JP2009272059A - El element, backlight device for liquid-crystal display using the same, lighting device using the element, electronic advertising display device using the element, and display device using the element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子に関し、また、ＥＬ素子を用いた液晶ディスプレイ用パックライト装置、ＥＬ素子を用いた照明装置、ＥＬ素子を用いた電子看板装置、及びＥＬ素子を用いたディスプレイ装置に関する。本発明に係るＥＬ素子は、優れた光取り出し効率を有するものである。 The present invention relates to an EL (electroluminescence) element, and also includes a pack light device for a liquid crystal display using the EL element, an illumination device using the EL element, a digital signage device using the EL element, and a display using the EL element. Relates to the device. The EL device according to the present invention has excellent light extraction efficiency.
一般的に用いられているＥＬ素子は、透光性基板と、この透光性基板の一方の面に設けられた発光積層構造体とを備えており、その発光積層構造体は、陽極層と、陰極層と、それら電極層の間に挟まれたＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光層とを含んでいる。そして、陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してＥＬ発光層に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してＥＬ発光層を発光させており、こうして発光積層構造体から発した光が、透光性基板の一方の面を介して透光性基板へ入射し、その透光性基板を通過して、その透光性基板の他方の面を介して外部へ出射するようにしている。 A generally used EL element includes a light-transmitting substrate and a light-emitting laminated structure provided on one surface of the light-transmitting substrate. The light-emitting laminated structure includes an anode layer and an anode layer. A cathode layer and an EL (electroluminescence) light emitting layer sandwiched between the electrode layers. Then, a direct current voltage is applied between the anode layer and the cathode layer to inject electrons and holes into the EL light emitting layer, and excitons are generated by recombination thereof, and light generated when the excitons are deactivated. The EL light emitting layer is caused to emit light using the emission of light, and thus the light emitted from the light emitting laminated structure is incident on the light transmitting substrate through one surface of the light transmitting substrate, and the light transmitting substrate. And is emitted to the outside through the other surface of the translucent substrate.
従来、かかる構成のＥＬ素子において、ＥＬ発光層から発して透光性基板へ入射した光がその透光性基板を通過して空気中へ出射しようとする際に、その光のかなりの部分が透光性基板の表面において全反射するために、光のロスが生じるという問題があった。この全反射による光のロスは、何の対策も講じなければ約８０％にも達することがあり、その場合、ＥＬ素子からの光取り出し効率は２０％程度になってしまう。光取り出し効率が低ければ、所要の輝度を得るために大きな電力を投入せねばならず、それによってＥＬ素子に加わる負荷が増大するため、ＥＬ素子の信頼性が低下することにもなる。 Conventionally, in an EL device having such a configuration, when light emitted from an EL light emitting layer and incident on a translucent substrate attempts to exit the air through the translucent substrate, a considerable portion of the light is There is a problem that light loss occurs due to total reflection on the surface of the translucent substrate. The light loss due to the total reflection may reach about 80% if no measures are taken. In this case, the light extraction efficiency from the EL element is about 20%. If the light extraction efficiency is low, a large amount of power must be input in order to obtain a required luminance, and this increases the load applied to the EL element, thereby reducing the reliability of the EL element.
ＥＬ素子のような面発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的として、面発光素子の透光性基板の表面に微細な凹凸パターンを形成するという方法が、従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。 For the purpose of improving the light extraction efficiency of a surface light emitting element such as an EL element, a method of forming a fine uneven pattern on the surface of a light-transmitting substrate of the surface light emitting element has been conventionally proposed (for example, , See Patent Document 1).
特許文献１に提案されている方法によれば、ＥＬ素子の透光性基板（同文献では「ガラス基板」と称している）の表面に回折格子を形成することで、光取り出し効率を向上させている。しかしながら、その回折格子のパラメータを如何に定めれば最善の光取出し効率が得られるのかについては、何ら示唆されておらず、それゆえ、光取り出し効率を高めるためにＥＬ素子に設ける回折格子構造のパラメータを適切に定めることによって、その光取り出し効率を更に高めることが、なお要望されている。本発明の課題は、かかる要望に応えることにある。
According to the method proposed in
本発明は上記課題を解決するべくなされたものであり、本発明に係るＥＬ素子は、透光性基板と、該透光性基板の第１面に設けられた発光積層構造体とを備え、該発光積層構造体は、第１電極層である透明電極層と、第２電極層と、それら電極層の間に挟まれたＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光層とを含んでおり、前記透明電極層は前記ＥＬ発光層の両側のうちの前記透光性基板の側に位置している電極層であり、前記第２電極層は前記ＥＬ発光層の両側のうちの前記透光性基板とは反対側に位置している電極層であり、前記発光積層構造体から発した光が、前記透明電極層を透過して前記透光性基板へ入射し、更に該透光性基板を通過し、該透光性基板の第２面を介して外部へ出射するように構成されたＥＬ素子において、前記ＥＬ発光層と前記透光性基板との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する回折格子構造が設けられており、前記ＥＬ発光層が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと前記ピッチＰ１とが下式（１）で表される関係を満足していることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an EL device according to the present invention includes a light-transmitting substrate and a light-emitting laminated structure provided on the first surface of the light-transmitting substrate, The light emitting laminated structure includes a transparent electrode layer as a first electrode layer, a second electrode layer, and an EL (electroluminescence) light emitting layer sandwiched between the electrode layers, and the transparent electrode The layer is an electrode layer positioned on the side of the light-transmitting substrate on both sides of the EL light-emitting layer, and the second electrode layer is the light-transmitting substrate on both sides of the EL light-emitting layer. An electrode layer located on the opposite side, the light emitted from the light-emitting laminated structure is transmitted through the transparent electrode layer and incident on the translucent substrate, and further passes through the translucent substrate; In the EL element configured to emit to the outside through the second surface of the translucent substrate, the E A diffraction grating structure having a periodic pattern with a pitch P1 is provided between the light emitting layer and the translucent substrate, and at least one peak wavelength λ in the spectrum of light emitted from the EL light emitting layer and the pitch P1. Satisfies the relationship represented by the following formula (1).
請求項２に係る発明は更に、前記透明電極層と前記透光性基板との間に屈折率ｎ１の材料から成る透明中間層が形成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、前記屈折率ｎ１、前記屈折率ｎ２、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（２）で表される関係を満足していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a transparent intermediate layer made of a material having a refractive index n1 is formed between the transparent electrode layer and the translucent substrate, and the transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2. And the diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having a periodic uneven pattern with a pitch P1 and a height T1, and the refractive index n1 and the refractive index n2 The pitch P1 and the height Tl satisfy the relationship represented by the following expression (2).
請求項３に係る発明は更に、前記透明電極層と前記透光性基板との間に屈折率ｎ１の材料から成る透明中間層が形成されており、前記回折格子構造が、周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記透明電極層が層厚さＴ３に形成されており、前記屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３で表される関係、または、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３で表される関係を満足しており、前記屈折率ｎ２、前記層厚さＴ３、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（３）で表される関係を満足していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a transparent intermediate layer made of a material having a refractive index n1 is formed between the transparent electrode layer and the translucent substrate, and the diffraction grating structure has a periodic uneven pattern. The transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having an interface between the transparent electrode layer, the transparent electrode layer made of a material having a refractive index n2, and the EL light emitting layer made of a material having a refractive index n3, The layer is formed with a layer thickness T3, and the refractive indexes n1, n2, and n3 satisfy a relationship represented by n1> n2> n3 or a relationship represented by n1 <n2 <n3. The refractive index n2, the layer thickness T3, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following expression (3).
