KR20170018417A - 유기 전계 발광 소자, 기재 및 발광 장치 - Google Patents

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KR20170018417A
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줌페이 마츠자키
가즈유키 야마에
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

유기 전계 발광 소자(1)는 적어도 하나의 발광층(41)과, 고굴절률층(제 1 층)(22)과, 저굴절률층(제 2 층)(21)을 구비한다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에는 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련된다. 유기 전계 발광 소자(1)는 보호층(10)을 구비하고, 보호층(10)은 제 2 층(저굴절률층(21))의 광 출사측에 배치되는 층 또는 제 2 층(저굴절률층(21))이다. 대기의 굴절률 n0, 보호층(10)의 굴절률 n1, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2에 있어서, n0＜n1, n2≤n1의 관계를 만족한다.

Description

유기 전계 발광 소자, 기재 및 발광 장치{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, BASE MATERIAL, AND LIGHT EMITTING DEVICE}
유기 전계 발광 소자가 개시된다.
유기 전계 발광 소자(이하 「유기 EL 소자」라고도 한다)로서, 기판의 표면에, 양극, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극의 적층체로 구성되는 발광체가 마련된 것이 일반적으로 알려져 있다. 유기 EL 소자에서는, 양극과 음극의 사이에 전압을 인가함으로써, 발광층에서 발광한 광이, 광 투과성을 갖는 전극을 통해 외부로 취출된다.
유기 EL 소자에서는 광 취출 효율을 높이려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 유기 EL 소자는, 굴절률차에 기인하는 전반사, 재료에 의한 광의 흡수 등으로 인해, 발광층에서 발광한 광이 외계로 나오지 않게 될 수 있다. 따라서, 광 취출 효율의 향상에 의해, 유기 EL 소자의 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 광 반사성 전극을 마련한 경우, 발광층으로부터 발광한 광을 광 반사성 전극에 의해 반사시켜 반대측(광 투과성 전극측)으로 진행하게 하는 것이 가능해져서, 광을 한 방향으로 모아서 출사하기 쉬워진다. 이것에 의해, 광 취출 효율을 높이는 것이 가능하다.
여기서, 기판을 통해 광을 출사하는 구조의 경우, 광 취출성을 높이기 위해서는, 기판에서의 광의 전반사를 저감시키는 것이 유효하다. 국제 공개 WO2014/057647호에는, 요철 구조를 마련함으로써, 기판에 들어가는 입사광을 많게 해서, 광을 보다 많이 취출하는 기술이 제안되어 있다. 유기 EL 소자에 있어서는, 새로운 광 취출성의 향상이 중요하다.
본 개시의 목적은 광 취출성이 높은 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
유기 전계 발광 소자가 개시된다. 유기 전계 발광 소자는 적어도 하나의 발광층과, 상기 발광층의 광 출사측에 배치되는 제 1 층과, 상기 제 1 층의 광 출사측에, 상기 제 1 층에 접해서 배치되는 제 2 층을 구비한다. 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부에 의해 형성된 요철 구조가 마련되어 있다. 상기 유기 전계 발광 소자는 보호층을 구비하고, 상기 보호층은 상기 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층 또는 상기 제 2 층이다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 상기 보호층의 굴절률을 n1로 하고, 상기 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
n0＜n1 및 n2≤n1
의 관계를 만족한다.
기재(基材)가 개시된다. 기재는 제 1 층과, 상기 제 1 층에 접해서 배치되는 제 2 층을 구비한다. 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부에 의해 형성된 요철 구조가 마련되어 있다. 상기 기재는 보호층을 구비하고, 상기 보호층은 상기 제 2 층에 접해서 배치되는 층 또는 상기 제 2 층이다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 상기 보호층의 굴절률을 n1로 하고, 상기 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
n0＜n1 및 n2≤n1
의 관계를 만족한다.
발광 장치가 개시된다. 발광 장치는 상기의 유기 전계 발광 소자와 배선을 구비한다.
본 개시의 유기 전계 발광 소자는 광 취출성이 우수하다.
본 개시의 기재는 광 취출성이 우수한 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 개시의 발광 장치는 광 취출성이 우수하다.
도 1은 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2는 도 2(a) ~ 도 2(e)로 이루어지며, 요철 구조를 설명하는 모식적인 단면도이다. 도 2(a)는 요철 구조가 없는 계면을 나타낸다. 도 2(b)는 1단의 요철 구조를 나타낸다. 도 2(c)는 2단의 요철 구조를 나타낸다. 도 2(d)는 3단의 요철 구조를 나타낸다. 도 2(e)는 4단의 요철 구조를 나타낸다.
도 3은 발광으로 생긴 광의 진행을 설명하는 모식도이다.
도 4는 요철 구조의 레벨수와 -1차 투과 회절광의 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 5(a) 및 도 5(b)로 구성된다. 도 5(a)는 발광층과 반사층의 사이의 거리와 광의 모드의 배분의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5(b)는 발광층과 반사층의 사이의 거리와 취출되는 광의 입사 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 6(a) ~ 도 6(c)로 구성되며, 요철 구조에 의한 광 취출 효과를 설명하는 도면이다. 도 6(a)는 요철 구조의 파라미터를 설명하는 모식도이다. 도 6(b)는 1단의 요철 구조인 경우의 광 투과율이다. 도 6(c)는 2단의 요철 구조인 경우의 광 투과율이다.
도 7은 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 8은 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9는 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 10은 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 11은 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 12는 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 13은 규칙성을 갖는 요철 구조의 일례를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 14는 규칙성을 갖는 요철 구조의 일례를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 15는 랜덤한 요철 구조의 일례를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 16은 랜덤한 요철 구조의 일례를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 17은 기재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 18은 도 18(a) ~ 도 18(c)로 구성되고, 기재의 제조의 일례를 나타내는 단면도이며, 도 18(a), 도 18(b) 및 도 18(c)는 제조 단계를 나타낸다.
도 19는 기재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 20은 도 20(a) ~ 도 20(d)로 구성되고, 기재의 제조의 일례를 나타내는 단면도이며, 도 20(a), 도 20(b), 도 20(c) 및 도 20(d)는 제조 단계를 나타낸다.
도 21은 발광 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
이하에, 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)가 개시된다. 보다 자세하게는, 광의 취출이 고려된 유기 전계 발광 소자가 개시된다. 이하, 도면을 참조해서 유기 EL 소자를 설명하지만, 도면은 층이나 구조를 모식적으로 나타내고 있고, 실제의 치수비 등은 도면과 상이해도 좋다.
이하에 개시되는 유기 EL 소자(1)는 적어도 하나의 발광층(41)과, 발광층(41)의 광 출사측에 배치되는 제 1 층과, 제 1 층의 광 출사측에, 제 1 층에 접해서 배치되는 제 2 층을 구비하고 있다. 제 1 층과 제 2 층의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 유기 EL 소자(1)는 보호층(10)을 구비하고 있다. 보호층(10)은 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층 또는 제 2 층이다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 상기 보호층의 굴절률을 n1로 하고, 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
n0＜n1 및 n2≤n1
의 관계를 만족한다.
우선, 보호층(10)이 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층인 형태, 즉, 보호층(10)과 제 2 층이 별개의 층인 형태를 설명한다.
