JP2011018583A - Organic el device and its design method - Google Patents

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慎一郎 園田
Toshiaki Takahashi
俊朗 高橋
Manabu Hise
学 飛世
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL device that has high light extraction efficiency and is reduced in the bleeding of images, and a design method of the organic EL device.SOLUTION: The organic EL device at least has an organic EL display part including at least a light-emitting layer between an anode and a cathode, and a nearly-quadrangular pyramid prism that controls an optical path of the light emitted from the light-emitting layer in which the ratio (A/B) of the light extraction efficiency A at the front face brightness when the nearly quadrangular pyramid prism is installed on the light extraction face to the light extraction efficiency B at the front face brightness when the nearly quadrangular pyramid prism is not installed on the light extraction face exceeds 1, and under this light extraction efficiency at the front face brightness, the ratio (h/b) of one edge length b of the nearly-quadrangular pyramid prism to the height h of the nearly quadrangular pyramid prism is 1.2 or smaller.

Description

本発明は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ない有機EL装置及び有機EL装置の設計方法に関する。   The present invention relates to an organic EL device having high light extraction efficiency and less image blur, and a method for designing an organic EL device.

有機EL装置(有機電界発光装置)は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ELディスプレイは、従来のCRTやLCDと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機EL照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。   An organic EL device (organic electroluminescent device) is a self-luminous display device, and is used for displays and illumination. The organic EL display has advantages in display performance such as higher visibility than conventional CRTs and LCDs and no viewing angle dependency. There is also an advantage that the display can be reduced in weight and thickness. In addition to the advantages of light weight and thin layers, organic EL lighting has the possibility of realizing illumination in a shape that could not be realized so far by using a flexible substrate.

このように有機EL装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気より高い。例えば、有機EL装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率は1.6〜2.1である。このため、発光した光は界面で全反射しやすく、その光取出し効率は20%に満たず、大部分の光を損失している。
例えば、一般的に知られる有機EL装置における有機EL表示部は、基板上に、一対の電極層の間に配される有機化合物層を備えて構成されている。該有機化合物層は、発光層を含み、有機EL装置は、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させている。この場合、光取出し面や電極層と有機化合物層の界面において、臨界角以上の光である全反射成分を取出すことができないため、光の取出し効率が低いという問題がある。
As described above, the organic EL device has excellent characteristics, but generally, the refractive index of each layer constituting the display device including the light emitting layer is higher than that of air. For example, in an organic EL device, the refractive index of an organic thin film layer such as a light emitting layer is 1.6 to 2.1. For this reason, the emitted light is easily totally reflected at the interface, and the light extraction efficiency is less than 20%, and most of the light is lost.
For example, an organic EL display unit in a generally known organic EL device includes an organic compound layer disposed between a pair of electrode layers on a substrate. The organic compound layer includes a light emitting layer, and the organic EL device emits light emitted from the light emitting layer from the light extraction surface side. In this case, there is a problem that the light extraction efficiency is low because the total reflection component that is light having a critical angle or more cannot be extracted at the light extraction surface or the interface between the electrode layer and the organic compound layer.

このようなことから、光取出し効率を向上させるため、発光層から発光される光の光路を制御し、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させるプリズム等の光取り出し部材を、光路上に配する有機EL装置が種々提案されている。
例えば特許文献1には、透明基板の上面に、四角錐状の微小プリズムを各画素に対応させてドットマトリックス状に配列した電界発光素子が提案されている。この提案によれば、有機発光層で発光した発散光を透明基板の法線とほぼ平行な方向に向けて屈折させることができ、観察者側に向けて出射される。
また、特許文献2には、面状発光素子としての有機EL素子と、光学素子としてのプリズムシートを備えた照明装置が提案されている。この提案では、プリズムシートは、多数のプリズム状の凸部からなる出射部を有し、該凸部としては、三角形の頂部を切り取ったような台形断面を有するプリズムが用いられている。
Therefore, in order to improve the light extraction efficiency, a light extraction member such as a prism that controls the optical path of the light emitted from the light emitting layer and emits the light emitted from the light emitting layer from the light extraction surface side is provided. Various organic EL devices arranged on the optical path have been proposed.
For example, Patent Document 1 proposes an electroluminescent device in which square pyramid-shaped microprisms are arranged in a dot matrix corresponding to each pixel on the upper surface of a transparent substrate. According to this proposal, the divergent light emitted from the organic light emitting layer can be refracted in a direction substantially parallel to the normal line of the transparent substrate, and is emitted toward the observer side.
Further, Patent Document 2 proposes an illuminating device including an organic EL element as a planar light emitting element and a prism sheet as an optical element. In this proposal, the prism sheet has a light emitting portion made up of a large number of prism-like convex portions, and a prism having a trapezoidal cross section obtained by cutting out the top of a triangle is used as the convex portion.

そこで、前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、後述するように、有機EL装置は、その素子設計により配光分布(光の角度分布)が大きく変化すること、その配光分布によって光取り出しに適した光取り出し部材であるプリズムの構造が変わることを知見した。
しかしながら、従来技術においては、このことが全く考慮されておらず、そのため、光取り出し効率の最適化が図れていなかった。即ち、有機EL表示部の構造に応じて、該有機EL表示部と組み合わせる最適なプリズムの構造は異なり、有機EL表示部の構造とプリズムとの組み合わせを適正化する設計が行われていなかった。その結果、十分な正面輝度での光取り出し効率が得られなかったり、また、プリズムと発光層の間に光が導波した場合に、画像ボケが生じてしまうという問題があった。
Therefore, as a result of the intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, as will be described later, the organic EL device has a light distribution distribution (angle distribution of light) that varies greatly depending on its element design. It was found that the structure of the prism, which is a light extraction member suitable for light extraction, changes depending on the light distribution.
However, in the prior art, this is not taken into consideration at all, and therefore the light extraction efficiency has not been optimized. That is, the optimal prism structure to be combined with the organic EL display unit differs depending on the structure of the organic EL display unit, and the design for optimizing the combination of the structure of the organic EL display unit and the prism has not been performed. As a result, there is a problem that light extraction efficiency with sufficient front luminance cannot be obtained, and image blur occurs when light is guided between the prism and the light emitting layer.

特開平9−326297号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-326297 特開2007−188065号公報JP 2007-188065 A

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力を図れる有機EL装置、及び該有機EL装置の設計方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this present condition, and makes it a subject to solve the said various problems in the past and to achieve the following objectives. That is, an object of the present invention is to provide an organic EL device that has no image blur, has high extraction efficiency, and can achieve low power consumption, and a method for designing the organic EL device.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機EL表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下であることを特徴とする有機EL装置である。
<2> 有機EL表示部が、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)である1次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.7以下である前記<1>に記載の有機EL装置である。
<3> 有機EL表示部が、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)である2次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.5以下である前記<1>に記載の有機EL装置である。
<4> 有機EL表示部が、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)である3次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.4以下である前記<1>に記載の有機EL装置である。
<5> 有機EL表示部の陽極が、発光層からみた反射率が10%以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下である前記<1>に記載の有機EL装置である。
<6> 発光層と略四角錐プリズムとの距離dと、前記発光層の1辺の最大長さaとの比(d/a)が0.1以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載の有機EL装置である。
<7> 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機EL表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機EL装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下を満たすように設計することを特徴とする有機EL装置の設計方法である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> An organic EL display unit including at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and a substantially quadrangular pyramid prism that controls an optical path of light emitted from the light emitting layer,
A ratio between the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( A / B) is more than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is 1.2 or less.
<2> The organic EL display unit has a primary microcavity structure having an optical length L (λ) of 1λ (where λ represents an emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to <1>, which is 0.7 or less.
<3> The organic EL display unit has a secondary microcavity structure having an optical length L (λ) of 2λ (where λ represents an emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to <1>, which is 0.5 or less.
<4> The organic EL display unit has a third-order microcavity structure in which an optical length L (λ) is 3λ (where λ represents an emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to <1>, which is 0.4 or less.
<5> The anode of the organic EL display part is a transparent electrode having a reflectance of 10% or less as viewed from the light emitting layer,
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to <1>, which is 1.2 or less.
<6> The above <1> to <5>, wherein the ratio (d / a) of the distance d between the light emitting layer and the substantially quadrangular pyramid prism and the maximum length a of one side of the light emitting layer is 0.1 or less. The organic EL device according to any one of the above.
<7> A method for designing an organic EL device having at least an organic EL display unit including at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and a substantially quadrangular pyramid prism for controlling an optical path of light emitted from the light emitting layer. And
A ratio between the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( A / B) is more than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is designed so as to satisfy 1.2 or less.

本発明によると、従来における諸問題を解決でき、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力である有機EL装置、及び該有機EL装置の設計方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to solve conventional problems, provide an organic EL device that has no image blur, has high extraction efficiency, and consumes low power, and a method for designing the organic EL device.

図1は、本発明の有機EL装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL device of the present invention. 図2は、本発明の有機EL装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic EL device of the present invention. 図3は、有機EL素子(wm=2)の配光分布の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a light distribution of an organic EL element (wm = 2). 図4は、有機EL素子(sm=1)の配光分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution of an organic EL element (sm = 1). 図5は、有機EL素子(sm=2)の配光分布の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a light distribution of an organic EL element (sm = 2). 図6は、有機EL素子(sm=3)の配光分布の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light distribution of an organic EL element (sm = 3). 図7は、実施例1の光取り出し効率の評価実験に用いた有機EL装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of the organic EL device used in the light extraction efficiency evaluation experiment of Example 1. 図8は、実施例1の光取り出し効率の評価実験に用いた有機EL装置の上面図である。FIG. 8 is a top view of the organic EL device used in the light extraction efficiency evaluation experiment of Example 1. FIG. 図9は、実施例1の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the light extraction efficiency at the front luminance of Example 1 and the height of the quadrangular pyramid prism. 図10は、実施例1の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the light extraction efficiency at the integrated intensity of Example 1 and the height of the quadrangular pyramid prism. 図11は、実施例2の光取り出し効率の評価実験に用いた有機EL装置の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of the organic EL device used in the light extraction efficiency evaluation experiment of Example 2. 図12は、実施例2の光取り出し効率の評価実験に用いた有機EL装置の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of an organic EL device used in an experiment for evaluating light extraction efficiency in Example 2. 図13は、実施例2の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the light extraction efficiency at the front luminance of Example 2 and the height of the quadrangular pyramid prism. 図14は、実施例2の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the light extraction efficiency at the integrated intensity of Example 2 and the height of the quadrangular pyramid prism. 図15は、RGB3画素における各画素ごとに四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a state in which a quadrangular pyramid prism is arranged for each pixel in the RGB three pixels. 図16は、RGB3画素を一単位として四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which a quadrangular pyramid prism is arranged with RGB3 pixels as a unit. 図17は、1つの画素に多数の小さなプリズムを配置した状態を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a state where a large number of small prisms are arranged in one pixel.

