CN102066989B - 光学片、发光装置和光学片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明具有以下的透明基板(5)的表面构造(13)：对于与发光体邻接的透明基板(5)表面，用沿其面内的特定方向倾斜的宽度大致w的多个线段加以区分，该线段由内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下的微小区域沿线段的长度方向被分割，且各微小区域在透明基板(5)表面上呈凸或凹的形状，并且凸或凹的比率分别为P、1-P，且P处于0.4～0.98的范围。

Description

光学片、发光装置和光学片的制造方法

技术领域

本发明涉及按照使一侧的面邻接发光体的方式所使用的透明的光学片、发光装置及其制造方法。

背景技术

作为现有的技术，有例如专利文献1、2所公开的技术。

图1表示使用了通常的有机电致发光元件(有机EL元件)的发光装置的剖面结构和光的传播情况。在基板101之上，电极102、发光层103、透明电极104以这样的顺序被层叠，透明电极104之上载置有透明基板105。在电极102、透明电极104之间施加电压，由发光层103的内部的点S发光，该光直接地或经电极102反射后透过电极104、且在透明基板105的表面上的点P相对于表面的面法线以角度θ入射、并在这一点发生折射而出射到空气层106侧。

若透明基板105的折射率为n’₁，则入射角θ比临界角θc＝sin^-1(1/n’₁)大时，全反射发生。例如以θc以上的角度在透明基板105的表面上的点Q所入射的光发生全反射，而不会出射到空气层106侧。

图2(a)、(b)是说明在上述发光装置中透明基板105具有多层构造的假设情况下的光引出效率的说明图。在图2(a)中，发光层103的折射率为n’_k，空层106的折射率为n₀，在发光层103与空气层106之间所夹设的多个透明层的折射率从靠近发光层103的一侧起为n’_k-1、n’_k-2…、n’₁，从发光层3内的点S发出的光的传播方位(与折射面的面法线的夹角)为θ’k，各折射面的折射角依次为θ’_k-1、θ’_k-2…、θ’₁、θ₀，则根据斯涅耳定律(Snell′s law)下式成立。

n’_k×sinθ’_k＝n’_k-1×sinθ’_k-1＝…＝n’₁×sinθ’₁＝n₀×sinθ₀         (式1)

因此，下式成立。

sinθ’_k＝sinθ₀×n₀/n’_k        (式2)

其结果为(式2)表达的是，只与发光层103直接接触空气层106时的斯涅耳定律有关，而与其间所夹设的透明层的折射率无关，在θ’k≥θ_c＝sin^-1(n₀/n’_k)时发生全反射。

图2(b)模式化地表示从发光层103引出的光的范围。引出的光被包含在：以发光点S为顶点且以临界角θc的2倍为顶角并以沿着折射面的面法线的z轴为中心轴的两对圆锥体107、107’的内部。如果来自点S的发光在全方位放射等强度的光、且折射面的透射率在临界角以内的入射角下为100％，则从发光层103的引出效率η等于由圆锥体107、107’切去球面108的面积对球面108的表面积之比，能够由下式表达。

η＝1-cosθ_c       (式3)

还有，因为临界角以内的透射率达不到100％，所以实际引出效率η比1-cosθ_c小。另外，作为发光元件的总效率为发光层的发光效率乘以上述引出效率η的值。

对于上述的机理，在专利文献1中所公开的发明是基于如下原理：在有机EL元件中，出于在从透明基板向大气射出光时的透明基板表面的全反射要加以抑制的目的，通过在基板界面和内部的面或反射面形成衍射光栅，使光对光引出面的入射角发生变化，由此提高光的引出效率。

另外在专利文献2中记述的是，为了提供光引出效率良好的平面发光装置，在有机EL元件中，于透明基板的表面形成多个透明的突起物，从而能够防止在透明基板和空气的界面发生光的反射。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开平11-283751号公报

专利文献2：特开2005-276581号公报

然而，在上述这样的现有发光装置中存在以下的问题。

在图1所示的使用了现有的有机EL元件的发光装置中，来自发光层103的光引出效率η最大也不会超过1-cosθ_c，如果发光层103的折射率被决定，则光引出效率的最大值也就被毫无疑义地限制。例如在(式2)中，若n₀＝1.0、n’_k＝1.457，则临界角θc＝sin^-1(n₀/n’_k)＝43.34度，光引出效率的最大值小达1-cosθ_c＝0.273左右，n’_k＝1.70时则降低至0.191左右。

另外，在专利文献1所公开的技术中，虽然能够确实地将会变成全反射的光引出，但其相反的也存在。即，虽然在假设没有衍射光栅层时，从发光层内的点所出射的光在透明基板的折射面(出射面)以比临界角小的角度入射而发生透射、折射的情况存在，但是在有衍射光栅层且由此发生衍射时，对折射面的入射角超过临界角而发生全反射的情况也存在。因此，专利文献1所公开的技术无法保证光引出效率的提高。此外在专利文献1所公开的技术中，会发生在全部的光线一律按既定量方位移动的衍射光。包含有这样的衍射光的光，由于方位导致光强度有所分布，由于既定量的移动幅度依存于出射光的波长，因此存在因方位造成的色彩的失衡。

另外在专利文献1所公开的发光装置中，从外界(空气层侧)入射的光由透明基板的表面规则地反射，且对于从发光层引出的光而言就构成干扰(所谓映射)，因此需要对透明基板的表面进行防反射膜等的光学处理，这抬高了制品成本。

另一方面，专利文献2所公开的发光装置其目的在于防止在折射面的光的反射，而这一构造带来的光引出效率的改善很小，不过一、两成左右。

发明内容

本发明鉴于这一点而做，其目的在于，提供一种发光装置用的光学片、发光装置及其制造方法，其使临界角以上的向透明基板入射的光也出射，从而实现光引出效率的大幅提高，并且还能够防止映射，抑制因方位造成的光强度的分布和色彩的失衡的发生。

本发明的第一薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，所述多个微小区域δ由从所述多个微小区域δ中随机地以40％以上、98％以下的比率所选择的多个微小区域δ₁和除此以外的多个微小区域δ₂构成，所述微小区域δ₁相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面向所述另一侧的面上方突出，其高度为d/2；所述微小区域δ₂相对于所述既定的基准面向所述另一侧的面下方凹陷，其深度为d/2；所述既定的基准面存在于：所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂的在与所述另一侧的面垂直的方向上的中间位置；所述d为0.2μm以上、1.4μm以下；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

本发明的第二薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，所述多个微小区域δ各自相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面按0以上、d/2以下的范围内的随机高度位于其上方，或者按0以上、d/2以下的范围内的随机深度位于其下方；所述既定的基准面存在于：在与所述另一侧的面垂直的方向上的最高位置所存在的所述微小区域δ和最低位置所存在的所述微小区域δ的中间；所述d为0.2μm以上、1.4μm以下；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

本发明的第三薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.4μm以上、1.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕；所述多个微小区域δ由多个微小区域δ₁和除此以外的多个微小区域δ₂构成；所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂，使在垂直入射所述一侧的面的光之中的、透过所述微小区域δ₁的光和透过所述微小区域δ₂的光之间，产生180度的相位差；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

在有的实施方式中，所述微小区域δ为多边形且为各自全等的形状。

在有的实施方式中，所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为长方形或正方形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述长方形或正方形的一边平行的第一方向，在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

在有的实施方式中，所述第一方向和所述第二方向是自薄片的边缘倾斜的方向。

本发明的第一发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕；所述多个微小区域δ由从所述多个微小区域δ中随机地以40％以上、98％以下的比率所选择的多个微小区域δ₁和除此以外的多个微小区域δ₂构成，所述微小区域δ₁相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面向所述另一侧的面上方突出，其高度为d/2；所述微小区域δ₂相对于所述既定的基准面向所述另一侧的面下方凹陷，其深度为d/2；所述既定的基准面存在于：所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂的在与所述另一侧的面垂直的方向上的中间位置；所述发光体发出发光光谱的中心波长为λ的光，所述保护层的折射率为n₁，在所述保护层于所述相反侧的面所接触的介质的折射率为n₀比n₁小，并且λ/6(n₁-n₀)＜d＜λ/(n₁-n₀)；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

本发明的第二发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕；所述多个微小区域δ各自相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面按0以上、d/2以下的范围内的随机高度位于其上方，或者按0以上、d/2以下的范围内的随机深度位于其下方，所述既定的基准面存在于：在与所述另一侧的面垂直的方向上的最高位置所存在的所述微小区域δ和最低位置所存在的所述微小区域δ的中间位置；所述发光体发出发光光谱的中心波长为λ的光，所述保护层的折射率为n₁，在所述保护层于所述相反侧的面所接触的介质的折射率为n₀比n₁小，并且λ/6(n₁-n₀)＜d＜λ/(n₁-n₀)；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

本发明的第三发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.4μm以上、1.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕；所述多个微小区域δ由多个微小区域δ₁和除此以外的多个微小区域δ₂构成；所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂，使在所述保护层的与所述发光面邻接的面从所述发光体垂直入射的光之中的、透过所述微小区域δ₁的光和透过所述微小区域δ₂的光之间，产生180度的相位差；所述多个微小区域δ在上述另一侧的面的面内为多边形；所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

在有的实施方式中，所述介质为空气。

在有的实施方式中，所述介质为气凝胶。

在有的实施方式中，所述发光体的光产生的部分的折射率为n₂时，n₂-n₁＜0.1。

在有的实施方式中，所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为长方形或正方形；所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述长方形或正方形的一边平行的第一方向；在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域的在的所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域的在所述第一方向的位置相互错开。

本发明的薄片的制造方法，是本发明的第一至第三薄片的制造方法，其中，通过将圆筒状的金属模的外周面压在片材上，在所述片材的一侧的面上形成与所述微小区域δ对应的凹凸，由此形成所述薄片；在所述圆筒状的金属模的外周面，将所述微小区域δ所对应的凹凸配置成以所述圆筒状的金属模的旋转轴为中心轴的螺旋状。

本发明的薄片的制造方法，是本发明的第一至第三薄片的制造方法，其中，包括如下工序：通过将圆筒状的金属模的外周面压在保护层材上，在所述保护材的一侧的面上形成与所述微小区域δ对应的凹凸，由此形成所述保护层的工序；将所述保护层的与所述一侧的面为相反侧的面作为所述发光体侧，使所述保护层配置在所述发光体的发光面上的工序；在所述圆筒状的金属模的外周面，将所述微小区域δ所对应的凹凸配置成以所述圆筒状的金属模的轴为中心轴的螺旋状。

根据以上，因为反复进行超过临界角的光的引出，所以可以大幅地改善光引出效率。此外，因为成为随机的构造下的衍射，所以衍射方位没有规则性，可以抑制映射和方位造成的光强度的分布和色彩的失衡的发生。另外，可以以简单的结构，提供大面积且具有高精度的图案的薄片和发光装置。

附图说明

图1是表示有机电致发光元件的剖面结构和光的传播的情况的说明图。

图2(a)是说明多层结构的透明基板的图，(b)是说明可以引出的光的范围的图。

图3(a)是表示折射率的梯级状变化的图，(b)是表示折射率的平稳变化的图，(c)是表示折射面的入射角和透射率的关系的图，(d)是表示折射面的图。

图4(a)是表示在界面具备有着周期的结构的衍射光栅的发光装置的图，(b)是表示(a)的顶面的图。

图5是说明基于衍射光栅的衍射方位的说明图。

图6(a)是表示在表面具有随机配置的突起的发光装置的剖面的图，(b)是表示(a)的顶面的图。

图7(a)～(h)是模式化地表示折射面中的光场的境界条件的图。

图8(a)是配置有针孔(pinhole)的图，(b)是配置有移相器(phaseshifter)的图。

图9是表示随机配置有180度移相器的折射面的入射角所对应的透射率的图。

图10是表示随机配置有180度移相器的折射面的入射角所对应射率的实验说明图。

图11是用于测量与入射角所对应的透射率的实验装置的结构图。

图12是表示在第一实施方式中的有机电致发光元件的剖面结构与光的传播情况的图。

图13(a)、(b)是第一实施方式中的表面构造的局部放大图，(c)是更宽范围的图案图。

图14(a)～(d)是表示从第一实施方式中的表面构造所出射的光的视场角依存性的说明图。

图15(a)～(d)是表示从第一实施方式中的表面构造所出射的光的视场角依存性的说明图。

图16是表示第一实施方式中的表面构造的透射率t的入射角依存性的说明图，(a)是表示第一次的透射率的入射角依存性的说明图，(b)是表示第二次的透射率的入射角依存性的说明图。