도 1은 유기 EL 소자(1)의 모식적인 단면도이다. 유기 EL 소자(1)는 적어도 하나의 발광층(41)과, 제 1 층과, 제 2 층과, 보호층(10)을 구비하고 있다. 제 1 층은 고굴절률층(22)으로 정의된다. 고굴절률층(22)은 발광층(41)의 광 출사측에 배치된다. 제 2 층은 저굴절률층(21)으로 정의된다. 저굴절률층(21)은 고굴절률층(22)의 광 출사측에 배치된다. 저굴절률층(21)은 고굴절률층(22)에 접하고 있다. 보호층(10)은 저굴절률층(21)의 광 출사측에 배치된다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 이하에서는, 고굴절률층(22)은 제 1 층을 의미하고 있어, 제 1 층(22)으로 바꾸어 말해도 좋다. 또, 저굴절률층(21)은 제 2 층을 의미하고 있어, 제 2 층(21)으로 바꾸어 말해도 좋다.
유기 EL 소자(1)에서는, 대기의 굴절률을 n0로 하고, 보호층(10)의 굴절률을 n1로 하고, 저굴절률층(제 2 층)(21)의 굴절률을 n2로 한다. 이때,
n0＜n1 및 n2＜n1
의 관계를 만족하고 있다.
유기 EL 소자(1)에서는, 복수의 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출함과 아울러, 굴절률이 상기의 관계로 됨으로써, 광의 진행 방향이 변화하기 쉬워진다. 광의 진행 방향이 변화하면, 광각(wide-angle) 광의 취출성이 높아지고, 또, 광의 진행 방향이 정면 방향을 향하기 쉬워진다. 그 결과, 외부로 출사하는 광의 양을 늘릴 수가 있기 때문에, 광 취출성이 향상된다.
도 1에서는 광의 출사를 흰색 화살표로 나타내고 있다. 광 출사 방향은 흰색 화살표가 나타내는 방향과 동일하다. 광 출사측은 흰색 화살표가 나타내는 방향의 쪽으로 된다. 발광층(41)으로부터 보호층(10)을 향하는 방향이 광 출사측으로 된다.
도 1의 예에서는, 유기 EL 소자(1)는 광 투과성 전극(30)과, 광 반사성 전극(50)을 구비하고 있다. 광 투과성 전극(30)과 광 반사성 전극(50)은 전기적으로 쌍을 이루는 전극이다. 광 투과성 전극(30)과 광 반사성 전극(50)은 한쪽이 양극을 구성하고, 다른 쪽이 음극을 구성한다. 예를 들면, 광 투과성 전극(30)이 양극이며, 광 반사성 전극(50)이 음극일 수 있다. 광 투과성 전극(30)은 광 투과성을 갖는 전극 재료로 형성될 수 있다. 광 투과성 전극(30)은 예를 들면, 금속 산화물에 의해 형성되어도 좋다. 금속 산화물로서는 ITO가 예시된다. 광 반사성 전극(50)은 예를 들면, 광 반사성을 갖는 전극 재료로 형성될 수 있다. 광 반사성 전극(50)은 예를 들면, 금속에 의해 형성되어도 좋다. 금속으로서는 Ag, Al가 예시된다. 광 반사성 전극(50)은 광을 반사하는 반사층(R1)으로서 기능한다. 또, 광 반사성 전극(50)이 광 투과성을 갖는 전극으로 치환되어, 이 전극 위에 별도로, 반사층(R1)이 마련되는 구조이어도 좋다.
도 1의 예에서는, 유기 EL 소자(1)는 전하 이동층(42)과 전하 이동층(43)을 구비하고 있다. 전하 이동층(42)과 발광층(41)과 전하 이동층(43)을 총칭해서 유기층(40)으로 정의한다. 유기 EL 소자(1)에서는, 한 쌍의 전극의 사이에 적어도 하나의 유기층(40)이 배치된다. 유기층(40)은 발광 유닛을 구성한다. 발광 유닛은 양극과 음극의 사이에 배치되어 전압을 인가함으로써 발광을 발생시키는 적층 구조를 의미한다. 발광층(41)은 단층이어도 좋고, 2 이상의 층의 적층체이어도 좋다. 전하 이동층(42) 및 전하 이동층(43)은 정공과 전자 중 적어도 어느 한쪽을 이동시키는 기능을 가진다. 발광층(41)보다 양극측에 더 가까운 전하 이동층은 정공 수송층으로 구성될 수 있다. 정공 수송층과 양극의 사이에 추가로 정공 주입층이 마련되어도 좋다. 발광층(41)보다 음극측에 더 가까운 전하 이동층은 전자 수송층으로 구성될 수 있다. 전자 수송층과 음극의 사이에 추가로 전자 주입층이 마련되어도 좋다. 또, 도 1에서는, 발광 유닛이 하나의 예를 나타내고 있지만, 발광 유닛은 2 이상이어도 좋다. 인접하는 발광 유닛의 사이에는 중간층이 배치될 수 있다. 유기층(40)과 광 투과성 전극(30)과 광 반사성 전극(50)을 총칭해서 유기 발광체로 정의한다.
광 투과성 전극(30)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 10~500 ㎚의 범위 내로 할 수 있다. 광 반사성 전극(50)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 10~500 ㎚의 범위 내로 할 수 있다. 전하 이동층(43)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 0~500 ㎚의 범위 내로 할 수 있다. 유기 EL 소자(1)는 전하 이동층(43)이 없어도 좋다. 전하 이동층(42)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 0~500 ㎚의 범위 내로 할 수 있다. 유기 EL 소자(1)는 전하 이동층(42)이 없어도 좋다. 유기층(40)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 20~2000 ㎚의 범위 내로 할 수 있다.
도 1의 예에서는, 보호층(10)은 기판(S1)으로서 기능하고 있다. 보호층(10)은 유기 발광체를 보호하고 있다. 기판(S1)을 지지 기판으로 해서, 유기 EL 소자(1)에 포함되는 복수의 층이 형성될 수 있다. 보호층(10)은 유리, 수지 등으로 구성될 수 있다. 유리는 수분의 침입의 억제가 우수하다. 수지는 플렉서블성을 유기 EL 소자(1)에 부여할 수 있다. 보호층(10)은 광 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 보호층(10)은 대기보다 굴절률이 크다. 또, 보호층(10)과 저굴절률층(21)의 사이에는, 이 계면의 밀착성을 높이는 밀착층이 마련되어 있어도 좋다. 밀착층은 광 취출성에 영향을 미치지 않는 것이 확인되고 있다.
기판(S1) 위에 저굴절률층(21) 및 고굴절률층(22)이 이 순서로 배치되어 있다. 저굴절률층(21)은 기판(S1)보다 굴절률이 작다. 고굴절률층(22)은 기판(S1)보다 굴절률이 크다. 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이에는 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 요철 구조(20)는 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이의 계면에 형성될 수 있다. 요철 구조(20)는 광의 진행 방향을 변화시키는 작용을 가질 수 있다. 요철 구조(20)는 광 산란 기능을 가지고 있어도 좋다. 요철 구조(20)에 의해, 기판(S1)에 들어가는 광의 양이 많아질 수 있기 때문에, 광 취출성이 높아진다.
광 투과성 전극(30)과 광 반사성 전극(50)의 사이에 전압을 인가함으로써, 발광층(41)에서 광이 발생한다. 발광층(41)에서 발생한 광은 보호층(10)을 거쳐서 외부로 취출된다. 보호층(10)은 기판(S1)으로서 기능한다. 도 1의 예는 보텀 이미션(bottom emission) 구조를 갖는다. 발광층(41)에 있어서, 광은 방사상으로 발생할 수 있다. 발광층(41)에서 발생한 광 중 보호층(10)으로 직접 향하는 광은 전하 이동층(42)과, 광 투과성 전극(30)과, 고굴절률층(22)과, 저굴절률층(21)과, 보호층(10)을 차례로 지나서, 외부로 출사된다. 발광층(41)에서 발생한 광 중 광 반사성 전극(50)으로 향하는 광은 전하 이동층(43)을 지나서 광 반사성 전극(50)에 도달하고, 광 반사성 전극(50)에서 반사되어, 보호층(10)을 향하는 광으로 된다. 반사된 광은 발광층(41)을 통과하고, 직접 보호층(10)으로 향하는 광과 마찬가지의 경로를 따라서, 외부로 출사된다.
