KR20040099164A - 발광 장치 및 발광장치를 형성하는 방법 - Google Patents

발광 장치 및 발광장치를 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

하부 발광형 발광장치에서, 발광 소자의 반대쪽에 있는 기판의 면은 복수의 돌기를 가진 요철면이다. 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이고, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이다. 요철면의 산술 평균 경사 Δa 는 3°이상 20°이하이다. 따라서, 장치는 대체적으로 더 높은 취출 (extraction) 효율 및 특정한 방향으로 더 높은 휘도를 가진다.

Description

발광 장치 및 발광장치를 형성하는 방법{LIGHT-EMITTING APPARATUS AND METHOD FOR FORMING THE SAME}
본 발명은 발광 소자가 형성된 기판을 갖는 하부 발광형 발광 장치와 관한 것이다. 발광 소자는 유기 EL 소자 또는 무기 EL 소자이다. 그러한 소자는 전극의 쌍 사이에 협지되어 있는 발광층을 갖는다. 하부 발광형 발광장치는 발광층에 의해 생성된 광을 기판을 통해 출사한다. 또한 본 발명은 상기 장치를 형성하는 방법에 관한 것이다.
유기 EL 장치 및 무기 EL 장치와 같은 발광 장치를 이용하는 광 시스템 및 디스플레이가 제안되어 왔다. 그러한 발광 장치들은 발광층에 의해 생성된 광을 기판을 통하여 출사하는 하부 발광형과 기판의 반대측을 통해 광을 출사하는 상부 발광형으로 대강 나눌 수 있다.
하부 발광형 발광 장치는 발광층에 의해 생성된 광의 상대적으로 작은 부분을 취출하는 것으로 지적되어 왔다.
도 13 에서 도시하는 하부 발광형 유기 EL 장치에서, 투명 기판 (100) 에 진입하는 광은 투명 기판 (100)의 광 출사면 (100a) 을 통해 전체가 출사되지 않는다. 예를 들어, 일부분의 광은 투명 기판 (100) 및 밖의 대기 (전형적으로, 공기) 에 의해 정의되는 임계각보다 큰 각에서 광 출사면 (100a) 에 도달한다. 그러한 광은 유기 EL 소자 (200) 를 향해 반사되는 부분과 광선 h1 으로서 에지를 통해 장치 밖으로 취출되는 부분 및 광선 h2 로서 장치에서 감쇄하는 부분을 포함한다. 이러한 부분의 광은 이용될 수 없다.
종래에, 상기 단점에 대응하는 기술이 개시되었다 (예를 들어, 일본 공개 특허 제 9-129375 호). 특히, 광 출사면 (광 취출면) 에서 투명 기판의 면은 확산면 (돌기를 가지는 요철면) 으로 형성되어 광 취출면에서의 전체 반사에 기인한 광의 억제가 감소된다. 취출 효율이 개선된다.
그러나, 어떤 경우에, 광 취출면 상에 돌기를 형성하는 것은 요철면이 제공되지 않는 경우와 비교하여 취출 효율을 실질적으로 개선하지 않는다.
광 취출면으로부터의 특정한 방향의 발광양을 증가시키지 않고, 발광 장치로부터 취출되는 광이 대체적으로 이용될 수 없다.
따라서, 광 취출면 상에 돌기를 가지고 있지 않은 발광 장치보다 대체적으로 더 높은 취출 효율 및 특정한 방향에서 더 높은 휘도를 가지고, 장치로부터 취출된 광이 대체적으로 이용될 수 있도록 하는 하부 발광형 발광 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한, 본 발명은 그러한 장치를 형성하는 방법에도 관한 것이다.
상기-언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 발광 장치를 제공한다. 장치는 기판 및 상기 기판 상에 제공된 발광 소자를 포함한다. 상기 소자는 전극 쌍 사이에 협지되는 발광층을 포함한다. 발광층에 의해 생성된 광은 기판을 통해 장치의 밖으로 출사된다. 기판은 상기 소자가 형성된 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 위치한 제 2 면을 가진다. 제 2 면은 복수의 돌기를 가지는 요철면이다. 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이고, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이다. 적어도, 다음 요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 의 하나가 만족된다.
(ⅰ) 요철면의 산술 평균 경사 (arithmetic mean slope) Δa 는 3°이상 20°이하 범위이다..
(ⅱ) 요철면의 제곱 평균 제곱근 경사 (root mean square slope) Δq 는 4°이상 25°이하이다.
(ⅲ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 (arithmetic mean roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이다.
(ⅳ) 돌기의 평균 간격 (mean spacing of asperities) Sm 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이다.
(ⅴ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이다.
(ⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 요철면의 10-포인트 불규칙성 높이 (ten-point height of irregularities) Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 발광 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은 제 1 면 및 제 2 면을 가지는 기판을 준비하는 단계를 포함한다. 제 2 면은 제 1 면으로부터 반대측에 위치한다. 방법은, 상기 제 1 면 상에 발광층 및 발광층을 사이에 협지하고 있는 한 쌍의 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 면 상에 복수의 돌기를 가지는 요철면을 형성하는 단계를 포함한다. 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이고, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이다. 요철면은 적어도 상기 요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 중 하나가 만족되도록 형성된다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 예로서 본 발명의 원리를 나타낸, 첨부된 도면과 관련하여 다음 설명으로부터 알 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 목적 및 이점과 함께, 첨부된 도면과 함께 현재의 바람직한 실시형태의 다음 설명을 참고하여 최상으로 이해될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제 1 유기 EL 장치를 도시한 단면도.
도 2 는 제 1 유기 EL 장치의 광 출사면의 산술 평균 경사 Δa 와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 3a 내지 3c 는 도 1 에서 도시한 제 1 유기 EL 장치를 형성하는 공정을 도시하는 단면도.
도 4 는 제 1 유기 EL 장치 의 변형예를 도시하는 단면도.
도 5 는 발광 소자가 무기 EL 소자로 대체된 제 1 유기 EL 장치의 변형예를 도시하는 단면도.
도 6 은 프리즘 시트를 가지고 있는 제 1 유기 EL 장치를 도시하는 단면도.
도 7 은 제 1 유기 EL 장치를 백라이트로서 가지고 있는 액정 표시장치 유닛을 도시하는 단면도.
도 8 은 제 2 유기 EL 장치의 광 출사면의 제곱근 평균 경사 Δq 와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 9 은 제 3 유기 EL 장치의 광 출사면의 Ra/S 비와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 10 은 제 4 유기 EL 장치의 광 출사면의 Ra/Sm 비와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 11 은 제 5 유기 EL 장치의 광 출사면의 Rz/S 비와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 12 은 제 6 유기 EL 장치의 광 출사면의 Ra/Sm 비와 광 출사면을 통해 밖으로 출사하는 광량 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 13 은 종래 발광 장치의 단점을 설명하는 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부분의 설명
1 : 기판 2 : 유기 EL 소자
10 : 광 출사면 11 : 입사면
다음으로 본 발명의 다양한 실시형태를 도면을 참고로 하여 설명한다. 도면 부호는 도면에서 유사하거나 또는 동일하다. 다음으로 제 1 유기 EL 장치를 설명한다.
도 1 에서 도시된 바와 같이, 제 1 유기 EL 장치는 투명 기판 (1) 및 유기 EL 소자 (2) 를 포함하는 하부 발광형이다. 돌기는 투명기판 (1) 의 한 면 (광 출사면 10) 상에 형성된다. 즉, 광 출사면 (10) 은 요철면이다. 유기 EL 소자 (2) 는 입사면 (11) 상에 형성된다.
<기판1>
기판 (1) 은 유기 EL 소자 (2) 를 지지하는 대체로 플레이트-형상의 투명 멤버이다. 기판 (1) 은 유기 EL 소자 (2) 가 형성되어 있는 입사면 (11) 및 입사면 (11) 로부터 반대쪽에 위치하는 광 출사면 (10) 을 가진다. 기판 (1) 은 입사면 (11) 을 통해 유기 EL 소자 (2) 로부터 수광하고, 광 출사면 (10) 을 통해 수광된 광을 출사한다.