(有機EL装置及び有機EL装置の設計方法)
本発明の有機EL装置は、有機EL表示部と、光取り出し面に設けられる略四角錐プリズムとを少なくとも有し、基板、バリア層、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明の有機EL装置の設計方法は、本発明の前記有機EL装置を設計する方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下を満たすように設計するものである。
以下、本発明の有機EL装置及び有機EL装置の設計方法について詳細に説明する。
(Organic EL device and organic EL device design method)
The organic EL device of the present invention includes at least an organic EL display unit and a substantially quadrangular pyramid prism provided on a light extraction surface, and includes a substrate, a barrier layer, and other members as necessary.
The organic EL device design method of the present invention is a method of designing the organic EL device of the present invention,
A ratio between the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( A / B) is more than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is designed to satisfy 1.2 or less.
Hereinafter, the organic EL device and the design method of the organic EL device of the present invention will be described in detail.

本発明においては、第1に、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えることを特徴とする。   In the present invention, first, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. The ratio (A / B) with respect to the light extraction efficiency B is more than 1.

前記比(A/B)が1を超えるとは、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取出し効率Bよりも高いことを意味し、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたことにより、正面輝度での光取り出し効率が向上し、正面から見たときの明るさが向上する。
ここで、光取り出し効率について積分強度ではなく正面輝度を採用したのは、有機ELディスプレイへの適用を考慮すると、消費電力の定義として一定の正面輝度が得られる電力が定義されるため消費電力の指標という観点から、積分強度よりも正面輝度が重要となるからである。
前記比(A/B)は、1を超えていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.5以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。前記比(A/B)が1以下であると、光取り出し部材としての略四角錐プリズムを設けたことの効果がなく、本発明の目的を達成することができないことがある。
ここで、前記正面輝度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機EL装置の正面輝度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機EL装置の正面輝度で割った値から求めることができる。前記正面輝度は、例えば分光放射輝度計(トプコン社製、SR−3)などにより測定することができる。
When the ratio (A / B) exceeds 1, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface is the same as that when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. This means that the light extraction efficiency B at the front luminance is higher than the light extraction efficiency B. By providing a substantially quadrangular pyramid prism on the light extraction surface, the light extraction efficiency at the front luminance is improved and the brightness when viewed from the front is improved. improves.
Here, the front luminance rather than the integrated intensity is adopted for the light extraction efficiency. Considering application to the organic EL display, the power consumption is defined as the power to obtain a constant front luminance. This is because the front luminance is more important than the integrated intensity from the viewpoint of an index.
The ratio (A / B) is not particularly limited as long as it exceeds 1, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 1.5 or more, and more preferably 2.0 or more. When the ratio (A / B) is 1 or less, there is no effect of providing a substantially quadrangular pyramid prism as a light extraction member, and the object of the present invention may not be achieved.
Here, the light extraction efficiency at the front luminance is the front luminance of the organic EL device in which the substantially quadrangular pyramid prism is mounted on the light extraction surface, and the front luminance of the organic EL device in which the approximately square pyramid prism is not mounted on the light extraction surface. It can be obtained from the divided value. The front luminance can be measured by, for example, a spectral radiance meter (SR-3, manufactured by Topcon).

本発明においては、第2に、正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの1辺の長さbと、略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下である。
ここで、略四角錐プリズムの底辺の1辺の長さbは、通常、略四角錐プリズムの底面における1辺の長さを意味し、四角錐の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば底面の1辺の長さが等しい場合(例えば底面が正方形)にはいずれの1辺であってもよいが、底面の1辺の長さが異なる場合(例えば底面が長方形)には最も長い辺を採用する。
前記略四角錐プリズムの高さhとは、該略四角錐プリズムを設ける光取り出し面(例えばガラス基板表面)からの高さを意味する。
In the present invention, secondly, in the light extraction efficiency at the front luminance, the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is 1. 2 or less.
Here, the length b of one side of the base of the substantially quadrangular pyramid prism usually means the length of one side on the bottom surface of the substantially quadrangular pyramid prism, and may be appropriately selected depending on the shape of the quadrangular pyramid. For example, when the length of one side of the bottom surface is equal (for example, the bottom surface is square), any one side may be used, but when the length of one side of the bottom surface is different (for example, the bottom surface is rectangular) Adopt the longest side.
The height h of the substantially quadrangular pyramid prism means the height from the light extraction surface (for example, the glass substrate surface) on which the substantially quadrangular pyramid prism is provided.

前記正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの1辺の長さbと、略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、1.2以下であり、0.7以下が好ましく、0.5以下がより好ましい。なお、下限値は、0.2以上が好ましい。
前記比(h/b)が、1.2を超えると、正面輝度がプリズムを取り付けない場合よりも低くなることがある。
In the light extraction efficiency at the front luminance, the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is 1.2 or less; 7 or less is preferable and 0.5 or less is more preferable. The lower limit is preferably 0.2 or more.
When the ratio (h / b) exceeds 1.2, the front luminance may be lower than when no prism is attached.

前記積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、有機EL表示部(有機EL素子)の構造に応じて異なり適宜選択することができるが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超え、かつ前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの積分強度での光取り出し効率についての比(h/b)は、2.4以下であることが好ましく、0.4以下がより好ましい。   The light extraction efficiency at the integrated intensity is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the structure of the organic EL display unit (organic EL element). However, a substantially quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface. The ratio (C / D) of the light extraction efficiency C at the integrated intensity to the light extraction efficiency D at the integrated intensity when the substantially quadrangular pyramid prism is not provided on the light extraction surface exceeds 1, and the approximately four The ratio (h / b) of the light extraction efficiency at the integrated intensity between the length b of one side of the pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is preferably 2.4 or less. .4 or less is more preferable.

前記比(C/D)が1を超えるとは、略四角錐プリズムを取り付けたことにより積分強度での光取り出し効率が向上したことを意味する。正面輝度での光取り出し効率が高くても積分強度での光取り出し効率が低ければ斜め方向から見たときの明るさが十分でないことがある。   The ratio (C / D) exceeding 1 means that the light extraction efficiency at the integrated intensity is improved by attaching a substantially square pyramid prism. Even if the light extraction efficiency at the front luminance is high, if the light extraction efficiency at the integrated intensity is low, the brightness when viewed from an oblique direction may not be sufficient.

ここで、前記積分強度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機EL装置の積分強度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機EL装置の積分強度で割った値から求めることができる。前記積分強度は、例えば分光放射輝度計(トプコン社製、SR−3)などにより測定することができる。   Here, the light extraction efficiency at the integrated intensity is the integrated intensity of the organic EL device in which the substantially quadrangular pyramid prism is mounted on the light extraction surface, and the integrated intensity of the organic EL device in which the approximately quadrangular pyramid prism is not mounted on the light extraction surface. It can be obtained from the divided value. The integrated intensity can be measured, for example, with a spectral radiance meter (SR-3, manufactured by Topcon).

前記正面輝度及び積分強度での光取り出し効率についての比(h/b)は、有機EL表示部(有機EL素子)の構造、略四角錐プリズムの高さなどに応じて異なり、本発明においては、有機EL表示部の構造に合った略四角錐プリズムを組み合わせることで、光取り出し効率の最適化を図ることができる。   The ratio (h / b) of the light extraction efficiency at the front luminance and the integrated intensity varies depending on the structure of the organic EL display unit (organic EL element), the height of the substantially quadrangular pyramid prism, and the like. The light extraction efficiency can be optimized by combining a substantially quadrangular pyramid prism that matches the structure of the organic EL display unit.

ここで、前記有機EL表示部の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(1)有機EL表示部における光出射側の電極(陽極)の反射率、(2)マイクロキャビティ構造の光学長、(3)ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などが挙げられる。   Here, there is no restriction | limiting in particular as a structure of the said organic EL display part, According to the objective, it can select suitably, For example, (1) The reflectance of the electrode (anode) of the light emission side in an organic EL display part, (2) Optical length of microcavity structure, (3) Bottom emission type or top emission type.

前記(1)の有機EL表示部の光出射側の電極(陽極)としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が10%以下である透明電極(例えばITO)、又は発光層からみた反射率が10%を超える半透過電極(例えばAg電極)を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極(陽極)として、発光層からみた反射率が10%を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
As the electrode (anode) on the light emission side of the organic EL display unit (1), in the bottom emission type, a transparent electrode (for example, ITO) having a reflectance as viewed from the light emitting layer of 10% or less, or the light emitting layer is used. A transflective electrode (for example, an Ag electrode) having a reflectance exceeding 10% can be used. If a transparent electrode is used as the anode, the microcavity structure cannot be formed because the reflection of light is weak. When a transflective electrode is used as the anode, a microcavity structure can be formed.
In the top emission type, a microcavity structure is formed by using a transflective electrode with a reflectance exceeding 10% as viewed from the light emitting layer as an electrode (anode) on the light emission side.

前記(2)のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機EL表示部を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味する。
The optical length of the microcavity structure (2) can be appropriately adjusted by changing the thickness of the organic compound layer between the anode and the cathode constituting the organic EL display unit. Here, there is no restriction | limiting in particular as said organic compound layer, According to the objective, it can select suitably, For example, a hole transport layer, a hole injection layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. are mentioned. .
Here, the macrocavity structure means a structure in which the light-transmitting side transflective layer interferes with the light-exiting reflective layer.

前記マイクロキャビティ構造の光学長(光学距離)Lは、L=2×Σn(ただし、iは積層数で1〜iまでの整数を表す)及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さdとその層の屈折率nの積の和で表される。
前記光学長Lは、発光波長λに対し、光学長L(λ)=mλ(m=1:1次、m=2:2次、m=3:3次)で示す関係があり、光学長L(λ)は、下記数式で表される。
ただし、前記数式中、L(λ)は光学長〔=2Σnjj+ΣABS(φmiλ/2π)〕、λは、発光波長、iは、金属反射層を示すサフィックス、jは、金属反射層以外の金属層間の層(有機層や誘電体層等)を示すサフィックスを表す。
The optical length (optical distance) L of the microcavity structure is represented by L = 2 × Σn i d i (where i represents an integer from 1 to i in the number of layers) and a phase shift due to reflection, It is represented by the sum of the products of the thickness d of each layer formed between the cathodes and the refractive index n of the layer.
The optical length L is related to the emission wavelength λ by the optical length L (λ) = mλ (m = 1: 1, m = 2: secondary, m = 3: 3rd), and the optical length. L (λ) is represented by the following mathematical formula.
Where L (λ) is the optical length [= 2Σn j d j + ΣABS (φmiλ / 2π)], λ is the emission wavelength, i is a suffix indicating the metal reflective layer, and j is other than the metal reflective layer. The suffix indicating the layer between the metal layers (organic layer, dielectric layer, etc.) is shown.