유기 EL 소자(1)에 있어서, 고굴절률층(제 1 층)(22)의 굴절률을 n3로 하고, 발광층(41)의 굴절률을 n4로 한다. 이때,
n1＜n3 및 n1＜n4
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 유기 EL 소자(1)에서는, 굴절률이 상기의 관계로 됨으로써, 광의 진행 방향이 더 변화하기 쉬워져, 광각 광의 취출성이 높아지고, 또, 광의 진행 방향이 정면 방향을 향하기 쉬워진다. 그 결과, 외부로 출사하는 광의 양을 늘릴 수가 있기 때문에, 광 취출성이 더 향상된다.
도 1의 예에서는, 기판(S1)의 굴절률은 보호층(10)의 굴절률과 동일하고, n1이다. 그 때문에, 대기의 굴절률 n0와 기판(S1)의 굴절률 n1은 n0＜n1의 관계가 성립된다. 마찬가지로, n2＜n1, n1＜n3 및 n1＜n4의 관계가 성립된다. 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이에는, n2＜n3의 관계가 성립된다.
대기의 굴절률 n0는 통상 1이다. 여기서, 일반적으로, 유기 EL 소자(1) 내의 층의 굴절률은 대기의 굴절률보다 크다. 그 때문에, 통상, n0＜n2, n0＜n3 및 n0＜n4가 성립된다. 다만, 후술하는 바와 같이, 저굴절률층(21)은 중공(hollow)으로 형성될 수 있는 경우가 있고, 그 경우에는, n0=n2로 될 수 있다.
굴절률이 상술의 관계로 됨으로써, 기판(S1)에 들어가는 광의 양이 많아지기 때문에, 광 취출성이 높아진다. 특히 저굴절률층(21)의 굴절률이 낮아지는 것에 의한 효과는 크다. 예를 들면, 저굴절률층(21)의 굴절률을 1.45에서 1.34로 저하시켰을 때에, 외부 양자 효율이 22% 향상될 수 있는 것이 실험적으로 확인되어 있다.
또, 전하 이동층(42) 및 광 투과성 전극(30)은 발광층(41)과 고굴절률층(22)의 사이에 배치되어 있지만, 이들 층의 굴절률은 광 취출성에 영향을 거의 미치지 않는 것이 확인되고 있다. 고굴절률층(22)의 굴절률 n3와 발광층(41)의 굴절률 n4의 관계는 n3＜n4이어도 좋고, n4＜n3이어도 좋다.
저굴절률층(21)의 굴절률 n2는 예를 들면, 1.0~1.5의 범위로 될 수 있다. 저굴절률층(21)의 굴절률 n2는 1.4 이하로 되어도 좋다. 저굴절률층(21)의 굴절률 n2는 1.3 이하로 되어도 좋다. 고굴절률층(22)의 굴절률 n3는 예를 들면, 1.5~2.5의 범위로 될 수 있다. 보호층(10)의 굴절률 n1는 예를 들면, 1.3~2.0의 범위로 될 수 있다. 발광층(41)의 굴절률 n4는 예를 들면, 1.5~2.5의 범위로 될 수 있다. 상기의 굴절률은 단순한 예시에 불과하다.
층의 굴절률차는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 다음과 같이 설정할 수 있다. 보호층(10)의 굴절률 n1와 저굴절률층(21)의 굴절률 n2의 굴절률차는 0.05 이상이 바람직하고, 0.1 이상이 바람직하고, 0.15 이상이 더 바람직하다. 보호층(10)의 굴절률 n1와 고굴절률층(22)의 굴절률 n3의 굴절률차는 0.05 이상이 바람직하고, 0.1 이상이 바람직하고, 0.15 이상이 더 바람직하다. 또, 굴절률차의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 굴절률차가 너무 커지면 소자 설계가 복잡하게 될 수 있기 때문에, 어느 경우에도, 굴절률차는 1.5 이하가 바람직하고, 1.0 이하가 더 바람직하다.
유기 EL 소자(1)에 있어서, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2가 보호층(10)의 굴절률 n1보다 작은 것은, 예를 들면, 반구 프리즘을 이용한 광학 측정에 의해 확인할 수 있다. 예를 들면, 보호층(10)의 외측에 반구 프리즘을 광학 접착제로 접착하고, 이것에 레이저를 입사한다. 그때, n2＜n1의 관계이면, 레이저 입사 각도를 변화시켰을 때에, 전반사가 발생할 수 있다. 반사광 강도를 모니터링하면, 전반사가 일어난 단계에서, 반사율은 거의 100%로 된다. 이와 같이 해서, 제작 후의 유기 EL 소자(1)로부터 n2＜n1의 관계를 확인할 수 있다. 상기의 굴절률의 확인 방법은 일례이며, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 1의 예에서는, 요철 구조(20)는 복수의 볼록부(23)로 형성되어 있다. 볼록부(23)는 저굴절률층(21)이 고굴절률층(22) 측으로 돌출한 부분으로 정의된다. 볼록부(23)는 단 형상으로 돌출하고 있다. 볼록부(23)는 적어도 2단으로 돌출한다. 저굴절률층(21)은 오목부(24)를 갖고 있어도 좋다. 오목부(24)는 저굴절률층(21)이 보호층(10) 측으로 파인 부분이다. 오목부(24)는 복수이어도 좋고, 연결되어 하나이어도 좋다. 견해를 바꾸면, 오목부(24)가 2단 이상으로 파여 있는 것으로 생각해도 좋다. 더 견해를 바꾸면, 오목부(24)는 고굴절률층(22)의 볼록부(23a)로 될 수 있다. 이 경우의 볼록부(23a)는 고굴절률층(22)이 저굴절률층(21) 측으로 돌출하는 부분이다. 볼록부(23a)는 2단 이상으로 돌출하고 있다. 또, 마찬가지로 볼록부(23)는 고굴절률층(22)의 오목부(24a)로 될 수 있다. 이 경우의 오목부(24a)는 고굴절률층(22)이 광 투과성 전극(30) 측으로 파인 부분이다. 그리고, 오목부(24a)가 2단 이상으로 파인 것으로 생각해도 좋다. 오목부(24a)는 연결되어 하나로 되어 있는 경우이어도 좋다. 그 경우, 요철 구조(20)는 복수의 볼록부(23a)에 의해 형성되어 있다고 생각할 수 있다. 이와 같이, 요철 구조(20)를 구성하는 복수의 볼록부는 저굴절률층(21)의 볼록부(23)이어도 좋고, 고굴절률층(22)의 볼록부(23a)이어도 좋다. 설명의 간략화를 위해, 이후는, 특별히 제한하지 않는 한, 요철 구조(20)를 형성하는 복수의 볼록부는 복수의 볼록부(23)인 경우를 주로 설명하지만, 볼록부(23)의 구조는 볼록부(23a)에 적용할 수 있다.
볼록부(23)는 계단 형상으로 되어 있다. 도 1의 예에서는, 볼록부(23)는 2 단계로 돌출된다. 오목부(24)가 계단 형상으로 파여 있어도 좋다. 볼록부(23)는 견부(肩部)를 가진 것이어도 좋다. 볼록부(23)는 잘록부를 가진 것이어도 좋다. 볼록부(23)의 도중에 마련되는 단은 단차부(25)로 정의된다. 단차부(25)는 볼록부(23)의 측부에 마련되어 있다. 볼록부(23)의 제 1 단의 돌출은 단차부(25)의 부분이며, 볼록부(23)의 제 2 단의 돌출은 볼록부(23)의 선단의 부분이다. 오목부(24)는 기저부라고 해도 좋다. 도 1의 예에서는, 제 2 단의 돌출이 최상단으로 된다. 이와 같이 단차부(25)가 있음으로써, 광의 진행 방향이 효과적으로 변화할 수 있다. 그 때문에, 광 취출성이 높아진다.