제 1 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 이 다음 요구조건 (ⅰ) 을 만족하는 요철면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
(ⅰ) 산술 평균 경사 Δa 은 3°이상 20°이하이다.
산술 평균 경사 Δa 는 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 산술 평균 경사 Δa 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 측정된 커브는 평균 라인을 따라 각각이 ΔX 의 길이를 가지는 섹션으로 나누어진다. 그 후, 섹션의 시점과 종점을 연결하는 각각의 섹션의 라인 조각의 경사각의 절대값이 얻어진다. 그 후,얻어진 절대값의 평균값은 계산된다. 즉, 산술 평균 경사 Δa 는 다음의 식을
이용하여 계산된다.
이 식에서, 경사각은
로 표시된다.
광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅱ) 을 만족하는 요철면으로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅲ) 을 만족하는 요철면으로 형성된다. 가장 바람직하게, 광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅳ) 을 만족하는 요철면으로 형성된다.
(ⅱ) 산술 평균 경사 Δa 은 5°이상 20°이하이다.
(ⅲ) 산술 평균 경사 Δa 은 8°이상 18°이하이다.
(ⅳ) 산술 평균 경사 Δa 은 12°이상 14.5°이하이다.
요철면 (광 출사면 10) 은 다음의 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족하도록 디자인된다.
이것은, 만약 Sm 또는 S 가 다음의 하한값 이상으로 설정된다면, 기하학적 광학의 시뮬레이션이 수행되어, 유기 EL 장치의 광학 특성의 디자인을 상당히 용이하게 할 수 있기 때문이다.
만약 Sm 또는 S 가 다음의 상한값보다 크다면, 입사면 (11) 은 광학적으로 평평하다고 생각된다. 이 경우, 입사면 (11) 은 어떠한 돌기가 형성되어 있지 않은 경우와 대체적으로 동일한 조건이다.
(a) 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 은 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이고, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이다.
(b) 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이고, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이다.
인접한 돌기의 평균 간격 Sm 은 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 돌기의 평균 간격 Sm 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 기준 길이 L 에 대응하는 섹션이 평균 라인의 방향을 따라가는 조도 커브 (roughness curve) 로부터 선택된다. 그 후, 평균 라인이 연장되는 방향에 관하여, 각각의 피크와 인접한 밸리 (valley) 의 거리 Smi 가 얻어진다. 그 후, 거리 Smi 의 평균값이 계산되고 밀리미터로 표시된다. 즉, 돌기의 평균 간격 Sm 은 다음 식
을 이용하여 계산된다.
인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 피크의 평균 간격 S 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 기준 길이 L 에 대응하는 섹션이 평균 라인의 방향에 따라 조도 커브로부터 선택된다. 그 후, 평균 라인이 연장되는 방향에 관하여, 피크의 각각의 인접한 쌍 사이의 거리Si 가 얻어진다. 그 후, 거리 Si 의 평균값이 계산되고 밀리미터로 표시된다. 즉, 피크의 평균 간격 S 는 다음 식
을 이용하여 계산된다.
유기 EL 소자 (2) 가 기판 (1) 상에 형성되고 기판에 의해 지지될 수 있고 기판 (1) 이 투명하는 한, 기판 (1) 은 어떠한 재료로도 형성될 수 있다. 전형적으로, 기판 (1) 은 유리, 석영 또는 플라스틱으로 제조된다. 다른 방법으로, 기판 (1) 은 동일한 형 (type) 또는 상이한 형의 두 가지 이상의 기판을 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서, "투명한" 이라는 용어는 장치에서 출사하는 광의 투과율이 50% 이상이고, 바람직하게는 80% 이상이며, 가장 바람직하게는 90% 이상인 상태를 의미한다. 전형적으로, 투명도는 약 400㎚ 내지 800㎚ 사이의 파장인 광 (가시광) 이 장치에서 출사하도록 결정된다. 투명도가 너무 낮은 경우, 발광층으로부터의 발광이 감쇄되고, 광 발광장치로서 요구되는 휘도가 좀처럼 얻어질 수 없다.
본 발명의 발명자는 상기 값들의 범위가 다음 예 및 비교예를 통해 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 의 산술 평균 경사 Δa 가 0°보다 크고 25°까지의 범위에서 변화하도록 형성되었다. 재료, 막 두께및 공식을 포함하는 다른 조건들은 동일하다. 다음으로, 예 및 비교예의 유기 EL 장치를 만드는 공정을 설명한다.
각각 입사면 및 광 출사면을 가지는 플레이트 형상의 투명 기판이 준비된다. 마스크를 이용하여, 각각의 기판의 입사면 상에 포토레지스트가 형성된다. 포토레지스트는 광 출사면 상에 형성될 돌출부에 대응하는 패턴을 정의하도록 적용된다. 이 상태에서, 광 출사면은 에칭된다. 따라서, 돌기를 갖는 광 출사면 (10) 은 완성된다. 광 출사면 (10) 이 형성된 후, 광 출사면 (10) 의 산술 평균 경사 Δa 가 조도 미터를 이용하여 측정된다.
산술 평균 경사 Δa 를 측정한 후에, 입사면 (11) 상에 투명 전극, 또는 두께 50㎚ 를 갖는 제 1 전극 (20) 이 RF 스퍼터링을 통해 ITO 로 형성된다. 제 1 전극 (20) 을 형성한 후에, 유기 발광층 (21) 이 진공 증착 장치 또는 카본 도가니를 이용하여 형성된다. 이 때, 증착 스피드는 0.1 n㎧ 이고, 진공도는 5.0 ×10-5Pa 이다. 형성된 유기 발광층 (21) 은 홀 주입 전송층, 유기 발광 물질을 포함하는 층, 및 전자 주입 전송층을 포함한다. 홀 주입 전송층은 TPTE 로 형성되고, 두께는 80 ㎚ 이다. 유기 발광 물질 포함 층은 DPVBi (93.0 웨이트 %) 및 BCzVBi (7.0 웨이트 %) 의 공동증착에 의해 형성되고, 두께는 30 ㎚ 이다. 전자 주입 전송층은 2, 5-비스(6'-(2',2''-비피리딜))-1 (5-bis(6'-(2',2''-bipyridyl))-1), 1-디메틸-3, 4-디페닐실롤레 (4-diphenylsilole) 로 형성되고, 두께는 20 ㎚ 이다. 그 후, 두께 150㎚ 인 알루미늄 층 (제 2 전극 22) 이 텅스텐 보트를 이용하여 형성된다. 이 때, 증착 스피드는 1 n㎧ 이고, 진공도는 5.0×10-5Pa 이다. 유기 EL 장치는 따라서 완성된다. 각각의 유기 EL 장치는 종래의 보호막 (패시베이션 막) 으로 밀봉된다.
[평가 1]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 출사되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 광 출사면 (10) 의 산술 평균 경사 Δa 와 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 2 의 그래프에서 도시된다. 휘도는 상술한 방법과 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 가지고 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비 (휘도비) 로서 표현된다. 기준 유기 EL 장치의 휘도는 산술 평균 경사 Δa 가 0°인 위치 상에 플로팅 (plot) 된다. 발명자는 도 2 의 실험 결과를 다음과 같이 평가하였다.
산술 평균 경사 Δa 가 3°이상 20°이하인 요철면으로 광 출사면 (10) 이 형성될 때, 광출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다. 이에 대한 이유는 다음과 같이 여겨진다. 즉, 광 출사면 (10) 이 평평할 경우, 임계각보다 큰 각에서 광 출사면 (10) 에 도달하는 광은 전적으로 투명 기판 (1) 으로 반사된다. 그러나, 광 출사면 (10) 이 요철면으로 형성된 경우, 광 출사면 (10) 은 다양한 각의 탄젠트를 가진다. 따라서, 종래에 광 취출측으로 취출되지 못했을 광의 부분 또는 모두를 취출하는 것이 가능하다.