前記マイクロキャビティ構造が1次であるとは、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が2次であるとは、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から2番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が3次であるとは、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から3番目に短い光学長であることを意味する。
The microcavity structure is primary when the optical length L (λ) is 1λ (where λ represents the light emission wavelength), and the minimum optical that is a condition for strengthening the light that round-trips between the metal reflective layers. Means long.
When the microcavity structure is secondary, the optical length L (λ) is 2λ (where λ represents the emission wavelength), and the minimum optical condition under which the light that round-trips between the metal reflective layers is intensified. It means that the optical length is the second shortest from the longest.
When the microcavity structure is third order, the optical length L (λ) is 3λ (where λ represents the light emission wavelength), and the minimum optical condition under which the light that round-trips between the metal reflecting layers is intensified. It means that the optical length is the third shortest from the longest.

<第1の実施形態>
前記第1の実施形態では、有機EL表示部は、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)である1次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第1の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、0.7以下であることが好ましく、0.4以下がより好ましい。下限値は、0.2以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、0.45以下であることが好ましい。
<First Embodiment>
In the first embodiment, the organic EL display unit has a primary microcavity structure with an optical length L (λ) of 1λ (where λ represents an emission wavelength), and is a bottom emission type and a top emission type. Any type.
In the first embodiment, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. In the light extraction efficiency at the front luminance with a ratio (A / B) to the efficiency B exceeding 1, the length b of one side of the substantially square pyramid prism and the height h of the substantially square pyramid prism The ratio (h / b) is preferably 0.7 or less, and more preferably 0.4 or less. The lower limit is preferably 0.2 or more.
Further, the ratio of the light extraction efficiency C at the integrated intensity when the substantially quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency D at the integral intensity when the approximate square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( C / D) exceeds 1, and the light extraction efficiency at the integrated intensity is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is preferably 0.45 or less.

<第2の実施形態>
前記第2の実施形態では、有機EL表示部は、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)である2次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第2の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、0.5以下であることが好ましい。下限値は、0.2以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、1.2以下であることが好ましく、0.35以下であることがより好ましい。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, the organic EL display unit has a secondary microcavity structure with an optical length L (λ) of 2λ (where λ represents an emission wavelength), and is a bottom emission type and a top emission type. Any type.
In the second embodiment, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. In the light extraction efficiency at the front luminance with a ratio (A / B) to the efficiency B exceeding 1, the length b of one side of the substantially square pyramid prism and the height h of the substantially square pyramid prism The ratio (h / b) is preferably 0.5 or less. The lower limit is preferably 0.2 or more.
Further, the ratio of the light extraction efficiency C at the integrated intensity when the substantially quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency D at the integral intensity when the approximate square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( C / D) exceeds 1, and the light extraction efficiency at the integrated intensity is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is preferably 1.2 or less, and more preferably 0.35 or less.

<第3の実施形態>
前記第3の実施形態では、有機EL表示部は、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)である3次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第3の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、0.4以下であることが好ましい。下限値は、0.2以上であることが好ましい。
なお、この第3の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, the organic EL display unit has a third-order microcavity structure with an optical length L (λ) of 3λ (where λ represents an emission wavelength), and is a bottom emission type and a top emission type. Any type.
In the third embodiment, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. In the light extraction efficiency at the front luminance with a ratio (A / B) to the efficiency B exceeding 1, the length b of one side of the substantially square pyramid prism and the height h of the substantially square pyramid prism The ratio (h / b) is preferably 0.4 or less. The lower limit is preferably 0.2 or more.
In the third embodiment, the light extraction efficiency at the integrated intensity is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.

<第4の実施形態>
前記第4の実施形態では、有機EL表示部の陽極が、発光層からみて反射率が10%以下の透明電極(例えばITO)であり、ボトムエミッション型である。
この第4の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)は、1.2以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましい。下限値は、0.2以上であることが好ましい。
なお、この第4の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
<Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, the anode of the organic EL display unit is a transparent electrode (for example, ITO) having a reflectance of 10% or less when viewed from the light emitting layer, and is a bottom emission type.
In the fourth embodiment, the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. In the light extraction efficiency at the front luminance with a ratio (A / B) to the efficiency B exceeding 1, the length b of one side of the substantially square pyramid prism and the height h of the substantially square pyramid prism The ratio (h / b) is preferably 1.2 or less, and more preferably 0.5 or less. The lower limit is preferably 0.2 or more.
In the fourth embodiment, the light extraction efficiency at the integrated intensity is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.

本発明においては、発光層と略四角錐プリズムとの距離dと、前記発光層の1辺の最大長さaとの比(d/a)は、0.1以下であることが好ましく、0.05以下がより好ましい。前記比(d/a)が、0.1を超えると、画像ボケが生じることがある。
ここで、前記発光層の1辺の最大長さaは、発光層の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば1辺の長さが等しい場合(例えば正方形)にはいずれの1辺であってもよいが、1辺の長さが異なる場合(例えば長方形)には最も長い辺を採用する。
In the present invention, the ratio (d / a) between the distance d between the light emitting layer and the substantially quadrangular pyramid prism and the maximum length a of one side of the light emitting layer is preferably 0.1 or less. .05 or less is more preferable. When the ratio (d / a) exceeds 0.1, image blur may occur.
Here, the maximum length a of one side of the light emitting layer varies depending on the shape of the light emitting layer and can be appropriately selected. For example, when the length of one side is equal (for example, a square), Although it may be a side, when the length of one side is different (for example, a rectangle), the longest side is adopted.

<有機EL表示部>
前記有機EL表示部(有機EL素子)は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機EL表示部は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のいずれかを含む画素として構成される。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、2000年9月号、33〜37ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する3色発光法など、公知の構成を適用することができる。
<Organic EL display>
The organic EL display unit (organic EL element) has at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and has a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, etc. as necessary. These layers may also have other functions. Various materials can be used for forming each layer.
The organic EL display unit is configured as a pixel including any one of red (R), green (G), and blue (B).
As a configuration of such a pixel, for example, as described in “Monthly Display”, September 2000, pages 33 to 37, the light emitting layer is made to emit light corresponding to red, green, or blue, respectively. A known structure such as a three-color light emitting method in which a pixel as a light emitting layer that emits light is formed and any one of these red, green, and blue pixels is arranged can be applied.

−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が4eV以上の材料である。
前記陽極の材料としては、例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物;金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質;ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとITOとの積層物などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からITOが特に好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、10nm〜5μmが好ましく、50nm〜1μmがより好ましく、100nm〜500nmが更に好ましい。
-Anode-
The anode supplies holes to a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and the like, and a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, or a mixture thereof can be used. The material preferably has a work function of 4 eV or more.
Examples of the material of the anode include conductive metal oxides such as tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO); metals such as gold, silver, chromium, and nickel; and these metals and conductive metals Examples thereof include mixtures or laminates with oxides, inorganic conductive substances such as copper iodide and copper sulfide; organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole, and laminates of these with ITO. Among these, a conductive metal oxide is preferable, and ITO is particularly preferable in terms of productivity, high conductivity, transparency, and the like.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said anode, Although it can select suitably according to material, 10 nm-5 micrometers are preferable, 50 nm-1 micrometer are more preferable, 100 nm-500 nm are still more preferable.

前記陽極としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスを用いる場合には、0.2mm以上が好ましく、0.7mm以上がより好ましい。
As the anode, for example, a layer formed on soda-lime glass, non-alkali glass, a transparent resin substrate or the like is used. When glass is used, it is preferable to use non-alkali glass as the material in order to reduce ions eluted from the glass. Moreover, when using soda-lime glass, it is preferable to use what gave barrier coatings, such as a silica.
The thickness of the substrate is not particularly limited as long as it is sufficient to maintain mechanical strength, and can be appropriately selected according to the purpose. However, when glass is used, 0.2 mm or more is preferable. 7 mm or more is more preferable.

前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの(特公昭53−12953号公報、特開昭58−217344号公報)、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの(特開2000−323273号公報、特開2004−25732号公報)、無機層状化合物を有するもの(特開2001−205743号公報)、無機材料を積層したもの(特開2003−206361号公報、特開2006−263989号公報)、有機層と無機層を交互に積層したもの(特開2007−30387号公報、米国特許第6413645号明細書、Affinitoら著 Thin Solid Films 1996年 290-291頁)、有機層と無機層を連続的に積層したもの(米国特許出願公開公報2004−46497号明細書)などが挙げられる。   A barrier film can also be used as the transparent resin substrate. The barrier film is a film in which a gas impermeable barrier layer is provided on a plastic support. As the barrier film, a film in which silicon oxide or aluminum oxide is vapor-deposited (Japanese Patent Publication No. 53-12953, Japanese Patent Laid-Open No. 58-217344), an organic-inorganic hybrid coating layer (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-323273, JP-A-2004-25732), those having an inorganic layered compound (JP-A-2001-205743), laminates of inorganic materials (JP-A-2003-206361, JP-A-2006-263389), organic Layer and inorganic layer laminated alternately (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-30387, US Pat. No. 6,436,645, Affinito et al., Thin Solid Films 1996, pages 290-291), organic layer and inorganic layer continuously A laminate (US Patent Application Publication No. 2004-46497) and the like can be mentioned.

前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法(ゾル−ゲル法など)、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばITOの場合、UV−オゾン処理などが効果的である。   Various methods are used for the production of the anode. For example, in the case of ITO, electron beam method, sputtering method, resistance heating vapor deposition method, chemical reaction method (sol-gel method, etc.), dispersion of indium tin oxide A film is formed by a method such as application of an object. The anode can be subjected to cleaning or other processing to lower the driving voltage of the display device or to increase the light emission efficiency. For example, in the case of ITO, UV-ozone treatment is effective.

−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属(例えばLi、Na、K等)又はそのフッ化物、アルカリ土類金属(例えばMg、Ca等)又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が4eV以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
-Cathode-
The cathode supplies electrons to an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, and the like. Adhesion between the cathode and adjacent layers such as an electron injection layer, an electron transport layer, and a light emitting layer, ionization potential, and stability It is selected in consideration of sex and the like.
As the material of the cathode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, or a mixture thereof can be used. Specific examples thereof include alkali metals (for example, Li, Na, K, etc.) or fluorides thereof, Alkaline earth metals (eg Mg, Ca, etc.) or fluorides thereof, gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloys or mixed metals thereof, lithium-aluminum alloys or mixed metals thereof, magnesium-silver alloys or those thereof And a rare earth metal such as indium and ytterbium. Among these, a material having a work function of 4 eV or less is preferable, and aluminum, a lithium-aluminum alloy or a mixed metal thereof, a magnesium-silver alloy or a mixed metal thereof is particularly preferable.