請求項４に係る発明は更に、前記透明電極層と前記透光性基板との間に屈折率ｎ１の材料から成る透明中間層が形成されており、前記回折格子構造が、周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記透明電極層が層厚さＴ３に形成されており、前記屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ２＜ｎ１、且つ、ｎ２＜ｎ３で表される関係、または、ｎ２＞ｎ１、且つ、ｎ２＞ｎ３で表される関係を満足しており、前記屈折率ｎ２、前記層厚さＴ３、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（４）で表される関係を満足していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a transparent intermediate layer made of a material having a refractive index n1 is formed between the transparent electrode layer and the translucent substrate, and the diffraction grating structure has a periodic uneven pattern. The transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having an interface between the transparent electrode layer, the transparent electrode layer made of a material having a refractive index n2, and the EL light emitting layer made of a material having a refractive index n3, A layer is formed with a layer thickness T3, and the refractive indexes n1, n2, and n3 are expressed as n2 <n1 and n2 <n3, or n2> n1 and n2> n3 And the refractive index n2, the layer thickness T3, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (4). It is characterized by that.
請求項５に係る発明は更に、前記ＥＬ発光層が層厚さＴ４に形成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記第２電極層が屈折率ｎ４の材料から成り、前記屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表される関係、または、ｎ２＜ｎ３＜ｎ４で表される関係を満足しており、前記屈折率ｎ３、前記層厚さＴ４、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（５）で表される関係を満足していることを特徴とする。 In the invention according to claim 5, the EL light emitting layer is further formed with a layer thickness T4, the transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2, and the EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3. The second electrode layer is made of a material having a refractive index n4, and the refractive indexes n2, n3, and n4 satisfy a relationship represented by n2> n3> n4 or a relationship represented by n2 <n3 <n4. The refractive index n3, the layer thickness T4, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (5).
請求項６に係る発明は更に、前記ＥＬ発光層が層厚さＴ４に形成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記第２電極層が屈折率ｎ４の材料から成り、前記屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ３＜ｎ２、且つ、ｎ３＜ｎ４で表される関係、または、ｎ３＞ｎ２、且つ、ｎ３＞ｎ４で表される関係を満足しており、前記屈折率ｎ３、前記層厚さＴ４、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（６）で表される関係を満足していることを特徴とする。 In the invention according to claim 6, the EL light emitting layer is further formed with a layer thickness T4, the transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2, and the EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3. The second electrode layer is made of a material having a refractive index n4, and the refractive indexes n2, n3, and n4 are represented by n3 <n2 and n3 <n4, or n3> n2 and n3>. The relationship represented by n4 is satisfied, and the refractive index n3, the layer thickness T4, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (6). It is characterized by.
請求項７に係る発明は更に、前記発光積層構造体が更に透明基板を含んでおり、該透明基板上に前記透明中間層が形成されており、該透明基板と前記光透過性基板とがアドヒーシブ層を介して貼着されていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, the light emitting laminated structure further includes a transparent substrate, the transparent intermediate layer is formed on the transparent substrate, and the transparent substrate and the light transmissive substrate are adhesive. It is characterized by being stuck through a layer.
請求項８に係る発明は更に、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明電極層と前記ＥＬ発光層との間の界面により構成されており、前記屈折率ｎ２、前記屈折率ｎ３、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（７）で表される関係を満足していることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, the transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2, the EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3, and the diffraction grating structure has a periodicity with a pitch P1 and a height T1. It is comprised by the interface between the said transparent electrode layer which has an uneven | corrugated pattern, and the said EL light emitting layer, The said refractive index n2, the said refractive index n3, the said pitch P1, and the said height Tl are following Formula (7). It is characterized by satisfying the expressed relationship.
請求項９に係る発明は更に、前記発光積層構造体が更に透明基板を含んでおり、該透明基板上に前記透明電極層が形成されており、該透明基板と前記光透過性基板とがアドヒーシブ層を介して貼着されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, the light-emitting laminated structure further includes a transparent substrate, the transparent electrode layer is formed on the transparent substrate, and the transparent substrate and the light-transmitting substrate are adhesive. It is characterized by being stuck through a layer.
また、本発明に係るＥＬ素子は、透光性基板と、該透光性基板の第１面に設けられた発光積層構造体とを備え、該発光積層構造体は、第１電極層である透明電極層と、第２電極層と、それら電極層の間に挟まれたＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光層とを含んでおり、前記透明電極層は前記ＥＬ発光層の両側のうちの前記透光性基板の側に位置している電極層であり、前記第２電極層は前記ＥＬ発光層の両側のうちの前記透光性基板とは反対側に位置している電極層であり、前記発光積層構造体から発した光が、前記透明電極層を透過して前記透光性基板へ入射し、更に該透光性基板を通過し、該透光性基板の第２面を介して外部へ出射するように構成されたＥＬ素子において、前記ＥＬ発光層と前記透光性基板との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する第１の回折格子構造と、ピッチＰ２の周期的パターンを有する第２の回折格子構造とが、重層的に設けられており、前記ＥＬ発光層が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと前記ピッチＰ１とが下式（８）で表される関係を満足しており、前記ＥＬ発光層が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと前記ピッチＰ２とが下式（９）で表される関係を満足していることを特徴とする。 Moreover, the EL device according to the present invention includes a light-transmitting substrate and a light-emitting laminated structure provided on the first surface of the light-transmitting substrate, and the light-emitting laminated structure is a first electrode layer. A transparent electrode layer; a second electrode layer; and an EL (electroluminescence) light emitting layer sandwiched between the electrode layers, wherein the transparent electrode layer is the transparent electrode layer on both sides of the EL light emitting layer. An electrode layer located on the side of the optical substrate, and the second electrode layer is an electrode layer located on the opposite side of the EL light emitting layer from the translucent substrate, Light emitted from the light-emitting laminated structure passes through the transparent electrode layer, enters the light-transmitting substrate, passes through the light-transmitting substrate, and passes through the second surface of the light-transmitting substrate. In the EL element configured to emit light to the pitch P1 between the EL light emitting layer and the light transmitting substrate. The first diffraction grating structure having a periodic pattern and the second diffraction grating structure having a periodic pattern with a pitch P2 are provided in multiple layers, and at least one in the spectrum of light emitted from the EL light emitting layer. The two peak wavelengths λ and the pitch P1 satisfy the relationship expressed by the following formula (8), and at least one peak wavelength λ and the pitch P2 in the spectrum of light emitted from the EL light emitting layer are expressed by the following formula: It is characterized by satisfying the relationship represented by (9).
請求項１１に係る発明は更に、前記透明電極層と前記透光性基板との間に屈折率ｎ１の材料から成る透明中間層が形成されており、前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、前記第１の回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、前記屈折率ｎ１、前記屈折率ｎ２、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（１０）で表される関係を満足しており、前記第２の回折格子構造が、ピッチＰ２及び高さＴ２の周期的凹凸パターンを有する前記透明電極層と前記ＥＬ発光層との間の界面により構成されており、前記屈折率ｎ２、前記屈折率ｎ３、前記ピッチＰ２、及び前記高さＴ２が下式（１１）で表される関係を満足していることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, a transparent intermediate layer made of a material having a refractive index n1 is formed between the transparent electrode layer and the translucent substrate, and the transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2. The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3, and the first diffraction grating structure is provided between the transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having a periodic uneven pattern having a pitch P1 and a height T1. The second diffraction grating structure is configured by an interface, and the refractive index n1, the refractive index n2, the pitch P1, and the height Tl satisfy the relationship represented by the following formula (10). Is constituted by an interface between the transparent electrode layer having a periodic concavo-convex pattern having a pitch P2 and a height T2, and the EL light emitting layer, and the refractive index n2, the refractive index n3, the pitch P2, and The height T2 is the following formula (11 Characterized in that it satisfies the in represented by the relationship.
請求項１２に係る発明は更に、前記発光積層構造体が更に透明基板を含んでおり、該透明基板上に前記透明中間層が形成されており、該透明基板と前記光透過性基板とがアドヒーシブ層を介して貼着されていることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, the light emitting laminated structure further includes a transparent substrate, the transparent intermediate layer is formed on the transparent substrate, and the transparent substrate and the light transmissive substrate are adhesive. It is characterized by being stuck through a layer.