요철 구조(20)는 두께 방향에 있어서, 볼록부(23)의 선단에 위치하는 고부(高部)(20H)와, 오목부(24)의 바닥에 위치하는 저부(低部)(20L)와, 단차부(25)에 위치하는 중부(中部)(20C)의 3개의 영역을 가지고 있다. 요철 구조(20)는 두께 방향의 위치를 3개 가진다. 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 계면에 있어서, 두께 방향의 위치의 수는 레벨수로 정의된다. 두께 방향은 유기 발광체가 적층되는 방향을 의미한다. 도 1의 예는 레벨수가 3이다. 저부(20L)는 보호층(10)에 가까운 부분으로 된다. 저부(20L)는 평탄한 면으로 되어도 좋다. 고부(20H)는 광 투과성 전극(30)에 가까운 부분으로 된다. 고부(20H)는 평탄한 면으로 되어도 좋다. 중부(20C)는 고부(20H)와 저부(20L)의 사이에 배치되는 부분이다. 중부(20C)는 평탄한 면으로 되어 있어도 좋다. 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출하면, 레벨수는 3 이상으로 된다.
도 2는 요철 구조(20)가 마련되는 계면의 설명도이다. 도 2는 도 2(a) ~ 도 2(e)로 구성된다. 도 2에서는, 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 적층체를 유기 EL 소자(1)로부터 추출해서 도시하고 있다. 도 2(c) ~ 도 2(e)와 같이, 유기 EL 소자(1)에 있어서, 볼록부(23)는 적어도 2단으로 돌출한다. 볼록부(23)는 3단 이상으로 돌출해도 좋고, 4단 이상으로 돌출해도 좋다. 도 2를 이용하여, 레벨수에 대해 설명한다.
도 2(a)와 같이, 요철 구조(20)가 없는 경우, 레벨수는 1이다. 계면의 두께 방향의 위치는 1개 밖에 없다. 도 2(b)와 같이, 볼록부(23)가 1단으로 돌출하는 요철 구조(20)의 경우, 레벨수는 2이다. 계면의 두께 방향의 위치는 2개이다. 한편, 도 2(c)와 같이, 볼록부(23)가 2단으로 돌출하는 요철 구조(20)의 경우, 레벨수는 3이다. 계면의 두께 방향의 위치는 3개이다. 도 2(d)와 같이, 볼록부(23)가 3단으로 돌출하는 요철 구조(20)의 경우, 레벨수는 4이다. 계면의 두께 방향의 위치는 4개이다. 도 2(e)와 같이, 볼록부(23)가 4단으로 돌출하는 요철 구조(20)의 경우, 레벨수는 5이다. 계면의 두께 방향의 위치는 5개이다. 이와 같이, 요철 구조(20)를 갖는 경우, 레벨수는 돌출하는 단의 수에 1을 더한 수로 된다. 단차부(25)의 수에 2를 더한 수가 레벨수로 되는 것으로 해도 좋다. 레벨수 6 이상도 마찬가지로 이해될 것이다. 도 2(c)에 나타나는 2단 돌출의 볼록부(23)는 도 1의 형태에 적용되고 있다. 도 2(d) 및 도 2(e)에 나타나는 볼록부(23)가 도 1의 형태에 적용되어도 좋다. 또, 고부(20H), 저부(20L), 중부(20C)는 상술한 바와 같으며, 도 2(c) ~ 도 2(e)에 기재되어 있다. 단차부(25)가 2 이상인 경우에는, 중부(20C)는 저굴절률층(21)측으로부터, 제 1 중부(20C1), 제 2 중부(20C2), 제 3 중부(20C3)라고 부호를 붙일 수 있다. 이와 같이, 복수의 중부(20C)가 마련되어도 좋다.
볼록부(23)는 단 형상으로 돌출하고 있으면 좋고, 각 단의 높이는 특별히 한정되지 않는다. 단의 높이는 두께 방향의 길이를 의미한다. 볼록부(23)는 각 단이 대략 동일 높이로 돌출하고 있어도 좋다. 그것에 의해, 광 취출성이 효율 좋게 향상될 수 있다. 2단의 볼록부(23)의 경우, 단차부(25)는 두께 방향에 있어서, 볼록부(23)의 중간 부분에 배치될 수 있다. 3단의 볼록부(23)의 경우, 단차부(25)는 볼록부(23)의 높이의 1/3과 2/3의 부분에 배치될 수 있다. 볼록부(23)는 등간격으로 단이 형성되어 있어도 좋다. 단차부(25)에 의해 형성되는 중부(20C)도 마찬가지라고 할 수 있다.
복수의 볼록부(23)는 동일 형상이어도 좋다. 동일 형상의 볼록부(23)에 의해, 용이하게 광 취출성을 높일 수 있다. 요철 구조(20)는 오목부(24)의 바닥에 저굴절률층(21)이 존재하고 있지 않는 구조이어도 좋다. 오목부(24)의 바닥에 있어, 고굴절률층(22)과 보호층(10)이 접하고 있어도 좋다. 또, 요철 구조(20)는 볼록부(23)의 선단에 고굴절률층(22)이 존재하고 있지 않는 구조이어도 좋다. 볼록부(23)의 선단에 있어서, 저굴절률층(21)과 광 투과성 전극(30)이 접하고 있어도 좋다.
유기 EL 소자(1)에서는, 발광층(41)의 광 출사측과는 반대 측에, 광을 반사하는 반사층(R1)을 구비하는 것이 바람직하다. 도 1의 예에서는, 반사층(R1)은 광 반사성 전극(50)으로 구성되어 있다. 반사층(R1)을 가짐으로써, 광을 반사시킬 수 있고, 반사 방향으로의 광량을 높일 수 있다. 그리고, 반사층(R1)에 가장 가까운 발광층(41)과 반사층(R1)의 사이의 매질의 굴절률을 n5로 한다. 또, 발광층(41)에서 발생하는 광의 파장을 λ로 한다. 또, 발광층(41)과 반사층(R1)의 거리를 L1로 한다. 이때에,
L1≥λ/(3n5)
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
발광층(41)과 반사층(R1)의 거리가 상기의 관계를 만족하면, 플라즈몬(plasmon)을 억제할 수 있기 때문에, 광을 보다 많이 외부로 취출할 수 있다. 플라즈몬에 의해, 발광층(41)에서 발생한 광이 반사층(R1)의 표면에서 반사될 때에, 에너지 흡수로 인해 반사층(R1)의 표면에서 소실된다. 플라즈몬은 금속층의 표면에서 특히 일어날 수 있다. 플라즈몬 억제를 위해서는, 발광층(41)과 반사층(R1)의 거리를 크게 하는 것이 유효하다. 그리고, 발광층(41)의 광의 파장 λ과, 발광층(41)이 반사층(R1)에 도달할 때까지의 매질의 굴절률 n5가 플라즈몬 억제에 관계될 수 있다. 매질이란 공간을 채우는 물질을 의미한다. 그리고, 거리 L1를λ/(3×n5) 이상으로 하면, 플라즈몬을 효과적으로 억제할 수 있다. 거리 L1의 단위는 ㎚이어도 좋다. 또, 도 1에서는, 발광층(41)이 반사층(R1)에 가장 가까운 발광층으로 되어 있지만, 발광층이 2 이상인 경우에는, 반사층(R1)에 가장 가까운 발광층이 이 경우의 발광층으로 된다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 발광층(41)을 반사층(R1)에 가장 가까운 발광층으로서 설명한다.
