(g)所示的，将密封件8接合到透光性基板1，以使得密封件8包围包括有机发光层6的层状材料(发光叠层)。可以借助与图5(a)到5(g)的实施例相同的方法来完成有机发光层6、第二电极7的形成和密封件8的接合。
在形成第一电极5、有机发光层6和第二电极7的过程中，在一些情况下，可以在沉积等中加热它们。此外，关于涂覆，可以涂覆加热的成分，或者可以进行加热以便热固化。例如，用于加热的温度可以等于或大于100℃，且等于或小于200℃。在这点上，当线膨胀系数不满足关系式：α≤β≤γ时，例如线膨胀系数满足关系式：α<β<γ等，在膨胀率之间存在相当大的差，因此在加热时HR层3与LR层2中的至少一个易于碎裂。但在本实施例中，防潮层1a、LR层2与HR层3的线膨胀系数满足关系式：α≤β≤γ。因此，即使在堆叠层的过程中进行加热，也可以抑制裂纹的出现。此外，图6(a)到6(g)的实施例包括凹槽区12，因而借助凹槽区2减轻了由加热引起的应力。因此，可以更有效地抑制裂纹的出现。
通过执行以上过程，可以获得图3的实施例的有机EL元件。根据图6(a)到6(g)中所示的产生方法，调整了叠层的线膨胀系数，因此，可以抑制裂纹的出现。此外，形成凹槽区12，并在这个凹槽区12内部形成辅助配线13，以绝缘部分14填充凹槽区12。因此，可以改进电流分布，因而获得的有机EL元件具有在平面中更均匀的发光和改进的光取出效率。注意，当辅助配线13和绝缘部分14的至少之一是不必要时，可以从图6(a)到6(g)中所示的过程中省略相应的形成过程。
注意，可以按照图6(a)到6(g)中所示的产生过程来产生图4的实施例的有机EL元件。更具体地，除了在形成LR层2之前在透光性基板1的表面上形成绝缘层15以外，产生图4的实施例的有机EL元件的过程与图6(a)到6(g)中所示的过程相同。因此，可以获得图4的实施例的有机EL元件。
根据本发明，可以通过使用以上有机EL元件生产照明设备。这个照明设备包括有机EL元件，因此可以改进照明设备的发光性能。例如，一个有机EL元件的发光面的形状可以是矩形或正方形，长度为10cm或更大，宽度为10cm或更大，但不限于此。照明设备可以包括布置在平面中的多个有机EL元件。照明设备可以包括布线结构，用于向有机EL元件提供能量。照明设备可以包括用于容纳有机EL元件的外壳。照明设备可以包括用于有机EL元件与电源的电互连的插头。照明设备可以具有平板形状。照明设备可以具有平面形状。照明设备可以较薄，因此可以提供适合于节省空间的照明器件。
示例
制备了与图1的实施例相对应但没有辅助电极10和绝缘膜11的有机EL元件。透光性基板包括由玻璃基板制成的防潮层1a。这个玻璃基板具有1.51的折射率和32×10-6/℃的线膨胀系数。
此外，在玻璃基板的表面上，借助涂覆形成LR层2与HR层3。以下列出用于示例和对照例的材料。
在示例1中，LR层2的材料是包含填料的树脂(折射率：1.51)，HR层3的材料是包含高折射率细微颗粒的树脂(折射率：1.82)。
在示例2中，LR层2的材料是包含填料的树脂(折射率：1.50)，HR层3的材料是包含高折射率细微颗粒的树脂(折射率：1.82)。
在示例3中，LR层2的材料是包含填料的树脂(折射率：1.48)，HR层3的材料是包含高折射率细微颗粒的树脂(折射率：1.68)。
在对照例1中，LR层2的材料是包含填料的树脂(折射率：1.48)，HR层3的材料是包含高折射率细微颗粒的树脂(折射率：1.82)。
在对照例2中，LR层2的材料是包含填料的树脂(折射率：1.48)，HR层3的材料是包含高折射率细微颗粒的树脂(折射率：1.72)。
应当注意，在表1中列出了用于示例和对照例的LR层2与HR层3的线膨胀系数。通过使用包含如LR层2的材料的颗粒的材料形成在LR层2与HR层3之间的界面的凹凸结构4。
制备具有通过堆叠LR层2与HR层3而提供的光取出结构的基板。此后，借助沉积堆叠第一电极5、有机发光层6和第二电极7，以密封件8密封它们。第一电极5由ITO制成。第二电极7由Al制成。密封件8由具有凹陷的玻璃材料制成。通过如此进行，产生了有机EL元件。
具有示例和对照例的光取出结构的基板受到200℃的热冲击15分钟，视觉上并借助光学显微镜观察是否出现裂纹。表1显示了这种观察的结果。
如表1所示，证实了在线膨胀系数满足关系式α≤β≤γ时抑制了裂纹。表1
参考标记列表：
1 透光性基板
1a 防潮层
2 LR层
3 HR层
4 凹凸结构
5 第一电极
6 有机发光层
7 第二电极
8 密封件
9 密封的内部空间
10 辅助电极
11 绝缘膜
12 凹槽
13 辅助配线
14 绝缘部分
15 绝缘层
16 延长的电极
Claims (10)
1.一种有机电致发光元件，包括：
透光性基板；
具有透光特性的第一电极；
有机发光层；以及
第二电极，
所述第一电极、所述有机发光层和所述第二电极以此顺序堆叠在所述透光性基板上，
所述透光性基板包括朝向所述第一电极的防潮层，
所述有机电致发光元件包括：
LR层和HR层，所述HR层的折射率高于所述LR层的折射率，所述LR层和所述HR层从所述防潮层以此顺序位于所述防潮层与所述第一电极之间，以及
在所述LR层与所述HR层之间的界面处提供的凹凸结构，并且
所述有机电致发光元件满足关系式：α≤β≤γ，其中，α表示所述防潮层的线膨胀系数，β表示所述LR层的线膨胀系数，且γ表示所述HR层的线膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，进一步包括辅助电极，所述辅助电极具有网状形状且被设置在所述第一电极的表面上。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光元件，进一步包括绝缘膜，所述绝缘膜位于所述辅助电极的靠近所述有机发光层的一侧上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的有机电致发光元件，进一步包括凹槽区，所述凹槽区至少分隔所述HR层。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光元件，其中，
所述凹槽区分隔所述HR层和所述LR层两者。
6.根据权利要求4或5所述的有机电致发光元件，其中，所述凹槽区的宽度越朝着所述凹槽区的底部的方向相比于所述凹槽区的顶部变得越小。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的有机电致发光元件，进一步包括辅助配线，所述辅助配线被设置在所述凹槽区的内部。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光元件，其中，
所述辅助配线的厚度等于或小于所述凹槽区的深度。
9.根据权利要求7或8所述的有机电致发光元件，进一步包括绝缘部分，所述绝缘部分被设置在所述凹槽区的内部以使得所述绝缘部分相对于所述辅助配线更接近所述第二电极。
10.根据权利要求4至9中任意一项所述的有机电致发光元件，进一步包括位于所述防潮层与所述LR层之间的绝缘层，
所述有机电致发光元件满足关系式：α≤σ≤β≤γ，其中，σ表示所述绝缘层的线膨胀系数。
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