請求項１３に係る発明は更に、前記透光性基板の前記第１面及び前記第２面のいずれか一方もしくは両方に光拡散層が形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 13 is further characterized in that a light diffusion layer is formed on one or both of the first surface and the second surface of the translucent substrate.
請求項１４に係る発明は更に、前記透明電極層が導電性ポリマーから成ることを特徴とする。
The invention according to
請求項１５に係る発明は更に、前記第２電極層が導電性ポリマーから成ることを特徴とする。 The invention according to claim 15 is further characterized in that the second electrode layer is made of a conductive polymer.
請求項１６に係る発明は、請求項１乃至１５の何れか１項記載のＥＬ素子を発光源として用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置である。 A sixteenth aspect of the present invention is a backlight device for a liquid crystal display device using the EL element according to any one of the first to fifteenth aspects as a light source.
請求項１７に係る発明は、請求項１乃至１５の何れか１項記載のＥＬ素子を発光源として用いたことを特徴とする照明装置である。
The invention according to claim 17 is an illumination device using the EL element according to any one of
請求項１８に係る発明は、請求項１乃至１５の何れか１項記載のＥＬ素子を発光源として用いたことを特徴とする電子看板装置である。 According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided an electronic signage apparatus using the EL element according to any one of the first to fifteenth aspects as a light source.
請求項１９に係る発明は、請求項１乃至１５の何れか１項記載のＥＬ素子を画素駆動するように構成して成ることを特徴とするディスプレイ装置である。
The invention according to claim 19 is a display device characterized in that the EL element according to any one of
本発明に係るＥＬ素子によれば、また、本発明に係る液晶用パックライト装置、照明装置、電子看板装置、ないしはディスプレイ装置によれば、ＥＬ素子に設ける回折格子構造のパラメータを取り出そうとする光の波長に合わせて適切に設定することにより、光取り出し効率を向上させることができる。 According to the EL element according to the present invention, and according to the liquid crystal pack light device, the illumination device, the electronic signage device, or the display device according to the present invention, the light for extracting the parameters of the diffraction grating structure provided in the EL element. The light extraction efficiency can be improved by appropriately setting according to the wavelength.
以下に図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施の形態について説明して行く。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示したのは本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ素子１０の断面図である。ＥＬ素子１０は、透光性基板１２と、この透光性基板１２の第１面（図中では下面）に設けられた発光積層構造体１４とを備えている。透光性基板１２は、ガラス基板としてもよく、プラスチック基板としてもよいが、ただし、発光積層構造体１４からの光をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を５０％以上とすることのできる材料で形成することが好ましい。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
発光積層構造体１４は、第１電極層である透明電極層１６と、第２電極層１８と、それら２つの電極層１６、１８の間に挟まれたＥＬ発光層２０とを含んでいる。２つの電極層１６、１８の一方は陽極層、他方は陰極層である。それら陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してＥＬ発光層２０に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してＥＬ発光層２０を発光させるようにしている。発光積層構造体１４には更に、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層などが設けられることもあるが、それらは周知のものであり、また本発明の本質とってさほど重要ではなく、必要に応じて適宜設ければよいものであるため、ここではそれらについての説明を省略する。
The light-emitting
透明電極層１６は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２の側に位置している電極層であり、第２電極層１８は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２とは反対側に位置している電極層である。発光積層構造体１４から発した光（即ち、ＥＬ発光層２０から発した光は、透明電極層１６を透過して透光性基板１２へ入射し、更にこの透光性基板１２を通過し、この透光性基板の第２面（図中では上面）を介してＥＬ素子１０の外部へ出射する。
The
第１電極層１６は透明電極層であり、この透明電極層は、例えば、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜などを蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスで成膜した層とすることができる。ただし、成膜材料はこれらに限定されず、透明であって電気伝導性を有する材料であればその他の材料も使用可能である。また、その膜厚は１μｍ以下とすることが望ましい。なぜならば、膜厚が大きいほど電気伝導性は向上するものの、透明電極層に局所的なスパイクが入りやすくなり、また全光線透過率が低下するという問題があるからである。局所的なスパイクは、その突起の高さが例えば１００ｎｍに達すると、その後の成膜工程に問題を生じるおそれがある。
The
ＥＬ発光層２０は、白色発光層とすることもあり、或いは、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層とすることもある。白色発光層とする場合には、このＥＬ発光層２０の構成を、例えば、ＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ3／フッ化リチウム／陰極としてＡｌ、という構成とすればよい。ただしこの構成に限定されるものではなく、発光層から射出する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合にはＲ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることによりフルカラー表示が可能となる。
The EL
透明電極層１６と透光性基板１２との間に透明中間層２２が形成されている。この透明中間層２２の形成材料は、透光性基板１２の形成材料と同一としてもよく、異なったものとしてもよい。透明中間層２２の形成材料の具体例を挙げるならば、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン、それに種々のガラス類等を使用することができる。
A transparent
透明中間層２２の材料の屈折率と透明電極層１６の材料の屈折率とは異ならせてある。また更に、それら透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面を、所定ピッチＰ１及び所定高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する界面として形成してある。この界面によって回折格子構造が構成されている。従って、ＥＬ発光層２０と透光性基板１２との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する回折格子構造が設けられている。そして、ＥＬ発光層２０が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λとこの回折格子構造のピッチＰ１とが下式（１）で表される関係を満足するようにこのピッチＰ１の大きさを定めることによって、良好な光取り出し効率を達成するようにしている。
The refractive index of the material of the transparent
ここで波長λは、通常は発光波長の中で最大のピークとなっているものを選ぶ。但し、必ずしもそれに限られず、ここで選んだ波長によって、取り出す光線の波長をある程度選択することができる。 Here, the wavelength λ is usually selected to have the maximum peak among the emission wavelengths. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the wavelength of the extracted light can be selected to some extent depending on the wavelength selected here.