거리 L1의 상한은 특별히 없지만, L1가 너무 커지면, 소자의 설계가 어려워질 우려가 있다. 그 관점에서, L1＜λ인 것이 바람직하고, L1＜λ/2인 것이 더 바람직하다. 또, L1＜λ/n5로 되는 것도 바람직하다. 또, L1＜λ/3으로 되어도 좋다. 거리 L1는 구체적으로는, 예를 들면, 50~500 ㎚의 범위 내로 할 수 있다.
여기서, 파장 λ은 발광층(41)에서 발생하는 광의 파장이다. 파장 λ은 가로축을 파장의 길이로 하고, 세로축을 상대 강도로 해서 나타내는 광의 스펙트럼을 가중해서 평균화한 것으로 구해진다. 파장 λ은 통상, 가시광선 영역에 들어간다. 파장 λ은 400~700 ㎚의 범위 내이어도 좋다. 파장 λ로서, 구체적으로는, 500~600 ㎚가 예시된다. 또, 굴절률 n5는 발광층(41)과 반사층(R1)의 사이의 매질의 평균화된 굴절률이다. 전하 이동층(43)이 단층인 경우, 전하 이동층(43)의 굴절률이 n5로 된다. 전하 이동층(43)이 2 이상의 층으로 구성되는 경우, 각 층의 굴절률을 두께로 가중해서 평균화함으로써, 굴절률 n5가 구해진다. 굴절률 n5는 예를 들면, 1.5 ~ 2.5의 범위 내이어도 좋다.
발광층(41)과 반사층(R1)의 거리 L1가 커지는 것은 플라즈몬 억제에는 유리하지만, 그 반면에, 광각 광도 많아질 수 있다. 광각 광이란 경사 방향의 광 중, 기판(S1)으로의 입사 각도가 비교적 큰 광을 의미한다. 기판(S1)의 표면과 수직인 방향의 선(법선)과 광의 진행 방향이 이루는 각도가 입사 각도이다. 광각 광은 입사 각도가 40도 이상이어도 좋다. 광각 광은 기판(S1)(보호층(10))에 있어서 전반사하기 쉽다. 광각 광을 취출하는 것은 전체의 광 취출성의 향상으로 이어진다. 유기 EL 소자(1)에서는, 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출함으로써, 광각 광을 보다 많이 취출할 수 있다. 그 때문에, 플라즈몬 억제에 의해 발생한 광각 광을 효율 좋게 취출할 수 있다.
도 3은 유기 EL 소자의 광의 진행을 설명하는 모식도이다. 도 3은 도 1과는 층의 순번이 상하 역전되어 기재되고, 위쪽으로 광이 출사되도록 도시되어 있다. 도 3은 모델화되어 있고, 두께의 관계도 실제의 것과는 다르다. 화살표는 광의 진행을 나타낸다.
발광층(41)에서 발생한 광은 기판(S1)의 표면에 수직인 방향뿐만 아니라, 기판(S1)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사진 방향으로 진행하는 성분을 많이 포함한다. 도 3에서는, 기판(S1)의 표면에 대해서 경사 방향으로 진행되는 광의 진행을 설명한다. 경사 방향으로 진행되는 광은 발광원으로부터 직접 진행하는 광과, 반사층(R1)에서 반사된 광을 포함한다. 발광원은 발광층(41)에 존재한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 경사 방향으로 진행되는 광은 유기층(40)으로부터 나와 광 투과성 전극(30)을 통과한 후, 고굴절률층(22)으로 들어간다. 여기서, 고굴절률층(22)은, 발광층(41)과 광 투과성 전극(30)과 고굴절률층(22)에서의 굴절률이 매칭됨으로써, 프레넬(Fresnel) 반사가 저감될 수 있다. 예를 들면, 고굴절률층(22)과 발광층(41)의 굴절률차는 절대치로 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.1 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 예를 들면, 광 투과성 전극(30)과 발광층(41)의 굴절률차는 절대치로 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.1 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 예를 들면, 고굴절률층(22)과 광 투과성 전극(30)의 굴절률차는 절대치로 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.1 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 굴절률이 매칭되면, 프레넬 반사가 저감된다.
고굴절률층(22)에 들어간 광은 요철 구조(20)에 도달한다. 도 3에서는, 요철 구조(20)는 층 형상으로 도시되어 있지만, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 요철 구조(20)는 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에 형성되어 있어도 좋다. 요철 구조(20)에서는, 복수의 볼록부(23)가 존재함으로써, 광의 진행 방향이 변화될 수 있다. 여기서, 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출하고 있으면, 광의 진행 방향을 저각도측으로, 즉 기판(S1)의 법선 방향에 가까워지도록 변경시키는 작용이 강해진다. 이 작용은 -1차 투과 회절광의 효율이 향상되기 때문이다. 이 작용에 의해, 광선을 세울 수 있다. 또, 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출하고 있으면, 광각 광을 보다 많이 취출할 수 있다. 볼록부(23)와 오목부(24)의 사이에 단차가 존재함으로써, 경사 방향으로 진행되는 광은 진행 방향이 효율적으로 변화될 수 있다. 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출하면, 경사 방향으로 진행되는 광은 볼록부(23)의 측부에 닿기 쉬워진다. 이와 같이, 2단 이상의 볼록부(23)가 마련된 요철 구조(20)를 가짐으로써, 광을 보다 많이 취출할 수 있다. 요철 구조(20)는 회절 격자면으로 될 수 있다.
-1차 투과 회절광은 광의 진행 방향이 회절에 의해 외부 측으로 휘는 1번째의 광이다. 0차 투과 회절광은 직선으로 진행되는 성분이다. 투과광은 0차 회절과 -1차, -2차, -3차····의 회절이 발생한다. 도 3에서는, 요철 구조(20)를 통과한 광 중, -1차 투과 회절광이 실선으로 표시되고, 0차 투과 회절광이 파선으로 표시되어 있다.
도 4는 요철 구조(20)의 레벨수와 -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 레벨수는 상술한 바와 같이, 볼록부(23)가 돌출하는 단의 수에 1을 더한 값으로 될 수 있다. 레벨수가 커질수록, -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T의 값이 높아지고, 광은 기판(S1)의 법선 방향으로 진행 방향이 변화될 수 있다. -1차 투과 회절광의 효율은 스칼라 이론(복소 투과율 분포 근사)에 있어서는, 편광 상태에 관계없이, 다음의 식으로 주어진다.
[식 1]
Figure pct00001
상기의 식에 있어서, M는 레벨수, nlow는 저굴절률층의 굴절률, nhigh는 고굴절률층의 굴절률을 나타낸다. 이 식을 이용함으로써, 도 4의 그래프가 얻어진다.
