JP2011090891A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL素子は、基体としてのガラス基板1、透明電極2、正孔輸送層3、有機発光層4、陰極金属電極5を備えている。光散乱層7は、粘着6によりガラス基板1の透明電極2が無い側に貼り付けられている。光散乱層7は、光透過性を有するベース基材8と、光透過性を有しベース基材8と屈折率の異なる多数の第1の柱状領域9を有している。多数の第1の柱状領域9は、その長手方向が互いに平行しており、かつ、光散乱層7の層厚方向に対して斜めの第1の角度となっている。
【選択図】図2
Description
各層の屈折率はガラスが1.5、透明電極が2.0、有機薄膜が1.7程度であり、有機薄膜で発光した光が透明電極/ガラス界面、またガラス/空気界面での全反射が起こるため有機EL素子の外部に取り出せる光は発光した光に対して20%程度と低くなってしまう。この光取り出し効率の低さが有機EL素子の1つの問題であり、取り出し効率を改善することで、消費電力が更に低くなると共に、低い電圧で高い輝度が得られるため素子の寿命が長くなるという利点がある。
取り出し効率を改善する方法に、特許文献1にあるように回折格子を設けることで全反射により外部に取り出せない光の方向を変えるという手段があるが、回折格子は波長依存性が大きいという欠点がある。特許文献2のように屈折率の異なる散乱性粒子を含む層を設ける手段では、全反射の起こる角度の光の一部は取り出すことができるが、元々取り出せる光に対しても散乱させてしまうという欠点がある。
上記の課題を解決するための手段として、請求項5に記載の発明は、前記柱状領域の平均太さが0.5μmから3μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項4に何れか1項記載の有機EL素子である。
上記の課題を解決するための手段として、請求項6に記載の発明は、前記光散乱層の厚さが5μmから40μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項5に何れか1項記載の有機EL素子である。
上記の課題を解決するための手段として、請求項7に記載の発明は、前記ベース基材と、前記柱状領域の屈折率の差が0.005から0.2であることを特徴とする請求項1乃至請求項6に何れか1項記載の有機EL素子である。
本発明によると、光散乱層がないと全反射してしまう臨界角以上の光を特に強く散乱することで取り出せる角度に変換し、元々全反射せずに取り出せる角度の光については散乱を少なくすることが可能になる。これにより、光散乱層からの射出光は入射光よりも臨界角以上の光が少なくなり、有機EL素子から取り出せる光は多くなる。本発明では、記録する屈折率分布はレンズシートなどのように規則正しくはないためモアレが発生せず、屈折を用いているわけではないため色ずれが起こらない。また光散乱層は平坦であるため、直接粘着等で貼りあわせて使用することが可能になる。
図2、図3に示すように、光散乱層7は、光透過性を有するベース基材8と、光透過性を有しベース基材8と屈折率の異なる多数の第1の柱状領域9を有している。
多数の第1の柱状領域9は、その長手方向が互いに平行しており、かつ、光散乱層7の層厚方向に対して斜めの第1の角度となっている。
なお、光散乱層7は、多数の第1の柱状領域9と、多数の第2の柱状領域とを備えていてもよい。
この場合、第2の柱状領域は、ベース基材8と屈折率の異なっており、その長手方向が互いに平行しており、かつ、前記第1の角度と異なり光散乱層7の層厚方向に対して斜めの第2の角度となっている。
第1の柱状領域9の屈折率と、第2の柱状領域の屈折率とは同一であってもよく、異なっていてもよい。
光散乱層7の詳細は次の通りである。
光散乱層7の厚さは2.0μmであった。
柱状領域9の平均太さは1.5μmであった。
感光材料(ベース基材8)と柱状領域9との屈折率の差は0.05であった。
有機EL素子に電界をかけて発光させ、有機EL素子正面に置いた輝度計にて測定を行った。測定した結果、光散乱層7を貼り付けない場合に比べ、輝度が1.2倍に増加した。
2・・・透明電極
3・・・正孔輸送層
4・・・有機発光層
5・・・陰極金属電極
6・・・粘着
7・・・光散乱層
8・・・ベース基材
9・・・柱状領域
Claims (7)
- 有機発光層より視認側に光散乱層を有する有機EL素子において、
前記光散乱層は、光透過性を有するベース基材と、光透過性を有し前記ベース基材と屈折率の異なる多数の第1の柱状領域を有し、
前記多数の第1の柱状領域は、その長手方向が互いに平行しており、かつ、前記光散乱層の層厚方向に対して斜めの第1の角度となっている、
ことを特徴とする有機EL素子。 - 前記光散乱層は、光透過性を有し前記ベース基材と屈折率の異なる多数の第2の柱状領域を有し、
前記多数の第2の柱状領域は、その長手方向が互いに平行しており、かつ、前記第1の角度と異なり前記光散乱層の層厚方向に対して斜めの第2の角度となっている、
ことを特徴とする請求項1記載の有機EL素子。 - 前記光散乱層が2層以上あり、各光散乱層において前記多数の柱状領域の長手方向が前記光散乱層の層厚方向に対してなす斜めの角度が異なっている、
ことを特徴とする請求項1または2記載の有機EL素子。 - 前記角度は42度から70度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3に何れか1項記載の有機EL素子。
- 前記柱状領域の平均太さが0.5μmから3μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項4に何れか1項記載の有機EL素子。
- 前記光散乱層の厚さが5μmから40μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項5に何れか1項記載の有機EL素子。
- 前記ベース基材と、前記柱状領域の屈折率の差が0.005から0.2であることを特徴とする請求項1乃至請求項6に何れか1項記載の有機EL素子。
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