また更に、透明中間層２２の材料の屈折率をｎ１とし、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とするとき、屈折率ｎ１、屈折率ｎ２、ピッチＰ１、及び高さＴｌが下式（２）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、そうすることで、光取り出し効率を更に向上させることができる。
Furthermore, when the refractive index of the material of the transparent
また更に、透明中間層２２の材料の屈折率をｎ１とし、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とし、ＥＬ発光層２０の材料の屈折率をｎ３とし、透明電極層１６の層厚さをＴ３とするときに、屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３で表される関係、または、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ２、層厚さＴ３、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（３）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、或いはまた、屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ２＜ｎ１、且つ、ｎ２＜ｎ３で表される関係、または、ｎ２＞ｎ１、且つ、ｎ２＞ｎ３で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ２、層厚さＴ３、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（４）で表される関係を満足するようにすることが好ましい。そのようにすれば、光の共振効果によって、ＥＬ素子１０の正面方向における光の取り出し効率を更に高めることができる。
Furthermore, the refractive index of the material of the transparent
また更に、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とし、ＥＬ発光層２０の材料の屈折率をｎ３とし、第２電極層１８の材料の屈折率をｎ４とし、ＥＬ発光層２０の層厚さをＴ４とするときに、屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表される関係、または、ｎ２＜ｎ３＜ｎ４で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ３、層厚さＴ４、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（５）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、或いはまた、屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ３＜ｎ２、且つ、ｎ３＜ｎ４で表される関係、または、ｎ３＞ｎ２、且つ、ｎ３＞ｎ４で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ３、層厚さＴ４、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（６）で表される関係を満足するようにすることが好ましい。そのようにすれば、この場合もまた光の共振効果によって、ＥＬ素子１０の正面方向における光の取り出し効率を更に高めることができる。
Furthermore, the refractive index of the material of the
透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面により画成される回折格子構造の側面形状は、図1に示したような三角プリズム形状としたときに、正面方向への集光性が高くなり光取り出し効率が最良となるが、ただし、必ずしもこの形状に限られず、その他の様々な形状とすることができる。例えば、図２に示したような、丸みを帯びた側面形状にしてもよく（これは、透明中間層２２をマイクロレンズ形状もしくはレンチキュラーレンズ形状とした場合の形状である）、この場合には、正面方向のみならず様々な方向へと光を射出するため、広い視野範囲を得ることができる。また、図３に示したような、矩形形状にしてもよく、これらの形状とした場合にも光取り出し効率を向上させることができる。
When the side surface shape of the diffraction grating structure defined by the interface between the transparent
また、この回折格子構造の平面形状も、様々な形状とすることができる。その具体例を図４、図５、及び図６に示した。これらの図に示した具体例は、微細な単位凹凸パターンを平面的に並べた形状としたものであり、図４の具体例は、単位凹凸パターンを略々四角錐形状としたもの、図５の具体例は、単位凹凸パターンを略々三角錐形状としたもの、そして図６の具体例は、単位凹凸パターンを略々六角錐形状としたものである。これらの具体例では、単位凹凸パターンを隙間なく敷き詰めることができる。また、これらの具体例において、単位凹凸パターンのピッチは適宜決定できるが、近年のディスプレイにおける画素構造にアライメントさせて画像のボケを防止することを考慮するならば、１０μｍ以上５００μｍ以下とするのがよく、１０μｍ以上４００μｍ以下とすれば更に好ましい。尚、回折格子構造の側面形状及び平面形状は以上に提示した具体例に限られず、その他の形状とすることも可能であり、使用するディスプレイに求められる配光特性によって適宜選択すればよい。また、ＥＬ発光層２０が存在しない部分には回折格子構造は必要なく、従って、ＥＬ素子にＥＬ発光層２０が存在する部分と存在しない部分とがある場合には、ＥＬ素子の全体に単位凹凸パターンを敷き詰めるのではなく、ＥＬ発光層２２が存在する部分にだけ単位凹凸パターンを設けるようにすればよい。
Also, the planar shape of the diffraction grating structure can be various shapes. Specific examples thereof are shown in FIGS. 4, 5, and 6. The specific examples shown in these figures have a shape in which fine unit concavo-convex patterns are arranged in a plane, and the specific example in FIG. 4 has a unit concavo-convex pattern substantially in the shape of a quadrangular pyramid. In the specific example, the unit uneven pattern has a substantially triangular pyramid shape, and in the specific example of FIG. 6, the unit uneven pattern has a substantially hexagonal pyramid shape. In these specific examples, the unit concavo-convex pattern can be spread without gaps. In these specific examples, the pitch of the unit concavo-convex pattern can be determined as appropriate. However, if it is considered to prevent blurring of the image by aligning with a pixel structure in a recent display, the pitch is 10 μm or more and 500 μm or less. It is more preferable if it is 10 μm or more and 400 μm or less. In addition, the side surface shape and the planar shape of the diffraction grating structure are not limited to the specific examples presented above, and other shapes may be used, and may be appropriately selected depending on the light distribution characteristics required for the display to be used. In addition, the diffraction grating structure is not necessary in the portion where the EL
図７に示したのは、図１に示した第１の実施の形態に係るＥＬ素子１０の第１の変更例に係るＥＬ素子１０−１の断面図である。図１のＥＬ素子１０と異なる点は、発光積層構造体１４が透明基板２４を含んでおり、この透明基板２４がアドヒーシブ層２６を介してＥＬ素子１０−１の透光性基板１２に貼着されていることである。この構成によれば、ＥＬ素子１０−１を製作する際に、先ず透明基板２４上に透明中間層２２を形成し、その上に透明電極層１６、ＥＬ発光層２０、第２電極層１８を形成して行くことで、発光積層構造体１４を完成させ、しかる後に、その完成した発光積層構造体１４と透光性基板１２とを、アドヒーシブ層２６を介して貼着するという、好適な製作手順を採用することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an EL element 10-1 according to a first modification of the
アドヒーシブ層２６は、接着剤の層とすることもあり、粘着剤の層とすることもある。好適な接着剤ないし粘着剤の具体例としては、例えば、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系、エポキシ系、水性高分子−イソシアネート系、アクリル系等の硬化型接着剤及び粘着剤、湿気硬化ウレタン接着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、それに、アクリレートとペルオキシド系の２液型瞬間接着剤などがある。このように、接着剤ないし粘着剤としては、１液型で押圧して接着するものや、熱や光で硬化させるものなどを用いることができる他に、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることもでき、更にその他の様々なものを用いることができる。また、公知の方法を用いて粘着剤中に帯電防止剤や各種のフィラーを混入するようにしてもよい。アドヒーシブ層２６の形成方法としては、様々な方法を用いることができ、その具体例を挙げるならば、例えば、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、スプレー塗布、インクジェット法などによって接合面に直接塗布する方法を用いてもよい。また、接着剤ないし粘着剤の材料から成るドライフィルムを準備しておき、そのドライフィルムを貼着することでアドヒーシブ層を形成するという方法を用いることもでき、この方法は、製造工程を簡易化する上で好ましい方法である。
The
図８及び図９に示したのは、夫々、図１に示した第１の実施の形態に係るＥＬ素子１０の第２の変更例に係るＥＬ素子１０−２と、第３の変更例に係るＥＬ素子１０−３の断面図である。図１のＥＬ素子１０と異なる点は、光拡散層２８、３０を備えていることである。図８のＥＬ素子１０−２では、光拡散層２８が透光性基板１２の上面に設けられていて、ＥＬ素子１０−２の表面に配置されている。図９のＥＬ素子１０−３では、光拡散層３０が透光性基板１２の下面に設けられていて、ＥＬ素子１０−３の内部に配置されている。尚、光拡散層を透光性基板１２の上下両面に設けるようにしてもよい。このように光拡散層２８、３０を設けることによって、視野角の角度依存性、波長依存性を緩和することができる。また、単純に視野角を拡大する場合や、コントロールする場合にも有効である。光拡散層２８、３０は、ヘイズ値が２０％以上の層とすることが好ましく、ヘイズ値が２０％未満であると、光拡散性能が不十分となり面内輝度の均一性が悪化するという問題が発生するおそれがある。光拡散層２８、３０は、例えば、無機材料あるいは有機材料の微粒子を内包した層としてもよく、その場合の微粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、シリカ、それにシリコーンなどの、白色ないし透明な微粒子を用いるもでき、また、例えばアルミニウムや銀などの金属粒子を用いることもできる。また、白色ないし透明粒子や金属粒子を１種類だけ使用してもよいし、複数種類を混合して使用してもよい。また、微粒子を内包する層ばかりでなく、三角柱形状、四角柱形状、円錐形状などをはじめとする様々な形状の微細凹凸パターンを有する層としたり、レンチキュラーレンズ層やマイクロレンズ層などとしてもよく、更にその他の形態の層とすることも可能である。
8 and 9 show an EL element 10-2 according to the second modification example of the
光拡散層２８、３０は更に、シート状の光拡散部材を貼着することによって形成するようにしてもよく、そのシート状の光拡散部材は、例えば、透明樹脂に光拡散粒子を分散して形成したものとすることができる。その場合の透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、より具体的には例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。また光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。また、上述した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。以上の構成としたシート状の光拡散部材の厚さは０．０５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましく、そうすることによって、好適な拡散性能と輝度とを得ることができる。この光拡散部材の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、拡散性能が不足するおそれがあり、一方、その厚さが５ｍｍを超えると、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じるおそれがある。 The light diffusing layers 28 and 30 may be further formed by sticking a sheet-like light diffusing member. The sheet-like light diffusing member may be formed by, for example, dispersing light diffusing particles in a transparent resin. It can be formed. In this case, as the transparent resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or the like can be used. More specifically, for example, polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, epoxy acrylate resin. Polystyrene resin, cycloolefin polymer, methylstyrene resin, fluorene resin, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, acrylonitrile styrene copolymer, acrylonitrile polystyrene copolymer, and the like can be used. As the light diffusing particles, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin can be used. As the transparent particles made of an inorganic oxide, for example, silica, alumina or the like can be used. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine / formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Fluoropolymer particles such as fluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), silicone resin particles, and the like can be used. Moreover, you may use combining 2 or more types of transparent particles from the transparent particle mentioned above. Furthermore, the size and shape of the transparent particles are not particularly defined. The thickness of the sheet-like light diffusing member having the above configuration is preferably 0.05 mm to 5 mm. By doing so, suitable diffusion performance and luminance can be obtained. If the thickness of the light diffusing member is less than 0.05 mm, the diffusing performance may be insufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 5 mm, the amount of resin is so large that the luminance may decrease due to absorption. .
