JP2004342522A - 自発光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸面が設けられていない自発光デバイスよりも光取出側から出射される光の量が多く、かつ、輝度むらのない自発光デバイスを提供する。
【解決手段】一対の電極２０、２２に挟持された有機発光層２１を備えた有機ＥＬ素子２が透明基板１上に形成される。透明基板１は、一方の面１１に複数の凹凸が形成され、当該面１１は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下とされる。有機ＥＬ素子２は、透明基板１の凹凸が形成された面１１上に、前記凹凸に沿って形成される、有機ＥＬ素子２を構成する各層は、前記凹凸に応じて湾曲形状を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極に挟持された発光層を備えた、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機電界発光素子、有機ＥＬ素子）や無機エレクトロルミネッセンス素子（無機電界発光素子、無機ＥＬ素子）等の自発光素子が基板上に形成された自発光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機エレクトロルミネッセンスデバイス（有機電界発光デバイス、有機ＥＬデバイス）や無機エレクトロルミネッセンスデバイス（無機電界発光デバイス、無機ＥＬデバイス）等の自発光デバイスによる照明装置やディスプレイが提案されている。
【０００３】
しかし、自発光デバイスは、発光層で発せられた光のうちでデバイス外部に取り出せる割合が低い（光取出効率が低い）ことが知られている。これは、自発光デバイスを構成する各層の屈折率が異なることに起因している。
【０００４】
例えば、図１４に示すようなボトムエミッション型の有機ＥＬデバイスにおいても、前記同様の理由により、有機発光層２１１で発せられた光すべてが、透明電極である第一電極２０１及び透明な基板１００を介してデバイス外部へ出射されず、光ｈ４のようにデバイス内部で減衰してしまったり、光ｈ５のようにデバイスの端部から外部へ出射されてしまったりする。
【０００５】
このように、従来の自発光デバイスは、発光層で発生した光すべてを光出射面Ａからデバイス外部へ取り出すことはできなかった。
【０００６】
そこで、透明基板に凹凸面を設け、この凹凸面上に有機ＥＬ素子を形成する第一の従来技術が提案されている（例えば特許文献１を参照。）。第一の従来技術は、凸部ごと又は凹部ごとに一画素を設けることにより、凹凸に起因して生じる段差において発光膜の中に閉じこめられる光を反射させ、透明基板の外部に取り出せる光量を増やす無機ＥＬデバイスによるディスプレイに関する技術である。
【０００７】
一方、発光層を基準として光取出側とは反対側に設ける電極として、Ａｌ等の光反射性を有する電極を用いたり、光出射面とは反対側に光反射部材を設けたりするなどして、発光層から光出射面とは反対側に出射された光を光取出側へ反射させて光取出効率を高くする場合、特に非発光時に、外部から入射された光を鏡面反射してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、透明基板上に位置的にランダムなドット状の凹凸を設け、この凹凸上に複数の電極や発光層等を設ける第二の従来技術が提案されている（例えば特許文献２を参照。）。第二の従来技術によれば、金属電極の鏡面反射による像の映り込みを防止する。
【０００９】
また、有機ＥＬ素子が形成された有機ＥＬデバイスを液晶表示パネルのバックライトとして用いる液晶表示装置において、有機ＥＬデバイスの基板に凹凸を設ける第三の従来技術も提案されている（例えば特許文献３を参照）。第三の従来技術によれば、凹凸を設けることで基板に拡散板としての機能を持たせ、有機ＥＬデバイスを反射板として用いる場合における鏡面反射を防止している。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１−１８６５８７号公報
【特許文献２】
特開２０００−４０５８４号公報
【特許文献３】
特開平９−５００３１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第一の従来技術のように、基板に凹凸面を設け、当該凹凸面上に自発光素子を形成しても光取出効率は高くならない場合がある。凹凸の形状によっては、凹凸面が設けられていない平坦な自発光デバイスよりも、光出射面から外部へ取り出される光の量が少なくなってしまうこともあるからである。
【００１２】
また、凹凸の形状によっては、図１５（ａ）に示すように、凹凸面上に自発光素子を形成する際、自発光素子を構成する各層（特に発光層）の膜厚が場所によって変わってしまったり、（ｂ）に示すように、電極同士が接触してしまう部分が生じてしまったりする。
（ａ）に示すように、他の部分（例えば図中Ｃ）に比べて発光層２１１の膜厚の薄い部分（例えば図中Ｂ）は、他の部分よりも低抵抗となるために電流が流れやすくなる。そのため、他の部分よりも輝度が高くなってしまう。さらに、電流が多く流れると、この部分の温度が高くなり、より低抵抗となって、より電流が流れてしまい、より輝度が高くなる。このような理由により、作成したデバイスに輝度むらが発生してしまう場合がある。さらに、この現象により、発光層２１１の特定の部位に多量の電流が流れてしまい、当該箇所の素子寿命が短くなってしまい、結果としてデバイスを使用可能な期間が限定されてしまう可能性がある。
（ｂ）に示すように、発光層２１１が設けられない部分（例えば図中Ｅ）ができてしまうと、多くの電流がこの部分を流れる。したがって、発光層２１１（例えば図中Ｄ）に電流が流れにくくなり、十分な輝度が得られない場合もある。
【００１３】
さらに、自発光デバイスは、特定方向における輝度が高いことが要求される。これは、自発光デバイスからの光を利用する／見る利用者は、通常、自発光デバイスに対して特定の方向（一般には自発光デバイスの光取出側／光取出面の法線方向）にいるからである。
【００１４】
一方、第三の従来技術のように反射板としても用いる場合には、単に鏡面反射を防止するだけでなく、反射光の特定方向の輝度を高くする必要がある。例えば、液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合、図１６に示すように、液晶表示装置８の使用環境において、太陽や蛍光灯などの光源９があると想定される方向（一般には装置８の表示面８０の法線Ｈに対してθ＝２０〜４０度程度、好ましくはθ＝３０度程度の方向）から光が入射された場合に、鏡面反射しないだけでなく、表示面８０の法線Ｈ方向（θ＝０度程度）の輝度が高くなければならない。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、凹凸面が設けられていない自発光デバイスよりも光取出側から出射される光の量が実質的に多く、かつ、輝度むらのない自発光デバイスを提供することを第一の目的とする。