도 4의 그래프에 나타내는 바와 같이, 레벨수가 2인 경우, 즉, 요철 구조(20)가 1단의 볼록부(23)로 형성되어 있는 경우는, -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T는 50%를 하회하고 있어, -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T는 그만큼 높지 않다. 그렇지만, 볼록부(23)가 2단 이상으로 되는 레벨수 3 이상의 경우, -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T는 60%를 초과하고 있다. 이와 같이, 2단 이상의 볼록부(23)를 마련함으로써, 광의 진행 방향을 정면 방향에 가깝게 할 수 있기 때문에, 광 취출성을 향상시킬 수 있다. 레벨수가 증가함에 따라, -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T는 커진다. 다만, 레벨수가 커질수록, 증가의 정도는 적어진다. 볼록부(23)에의 단 형성의 용이성을 고려하면, 레벨수 6 이하로 되는 것(5단 이하)이 바람직하고, 레벨수 5 이하로 되는 것(4단 이하)이 보다 바람직하다. 볼록부(23)는 3단 이하이어도 좋고, 2단이어도 좋다. 그런데, 도 4에서는, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2를 변화시키고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이 저굴절률층(21)의 굴절률 n2의 변화는, 레벨수의 증감에 따른 -1차 투과 회절광의 효율 η-1 T의 변화에 영향을 거의 미치지 않는다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 요철 구조(20)를 통과한 광은 저굴절률층(21)에 들어가, 저굴절률층(21)과 보호층(10)의 계면에 도달한다 이때, 보호층(10)의 굴절률은 저굴절률층(21)의 굴절률보다 높기 때문에, 보호층(10)에 들어간 광의 진행 방향은 저각도측에, 즉 기판(S1)의 법선 방향에 가까워지도록 변화될 수 있다. 또, 계면으로의 입사각이 작아지기 때문에, 프레넬 손실도 저감될 수 있다. 그 후, 광은 보호층(10)을 통과해서, 대기가 존재하는 외부로 나온다. 대기는 보호층(10)보다 굴절률이 낮기 때문에, 광의 진행 방향은 각도가 커지는 방향으로 변화될 수 있다. 광은 눕는 방향으로 변화될 수 있다. 광이 진행하는 경사 방향의 각도가 큰 경우, 임계각을 초과하면, 전반사가 발생하기 때문에, 광이 보호층(10)에 갇힐 수 있다. 여기서, 상기와 같이, 유기 EL 소자(1)에서는, 광의 진행 방향은 보호층(10)과 대기의 계면에 도달하기 전에, 상향 방향으로 변화되기 쉬워진다. 또, 프레넬 손실이 저감될 수 있는 구조로 되어 있다. 그 때문에, 보호층(10)과 대기의 계면에서의 전반사가 억제되어, 광의 취출성이 향상된다.
이상의 결과를 살펴보면, 저굴절률층(21)을 보호층(10)보다 저굴절률화함으로써, 광선 방향의 제어와, 그에 따른 프레넬 반사 저감과, 계면에서의 광 취출이 용이하게 되는 효과가 있다고 할 수 있다. 한편, 1단 이하의 광 취출 구조에서는 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이의 굴절률 콘트라스트가 증대함으로써, 전반사가 일어나기 쉬워져, 광각 성분의 취출 효율이 저하된다고 하는 트레이드 오프(trade-off) 관계가 발생할 수 있다.
그래서, 상술한 바와 같이, 멀티 레벨 구조(2단 이상의 요철 구조)를 이용하면, 광각에서의 광 취출 효율 향상과, -1차 회절 성분 증대에 따른 광선 방향의 제어 효과에 의해, 저굴절률화에 따른 트레이드 오프 관계를 저감할 수 있다.
도 5는 발광층(41)과 반사층(R1)의 사이의 거리 L1를 변화시켰을 때의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5는 도 5(a) 및 도 5(b)로 구성된다. 도 5(a)는 거리 L1와 광의 모드의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5(b)는 거리 L1와 취출되는 광의 각도(기판(S1)의 법선과 이루는 각)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5(b)에서는, 광의 강도를 상대화해서, 등고선 형상으로 나타내고 있다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 광은 에바네센트 모드(Evanescent mode), 흡수(Absorption), 기판 모드(Substrate mode), 추출 모드(Extraction mode)로 구분된다. 이 중, 에바네센트 모드가 플라즈몬이 생기는 영역이다. 기판 모드는 기판 표면에 있어서의 전반사 등에 의해 광이 내부에 갇히는 영역이다. 흡수는 재료에 의한 흡수에 의해 광이 손실되는 영역이다. 추출 모드는 외부로 광이 취출되는 영역이다. 추출 모드에 있어서의 광의 양은 거리 L1가 변화되었을 때에, 광의 간섭 작용이 변화하기 때문에, 증감할 수 있다. 그 때문에, 추출 모드의 둘레부는 파(wave) 형상으로 되어 있다.
도 5(a)의 그래프로부터, 거리 L1가 작으면 에바네센트 모드의 배분이 커지는 것으로 이해된다. 거리 L1가 λ/(4n5)를 초과하면, 에바네센트 모드의 비율이 감소하고, 거리 L1가 λ/(3n5)를 초과하면, 에바네센트 모드의 비율이 더 감소하는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 플라즈몬 억제를 위해서는, 거리 L1는 λ/(3n5) 이상으로 하는 것이 바람직한 것이다. 플라즈몬 억제의 관점에서는, 거리 L1는, L1≥λ/(2n5) 이상으로 되는 것이 보다 바람직하다는 것을 그래프로부터 이해할 수 있다.
도 5(b)의 그래프로부터, 거리 L1가 작을 때에는, 각도가 작은 광의 양이 많은 것을 알 수 있다. 각도가 작은 광은 외부로 출사하기 쉽다. 그렇지만, 거리 L1가 커짐에 따라, 각도가 큰 광의 양이 많아지고 있다. 특히, 플라즈몬 억제를 위해서, L1를 λ/(3n5) 이상으로 하면, 각도가 큰 성분이 증가하고 있다. 이와 같이, 플라즈몬 억제를 위해서는 거리 L1를 크게 하는 것이 바람직하지만, 거리 L1를 크게 하면, 광각의 성분의 광이 증가하게 된다. 그 때문에, 광각의 성분의 광을 보다 효과적으로 취출할 수 있는 2단 이상의 볼록부(23)를 갖는 요철 구조(20)가 유리하다. 물론, L1가 λ/(3n5) 보다 작은 범위에서도, 단 형상의 요철 구조(20)는 광 취출성이 우수하다. 또, 도 5(a) 및 도 5(b)에서는, 굴절률을 나타내는 n5를 단순히 n으로 간략화해서 기재하고 있다.
도 6은 볼록부(23)의 단수와 광 취출성의 관계의 시뮬레이션 결과를 나타내는 일례이다. 도 6은 도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)로 구성된다. 도 6(a)는 요철 구조(20)의 모델이다. 도 6(b)는 1단으로 돌출하는 볼록부(23)를 갖는 요철 구조(20)에 있어서의 광의 투과율을 나타내는 그래프이다. 도 6(c)는 2단으로 돌출하는 볼록부(23)를 갖는 요철 구조(20)에 있어서의 광의 투과율을 나타내는 그래프이다. 도 6(b) 및 도 6(c)에서는, 광의 각도와 저굴절률층(21)의 굴절률 n2를 파라미터로 해서 변화시켰을 때의 광의 투과율을 등고선 형상으로 도시하고 있다. 도 6(b) 및 도 6(c)의 그래프의 투과율은 발광층(41)에서 발생한 광이 기판(S1)(보호층(10))를 통과해서 외부로 출사하는 비율을 나타내고 있다. 볼록부(23)가 2단 이상인 경우는, 멀티 레벨의 요철 구조(20)라고 해도 좋다. 볼록부(23)가 1단인 경우는, 싱글 레벨의 요철 구조(20)라고 해도 좋다.
도 6(a)에 나타내는 구조에 의해 시뮬레이션이 행해진다. 도 6(a)에서는, 고굴절률층(22)의 볼록부(23a)에 의해 요철 구조(20)가 형성되어 있다. 볼록부(23a)는 일정한 주기로 배치되어 있다. 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(23a)의 주기를 P1로 한다. 볼록부(23a)의 전체의 높이를 H1로 하고, 단차부(25)의 높이를 H2로 한다. 높이는 고굴절률층(22)의 오목부(24a)의 저부로부터의 수직 방향의 길이이다. 볼록부(23a)의 폭을 W1로 한다. 단차부(25)의 폭을 W2로 한다. D1가 볼록부율로서 정의된다. D1는 W1/P1로 나타내어진다. 볼록부(23a)는 규칙적으로 배치되어 있다.