前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、10nm〜5μmが好ましく、50nm〜1μmがより好ましく、100nm〜1μmが更に好ましい。
前記陰極の作製方法としては、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、また予め調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω/□以下が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said cathode, Although it can select suitably according to material, 10 nm-5 micrometers are preferable, 50 nm-1 micrometer are more preferable, 100 nm-1 micrometer are still more preferable.
As a method for producing the cathode, for example, an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a coating method, or the like is used, and a metal can be vapor-deposited alone or two or more components can be vapor-deposited simultaneously. Furthermore, a plurality of metals can be vapor-deposited simultaneously to form an alloy electrode, or a previously prepared alloy may be vapor-deposited.
The sheet resistance of the anode and cathode is preferably low, and is preferably several hundred Ω / □ or less.

−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
-Light emitting layer-
The material of the light emitting layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Holes can be injected from the anode, the hole injection layer, or the hole transport layer when an electric field is applied, and the cathode Alternatively, a layer having the function of injecting electrons from the electron injection layer, the electron transport layer, the function of moving the injected charge, and the function of emitting light by providing a field for recombination of holes and electrons is formed. What can be used can be used.

前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、8−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体;ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1nm〜5μmが好ましく、5nm〜1μmがより好ましく、10nm〜500nmが更に好ましい。
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)、LB法などが挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
The material of the light emitting layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, benzoxazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetra Phenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives, perylene derivatives, perinone derivatives, oxadiazole derivatives, aldazine derivatives, pyrazine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, Various metal complexes typified by metal complexes and rare earth complexes of cyclopentadiene derivatives, styrylamine derivatives, aromatic dimethylidin compounds, 8-quinolinol derivatives Polythiophene, polyphenylene, polyphenylene vinylene polymer compounds, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said light emitting layer, According to the objective, it can select suitably, 1 nm-5 micrometers are preferable, 5 nm-1 micrometer are more preferable, 10 nm-500 nm are still more preferable.
The method for forming the light emitting layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, resistance heating evaporation, electron beam, sputtering, molecular lamination method, coating method (spin coating method, casting method, dip method) Coating method, etc.) and LB method. Among these, resistance heating vapor deposition and a coating method are particularly preferable.

−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Hole injection layer, hole transport layer-
The material of the hole injection layer and the hole transport layer has any one of a function of injecting holes from the anode, a function of transporting holes, and a function of blocking electrons injected from the cathode. If it is, there will be no restriction | limiting in particular, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the material for the hole injection layer and the hole transport layer include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamines. Derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly Examples thereof include (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline copolymers, thiophene oligomers, and conductive polymer oligomers such as polythiophene. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、LB法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば1nm〜5μmが好ましく、5nm〜1μmがより好ましく、10nm〜500nmが更に好ましい。
The hole injection layer and the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the materials described above, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. Good.
As a method for forming the hole injection layer and the hole transport layer, for example, a vacuum deposition method, an LB method, a method in which the hole injection / transport agent is dissolved or dispersed in a solvent (a spin coating method, a casting method, a dip method). Coating method). In the case of the coating method, it can be dissolved or dispersed together with the resin component.
The resin component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, polyvinyl chloride resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polymethyl methacrylate resin, polybutyl methacrylate resin, polyester resin, polysulfone resin , Polyphenylene oxide resin, polybutadiene, poly (N-vinylcarbazole) resin, hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin, polyamide resin, ethyl cellulose, vinyl acetate resin, ABS resin, polyurethane resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd Resin, epoxy resin, silicone resin, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, 1 nm to 5 μm is preferable, 5 nm to 1 μm is more preferable, and 10 nm to 500 nm is still more preferable. .

−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Electron injection layer, electron transport layer-
As a material for the electron injection layer and the electron transport layer, any material may be used as long as it has any one of the function of injecting electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of blocking holes injected from the anode. There is no restriction | limiting, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the material for the electron injection layer and the electron transport layer include triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimide derivatives, Metal complexes of fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthaleneperylene, phthalocyanine derivatives, 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, benzoxazole and benzothiazole ligands And various metal complexes represented by These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、LB法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層、電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1nm〜5μmが好ましく、5nm〜1μmがより好ましく、10nm〜500nmが更に好ましい。
The electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
Examples of the method for forming the electron injection layer and the electron transport layer include a vacuum deposition method, an LB method, and a method in which the electron injection / transport agent is dissolved or dispersed in a solvent (a spin coating method, a casting method, a dip coating method, etc. ) Etc. are used. In the case of the coating method, it can be dissolved or dispersed together with the resin component, and as the resin component, for example, those exemplified in the case of the hole injection transport layer can be applied.
The thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. The thickness is preferably 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 500 nm.

<略四角錐プリズム>
前記略四角錐プリズムは、光取り出し面に設けられ発光層から発光される光の光路を制御する機能を有する。
前記略四角錐プリズムとしては、底面が略正方形のものから略長方形のものまでも含まれる。また、前記略四角錐プリズムには、三角形の頂部が曲線状であるもの、三角形の頂部を切り取った台形断面を有するものも含まれる。なお、プリズム形状としては、本発明の効果を奏することができれば特に制限はなく、四角錐以外にも、三角柱、円錐、六角錐八角錐などであっても構わない。
前記略四角錐プリズムは、1画素に1個配置することには限られず、複数個配置しても構わない。また、1画素に小さなプリズムを多数配置しても構わない。
前記光取り出し面としては、ボトムエミッション型では、例えばガラス基板などが挙げられる。トップエミッション型では、例えばバリア層などが挙げられる。
<Substantially square pyramid prism>
The substantially quadrangular pyramid prism has a function of controlling an optical path of light emitted from the light emitting layer provided on the light extraction surface.
Examples of the substantially quadrangular pyramid prism include those having a substantially square bottom to a substantially rectangular bottom. In addition, the substantially quadrangular pyramid prism includes those having a triangular apex having a curved shape and those having a trapezoidal cross section obtained by cutting the apex of the triangle. The prism shape is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be achieved, and may be a triangular prism, a cone, a hexagonal pyramid, an octagonal pyramid, or the like other than a quadrangular pyramid.
The substantially quadrangular pyramid prisms are not limited to being arranged one for each pixel, and a plurality of them may be arranged. Further, a large number of small prisms may be arranged in one pixel.
Examples of the light extraction surface include a glass substrate in the bottom emission type. In the top emission type, for example, a barrier layer and the like can be mentioned.

前記略四角錐プリズムとしては、その配列、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記プリズムの配列としては、例えば正方格子状、ハニカム状、ドットマトリックス状などが挙げられる。
前記プリズムの材質としては、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
前記略四角錐プリズムの底面の1辺の長さbとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5μm以上であることが好ましく、10μm〜200μmがより好ましい。前記底面の1辺の長さbが、5μm未満であると、回折の影響がでてきて光取り出し効率が下がることがある。
The substantially quadrangular pyramid prism is not particularly limited in its arrangement, size, material, and the like, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the prism arrangement include a square lattice, a honeycomb, and a dot. Examples include matrix.
Examples of the material of the prism include transparent resin, glass, transparent crystal, and transparent ceramic.
The length b of one side of the bottom surface of the substantially quadrangular pyramid prism is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. The length is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm to 200 μm. If the length b of one side of the bottom surface is less than 5 μm, the influence of diffraction may occur and the light extraction efficiency may be lowered.

前記略四角錐プリズムの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば切削加工、インクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば離型剤及びUV硬化樹脂を含む組成物を、略四角錐プリズムを形成可能に成形した透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機EL素子上に圧着し、UV光を照射した後、離型することによって有機EL素子上に略四角錐プリズムを形成することができる。
There is no restriction | limiting in particular as a preparation method of the said substantially square pyramid prism, According to the objective, it can select suitably, For example, cutting, the inkjet method, the imprint method, the photolithographic method etc. are mentioned.
In the imprint method, for example, a composition containing a release agent and a UV curable resin is applied onto a transparent mold formed so as to form a substantially quadrangular pyramid prism, and then the transparent mold is pressed onto the organic EL element. Then, after irradiating with UV light, a substantially quadrangular pyramid prism can be formed on the organic EL element by releasing the mold.

−バリア層−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SiN、SiON、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜1,000nmが好ましく、7nm〜750nmがより好ましく、10nm〜500nmが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、5nm未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、1,000nmを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CVD法、真空蒸着法、などが挙げられる。
-Barrier layer-
The barrier layer is not particularly limited as long as it has a function of preventing permeation of oxygen, moisture, nitrogen oxides, sulfur oxides, ozone and the like in the atmosphere, and can be appropriately selected according to the purpose.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said barrier layer, According to the objective, it can select suitably, For example, SiN, SiON, etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said barrier layer, Although it can select suitably according to the objective, 5 nm-1,000 nm are preferable, 7 nm-750 nm are more preferable, 10 nm-500 nm are especially preferable. If the thickness of the barrier layer is less than 5 nm, the barrier function for preventing the permeation of oxygen and moisture in the air may be insufficient. If the thickness exceeds 1,000 nm, the light transmittance decreases and the transparency is reduced. May be damaged.
As for the optical properties of the barrier layer, the light transmittance is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and still more preferably 90% or more.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said barrier layer, According to the objective, it can select suitably, For example, CVD method, a vacuum evaporation method, etc. are mentioned.

−基板−
前記基板としては、その材料、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記基板の形状としては、板状であることが好ましい。前記基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
-Board-
There is no restriction | limiting in particular about the material, a shape, a structure, a magnitude | size, etc. as said board | substrate, According to the objective, it can select suitably, As a shape of the said board | substrate, it is preferable that it is plate shape. The structure of the substrate may be a single layer structure, a laminated structure, may be formed of a single member, or may be formed of two or more members. . The substrate may be colorless and transparent or colored and transparent, but is preferably colorless and transparent in that it does not scatter or attenuate light emitted from the light emitting layer.

前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア(YSZ)、ガラス等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   The material for the substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include inorganic materials such as yttria-stabilized zirconia (YSZ) and glass; polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, polyethylene naphthalate, and the like. Examples thereof include organic materials such as polyester, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, and poly (chlorotrifluoroethylene). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの(例えば、バリアフィルム基板)を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。   When glass is used as the substrate, it is preferable to use non-alkali glass as the material in order to reduce ions eluted from the glass. Moreover, when using soda-lime glass, it is preferable to use what gave barrier coatings, such as a silica (for example, barrier film board | substrate). In the case of an organic material, it is preferable that it is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability.