或いはまた、光拡散層２８、３０をシート状の光拡散部材を貼着することによって形成する場合に、そのシート状の光拡散部材を、熱可塑性樹脂に微細な気泡を内包させたシートとして形成したものとすることもできる。すなわち、熱可塑性樹脂の内部に形成された微細な気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、光拡散部材の膜厚をより薄くすることが可能となる。このような光拡散部材として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを挙げることができる。白色ＰＥＴは、ＰＥＴと相溶性のない樹脂や酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウムのようなフィラーをＰＥＴに分散させた後、該ＰＥＴを２軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。なお、このような構成の熱可塑性樹脂からなる光拡散部材は、少なくとも１軸方向に延伸したものとすればよく、少なくとも１軸方向に延伸することによって、フィラーの周りに気泡を発生させることができる。また、この場合の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２、６−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。また、このように微細な気泡を内包させたシート状の光拡散部材の厚さは、２５μｍ〜５００μｍとすることが好ましい。この光拡散部材の厚さが２５μｍ未満であると、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなる。一方、その厚さが５００μｍを超えると、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくくなるなどの不都合が生じるおそれがある。 Alternatively, when the light diffusing layers 28 and 30 are formed by sticking a sheet-like light diffusing member, the sheet-like light diffusing member is formed as a sheet in which fine bubbles are included in a thermoplastic resin. It can also be made. That is, the inner surface of fine bubbles formed inside the thermoplastic resin causes diffused reflection of light, and a light diffusing function equivalent to or higher than that when light diffusing particles are dispersed can be exhibited. Therefore, it becomes possible to make the film thickness of the light diffusing member thinner. Examples of such a light diffusing member include white PET and white PP. For white PET, a resin that is incompatible with PET, titanium oxide (TiO2), barium sulfate (BaSO4), fillers such as calcium carbonate are dispersed in PET, and then the PET is stretched by a biaxial stretching method. Thus, bubbles are generated around the filler. In addition, the light diffusing member made of the thermoplastic resin having such a configuration may be extended at least in the uniaxial direction, and bubbles may be generated around the filler by extending in the at least uniaxial direction. it can. Examples of the thermoplastic resin in this case include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene-2,6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexane dimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, Polyester resins such as low-glycol copolymer polyester resin and fluorene copolymer polyester resin, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene , Polyamides, polyethers, polyesteramides, polyetheresters, polyvinyl chloride, cycloolefin polymers, and their components Copolymers, also can be used as mixtures of these resins are not particularly limited. Moreover, it is preferable that the thickness of the sheet-like light diffusing member enclosing such fine bubbles is 25 μm to 500 μm. When the thickness of the light diffusing member is less than 25 μm, the sheet is insufficiently squeezed and wrinkles are likely to occur in the manufacturing process and display. On the other hand, when the thickness exceeds 500 μm, there is no particular problem with optical performance, but there is a possibility that inconveniences such as difficulty in processing into a roll shape due to increase in rigidity.
図１０に示したのは、本発明の第２の実施の形態に係るＥＬ素子４０の断面図である。先に説明した図１のＥＬ素子１０と同様に、このＥＬ素子４０も、透光性基板１２と、この透光性基板１２の第１面（図中では下面）に設けられた発光積層構造体１４とを備えている。発光積層構造体１４は、第１電極層である透明電極層１６と、第２電極層１８と、それら２つの電極層１６、１８の間に挟まれたＥＬ発光層２０とを含んでいる。２つの電極層１６、１８の一方は陽極層、他方は陰極層である。それら陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してＥＬ発光層２０に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してＥＬ発光層２０を発光させるようにしている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an
透明電極層１６は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２の側に位置している電極層であり、第２電極層１８は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２とは反対側に位置している電極層である。発光積層構造体１４から発した光（即ち、ＥＬ発光層２０から発した光は、透明電極層１６を透過して透光性基板１２へ入射し、更にこの透光性基板１２を通過し、この透光性基板の第２面（図中では上面）を介してＥＬ素子１０の外部へ出射する。
The
ただし、図１０のＥＬ素子４０は、図１のＥＬ１０の透明中間層２２に相当する層を備えておらず、透明電極層１６の材料の屈折率とＥＬ発光層２０の材料の屈折率とが異なることを利用して、それら透明電極層１６とＥＬ発光層２０との間の界面を所定ピッチＰ１及び所定高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する界面として形成してあり、この界面によって回折格子構造が構成されている。従ってこのＥＬ素子４０においても、ＥＬ発光層２０と透光性基板１２との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する回折格子構造が設けられている。そして、ＥＬ発光層２０が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λとこの回折格子構造のピッチＰ１とが下式（７）で表される関係を満足するようにこのピッチＰ１の大きさを定めることによって、良好な光取り出し効率を達成するようにしている。
However, the
ここで波長λは、通常は発光波長の中で最大のピークとなっているものを選ぶ。但し、必ずしもそれに限られず、ここで選んだ波長によって、取り出す光線の波長をある程度選択することができる。 Here, the wavelength λ is usually selected to have the maximum peak among the emission wavelengths. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the wavelength of the extracted light can be selected to some extent depending on the wavelength selected here.