도 6(b)는 H1를 0.8㎛로 하고, P1를 5.4㎛로 하고, D1를 0.25로 해서 설정했을 때의 광 투과율의 결과이다. 또, 단이 없기 때문에, H2 및 W2의 설정은 없다. 도 6(c)는 H1를 1.2㎛로 하고, H2를 0.6㎛로 하고, P1를 2.4㎛로 하고, W2를 0.6㎛로 하고, D1를 0.8으로 해서 설정했을 때의 광 투과율의 결과이다. 도 6(b) 및 도 6(c)의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 단차부(25)를 갖는 요철 구조(20)는 광각의 성분의 광을 많이 투과시키는 것을 알 수 있다. 그리고, 광각의 성분의 투과광의 양이 많아지는 것은, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2가 낮아졌을 때에 더 일어날 수 있다. 즉, 저굴절률층(21)의 저굴절률화와 단차부(25)가 시너지 효과를 발휘하여, 광각의 광을 취출할 수 있다. 도 6(b) 및 도 6(c)에서는, 광각의 성분의 광의 영역을 영역 A1로 나타내고 있다. 도 6(c)에서는, 영역 A1 내의 투과율의 수치가 도 6(b)보다 높다. 이와 같이, 저굴절률층(21)과 2단 이상의 볼록부(23)에 의해 광각 성분을 보다 많이 외부 측으로 취출할 수 있기 때문에, 광 취출성이 향상된다. 또, 광의 투과율의 최대치는, 1단의 볼록부(23)의 쪽이 높아질 수 있지만, 광각 성분의 광을 많이 모을 수가 있으면 광의 양은 비약적으로 증가하기 때문에, 2단 이상의 볼록부(23)의 쪽이 전체의 광량의 향상에는 유리하게 될 수 있다.
도 6(a)를 이용해서 요철 구조(20)의 바람직한 치수를 예시한다. 볼록부(23a)의 폭 W1는 0.1~100㎛의 범위 내이어도 좋다. 오목부(24a)의 폭 W3는 0.1~100㎛의 범위 내이어도 좋다. 주기 P1는 0.1~100㎛의 범위 내이어도 좋다. 단차부(25)의 폭 W2는 0.1~30㎛의 범위 내이어도 좋다. 단차부(25)의 폭 W2는 볼록부(23a)의 폭 W1의 10~40%의 범위 내이어도 좋다. 저굴절률층(21)의 볼록부(23)의 바람직한 치수도 마찬가지이다.
저굴절률층(21)은 수지에 의해 구성될 수 있다. 저굴절률층(21)은 저굴절률 입자를 포함해도 좋다. 저굴절 입자로서는 중공 입자가 예시된다. 중공 입자로서는 중공 실리카 미립자가 예시된다.
고굴절률층(22)은 수지에 의해 구성될 수 있다. 고굴절률층(22)은 고굴절률 입자를 포함해도 좋다. 고굴절 입자는 유기 입자 및 무기 입자 중 어느 것이어도 좋다. 예를 들면, 산화 티탄에 의해 고굴절률 입자가 형성될 수 있다. 또, 고굴절률층(22)은 무기층으로 구성되어도 좋다. 고굴절률층(22)에 이용하는 바람직한 재료로서, Ti, Zr, Zn, In, Ga, Sn, Si, 및 그 산화물이 예시된다. 또, 고굴절률층(22)에 이용하는 바람직한 재료로서, Si의 산화물 또는 질화물이 예시된다. 또, 고굴절률층(22)에 이용하는 바람직한 재료로서, 상기에 나타내는 금속, 금속 산화물, 무기물, 무기 산화물, 무기 질화물의 어느 하나 이상이 분산한 유기-무기 하이브리드 재료가 예시된다. 또, 고굴절률층(22)은 필름 재료로 형성되어도 좋다. 필름 재료는 수지의 성형물이어도 좋다. 필름 재료로서는, PET, PBN, PTT, PEN, CO 등이 예시된다. 물론, 이들 재료는 예시이며, 고굴절률층(22)의 재료는 이들로 한정되는 것은 아니다.
요철 구조(20)는 요철을 형성하는 최적의 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 임프린팅(imprinting)에 의해 요철 구조(20)가 형성되어도 좋다. 나노 임프린팅이 예시된다. 나노 임프린팅은 나노 사이즈의 요철을 효율 좋게 형성할 수 있다. 나노 임프린팅은 단차부(25)를 갖는 볼록부(23)를 용이하게 형성할 수 있다. 나노 임프린팅은 나노 사이즈의 요철을 몰드에 마련해서, 몰드의 요철을 전사시킴으로써 프린팅이 행해질 수 있다. 몰드를 사용한 방법은 수지층의 요철의 형성에 적합하다. 물론, 나노 임프린팅 이외의 방법으로 요철 구조(20)가 형성되어도 좋다. 예를 들면, 요철 구조(20)는, 기계 가공, 레이저 가공, 다단 마스크 노광과 드라이 에칭의 조합 가공 등에 의해 형성될 수 있다.
도 7은 유기 EL 소자(1)의 일례이다. 도 7의 형태는 도 1의 형태의 변형예이며, 이하에서 설명하는 사항 이외는 도 1의 형태와 마찬가지이어도 좋다. 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여해서 설명을 생략한다.
도 7의 예에서는, 요철 구조(20)는 고굴절률층(제 1 층)(22)과 저굴절률층(제 2 층)(21)의 사이의 굴절률을 갖는 구조를 구비하고 있다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 사이의 굴절률을 갖는 구조는 중굴절률 구조(26)로 정의된다. 중굴절률 구조(26)에 의해, 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이의 계면에서의 반사가 저감된다. 그 때문에, 외부로 출사하는 광을 증가시킬 수 있다.
중굴절률 구조(26)는 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이의 굴절률을 갖는다. 중굴절률 구조(26)의 굴절률을 n6로 했을 때에, n2＜n6＜n3의 관계가 성립된다. 중굴절률 구조(26)의 굴절률 n6는 보호층(10)의 굴절률 n1보다 높아도 좋다. 이 경우, n1＜n6의 관계가 성립된다. 중굴절률 구조(26)의 굴절률 n6는 보호층(10)의 굴절률 n1보다 낮아도 좋다. 이 경우, n6＜n1의 관계가 성립된다.
중굴절률 구조(26)는 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 사이의 굴절률을 발현하는 최적의 구조로 형성될 수 있다. 중굴절률 구조(26)는 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 계면에 마련된다. 중굴절률 구조(26)는 요철 구조(20)의 형상을 따라 마련된다. 중굴절률 구조(26)는 볼록부(23), 단차부(25) 및 오목부(24)의 표면에 마련될 수 있다. 중굴절률 구조(26)는 층이 도입되어 형성되어도 좋고, 저굴절률층(21) 또는 고굴절률층(22)의 구조 변화에 의해 형성되어도 좋다.