前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。   When the thermoplastic substrate is used, a hard coat layer, an undercoat layer, or the like may be further provided as necessary.

ここで、図1は、本発明の有機EL装置の一例であるボトムエミッション型の有機EL装置を示す概略断面図である。図2は、本発明の有機EL装置の一例であるトップエミッション型の有機EL装置を示す概略断面図である。   Here, FIG. 1 is a schematic sectional view showing a bottom emission type organic EL device which is an example of the organic EL device of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a top emission type organic EL device which is an example of the organic EL device of the present invention.

図1のボトムエミッション型の有機EL装置100は、ガラス基板1上に、有機EL表示部101(陽極2、ホール注入層3、ホール輸送層4、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7、陰極8)を有し、光取り出し面としてのガラス基板1上に四角錐プリズム9が形成されている。
図2のトップエミッション型の有機EL装置200は、ガラス基板1上に、有機EL表示部201(陰極8、ホール注入層3、ホール輸送層4、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7、陽極2)を有し、陽極2上にガスバリア層10が形成され、光取り出し面としてのガスバリア層10上に四角錐プリズム9が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取り出し面から有機EL装置の外部に出射される方向を示す。図1に示すボトムエミッション型の有機EL装置100の場合、矢印で示した通り、発光層5からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図2に示すトップエミッション型の有機EL装置200の場合、矢印で示した通り、発光層5からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
A bottom emission type organic EL device 100 shown in FIG. 1 includes an organic EL display unit 101 (anode 2, hole injection layer 3, hole transport layer 4, light emitting layer 5, electron transport layer 6, electron injection layer on a glass substrate 1. 7 and a cathode 8), and a quadrangular pyramid prism 9 is formed on a glass substrate 1 as a light extraction surface.
A top emission type organic EL device 200 shown in FIG. 2 has an organic EL display unit 201 (cathode 8, hole injection layer 3, hole transport layer 4, light emitting layer 5, electron transport layer 6, electron injection layer on a glass substrate 1. 7, an anode 2), a gas barrier layer 10 is formed on the anode 2, and a quadrangular pyramid prism 9 is formed on the gas barrier layer 10 as a light extraction surface.
The “light emission direction” indicates a direction in which light from the light emitting layer is emitted from the light extraction surface to the outside of the organic EL device. In the case of the bottom emission type organic EL device 100 shown in FIG. 1, as indicated by an arrow, a downward direction is shown in parallel with the drawing as viewed from the light emitting layer 5. In the case of the top emission type organic EL device 200 shown in FIG. 2, as indicated by an arrow, the direction from the light emitting layer 5 toward the upper side in parallel with the drawing is shown.

本発明の有機EL装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機EL装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、2000年9月号、33〜37ページに記載されているように、色の3原色(青色(B)、緑色(G)、赤色(R))に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する3色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して3原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色(R)及び緑色(G)に変換する色変換法、などが知られている。   The organic EL device of the present invention may be configured as a device capable of displaying in full color. As a method for making the organic EL device of the present invention of a full color type, for example, as described in “Monthly Display”, September 2000, pages 33 to 37, three primary colors (blue (B) , Green (G), red (R), each of which emits light corresponding to a three-color light emission method in which a layer structure for emitting light is arranged on a substrate, and white light emitted by a layer structure for white light emission is divided into three primary colors through a color filter. And a color conversion method in which blue light emission by a layer structure for blue light emission is converted into red (R) and green (G) through a fluorescent dye layer are known.

また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。   In addition, by using a combination of a plurality of layer structures of different emission colors obtained by the above method, a planar light source having a desired emission color can be obtained. For example, a white light-emitting light source that combines blue and yellow light-emitting elements, a white light-emitting light source that combines blue, green, and red light-emitting elements.

本発明の有機EL装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。   The organic EL device of the present invention includes, for example, a computer, a vehicle-mounted display, a field display, a household device, a business device, a home appliance, a traffic display, a clock display, a calendar display, and a luminescent screen. It can be suitably used in various fields including acoustic equipment.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
ボトムエミッション型の下記4種類の有機EL素子(1)〜(4)を、以下のようにして、それぞれ作製した。
Example 1
The following four types of organic EL elements (1) to (4) of the bottom emission type were produced as follows.

<有機EL素子(1)(wm=2)の作製;陽極が透明電極(ITO)である場合>
ガラス基板として、厚みが0.2mm、屈折率が1.8のS−TIH6(オハラ社製)を用いた。
次に、ガラス基板上に、陽極としてITOを、厚みが100nmとなるように、真空蒸着により形成した。作製したITO膜の発光層からみた反射率は2%、透過率は97%であった。
次に、ITO膜上に、ホール注入層として2−TNATA〔4,4’,4”−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン〕とMnOを7:3の割合で、厚みが20nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第1のホール輸送層として2−TNATAにF4−TCNQ(2,3,5,6−tetrafluoro−7,7,8,8tetracyanoquinodimethane)を1.0%ドープして141nmの厚さとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第1のホール輸送層上に、第2のホール輸送層としてα−NPD〔N,N’−(ジナフチルフェニルアミノ)ピレン〕を、厚みが10nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第2のホール輸送層上に、第3のホール輸送層として下記構造式で表されるホール輸送材料Aを、厚みが3nmとなるように、真空蒸着により形成した。
<Preparation of organic EL element (1) (wm = 2); when the anode is a transparent electrode (ITO)>
As a glass substrate, S-TIH6 (made by OHARA) having a thickness of 0.2 mm and a refractive index of 1.8 was used.
Next, ITO as an anode was formed on the glass substrate by vacuum deposition so that the thickness was 100 nm. The reflectance of the produced ITO film as seen from the light emitting layer was 2%, and the transmittance was 97%.
Next, on the ITO film, 2-TNATA [4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine] and MnO 3 are used as a hole injection layer in a ratio of 7: 3 and a thickness of 20 nm. It formed by vacuum vapor deposition so that it might become.
Next, the hole injection layer is doped with 1.0% F4-TCNQ (2, 3, 5, 6-tetrafluoro-7, 7, 8, 8 tetracyanoquinodimethane) as 2-TNATA as the first hole transport layer. It was formed by vacuum deposition so as to have a thickness of 141 nm.
Next, α-NPD [N, N ′-(dinaphthylphenylamino) pyrene] is formed as a second hole transport layer on the first hole transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 10 nm. did.
Next, a hole transport material A represented by the following structural formula as a third hole transport layer was formed on the second hole transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 3 nm.

次に、第3のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてCBP(4,4’−ジカルバゾール−ビフェニル)と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Aを、85:15の割合で、厚みが20nmとなるように、真空共蒸着により形成した。
Next, on the third hole transport layer, the light-emitting layer is formed using CBP (4,4′-dicarbazole-biphenyl) as a host material, and the light-emitting material A represented by the following structural formula as a light-emitting material, 85: It was formed by vacuum co-evaporation so that the thickness was 20 nm at a ratio of 15.

次に、発光層上に、第1の電子輸送層としてBAlq(Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate)を、厚みが39nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第1の電子輸送層上に、第2の電子輸送層としてBCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin)を、厚みが1nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第2の電子輸送層上に、電子注入層としてLiFを、厚みが1nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陰極としてアルミニウム(Al)を、厚みが100nmとなるように、真空蒸着により形成した。
以上により、有機EL素子(1)を作製した。
Next, BAlq (Aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate) is formed as a first electron transporting layer on the light emitting layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 39 nm. did.
Next, on the first electron transport layer, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin) as a second electron transport layer is vacuumed so that the thickness becomes 1 nm. It was formed by vapor deposition.
Next, LiF as an electron injection layer was formed on the second electron transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 1 nm.
Next, aluminum (Al) as a cathode was formed on the electron injection layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 100 nm.
Thus, an organic EL element (1) was produced.

<有機EL素子(2)(sm=1)の作製;光学長が1次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(1)の作製において、陽極として厚み100nmのITO膜の変わりに厚み20nmのAg膜を形成し、第1のホール輸送層の厚みを141nmから11nmに変えた以外は、有機EL素子(1)の作製と同様にして、有機EL素子(2)を作製した。作製したAg膜の発光層からみた反射率は47%、透過率は45%であった。
得られた有機EL素子(2)は、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)である1次のマイクロキャビティ構造を有していた。
<Preparation of organic EL element (2) (sm = 1); optical length is primary microcavity structure>
The organic EL element (1) was manufactured except that an anode 20 nm thick Ag film was formed instead of the 100 nm thick ITO film as the anode, and the thickness of the first hole transport layer was changed from 141 nm to 11 nm. The organic EL element (2) was produced in the same manner as in the production of (1). The reflectance of the manufactured Ag film as viewed from the light emitting layer was 47%, and the transmittance was 45%.
The obtained organic EL element (2) had a primary microcavity structure having an optical length L (λ) of 1λ (where λ represents a light emission wavelength).

<有機EL素子(3)(sm=2)の作製;光学長が2次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(1)の作製において、陽極として厚み100nmのITO膜の変わりに厚み20nmのAg膜を形成した以外は、有機EL素子(1)の作製と同様にして、有機EL素子(3)を作製した。作製したAg膜の発光層からみた反射率は47%、透過率は45%であった。
得られた有機EL素子(3)は、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)である2次のマイクロキャビティ構造を有していた。
<Preparation of Organic EL Element (3) (sm = 2); When Optical Length is Secondary Microcavity Structure>
In the production of the organic EL element (1), the organic EL element (3) was produced in the same manner as the production of the organic EL element (1) except that an Ag film having a thickness of 20 nm was formed as an anode instead of the ITO film having a thickness of 100 nm. Was made. The reflectance of the manufactured Ag film as viewed from the light emitting layer was 47%, and the transmittance was 45%.
The obtained organic EL device (3) had a secondary microcavity structure with an optical length L (λ) of 2λ (where λ represents a light emission wavelength).

<有機EL素子(4)(sm=3)の作製;光学長が3次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(1)の作製において、陽極として厚み100nmのITO膜の変わりに厚み20nmのAg膜を形成し、第1のホール輸送層の厚みを141nmから271nmに変えた以外は、有機EL素子(1)の作製と同様にして、有機EL素子(4)を作製した。作製したAg膜の発光層からみた反射率は47%、透過率は45%であった。
得られた有機EL素子(4)は、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)である3次のマイクロキャビティ構造を有していた。
<Preparation of organic EL element (4) (sm = 3); when optical length is a tertiary microcavity structure>
The organic EL element (1) was prepared by changing the thickness of the first hole transport layer from 141 nm to 271 nm in place of the 100 nm thick ITO film instead of the 100 nm thick ITO film. The organic EL element (4) was produced in the same manner as in the production of (1). The reflectance of the manufactured Ag film as viewed from the light emitting layer was 47%, and the transmittance was 45%.
The obtained organic EL element (4) had a tertiary microcavity structure with an optical length L (λ) of 3λ (where λ represents a light emission wavelength).