また、光出射側における特定方向の輝度が高い自発光デバイスを提供することを第二の目的とする。
さらに、反射板として用いた場合に、鏡面反射しないだけでなく、光源があると想定される方向から光が入射された場合に特定方向の輝度が高い自発光デバイスを提供することを第三の目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、上記目的を達成するためには、自発光デバイスを以下の（１）〜（６）のいずれかのように設定／設計すればよいことを見いだした。
【００１７】
（１）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・基板は、一方の面に複数の凹凸が形成される。
・上記凹凸が形成された面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下とされる。
・自発光素子は、前記基板の凹凸が形成された面上に、前記凹凸に沿って形成される。
【００１８】
（２）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・基板と自発光素子との間に、自発光素子と接する側に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下の複数の凹凸を有する面を有する中間層を有する。
・自発光素子は、中間層の凹凸が形成された面上に、凹凸に沿って形成される。
【００１９】
（３）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・基板側に設けられた電極は、発光層側に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下の複数の凹凸が形成される。
・発光層及び他の電極は、前記凹凸に沿って形成される。
【００２０】
（４）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・基板には、一方の面に複数の凹凸が形成される。
・上記凹凸が形成された面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下とされる。
・自発光素子は、基板の凹凸が形成された面上に、凹凸に沿って形成される。
【００２１】
（５）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・基板と自発光素子との間に、自発光素子と接する側に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下の複数の凹凸を有する面を有する中間層を有する。
・自発光素子は、中間層の凹凸が形成された面上に、凹凸に沿って形成される。
【００２２】
（６）以下の要件を備えた自発光デバイス。
・一対の電極に挟持された発光層を備えた自発光素子が基板上に形成される。
・電極のうち基板側に設けられた電極は、発光層側に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下の複数の凹凸が形成される。
・発光層及び他の電極は、上記凹凸に沿って形成される。
【００２３】
なお、本発明に係る自発光デバイスにおける上記凹凸面は下記条件を満たすものとする。
（ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
（ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
【００２４】
また、本願発明者らは、発光層を基準にして当該層で発せられた光が取り出される側にプリズムシートを設けるとよいことを見いだした。
さらに、上記（１）〜（３）の自発光デバイスに良好な反射特性を付与するには、それぞれ算術平均傾斜Δａを４度以上１５度以下に設定するとよく、上記（４）〜（６）の自発光デバイスに良好な反射特性を付与するには、それぞれ二乗平均傾斜Δｑを４度以上２０度以下に設定するとよいことを見いだした。
【００２５】
上記自発光デバイスは、自発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子の場合に特に効果が高い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１〜図１３において、同一の符号を付して示す構成要素は、それぞれ同等物又は類似物であることを示す。まず、第一の有機ＥＬデバイスについて説明する。
【００２７】
《第一の有機ＥＬデバイス》
第一の有機ＥＬデバイスは、図１に示すように、透明基板１の一方の面（光入射面）１１に複数の凹凸が設けられ、光入射面１１上に有機ＥＬ素子２が形成されている、ボトムエミッション型の有機ＥＬデバイスである。
【００２８】
〈基板１〉
基板１は、有機ＥＬ素子２を支える、主として板状の透明な部材であり、有機ＥＬ素子２が形成される面である光入射面１１と、光入射面１１に対向する側に設けられる光出射面１０とを有する。基板１は、有機ＥＬ素子２から光入射面１１を介して光が入射され、この入射された光を光出射面１０からデバイス外部へ出射する。
【００２９】
第一の有機ＥＬデバイスでは、光入射面１１は、複数の凹凸が設けられており、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下の面にされている点を特徴とする。
また、有機ＥＬデバイスに良好な反射特性を付与するには、光入射面１１のＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａを４度以上１５度以下にするとよい。
【００３０】
基板１は、有機ＥＬ素子２を支持／形成可能であり、透明であればどのような材料で形成されていてもよく、一般には、ガラス基板や石英基板、プラスチック基板などが選択される。また、同種又は異種の基板を複数組み合わせた複合シートからなる基板を用いることもできる。
【００３１】
なお、本明細書において「透明」とは、素子外部へ取り出す光に対する光透過率が５０％以上、好ましくは８０％以上、望ましくは９０％以上であることを言い、一般には、４００〜８００ｎｍ程度の波長の光（可視光）を素子外部へ取り出すように設定される。透過率が低くなるすぎると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を得難くなってくる。
【００３２】
また、上記凹凸面（光入射面１１）は、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすように設計する。
Ｓｍ又はＳを下記下限値以上にすると、幾何光学シュミュレーションを行うことが可能となり、作製する有機ＥＬデバイスの光学特性の設計が極めて容易になるからである。