따라서, 발명자는 광 출사면 (10) 이 산술 평균 경사 Δa 가 3°보다 작은 요철면으로 형성될 때, 광 출사면 (10) 을 통하여 밖으로 출사하는 광량이 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다. 즉, 광 취출에 적합한 요철면이 제공되지 않은 경우, 취출 광량이 평평한 광 출사면의 취출광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다.
산술 평균 경사 Δa 가 5°이상 20°이하인 요철면으로 광 출사면 (10) 이 형성될 때, 광출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 본 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
산술 평균 경사 Δa 가 8°이상 18°이하인 요철면으로 광 출사면 (10) 이 형성될 때, 광출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출 효율이 상당히 증가되었다.
산술 평균 경사 Δa 가 12°이상 14.5°이하인 요철면으로 광 출사면 (10) 이 형성될 때, 광출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출 효율이 특히 증가되었다.
[평가 2]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은 산술 평균 경사 Δa 가 3°이상 20°이하의 범위일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출 각에 의존성이 없다.
이에 대한 이유는 광 출사면 (10) 상의 돌기의 디프레션 및 돌출부 각각이 다양한 방향에의 확산광에 대해 최적화된 형상인 것으로 여겨진다. 즉, 광 출사면 (10) 의 형상이 최적화되었기 때문에, 광 출사면 (10) 으로부터의 각각의 파장의 광의 휘도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 3]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은 모든 장치에서, 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 휘도는 모든 취출방향에서 동등하게 높지 않기 때문에, 장치는 특정한 방향에서의 휘도가 높을 필요가 있는 사용시, 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템에 대해, 적합하다.
다음으로 유기 EL 소자 (2) 를 설명한다.
<유기 EL 소자 (2)>
도 1 에서 도시한 바와 같이, 유기 EL 소자 (2) 는 한 쌍의 전극 (20 및 22) 및 전극 (20 및 22) 사이에 협지된 유기 발광층 (21) 을 갖는다. 발광층 (21) 은 유기 발광 물질을 포함한다. 유기 EL 소자 (2) 는 소정의 컬러의 광 (소정 파장의 광 또는 소정 색도의 광) 을 발광한다. 종래 유기 EL 소자는 유기 EL 소자 (2) 로 사용될 수 있다.
[제 1 전극 20]
하부 발광형인 제 1 유기 EL 장치의 제 1 전극 (20) 은 유기 발광층 (21) 에 관하여 광 취출측 상에 형성되기 때문에, 제 1 전극 (20) 은 투명할 필요가 있다.제 1 전극 (20) 은 애노드 또는 캐소드이다. 제 1 전극 (20; 투명 전극) 에 대한 재료는 캐리어 (홀 또는 전자) 가 효과적으로 유기 발광층 (21) 에 주입되도록 허용하는 재료가 바람직하다.
애노드로서는, 일 함수가 4.5 eV 내지 5.5 eV 인 재료가 바람직하다. 특히 인듐 틴 옥사이드 (ITO), 인듐 아연 옥사이드 (IZO), 인듐 옥사이드 (In2O3), 틴 옥사이드 (SnO2) 및 아연 옥사이드 (ZnO) 의 임의의 하나를 주 구성요소로 갖는 재료가 바람직하다.
이러한 옥사이드는 화학량 (ctoichiometry) 으로부터 다소 편향될 수도 있다. ITO 에 있어서의 In2O3에 대한 SnO2의 혼합비의 바람직한 범위는 예를 들어 1 내지 20 wt% 이고, 바람직하게는 5 내지 12 wt% 이다. IZO 에 있어서의 In2O3에 대한 ZnO 의 혼합비의 바람직한 범위는 예를 들어 12 내지 32 wt% 이다. 또한, 평균 혼합비가 전체 투명 제 1 전극 (20) 에서 이러한 범위에 있는 경우, 집중 그레디언트 (concentration gradient) 는 두께 방향에 있을 수 있다.
상기에 열거한 구성요소를 제외하고, Sn, Ti, 및 Pb 의 옥사이드는 옥사이드에 관하여 1 wt% 애노드의 재료에 포함될 수 있다.
캐소드는 유기층에 전자를 주입하는 전극이다. 전자 주입의 효율을 증가시키기 위하여, 금속, 합금, 전자전도성 화합물, 및 4.5eV 보다 적고, 일반적으로 4.0eV 이하이고, 전형적으로는 3.7eV 이하인 일 함수를 가지는 이러한 물질의 혼합물이 전극에 대한 재료로서 이용된다.
애노드로서 열거된 재료는 캐소드에 대해서도 사용될 수 있다. 또한, 다음의 재료도 이용될 수 있다.
예를 들어, 마그네슘-은 합금으로 형성된 초박막 상에 투명 전도성 옥사이드를 적층하여 형성된 전극이 사용될 수 있다. 캐소드에서, 구리 피탈로샤나인 (phthalocyanine) 을 포함하는 버퍼층은 바람직하게 캐소드와 유기 발광층 (21) 사이에 제공되어 도전성 옥사이드를 스퍼터링할 때 발광층 (21) 및 다른 구성요소가 플라즈마에 의해 손상받는 것을 방지한다.
[유기 발광층 21]
유기 발광층 (21) 은 제 1 전극 (20) 및 제 2 전극 (22) 의 적어도 하나로부터 캐리어 (전자 또는 홀) 의 재결합을 허용하고, 여기자 (exciton) 를 생성하고, 그라운드 상태로 다시 돌아갈 때 여기자가 발광하도록 야기한다. 유기 발광층 (21) 은 주로 유기 물질로 형성된다.
요구되는 기능 이상을 유기 발광층 (21) 에 제공하는 유기 물질은 사용될 수 있다. 또한, 각각이 상이한 기능을 발광층 (21) 에 제공하는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 이러한 물질에 대해, Alq3 또는 DCM 과 같은 종래 유기 EL 소자의 유기 발광층에 사용되던 물질이 사용될 수도 있다.
또한, 유기 발광층 (21) 은 적층 구조를 가질 수 있고, 각각의 층은 요구된 기능 중의 하나를 가질 수 있다. 이 경우, 발광을 생성하는 형광 물질 또는 인광 물질 (유기 발광 물질) 을 포함하는 층은 층을 포함하는 유기 발광 물질이라고 참조된다.
예를 들어, 캐소드로부터 전자 주입 기능을 갖는 전자 주입층 또는 전자 주입 전송층은 캐소드와 층을 포함하는 유기 발광 물질 사이에 제공될 수 있다. 전자 전송 기능을 가지는 전자 전송층은 층을 포함하는 유기 발광 물질과 캐소드 사이 또는 층을 포함하는 유기 발광 물질과 전자 주입층 사이에 제공될 수도 있다. 애노드로부터 홀을 주입하는 기능을 갖는 홀 주입층 또는 홀 주입 전송층은 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 홀 전송 기능을 갖는 홀 전송층도 제공될 수 있다.
종래의 유기 EL 소자와 동일한 층 구성 및 물질은 채택될 수 있다.
발광된 광의 컬러는 종래 유기 EL 소자에서의 광의 컬러를 조절하는 방법과 동일한 방법으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 다음의 조절 방법을 사용할 수 있다.
여기 상태에서 그라운드 상태로 되돌아올 때, 유기 발광층 (21) 에 발광을 생성하는 기능을 제공하는 물질 (유기 발광 물질) 형을 선택한다.
유기 발광층 (21) 에 부과되는 유기 물질 또는 유기 발광 물질의 혼합비를 조절한다.
혼합된 유기 발광 물질량을 조절한다.
유기 발광층 (21) 의 두께를 조절한다.
장치에서 출사하는 광의 파장을 제한하기 위해 종래의 컬러 필터층을 유기 EL 장치에 제공한다.