作製した各有機EL素子は、緑(約530nm)の発光に最適化したものであり、各有機EL素子の発光部分(発光層)は1辺の最大長さaが2mmであった。   Each of the produced organic EL elements was optimized for light emission of green (about 530 nm), and the maximum length a of one side of the light emitting portion (light emitting layer) of each organic EL element was 2 mm.

次に、作製した各有機EL素子について、その光取り出し面としてのガラス基板上に、十分に径の大きい(半径10mm)、屈折率1.8のシリンダーレンズをマッチングオイル(屈折率=1.8)で装着した。各有機EL素子について、以下のようにして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での光の角度分布を知ることができる。
有機EL素子(1)(wm=2)の配光分布の結果を図3、有機EL素子(2)(sm=1)の配光分布の結果を図4、有機EL素子(3)(sm=2)の配光分布の結果を図5、及び有機EL素子(4)(sm=3)の配光分布の結果を図6にそれぞれ示す。
<配光分布の測定方法>
シリコンディテクターをゴニオメータに装着し、各有機EL素子を発光させて、ゴニオメータの角度と、ディテクターからの光強度に対応する電圧信号との関係を測定し、配光分布を求めた。
Next, for each of the produced organic EL devices, a cylinder lens having a sufficiently large diameter (radius 10 mm) and a refractive index of 1.8 is used as a matching oil (refractive index = 1.8) on a glass substrate as a light extraction surface. ). About each organic EL element, light distribution was measured as follows. This evaluation makes it possible to know the angular distribution of light in the glass.
The result of the light distribution of the organic EL element (1) (wm = 2) is shown in FIG. 3, the result of the light distribution of the organic EL element (2) (sm = 1) is shown in FIG. 4, and the result of the organic EL element (3) (sm = 2) shows the result of the light distribution, and FIG. 6 shows the result of the light distribution of the organic EL element (4) (sm = 3).
<Measurement method of light distribution>
A silicon detector was attached to the goniometer, each organic EL element was caused to emit light, and the relationship between the angle of the goniometer and the voltage signal corresponding to the light intensity from the detector was measured to obtain the light distribution.

図3〜図6の結果から、各有機EL素子におけるガラス内での配光分布(光の角度分布)が、有機EL素子の構造によって大きく変化することが分かった。即ち、図3の有機EL素子(1)(wm=2)と図5の有機EL素子(3)(sm=2)は、陽極が透明電極(ITO)であるか、半透過電極(Ag電極)であるかの点でのみ相違するが、図3と図5に示すように、ガラス内での配光分布が大きく異なることが分かった。
また、図4の有機EL素子(2)(sm=1)、図5の有機EL素子(3)(sm=2)、及び図6の有機EL素子(4)(sm=3)は、ホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図4、図5、及び図6の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が1次、2次、及び3次と異なることにより、配光分布(光の角度分布)も異なることが分かった。
From the results of FIGS. 3 to 6, it was found that the light distribution in the glass in each organic EL element (angle distribution of light) varies greatly depending on the structure of the organic EL element. That is, in the organic EL element (1) (wm = 2) of FIG. 3 and the organic EL element (3) (sm = 2) of FIG. 5, the anode is a transparent electrode (ITO) or a semi-transmissive electrode (Ag electrode). However, as shown in FIGS. 3 and 5, it was found that the light distribution in the glass is greatly different.
Also, the organic EL element (2) (sm = 1) in FIG. 4, the organic EL element (3) (sm = 2) in FIG. 5, and the organic EL element (4) (sm = 3) in FIG. The thickness of the transport layer is different, and the optical length of the microcavity structure is different. 4, 5, and 6, it was found that the light distribution (the angular distribution of light) is different when the optical length of the microcavity structure is different from the first order, the second order, and the third order.

ここで、各有機EL素子の光取り出し面に、光取り出し部材としての四角錐プリズムが装着されていない場合は、ガラスと空気の界面の全反射角度は±33°であり、この角度より大きい角度に光は空気中に放射されない。   Here, when the light extraction surface of each organic EL element is not equipped with a quadrangular pyramid prism as a light extraction member, the total reflection angle at the interface between glass and air is ± 33 °, which is an angle larger than this angle. No light is emitted into the air.

次に、各有機EL素子において、光取り出し部材としての四角錐プリズムを装着した場合について検討する。
実際の有機EL素子の配光分布を考慮した場合の四角錐プリズムに対する光取り出し効率の定量的な振る舞いは予測が困難であり、以下のようにして、光取り出し効率の評価実験を行った。
Next, in each organic EL element, a case where a quadrangular pyramid prism as a light extraction member is mounted will be considered.
It is difficult to predict the quantitative behavior of the light extraction efficiency with respect to the quadrangular pyramid prism in consideration of the light distribution of the actual organic EL element, and the evaluation experiment of the light extraction efficiency was performed as follows.

<光取り出し効率の評価実験>
図7及び図8に示すように、有機EL素子の光取り出し面となるガラス基板23上に、切削加工により作製した屈折率が1.8の四角錐プリズム22を5面研磨により作製し、高屈折率ナノ粒子(TiO)を分散させた接着剤で接着することにより装着し、各有機EL装置を作製した。そして、四角錐プリズム22の1辺の長さbを2mmとし、四角錐プリズムの高さhを0mm〜3mmに変化させた。
各有機EL装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離dと、発光層の1辺の最大長さaとの比(d/a)は0.1であった。
<Evaluation experiment of light extraction efficiency>
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, a quadrangular pyramid prism 22 having a refractive index of 1.8 produced by cutting is produced on a glass substrate 23 serving as a light extraction surface of the organic EL element by five-face polishing. Each organic EL device was fabricated by attaching with an adhesive in which refractive index nanoparticles (TiO 2 ) were dispersed. Then, the length b of one side of the quadrangular pyramid prism 22 was set to 2 mm, and the height h of the quadrangular pyramid prism was changed from 0 mm to 3 mm.
In each organic EL device, the ratio (d / a) between the distance d between the light emitting layer and the quadrangular pyramid prism and the maximum length a of one side of the light emitting layer was 0.1.

作製した各有機EL装置について、以下のようにして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方について測定した。結果を図9(正面輝度)及び図10(積分強度)に示す。
<光取り出し効率>
四角錐プリズムを装着した有機EL素子の正面輝度を、四角錐プリズムを装着しない有機EL素子の正面輝度で割った値を正面輝度での光取り出し効率と定義した。
四角錐プリズムを装着した有機EL素子の積分強度を、四角錐プリズムを装着しない有機EL素子の積分強度で割った値を積分強度での光取り出し効率と定義した。
なお、積分強度及び正面輝度は、分光放射輝度計(トプコン社製、SR−3)で測定した。
About each produced organic EL apparatus, the light extraction efficiency was measured as follows. The light extraction efficiency was measured for both integrated intensity and front luminance. The results are shown in FIG. 9 (front luminance) and FIG. 10 (integrated intensity).
<Light extraction efficiency>
A value obtained by dividing the front luminance of the organic EL element equipped with the quadrangular pyramid prism by the front luminance of the organic EL element not equipped with the quadrangular pyramid prism was defined as the light extraction efficiency at the front luminance.
A value obtained by dividing the integral intensity of the organic EL element equipped with the quadrangular pyramid prism by the integral intensity of the organic EL element not equipped with the quadrangular pyramid prism was defined as the light extraction efficiency at the integral intensity.
The integrated intensity and front luminance were measured with a spectral radiance meter (SR-3, manufactured by Topcon Corporation).

図9及び図10の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さh、及び比(h/b)により変動し、有機EL素子の構成により異なることが分かった。以下、有機EL素子ごとに説明する。   From the results of FIGS. 9 and 10, it was found that the front luminance and the integrated intensity of the light extraction efficiency vary depending on the height h and ratio (h / b) of the quadrangular pyramid prism, and differ depending on the configuration of the organic EL element. . Hereinafter, each organic EL element will be described.

<有機EL素子(1)(wm=2):有機EL素子の陽極が透明電極(ITO)である場合>
有機EL素子(1)は、図9に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは急激に上昇し、その後、急激に減少し、有機EL素子(2)〜(4)よりも減少率が大きいことが分かった。
したがって有機EL素子(1)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比(h/b)が1.2以下であることが分かった。
また、有機EL素子(1)は、図10に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さh及び比(h/b)の影響を受けないことが分かった。
<Organic EL element (1) (wm = 2): When the anode of an organic EL element is a transparent electrode (ITO)>
As shown in FIG. 9, in the organic EL element (1), the front luminance of the light extraction efficiency increases rapidly until the height h of the quadrangular pyramid prism reaches 0.5 mm, and then decreases rapidly, It was found that the reduction rate was larger than that of the EL elements (2) to (4).
Therefore, in the organic EL element (1), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) with B exceeded 1 was that the ratio (h / b) for light extraction efficiency at the front luminance was 1.2 or less.
Further, as shown in FIG. 10, it was found that the organic EL element (1) is not affected by the height h and the ratio (h / b) of the quadrangular pyramid prism with respect to the integrated intensity of the light extraction efficiency.

<有機EL素子(2)(sm=1):光学長が1次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(2)は、図9に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(2)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比(h/b)が0.7以下であることが分かった。
また、有機EL素子(2)は、図10に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さhが0.3mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(2)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比(h/b)が0.45以下であることが分かった。
<Organic EL element (2) (sm = 1): When optical length is a primary microcavity structure>
As shown in FIG. 9, in the organic EL element (2), the front luminance of the light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm and then decreased.
Therefore, in the organic EL element (2), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) for light extraction efficiency at the front luminance was 0.7 or less.
Further, as shown in FIG. 10, the organic EL element (2) was found that the integrated intensity of the light extraction efficiency increased until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.3 mm and then decreased. .
Therefore, in the organic EL element (2), the light extraction efficiency C at the integrated intensity when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the integral intensity when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (C / D) with D exceeded 1 when the ratio (h / b) of the integrated intensity of light extraction efficiency was 0.45 or less.

<有機EL素子(3)(sm=2):光学長が2次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(3)は、図9に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(3)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比(h/b)が0.5以下であることが分かった。
また、有機EL素子(3)は、図10に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さhが0.3mmまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機EL素子(3)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比(h/b)が1.2以下であることが分かった。
<Organic EL element (3) (sm = 2): When optical length is a secondary microcavity structure>
As shown in FIG. 9, in the organic EL element (3), the front luminance of light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm and then decreased.
Accordingly, in the organic EL element (3), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) of the front luminance of light extraction efficiency was 0.5 or less.
Further, as shown in FIG. 10, in the organic EL element (3), the integrated intensity of the light extraction efficiency decreases after the height h of the quadrangular pyramid prism increases to 0.3 mm, and decreases after increasing again. I understood that.
Therefore, in the organic EL element (3), the light extraction efficiency C with the integrated intensity when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency with the integrated intensity when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (C / D) with D exceeded 1 when the ratio (h / b) of the integrated intensity of light extraction efficiency was 1.2 or less.