また、Ｓｍ又はＳを下記上限値以下にすると、実質的に平面と同じになってしまう。すなわち、凹凸が設けられていない状態とほぼ変わりがなくなってしまうからである。
（ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
（ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
【００３３】
本願発明者らは、このような範囲内の有機ＥＬデバイスとするとよいことを、以下の実施例及び比較例から見いだした。
実施例及び比較例では、光入射面１１の算術平均傾斜Δａを、０度を超えて３０度以下の値に適宜変更したこと以外は、同一の条件（材料、膜厚、製法等）の有機ＥＬデバイスを作製した。以下に、実施例及び比較例とした有機ＥＬデバイスの作製方法について記す。
【００３４】
まず、板状の透明基板の光入射面において、光出射面を基準として凸にする部分にマスクを用いてフォトレジストによりパターニングし、そしてこの状態でエッチングすることにより、凹凸を有する光入射面１１を形成した。光入射面１１形成後、粗さ計により、光入射面１１の算術平均傾斜Δａを測定した。
算術平均傾斜測定後、光入射面１１上に、ＲＦスパッタリング法により、ＩＴＯにより構成された透明電極としての第一電極（膜厚５０ｎｍ）２０を作製した。第一電極２０作製後、有機発光層（ＴＰＴＥで形成したホール注入輸送層、８０ｎｍ：ＤＰＶＢｉ（９３．０重量％）とＢＣｚＶＢｉ（７．０重量％）とを共蒸着して形成した有機発光材料含有層、３０ｎｍ：２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロールで形成した電子注入輸送層、２０ｎｍ）２１を真空蒸着装置（カーボンルツボ、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓ、真空度約５．０×１０^−５Ｐａ）で作製し、次いで、タングステンボード（蒸着速度１ｎｍ／ｓ、真空度約５．０×１０^−５Ｐａ）で膜厚１５０ｎｍのアルミニウムの層（第二電極）２２を作製し、有機ＥＬデバイスを作製した。作製した有機ＥＬデバイスは、公知の保護膜（パッシベーション膜）で封止した。
【００３５】
［評価１］
作製した有機ＥＬデバイスに、それぞれ同一の電流を流し、光出射面１０から出射された光の総量を、輝度測定器を用いて測定した。各有機ＥＬデバイスの光入射面１１の算術平均傾斜Δａと、輝度の大きさを、図２のグラフにプロットした。輝度の大きさは、光入射面１１に凹凸を設けなかったこと以外は前記した通りに有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスの輝度を基準とし、この輝度に対する比（輝度比）で表した。なお、輝度の基準とした有機ＥＬデバイスについては、算術平均傾斜Δａ＝０度の位置にプロットした。
【００３６】
そして、本願発明者らは、図２に示す実験結果から、Δａを４度以上とすると、光入射面が平らな従来の有機ＥＬデバイスと比べて、光出射面から外部へ取り出される光の量が多くなることを見いだした。
換言すると、単に光入射面に凹凸を設けただけでは、光出射面から外部へ取り出される光の量が、従来の有機ＥＬデバイスよりも少なくなってしまう場合があることを見いだした。
【００３７】
［評価２］
また、有機ＥＬ素子２を発光させずに、光出射面１０の法線に対して３０度の位置から一定の光を照射した場合の、光出射面１０の法線方向における輝度を上記輝度測定器により測定した。各有機ＥＬデバイスの光出射面１０の算術平均傾斜Δａと、光出射面１０の法線方向の輝度の大きさを、図３のグラフにプロットした。輝度の大きさは、光入射面１１に凹凸を設けなかったこと以外は前記した通りに有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスにおける、上記条件での法線方向の輝度を基準とし、この輝度に対する比（輝度比）で表した。なお、前記同様、輝度の基準とした有機ＥＬデバイスについては、算術平均傾斜Δａ＝０度の位置にプロットした。
【００３８】
本願発明者らは、図３から、Δａを４度以上１５度以下にすると、光出射面１０の法線に対して３０度の角度から入射した光のうち光出射面の法線方向へ反射される割合が、光入射面が平面の従来の有機ＥＬデバイスの１．５倍以上となり、他の角度に比べて極めて高くなることを見いだした。
また、Δａを、０度を超えて３０度以下にすると、光出射面１０の法線に対して３０度の角度から入射した光のうち、光出射面１０の法線方向へ反射される光の量が、光入射面１１に凹凸を設けない場合よりも多くなることも見いだした。
【００３９】
なお、Δａが０度を超えて３０度以下の有機ＥＬデバイスでは、光入射面１１に凹凸を設けていない従来の有機ＥＬデバイスと異なり、鏡面反射することはないことを確認した。
また、光出射面１０の法線に対して２０度〜４０度のいずれかの位置から一定の光を照射した場合にも、上記同様の効果が得られることを確認した。
【００４０】
［評価３］
さらに、Δａを３５度、４０度、４５度にした以外はそれぞれ前記したように有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスを作製した結果、これらの有機ＥＬデバイスを発光させた際に輝度むらが目視で確認された。一方、Δａが０度を超えて３０度以下の有機ＥＬデバイスでは、上記有機ＥＬデバイスと同一条件で発光させた際に、輝度むらを目視で確認できなかった。
【００４１】
以上の結果は、光入射面のΔａが３０度を超えていると、有機ＥＬ素子２、特に有機発光層２１を、全面に渡って均一な膜厚で形成することが困難であることに起因すると考えることができる。つまり、有機発光層２１は、膜厚の厚い部分と薄い部分とが生じてしまい、前記したように薄い部分の輝度が高くなってしまい、輝度むらが発生したと考えられる。また、Δａが３０度を超えるような急な斜面を有する凹凸では、有機発光層が形成されない部分が生じてしまい、電極間のリークが発生したものと考えられる。
換言すると、単に光入射面に凹凸を設けただけでは、輝度むらが発生してしまったり、電極間のリークが生じてしまったりすることがあり、一方、前記した範囲にΔａを設定すると輝度むらの発生やリークの発生がないことを見いだした。
次に、第一の有機ＥＬデバイスにおける有機ＥＬ素子２について説明する。
【００４２】
〈有機ＥＬ素子２〉
有機ＥＬ素子２は、図１に示すように、一対の電極２０、２２に、有機発光材料が含有された発光層としての有機発光層２１が狭持されてなる、所定の色の光（所定の波長の光／所定の色度の光）を発する素子である。第一の有機ＥＬデバイスでは、有機ＥＬ素子２は基板１の光入射面１１上に、光入射面１１の凹凸形状に沿って設けられている点を除き、公知の有機ＥＬ素子を適宜採用できる。
【００４３】
［第一電極２０］