图17是表示第一实施方式中的表面构造的透射率t的入射角依存性的实验说明图。

图18是表示第一实施方式中的表面构造的引出光量的入射角依存性的说明图，(a)是表示第一次的引出光量的入射角依存性的说明图，(b)是表示第二次的引出光量的入射角依存性的说明图。

图19(a)、(b)是表示第一实施方式中的表面构造的光引出效率的说明图。

图20是表示具有调整层的发光装置的剖面的图。

图21是表示在与调整层的境界也设置表面构造的发光装置的剖面的图。

图22(a)是表示第二实施方式中的表面构造的光引出效率的说明图，(b)是表示第三实施方式中的表面构造的光引出效率的说明图。

图23是表示第二实施方式中的引出效率的说明图。、

图24(a)～(e)是至决定第四实施方式中的表面构造的图案为止的说明图。

图25(a)～(c)是表示第七实施方式的第一表面构造的图。

图26(a)是表示本实施方式所使用的圆筒金属模的图，(b)、(c)是模式化地表示通过卷对卷(roll to roll)方式在薄片31c上转印圆筒金属模31的表面的凹凸的方法。

图27(a)～(d)是放大表示圆筒金属模31的外周面的一部分的图。

图28(a)是用于说明在圆筒金属模31的外周面所形成的微小区域δ的配置方向的图，(b)是表示使(a)所示的圆筒金属模31的外周面的凹凸形状得以反映后的薄片32的图。

图29(a)～(c)是表示圆筒金属模的外周面的微小区域δ的其他配置例的图。

图30(a)、(b)是表示其他实施方式中的有机电致发光元件的剖面结构和光的传播的情况的说明图。

图31是表面构造呈棋盘式交错排列状的图案图。

图32是表示图31所示的表面构造的透射率t的入射角依存性的说明图。

图33(a)～(c)是说明突起物的随机配置的方法的说明图。

图34(a)、(b)是附注从棋盘式交错排列状图案的表面构造所出射的第一次的引出光的视场角依存性的分析结果的图。

具体实施方式

在说明本申请发明的实施方式之前，先基于专利文献1和专利文献2等先行例，说明达成本申请发明的研究经过。

图3是说明折射面(透明层表面和空气层的界面)的透射率的说明图。从折射率1.5的透明层107的内部沿着纸面方向以角度θ入射到透明层107的折射面107a、且在空气侧(折射率1.0)发生折射的光的透射率，与光的偏振状态有关。通常来说，沿着折射面107a邻域的面法线的折射率分布为图3(a)所示这种梯级状，因此P偏振光(电场矢量与纸面平行的振动部分)显示出曲线108a的透射率特性，S偏振光(电场矢量与纸面正交的振动部分)显示出曲线108b的透射率特性。虽然在入射角为临界角(＝41.8度)以下的性质是不同的，但若超过临界角则均变为0。0038

另一方面，在将透明层107的表层部分形成为多层构造而折射率分布成为图3(b)所示这样的锥形状的假定下，P偏振光显示出曲线108A的透射率特性，S偏振光显示出曲线108B的透射率特性。虽然若超过临界角则均变为0这一点没有改变，但在临界角以下的透射率接近100％，近似于以临界角为界的阶跃函数的形状。在图3(b)中，是在折射率从1.5至1.0为止将呈0.01的偏差的厚度0.01μm的膜层叠了50层的构造下进行了计算，但获得了在厚度方向的折射率变化的梯度平缓的情形下，P偏振光、S偏振光的差异消失，入射角所对应的透射率的曲线均近似于阶跃函数的结果。

为了不发生全反射，需要筹划的方法是使入射折射面的光的入射角处于临界角以下。作为这一筹划的方法之一，以专利文献1为例，其对于图4所示的、使用了在透明基板205和透明电极204的界面设有衍射光栅209的有机EL元件的发光装置进行了研究。

如图4(a)所示，在基板201上，将电极202、发光层203、透明电极204、衍射光栅层209按照这一顺序进行层叠，在衍射光栅层209之上设置透明基板205。衍射光栅层209在与透明基板205之间形成于x方向、y方向均为间距Λ的凹凸周期构造、且凸部的形状为图4(b)所示的这种宽w的正方形、并且该凸部排列成千鸟格状。在电极202、透明电极204之间外加电压，由发光层203的内部的点S发光，该光直接地或经电极202反射后透过透明电极204、且透过衍射光栅层209并进行衍射。例如，在从点S出射的光210a于衍射光栅层209中不发生衍射而是直线行进的假定情况下，如光210b这样在透明基板205的折射面205a以临界角以上的角度入射并发生全反射，但实际上因为在衍射光栅层209中发生衍射，所以能够如光210c这样、对折射面205a的入射角会比临界角小，从而将其透过。

根据图5说明基于上述的衍射光栅的衍射方位。考察从折射率n_A的透明层207的内部沿着纸面方向在透明层207的折射面207a上的点O以角度θ入射、且在折射率n_B的透明层206侧衍射的波长λ的光。在折射面207a形成有沿着纸面为间距Λ的衍射光栅。在纸面上绘制以点O为中心的半径n_A的圆211和半径n_B的圆212。使入射矢量210i(以圆211的圆周上为起点且以角度θ朝向点O的矢量)的向折射面207a的正投影矢量(从垂足A朝向点O的矢量)设为210I，并且将以点O为起点在圆212的圆周上具有终点的矢量210r按照使其正投影210R与矢量210I等同的方式进行绘制。考察以垂足C为起点、量值qλ/Λ的矢量(光栅矢量)。其中，q为衍射级次(整数)。图中绘制着q＝1时的矢量210D，并且以其终点B为垂足、且以点O为起点在圆212的圆周上具有终点的矢量210d被绘制。根据绘图的方法，矢量210r的方位角

(与折射面法线的夹角)由下式代表。

(式4)

这就是斯涅耳定律。另一方面，赋予衍射光线的方位的矢量210d的方位角

(所折射面法线的夹角)由下式代表。

(式5)

其中，在图5的情况下的角

因为跨过z轴(通过点O的折射面法线)，所以由负数定义。

即，衍射光线会从折射光线按qλ/Λ的量进行方位移动。在图4中，假定为不发生衍射的光线210b相当于折射光线，所衍射的光线210c从光线210b按qλ/Λ的量进行方位移动，从而就会避免在折射面205a的全反射。从而也认为，因为能够将本应全反射的光引出，所以与不具有衍射光栅层的有机EL发光装置相比，就可以预见光引出效率的提高。

然而，在考察图4(a)中从点S出射的光210A的情况下，若假定光210A在衍射光栅层209中不发生衍射而直线行进，则如光210B这样会在透明基板205的折射面205a以临界角以下的角度入射、且在折射面205a发生折射并透过，但实际上因为在衍射光栅层209中发生衍射，所以如光210C这样、对折射面205a的入射角会比临界角大且在折射面205a以临界角以上的角度入射并发生全反射。如此，即使设置衍射光栅层209也未必能够保证光引出效率的提高。

另外，在图4所示的使用了有机EL元件的发光装置中，会发生关于全部的光线一律按qλ/Λ的量进行了方位移动的衍射光。包含有这样的衍射光的光，由于方位导致光强度上有所分布，因为移动幅度qλ/Λ依存于出射光的波长λ，所以因光出射的方位而存在色彩失衡。即，根据观看方向而会看到不同颜色的光，其当然不适合显示器用途，即使作为光源也不妥当。

其次，以专利文献2为例，对于图6所示的、使用了在透明基板305的表面设置突起物315的有机EL元件的发光装置进行研究。如图6(a)所示，在基板301之上，将电极302、发光层303、透明电极304、透明基板305按照这一顺序进行层叠，在透明基板305的表面305a形成多个突起物315。突起物315为宽w、高h的四角柱形状，如图6(b)所示，在透明基板表面305a上将突起物315配置在随机的位置上。w的大小在0.4～20μm的范围，h的大小在0.4～10μm的范围，将这样的突起物315以5000～1000000个/mm²的范围的密度形成。在电极302、透明电极304之间外加电压，由发光层303的内部的点S发光，该光310d直接地或经电极302反射后透过透明电极304、且其一部分通过突起物315并且如310f这样被引出到外界。实际的突起物315不仅能够通过侧面蚀刻(side etching)按照越靠近前端就越细的方式进行加工，并且因为即使不实施侧面蚀刻而有效的折射率也可取透明基板305和空气的中间附近的值，所以可等效地使折射率分布平缓地变化。因此，由于所形成的分布接近于图3(b)所示的这种折射率分布，所以利用突起物315能够部分地防止310e所示的这种光的反射，结果是能够提高光的引出效率。另外，即使突起物315的尺寸设定为波长以上，因为突起物315是随机排列的，所以仍能够抑制引出的光的干涉。

然而，图6所示的这一构造的发光装置，若突起物的效果在于专利文献2之中所主张的反射防止，则根据图3(c)的曲线108a、108b和曲线108A、108B的比较可知，透射率的提高仅限于临界角以下的光，且光的引出效率的改善停留在一、二成左右，看不到很大的改善。

进行以上这样的研究并基于此，本申请发明者们对于如何减少在折射面被全反射的光量、如何增加所引出的光量进一步了反复研究。作为进一步研究的起始，是研究折射面的光的境界条件。

图7模式化地表示折射面中的光场的境界条件，考察幅宽w的光入射折射面T的情况。根据麦克斯韦方程式，关于电场矢量或磁场矢量，沿着夹隔折射面T而围道的路径A的积分为0。但是，围道路径内部没有电荷和光源，沿着折射面T的电场矢量或磁场矢量的强度、相位连续是前提条件。

如图7(a)所示，幅宽w充分大时，则与折射面正交的幅度t比起沿着折射面的宽度s而言能够小到可以忽视的程度，只剩下围道积分之内的沿着折射面的成分。根据这一关系可求得，在夹隔折射面下电场矢量或磁场矢量连续。利用该连续性的关系所导出的就是菲涅耳的公式，由该式可完全解释清楚折射的法则和全反射的现象等。

如图7(b)，光的幅宽w若小至波长的数十倍以下，则不能忽视幅度t。这时，若将围道积分A分割成B和C(参照图7(c))，则其中围道积分B因为被包含在光束内所以为0。就其余的围道积分C而言，因为在光束外的电场矢量或磁场矢量为0，所以仅有处于光束内的路径PQ的积分值剩余(参照图7(d))。因此，围道积分C不为0，在计算上与围道路径内发出的光等价。此外，若光的幅宽w小至波长的1/10左右，则如图7(e)所示，因为围道积分C与C’接近，路径PQ与Q’P’重叠，所以在C和C’合在一起后的围道积分成为0，不会在围道路径内发出光。

另一方面，考察在如图7(f)那样以π的相位差的光沿着折射面并排的情况下跨越这些光束的围道积分A。这种情况下，若光的幅宽w小至波长的数十倍以下，则也不能忽视幅度t。这时，若将围道积分A分割成B、C和B’(参照图7(g))，则其中B、B’因为被包含在光束内所以成为0。其余的围道积分C中，沿着折射面的成分能忽视，仅有沿着两个光束的境界的路径PQ和Q’P’的积分值剩余(参照图7(h))。因为光束的相位为π的场的路径Q’P’中的积分等于光束的相位为0的场的路径P’Q’中的积分，所以围道积分C成为路径PQ中的积分的2倍的大小，在计算上与围道路径内发出的光等价。因此，不仅是幅宽狭窄的光、即使经由狭窄的幅宽而相位不同的光并排时，在幅宽的境界附近也会发出光(实际上不是发光，而是实效上等同于发光表现的现象，类似于在衍射理论成立前杨氏所提倡的境界衍射这一现象，所以称为境界衍射效应)。