また更に、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とし、ＥＬ発光層２０の材料の屈折率をｎ３とするとき、屈折率ｎ２、屈折率ｎ３、ピッチＰ１、及び高さＴ１が下式（８）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、そうすることで、光取り出し効率を更に向上させることができる。
Furthermore, when the refractive index of the material of the
また更に、図１のＥＬ素子１０と同様にこのＥＬ素子４０でも、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とし、ＥＬ発光層２０の材料の屈折率をｎ３とし、第２電極層１８の材料の屈折率をｎ４とし、ＥＬ発光層２０の層厚さをＴ４とするときに、屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表される関係、または、ｎ２＜ｎ３＜ｎ４で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ３、層厚さＴ４、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（９）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、或いはまた、屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ３＜ｎ２、且つ、ｎ３＜ｎ４で表される関係、または、ｎ３＞ｎ２、且つ、ｎ３＞ｎ４で表される関係を満足する場合には、屈折率ｎ３、層厚さＴ４、及びＥＬ発光層２０の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（１０）で表される関係を満足するようにすることが好ましい。そのようにすれば、この場合もまた光の共振効果によって、ＥＬ素子１０の正面方向における光の取り出し効率を更に高めることができる。
Further, similarly to the
図１１に示したのは、図１０に示した第２の実施の形態に係るＥＬ素子４０の変更例に係るＥＬ素子４０−１の断面図である。図１０のＥＬ素子４０と異なる点は、発光積層構造体１４が透明基板２４を含んでおり、この透明基板２４がアドヒーシブ層２６を介してＥＬ素子４０−１の透光性基板１２に貼着されていることである。この構成によれば、ＥＬ素子４０−１を製作する際に、先ず透明基板２４上に透明電極層１６を形成し、その上にＥＬ発光層２０、及び第２電極層１８を形成することで、発光積層構造体１４を完成させ、しかる後に、その完成した発光積層構造体１４と透光性基板１２とをアドヒーシブ層２６を介して貼着するという、好適な製作手順を採用することができる。また、図には示さなかったが、更なる変更例として、図８及び図９に示したＥＬ素子１０−１、１０−２と同様に、透光性基板１２の上面及び下面のいずれか一方もしくは両方に光拡散層を設けるようにしてもよい。
FIG. 11 is a cross-sectional view of an EL element 40-1 according to a modification of the
図１２に示したのは、本発明の第３の実施の形態に係るＥＬ素子５０の断面図である。先に説明した図１のＥＬ素子１０と同様に、このＥＬ素子５０も、透光性基板１２と、この透光性基板１２の第１面（図中では下面）に設けられた発光積層構造体１４とを備えている。発光積層構造体１４は、第１電極層である透明電極層１６と、第２電極層１８と、それら２つの電極層１６、１８の間に挟まれたＥＬ発光層２０とを含んでいる。２つの電極層１６、１８の一方は陽極層、他方は陰極層である。それら陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してＥＬ発光層２０に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してＥＬ発光層２０を発光させるようにしている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of an
透明電極層１６は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２の側に位置している電極層であり、第２電極層１８は、ＥＬ発光層２０の両側のうちの透光性基板１２とは反対側に位置している電極層である。発光積層構造体１４から発した光（即ち、ＥＬ発光層２０から発した光は、透明電極層１６を透過して透光性基板１２へ入射し、更にこの透光性基板１２を通過し、この透光性基板の第２面（図中では上面）を介してＥＬ素子１０の外部へ出射する。
The
透明電極層１６と透光性基板１２との間に透明中間層２２が形成されており、この透明中間層２２の材料の屈折率と透明電極層１６の材料の屈折率とは異ならせてある。また更に、それら透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面を、所定ピッチＰ１及び所定高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する界面として形成してある。この界面によって回折格子構造が構成されている。
A transparent
更に、透明電極層１６の材料の屈折率とＥＬ発光層２０の材料の屈折率とが異なることを利用して、それら透明電極層１６とＥＬ発光層２０との間の界面を、所定ピッチＰ２及び所定高さＴ２の周期的凹凸パターンを有する界面として形成してあり、この界面によってもう１つの回折格子構造が構成されている。
Further, by utilizing the fact that the refractive index of the material of the
従って、この実施の形態のＥＬ素子５０においては、ＥＬ発光層２０と透光性基板１２との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する第１の回折格子構造と、ピッチＰ２の周期パターンを有する第２の回折格子構造とが、重層的に設けられている。図１２に示した具体例ではピッチＰ１とピッチＰ２とが等しいが、それらを互いに異なった大きさのピッチとすることも可能である。両者を等しくする場合も、また異ならせる場合も、ＥＬ発光層２０が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと第１の回折格子構造のピッチＰ１とが下式（１１）で表される関係を満足するようにこのピッチＰ１の大きさを定め、また、ＥＬ発光層２０が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと第２の回折格子構造のピッチＰ２とが下式（１２）で表される関係を満足するようにこのピッチＰ２の大きさを定めることによって、良好な光取り出し効率を達成することができる。
Therefore, in the
ここで波長λは、通常は発光波長の中で最大のピークとなっているものを選ぶ。但し、必ずしもそれに限られず、ここで選んだ波長によって、取り出す光線の波長をある程度選択することができる。特に、第１の回折格子構造のピッチＰ１と、第２の回折格子構造のピッチＰ２とを異ならせる場合には、２つのピーク波長を選ぶことができる。 Here, the wavelength λ is usually selected to have the maximum peak among the emission wavelengths. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the wavelength of the extracted light can be selected to some extent depending on the wavelength selected here. In particular, when the pitch P1 of the first diffraction grating structure is different from the pitch P2 of the second diffraction grating structure, two peak wavelengths can be selected.
また更に、透明電極層１６の材料の屈折率をｎ２とし、ＥＬ発光層２０の材料の屈折率をｎ３とするとき、屈折率ｎ２、屈折率ｎ３、ピッチＰ２、及び高さＴ２が下式（１３）で表される関係を満足するようにすることが好ましく、そうすることで、光取り出し効率を更に向上させることができる。
Furthermore, when the refractive index of the material of the
図１３に示したのは、図１２に示した第３の実施の形態に係るＥＬ素子５０の第１の変更例に係るＥＬ素子５０−１の断面図である。図１２のＥＬ素子５０と異なる点は、発光積層構造体１４が透明基板２４を含んでおり、この透明基板２４がアドヒーシブ層２６を介してＥＬ素子５０−１の透光性基板１２に貼着されていることである。この構成によれば、ＥＬ素子５０−１を製作する際に、先ず透明基板２４上に透明中間層２２を形成し、その上に透明電極層１６、ＥＬ発光層２０、第２電極層１８を形成して行くことで、発光積層構造体１４を完成させ、しかる後に、その完成した発光積層構造体１４と透光性基板１２とを、アドヒーシブ層２６を介して貼着するという、好適な製作手順を採用することができる。特に、図１２に示した具体例のように、第１の回折格子構造のピッチＰ１と第２の回折格子構造のピッチＰ２とを等しくする場合には、透明基板２４上に、所要の形状の表面を有する透明中間層２２を形成した後に、スパッタ法あるいは蒸着法によって透明電極層１６を形成するようにし、その際に、形成される透明電極層１６の表面形状が、その下層の透明中間層２２の表面形状を保つようにすれば、第２の回折格子構造の界面形状を第１の回折格子構造の界面形状に容易に揃えることができ、製作上有利である。また、図には示さなかったが、更なる変更例として、図８及び図９に示したＥＬ素子１０−１、１０−２と同様に、透光性基板１２の上面及び下面のいずれか一方もしくは両方に光拡散層を設けるようにしてもよい。
FIG. 13 is a cross-sectional view of an EL element 50-1 according to a first modification of the
図１４に示したのは、図１２に示した第３の実施の形態に係るＥＬ素子５０の第２の変更例に係るＥＬ素子５０−２の断面図である。図１２のＥＬ素子５０と異なる点は、ＥＬ発光層２０が、ＲＧＢ（緑、青、赤）の３色に対応した３種類のＥＬ発光物質のマトリクスとして形成されていることである。ＲＧＢの３色のＥＬ発光物質はピーク波長が互いに異なるが、透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面に形成された第１の回折格子構造と、透明電極層１６とＥＬ発光層２０との間に形成された第２の回折格子構造とは、最も取り出し効率を高めたい光の波長に合わせて、それら回折格子構造のピッチＰ１、Ｐ２（図示例ではＰ１＝Ｐ２である）及び／または高さＴ１、Ｔ２を定めるようにする。より具体的には、ここでは一例として、Ｒの発光物質の輝度が、Ｇ及びＢの発光物質に比べて低いものとすれば、Ｒの発光物質のピーク波長に合わせて、第１及び第２の回折格子構造のピッチ及び／または高さを定めるようにする。これによって、簡便にＲＧＢの発光物質の発光輝度の違いを緩和することができ、或いはまた、逆に強調することも可能である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of an EL element 50-2 according to a second modification of the
図１５〜図１７に示したのは、図１２に示した第３の実施の形態に係るＥＬ素子５０の第３〜第５の変更例に係るＥＬ素子の断面図である。これらのＥＬ素子は、図１７に示したＥＬ素子５０−２と同様に、ＥＬ発光層２０が、ＲＧＢ（緑、青、赤）の３色に対応した３種類のＥＬ発光物質のマトリクスとして形成されており、それらＲＧＢの３色のＥＬ発光物質はピーク波長が互いに異なる。図１５〜図１７において、細かなジグザグ線で界面を模式的に描いた回折格子構造は、その回折格子構造の寸法パラメータ（ピッチ及び／または高さ）を、ＲＧＢ各色のＥＬ発光物質に合わせて、即ち、各色ごとに異なった設定として形成されている回折格子構造である。一方、粗いジグザグ線で界面を模式的に描いた回折格子構造は、各色ごとに区別せず、ＥＬ素子の全面に亘って同一の寸法パラメータとして形成されている回折格子構造である。
15 to 17 are cross-sectional views of EL elements according to third to fifth modifications of the
図１５に示したＥＬ素子５０−３では、第１の回折格子構造と第２の回折格子構造との両方が、各色ごとに異なった寸法パラメータに設定されている。この構成とすることで、互いにピーク波長が異なるＲＧＢの３色のＥＬ発光物質から発する光の取り出し効率を各色ごとに個別にコントロールすることが可能となる。そのため、特に、ホワイトバランスを取ることが重要な場合に、この構成は極めて有利である。 In the EL element 50-3 shown in FIG. 15, both the first diffraction grating structure and the second diffraction grating structure are set to different dimensional parameters for each color. With this configuration, it is possible to individually control the extraction efficiency of light emitted from the EL light emitting materials of three colors of RGB having different peak wavelengths. For this reason, this configuration is extremely advantageous, particularly when white balance is important.