第一の有機ＥＬデバイスでは、第一電極２０は、有機発光層２１よりも光取出側に設けられるため、透明である必要がある。第一電極２０は陽極としても陰極としてもよいが、第一電極（透明電極）形成用の材料は、有機発光層２１にキャリア（正孔／電子）を効率よく注入することができるものが望ましい。
【００４４】
陽極としては、一般には、仕事関数４．５ｅＶ〜５．５ｅＶの物質が好ましい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化錫（ＳｎＯ_２）及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。
これらの酸化物は、その化学両論組成から多少偏倚していてもよい。ＩＴＯにおけるＩｎ_２Ｏ_３に対するＳｎＯ_２の混合比は、１〜２０ｗｔ％、さらには５〜１２ｗｔ％が好ましい。ＩＺＯにおけるＩｎ_２Ｏ_３に対するＺｎＯの混合比は、通常、１２〜３２ｗｔ％程度である。なお、透明電極１全体の平均値としてこのような組成で有れば、膜厚方向に濃度勾配を持っていてもよい。
その他、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ等が酸化物の形で、酸化物換算にして１ｗｔ％以下含まれていてもよい。
【００４５】
陰極は、有機層に電子を注入する電極であり、電子注入効率を高くするために仕事関数が例えば４．５ｅＶ未満、一般には４．０ｅＶ以下、典型的には３．７ｅＶ以下の金属や合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物が電極物質として採用される。
このような材料としては、陽極に採用できる材料として挙げたものも採用でき、また、次のような材料も採用されうる。
例えば、超薄膜のマグネシウム−銀合金に透明な導電性酸化物を積層化して形成された電極などが採用される。また、この陰極において、導電性酸化物をスパッタリングする際に発光層などがプラズマにより損傷するのを防ぐため、銅フタロシアニンなどを添加したバッファ層を陰極と有機発光層２１との間に設けるとよい。
【００４６】
［有機発光層２１］
有機発光層２１は、第一電極２１及び第二電極２２から注入されたキャリア（電子及び正孔）の内、少なくとも一方を輸送して再結合させ、励起子を作成し、励起子が基底状態戻る際にエレクトロルミネッセンス（光）を発する層であり、主として有機材料によりなる。
【００４７】
有機材料は、有機発光層２１に要求される以上の機能を有機発光層２１に付与する材料であってもよく、また、各機能をそれぞれ異なる材料が有機発光層２１に付与してもよい。このような材料としてはＡｌｑ３やＤＣＭなど、公知の有機ＥＬ素子の有機発光層に用いられる材料を適宜採用すればよい。
【００４８】
さらに、有機発光層２１を積層構造として、上記機能を各層に分担させて実現させてもよい。この場合、エレクトロルミネッセンスを生成する蛍光材料や燐光材料等の材料（有機発光材料）を含有する層を特に有機発光材料含有層と表記する。
例えば、陰極からの電子注入機能を担う電子注入層や電子注入輸送層を陰極との界面に設けてもよい。また、電子輸送機能を担う電子輸送層を、陰極や電子注入層と有機発光材料含有層との間に設けてもよい。陽極からの正孔（ホール）注入機能を担うホール注入層やホール注入輸送層を設けてもよく、ホール輸送機能を担うホール輸送層を設けてもよい。
採用する層構成及び当該層を構成する材料としては公知の有機ＥＬ素子と同様の層構成及び材料を適宜採用すればよい。
【００４９】
発光色の調整は、公知の有機ＥＬ素子における発光色の調整法を適宜採用でき、例えば以下のような調整法を採用することもできる。
・励起子から基底状態に戻る際にエレクトロルミネッセンスを発する機能を有機発光層２１に付与する材料（有機発光材料）の種類の選択。
・有機発光層２１に添加する有機材料や有機発光材料の混合比の調整。
・有機発光材料の混入量の調整。
・有機発光層２１の膜厚の調整。
・公知のカラーフィルター層を有機ＥＬデバイスに設けて、デバイス外部へ出射される光の波長を制限する。
・入射された光の波長を変更する公知の波長変換材料を混合する。
・有機発光材料を複数混合することで、複数色を発して、その加色を表現する。・発光を促進したり阻害したりする材料を添加して発光色を調整する。
・有機発光層２１に流す電流量によって発光色を調整する。
【００５０】
［第二電極２２］
第二電極２２は、第一電極が陽極の場合には陰極とされ、第一電極が陰極の場合には陽極とされる。したがって、陽極／陰極に要求される前記した条件を具備する、公知の有機ＥＬ素子に採用される材料であれば適宜採用することができ、前記した第一電極２０形成用の材料を採用することもできる。
【００５１】
ただし、有機発光層２１から光取出側とは反対側に出射された光を光取出側へ反射してデバイスの光取出効率を高くしたり、有機ＥＬ素子２非発光時に光取出側から入射された光を光取出側へ反射したりするために、第二電極２２は好ましくは光反射機能を備えているとよい。第二電極２２に光反射機能を付与する材料としては、陽極／陰極に要求される前記した条件を具備し、かつ、有機発光層２１で発せられる波長の光や外部から入射された光等の、光入射面１１からデバイス外部へ取り出す波長の光を少なくとも反射する性質を有する、公知の有機ＥＬ素子に採用される金属や合金等を適宜採用できる。
【００５２】
また、以上に記載した以外の、公知の有機ＥＬ素子に採用される層や部材を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、第二電極２２に光反射機能を付与せず、有機発光層２１を基準にして光取出側とは反対側に光反射部材を設けてもよく、また、有機ＥＬ素子２中に半透過半反射部材（ハーフミラー）を設けてもよい。
次に、第一の有機ＥＬデバイスの作製方法について説明する。
【００５３】
〈作製方法〉
第一の有機ＥＬデバイスは、基板１の光入射面１１に前記した条件を具備する微小凹凸を複数形成する公知の基板加工方法と、光入射面１１上に有機ＥＬ素子２を構成する各層を順次形成する公知の有機ＥＬ素子の作成方法とを用いることで作製できる。例えば次のように作製してもよい。
【００５４】
まず、図４（ａ）に示すように、平板状の透明基板１’を用意する。この透明基板１’の一方の面（光入射面）１１’に、これから形成しようとする凹部と凸部の配置に対応したパターンのマスクを用いてフォトレジスト等によりパターニングする。そして、この状態でエッチングを施すことにより図４（ｂ）に示すような凹凸面１１を形成する。
【００５５】
次いで、図４（ｃ）に示すように、透明基板１の光入射面１１上に、第一電極２０、有機発光層２１、第二電極２２を、それぞれ基板１側に接する層の表面に沿って凹凸を有するように順次積層する。各層は均一な膜圧になるように形成されているので、それぞれ透明基板１の光入射面１１に応じた湾曲形状を有する。積層法としては、公知の有機ＥＬ素子における各層の積層法を適宜採用すればよく、例えば真空蒸着法やスパッタ法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜成膜法を採用できる。