若在折射面T中无论怎么样的入射条件下在折射面上都有发光，则该光在夹隔折射面的两方的介质内传播。即可认为即使是临界角以上的入射光，如果计算上在折射面产生发光，则也不发生全反射，而是显现为透射光。因此，本申请发明者们根据这一考察结果，按下述方式研究一种折射面的构造，其用于使在超过临界角下仍有光透射的现象得以实际地发生。

作为强烈体现境界衍射效应的例子，如图8所示，提出在发光体所载置的透明基板的与空气的境界面，(a)设置针孔、且对其以外的部分进行遮光而形成针孔光(仅在白的四边形□内有光存在)；(b)在按宽度w所分隔的棋盘格上随机地配置180度的移相器18。还有，最初是对针孔进行研究，但针孔几乎不能引出实际的光，因此对于被认为显示出与针孔同等光引出特性的随机配置的移相器也进行了研究。

图9是表示图8所示的构造中的、折射面中的透射率t的入射角依存性的说明图，使光的波长为0.635μm，在折射率1.457的透明基板内光量1的光在与空气的境界面以角θ(与折射面法线的夹角)入射，在以幅宽w为参数(w＝0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，2.0，4.0，20.0μm)下表示第一次有怎样的量出射到空气侧(因为针孔光也显示出与180度移相器完全相同的特性，所以由180度移相器代用)。与图7(a)的条件相近的w＝20μm的特性为：若超过临界角(43.34度)，则透射率大致为0。若w小至0.4～1.0μm，则在图7(d)、(h)说明的境界衍射效应下，即使超过临界角，仍存在很大的透射率。若进一步减少w(w＝0.1、0.2μm)，则如图7(e)所说明的，在所有的入射角下透射率均接近0。还有，因为图9是基于亥姆霍兹的波动方程式(所谓标量波动方程式)的分析结果，所以P偏振光与S偏振光的差异没有展现。

图10是表示P偏振光的第一次的透射率t的入射角依存性的实验结果。因为微细的移相器18的制作实际中有困难，所以用掩膜(等同于所谓的在以宽度w所分隔的棋盘格上随机地配置遮光膜的、且随机地配置针孔光的部件)加以替代来进行实验，该掩模中让相位0度的部分透过、相位180的部分由遮光膜(Cr膜)覆盖。在实际制作的掩膜图案中，宽度w为0.6、0.8、1.0、2.0、5.0μm。实验装置如图11所示，由如下构成：半导体激光器(波长0.635μm)、三角棱镜58(BK7)、掩膜基板59(合成石英，折射率1.457，背面形成掩膜图案)、聚光透镜系统50、光检测器51，并且，夹隔折射率1.51的匹配液52而使三角棱镜粘附在掩膜基板的表面，一边从三角棱镜侧计测方位角一边入射激光，从背面侧泄漏的透射光由聚光透镜系统50收集，且由光检测器51测量透射光量。掩膜的情况下，相当于整体的1/2的面积的遮光膜的部分被遮光，透射光量在与使用了移相器时相比变为1/2，因此，就透射率t而言由入射到没有遮光膜的部分的光量(整体的1/2的光量)进行规格化。实验结果与图9所示的分析结果一致，可知即使超过临界角(43.34度)仍存在很大的透射率，w越小这一倾向越强烈。

基于这样的结果，本申请发明者们进一步进行研究，直至想到了防止全反射而使光的引出效率飞跃性地提高的至今为止仍未企及的发光装置。

以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。在以下的附图中，为了使说明简洁化，对于实质上具有相同的功能的构成要素用同一参照符号表示。

(第一实施方式)

基于图12～19、图27，说明第一实施方式。

图12表示第一实施方式中的使用了有机EL元件的发光装置的剖面结构和光的传播情况。在基板1上电极2、发光层3、透明电极4按这一顺序被层叠，在透明电极4之上构成有透明基板(透明的保护层)5。基板1、电极2、发光层3、透明电极4构成发光体。在透明基板5的表面形成有被微小区域区分化并具有微细的凹凸的表面构造13。

在电极2、透明电极4之间外加电压，由发光层3的内部的点S发光，该光直接地或经电极2反射后透过透明电极4、且在透明基板5表面的表面结构13上的点P相对于表面的面法线以角度θ入射、并在该点经由表面构造13衍射而出射到空气层6侧。

若空气层6的折射率为n₀，透明基板5的折射率为n₁，则入射角θ比临界角θ_c＝sin^-1(n₀/n₁)大时应该发生全反射。但是，因为在透明基板5表面有表面构造13，所以在点Q即使光以临界角θ_c以上的角度入射也未全反射、且进行衍射而出射到空气层6侧(第一次的光引出)。还有，在点Q光的一部分会发生反射，但该反射的成分在经电极2反射后会再度在表面构造13上的点R入射，且其一部分出射到空气层6侧(第二次的光引出)、其余的反射。以上的过程无限重复。

在此，若考察使用了没有表面构造13的现有的有机EL元件的发光装置，则按临界角以上的角度在透明基板与空气层的界面从透明基板侧入射的光，会发生全反射，其即使由电极反射也会再度在透明基板与空气层的界面再次以临界角以上的角度入射，因此不会发生第二次以后的光的引出，这一点与本实施方式不同。

以下，对于本实施方式的特征、即表面构造13详细地进行说明。

图13表示两种第一实施方式的表面构造13的图案图。图13(a)和(b)的左侧是俯视图，右侧是俯视图的A-A剖面图。图13(a)所示的表面构造13中，将透明基板5的表面无间隙分割成宽度w(称为境界宽度)的棋盘格(正方形的微小区域δ)，且一个一个的格(微小区域δ)为凸(图中的13a(微小区域δ₁)，为灰色的格)、或相对于该凸相对而言为凹(图中的13b(微小区域δ₂)，为白的格)按照使比率各50％的方式在二维空间内随机地分配，图13(c)中表示w＝0.4μm时的例子(黑对应凸，白对应凹)。另一方面，在图13(b)所示的表面构造13中，与图13(a)同样，将透明基板5的表面无间隙分割成宽度w的正方形的微小区域δ。但是，相对于图13(a)所示的微小区域δ被排列成棋盘格状而言，图13(b)所示的微小区域δ中具有使棋盘格按列错开的配置。

具体来说，如图13(b)所示，微小区域δ在透明基板5的表面的面内，被排列在与正方形的微小区域δ的一边a平行的方向A上和与方向A正交的方向B上。在方向A上相邻的两个微小区域13a、13b’在B方向的位置(在各微小区域13a、13b’中沿着A方向的边在B方向的位置)一致。相对于此，在方向B上相邻的两个微小区域13a、13b在A方向的位置(在各微小区域13a、13b中沿着B方向的边在A方向的位置)错开。

图13(a)所示的表面构造13中将微小区域δ在二维空间内随机分配，相对于此，图13(b)所示的表面构造13中以不同的规律构成。图13(a)、(b)所示的表面构造13中，如图27(a)所示，是从一维地随机配置有微小区域δ(宽w×长w)的线段中切下适当长度的线段，使之在面内的特定方向上并排配置。在例如图27(c)、(d)所示的图案中，将在一列排列有4个微小区域δ的线段切下，且使其在横向上并排配置。线段的长度可以任意，线段的长度不需要是w的倍数。虽然在纵向将被随机分配的微小区域δ并排，但在横向上排列的方法不需要特别规定规律。

即，只有薄片面内的特定方向的微小区域的配置被随机分配，与其正交方向(横向)上排列的方法和规律则没有问题。在这样的图案中，横向的随机性也会得到维持。即，图13(a)、(b)所示的薄片的图案乍一看会视为不同，但在最小单位w以下的位置偏移产生时由微小区域δ的凹凸形状所求得的总的境界数量也几乎不会发生变化，所得到的光学特性还一样。

还有，图13(b)所示的薄片的图案中，微小区域在横向上没有排列成一条直线状，因此与图13(a)所示的薄片的图案相比，对于微小区域的配置来说随机性提高。

在图13(a)、(b)中，构成微小区域δ的凸起的突出高度从凹陷的底部看为d。即一个微小区域δ被其他多个微小区域δ邻接、并且被围绕，微小区域δ₁比微小区域δ₂更向透明基板5的上方突出。在此，若在微小区域δ₁和微小区域δ₂的有关垂直于透明基板5的表面的方向上的中间位置，确定与透明基板5表面平行的基准面，则微小区域δ₁从基准面向上方突出d/2，微小区域δ₂从基准面向下方凹陷d/2。或者，在透明基板5的与空气6的境界面存在多个凹陷(白的部分)，凹陷以外的部分的顶面存在于同一面上，凹陷的深度分别为实质上相同的d，若将该凹陷的底面作为第一基准面，则第一基准面被分割成具有1.5×1.5μm²以下的相同面积的多个微小区域δ，并且凹陷的底面为两个以上的微小区域连续的形状、或只有一个微小区域δ的形状，也可以说凹陷被随机地配置在第一基准面上。还有，第一基准面与上述的基准面是不同的面。0072

表面构造13的形成也可以通过如下方法进行：制作经蚀刻而形成有凹凸的金属模，将其形状经由挤压而转印到片状的树脂上，以该薄片作为透明基板5，经由粘接层使之贴合在透明电极4上。这种情况下，透明的薄片等同于透明基板5。另外，也可以采用在薄片的表面或作为保护层所形成的透明基板5的表面直接地进行蚀刻等而形成凹凸的方法。

这样的随机图案所衍射的光其传播方位也是随机的，因此不存在专利文献1所述的发光装置那样的、因方位造成的光强度的分布，也没有因方位造成的色彩失衡。另外，从外界(空气层侧)入射的光在透明基板5的表面构造13中反射，但该反射光在随机的方位发生衍射，因此就没有外界的像映射，不需要进行防反射膜等的光学处理，可将制品成本抑制得低。图14和图15是表示从第一实施方式的表面构造所出射的第一次的引出光的视场角依存性的分析结果的说明图，高差d＝0.7μm，以波长λ和境界宽度w作为参数表示。图14(a)为λ＝0.450μm、w＝0.5μm的条件，图14(b)为λ＝0.635μm、w＝0.5μm的条件，图14(c)为λ＝0.450μm、w＝1.0μm的条件，图14(d)为λ＝0.635μm、w＝1.0μm的条件，图15(a)为λ＝0.450μm、w＝1.5μm的条件，图15(b)为λ＝0.635μm、w＝1.5μm的条件，图15(c)为λ＝0.450μm、w＝2.0μm的条件，图15(d)为λ＝0.635μm、w＝2.0μm的条件。连结原点和曲线上的点的矢量就代表出射光的光强度与出射方位，矢量的长度对应光强度，矢量的方位对应出射方位。纵轴对应面法线轴的方位，横轴对应面内轴的方位，实线是沿面内轴为图13(b)中的x轴或y轴的剖面(0度、90度的经度方位)的特性，虚线是沿面内轴为y＝x或y＝-x的直线的剖面(45度、135度的经度方位)的特性(90度方位的结果与0度方位一致，135方位的结果与45度方位一致，故将其省略)。在境界宽度w＝0.5、1.0μm的情况下，实线、虚线均显示相对于偏角(纬度)光滑的变动(即伴随视差的强度差少)，并且两者一致。若增大w，当变成w＝2.0μm时，则在面法线方向的邻域的偏角相对应的强度变动变大，且在λ＝0.450μm下，实线、虚线间的分歧也变大。w＝1.5μm是强度变动出现的临界条件。因此可知，面法线方向的光强度强、且偏角(纬度)相对应的变动平缓、并且经度方向的光强度差少的视场角依存性，能够在境界宽度w为1.5μm以下的条件下获得。

图16是说明第一实施方式的表面构造13的透射率t的入射角依存性的说明图，在透明基板5内光量1的光以角θ(与折射面法线的夹角)入射表面构造，第一次有多少光出射到空气6侧被表示在图16(a)中。图16(b)表示，由表面构造13反射、且经电极2反射后再入射到表面构造13的情况，即第二次的透射率的入射角依存性。无论是哪张图，均是透明基板5的折射率n₁＝1.457，空气6的折射率n₀＝1.0，光的波长λ＝0.635μm，微小区域δ₁相对于微小区域δ₂的突出高度d＝0.70μm，微小区域δ₁的面积比率(即作为凸的比率)P＝0.5，以表面构造的宽度w为参数(w＝0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、4.0μm)。还有，突出高度d＝0.70μm，相当于在垂直入射中、在凹部的透射光与凸部的透射光中发生π相位差的条件(d＝λ/2(n₁-n₀))。