<有機EL素子(4)(sm=3):光学長が3次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(4)は、図9に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機EL素子(4)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比(h/b)が0.4以下であることが分かった。
また、有機EL素子(4)は、図10に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さh及び比(h/b)の影響を受けないことが分かった。
<Organic EL element (4) (sm = 3): When optical length is a tertiary microcavity structure>
As shown in FIG. 9, in the organic EL element (4), the front luminance of the light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm and then decreased.
Accordingly, in the organic EL element (4), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) of the front luminance of light extraction efficiency was 0.4 or less.
Further, as shown in FIG. 10, the organic EL element (4) was found not to be affected by the height h and the ratio (h / b) of the quadrangular pyramid prism with respect to the integrated intensity of the light extraction efficiency.

(実施例2)
トップエミッション型の3種類の有機EL素子(5)〜(7)を、以下のようにして、それぞれ作製した。
(Example 2)
Three types of top emission type organic EL elements (5) to (7) were respectively produced as follows.

<有機EL素子(5)(sm=1)の作製;光学長が1次のマイクロキャビティ構造である場合>
ガラス基板として、厚みが0.7mm、屈折率が1.5のイーグル2000(コーニング社製)を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム(Al)を、厚みが100nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Al膜上に、ホール注入層として2−TNATA〔4,4’,4”−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン〕とMnOを7:3の割合で、厚みが20nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第1のホール輸送層として2−TNATAにF4−TCNQ(2,3,5,6−tetrafluoro−7,7,8,8tetracyanoquinodimethane)を1.0%ドープして11nmの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第1のホール輸送層上に、第2のホール輸送層としてα−NPD〔N,N’−(ジナフチルフェニルアミノ)ピレン〕を、厚みが10nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第2のホール輸送層上に、第3のホール輸送層材料として下記構造式で表されるホール輸送材料Aを、厚みが3nmとなるように、真空蒸着により形成した。
<Preparation of organic EL element (5) (sm = 1); When optical length is primary microcavity structure>
As a glass substrate, Eagle 2000 (manufactured by Corning) having a thickness of 0.7 mm and a refractive index of 1.5 was used.
Next, aluminum (Al) as a cathode was formed on the glass substrate by vacuum deposition so as to have a thickness of 100 nm.
Next, on the Al film, as a hole injection layer, 2-TNATA [4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine] and MnO 3 are in a ratio of 7: 3 and the thickness is 20 nm. It formed by vacuum vapor deposition so that it might become.
Next, the hole injection layer is doped with 1.0% F4-TCNQ (2, 3, 5, 6-tetrafluoro-7, 7, 8, 8 tetracyanoquinodimethane) as 2-TNATA as the first hole transport layer. It was formed by vacuum deposition so as to have a thickness of 11 nm.
Next, α-NPD [N, N ′-(dinaphthylphenylamino) pyrene] is formed as a second hole transport layer on the first hole transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 10 nm. did.
Next, a hole transport material A represented by the following structural formula as a third hole transport layer material was formed on the second hole transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 3 nm.

次に、第3のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてCBP(4,4’−ジカルバゾール−ビフェニル)と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Aを、85:15の割合で、厚みが20nmとなるように、真空共蒸着により形成した。
Next, on the third hole transport layer, the light-emitting layer is formed using CBP (4,4′-dicarbazole-biphenyl) as a host material, and the light-emitting material A represented by the following structural formula as a light-emitting material, 85: It was formed by vacuum co-evaporation so that the thickness was 20 nm at a ratio of 15.

次に、発光層上に、第1の電子輸送層としてBAlq(Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate)を、厚みが39nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第1の電子輸送層上に、第2の電子輸送層としてBCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin)を、厚みが1nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第2の電子輸送層上に、電子注入層としてLiFを、厚みが1nmとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Agを、厚みが20nmとなるように、真空蒸着により形成した。作製したAg膜の発光層からみた反射率は47%、透過率は45%であった。
以上により、有機EL素子(5)を作製した。
得られた有機EL素子(5)は、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)である1次のマイクロキャビティ構造を有していた。
Next, BAlq (Aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate) is formed as a first electron transporting layer on the light emitting layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 39 nm. did.
Next, on the first electron transport layer, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin) as a second electron transport layer is vacuumed so that the thickness becomes 1 nm. It was formed by vapor deposition.
Next, LiF as an electron injection layer was formed on the second electron transport layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 1 nm.
Next, Ag was formed as an anode on the electron injection layer by vacuum deposition so as to have a thickness of 20 nm. The reflectance of the manufactured Ag film as viewed from the light emitting layer was 47%, and the transmittance was 45%.
Thus, an organic EL element (5) was produced.
The obtained organic EL element (5) had a primary microcavity structure with an optical length L (λ) of 1λ (where λ represents a light emission wavelength).

<有機EL素子(6)(sm=2)の作製;光学長が2次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(5)の作製において、第1のホール輸送層の厚みを11nmから141nmに変えた以外は、有機EL素子(5)の作製と同様にして、有機EL素子(6)を作製した。
得られた有機EL素子(6)は、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)である2次のマイクロキャビティ構造を有していた。
<Preparation of Organic EL Element (6) (sm = 2); When Optical Length is Secondary Microcavity Structure>
In the production of the organic EL element (5), the organic EL element (6) was produced in the same manner as the production of the organic EL element (5) except that the thickness of the first hole transport layer was changed from 11 nm to 141 nm. .
The obtained organic EL element (6) had a secondary microcavity structure with an optical length L (λ) of 2λ (where λ represents an emission wavelength).

<有機EL素子(7)(sm=3)の作製;光学長が3次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(5)の作製において、第1のホール輸送層の厚みを11nmから271nmに変えた以外は、有機EL素子(5)の作製と同様にして、有機EL素子(7)を作製した。
得られた有機EL素子(7)は、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)である3次のマイクロキャビティ構造を有していた。
<Preparation of organic EL element (7) (sm = 3); When optical length is tertiary microcavity structure>
In the production of the organic EL element (5), the organic EL element (7) was produced in the same manner as in the production of the organic EL element (5) except that the thickness of the first hole transport layer was changed from 11 nm to 271 nm. .
The obtained organic EL element (7) had a tertiary microcavity structure with an optical length L (λ) of 3λ (where λ represents a light emission wavelength).

作製した各有機EL素子は、緑(約530nm)の発光に最適化したものであり、各有機EL素子の発光部分(発光層)の1辺は、最大長さaが2mmであった。   Each of the produced organic EL elements was optimized for light emission of green (about 530 nm), and one side of the light emitting portion (light emitting layer) of each organic EL element had a maximum length a of 2 mm.

次に、作製した各有機EL素子について、実施例1と同様にして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での配光分布(光の角度分布)を知ることができる。有機EL素子(5)(sm=1)の配光分布の結果を図4、有機EL素子(6)(sm=2)の配光分布の結果を図5、及び有機EL素子(7)(sm=3)の配光分布の結果を図6にそれぞれ示す。   Next, the light distribution was measured for each of the produced organic EL elements in the same manner as in Example 1. By this evaluation, the light distribution in the glass (angle distribution of light) can be known. FIG. 4 shows the result of the light distribution of the organic EL element (5) (sm = 1), FIG. 5 shows the result of the light distribution of the organic EL element (6) (sm = 2), and the organic EL element (7) ( The result of the light distribution of sm = 3) is shown in FIG.

図4〜図6の結果から、各有機EL素子におけるガラス内での配光分布(光の角度分布)は、有機EL素子の構造によって大きく変化することが分かった。
即ち、図4の有機EL素子(5)、図5の有機EL素子(6)、及び図6の有機EL素子(7)は、第1のホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図4、図5、及び図6の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が1次、2次、及び3次と異なることにより、配光分布(光の角度分布)も異なることが分かった。
From the results of FIGS. 4 to 6, it was found that the light distribution in the glass (angle distribution of light) in each organic EL element varies greatly depending on the structure of the organic EL element.
That is, the organic EL element (5) of FIG. 4, the organic EL element (6) of FIG. 5, and the organic EL element (7) of FIG. The length is different. 4, 5, and 6, it was found that the light distribution (the angular distribution of light) is different when the optical length of the microcavity structure is different from the first order, the second order, and the third order.

次に、各有機EL素子について、以下のようにして、光取り出し効率の評価を行った。
<光取り出し効率の評価実験>
図11及び図12に示すように、有機EL素子の光取り出し面に、切削加工により作製した屈折率が1.8の四角錐プリズム22を、高屈折率の無機微粒子(TiO)を分散した樹脂で貼り付けて、有機EL装置を作製した。そして、四角錐プリズムの1辺の長さbを2mmとし、四角錐プリズムの高さhを0mm〜3mmに変化させた。
各有機EL装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離dと、発光層の1辺の最大長さaとの比(d/a)は0.1であった。
Next, about each organic EL element, light extraction efficiency was evaluated as follows.
<Evaluation experiment of light extraction efficiency>
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, a high-refractive-index inorganic fine particle (TiO 2 ) is dispersed on a light extraction surface of an organic EL element with a quadrangular pyramid prism 22 having a refractive index of 1.8 produced by cutting. The organic EL device was produced by pasting with resin. Then, the length b of one side of the quadrangular pyramid prism was set to 2 mm, and the height h of the quadrangular pyramid prism was changed from 0 mm to 3 mm.
In each organic EL device, the ratio (d / a) between the distance d between the light emitting layer and the quadrangular pyramid prism and the maximum length a of one side of the light emitting layer was 0.1.

作製した各有機EL装置について、実施例1と同様にして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方を測定した。結果を図13(正面輝度)及び図14(積分強度)に示す。   About each produced organic EL apparatus, it carried out similarly to Example 1, and measured the light extraction efficiency. The light extraction efficiency was measured for both integrated intensity and front luminance. The results are shown in FIG. 13 (front luminance) and FIG. 14 (integrated intensity).

図13及び図14の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さh、及び比(h/b)により変動し、有機EL素子の構成により異なることが分かった。以下、有機EL素子ごとに説明する。   From the results of FIGS. 13 and 14, it was found that the front luminance and the integrated intensity of the light extraction efficiency vary depending on the height h and the ratio (h / b) of the quadrangular pyramid prism, and differ depending on the configuration of the organic EL element. . Hereinafter, each organic EL element will be described.