以上のようにして有機ＥＬデバイスを作製できる。
【００５６】
なお、透明基板１の光入射面１１は、エッチングにより形成する代わりに、他の基板加工方法を採用することができる。例えば、サンドブラストによる表面処理法を採用することもできる。また、凹凸状の内面を有する型に溶融した透明な樹脂やガラス等を流し込み、光入射面１１を有する基板１を作製してもよい。
【００５７】
〈作用効果〉
本実施の形態にかかる有機ＥＬデバイスは、以上の構成を備えているために、以下の作用効果を得ることができる。
【００５８】
・高い光取出効率かつ極めて低い輝度むら発生率
前記したように光入射面１１を設定したために、光入射面１１が平面である従来の有機ＥＬデバイスよりも高い光取出効率が得られ、かつ、輝度むらが発生する確率が極めて少ない。
換言すると、単に光入射面に凹凸を設けただけでは得られない性能が得られる。
【００５９】
・特定方向の輝度の向上
上記実施例による有機ＥＬデバイスは、発光時において、光出射面を基準にして特定の方向における輝度が、他の方向における輝度よりも高くなることが分かった。また、この特定の方向は、Δａを変えることで変わることも分かった。
これは、凹の集光効果や、凹凸による反射や屈折によるものと考えられる。
したがって、本実施の形態に係る有機ＥＬデバイスは、特定の方向の輝度を他の方向の輝度に比べて高くすることが要求される、例えばディスプレイや照明装置、液晶表示装置のバックライトなどの用途にも好適なデバイスであることが分かった。
【００６０】
・高い光発光量
凹凸面である光入射面１１上に凹凸に沿って有機ＥＬ素子２が形成されているため、光入射面が平面である従来の有機ＥＬデバイスよりも有機発光層２１の量（発光面積）が多くなり、光発光量が多くなる。
また、算術平均傾斜Δａを前記した範囲に設定したために、有機発光層２１が設けられない場所、すなわち電極同士がリークしてしまう場所が形成される可能性がきわめて低くなり、有機ＥＬ素子２に流した電流の多くが有機発光層２１を通るので、発光効率が高くなる。
【００６１】
・反射特性の向上
前記したように有機ＥＬデバイスを設計したために、有機ＥＬデバイスを反射板として用いる場合に、光出射面１０の法線を基準として２０度〜４０度程度（一般には３０度程度）にある光源から入射された光の多くを、光出射面１０の法線方向へ反射することができる。
また、光入射面１１及び有機ＥＬ素子２の各層に微小凹凸が形成されているために、鏡面反射を防止することができる。
【００６２】
・色度特性の向上
発光時において、光出射側１０における各出射方向において色度が均一になる。
これは、光入射面１１及び有機ＥＬ素子２の各層に微小凹凸が形成されるため、各波長の光についてもそれぞれ様々な方向へ拡散でき、光出射面１０における出射方向おいて各波長の光の輝度の角度依存性が極めて小さくなったためと考えられる。
【００６３】
〈別例〉
なお、第一の有機ＥＬ素子は以下のように変形することもできる。また、以下の変形例を適宜組み合わせて用いることもできる。
【００６４】
［別例１：中間層に凹凸を設ける］
基板１の光入射面１１に凹凸を設けるのでなく、図５に示すように、基板１と有機ＥＬ素子２との間に中間層３を設け、中間層３の有機ＥＬ素子２と接する面に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下の複数の凹凸を有する凹凸面３０を形成し、有機ＥＬ素子を凹凸面３０に沿って形成しても、前記同等の効果が得られる。
また、算術平均傾斜を４度以上１５度以下にすると、良好な光反射特性も得られる。
なお、この場合にも、前記した理由により凹凸面３０は下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすように設計される。
（ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
（ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
【００６５】
このような有機ＥＬデバイスは、例えば次のように作製することができる。図６（ａ）に示すように、平板状の透明基板１’の表面に所定の膜厚を有する透明な中間層３’を形成する。この中間層３’の表面に、これから形成しようとする凹部と凸部の配置に対応したパターンのマスクを用いてフォトレジスト等によりパターニングし、この状態でエッチングを施すことにより図６（ｂ）に示すような凹凸面３０を形成する。
そして、図６（ｃ）に示すように、凹凸面３０上に透明性電極である第一電極２０を、第一電極２０上に有機発光層２１を、さらに有機発光層２１上に反射性電極である第二電極２２をそれぞれ均一な膜厚に順次積層形成する。このように形成する際、各層は、それぞれ中間層３側に存する層の凹凸形状に沿って凹凸を有するように形成される。各層は均一な膜厚に形成されているので、それぞれ中間層３の凹凸面３０に応じて湾曲形状となる。このようにして図５に示すような有機ＥＬデバイスが製造される。
【００６６】
なお、上記したようなエッチングをする方法ではなく、フォトリソグラフィによりハーフ露光とフォーカスオフセットを用いて中間層を形成する方法も採用できる。すなわち、フォトレジストを中間層としてもよい。
また、中間層３の凹凸面３０は、エッチングにより形成する代わりに、サンドブラストによる表面処理等により形成することもできる。
さらに、予め表面に凹凸形状が形成された透明な樹脂等からなるシートを透明基板１上に貼付して中間層３としてもよい。また、透明基板１上に形成された均一な厚さの透明層３の表面に凹凸を形成するのではなく、まず、透明基板１上の凸部を形成しようとする箇所のみに透明膜を形成した後、この透明膜と透明基板１の全面上に透明膜を形成することによっても凹凸面を得ることができる。
【００６７】
中間層３形成用の材料としては、中間層３とされた際に透明であり、基板１及び有機ＥＬ素子２（第一電極２０）との接着性の高い材料で、かつ、有機ＥＬ素子２や基板１に化学的・物理的な影響を与えにくい材料であればどのような材料でも採用でき、例えばポリエステル樹脂やアクリル樹脂などを採用することができる。
また、中間層３に、凹凸面３０を形成する以外の機能を持たせることも可能である。例えば、中間層３の屈折率を有機ＥＬ素子（第一電極２０）と透明基板１との中間の値を持つ層とすれば、中間層３を設けない有機ＥＬデバイスよりも有機ＥＬ素子２から透明基板１へ進入する光の量が多くなる。また、中間層に、波長変換材料を含有させたり、散乱部材を含有させたりしてもよい。
有機ＥＬ素子２（特に有機発光層２１）に添加物を添加すると有機ＥＬ素子２の発光特性等が変化してしまうために、従来の有機ＥＬデバイスには添加できなかったような添加物も、上記添加物に耐性を有する材料で中間層３を作製することで、中間層３中に含有させることができる。