微小区域δ分别为微小区域δ₁或微小区域δ₂的概率，各自是P或1-P。因此在微小区域δ中，微小区域δ₁或微小区域δ₂能够两个以上连续邻接存在。这种情况下，在连续的微小区域δ₁或微小区域δ₂间不形成境界，境界是假想的。但是这种情况下，只是由于微小区域δ₁或微小区域δ₂连续而致使这些区域的境界消失了，透明基板5的表面仍可以说是以微小区域δ为基准单位被进行分割。

图16(a)中，除了w＝0.1、0.2μm的结果不同以外，均接近180移相器中的结果(图9)，即使超过临界角也存在很大的透射率。图17是表示P偏振光入射的透射率t的入射角依存性的实验结果。实际上，通过电子束法在石英基板上形成深度d＝0.70μm、境界宽度w＝0.4μm的凹凸的随机图案，使用图11所示的测定装置进行实验。实验结果与图16(a)所示的分析结果高度一致，可知即使超过临界角(43.34度)仍存在很大的透射率。如本实施方式之前说明的，若在折射面中无论怎么样的入射条件在折射面上都有等价的发光(所谓境界衍射效应)，则该光在夹隔折射面的两方的介质内传播。图16所示的这种即使超过临界角仍有光透射的现象，能够由在该折射面上产生等价的发光的条件进行说明。

若假定通过点发光使光在透明基板5内成为球面波而均一地扩散，则根据发光方位角θ(与前述的入射角θ一致)而处于θ+dθ之间的光量的总和，就与sinθdθ成正比。因此，引出光量与在图16(a)、(b)所示的透射率t乘上sinθ的值成正比。图18(a)、(b)是表示第一实施方式的表面构造的引出光量的入射角依存性的说明图。即，由透明基板5内的一点(实际上是发光层内的点)发出的光量1的光以角度θ(与折射面法线的夹角)入射表面构造，第一次有多少光出射到空气层6侧被表示在图18(a)中；图18(b)表示，在表面构造13中进行一次反射且经电极2反射后再入射到表面构造13的情况，即第二次的透射率的入射角依存性。

若将引出光量按入射角θ进行积分，则能够得到光引出效率。图19(a)、(b)是表示第一实施方式的表面构造13的光引出效率的说明图，在与图16中的条件相同的条件下，横轴上一并设置表面构造13的境界宽度w。在图19(a)中，除了表面构造13的突出高度d＝0.70μm以外，还表示d＝0.1、0.30、0.50、1.40μm时的光引出效率(第一次的光引出效率η₁)，此外还表示没有透明电极4中的吸收和电极2中的反射损等往返中的光衰减、并由表面构造13反射且经电极2反射后再入射表面构造13时的光引出效率(第二次光引出效率η₂)。曲线5a、5A分别是d＝0.70μm下的第一次及第二次的光引出效率，曲线5b、5B分别是d＝0.50μm下的第一次及第二次的光引出效率，曲线5c、5C分别是d＝0.30μm下的第一次及第二次的光引出效率。曲线5g、5G分别是d＝0.10μm下的第一次及第二次的光引出效率，由于与其他深度相比，其光引出效率小，所以需要突出高度d为0.20μm以上。另外，如曲线5h所示，若达到可见光波长的倍数以上(d≥1.4μm)，则在宽度w为1.5μm以下的区域，第一次的效率大大劣化，因此优选突出高度d为1.4μm以下。因此，d的推荐值处于0.2～1.4μm的范围。如是更一般地说，则作为透明基板5的折射率n₁、空气6的折射率n₀(但是，与透明基板5接触的介质不是空气也可，只要该介质的折射率n₀比透明基板5的折射率n₁小即可。)、光的光谱的中心波长λ，以λ/(n₁-n₀)≥d≥λ/6(n₁-n₀)的条件为高差的推荐值。

在d≤0.70μm的情况下，第一次的光引出效率均在境界宽度为0.2～1.4μm时变得极大，若减小或加大w，则渐近于0.27(所谓由(式3)提供的值，即表面为镜面时的光引出效率)。第二次的光引出效率均在w＝0.10～2.0μm之间达到极大值，若增大w，则渐近于0.00(图19的范围中未体现)，w≤0.10μm时，随着w变小而收敛于0.00。

作为参考，图19(b)的曲线5d、5D表示：在不设置表面构造13的状态下在微小区域δ₁设置使光的相位变换180度的移相器时的第一次和第二次的光引出效率。在本实施方式的表面构造13中，在凹部和凸部的传播光以其高差部分的距离传播之间发生相位差，相对于此，移相器是在传播距离为0下发生相位差的这样假想的部件。在移相器的情况下，若增大境界宽度w，则第一次、第二次的光引出效率分别渐近于0.27、0.00，这与表面构造13相同；但若减小到0.3μm以下，则不仅是第二次、连第一次的光引出效率也变为0(其理由已经由图7(e)进行了说明)。本实施方式的表面构造13在境界宽度0.4μm以下的条件下能够获得比移相器更高的光引出效率的理由之一被认为是，凸部作为光波导管发挥了作用。

若从透明基板5看到的、透明基板5的表面和电极2之间的往返的光透射率设为τ，则考虑了往返中的光衰减的第二次的光引出效率为τ×η₂。光引出不仅进行一次、两次，而且被无限重复，且在若其关系为等比数列的假定下，第一次为η₁，第二次为τ×η₂，则能够预想第n次为η₁×(τ×η₂/η₁)^n-1。因此至第n次的光引出的合计为：

${\mathrm{\η}}_1\×\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{\τ}\×{\mathrm{\η}}_2/{\mathrm{\η}}_1)}^{k-1}$ …(式6)

在无限次下就渐近于η₁/(1-τ×η₂/η₁)。

在图19(a)中，若由曲线5a、5A(d＝0.70μm)看，则w＝0.60μm时，η₁＝0.318，η₂＝0.093，且若τ＝0.88，则能够得到0.428的光引出效率。w＝1.00μm时，η₁＝0.319，η₂＝0.102，能够得到0.444的光引出效率。另一方面，图1、图3(a)所示的现有的发光装置中，η₁＝0.274，η₂＝0，第二次以后全部为0，合计为0.274。因此可知，在w＝0.60μm的条件下，本实施方式的发光装置是图3(a)所示的发光装置的1.56倍，在w＝1.00的条件下则能够实现1.62倍的光引出效率。如此，通过使w比0.2μm大(如果是一般地表现，则是使在微小区域δ内接的圆中的最大圆的直径为0.2μm以下)，能够实现光引出效率的大幅的提高。

接下来，考虑本实施方式中的表面构造13的光引出效率如何依存于波长。

图19(a)的曲线5a’、5A’、5h’、5H’表示在波长0.45μm的条件下的、d＝0.70μm、1.40μm所对应的第一次和第二次的光引出效率。这些特性与波长0.635μm的结果大体一致，因此可知，能够使可见光内的波长差所伴随的引出效率的变化减小。

如此，本实施方式的表面构造13即使是单一的形状(d和w)，针对可见光内的全部光波长也能够取得接近最佳值的光引出效率，因此将该构造用于显示器装置的显示面时，不需要针对RGB这三种像素个别地改变形状，能够使结构和组装时的调整大幅地简单化。

另外，在有机EL元件中，在透明电极4之上设置有透明的调整层，其用于对透明基板5和电极2之间的光的往返中的光透射率进行调整。这种情况下，透明基板5载置于调整层上(即，包含调整层在内的有机EL元件能够称为发光体)，但如果透明基板5的折射率n₁比调整层的折射率n₁’小，则透明基板5和调整层之间存在全反射发生的境界面，特别是n₁’-n₁＞0.1时更不能无视其影响。图20表示这时的光的传播情况。

在图20中，由折射率n₂的发光层3的内部的点S所发出的光，直接地或经电极2反射后透过透明电极4、且透过折射率n₁’的调整层15，并且在境界面15a上的点P’发生折射、且透过折射率n₁的透明基板5并经由透明基板5和空气6的境界面上的点P出射到空气6侧。在此n₁’≥n₂＞n₁＞1.0。还有，n₁’比n₂小也可，但这时在透明电极4和调整层15之间发生全反射。在透明基板5中与空气6的境界面，形成有本实施方式的表面构造13，因此即使是超过临界角的光也能够引出到空气层6侧。但是，由于n₁’＞n₁的关系，在境界面15a也会发生全反射。即，与向点P’的入射相比而入射角更大的向点O’的入射中发生全反射，且该光在与电极2之间反复发生全反射，不能引出到空气6侧。

这种情况下，如图21所示，在调整层15和透明基板5的境界面也设置本实施方式的表面构造13’，从而能够将该面中超过临界角的入射光引出到空气6侧。即，在表面构造13’的作用下，即使超过临界角的向Q’点的入射也不会发生全反射；由该面反射的成分经电极2反射后，再次入射表面构造13’上的点R’，其一部分经由表面构造13能够出射到空气6侧，以上的过程无限重复。图21的结构是将具有凹凸的表面构造13、13’形成双层的复杂结构，而透明基板5能够使用折射率低的材料，具有拓展材料的选择面的优点。

还有，根据(式6)，如果透明基板5和电极2之间的往返的光透射率τ大，则光引出效率增大。实际的发光层3被除电极2和透明电极4以外的、上述的调整层15等多个透明层等包围，而这些的膜设计(包含发光层3的膜的折射率和厚度的决定)应该按照使前述的光的透射率τ达到最大的方式进行。这时，表面构造13的反射因为相位的分布是随机的，所以反射光的叠加以非相干(incoherent)对待(不是振幅相加，而是强度相加)。即，透明基板5的表面的反射影响可以忽视，在假设上反射率为0％、透射率为100％来对待。以该条件从透明基板5使光发出，使该光在包含发光层3在内的多层膜中多重往返，以使返回透明基板5的复光振幅的叠加光量达到最大，从而决定各膜的折射率和厚度。

(第二实施方式)

基于图22、图23说明第二实施方式。还有第二实施方式只是表面构造13的图案与第一实施方式不同，其他结构与第一实施方式完全相同，对于共通的结构省略其说明。

第二实施方式没有将表面构造的凸的比率P和凹的比率1-P固定为0.5，而是设为P＝0.4～0.98。即，微小区域δ₁(向上方突出的区域)存在40～98％，微小区域δ₂(凹陷)存在60～2％。

图22(a)是说明本实施方式的表面构造的光引出效率的图，表示透明基板5的折射率n₁＝1.457，空气6的折射率n₀＝1.0，光的波长λ＝0.635μm，表面构造的突出高度d＝0.70μm，横轴设为表面构造的境界宽度w，比率P＝0.2、0.4、0.6、0.8，0.9时的光引出效率(第1次和第2次)。曲线6a、6b、6c、6d、6e和6A、6B、6C、6D、6E分别是P＝0.2、0.4、0.6、0.8，0.9时的光引出效率。图23的曲线27a、27A是在上述条件下、且境界宽度w＝1.0μm并使凸的比率P为横轴而绘制出的光引出效率(第一次和第二次)。

根据图22(a)，第一次的光引出效率中，在w的全部区域，比率P＝0.2的特性最小；w≤2μm时P＝0.6的特性给出最大值。在第二次的光引出效率中，在w≤4μm的范围中，P＝0.9的特性最大，P＝0.2的特性最小。

根据图23的曲线27a，在第一次的光引出中，凹凸的面积比率中占支配的比率P被设定在以0.6为中心的0.4～0.8的范围，可进一步提高光引出效率。这被认为是由于在该范围内凸部作为光波导管而有效地发挥作用(P≤0.2时，形成波导的凸部的面积比少；P≥0.8时，凸部彼此过于接近，导波效果薄弱)的缘故。另一方面，根据图23的曲线27A，在第二次的光引出中，将比率P设定在以0.9为中心的0.5～0.98的范围，可进一步提高光引出效率。因此，包括第一次、第二次在内的总的光引出效率中，优选将比率P设定在0.4～0.98的范围。