<有機EL素子(5)(sm=1):光学長が1次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(5)は、図13に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(5)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比(h/b)が0.7以下であることが分かった。
また、有機EL素子(5)は、図14に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さhが0.3mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(5)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比(h/b)が0.45以下であることが分かった。
<Organic EL element (5) (sm = 1): When optical length is a primary microcavity structure>
As shown in FIG. 13, in the organic EL element (5), the front luminance of the light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm and then decreased.
Therefore, in the organic EL element (5), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) for light extraction efficiency at the front luminance was 0.7 or less.
Further, as shown in FIG. 14, the organic EL element (5) was found that the integrated intensity of the light extraction efficiency increased until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.3 mm, and then decreased. .
Accordingly, in the organic EL element (5), the light extraction efficiency C with the integrated intensity when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency with the integral intensity when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (C / D) with D exceeded 1 when the ratio (h / b) of the integrated intensity of light extraction efficiency was 0.45 or less.

<有機EL素子(6)(sm=2):光学長が2次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(6)は、図13に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機EL素子(6)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比(h/b)が0.5以下であることが分かった。
また、有機EL素子(6)は、図14に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さhが0.3mmまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機EL素子(6)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Cと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Dとの比(C/D)が1を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比(h/b)が1.2以下であることが分かった。
<Organic EL element (6) (sm = 2): When optical length is a secondary microcavity structure>
As shown in FIG. 13, in the organic EL element (6), the front luminance of the light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm, and then decreased.
Therefore, in the organic EL element (6), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) of the front luminance of light extraction efficiency was 0.5 or less.
In the organic EL element (6), as shown in FIG. 14, the integrated intensity of the light extraction efficiency decreases after the height h of the quadrangular pyramid prism increases to 0.3 mm, and decreases after increasing again. I understood that.
Therefore, in the organic EL element (6), the light extraction efficiency C with the integrated intensity when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency with the integrated intensity when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (C / D) with D exceeded 1 when the ratio (h / b) of the integrated intensity of light extraction efficiency was 1.2 or less.

<有機EL素子(7)(sm=3):光学長が3次のマイクロキャビティ構造である場合>
有機EL素子(7)は、図13に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さhが0.5mmまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機EL素子(7)において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比(h/b)が0.4以下であることが分かった。
また、有機EL素子(7)は、図14に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さh及び比(h/b)の影響を受けないことが分かった。
<Organic EL element (7) (sm = 3): When optical length is a tertiary microcavity structure>
As shown in FIG. 13, in the organic EL element (7), the front luminance of the light extraction efficiency was found to increase until the height h of the quadrangular pyramid prism increased to 0.5 mm and then decreased.
Accordingly, in the organic EL element (7), the light extraction efficiency A at the front luminance when the quadrangular pyramid prism is provided on the light extraction surface, and the light extraction efficiency at the front luminance when the square pyramid prism is not provided on the light extraction surface. It was found that the ratio (A / B) to B exceeded 1 was that the ratio (h / b) of the front luminance of light extraction efficiency was 0.4 or less.
Further, as shown in FIG. 14, the organic EL element (7) was found not to be affected by the height h and the ratio (h / b) of the quadrangular pyramid prism with respect to the integrated intensity of the light extraction efficiency.

以上説明した実施例1及び2の結果から、有機EL素子の構成に応じて、組み合わせる最適な四角錐プリズムの高さhが異なり、有機EL素子の構成と四角錐プリズムとの組み合わせを適正化しないと、十分な光取り出し効率が得られない領域があることが分かった。   From the results of Examples 1 and 2 described above, the optimum height h of the quadrangular pyramid prism to be combined differs depending on the configuration of the organic EL element, and the combination of the configuration of the organic EL element and the quadrangular pyramid prism is not optimized. It was found that there is a region where sufficient light extraction efficiency cannot be obtained.

以上説明した実施例1及び実施例2の結果は、緑色(約530nm)1画素について行ったものであるが、青色(約470nm)及び赤色(約630nm)についても同様の結果が得られた。
即ち、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のRGBの3画素を有するデバイスを作製し、RGB3画素について四角錐プリズムを配置する場合は、図15に示すように、RGB3画素の一つ一つの各画素を四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよく、図16に示すように、RGB3画素を一単位として四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよい。また、四角錐プリズムは、1画素に1個には限られず、複数個配置しても構わない。図17に示すように、1つの画素Gに多数の小さい四角錐プリズム24を配置することもできる。
また、画素の形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜変更することができ、例えば正方形状の画素、長方形状の画素、円形状の画素、三角形状の画素、などが挙げられる。
また、前記実施例1及び2では、発光部分(発光層)の1辺の最大長さaが2mmの有機EL素子を作製して評価を行ったが、プリズムの大きさ(1辺の長さb)と発光部分(発光層)の1辺の最大長さaとの比(a/b)が同じであれば、光学的性質は等価である。
実際、発光部分(発光層)の1辺の最大長さaが2μmの有機EL素子を作製し、同様に評価した。なお、この際、厚み(d)が20μmのガラス基板を用いて実験を行った。その結果、1辺が2mmの場合と同様な光学的性質が得られた。
The results of Example 1 and Example 2 described above were performed for one pixel of green (about 530 nm), but similar results were obtained for blue (about 470 nm) and red (about 630 nm).
That is, when a device having three RGB pixels of red (R), green (G), and blue (B) is manufactured and a quadrangular pyramid prism is arranged for the three RGB pixels, as shown in FIG. Each pixel may be surrounded by a quadrangular pyramid prism. Alternatively, as shown in FIG. 16, three RGB pixels may be surrounded by a quadrangular pyramid prism as a unit. The number of quadrangular pyramid prisms is not limited to one per pixel, and a plurality of quadrangular pyramid prisms may be arranged. As shown in FIG. 17, a large number of small quadrangular pyramid prisms 24 can be arranged in one pixel G.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the shape of a pixel, According to the objective, it can change suitably, For example, a square pixel, a rectangular pixel, a circular pixel, a triangular pixel, etc. are mentioned.
In Examples 1 and 2, an organic EL element having a maximum length a of 2 mm on one side of the light emitting portion (light emitting layer) was fabricated and evaluated. However, the size of the prism (length of one side) was evaluated. If the ratio (a / b) between b) and the maximum length a of one side of the light emitting portion (light emitting layer) is the same, the optical properties are equivalent.
Actually, an organic EL device having a maximum length a of 2 μm on one side of the light emitting portion (light emitting layer) was prepared and evaluated in the same manner. At this time, an experiment was conducted using a glass substrate having a thickness (d) of 20 μm. As a result, the same optical properties as in the case where one side was 2 mm were obtained.

本発明の有機EL装置は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ないので、ボトムエミッション型有機EL表示装置、及びトップエミッション型有機EL表示装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。   Since the organic EL device of the present invention has high light extraction efficiency and little image blur, it can be suitably used for both bottom emission type organic EL display devices and top emission type organic EL display devices. In various fields including in-vehicle displays, outdoor displays, household equipment, commercial equipment, household appliances, traffic-related displays, clock displays, calendar displays, luminescent screens, acoustic equipment, etc. It can be preferably used.

1 ガラス基板
2 陽極
3 ホール注入層
4 ホール輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極
9 四角錐プリズム
10 バリア層
21 画素
22 四角錐プリズム
23 ガラス基板
24 小さい四角錐プリズム
100 有機EL装置
101 有機EL素子(有機EL表示部)
200 有機EL装置
201 有機EL素子(有機EL表示部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Anode 3 Hole injection layer 4 Hole transport layer 5 Light emitting layer 6 Electron transport layer 7 Electron injection layer 8 Cathode 9 Square pyramid prism 10 Barrier layer 21 Pixel 22 Square pyramid prism 23 Glass substrate 24 Small square pyramid prism 100 Organic EL Device 101 Organic EL element (Organic EL display unit)
200 Organic EL Device 201 Organic EL Element (Organic EL Display Unit)

Claims (7)

陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機EL表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下であることを特徴とする有機EL装置。
An organic EL display unit including at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and a substantially quadrangular pyramid prism for controlling an optical path of light emitted from the light emitting layer,
A ratio between the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( A / B) is more than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is 1.2 or less.
有機EL表示部が、光学長L(λ)が1λ(ただし、λは発光波長を表す)である1次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.7以下である請求項1に記載の有機EL装置。
The organic EL display unit has a primary microcavity structure with an optical length L (λ) of 1λ (where λ represents an emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to claim 1, which is 0.7 or less.
有機EL表示部が、光学長L(λ)が2λ(ただし、λは発光波長を表す)である2次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.5以下である請求項1に記載の有機EL装置。
The organic EL display unit has a secondary microcavity structure having an optical length L (λ) of 2λ (where λ represents a light emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to claim 1, which is 0.5 or less.
有機EL表示部が、光学長L(λ)が3λ(ただし、λは発光波長を表す)である3次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が0.4以下である請求項1に記載の有機EL装置。
The organic EL display unit has a third-order microcavity structure in which an optical length L (λ) is 3λ (where λ represents an emission wavelength),
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to claim 1, which is 0.4 or less.
有機EL表示部の陽極が、発光層からみた反射率が10%以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下である請求項1に記載の有機EL装置。
The anode of the organic EL display unit is a transparent electrode having a reflectance of 10% or less as viewed from the light emitting layer,
Ratio of light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface (A / B) is greater than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is such that the ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism is The organic EL device according to claim 1, which is 1.2 or less.
発光層と略四角錐プリズムとの距離dと、前記発光層の1辺の最大長さaとの比(d/a)が0.1以下である請求項1から5のいずれかに記載の有機EL装置。   The ratio (d / a) between the distance d between the light emitting layer and the substantially square pyramid prism and the maximum length a of one side of the light emitting layer is 0.1 or less. Organic EL device. 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機EL表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機EL装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Aと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Bとの比(A/B)が1を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの1辺の長さbと、前記略四角錐プリズムの高さhとの比(h/b)が1.2以下を満たすように設計することを特徴とする有機EL装置の設計方法。
An organic EL device design method comprising at least an organic EL display unit including at least a light emitting layer between an anode and a cathode, and a substantially quadrangular pyramid prism for controlling an optical path of light emitted from the light emitting layer,
A ratio between the light extraction efficiency A at the front luminance when the substantially square pyramid prism is provided on the light extraction surface and the light extraction efficiency B at the front luminance when the substantially square pyramid prism is not provided on the light extraction surface ( A / B) is more than 1 and the light extraction efficiency at the front luminance is a ratio (h / b) between the length b of one side of the substantially quadrangular pyramid prism and the height h of the substantially quadrangular pyramid prism. ) Is designed so as to satisfy 1.2 or less.
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