さらに、中間層３を用いれば、凹凸を形成可能不能な／困難な基板であっても使用することができる。
【００６８】
［別例２：発光層よりも光取出側の電極に凹凸を設ける］
基板１の光入射面１１に凹凸を設けるのではなく、図７に示すように、電極のうち基板側に設けられた電極、つまり第一電極２０の有機発光層２１側に、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下の複数の凹凸を有する凹凸面２０ａを形成し、有機発光層２１及び第二電極（他の電極）２２を、上記凹凸に沿って形成しても、前記同等の効果が得られる。
また、算術平均傾斜を４度以上１５度以下にすると、良好な反射機能も得られる。
なお、この場合にも、前記した理由により凹凸面２０ａは下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすように設計される。
（ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
（ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
【００６９】
このような有機ＥＬデバイスは、例えば次のように作製することができる。図８（ａ）に示すように、平板状の透明基板１の表面に所定の膜厚を有する透明性電極である第一電極２０’を形成する。第一電極２０’の表面に、これから形成しようとする凹部と凸部の配置に対応したパターンのマスクを用いてフォトレジスト等によりパターニングし、この状態でエッチングを施すことにより図８（ｂ）に示すような凹凸面２０ａを形成する。
そして、図８（ｃ）に示すように、第一電極２０の凹凸面２０ａ上に有機発光層２１を、さらに有機発光層２１上に反射性電極である第二電極２２をそれぞれ均一な膜厚に順次積層形成すると、これら有機発光層２１及び第二電極２２がそれぞれ第一電極２０側に接する層の表面に沿って凹凸を有するように形成される。各層は均一な膜厚に形成されているので、それぞれ第一電極２０の凹凸面２０ａに応じて湾曲形状となる。このようにして図７に示すような有機ＥＬデバイスが製造される。
【００７０】
なお、第一電極２０の凹凸面２０ａは、エッチングにより形成する代わりに、サンドブラストによる表面処理等により形成することもできる。
また、透明基板１上に形成された均一な厚さの第一電極２０の表面に凹凸を形成するのではなく、まず、透明基板１上の凸部を形成しようとする箇所のみに透明性電極の材料からなる透明膜を形成し、さらにこの透明膜と透明基板１の全面上に同一材料から透明膜を形成することによっても凹凸面を得ることができる。
さらに、上記透明膜の代わりに、第一電極２０よりも抵抗率の低い望ましくは透明又は不透明の電極を用いると、第一電極２０の面内における電位をより均一にすることができ、輝度むらを極めて少なくすることができる。また、第一電極２０の抵抗を低くできる。
同様に、透明電極２０を均一な膜厚で設けた後に、凸を形成する部分に、透明電極よりも抵抗率の低い、望ましくは透明又は不透明の電極を形成して凹凸面２０ａを形成してもよい。これによっても、輝度むらを極めて小さくすることができ、また、第一電極２０の抵抗を低くできる。
前記同様、凹凸を設けることが困難な基板も採用することが可能になる。
【００７１】
［別例３：無機ＥＬ素子にする］
上記実施の形態において、有機ＥＬ素子２の代わりに無機ＥＬ素子を形成した自発光デバイスとしてもよい。図９に示すように、無機ＥＬ素子４は、硫化亜鉛等の無機材料を主材料とする無機発光材料含有層４１２を酸化シリコン等の一対の絶縁層４１１、４１３で挟んだ三層構造の無機発光層４１が、透明な第一電極４０と、金属等で構成されて反射層としても機能する第二電極４２とで挟まれている。この素子に、電極間に２００Ｖ程度の高交流電圧が印加されると、無機発光層４１２と絶縁層４１１、４１３との界面から放出される電子が加速し、無機発光層４１２中のドーパント原子が励起して光（エレクトロルミネッセンス）が生じ、この光が透明な電極４０側から素子外部へ出射される。
【００７２】
［別例４：プリズムシートを設ける］
図１０に示すように、発光層を基準にして光取出側にプリズムシート５を一枚乃至複数枚設けてもよい。
本実施の形態に係る有機ＥＬデバイスは、前記したように、凹凸面の算術平均傾斜Δａに応じて特定方向の輝度を高くできる。したがって、この特定方向へ出射された光の進行方向を、光出射面の法線方向へ変える一又は複数のプリズムシート５を光取出側に設ければ、光出射面の法線方向、すなわちデバイスの正面方向の輝度を高くできる。当然、正面方向以外の輝度を高くするように設計してもよい。
プリズムシート５は、有機ＥＬデバイスの出射特性に合わせて公知の最適なシートを適宜選択すればよく、有機ＥＬデバイスとプリズムシート５とを組み合わせは、公知の組合せ方法や組合せ部材を用いて実現できる。
【００７３】
［別例５：液晶表示装置のバックライトとして用いる］
第一の有機ＥＬデバイスを照明装置として用いてもよい。
また、液晶表示装置のバックライト（背後光源）としても好適に用いることができる。これは、第一の有機ＥＬデバイスが前記したように、従来の有機ＥＬデバイスと比べて光取出量が多く、輝度むらが少なく、高い反射特性を有し、かつ、鏡面反射をしないからである。したがって、第一の有機ＥＬデバイスを液晶表示装置のバックライトとして用いた場合には、従来の有機ＥＬデバイスをバックライトとして用いた場合よりも、輝度が高く、輝度むらが少なく、非発光時にも表示を鮮明に視認させることが可能になる。
【００７４】
例えば図１１に示すように、液晶表示パネル６は、公知の透過型の液晶表示パネルや半透過型の液晶表示パネルが採用され、非表示面６１が有機ＥＬデバイスの光出射面１０と向かい合うように配置される。つまり、液晶表示パネル６は、液晶表示装置外部からは表示面６０が視認されるように配置される。
この液晶表示装置では、装置外部が十分に明るい場合には、有機ＥＬ素子２を光らせなくても液晶表示パネル６の表示を良好に視認することができる。また、装置外部に十分な明るさがない場合には、有機ＥＬ素子２を光らせて液晶表示パネル６の表示を視認することができる。
このように、第一の有機ＥＬデバイスをバックライトとして備えた有機ＥＬ装置は、太陽光の下のような明るい場所でも、室内や夜のように暗い場所でも、鮮明な表示が可能になる。また、外光が十分に明るい場合には有機ＥＬ素子２を光らせる必要がないため、バックライトを備えた従来の液晶表示装置よりも消費電力を小さくできる。
【００７５】
［別例６：ディスプレイにする］
第一の有機ＥＬデバイスに公知の有機ＥＬ素子用駆動方式と組み合わせてディスプレイとしてもよい。有機ＥＬ素子用駆動方式としては、例えば、パッシブマトリックス方式を採用してもよく、アクティブマトリックス方式を採用してもよい。
【００７６】