如此，在本实施方式中，使比率P从0.5偏离，能够得到比第一实施方式更高的光引出效率。另外，与第一实施方式一样，除了能够避免因方位造成的光强度的分布和色彩的失衡以外，还具有的效果是，能够实现光引出效率的大幅提高，并抑制外界的像的映射等。

(第三实施方式)

基于图22(b)说明第三实施方式。还有第三实施方式只是表面构造13的高差条件不同，其他结构与第一、第二实施方式完全相同，对于共通的结构省略其说明。

第三实施方式是使第一、第二实施方式中的表面构造的邻接的两个微小区域δ₁、δ₂之间的高差的量随机化的情况。作为达到随机的方法，在图13(a)中，将透明基板5的表面无间隙分割成宽度w(称为境界宽度)的棋盘格(正方形的微小区域δ)，相对于单一的基准面在一个一个的格中基于随机函数随机设定-d_m/2～d_m/2之间的任意的高度(或深度)。作为单一的基准面，是在与透明基板5的表面的面法线平行的方向上、最高位置所存在的微小区域δ和最低位置所存在的微小区域δ之中间存在的、与透明基板5的表面平行的面。d_m是处于最高位置的微小区域δ和处于最低值的微小区域δ在高度方向的位置的差。

图22(b)是表示本实施方式的表面构造的光引出效率的说明图，表示透明基板5的折射率n₁＝1.457，空气6的折射率n₀＝1.0，光的波长λ＝0.635μm，横轴设为表面构造的境界宽度(微小区域δ的宽度)w，最大高差d_m＝1.4、0.9、0.7、0.3μm时的第一次光引出效率η₁、第二次光引出效率η₂。从计算的情况出发，作为距基准面的高差量的随机性，分别以如下随机选择的条件(出现概率分别为25％的条件)进行随机选择：d_m＝1.4μm时，在-0.7μm～0.7μm下的以0.467μm梯级进行4种高差的随机选择；d_m＝0.9μm时，在-0.45μm～0.45μm下的以0.3μm梯极进行4种高差的随机选择；d_m＝0.7μm时，在-0.35μm～0.35μm下的以0.233μm梯级进行4种高差的随机选择；d_m＝0.3μm时，以-0.15μm～0.15μm下的以0.1μm梯级进行4种高差的随机选择。还有，各梯级的出现概率不需要均等，例如低的(深的)位置的梯级的出现概率减小、高的(浅的)位置的梯级的出现概率增大也可。

曲线6i、6I分别是d_m＝1.4μm时的第一次和第二次的光引出效率，曲线6h、6H分别是d_m＝0.9μm时的第一次和第二次的光引出效率，曲线6g、6G分别是d_m＝0.7μm时的第一次和第二次的光引出效率，曲线6f、6F分别是d_m＝0.3μm时的第一次和第二次的光引出效率。与第一实施方式同样，第一次的光引出效率均在境界宽度w为0.2～2μm时达到极大，若减小或增大w，则渐近于0.27(所谓以(式3)所赋予的值计表面为镜面时的光引出效率)。第二次的光引出效率在w≤0.20μm时，随着w变小而收敛于0.00；虽然图中未呈现，但若使w比8μm大，则渐近于0.00。因此，境界宽度w的范围需要为0.2μm以上的量值，此外如第一实施方式的图14、图15所讨论的，根据视场角依存性的关系而优选1.5μm以下。在图22(b)中，在d_m＝0.7μm、境界宽度w＝0.6μm的条件下计算的第一次、第二次的光引出效率(η₁、η₂)为0.331、0.141。因此，在d_m＝0.7μm下所得到的特性，与第一实施方式中所得到的特性(曲线5A)和第二实施方式中所得到的特性(曲线6B、6C)相比，第二次的光引出效率提高。这被认为是，凸部的前端不整齐，图案的随机性增强，由表面构造反射的光的传播方位的随机性也增强，反射光的扩散性提高，由此在第二次的光引出中，光也能够以接近第一次的状态(全方位均一的光强度的状态)入射。

还有，在w≥0.4μm的范围，与d_m＝0.7μm相比，在d_m＝0.30μm下的第一次的特性劣化，因此d_m优选为d_m≥0.2～0.3μm(该范围与第一实施方式相同)。另外，就d_m＝1.40μm而言，在w≥1.0μm的范围，与d_m＝0.7μm相比，第一次的特性稍有改善，但若d_m过大则除了加工困难以外，在w≥1.5μm的条件下视场角特性也劣化(参照图14、15)，因此1.40μm可以说是d_m的上限目标。这些范围与第一实施方式的范围(λ/(n₁-n₀)≥d_m≥λ/6(n₁-n₀)相同。

这样，第三实施方式中通过使高差的量随机化，能够得到比第一、第二实施方式更高的光引出效率。另外，与第一实施方式一样，除了不会因方位造成光强度的分布和色彩的失衡以外，还具有抑制外界的像映射等的效果。

还有，作为使高差的量随机化的条件，认为有如下两种情况：(1)取从0至最大高差量d_m的全部的值；(2)包括0和最大高差量d_m在内而取三级以上的级差之内的任意值的情况。其中作为(2)的一例，若考虑取0、d_m/3、d_m×2/3、d_m这4种高差的情况，则用于将这种表面构造形成于薄片表面的形状转印用的金属模，能够经两次曝光、蚀刻工序(第一次：在曝光下使用境界宽度w₁的掩膜图案，进行深d_m/3的蚀刻；第二次：在曝光下将掩膜变成境界宽度w₂的掩膜图案，进行深d_m×2/3的蚀刻)来制作。这时，为了使不连续的境界线的出现频度达到最大，以w₁＝w₂为条件。

此外，若考虑取0、d_m/6、d_m×2/6、d_m×3/6、d_m×4/6、d_m×5/6、d_m这7种高度(高差)的情况，则用于将这样的表面构造形成于薄片表面的形状转印用的金属模，能够经三次曝光、蚀刻工序(第一次：在曝光下使用境界宽度w₁的掩膜图案，进行深d_m/6的蚀刻；第二次：在曝光下将掩膜变成境界宽度w₂的掩膜图案，进行深d_m×2/6的蚀刻；第三次：在曝光下将掩膜变成境界宽度w₃的掩膜图案，进行深d_m×3/6的蚀刻)来制作。这时，为了使不连续的境界线的出现频度达到最大，以w₁＝w₂＝w₃为条件。

(第四实施方式)

基于图24说明第四实施方式。还有第四实施方式只是表面构造的图案与第一实施方式不同，其他结构与第一实施方式完全相同，对于共通的结构省略其说明。

图24表示至决定第四实施方式的表面构造的图案为止的过程。图24(a)是将透明基板5的表面分割成宽度w₁的棋盘格(正方形的微小区域α)，使一个一个的格或黑或白的比率各50％而随机分配白和黑的图，图中表示的例子是w₁＝1μm的情况(w₁的最佳值有更小的情况，但因为作为图来说难以观看，所以用该值进行说明)。分配为黑的微小区域α为微小区域α₁，分配为白的微小区域α为微小区域α₂。

图24(b)是将透明基板5的表面分割成为w₁的整数倍大小的宽度w₂的棋盘格(正方形的微小区域β)、且一个一个的格是黑的比率为P₂而是白的比率为1-P₂并且按P₂＝0.5随机分配白和黑的图，图中表示的例子是w₂＝2μm的情况。分配为黑的微小区域β为微小区域β₁，分配为白的微小区域β为微小区域β₂。

图24(c)是按照使棋盘格对齐的方式重叠图24(a)、图24(b)的图案，并按照如下的规律生成的图案：黑(α₁)和黑(β₁)的重叠成为白，白(α₂)和白(β₂)的重叠成为白，白(α₂)和黑(β₁)或黑(α₁)和白(β₂)的重叠成为黑。图24(c)中，作为结果与图24(a)的图案生成规律等同、且以黑为凸而相对于此相对性地以白为凹的表面构造的图案，与第一实施方式所介绍的相同。

另一方面，图24(d)是将透明基板5的表面分割成宽度w₁的棋盘格(正方形的微小区域α)、且一个一个的格是黑的比率为P₁而是白的比率为1-P₁所进行随机分配的图，图中表示的例子是w₁＝1μm，P₁＝0.1的情况。与图24(a)同样，黑的微小区域α为微小区域α₁，白的微小区域α为微小区域α₂。

图24(e)是按照使棋盘格对齐的方式重叠图24(d)、图24(b)的图案，并按照如下的规律生成的图案：黑(α₁)和黑(β₁)的重叠成为白，白(α₂)和白(β₂)的重叠成为白，白(α₂)和黑(β₁)或黑(α₁)和白(β₂)的重叠成为黑。图24(e)中，具有与图24(c)的图案相似的特征，如黑、白面积比率为1∶1，黑标记、白标记的最小尺寸相同等，但最小尺寸的出现比率低这一点不同。最终的黑与白的比率(凹凸的面积比率)由比率P₁、P₂决定，黑的比率P(凸的比率)由P＝P₁+P₂-P₁P₂赋予。

图23中，在表面构造的凸部分的突出高度d＝0.7μm、w₁＝0.2μm、w₂＝1μm、P₁＝0.1的条件下，以凸的比率P为横轴所计算的第一次、第二次的光引出效率(η₁、η₂)的特性作为曲线27b、27B进行附注。

根据图23的曲线27b，不论是否是与第一实施方式不同图案的凹凸分布，在第一次光引出中，通过将凹凸的面积比率中占支配的比率P设定在以0.6为中心的0.4～0.8的范围，都能够进一步提高光引出效率。另一方面，根据曲线27B，在第二次光引出中，通过将比率P设定在0.5～0.9的范围(因为设定为P₁＝0.1，所以曲线27b、27B不能绘制0.1以下、0.9以上)，能够进一步提高光引出效率。因此，与第一实施方式同样，通过P₁、P₂的组合而将最终的凸的比率P设定在0.5～0.98的范围，能够提高包括第一次、第二次在内的总的光引出效率。还有，图23的曲线27c、27C是在w₁＝0.1μm、P₁＝0.1的条件下的第一次、第二次的光引出效率的特性，曲线27d、27D是在w₁＝0.1μm、P₁＝0.2的条件下的第一次、第二次的光引出效率的特性。因为使w₁比0.2μm小，则效率会大大劣化，所以需要w₁为0.2μm以上的量值。另外，w₁的上限值如第一实施例的图14、图15所讨论的，根据视场角依存性的关系而优选为1.5μm以下。

第四实施方式中，其表面构造的形成条件相对于第一实施方式有一些改变，由于条件不同，光引出效率比第一实施方式有一些劣化，但依然能够实现比图1、图3(a)所示的现有的发光装置大的光引出效率，与第一实施方式同样，除了能够避免因方位造成的光强度的分布和色彩的失衡以外，还能够实现光引出效率的大幅提高，还具有抑制外界的像的映射等的效果。另外第四实施方式与第一实施方式相比，关于表面构造的形状的制约条件宽松，因此可以取得宽泛的误差幅度，在加工容易度上具有优点。例如在第一实施方式的条件下，因为凹部与凹部或凸部与凸部的间隔接近，所以加工微细的凹凸形状有困难，但在第四实施方式中，因为微细的凹部或凸部的出现比率低(参照图24的(c)和(e))，所以凹部与凹部或凸部与凸部的间隔有效地扩展，加工的难易度的障碍变低。还有，在第二实施方式中应用第四实施方式，当然能够得到与第二实施方式同样的效果。

(第五实施方式)

将第四实施方式和第三实施方式组合就是第五实施方式。在本实施方式中，为了使区域的设定容易领会，以颜色区别各区域而进行说明。在第五实施方式中，首先，将透明基板5的表面分割成宽度w₁的棋盘格(正方形的微小区域α)，使一个一个的格是黑的比率为P₁而是白的比率为1-P₁，且随机分配成黑和白，并将对分配成白的区域(微小区域α₂)以蚀刻等的方法进行镂刻(enchase)，深度为d₁(＞0)。还有分配成黑的区域为微小区域α₁。