図１６に示したＥＬ素子５０−４では、第１の回折格子構造はこのＥＬ素子５０−４の全面に亘って同一の寸法パラメータで形成されており、第２の回折格子構造だけが各色ごとに異なった寸法パラメータに設定されている。図１７に示したＥＬ素子５０−５では、これと逆に、第１の回折格子構造だけが各色ごとに異なった寸法パラメータに設定されており、第２の回折格子構造はこのＥＬ素子５０−５の全面に亘って同一の寸法パラメータで形成されている。これらの構成でも、光の取り出し効率を各色ごとにコントロールすることができ、図１６のＥＬ素子５０−３ほど綿密なコントロールはできない替わりに、製作コストが低廉となる。
In the EL element 50-4 shown in FIG. 16, the first diffraction grating structure is formed with the same dimensional parameters over the entire surface of the EL element 50-4, and only the second diffraction grating structure is provided for each color. Are set to different dimensional parameters. In the EL element 50-5 shown in FIG. 17, on the contrary, only the first diffraction grating structure is set to a different dimensional parameter for each color, and the second diffraction grating structure is the
図１８に示したのは、本発明の第４の実施の形態に係るＥＬ素子６０の断面図である。このＥＬ素子は、本発明をマルチフォトン素子に適用した場合の具体例として提示するものである。先に説明した図１のＥＬ素子１０と同様に、このＥＬ素子６０も、透光性基板１２と、この透光性基板１２の第１面（図中では下面）に設けられた発光積層構造体１４とを備えている。発光積層構造体１４は、第１電極層である透明電極層１６と、第２電極層１８と、それら２つの電極層１６、１８の間に挟まれた発光積層体とを含んでおり、この発光積層体は、ＥＬ発光層２０と電荷発生層２１とを交互に積層して成るものである。透明電極層１６と透光性基板１２との間に透明中間層２２が形成されており、この透明中間層２２の材料の屈折率と透明電極層１６の材料の屈折率とは異ならせてある。この構成においては、透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面によって第１の回折格子構造を構成し、また、透明電極層１６と一番上のＥＬ発光層２０との間の界面によって第２の回折格子構造を構成することに加えて、複数存在するＥＬ発光層２０と電荷発生層２１との間の界面の各々に更なる回折格子構造を構成している。そして、それら回折格子構造の寸法パラメータを先に説明した様々な実施の形態と同様に設定することによって、良好な光取り出し効率を達成することができる。
FIG. 18 is a cross-sectional view of an
以上に説明したＥＬ素子は、優れた光取り出し効率を有するため、照明装置の発光源として用いるのに適したものであり、そのように構成した照明装置も本発明の範囲に含まれる。また、以上に説明したＥＬ素子は、その他の様々な用途にも好適に用い得るものである。 Since the EL element described above has an excellent light extraction efficiency, it is suitable for use as a light source of a lighting device, and a lighting device having such a configuration is also included in the scope of the present invention. The EL element described above can be suitably used for various other purposes.
例えば、本発明に係るＥＬ素子にＴＦＴ層を付設して、そのＥＬ素子を画素駆動するようにすれば、アクティブマトリックス型のディスプレイ装置を構成することができ、そのように構成したディスプレイ装置も本発明の範囲に含まれる。また更に、本発明に係るＥＬ素子は、アクティブマトリックス型のディスプレイ装置ばかりでなく、パッシブ型のディスプレイ装置に用いることも可能である。 For example, if a TFT layer is attached to an EL element according to the present invention and the EL element is driven by a pixel, an active matrix type display device can be constructed. It is included in the scope of the invention. Furthermore, the EL element according to the present invention can be used not only in an active matrix display device but also in a passive display device.
また、本発明に係るＥＬ素子は、液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置の発光源としても好適に用い得るものであり、そのように構成したバックライト装置も本発明の範囲に含まれる。本発明に係るＥＬ素子を液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置の発光源として用いることによって、発光源として冷陰極蛍光ランプを用いたバックライト装置と比較して、より構造を薄型化し、消費電力も低下させることが可能となる。また、光源ムラも実質上皆無となるため、ランプイメージを低減させるための拡散板や、レンズシートも不要となり、コストダウンに資する。 Further, the EL element according to the present invention can be suitably used as a light source of a backlight device for a liquid crystal display device, and the backlight device configured as such is also included in the scope of the present invention. By using the EL element according to the present invention as a light source of a backlight device for a liquid crystal display device, the structure is made thinner and the power consumption is reduced as compared with a backlight device using a cold cathode fluorescent lamp as a light source. Can also be reduced. In addition, since there is virtually no light source unevenness, a diffusion plate and a lens sheet for reducing the lamp image are not required, which contributes to cost reduction.
本発明に係るＥＬ素子は更に、電子看板装置の発光源としても好適に用い得るものであり、そのように構成した電子看板装置も本発明の範囲に含まれる。 The EL element according to the present invention can also be suitably used as a light emission source of a digital signage apparatus, and the electronic signage apparatus configured as such is also included in the scope of the present invention.