수광된 광의 파장을 변화시키는 컬러 변화 물질을 부가한다.
둘 이상의 유기 발광 물질 형 (type) 이 혼합되어, 둘 이상의 컬러가 생성되고, 따라서 부가적인 컬러를 표현한다.
생성된 광의 컬러를 조절하기 위하여 발광을 증진시키거나 방해하는 물질을 부가한다.
유기 발광층 (21) 에 인가된 전류량에 의해, 생성된 광의 컬러를 조절한다.
[제 2 전극 (22)]
만약 제 1 전극 (20) 이 애노드라면, 제 2 전극 (22) 는 캐소드이다. 만약 제 1 전극 (200 이 캐소드라면, 제 2 전극 (22) 는 애노드이다. 따라서, 종래 유기 EL 소자에 사용되고 애노드 또는 캐소드에 대한 요구조건을 만족하는 재료는 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 전극 (20) 에 대한 물질은 제 2 전극 (22) 에 대해서도 사용될 수 있다.
그러나, 제 2 전극 (22) 는 광 취출측을 향해 광 취출측의 반대측으로 발광하는 광을 반사함으로써 장치의 취출 효율을 증가시키는 것이 바람직하고, 유기 EL 소자 (2) 가 발광하지 않을 때 광 취출측을 통해 수광된 광을 반사하는 것이 바람직하기 때문에, 제 2 전극 (22) 는 반사 기능을 가지는 것이 바람직하다. 제 2 전극 (22) 에 반사 기능을 부가할 때, 종래 유기 EL 소자에 이용되던 금속 또는 합금은 사용될 수 있다. 특히, 제 2 전극 (22) 에 사용되는 재료는 애노드 또는 캐소드로서 요구되는 특성에 부가하여 다음의 특성을 갖도록 요구된다. 즉, 유기 발광층 (21) 으로부터의 광 및 장치의 밖으로부터 인가된 광의 전체 파장 범위 안에서, 재료는 적어도 파장 범위의 광을 반사하여 광 출사면 (10) 으로부터 장치의 밖으로 취출되도록 할 필요가 있다.
또한, 층 및 상기에 열거된 재료를 제외한 종래 유기 EL 소자의 재료는 결합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극 (22) 에 광 반사 기능을 부가함이 없이, 광 반사 멤버는 광 취출측의 반대쪽에 있는 유기 발광층 (21) 의 측상에 제공될 수 있다. 또한, 반투명 반사 멤버 (하프-미러) 가 유기 EL 소자 (2) 에 제공될 수도 있다.
다음으로 제 1 유기 EL 장치를 형성하는 방법을 설명한다.
<형성 방법>
제 1 유기 EL 장치는 기판을 형성하는 종래 방법 및 유기 EL 소자를 형성하는 종래 방법을 통해 형성된다. 기판 형성 방법에서, 기판 (1) 의 입사면 (11) 상에 상기 언급한 조건들을 만족하는 돌기들은 형성된다. 유기 EL 소자 제조 방법에서, 입사면 (11) 상에 유기 EL 소자 (2) 를 형성하는 층은 연속적으로 형성된다. 예를 들어, 제 1 유기 EL 장치는 다음의 방법으로 형성된다.
먼저, 도 3a 에 도시된 플레이트 형상의 투명 기판 (1') 이 준비된다. 투명 기판 (1') 의 한 측 (광 출사면 10') 으로, 디프레션 및 돌출부의 배치에 대응하는 패턴이 형성되는 마스크가 적용된다. 그 후, 마스크를 이용하여, 기판 상에 포토레지스트가 형성되어 패턴을 형성한다. 이 상태에서, 투명 기판 (1') 은 에칭되어 요철면 (10) 가 도 3b 에 도시한 것과 같이 형성된다.
그 후, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 투명 기판 (1) 의 입사면 (11) 상에, 제 1 전극 (20) 이 형성된다. 제 1 전극 (20) 상에는 유기 발광층 (21) 및 제 2 전극 (22) 이 또한 연속적으로 형성된다.
유기 EL 장치는 상기-설명한 방법으로 형성된다.
광 출사면 (10) 을 에칭하는 대신에, 기판을 제조하는 다른 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 샌드블라스팅의 표면 처리도 사용될 수 있다. 다른 방법으로, 돌기를 갖는 내부면을 갖는 몰드도 사용될 수 있다. 이 경우, 용융 투명 수지 또는 유리는 몰드에 부어져, 광 출사면 (10) 을 갖는 기판 (1) 을 형성한다.
유기 EL 소자 (2) 가 투명 기판 (1) 상에 형성된 후 광 출사면 (요철면) (10) 이 형성될 수 있다. 이 경우, 요철면이 상기 상술한 공정을 통해 형성될 수 있다 할지라도, 요철면은 샌드블라스팅의 표면 처리를 통해 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 요철면을 형성하기 위해 광 출사면 (10) 에 샌드블라스팅을 하는 동안, 샌드블라스팅의 표면 처리는 유기 EL 소자 (2) 가 보호되는 것을 요구하지 않기 때문이다.
또한 투명 기판 (1) 상에 유기 EL 소자 (2) 를 형성한 후, 광 출사면 (10) 상에 요철면을 형성할 때, 투명 기판 (1) 은 요철면을 형성함과 동시에 얇게 형성될 수 있다. 예를 들어, 샌드블라스팅을 통한 표면 처리가 적용될 때, 전체 광 출사면 (10) 을 샌드블라스팅하는 것은 요철면을 형성할 뿐만 아니라, 투명 기판 (1) 을 더 얇게 형성할 수 있다.
투명 기판 (1) 상에 유기 EL 소자 (2) 를 형성한 후에 요철면을 형성하는 방법은 다음의 이유로 훌륭하다. 즉, 투명 기판 (1) 은 특정한 두께, 강도, 및 면 매끄러움을 가지고 있기 때문에, 유기 EL 소자 (2) 의 각층은 균등하게 형성된다. 또한, 유기 EL 소자 (2) 가 형성된 후에, 형성된 유기 EL 장치에서 두꺼울 필요가 없는 투명 기판 (1) 의 두께는 감소된다. 또한, 취출 효율은 개선된다.
만약, 투명 기판 (1) 이 얇게 형성된다면, 유기 발광층 (21) 에 의해 생성되는 광은 투명 기판 (1) 에서 감쇄하는 것이 방지되며, 형성된 유기 EL 장치의 크기 (두께) 및 무게는 감소된다.
<이점>
상기-상술한 구성을 갖는 이러한 실시형태에 따른 유기 EL 장치는 다음의 이점을 갖는다.
고 취출 효율
광 출사면 (10) 은 상기 상술한 것과 같이 최적화되었기 때문에, 취출 효율은 평평한 광출사면을 갖는 종래 유기 EL 장치의 취출효율과 비교하여 더 높다.
즉, 광 출사면 (10) 은 단순히 돌기를 광 출사면 상에 형성함으로써 얻어질 수는 없는 성능을 갖는다.
특정한 방향에서의 휘도의 개선
예를 들어, 유기 EL 장치가 발광할 때, 광 출사면 (10) 에 대한 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 크다. 또한, 특정한 방향은 Δa 를 변경함으로써 바뀔 수 있다는 것을 발견하였다.
그러한 휘도의 변경은 디프레션의 광 수집 특성과 디프레션 및 돌출부에 의한 반사 및 굴절에 기인한 것으로 여겨진다.
따라서, 발광은 효율적으로 이용되기 때문에, 제 1 유기 EL 장치는 다른 방향에서와 비교하여 특정한 방향에서 갖도록 요구되는 장치 (예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템) 에 적합하다.
반사 특성의 개선
유기 EL 장치는 상기에서 상술한 바와 같이 디자인되었기 때문에, 유기 EL 장치에 진입하는 광에 기인하는 글레어 (glare) 는 방지된다.