其次，将透明基板5的表面分割成宽度w₂的棋盘格(正方形的微小区域β)，使一个一个的格是蓝色的比率为P₂、是红色的比率为1-P₂，随机分配蓝和红，对于分配成红色的区域(微小区域β₂)以蚀刻等的方法进行镂刻(enchase)，深度为d₂(＞0)。分配成蓝色的区域为微小区域β₁。其中宽度w₂是宽度w₁的整数倍(最优选w₂＝w₁)，并且按照使境界线对齐的方式重叠各个棋盘格。

如此，以白与红重叠的部分的面作为基准面时，相对于该基准面，黑与蓝的重叠其高度能够达到d₁+d₂，白与蓝的重叠其高度能够达到d₂，或黑与红的重叠其高度能够达到d₁。因此，就高差而言能够随机取从0到d₁+d₂之间的4种值(0、d₁、d₂、d₁+d₂)，因此能够得到与第三实施方式同样的效果。

而且，如果设定为d₁＝d_m×1/3，d₂＝d_m×2/3，则以微细的构造制作困难的宽度w₁的图案就能够减小深度，因此在加工的容易度上具有优点。在d₁＝d_m×1/3、d₂＝d_m×2/3时，比率P₂与区域被镂刻幅度深的一侧对应(实际上比率P₂一侧为2的权数，比率P₁一侧为1的权数，与平均深度有关)，因此具有与决定凹凸的面积比率、即深度的平均水平的第四实施方式的比率P₂相似的意义。另一方面，比率P₁关系到微细的构造(宽度w₁)的出现比率，因此具有与第四实施方式的比率P₁相似的意义。

还有，上述的实施例是两种曝光、蚀刻工序的组合，但若使3种曝光、蚀刻工序组合，则能够从8种值中取得随机的高度。这种情况在上述的2个蚀刻工序中加入以下的工序。即，将透明基板5的表面分割成宽度w₃的棋盘格(正方形的微小区域γ)，使一个一个的格是绿色的比率为P₃、是黄色的比率为1-P₃，来随机分配绿和黄，对于分配成黄色的区域(微小区域γ₂)以蚀刻等的方法进行镂刻，深度为d₃(＞0)。还有分配成绿色的区域为微小区域γ₁。其中宽度w₃是宽度w₁的整数倍(最优选w₃＝w₂)，将各个棋盘格按照使境界线对齐的方式重叠。

如此，将白和红和黄重叠的部分的面作为基准面时，相对于该基准面，黑和蓝和绿的重叠其高度能够达到d₁+d₂+d₃，白和蓝和绿的重叠其高度能够达到d₂+d₃，黑和蓝和黄的重叠其高度能够达到d₁+d₂，黑和红和绿的重叠其高度能够达到d₁+d₃，黑和红和黄色的重叠其高度能够达到d₁，白和蓝和黄色的重叠其高度能够达到d₂，白和红和绿的重叠其高度能够达到d₃。因此，就高差而言，能够随机取从0到d₁+d₂+d₃为止之间的8种值(0、d₁、d₂、d₃、d₁+d₂、d₂+d₃、d₃+d₁、d₁+d₂+d₃)，因此能够得到与第三实施方式同样的效果。

而且，如果设定为d₁＝d_m×1/6，d₂＝d_m×2/6，d₃＝d_m×3/6，则在微细的构造下制作困难的宽度w₁和w₂的图案就能够减小深度，因此在加工的容易度上具有优点。d₁＝d_m×1/6，d₂＝d_m×2/6，d₃＝d_m×3/6时，比率P₂和P₃对应区域被镂刻幅度深的一侧(实际上比率P₃一侧为3的权数，比率P₂一侧为2的权数，比率P₁一侧为1的权数，与平均深度有关)，因此，P₂、P₃具有与决定凹凸的面积比率、即深度的平均水平的第四实施方式的比率P₂相似的意义。另一方面，因为比率P₁关系到微细的构造(宽度w₁)的出现比率，所以具有与第四实施方式的比率P₁相似的意义。

(第六实施方式)

基于图12说明第六实施方式。还有，第六实施方式只有表面构造13的图案与第一实施方式不同，其他结构均与第一实施方式完全相同，关于共同的结构省略其说明。

第六实施方式是将第一实施方式中的表面构造的邻接的两个微小区域δ₁、δ₂由移相器构成。移相器例如由折射率不同的多层膜形成。即，利用多层膜的多重反射，能够调整透射光的相位，通过改变多层膜的构造(膜厚和层数)，能够随机形成180度的区域和0度的区域。另外，使用偏振器来改变通过两个区域的光的偏振，也能够取得同样的效果。这时，180度区域所对应的透射光的偏振光为P偏振光或右旋圆偏振光，0度区域所对应的透射光的偏振光为S偏振光或左旋圆偏振光，这样的偏振器如果使用方位有90度不同的1/2波长板则也能够实现。还有，第一实施例这样的、折射率有差异的界面的凹凸构造，因为透射光的相位在凹凸间也发生变化，所以可以说是移相器的一种方式。

本实施方式的表面构造13的透射率t的入射角依存性和光引出效率已经在图9、图19(b)(曲线5d、5D)中有所展示，且仅第一次的光引出效率，在使w为0.4μm以上、1μm以下的范围，也能够超过使表面为镜面时的光引出效率。在图19(b)中，还显示使相位差达到90度的结果，第一次、第二次的光引出效率分别由曲线5d’、5D’表示。因为均比相位差180度的光引出效率(曲线5d、5D)劣化，所以可知相位差的最佳值为180。

这样，第六实施方式中，通过表面构造13由移相器构成，能够得到比现有例高的光引出效率。另外，与第一实施方式同样，除了能够避免因方位造成的光强度的分布和色彩的失衡以外，还具有抑制外界的像的映射等的效果。

(第七实施方式)

基于图25说明第七实施方式。还有，第七实施方式只有表面构造13的图案与第一实施方式不同，其他结构均与第一实施方式完全相同，关于共同的结构省略其说明。

图25(a)表示本实施方式的第一表面构造23的图案图。如图25(a)所示，透明基板5的表面具有如下结构：一维地随机配置有微小区域δ的线段(沿着y’方向的线段)在x’方向(与y’方向垂直的方向)上被铺设多条。本实施方式的表面构造23中，各个微小区域δ是一边的长度为w的正三角形(微小区域δ)，各个微小区域δ或为凸(图中的灰色的格23a(微小区域δ₁))或为凹(图中的白色的格23b(微小区域δ₂))的比率在线段内各50％，随机分配凸和凹。w为2.55μm以下。还有，如果是一般性地表现，则图形的大小以如下为条件：该图形内接的圆的最大圆的直径为0.2μm以上、1.5μm以下。

在图25(a)、(b)中，方向y’上相邻的多个微小区域δ在方向x’的位置互相一致。并且，方向x’上相邻的多个微小区域δ在方向y’的位置也互相一致。在图25(c)中，方向y’上相邻的多个微小区域δ在方向x’的位置互相一致。相对于此，方向x’上相邻的多个微小区域δ在方向y’上互相错开。

第七实施方式只有表面构造23的图案的形状与第一实施方式不同，而作用原理与第一实施方式相同，能够得到同样的效果。另外，其并不限于正三角形，如果能够以相同图形无间隙地进行面分割，则任意的多边形都可以。

还有，在第一至第七实施方式中，实际的加工体的表面构造13、23并非严密地形成正方形和正三角形，角的部分为圆形或者角呈圆形的微小区域的相邻的微小区域的角也发生相应变形，但当然不会发生特性的劣化，也能够获得同样的效果。另外，第二～第六的实施方式中应用第七实施方式，也能够得到与第二～第六的实施方式同样的效果。

(第八实施方式)

基于图26～图29说明第八实施方式。第八实施方式是形成薄片的随机图案形状的方法。

(圆筒金属模的说明)

图26(a)是表示本实施方式所使用的圆筒金属模的图。图26(a)所示的圆筒金属模31被用于所谓的卷对卷方式的转印。圆筒金属模31以中心轴30为中心进行旋转。在圆筒金属模31的外周面形成有用于形成微小区域δ的凹凸(白色的区域31a、黑色的区域31b)。将由树脂等构成的薄片31c(图26(b)、(c)所示)压在圆筒金属模31的外周面上，以此状态使圆筒金属模31旋转，由此圆筒金属模31的表面构造被转印到片状的树脂上。

图27(a)～(d)是放大表示圆筒金属模31的外周面的一部分的图。图27(a)表示在圆筒金属模31的外周面所形成的微小区域δ的一维的配置(带状的线段)。如图27(a)所示，在圆筒金属模31上，一维地排列有宽度和长度均为w的微小区域δ。微小区域δ被区别为微小区域δ₁(图中的灰色的区域33a)和微小区域δ₂(图中的白色的区域33b)，微小区域δ₁和微小区域δ₂被一维地随机配置。灰色的区域33a表示圆筒金属模31的外周面的凸部，白色的区域33b表示圆筒金属模31的外周面的凹部。凹部和凸部互逆也可。

图28(a)是用于说明在圆筒金属模31的外周面所形成的微小区域δ的配置方向的图。如图28(a)所示，在圆筒金属模31的外周面，螺旋状地配置有微小区域δ的线段状的转印图案(图27(a)所示)。即，线段状的转印图案在圆筒金属模31的外周面被一笔画状地连续地形成。转印图案配置的方向是，沿着从相对于旋转轴30垂直的方向倾斜微小角度θ的方向y’。通过将转印图案配置的方向倾斜微小的角度，能够将线段状的转印图案按照描绘成一个螺旋的方式配置。

如前述，微小区域δ具有四边形或三角形这样的多边形的平面形状。在微小区域δ具有正方形或矩形的平面形状的情况下，微小区域δ的四边之中的两边沿着从相对于旋转轴30垂直的方向y倾斜微小角度θ的方向y’，而其他的两边则沿着从平行于旋转轴30的方向x倾斜微小角度θ的方向x’(与方向y’垂直的方向)。另一方面，微小区域δ具有三角形等的多边形的平面形状时，微小区域δ之中一边沿着方向y’排列。这些情况下，方向y’上相邻的多个微小区域δ在方向x’的位置互相一致。另一方面，方向x’上相邻的多个微小区域δ在方向y’的位置可以互相一致(图25(a)、(b)和图27(b))，也可以互相错开(图25(c)和图27(c)、(d))。

还有，由于制作精度等的关系，即使在圆筒金属模31的外周面的微小区域δ彼此之间空出间隙时或微小区域δ彼此发生重叠时，因为整体上生成随机图案，所以在薄片的形成上也不会产生很大的问题。

图28(b)是表示反映出图28(a)所示的圆金属模31的外周面的凹凸形状的薄片32的图。如图28(b)所示，在薄片32的表面，朝向从与薄片32的长边平行的方向倾斜微小角度θ的方向y’，随机排列有微小区域δ。微小区域δ的平面形状为正方形或矩形时，微小区域δ的四边之中的两边沿着方向y’，其余的两边则沿着从平行于薄片32的短边的方向x倾斜微小角度θ的方向x’。另一方面，微小区域δ的平面形状具有三角形等的多边形的平面形状时，微小区域δ之中的一边沿着方向y’排列。但是，沿图28(b)所示的这一方向形成微小区域δ的情况，是按照使薄片32的长边与相对于圆筒金属模31的旋转轴垂直的方向匹配的方式使圆筒金属模31旋转的情况。在未如此配置薄片32时，在薄片32中微小区域δ的排列朝向不同的方向。对于本实施方式的薄片32之中与第一～第七实施方式的薄片相同的结构，在此省略说明。

还有，图28(a)所示的圆筒金属模31的外周面和图28(b)所示的薄片32未全面展示图案，而只部分地展示了图案，但是，当然优选在圆筒金属模31的外周面整体形成图案。在圆筒金属模31的外周面整体形成图案时，按圆筒金属模31的外周面的宽度在薄片32上形成转印图案。例如，圆筒金属模31的宽度和薄片32的宽度相同时，能够在薄片32的整体上形成转印图案。