パッシブマトリックス方式では、走査電極と信号電極とによるＸＹマトリクス電極構成において、マトリクスを構成する各格子点に表示素子（有機ＥＬ素子２）が接続され、有機ＥＬ素子２は線順次駆動により駆動（発光）される。
【００７７】
アクティブマトリックス方式では、表示素子（有機ＥＬ素子２）、すなわち画素／サブピクセルごとに、スイッチ素子及び保持素子を備える駆動方式である。表示素子（有機ＥＬ素子２）は、走査電極と信号電極とのマトリックス交差部に配置されることになる。スイッチにはＴＦＴを用いることが好ましい。
【００７８】
［別例７：光取出側を変える］
第一の有機ＥＬデバイスは、ボトムエミッション型に限定されず、他の部位からデバイス外部へ光を取り出すようにしてもよい。
例えば、トップエミッション型の有機ＥＬデバイスにする場合には、基板１及び第一電極２０は透明である必要はなく、第二電極２２を透明電極とし、有機発光層２１から発せられた光を、第二電極２２を介してデバイス外部へ取り出されるようにすればよい。なお、第一電極２０を反射性電極としたり、有機発光層２１を基準として光取出側とは反対側に光反射板を設けたりすれば、有機発光層２１から第一電極２０側へ出射された光の一部又はすべてを、第二電極２２を介してデバイス外部へ取り出すことが可能になる。
以下、第二の有機ＥＬデバイスについて説明する。
【００７９】
《第二の有機ＥＬデバイス》
第二の有機ＥＬデバイスは、以下の点を除いて第一の有機ＥＬデバイスと同様に構成でき、また第一の有機ＥＬデバイスと同様に変形できる。
【００８０】
第二の有機ＥＬデバイスは、光入射面１１が、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下とされ、有機ＥＬ素子２が、光入射面１１側の層に沿って形成され、それぞれの層が光入射面１１側の層に形成された凹凸に応じた湾曲形状を備えている。
また、前記したように第二の有機ＥＬデバイスに反射機能を持たせる場合には、二乗平均傾斜Δｑを４度以上２０度以下にするとよい。
【００８１】
なお、光入射面は、前記同様の理由で、下記（ａ）又は（ｂ）の条件を満たすように設計される。
（ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
（ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
【００８２】
以上のように設計しても、第一の有機ＥＬデバイスと同等の作用効果を得ることができる。
なお、前記したように、中間層３に凹凸を設けてもよく、第一電極２０に凹凸を設けてもよい。
【００８３】
本願発明者らは、このような範囲内の有機ＥＬデバイスとするとよいことを、以下の実施例及び比較例から見いだした。
実施例及び比較例では、光入射面１１の二乗平均傾斜Δｑを、０度を超えて４０度以下の値に適宜変更したこと以外は、第一の有機ＥＬデバイスにおける前記実施例及び比較例と同一の条件（材料、膜厚、製法等）で各有機ＥＬデバイスを作製した。
【００８４】
［評価４］
作製した有機ＥＬデバイスに、それぞれ同一の電流を流し、光出射面１０から出射された光の総量を、輝度測定器を用いて測定した。各有機ＥＬデバイスの光入射面１１の二乗平均傾斜Δｑと、輝度の大きさを、図１２のグラフにプロットした。輝度の大きさは、光入射面１１に凹凸を設けなかったこと以外は前記した通りに有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスの輝度を基準とし、この輝度に対する比（輝度比）で表した。なお、輝度の基準とした有機ＥＬデバイスについては、二乗平均傾斜Δｑ＝０度の位置にプロットした。
【００８５】
そして、本願発明者らは、図１２に示す実験結果から、Δｑを４度以上とすると、光入射面が平らな従来の有機ＥＬデバイスと比べて、光出射面から外部へ取り出される光の量が多くなることを見いだした。
換言すると、単に光入射面に凹凸を設けただけでは、光出射面から外部へ取り出される光の量が、従来の有機ＥＬデバイスよりも少なくなってしまう場合があることを見いだした。
【００８６】
［評価５］
また、有機ＥＬ素子２を発光させずに、光出射面１０の法線に対して３０度の位置から一定の光を照射した場合の、光出射面１０の法線方向における輝度を上記輝度測定器により測定した。各有機ＥＬデバイスの光入射面１１の算術平均傾斜Δｑと、光出射面１０の法線方向の輝度の大きさを、図１３のグラフにプロットした。輝度の大きさは、光入射面１１に凹凸を設けなかったこと以外は前記した通りに有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスにおける、上記条件での法線方向の輝度を基準とし、この輝度に対する比（輝度比）で表した。なお、前記同様、輝度の基準とした有機ＥＬデバイスについては、二乗平均傾斜Δｑ＝０度の位置にプロットした。
【００８７】
本願発明者らは、図１３から、Δｑを４度以上２０度以下にすると、光出射面１０の法線に対して３０度の角度から入射した光のうち、光出射面の法線方向へ反射される割合が、光入射面が平面の従来の有機ＥＬデバイスの１．５倍以上となり、他の角度に比べて極めて高くなることを見いだした。
また、Δｑを、０度を超えて４０度以下にすると、光出射面の法線に対して３０度の角度から入射した光のうち光出射面の法線方向へ反射される光の量が、光入射面１１に凹凸を設けない場合よりも多くなることも見いだした。
【００８８】
なお、Δｑが０度を超えて４０度以下の有機ＥＬデバイスでは、光入射面１１に凹凸を設けていない従来の有機ＥＬデバイスと異なり、鏡面反射することはないことを確認した。
また、光出射面１０の法線に対して２０度〜４０度のいずれかの位置から一定の光を照射した場合にも、上記同様の効果が得られることを確認した。
【００８９】
［評価６］
さらに、Δｑを４０度、４５度、５０度にした以外はそれぞれ前記したように有機ＥＬ素子２を形成した有機ＥＬデバイスを作製した結果、これらの有機ＥＬデバイスを発光させた際に輝度むらを目視で確認した。一方、Δｑが０度を超えて３５度以下の有機ＥＬデバイスでは、発光させた際に輝度むらを確認できなかった。
【００９０】
以上の結果は、光入射面のΔｑが３５度を超えていると、有機ＥＬ素子、特に有機発光層を、全面に渡って均一な膜厚で形成することが困難であることに起因すると考えることができる。つまり、有機発光層の膜圧の厚い部分と薄い部分とが生じてしまい、前記したように薄い部分の輝度が高くなってしまい、輝度むらが確認されたと考えられる。また、Δｑが３０度を超えるような急な斜面を有する凹凸では、有機発光層が形成されない部分が生じてしまい、電極間のリークが発生したものと考えられる。
換言すると、単に光入射面に凹凸を設けただけでは、有機ＥＬデバイスに要求される輝度均一性を実現できない場合があったり、光入射面が平面の従来の有機ＥＬデバイスよりも輝度が低くなってしまう場合があることを見いだした。
【００９１】