색도 특성의 개선
장치가 발광할 때, 색도는 광 출사면 (10) 으로부터 모든 발광 방향으로 균등하다.
이것은 광 출사면 (10) 에 미세한 돌기들이 형성되어, 각각의 파장의 광이 다양한 방향으로 확산되고, 광 출사면 (10) 으로부터의 발광 방향에서, 각 파장 광의 각에 대한 휘도 의존성은 상당히 줄어들기 때문이다.
제 1 유기 EL 장치는 다음과 같이 변형될 수 있다. 또한, 다음 둘 이상의 변형예는 결합될 수도 있다.
변형예 1 에서, 돌기는 투명 기판 (1) 상보다는 투명 기판 (1) 의 광 취출측의 전극 (20) 상에 위치한 멤버 상에 형성된다. 즉, 도 4 에서 도시하는 바와 같이, 기판 (1) 의 광 출사면 (10) 상에 돌기를 형성하는 대신에, 상기 요구조건을 만족하는 요철면 (30) 을 가지는 멤버 (3) 이 투명 기판 (1) 의 광 취출측에 형성될 수도 있다. 이 경우, 동일한 이점이 상기 열거한 이점과 같이 얻어진다.
예를 들어, 하나의 측상에 상기 열거된 요구조건을 만족하는 요철면을 가지는 투명 수지막이 이용될 수 있다. 이 경우, 막의 요철면으로부터 반대측은 투명 기판 (1) 의 광 출사면 (10) 에 부착된다. 본 명세서에서, 광 출사면 (10) 에 관하여 광 취출측에 부착된 상기 열거된 요구조건을 만족하는 요철면이 있는 멤버 (3) 을 가지는 장치는 상기 요구조건을 만족하는 요철면이 형성된 광 출사면 (10) 을 가지는 장치와 균등물이라고 여겨진다.
투명 기판 (1) 의 취출측에 제공할 경우, 상기 열거된 요구조건을 만족하는 요철면을 가지는 투명 멤버 (3), 멤버 (3) 의 굴절 인덱스는 약 기판 (1) 의 것과 동일하도록 설정되고, 멤버 (3) 과 기판 (1) 사이의 접촉면의 굴절 인덱스는 멤버 (3) 과 기판 (1) 의 중간이다. 멤버 (3) 및 기판 (1) 은 가깝게 접촉하도록 하는 것이 바람직하다.
부착 멤버 (3) 은 다른 기능을 가진다. 예를 들어, 부착 멤버 (3) 은 수광된 광의 파장를 변경하는 멤버를 가지거나 또는 형광 물질 또는 인광 물질을 포함한다. 또한, 부착 멤버 (3) 은 컬러 필터일 수도 있다.
투명 멤버 (3) 상에 돌기를 형성하는 것은 돌기를 형성하는 것이 어렵거나 불가능한 기판이 발광 장치에 사용되도록 허용한다.
변형예 2 에서, 무기 EL 소자가 사용된다. 즉, 상기 실시형태에서, 유기 EL 소자 (2) 는 무기 EL 소자로 대체될 수도 있다. 도 5 에서 도시하는 바와 같이, 무기 EL 소자 (4) 는 투명 제 1 전극 (40) 과 제 2 전극 (42) 사이에 협지되어 있고, 예를 들어 금속으로 제조되고 반사층으로서 기능하는 3 층 구조의 무기 발광층 (41) 을 포함한다. 무기 발광층 (41) 은 주 구성요소가 아연 황화물과 같은 무기 물질인 층 (412) 을 포함하는 무기 발광 물질을 포함한다. 무기 발광 물질 포함층 (412) 은 예를 들어 실리콘 옥사이드로 형성된 절연층 (411 및 413) 의 쌍 사이에 있다. 약 200V 의 교류 전압이 전극 (40 및 42) 사이에 인가될 경우, 물질 포함층 (412) 층과 절연층 (411 및 413) 사이의 접촉면에서 나오는 전자는 가속된다. 이것은 무기 발광층 (41) 안의 도펀트 (dopant) 원자를 여기시키고, 따라서 광 (EL) 을 생성시킨다. 그 후, 광은 투명 전극 (40) 을 통해 소자로부터 출사된다.
변형예 3 에서, 프리즘 시트가 사용된다. 즉, 도 6 에서 도시한 바와 같이, 광 발광층 (21) 의 광취출측에 대응하는 측상에 프리즘 시트 (5) 가 제공될 수도 있다. 프리즘 시트 (5) 의 개수는 둘 이상이 될 수 있다.
상기에서 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 유기 EL 장치는 요철면의 산술 평균 경사 Δa 에 따라서 특정한 방향에서의 휘도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 광 취출측 상에 광 출사면 (10) 의 법선 방향으로의 특정한 방향에서 발광의 진행 방향을 변경하는 하나 이상의 프리즘 시트 (5) 이 제공되는 경우, 광 취출면 (10) 의 법선 방향 또는 장치의 정면 방향으로의 휘도는 증가된다. 장치는 정면 방향을 제외한 방향의 휘도를 증가시키도록 디자인될 수도 있다.
프리즘 시트 (5) 에 대하여, 임의의 종래 시트가 유기 EL 장치의 발광 특성에 따라 선택될 수도 있다. 선택된 프리즘 시트 (5) 는 임의의 종래 방법 또는 종래 멤버를 이용하여 유기 EL 장치에 부착될 수 있다.
변형예 4 에서, 제 1 유기 EL 장치는 액정 표시장치 유닛의 백라이트로서 이용된다. 즉, 제 1 유기 EL 장치는 광 시스템에 사용될 수 있다.
제 1 유기 EL 장치는 액정 표시장치 유닛의 백라이트 (백라이트 소스) 에 적합하다. 이것은, 종래 유기 EL 장치에 비교하여, 상기에서 상술한 것과 같이, 제 1 유기 EL 가 더 많은 광량을 발광하고, 더 적은 휘도 비평탄성을 갖고, 더 높은 반사 특성을 갖고, 스페큘러 반사가 없기 때문이다. 따라서, 종래 유기 EL 장치가 액정 표시장치 유닛의 백라이트로서 사용되는 경우와 비교하여, 제 1 유기 EL 장치를 백라이트로서 사용하는 것은 휘도를 증가시키고, 휘도의 비평탄성을 감소시키고, 장치가 발광하지 않을 때, 표시된 콘텐츠가 선명하게 보일 수 있도록 한다.
예를 들어, 도 7 에 도시한 바와 같이, 제 1 유기 EL 장치는 종래 투과성 또는 반투명 액정 표시장치 패널 (6) 을 이용하여 사용될 수도 있다. 패널 (6) 은 비-디스플레이 면 (61) 이 광 출사면 (10) 을 바라보도록 배치된다. 즉, 액정 표시장치 패널 (6) 은 디스플레이 면 (60) 이 액정 표시장치 유닛의 밖에서 보이도록 배치된다.
유닛의 밖이 충분히 밝을 경우, 액정 패널 (6) 의 표시 콘텐츠가 유기 EL 소자 (2) 를 활성화시키지 않고 선명하게 보인다. 유닛의 밖이 충분히 밝지 않을 경우, 유기 EL 소자 (2) 를 활성화시켜 액정 패널 (6) 의 표시 콘텐츠가 보인다.
이러한 방법으로, 제 1 유기 EL 장치를 백라이트로서 가지는 디스플레이는 아주 밝은 장소, 예를 들어 태양광이 있는 곳 및 어두운 장소에서, 예를 들어, 방 안 또는 밤에 콘텐츠를 선명하게 디스플레이할 수 있다. 또한, 충분한 외부 광이 있는 경우, 유기 EL 소자 (2) 는 활성화될 필요가 없다. 따라서, 백라이트를 이용한 종래 액정 표시장치 유닛과 비교할 때, 본 변형예의 표시장치 유닛은 전기의 소비를 감소시킨다.