若采用本实施方式的制造方法，则能够简便地形成大面积且具有高精度的图案。在由本实施方式的制造方法得到的薄片32中，因为从薄片32引出的光的视场角依存性少，所以能够减少光引出效率的面内方位依存性。

图26(b)、(c)是模式化地表示由卷对卷方式在薄片31c上转印圆筒金属模31的表面的凹凸的方法的图。在本实施方式中，作为薄片31c，例如使用在塑料基材上涂有UV硬化性树脂的多层构成的薄片。在图26(b)所示的方式中，将薄片31c夹在圆筒金属模31和又一个辊31d之间，以此状态使圆筒金属模31旋转。随着圆筒金属模31的旋转，另一个辊31d与圆筒金属模31的旋转成逆向旋转，薄片31c被卷进圆筒金属模31和辊31d之间。这时，照射UV光而使UV硬化性树脂硬化，薄片31c之中与圆筒金属模31接触一方的表面，就转印了圆筒金属模31的外周面上的凹凸的图案。

另一方面，使用图26(c)所示的方式时，通过例如对送给侧的片材原材料辊和卷绕侧辊的距离和旋转速度进行调整，对薄片31c施加压力等，而将在塑料基材上涂有UV硬化性树脂的多层构成的薄片31c一侧的面压在圆筒金属模31上，并以此状态使圆筒金属模31旋转。也可以一边使薄片31c移动一边转印圆筒金属模31的图案，也可以一边使圆筒金属模31移动一边转印圆筒金属模31的图案。这时，通过照射UV光使UV硬化性树脂硬化，由此在薄片31c之中的与圆筒金属模31接触的表面，就转印了圆筒金属模31的外周面上的凹凸的图案。

例如采用分布重复(step and repeat)方式时，由于金属模的接缝会发生错位，导致图案间容易发生不连续。然而，在本实施方式中，因为运用卷对卷方式，该方式利用微小区域δ的线段状的转印图案被配置成螺旋状的圆筒金属模来进行，所以不会发生这样的图案间的不连续。

图29(a)～(c)是表示圆筒金属模外周面的微小区域δ的其他配置例的图。在图29(a)中，正方形的微小区域δ(宽w×长w)在宽度方向上被配置成两列。在该图案中各个单列的线段中，微小区域δ₁(图中的白色区域34b)和微小区域δ₂(图中的灰色区域34a)被一维地随机配置。

在圆筒金属模31的外周面，将图29(a)所示的转印图案配置成螺旋状也可。这时，如图29(b)、(c)所示，微小区域δ以两列为单位而错开形成也可。在图29(b)、(c)中，x’方向上邻接配置的区域34W、34X、34Y、34Z之中的、区域34W和区域34X在方向y’的位置一致，区域34Y和区域34Z在方向y’的位置也一致。但是，区域34X和区域34Y在方向y’的位置互相错开。同样的关系在区域34W、34X、34Y、34Z之外的微小区域δ中也成立。另外，在圆筒金属模31的外周面，将配置有三列以上的微小区域δ的转印图案螺旋状配置也可。这时，每三列以上的微小区域δ，在y’方向的位置也相互错开。

但是，因为微小区域δ被螺旋状配置，所以通常微小区域δ的位置的错动会每隔某一定的列。因此，本实施方式的微小区域δ例如为m行n列的区域时，有n-1列的区域在y’方式的位置一致，而其余的仅一列在y’方向的位置与其他区域错开这样的情况难以发生。

(圆筒金属模的制法的说明)

作为形成圆筒金属模31的外周面的凹凸图案的方法，例如有以下(1)～(3)所示的方法。

(1)对于圆筒金属模表面，使用比微小区域δ小的车刀(例如金刚石的圆弧状)实施切削加工，形成一个一个的微小区域δ的图案。通过使金属模旋转和移动而接连地进行切削，能够制作整体的图案。

(2)对于圆筒金属模31的外周面整体进行抗蚀剂涂布，一边使金属模旋转和移动一边进行电子束曝光，由此形成基于抗蚀剂的图案。其后，以该抗蚀剂为掩膜而进行蚀刻，从而在圆筒金属模31的外周面上形成凹凸图案。

(3)一边使圆筒金属模31旋转和移动，一边以喷墨方式对圆筒金属模13的外周面涂布抗蚀剂，形成基于抗蚀剂的图案。其后，以此抗蚀剂作为掩膜而进行蚀刻，从而在圆筒金属模31的外周面上形成凹凸图案。

还有，圆筒金属模31的外周面的凸部，不需要相对于外周面的基准面为相同的高度，在一个圆筒金属模31上混合存在多种高度的凸部也可。另外，圆筒金属模31的凹部不需要相对于外周面的基准面为相同的凹陷深度，在一个圆筒金属模31上混合存在多种深度的凹部也可。

在本实施方式中，如果预先设定的特定角度方向(在圆筒金属模31的外周面，微小区域δ₁、δ₂一维随机配置的y’方向)上的微小区域的δ₁、δ₂配置是随机的，则x’方向上的微小区域δ₁、δ₂的配置的规律不太重要。这是由于，如图27(c)、(d)所示的图案，x’方向上相邻的微小区域δ在y’方向的位置无论是错开，还是如图27(b)所示的图案没有错开，都是一样的。在图27(b)～(d)、图29(b)、(c)所示的图案中，具有随机的配置的微小区域δ被螺旋状配置，由此x’方向的微小区域δ₁、δ₂的配置也成为随机的。

(其他的实施方式)

上述的实施方式是本发明的例示，而本发明并不受这些例子的限定。在以上的实施方式中，表面构造的凸部垂直于表面的截面形状并不限于矩形，也可以为梯形和圆锥形状，凸部的斜面也可以为曲线。

另外，透明基板5的厚度大时，每当光引出的次数增加，光的出射位置就会从发光点S的位置偏离。这种情况下，如显示器用的EL这样在按300μm左右的像素被区分的结构中，光会混入相邻的像素而造成画质的劣化。因此如图30(a)所示，考虑如下结构：使形成有表面构造13的透明基板5构成为很薄的数μm左右，其上在夹隔空气层的状态下由0.5mm左右的保护基板14覆盖。在保护基板的表面14a、背面14b不会发生全反射，但需要AR涂层(抗反射涂层)。这时在表面构造13之上，也可以使用气凝胶等低折射率且透明的材料来代替空气层，这时因为是一体结构，所以作为装置的稳定性高。

此外在以上的实施方式中，虽然只有一个面上形成有表面构造13，但能够在透明基板5的两面形成同样的构造。另外也可以在表面构造13与发光点S之间配置通常的衍射光栅13’。这时考虑的构造如图30(b)所示，使透明基板5为薄膜状，表面形成表面构造13，背面形成衍射光栅13’和其他规格的表面构造13”，在发光体侧经由粘接层21使之粘接。透明基板5的折射率小，与发光层3的折射率差为0.1以上时，若选择粘接层21的材料使之比发光层3的折射率小0.1或为其以上，则在粘接层21和发光层3的恭敬面几乎不会发生全反射，并且在粘接层21与透明基板5之间的折射面、以及透明基板5与空气6之间的折射面发生的全反射，分别能够通过表面构造13”(或衍射光栅13’)及表面构造13避免。还有，衍射光栅13’和表面构造13”的凹部的深度或凸部的高度优选的条件为，在凹部的透射光和在凸部的透射光发生π相位差，但也可以是凹的深度或凸的高度较小的条件。

还有，作为参考还在图31中显示了表面构造呈格子式样(棋盘式交错排列形状)的图案图。在图31中，表面构造是将透明基板5的表面分割成一边的长度为w的正方形，灰色的正方形13a和白色的正方形13b形成棋盘式交错排列状图案，灰色为凸，相对地白色呈凹的形状。

图32是表示在图19(a)相同的条件下、且凹凸的高差d＝0.70μm而图31所示的表面构造的透射率t的入射角依存性的图，在透明基板5内光量1的光以角θ(与折射面法线的夹角)入射到表面构造、且第一次有多少光出射到空气6侧通过以宽度w为参数(w＝0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、4.0μm)得以表示。若将图32与具有随机图案的特性的图16(a)相比则可知，除去w＝0.1、0.2μm(所谓不发生衍射光的纳米构造的区域)的曲线，都存在很细小的起伏。因为棋盘式交错排列状图案形成的衍射致使衍射光在空气层侧发生或消失，所以表示出根据方位不同会有光强度分布不均，这是周期图案固有的问题。

呈现该棋盘式交错排列形状的表面构造和图4(b)所示的呈现千鸟格(由四边形包围的部分为凹的一侧)的表面构造中，其第一次和第二次的光引出效率附注在图19(b)中(d＝0.70μm，分别为曲线5e、5f、5E、5F)。千鸟格图案之所以第二次的光引出效率大，与图23所介绍的现象相同，是因为在千鸟格图案中凸的比率P＝0.75。与随机图案的特性相比，棋盘式交错排列状图案、千鸟格图案均表示随着w的变化而起伏的特性，而这也是周期图案固有的问题，关系到基于方位的光强度的分布。

在图34(a)、(b)中，附注从棋盘式交错排列状图案的表面构造所出射的第一次的引出光的视场角依存性的分析结果。高差d＝0.70μm，境界宽度w＝0.5μm，图34(a)是λ＝0.450μm的条件，图34(b)是λ＝0.635μm的条件。实线(0度、90度的经度方位)，虚线(45度、135度的经度方位)相对于偏角的变动均大，两者的分歧也大，可知因波长导致形状发生很大的变化。因方位造成的光强度的分布和色彩的失衡发生，这与专利文献1所述的发光装置一样，是周期图案中的致命的缺陷。这些课题在第一～第八实施方式中能够完全克服。

境界衍射效应在光的相位的不连续的部分相隔一定间隔以上时发生，因此为了使该效应极大化，需要在限定的面积内使相位的不连续的部分的出现比率极大化。若以无数的微小区域分割折射面，在微小区域之间的境界相位变得不连续，则通过两个条件能够使前述的出现比率极大化。第一个条件是，各微小区域的面积尽可能统一；第二个条件是，相邻的微小区域间也存在相位差。即，如果在微小区域之内有比其他大的面积，则该大的面积的分割会增加相位不连续的境界。相反如果在微小区域之内有比其他小的面积，则这会使比其他大的面积存在，分割该大的面积会增加相位不连续的境界。作为其延长线，各微小区域的面积尽可能统一，至少各微小区域在相对于某基准面积为0.5～1.5倍的范围(在微小区域内接的圆之中最大圆的直径相对于作为基准的直径为0.7～1.3倍的范围)，这将使微小区域间的境界线的出现比率极大化。第一～第七实施方式遵循该条件。另外即使能够使对微小区域的分割极大化，如果在相邻的微小区域之间相位统一，则效果仍薄弱。因此在相邻的微小区域间需要有相位差的存在，即需要随机的相位的分配，第四和第五实施方式等遵循该条件。即，上述的实施方式的发光装置，不是利用专利文献2所述的发光装置这样的基于反射防止的效果，而是利用使境界衍射效应极大化的效果来实现引出效率的提高。

还有，第一～八实施方式的表面形状与磨砂玻璃和表面粗糙等的表面状态或专利文献2所述的发光装置所示的表面状态不同。在第一、第四和第七实施方式中，将表面分割成宽度w的棋盘格(或多边形的格)，以1∶1的比率对于一个一个的格进行凸和凹的分配，在该图案中存在固有的宽度w这样的尺度和固有的微小区域的形状，凸部的总面积和凹部的总面积的比率也保持为1∶1的关系。相对于此，磨砂玻璃和表面粗糙等的表面状态不存在固有的宽度w，微小区域的形状不定形，凸部的总面积和凹部的总面积的比率也不是1∶1的关系。在第二实施方式中，虽然凸和凹的比率偏离50％，凹部的总面积与凸部的总面积的比率脱离1∶1，但依然存在固有的宽度w，凹部的总面积与凸部的总面积仍是既定的值，与完全随机的图案划清了界线。在第三和第五实施方式中也存在固有的宽度w，每个由该宽度w定义的棋盘格(或多边形的格)高差不同。如此，上述实施方式中的表面形状不是完全随机的图案，可以说是沿着某种规则的随机的图案。