以上の評価かからも明らかなように、第二の有機ＥＬデバイスも第一の有機ＥＬデバイスと同等の作用効果を得ることができる。
【００９２】
【発明の効果】
上記発明からも明らかなように、本発明によれば、凹凸面が設けられていない自発光デバイスよりも光取出側から出射される光の量が実質的に多く、かつ、輝度むらのない自発光デバイスを提供できる。
また、光出射側における特定方向の輝度が高い自発光デバイスを提供できる。さらに、反射板として用いた場合に、鏡面反射しないだけでなく、光源があると想定される方向から光が入射された場合に特定方向の輝度が高い自発光デバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る第一の有機ＥＬデバイスの構成例を示す断面図である。
【図２】実施例及び比較例における、第一の有機ＥＬデバイスの算術平均傾斜Δａと輝度との関係を示したグラフである。
【図３】実施例及び比較例における、第一の有機ＥＬデバイスの算術平均傾斜Δａと、光出射面１０の法線に対して３０度の方向から光を照射した場合の光出射面１０の法線方向の輝度との関係を示したグラフである。
【図４】第一の有機ＥＬデバイスの作成例を示す断面図である。
【図５】第一の有機ＥＬデバイスの変形例を示す断面図である。
【図６】図５に示す有機ＥＬデバイスの作成例を示す断面図である。
【図７】第一の有機ＥＬデバイスの他の変形例を示す断面図である。
【図８】図７に示す有機ＥＬデバイスの作成例を示す断面図である。
【図９】第一の有機ＥＬデバイスの構成を無機ＥＬデバイスに応用した例を示す断面図である。
【図１０】第一の有機ＥＬデバイスの光取出側にプリズムシート５を設け、特定方向の輝度を高くしたデバイス（照明装置やディスプレイ等）を示す断面図である。
【図１１】第一の有機ＥＬデバイスをバックライトとして備えた液晶表示装置の構成例を示す断面図である。
【図１２】実施例及び比較例における、第二の有機ＥＬデバイスの二乗平均傾斜Δｑと輝度との関係を示したグラフである。
【図１３】実施例及び比較例における、第二の有機ＥＬデバイスの二乗平均傾斜Δｑと、光出射面１０の法線に対して３０度の方向から光を照射した場合の光出射面１０の法線方向の輝度との関係を示したグラフである。
【図１４】従来のボトムエミッション型の有機ＥＬデバイス及び当該デバイスの問題点を示した断面図である。
【図１５】基板１００の光入射面側に凹凸を設けた従来の自発光デバイスの問題点を説明するための断面図である。
【図１６】液晶表示装置のバックライトとして自発光デバイスが組み込まれた際の課題を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１０ 光出射面
１１ 光入射面（凹凸面）
２ 有機ＥＬ素子（自発光素子）
２０、４０ 第一電極
２０ａ 凹凸面
２１、４１ 有機発光層（発光層）
４１１、４１３ 無機絶縁層
４１２ 無機発光材料含有層
２２、４２ 第二電極
３ 中間層
３０ 凹凸面
４ 無機ＥＬ素子（自発光素子）
５ プリズムシート
６、８ 液晶表示パネル
６０ 表示面
６１ 非表示面

Claims (10)

1. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   前記基板の、前記自発光素子が形成される側の面は、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
2. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   前記基板と自発光素子との間には中間層が設けられ、
   前記中間層の、前記自発光素子が形成される側の面は、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
3. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   基板側に設けられた電極は、発光層の面が、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による算術平均傾斜Δａが４度以上３０度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の自発光デバイスであって、
   前記算術平均傾斜Δａが４度以上１５度以下とされたことを特徴とする自発光デバイス。
5. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   前記基板の、前記自発光素子が形成される側の面は、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
6. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   前記基板と自発光素子との間には中間層が設けられ、
   前記中間層の、前記自発光素子が形成される側の面は、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
7. 基板に、一対の電極に狭持された発光層を備えた自発光素子を有する自発光デバイスであって、
   基板側に設けられた電極は、発光層の面が、複数の凹凸を有する凹凸面とされ、
   前記凹凸面は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による二乗平均傾斜Δｑが４度以上３５度以下とされ、かつ、下記条件（ａ）又は（ｂ）を満たすことを特徴とする自発光デバイス。
   （ａ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による凹凸の平均間隔Ｓｍが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
   （ｂ）ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４による局部山頂の平均間隔Ｓが、発光層が発する光の波長の内で最も長いものの３倍以上２００倍以下。
8. 請求項５から７のいずれか１項に記載の自発光デバイスであって、
   前記二乗平均傾斜Δｑが４度以上２０度以下とされたことを特徴とする自発光デバイス。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の自発光デバイスであって、
   前記自発光デバイスは、さらに、前記発光層を基準にして当該層で発せられた光が取り出される側にプリズムシートが設けられたことを特徴とする自発光デバイス。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の自発光デバイスであって、
    前記自発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする自発光デバイス。

Images