변형예 5 에서, 제 1 유기 EL 장치는 표시장치에서 포함된다. 즉, 제 1 유기 EL 장치는 표시장치를 형성하는 종래 유기 EL 소자와 결합될 수 있다. 유기 EL 소자 구동 방법으로서, 수동형 매트릭스 시스템 또는 능동형 매트릭스 시스템이 사용될 수 있다.
수동형 매트릭스 시스템에서, 주사 전극 및 신호 전극을 이용하는 XY 매트릭스 전극 구조가 사용된다. 매트릭스를 형성하는 각각의 도트에서, 디스플레이 소자 (유기 EL 소자 2) 가 연결된다. 유기 EL 소자 (2) 는 라인 순차 처리를 통해 구동되고, 활성화된다(발광한다).
능동형 매트릭스 시스템에서, 스위치 소자 및 홀딩 소자는 각각의 디스플레이 소자 (유기 EL 소자 2), 즉, 각각의 픽셀 또는 서브-픽셀에 제공된다. 디스플레이 소자 (유기 EL 소자 2) 는 주사 전극 및 신호 전극의 매트릭스 교차점에 제공된다. TFT 가 스위치로서 이용되는 것이 바람직하다.
다음으로 제 2 유기 EL 장치를 설명한다.
제 2 유기 EL 장치는 다음 사항을 제외하고 제 1 유기 EL 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 제 2 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동일한 방법으로 변형될 수 있다.
제 2 유기 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 대체로 동일한 구성을 가지며, 제 2 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에 다음의 요구조건(ⅴ) 내지 (ⅷ) 의 하나를 만족하도록 특징된다.
(ⅴ) 제곱근 평균 경사 Δq 는 4°이상 25°이하이다.
(ⅵ) 제곱근 평균 경사 Δq 는 7.5°이상 25°이하이다.
(ⅶ) 제곱근 평균 경사 Δq 는 10°이상 25°이하이다.
(ⅷ) 제곱근 평균 경사 Δq 는 14°이상 19°이하이다.
제곱근 평균 경사 Δq 는 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 제곱근 평균 경사 Δq 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 측정된 커브는 평균 라인을 따라 각각이 ΔX 의 길이를 갖는 섹션으로 나누어진다. 그 후, 섹션의 시점과 종점을 연결하는 각각의 섹션의 라인 조각의 경사각이 얻어지고 제곱된다. 그 후, 제곱된 값의 평균값이 계산된다. 마지막으로, 평균값의 제곱근을 계산하여 제곱근 평균 경사 Δq 를 얻는다. 즉, 제곱근 평균 경사 Δq 는 다음 식
을 이용하여 계산된다.
제 2 유기 EL 장치는 요구조건 (ⅴ) 내지 (ⅷ) 의 임의의 하나를 만족하는 경우, 광 출사면 (10) 또는 제 2 유기 EL 장치의 요철면은 상기 열거된 이유에 대한 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족하도록 디자인된다.
발명자는 상기 값들의 범위가 다음 예 및 비교예를 통해 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
다음의 예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 의 제곱근 평균경사 Δq 가 0°보다 크고 30°까지의 범위에서 변화하도록 형성되었다. 재료, 막 두께 및 공식을 포함하는 다른 조건들은 동일하다.
[평가 4]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 발광되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 광 출사면 (10) 의 제곱근 평균 경사 Δq 와 각각의 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 8 의 그래프에서 도시된다. 휘도는 상술한 방법과 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 가지며, 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비로서 표현된다. 기준 유기 EL 장치의 휘도는 제곱근 평균 경사 Δq 가 0°인 위치 상에 플로팅 (plot) 된다. 발명자는 다음과 같이 도 8 의 실험 결과를 평가하였다.
광 출사면 (10) 이 제곱근 평균 경사 Δq 가 4°이상 25°이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다.
즉, 발명자는, 광 출사면 (10) 이 제곱근 평균 경사 Δq 가 4°보다 작은 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 제곱근 평균 경사 Δq 가 7.5°이상 25°이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 이러한 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 제곱근 평균 경사 Δq 가 10°이상 25°이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출효율은 상당히 증가된다.
광 출사면 (10) 이 제곱근 평균 경사 Δq 가 14°이상 19°이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출효율은 특히 증가된다.
[평가 5]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 제곱근 평균 경사 Δq 가 4°이상 25°이하일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 6]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 모든 장치에서 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 장치는 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템으로 적합하다.
다음으로 제 3 유기 EL 장치를 설명한다. 제 3 유기 EL 장치는 다음 사항을 제외하고 제 1 유기 EL 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 제 3 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동일한 방법으로 변형될 수 있다.
제 3 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 이 다음의 요구조건 (ⅹⅰ) 을 만족하는 요철면으로 형성되도록 특징되어 있다.
(ⅹⅰ) 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 (roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이다.
산술 평균 조도 Ra 는 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 산술 평균 조도 Ra 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 기준 길이 L 에 대응하는 섹션이 평균 라인의 방향에 따라 조도 커브로부터 선택된다. 그 후, 평균라인으로부터 선택된 섹션의 편차 f(x) 의 절대값이 얻어진다. 그 후, 절대값의 평균값이 계산되고 밀리미터로 표시된다. 즉, 산술 평균 조도 Ra 다음 식
을 이용하여 계산된다.
광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅹⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅱ) 을 만족하는 요철면으로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅹⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅲ) 을 만족하는 요철면으로 형성된다. 가장 바람직하게, 광 출사면 (10) 은 상기 요구조건 (ⅹⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅳ) 을 만족하는 요철면으로 형성된다.
(ⅹⅱ) 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/S 는 0.019 이상 0.07 이하이다.
(ⅹⅲ) 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/S 는 0.029 이상0.066 이하이다.
(ⅹⅳ) 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/S 는 0.035 이상 0.056 이하이다.
요철면 (광 출사면 10) 은 다음의 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족하도록 디자인된다.
발명자는 상기 값의 범위가 다음 예 및 비교예를 통해 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
다음의 예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/S 를 0.005 이상 0.08 이하의 범위 안에 변화시키면서, 유기 EL 장치는 제조된다. 재료, 막 두께 및 공식을 포함하는 다른 조건들은 제 1 유기 EL 장치의 예 및 비교예와 동일하다. 예 및 비교예의 유기 EL 장치를 형성할 때, 먼저 돌기를 가지는 광 출사면 (10) 이 에칭을 통해 형성된다. 그 후, 광 출사면의 피크의 평균 간격 S 와 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/S 는 조도 미터를 이용하여 측정된다. 그 후, 입사면 (11) 상에 제 1 전극 (20) 이 형성된다.
[평가 11]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 발광되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 광 출사면 (10) 의 Ra/S 비와 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 9 의 그래프에서 도시된다. 휘도는 상술한 방법과 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 가지며, 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비로서 표현된다. 발명자는 다음과 같이 도 9 의 실험 결과를 평가하였다.
광 출사면 (10) 이 Ra/S 비가 0.01 이상 0.07 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다.
따라서, 발명자는, 광 출사면 (10) 이 Ra/S 비가 0.01 보다 작은 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다. 즉, 만약 광취출에 적합한 요철면이 제공되지 않는다면, 취출광량은 평평한 광 출사면의 취출광량과 대체로 동일하다.
광 출사면 (10) 이 Ra/S 비가 0.019 이상 0.07 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 이러한 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Ra/S 비가 0.029 이상 0.066 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출효율은 상당히 증가된다.
광 출사면 (10) 이 Ra/S 비가 0.035 이상 0.056 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출효율은 특히 증가된다.
[평가 12]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, Ra/S 비가 0.01 이상 0.07 이하일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 13]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 모든 장치에서 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 장치는 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템으로 적합하다.
제 3 유기 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동등한 이점을 대체로 가진다.
다음으로 제 4 유기 EL 장치를 설명한다. 제 4 유기 EL 장치는 다음 사항을 제외하고 제 1 유기 EL 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 제 4 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동일한 방법으로 변형될 수 있다.