再稍微考察一下与完全随机的图案的不同。如图33(a)所示，在宽4w的台16上随机排列8张宽w的卡片17。即，8张卡片17的总面积为台16的面积的1/2。但是卡片17没有越出台16。图33(b)允许卡片17重叠排列。图33(c)则不允许卡片17重叠排列。在图33(b)中，卡片的面积总和比台面积的1/2小，小的这部分量仅是卡片17重叠的部分。若面积比偏离某一比率，则光引出效率劣化，这已经由图23的曲线27a、27A诠释过。在图33(c)中，虽然维持着面积比1/2，但是在卡片间发生比w小的微小的间隙j，这在图33(b)中也同样。微小的间隙j发生，若其频度大，则能够将j视为新的境界宽度，由图22可知，在j＜0.2μm的条件下，光引出效率大大劣化。另外，如图23所示，微小的凹凸构造的比率P₁增大(按曲线27a、27c、27d的顺序，w₁＝0.1μm的构造的比率P₁增大为0.0、0.1、0.2)，即使总的凸的比率相同，第一次、第二次的光引出效率也均劣化。如此只是完全随机的图案不可能成为使光引出效率最大的条件。

上述的实施方式中采用的随机图案的生成原理与图33不同。在上述实施方式中，面积比被保持在某一比率，不会发生微小间隔j等比宽度w小的尺度。如此，上述实施方式的表面形状不是完全的随机图案，可以说是沿着用于使光引出效率极大化的规则的随机图案。

另外，第一～第八实施方式的表面形状引起的现象是衍射现象之一。如图5所示，在衍射现象中，相对于使表面形状平均的平坦的基准面，将假想上发生折射的光线作为0次衍射光(全反射时不表现)，在以该光作为方位的基准而移动的方位发生高次的衍射光。在本申请这样的随机表面形状中，0次以外的衍射光的传播方位是随机的。相对于此，磨砂玻璃和表面粗糙不会发生衍射现象，而是折射现象之一，只要在凹凸的折射面其面法线的方位随机，折射的方位也为随机。即在平行平板之上形成第一～七的实施方式的表面形状，若透视则相反侧的像的轮廓清晰可见。这是由于，由表面形状所衍射分离的光之中必然存在0次衍射光，该光使相反侧的像的轮廓得以维持。相对于此，磨砂玻璃和表面粗糙不存在相当于0次衍射光的光，若透视则相反侧的像的轮廓模糊。在专利文献2中，只有在表面的突起物作用下，光“被直接地放射到空气中”的表现，没有衍射这样的表现，若遵循斯涅耳定律则能够解释“直接”这一措词，其意思能够理解为属于磨砂玻璃和表面粗糙相同的种类，可以说与本申请发明有所区别。

附带一下，专利文献2所公开的技术的特征在于，在透明绝缘基板之上完全随机地配置多个透明的突起物，如本申请这样使凸部和凹部作为同一形状的微小区域的一个以上的集合体、并且使凸部和凹部的存在比率成为特定的比例这样的特征并没有记载也没有暗示。例如在第一实施方式中，替换了凹部和凸部的构造或替换了微小区域的高度和深度的构造成为与原本的构造大致相同的构造，但是专利文献2所述的发光装置没有达成。通过这样的例示性的实施方式的特征，本发明者们首次发现了所起到的显著的光引出效果，而专利文献2中没有记述上述实施方式这样的显著的效果。在专利文献2所述的发光装置中，以单位面积中5000～10⁶个/mm²的数量计，宽0.4～20μm的突起物完全的随机配置提供，形式上说，上述实施方式的发光装置的一部分成为该发光装置中所含有的形式，但突起物和其以外的部分的形状的关系以及存在比率的关系，还有存在这种关系最初起到的效果也没有记载和暗示，除此之外，实质上上述的实施方式并不包括在专利文献2所公开的技术之内，可以说专利文献2公开的发光和本申请发明完全不同。

还有，在第一～六、八实施方式中，由凹凸形状使光的相位移动。相位的移动以凹凸形状以外的方式也能够实现，例如也可以在凹部所对应的区域和凸部所对应的区域改变多层膜的厚度和折射率条件。在这种情况下，当然也能够得到上述实施方式同样的效果。另外还可以认为，第一～八实施方式不是各自独立才成立的，而是使各自的一部分加以组合而成为新的实施例。另外，在第一～八实施方式中，是以有机电致发光元件为例进行的说明，但只要是在折射率比1大的介质内发光的元件便完全能够适用。例如也可以对LED和导光板等应用。此外，发光装置出射光的介质并不限定为空气。上述实施方式的表面构造，能够适用于透明基板的折射率比接触透明基板的介质的折射率大的情况，特别是大0.1以上的情况。

产业上的可利用性

如上说明，本发明的发光装置，除了使光引出效率大幅提高以外，出射光的视场角特性也良好，因此作为显示器和光源等也有用。

符号的说明

1 基板

2 电极

3 发光层

4 透明电极

5 透明基板

6 空气

13 表面构造

30 旋转轴

31 圆筒金属模

31a、31b 区域

31c 薄片

31d 辊

32 薄片

33a、33b 区域

34a、34b 区域

34w、34x、34y、34z 区域

S 发光点

Claims (22)

1.一种薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，

其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、8.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ选自从所述多个微小区域δ中随机地以40％以上、98％以下的比率所选择的多个微小区域δ₁、或除此以外的多个微小区域δ₂，

所述微小区域δ₁相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面向所述另一侧的面的上方突出，其高度为d／2，

所述微小区域δ₂相对于所述既定的基准面向所述另一侧的面的下方凹陷，其深度为d／2，

所述既定的基准面存在于：所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂的在与所述另一侧的面垂直的方向上的中间位置，

所述d为0.2μm以上、1.4μm以下，

所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

2.一种薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，

其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、8.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ各自相对于与所述另一侧的面平行的既定的基准面按0以上、d/2以下的范围内的随机高度位于上方，或者按0以上、d/2以下的范围内的随机深度位于下方，

所述既定的基准面存在于:在与所述另一侧的面垂直的方向上的最高位置所存在的所述微小区域δ和最低位置所存在的所述微小区域δ的中间位置，

所述d为0.2μm以上、1.4μm以下，

所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

3.根据权利要求1或2所述的薄片，其特征在于，

所述内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下。

4.一种薄片，是按照其一侧的面与发光体邻接的方式所使用的透明的薄片，其特征在于，

其另一侧的面被分割成内接的最大圆直径为0.4μm以上、4.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ选自多个微小区域δ₁、或除此以外的多个微小区域δ₂，

所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂，使在垂直入射所述一侧的面的光之中的、透过所述微小区域δ₁的光和透过所述微小区域δ₂的光之间，产生180度的相位差，

所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

5.根据权利要求4所述的薄片，其特征在于，

所述内接的最大圆直径为0.4μm以上、1.0μm以下。

6.根据权利要求1、2、4中任一项所述的薄片，其特征在于，

所述另一侧的面具有的凸部分，具有梯形或圆锥形状。

7.根据权利要求1、2、4中任一项所述的薄片，其特征在于，所述微小区域δ为多边形且为各自全等的形状。

8.根据权利要求1、2、4中任一项所述的薄片，其特征在于，

所述多个微小区域δ在所述另一侧的面的面内为长方形或正方形，

所述多个微小区域δ，在所述另一侧的面的面内，被排列在与所述长方形或正方形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

9.根据权利要求8所述的薄片，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向是自薄片的边缘倾斜的方向。

10.一种发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，

所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、8.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ选自从所述多个微小区域δ中随机地以40%以上、98%以下的比率所选择的多个微小区域δ₁、或除此以外的多个微小区域δ₂，

所述微小区域δ₁相对于与所述相反侧的面平行的既定的基准面向所述相反侧的面上方突出，其高度为d/2，

所述微小区域δ₂相对于所述既定的基准面向所述相反侧的面下方凹陷，其深度为d/2，

所述既定的基准面存在于:所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂的在与所述相反侧的面垂直的方向上的中间位置，

所述发光体发出发光光谱的中心波长为λ的光，所述保护层的折射率为n₁，在所述保护层于所述相反侧的面所接触的介质的折射率为n₀比n₁小，并且λ/6(n₁-n₀)＜d＜λ/(n₁-n₀)，

所述多个微小区域δ在所述相反侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述相反侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

11.一种发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，

所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.2μm以上、8.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ各自相对于与所述相反侧的面平行的既定的基准面按0以上、d/2以下的范围内的随机高度位于上方，或者按0以上、d/2以下的范围内的随机深度位于下方，

所述既定的基准面存在于:在与所述相反侧的面垂直的方向上的最高位置所存在的所述微小区域δ和最低位置所存在的所述微小区域δ的中间位置，

所述发光体发出发光光谱的中心波长为λ的光，

所述保护层的折射率为n₁，在所述保护层于所述相反侧的面所接触的介质的折射率为n₀比n₁小，并且λ/6(n₁-n₀)＜d＜λ/(n₁-n₀)，

所述多个微小区域δ在所述相反侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述相反侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

12.根据权利要求10或11所述的发光装置，其特征在于，

所述内接的最大圆直径为0.2μm以上、1.5μm以下。

13.一种发光装置，是具有发光体和透明的保护层的发光装置，该保护层设置在所述发光体的发光面之上，其特征在于，

所述保护层的与所述发光面邻接的面相反侧的面，被分割成内接的最大圆直径为0.4μm以上、4.0μm以下的多个微小区域δ，并且一个所述的微小区域δ被其他多个所述微小区域δ邻接且围绕，

所述多个微小区域δ选自多个微小区域δ₁、或除此以外的多个微小区域δ₂，

所述微小区域δ₁和所述微小区域δ₂使在所述保护层的与所述发光面邻接的面从所述发光体垂直入射的光之中的、透过所述微小区域δ₁的光和透过所述微小区域δ₂的光之间，产生180度的相位差，

所述多个微小区域δ在所述相反侧的面的面内为多边形，

所述多个微小区域δ，在所述相反侧的面的面内，被排列在与所述多边形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于，

所述内接的最大圆直径为0.4μm以上、1.0μm以下。

15.根据权利要求10、11、13中任一项所述的发光装置，其特征在于，

所述保护层的折射率，比所述相反侧的面所接触的介质的折射率大0.1以上。

16.根据权利要求10、11、13中任一项所述的发光装置，其特征在于，

所述相反侧的面具有的凸部分，具有梯形或圆锥形状。

17.根据权利要求10或11所述的发光装置，其特征在于，所述介质为空气。

18.根据权利要求10或11所述的发光装置，其特征在于，所述介质为气凝胶。

19.根据权利要求10或11所述的发光装置，其特征在于，在所述发光体的产生光的部分的折射率为n₂时，n₂-n₁＜0.1。

20.根据权利要求10、11、13中任一项所述的发光装置，其特征在于，

所述多个微小区域δ在所述相反侧的面的面内为长方形或正方形，

所述多个微小区域δ，在所述相反侧的面的面内，被排列在与所述长方形或正方形的一边平行的第一方向，

在与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，

所述第一方向上彼此相邻的所述多个微小区域，在所述第二方向的位置相互一致，并且所述第二方向上相邻的一对微小区域，在所述第一方向的位置相互错开。

21.一种薄片的制造方法，是权利要求1、2、4中任一项所述的薄片的制造方法，其特征在于，

通过将圆筒状的金属模的外周面压在片材上，在所述片材的一侧的面上形成与所述微小区域δ对应的凹凸，由此形成所述薄片，

在所述圆筒状的金属模的外周面，将与所述微小区域δ对应的凹凸配置成以所述圆筒状的金属模的旋转轴为中心轴的螺旋状。

22.一种发光装置的制造方法，是权利要求10、11、13中任一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，包括如下工序:

通过将圆筒状的金属模的外周面压在保护层材上，在所述保护层材的一侧的面上形成与所述微小区域δ对应的凹凸，由此形成所述保护层的工序;

将所述保护层的与所述一侧的面为相反侧的面作为所述发光体侧，使所述保护层配置在所述发光体的发光面上的工序，

在所述圆筒状的金属模的外周面，将所述微小区域δ所对应的凹凸配置成以所述圆筒状的金属模的轴为中心轴的螺旋状。

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