以上に具体例として提示した本発明に係る様々なＥＬ素子のうち、図１に示した第１の実施の形態に係るＥＬとその変更例に係るＥＬ素子、図１２に示した第３の実施の形態に係るＥＬ素子とその変形例に係るＥＬ素子、それに図１８に示した第４の実施の形態に係るＥＬ素子は、いずれも、透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面によって構成した回折格子構造を備えたＥＬ素子である。このように透明中間層２２と透明電極層１６との間の界面により構成した回折格子構造の１つの実施例について以下に説明する。
Of the various EL elements according to the present invention presented above as specific examples, the EL element according to the first embodiment shown in FIG. 1 and the EL element according to the modified example, and the third embodiment shown in FIG. The EL element according to the embodiment, the EL element according to the modification thereof, and the EL element according to the fourth embodiment shown in FIG. 18 are both interfaces between the transparent
この実施例では、先ず、透明中間層２２の材料として屈折率ｎ１＝１．５１の材料を使用し、透明電極層１６の材料として屈折率ｎ２＝２．１２の材料を使用することとした。また、両者間の界面の周期的凹凸パターンについては、そのパラメータの目標値を、ピッチＰ１＝０．２μｍ、高さＴ１＝０．４μｍとした。また更に、透明中間層２２の材料にはＵＶ硬化性樹脂を使用することとした。そして、ガラス板にＵＶ硬化性樹脂を塗布し、周期的パターンを有するナノ構造物を表面に形成したガラス製金型をその塗布したＵＶ硬化性樹脂の表面に密着させ、ＵＶ光照射によりＵＶ硬化性樹脂を硬化させて、透明中間層２２とする透明樹脂層を形成した。こうして形成した透明樹脂層の表面の周期的パターンのパラメータを実測したところ、ピッチＰ１＝０．１９、高さＴ１＝０．３８μｍであって、略々目標値に近い寸法が得られていた。
In this embodiment, first, a material having a refractive index n1 = 1.51 is used as the material of the transparent
続いて、透明電極層１６を構成するＩＴＯ膜をスパッタ法によって膜厚０．４５μｍに成膜し、その表面を研磨して平坦化した。こうしてＩＴＯ膜を成膜した上に、４，４’，４”−トリス（−Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を膜厚４０ｎｍに蒸着して、ホール注入層を形成し、次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（以下、ＴＰＤ）を膜厚３５ｎｍに蒸着して、ホール輸送層を形成した。さらにその上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを膜厚５０ｎｍに蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。続いて、ＡｌＬｉ電子注入電極（Ｌｉ濃度：７．２at％）を膜厚５０ｎｍに成膜し、こうして得られたＥＬ素子基板を他のスパッタ装置に移し、Ａｌターゲットを用いたＤＣスパッタ法により膜厚２００ｎｍのＡｌ層を成膜した。最後にガラス封止板との接続後、点灯試験を行ったが、問題なく点灯した。また、こうして透明中間層と透明電極層との間の界面に回折格子構造を構成したＥＬ素子では、その回折格子構造を持たないＥＬ素子に対して、５２％程度の取り出し効率向上が見られた。
Subsequently, an ITO film constituting the
１０、１０−１、１０−２、１０−３ ＥＬ素子
１２ 透光性基板
１４ 発光積層構造体
１６ 透明電極層
１８ 第２電極層
２０ ＥＬ発光層
２１ 電荷発生層
２２ 透明中間層
２４ 透明基板
２６ アドヒーシブ層
２８ 光拡散層
３０ 光拡散層
４０、４０−１ ＥＬ素子
５０、５０−１、５０−２、５０−３、５０−４、５０−５ ＥＬ素子
６０ ＥＬ素子
10, 10-1, 10-2, 10-3
Claims (19)
前記ＥＬ発光層と前記透光性基板との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する回折格子構造が設けられており、
前記ＥＬ発光層が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと前記ピッチＰ１とが下式（１）で表される関係を満足している、
A diffraction grating structure having a periodic pattern with a pitch P1 is provided between the EL light emitting layer and the translucent substrate,
At least one peak wavelength λ in the spectrum of light emitted from the EL light emitting layer and the pitch P1 satisfy the relationship represented by the following formula (1):
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、
前記屈折率ｎ１、前記屈折率ｎ２、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（２）で表される関係を満足している、
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having a periodic uneven pattern with a pitch P1 and a height T1;
The refractive index n1, the refractive index n2, the pitch P1, and the height Tl satisfy the relationship represented by the following formula (2).
前記回折格子構造が、周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記透明電極層が層厚さＴ３に形成されており、
前記屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３で表される関係、または、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３で表される関係を満足しており、
前記屈折率ｎ２、前記層厚さＴ３、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（３）で表される関係を満足している、
The diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent intermediate layer having a periodic uneven pattern and the transparent electrode layer;
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The transparent electrode layer is formed to a layer thickness T3;
The refractive indexes n1, n2, and n3 satisfy a relationship represented by n1>n2> n3 or a relationship represented by n1 <n2 <n3,
The refractive index n2, the layer thickness T3, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (3).
前記回折格子構造が、周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記透明電極層が層厚さＴ３に形成されており、
前記屈折率ｎ１、ｎ２、及びｎ３が、ｎ２＜ｎ１、且つ、ｎ２＜ｎ３で表される関係、または、ｎ２＞ｎ１、且つ、ｎ２＞ｎ３で表される関係を満足しており、
前記屈折率ｎ２、前記層厚さＴ３、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（４）で表される関係を満足している、
The diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent intermediate layer having a periodic uneven pattern and the transparent electrode layer;
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The transparent electrode layer is formed to a layer thickness T3;
The refractive indexes n1, n2, and n3 satisfy the relationship represented by n2 <n1 and n2 <n3, or the relationship represented by n2> n1 and n2> n3,
The refractive index n2, the layer thickness T3, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (4).
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記第２電極層が屈折率ｎ４の材料から成り、
前記屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表される関係、または、ｎ２＜ｎ３＜ｎ４で表される関係を満足しており、
前記屈折率ｎ３、前記層厚さＴ４、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（５）で表される関係を満足している、
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The second electrode layer is made of a material having a refractive index n4;
The refractive indexes n2, n3, and n4 satisfy a relationship represented by n2>n3> n4 or a relationship represented by n2 <n3 <n4,
The refractive index n3, the layer thickness T4, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (5).
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記第２電極層が屈折率ｎ４の材料から成り、
前記屈折率ｎ２、ｎ３、及びｎ４が、ｎ３＜ｎ２、且つ、ｎ３＜ｎ４で表される関係、または、ｎ３＞ｎ２、且つ、ｎ３＞ｎ４で表される関係を満足しており、
前記屈折率ｎ３、前記層厚さＴ４、及び前記ＥＬ発光層の前記少なくとも１つのピーク波長λが下式（６）で表される関係を満足している、
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The second electrode layer is made of a material having a refractive index n4;
The refractive indexes n2, n3, and n4 satisfy a relationship represented by n3 <n2 and n3 <n4, or a relationship represented by n3> n2 and n3> n4,
The refractive index n3, the layer thickness T4, and the at least one peak wavelength λ of the EL light emitting layer satisfy the relationship represented by the following formula (6).
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明電極層と前記ＥＬ発光層との間の界面により構成されており、
前記屈折率ｎ２、前記屈折率ｎ３、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（７）で表される関係を満足している、
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent electrode layer having a periodic uneven pattern with a pitch P1 and a height T1, and the EL light emitting layer,
The refractive index n2, the refractive index n3, the pitch P1, and the height Tl satisfy the relationship represented by the following formula (7).
前記ＥＬ発光層と前記透光性基板との間に、ピッチＰ１の周期的パターンを有する第１の回折格子構造と、ピッチＰ２の周期的パターンを有する第２の回折格子構造とが、重層的に設けられており、
前記ＥＬ発光層が発する光のスペクトルにおける少なくとも１つのピーク波長λと前記ピッチＰ１とが下式（８）で表される関係を満足しており、
Between the EL light emitting layer and the translucent substrate, a first diffraction grating structure having a periodic pattern with a pitch P1 and a second diffraction grating structure having a periodic pattern with a pitch P2 are layered. It is provided in
The at least one peak wavelength λ in the spectrum of light emitted from the EL light emitting layer and the pitch P1 satisfy the relationship represented by the following formula (8):
前記透明電極層が屈折率ｎ２の材料から成り、
前記ＥＬ発光層が屈折率ｎ３の材料から成り、
前記第１の回折格子構造が、ピッチＰ１及び高さＴ１の周期的凹凸パターンを有する前記透明中間層と前記透明電極層との間の界面により構成されており、
前記屈折率ｎ１、前記屈折率ｎ２、前記ピッチＰ１、及び前記高さＴｌが下式（１０）で表される関係を満足しており、
前記屈折率ｎ２、前記屈折率ｎ３、前記ピッチＰ２、及び前記高さＴ２が下式（１１）で表される関係を満足している、
The transparent electrode layer is made of a material having a refractive index n2,
The EL light emitting layer is made of a material having a refractive index n3,
The first diffraction grating structure is constituted by an interface between the transparent intermediate layer and the transparent electrode layer having a periodic concavo-convex pattern having a pitch P1 and a height T1;
The refractive index n1, the refractive index n2, the pitch P1, and the height Tl satisfy the relationship represented by the following formula (10):
The refractive index n2, the refractive index n3, the pitch P2, and the height T2 satisfy the relationship represented by the following formula (11).
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