제 4 유기 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동등한 구성을 대체적으로 가지고 있으며, 광 출사면 (10) 이 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅴ) 내지 (ⅹⅷ) 중의 임의의 하나를 만족하는 것으로 특징된다.
(ⅹⅴ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이다.
(ⅹⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.008 이상 0.035 이하이다.
(ⅹⅶ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는0.012 이상 0.035 이하이다.
(ⅹⅷ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.015 이상 0.022 이하이다.
제 4 유기 EL 장치가 조건 (ⅹⅴ) 내지 (ⅹⅷ) 중의 임의의 하나를 만족하는 경우, 제 4 유기 EL 장치는 상기 열거된 이유에 대한 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족하도록 디자인된다.
발명자는 상기 값의 범위가 다음 예 및 비교예를 통해 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
다음의 예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 의 비 Ra/Sm 를 0.001 이상 0.04 이하의 범위에서 변화시키면서, 유기 EL 장치는 제조된다. 재료, 막 두께 및 공식을 포함하는 다른 조건들은 동일하다.
[평가 14]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 발광되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 광 출사면 (10) 의 Ra/Sm 비와 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 10 의 그래프에서 도시된다. 휘도는 상술한 방법과 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 가지며, 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비로서 표현된다. 발명자는 다음과 같이 도 10 의 실험 결과를 평가하였다.
광 출사면 (10) 이 Ra/Sm 비가 0.004 이상 0.035 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다.
즉, 발명자는, 광 출사면 (10) 이 Ra/Sm 비가 0.0004 보다 작은 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Ra/Sm 비가 0.008 이상 0.035 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 이러한 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Ra/Sm 비가 0.012 이상 0.035 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출효율은 상당히 증가된다.
광 출사면 (10) 이 Ra/Sm 비가 0.015 이상 0.022 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출효율은 특히 증가된다.
[평가 15]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, Ra/Sm 비가 0.004 이상 0.035 이하일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 16]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 모든 장치에서 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 장치는 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템으로 적합하다.
다음으로 제 5 유기 EL 장치를 설명한다. 제 5 유기 EL 장치는 다음 사항을 제외하고 제 1 유기 EL 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 제 5 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동일한 방법으로 변형될 수 있다.
제 5 유기 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동등한 구성을 대체적으로 가지고 있으며, 광 출사면 (10) 이 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅸ) 내지 (ⅹⅹⅱ) 중의 임의의 하나를 만족하는 것으로 특징된다.
(ⅹⅸ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이다.
(ⅹⅹ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/S 는 0.08 이상 0.30 이하이다.
(ⅹⅹⅰ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/S 는 0.11 이상 0.25 이하이다.
(ⅹⅹⅱ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/S 는 0.15 이상 0.22 이하이다.
10-포인트 불규칙성 높이 Rz 는 JIS B0601-1994 에 규정되어 있다. 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 는 다음 방법으로 계산된다. 먼저, 기준 길이 L 에 대응하는 섹션이 평균 라인이 연장하는 방향에 따라 조도 커브로부터 선택된다.그 후, 평균 라인으로부터의 5 개의 가장 높은 피크 Yp1-Yp5 의 평균 및 평균 라인으로부터의 5개의 가장 깊은 밸리 Yv1-Yv5 의 평균 깊이가 계산된다. 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 는 평균의 합을 계산하고, 그 합을 마이크로미터로 표시함으로써 얻어진다. 즉, 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 는 다음 식
을 이용하여 계산된다.
제 5 유기 EL 장치가 조건 (ⅹⅸ) 내지 (ⅹⅹⅱ) 의 임의의 것을 만족할 때, 제 5 유기 EL 장치는 상기 열거한 이유에 대한 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족한다.
본 발명자는 상기 값들의 범위가 다음 예 및 비교예를 통한 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
다음의 예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 의 비 Rz/S 를 0.02 이상 0.35 이하의 범위 안에 변화시키면서, 유기 EL 장치는 제조된다. 재료, 막 두께 및 공식을 포함하는 다른 조건들은 제 1 유기 EL 장치의 예 및 비교예와 동일하다.
[평가 17]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 발광되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 출사면 (10) 의 비 Rz/S 와 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 11 의 그래프에서 도시된다.휘도는 상술한 바와 같이 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 갖고 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비로서 표현된다. 발명자는 다음과 같이 도 11 의 실험 결과를 평가한다.
광 출사면 (10) 이 Rz/S 비가 0.05 이상 0.30 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다.
즉, 발명자는, 광 출사면 (10) 이 Rz/S 비가 0.05 보다 작은 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Rz/S 비가 0.08 이상 0.030 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 이러한 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Rz/S 비가 0.11 이상 0.25 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출효율은 상당히 증가된다.
광 출사면 (10) 이 Rz/S 비가 0.15 이상 0.22 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출효율은 특히 증가된다.
[평가 18]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, Rz/S 비가 0.05 이상 0.30 이하일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 19]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 모든 장치에서 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 장치는 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템으로 적합하다.
다음으로 제 6 유기 EL 장치를 설명한다. 제 6 유기 EL 장치는 다음 사항을 제외하고 제 1 유기 EL 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 제 6 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동일한 방법으로 변형될 수 있다.
제 6 유기 EL 장치는 제 1 유기 EL 장치와 동등한 구성을 대체적으로 가지고 있으며, 광 출사면 (10) 이 상기 요구조건 (ⅰ) 대신에, 다음의 요구조건 (ⅹⅹⅲ) 내지 (ⅹⅹⅵ) 중의 임의의 하나를 만족하는 것을 특징으로 한다.
(ⅹⅹⅲ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하이다.
(ⅹⅹⅳ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.04 이상 0.14 이하이다.
(ⅹⅹⅴ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.05 이상 0.12 이하이다.
(ⅹⅹⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.06 이상 0.10 이하이다.
제 6 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 이 조건 (ⅹⅹⅲ) 내지 (ⅹⅹⅵ) 의 임의의 하나를 만족할 때, 광 출사면 (10) 은 상기 열거한 이유에 대한 요구조건 (a) 또는 (b) 를 만족한다.
본 발명자는 상기 값들의 범위가 다음 예 및 비교예를 통한 유기 EL 장치에 바람직하다는 것을 알아냈다.
다음의 예 및 비교예에서, 유기 EL 장치는 광 출사면 (10) 의 비 Rz/Sm 를 0.005 이상 0.15 이하의 범위 안에 변화시키면서, 유기 EL 장치는 제조된다. 재료, 막 두께 및 공식을 포함하는 다른 조건들은 제 1 유기 EL 장치의 예 및 비교예와 동일하다.
[평가 20]
동일한 전류가 각각의 형성된 유기 EL 장치에 인가되고, 광 출사면 (10) 각각으로부터 발광되는 전체 광량은 휘도 미터로 측정된다. 출사면 (10) 의 비 Rz/Sm 와 유기 EL 장치의 휘도 사이의 관계는 도 12 의 그래프에서 도시된다. 휘도는 상술한 바와 같이 동일할 방법으로 형성된 유기 EL 소자 (2) 를 갖고 광 출사면 (10) 상에 돌기를 가지고 있지 않는 유기 EL 장치의 휘도에 대한 비로서 표현된다. 발명자는 다음과 같이 도 12 의 실험 결과를 평가한다.
광 출사면 (10) 이 Rz/Sm 비가 0.025 이상 0.014 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.1 배이다.
즉, 발명자는, 광 출사면 (10) 이 Rz/Sm 비가 0.025 보다 작은 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량과 대체적으로 동일하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Rz/Sm 비가 0.04 이상 0.014 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.2 배이다. 즉, 이러한 요구조건은 취출광에 적합하다는 것을 알아냈다.
광 출사면 (10) 이 Rz/Sm 비가 0.05 이상 0.012 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.3 배이다. 즉, 취출효율은 상당히 증가된다.
