[发明专利]发光器件、其制备方法和使用该器件的显示装置

说明书

本申请是申请日为2003年03月27日的、题为“发光器件、其制备方法和使用该器件的显示装置”的第03811030.X号申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光(有机EL)元件，更特别是，涉及一种具有优良的出光效率的发光二极管，使得有机EL元件发出的光不会泄漏到有机EL元件的相邻区域，和使用该发光二极管的显示装置。

背景技术

有机EL元件是一种发光元件，其原理是，当被施加电场时，荧光材料通过由阳极注入的空穴和由阴极注入的电子的结合能而发光。EASTMANKODAK公司的C.W.Tang和S.A.VanSlyke在Applied Physics Letters，Vol.51，pp.913(1987)报道了使用层叠装置的低电压驱动的有机EL元件之后，已经对由有机材料组成的有机EL元件进行了研究。

Tang等在玻璃基底上使用三(8-羟基喹啉)铝作为发光层以及三苯基二胺衍生物作为空穴传输层来制备有机EL元件。这种层叠类型结构的优点在于可以提高空穴注入发光层的效率，通过阻挡从阴极注入电子可以提高由复合产生激子的效率，并且可以捕获发光层产生的激子。对于上述有机EL元件的结构而言，由空穴传输(注入)层和可传输空穴的发光层组成的两层类型，或者由空穴传输(注入)层、发光层和电子传输(注入)层组成的三层类型在本领域是众所周知的。

为了提高层叠类型元件中注入的电子和空穴的复合效率，对元件结构或其形成方法进行了研究。

然而，由于当载流子被复合时取决于自旋统计，所以有机EL元件中产生单重态的几率受到限制，导致发光几率有一个上限。预计该上限的值约为25％。此外，由于有机EL元件中发光体的折射率，入射角大于临界角的光被全反射，结果光可以不从基底发出去。当发光体的折射率为1.6时，预计只有20％的总发射光是有效的，因而能量转换效率不可避免地变低，即使加入单重态产生的几率，总的能量转换效率被限制为约5％(0.25x0.2＝0.05)，Tsutsui Tetsuo在“有机电致发光装置的现象和发展趋势”，Monthly Display，Vol.1，No.3，PP.11，September(1995)中对此作出了报道。在发光几率非常有限的有机EL元件中，上述低的出光效率导致能量转换效率受到强烈且不利的影响而降低。

关于提高出光效率的技术，已提出使用发光二极管的几个建议，该发光二极管具有与现有技术中有机EL元件的同样结构。例如日本专利公开号1988-314795公开了一种在具有聚焦性能的基底上形成透镜以提高效率的方法，这对于有大发射区的装置来说是有效的，不过，难以在诸如点阵显示装置(其每一象素区都是精细的)的装置中形成具有聚焦性能的透镜。此外，日本专利公开号1987-172691公开了一种通过引入平坦层形成反-折射层的方法，该平坦层的介质折射率介于玻璃基底和发光层之间，这提高了向前方向的出光效率，不过可能不能有效防止全反射。因此，对于具有较低折射率的有机EL元件是无效的，但对于具有高折射率的有机EL元件是有效的。

此外，日本专利公开号2000-231985公开一种用来减少与基底的有机EL元件不相接触的平面上发生全反射的方法，是通过使用平面具有散射光功能的技术，不过其效果并不明显，因为在有机EL元件和通常使用的玻璃基底之间的界面上的全反射光的比例高。

此外，使用具有这种光散射功能的基底来制备其中布置有多个有机EL元件的发光二极管时，有机EL元件发出的光到达与元件邻接的象素区，这导致光被泄漏，甚至在不发光的象素处都可以观察到。日本专利公开号1999-8070公开了一种在基底和有机EL元件之间形成黑掩模和光散射层的技术，以解决漏光问题。

不过，一些光被黑掩模吸收，结果出光效率进一步降低。

因此，用来提高使用有机EL元件的发光二极管的出光效率和防止其漏光的方法并不是足够的，而且上述问题不可避免地必须被克服，以使有机EL元件获得实际应用。

发明内容

因此本发明的目的是，通过防止发光二极管的漏光和提高使用有机EL元件的出光效率，从而提供高性能的发光二极管和显示装置。

根据本发明的权利要求1，提供一种发光二极管，至少包括在可透射光的基底上的高折射率层；和由介于透明的第一电极和第二电极之间的一层有机薄膜层或多层有机薄膜层形成的有机电致发光(EL)元件，其中，高折射率层的折射率为1.65或更高，而且高折射率层和可透射光的基底之间界面的中心线平均粗糙度为0.01μm-0.6μm。