광 출사면 (10) 이 Rz/Sm 비가 0.06 이상 0.10 이하인 요철면으로 형성되는 경우, 광 출사면 (10) 을 통해 밖으로 취출되는 광량은 기준 유기 EL 장치의 광량의 1.4 배이다. 즉, 취출효율은 특히 증가된다.
[평가 21]
색도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, Rz/Sm 비가 0.025 이상 0.14 이하일 때, 색도는 취출 방향에 따라 좀처럼 변하지 않는다는 것을 나타낸다. 즉, 색도는 취출각에 의존성을 가지지 않는다.
[평가 22]
휘도는 형성된 유기 EL 장치의 광 출사면 (10) 으로부터 다양한 발광 방향에서 측정된다. 측정은, 모든 장치에서 특정한 방향에서의 휘도는 다른 방향에서의 휘도보다 더 높다는 것을 나타낸다. 장치는 예를 들어, 디스플레이 및 광 시스템으로 적합하다.
본 예 및 실시형태는 예시적이고, 비한정적인 것으로 여겨지며, 본 발명은 여기에 주어진 세부사항으로 한정되지 않아야 하며, 첨부된 청구항의 범위 및 균등물 내에서 변형될 수도 있다.
본 발명은 평평한 광출사면을 갖는 종래 유기 EL 장치보다 높은 취출효율을 가지며, 유기 EL 장치가 발광할 때 광 출사면에 대한 특정한 방향에서의 휘도가 다른 방향에서의 휘도보다 더 크다.
또한 유기 EL 장치에 진입하는 광으로 인한 글레어 (glare) 가 방지되며, 장치가 발광할 때 광 출사면 (10) 으로부터 모든 발광 방향으로의 색도가 균등하다.

Claims (16)

  1. 기판 및 상기 기판 상에 제공된 발광 소자를 구비하며,
    상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 협지(狹持) 되어 있는 발광층을 포함하고, 상기 발광층에 의해 생성된 광은 상기 기판을 통해 상기 장치의 외부로 출사하는 발광 장치에 있어서,
    상기 기판은 상기 소자가 형성된 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 위치한 제 2 면을 가지며, 상기 제 2 면은 복수의 돌기를 가지는 요철면이고, 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 상기 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이며 상기 가장 긴 파장의 2 백배 이하이고, 적어도 다음
    (ⅰ) 요철면의 산술 평균 경사 (arithmetic mean slope) Δa 는 3°이상 20°이하이고;
    (ⅱ) 요철면의 제곱 평균 제곱근 경사 (root mean square slope) Δq 는 4°이상 25°이하이고;
    (ⅲ) 피크의 평균 간격 (mean spacing of peaks) S 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 (arithmetic mean roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이며;
    (ⅳ) 돌기의 평균 간격 (mean spacing of asperities) Sm 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이며;
    (ⅴ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 (ten-point height of irregularities) Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이고
    (ⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 요철면의 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하인
    요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 중의 하나가 만족되는 발광장치.
  2. 기판 및 상기 기판 상에 제공된 발광 소자를 포함하며,
    상기 소자는 한 쌍의 전극 사이에 협지(狹持) 되어 있는 발광층을 포함하고, 상기 발광층에 의해 생성된 광은 상기 기판을 통해 상기 장치의 밖으로 출사하는 발광 장치에 있어서,
    상기 발광층이 제공된 측으로부터 기판의 반대측 (side) 상에 투명 멤버가 제공되며, 투명 멤버는 상기 기판으로부터 떨어져 바라보며 (face away) 복수의 돌기를 가지는 요철면인 면을 가지고 있고, 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 상기 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이며 상기 가장 긴 파장의 2 백배 이하이고, 적어도 다음
    (ⅰ) 요철면의 산술 평균 경사 (arithmetic mean slope) Δa 는 3°이상 20°이하이고;
    (ⅱ) 요철면의 제곱 평균 제곱근 경사 (root mean square slope) Δq 는 4°이상 25°이하이고;
    (ⅲ) 피크의 평균 간격 (mean spacing of peaks) S 에 대한 요철면의 산술평균 조도 (arithmetic mean roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이고;
    (ⅳ) 돌기의 평균 간격 (mean spacing of asperities) Sm 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이고;
    (ⅴ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 (ten-point height of irregularities) Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이고;
    (ⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 요철면의 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하인
    요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 중의 하나가 만족되는 발광장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅰ) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅲ) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅳ) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅴ) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 요구조건 (ⅵ) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 발광층에 의해 생성되는 광이 취출되는 (extracted) 측 (side) 상에 프리즘 시트가 제공되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 투명 멤버는 부착막 (adhesive film) 인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 발광장치를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 면 및 제 2 면을 가지며, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면의 반대측에 위치하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 제 1 면 상에 발광층 및 상기 발광층을 협지하는 한 쌍의 전극을 가지는 발광 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 면 상에 복수의 돌기를 가지는 요철면을 형성하는 단계로서, 인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 상기 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이며, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이고, 상기 요철면은 적어도 다음
    (ⅰ) 요철면의 산술 평균 경사 (arithmetic mean slope) Δa 는 3°이상 20°이하이고;
    (ⅱ) 요철면의 제곱 평균 제곱근 경사 (root mean square slope) Δq 는 4°이상 25°이하이고;
    (ⅲ) 피크의 평균 간격 (mean spacing of peaks) S 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 (arithmetic mean roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이고;
    (ⅳ) 돌기의 평균 간격 (mean spacing of asperities) Sm 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이고;
    (ⅴ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 (ten-point height of irregularities) Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이고;
    (ⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 요철면의 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하이고;
    요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 중의 하나가 만족되도록 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에 상기 발광층이 형성된 후 상기 요철면이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치를 제조하는 방법.
  14. 발광장치를 제조하는 방법에 있어서,
    기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 발광층 및 상기 발광층이 협지되어 있는 한 쌍의 전극을 가지는 발광 소자를 형성하는 단계;
    기판의 상기 발광층으로부터 반대측 상에 막과 같은 (film-like) 투명 멤버를 형성하는 단계; 및
    상기 투명 벰버의 면의 하나 상에 복수의 돌기를 가지는 요철면을 형성하는 단계를 포함하고,
    인접한 돌기의 평균 간격 Sm 또는 인접한 돌기의 돌출부 피크의 평균 간격 S 는 상기 발광층에 의해 생성되는 광의 가장 긴 파장의 3 배 이상이며, 가장 긴 파장의 2 백배 이하이고, 상기 요철면은 적어도 다음
    (ⅰ) 요철면의 산술 평균 경사 (arithmetic mean slope) Δa 는 3°이상 20°이하이고;
    (ⅱ) 요철면의 제곱 평균 제곱근 경사 (root mean square slope) Δq 는 4°이상 25°이하이고;
    (ⅲ) 피크의 평균 간격 (mean spacing of peaks) S 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 (arithmetic mean roughness) Ra 의 비 Ra/S 는 0.01 이상 0.07 이하이고;
    (ⅳ) 돌기의 평균 간격 (mean spacing of asperities) Sm 에 대한 요철면의 산술 평균 조도 Ra 의 비 Ra/Sm 는 0.004 이상 0.035 이하이고;
    (ⅴ) 피크의 평균 간격 S 에 대한 10-포인트 불규칙성 높이 (ten-point height of irregularities) Rz 의 비 Rz/S 는 0.05 이상 0.30 이하이고;
    (ⅵ) 돌기의 평균 간격 Sm 에 대한 요철면의 10-포인트 불규칙성 높이 Rz 의 비 Rz/Sm 는 0.025 이상 0.14 이하인
    요구조건 (ⅰ)-(ⅵ) 중의 하나가 만족되도록 형성되는 단계를 포함하고,
    상기 요철면으로부터 반대쪽에 있는 상기 투명 멤버의 면이 상기 기판을 바라보는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 투명 멤버를 제공하기 전에, 상기 요철면이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 투명 멤버는 상기 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
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