중굴절률 구조(26)의 일례로서 박막을 들 수 있다. 박막은 요철 구조(20)의 작용이 손상되지 않는 정도의 두께로 마련될 수 있다. 박막의 두께는 단차부(25)의 높이보다 작은 것이 바람직하다. 박막은 굴절률 n6를 가질 수 있다. 중굴절률 구조(26)의 일례로서 모스 아이(moss eye) 구조를 들 수 있다. 모스 아이 구조는, 볼록부(23)보다 작은 복수의 돌기에 의해 구성될 수 있다. 모스 아이 구조의 돌기의 사이즈는 단차부(25)의 높이보다 작은 것이 바람직하다. 모스 아이 구조는 저굴절률층(21)에 마련되어도 좋고, 고굴절률층(22)에 마련되어도 좋다. 모스 아이 구조는 굴절률 n6를 가질 수 있다. 중굴절률 구조(26)의 일례로서, 저굴절률층(21) 또는 고굴절률층(22) 내에 함유되는 미립자에 의해 형성된 복수의 돌기를 들 수 있다. 이 경우, 미립자를 포함하는 층의 표면 거칠기는 예를 들면, 100 ㎚ 이상이어도 좋다. 표면 거칠기는 1000 ㎚ 이하이어도 좋다. 미세한 돌기가 마련된 구조는 굴절률 n6를 가질 수 있다. 이 경우의 표면 거칠기는 Rz이어도 좋다.
여기서, 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 사이의 굴절률차가 커짐에 따라, 이들 층의 계면에서, 광을 전반사시키는 임계각이 저각도로 변화해 가는 경향이 있다. 광이 전반사하면, 광을 외부로 취출하기 어려워진다. 특히 광각 광을 취출하는 구조로 했을 때에는, 임계각이 저각도로 되면, 전반사가 생기는 각도의 광의 양이 많아질 수 있다. 그래서, 도 7의 형태에서는, 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에 중굴절률 구조(26)가 마련되어 있다. 중굴절률 구조(26)는 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 사이의 굴절률차를 저감할 수 있기 때문에, 계면에서의 전반사를 억제할 수 있다. 그 때문에, 광 취출성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 유기 EL 소자(1)의 일례이다. 도 8의 형태는 도 1의 형태의 변형예이며, 이하에서 설명하는 사항 이외는 도 1의 형태와 마찬가지이어도 좋다. 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 8의 예에서는, 보호층(10)과 저굴절률층(제 2 층)(21)의 사이에, 보호층(10)보다 낮은 굴절률을 갖는 구조를 구비하고 있다. 보호층(10)과 저굴절률층(21)의 사이의, 보호층(10)보다 낮은 굴절률을 갖는 구조는 굴절률 조정 구조(60)로 정의된다. 굴절률 조정 구조(60)에 의해, 프레넬 반사가 저감될 수 있다. 그 때문에, 외부로 출사하는 광이 증가한다.
굴절률 조정 구조(60)는 보호층(10)(기판(S1))보다 굴절률이 낮다. 굴절률 조정 구조(60)의 굴절률을 n7로 했을 때에, n7＜n1의 관계가 성립된다. 굴절률 조정 구조(60)의 굴절률 n7는 저굴절률층(21)의 굴절률 n2보다 높아도 좋다. 이 경우, n2＜n7의 관계가 성립된다. 굴절률 조정 구조(60)의 굴절률 n7는 저굴절률층(21)의 굴절률 n2보다 낮아도 좋다. 이 경우, n7＜n2의 관계가 성립된다.
굴절률 조정 구조(60)는 보호층(10)보다 낮은 굴절률을 발현하는 최적의 구조로 형성될 수 있다. 굴절률 조정 구조(60)는 저굴절률층(21)과 보호층(10)의 사이에 마련된다. 굴절률 조정 구조(60)는 층이 도입되어 형성되어도 좋고, 보호층(10) 또는 저굴절률층(21)의 구조 변화에 의해 형성되어도 좋다.
굴절률 조정 구조(60)의 일례로서 무기층 또는 수지층을 들 수 있다. 무기층의 재료로서는, 예를 들면, SiO2, MgF를 들 수 있다. 수지층으로서는, 불소기(F기)를 포함한 수지로 형성된 층을 들 수 있다. 이들 층에 의해, 굴절률이 조정될 수 있다. 이들 층은 굴절률 n7를 가질 수 있다. 굴절률 조정 구조(60)의 일례로서 모스 아이 구조를 들 수 있다. 모스 아이 구조는 미소한 복수의 돌기에 의해 구성될 수 있다. 모스 아이 구조의 돌기의 사이즈는 볼록부(23)의 높이보다 작은 것이 바람직하다. 모스 아이 구조는 보호층(10)에 마련되어도 좋고, 저굴절률층(21)에 마련되어도 좋다. 모스 아이 구조는 굴절률 n7를 가질 수 있다. 굴절률 조정 구조(60)의 일례로서 보호층(10)의 구조 변화를 들 수 있다. 예를 들면, 보호층(10)이 소다 석회 유리로 형성된 유리 기판인 경우에, 유리 기판의 표면에서 나트륨이 결핍함으로써, 굴절률 조정 구조(60)가 구성될 수 있다. 굴절률이 n1인 소다 석회 유리에 있어서 나트륨이 결핍한 영역은 굴절률 n7를 가질 수 있다.
여기서, 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 사이의 굴절률차가 커짐에 따라, 프레넬 반사가 증대해 가는 경향이 있다. 프레넬 반사가 증대하면, 광을 외부로 취출하기 어려워진다. 특히 광각 광을 취출하는 구조로 했을 때에는, 프레넬 반사가 커지기 쉽다. 그래서, 도 8의 형태에서는, 보호층(10)과 저굴절률층(21)의 계면에 굴절률 조정 구조(60)가 마련되어 있다. 굴절률 조정 구조(60)는 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 사이의 굴절률차에 의해 발생하는 프레넬 반사를 저감할 수 있다. 그 때문에, 광 취출성을 향상시킬 수 있다. 또, 유기 EL 소자(1)는 도 7의 형태의 중굴절률 구조(26)와 도 8의 형태의 굴절률 조정 구조(60)의 양쪽을 가지고 있어도 좋다. 그것에 의해, 광의 취출성이 더 향상될 수 있다.
도 9는 유기 EL 소자(1)의 일례이다. 도 9의 형태는 도 1의 형태의 변형예이며, 이하에 설명하는 사항 이외는 도 1의 형태와 마찬가지이어도 좋다. 또, 도 9의 형태는 도 7에서 설명한 중굴절률 구조(26) 및 도 8에서 설명한 굴절률 조정 구조(60)의 한쪽 또는 양쪽이 추가로 도입되어도 좋다. 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 9의 형태는 보호층(10)의 광 출사측에 광 취출 구조(70)를 구비하고 있다. 광 취출 구조(70)를 구비함으로써, 보호층(10)을 통해서 외부로 향하는 광을 보다 많이 취출할 수 있다.
광 취출 구조(70)는 기판(S1)의 표면에 마련되는 최적의 구조로 형성될 수 있다. 광 취출 구조(70)는 층이어도 좋다. 광 취출 구조(70)의 일례로서 필름을 들 수 있다. 필름은 수지의 성형체이어도 좋다. 필름을 점착함으로써, 용이하게 광 취출 구조(70)를 형성할 수 있다. 필름은 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 것이어도 좋다. 필름은 회절 격자를 포함하는 것이어도 좋다. 또, 광 취출 구조(70)는 요철 구조를 갖는 수지층의 적층체로 마련되어도 좋다. 예를 들면, 요철 구조는 복수의 볼록부 또는 오목부를 가짐으로써, 광의 취출성이 높아진다. 요철 구조는 상술한 저굴절률층(21)과 고굴절률층(22)의 적층 구조에 의해 형성되는 요철 구조(20)와 마찬가지의 구조를 채용할 수 있다. 예를 들면, 광 취출 구조(70)에 있어서의 고굴절률층 및 저굴절률층은 광이 출사하는 방향에 따라, 이 순서로 배치될 수 있다. 광 취출 구조(70)에 포함되는 볼록부는 볼록부(23) 또는 볼록부(23a)와 동일하여도 좋다. 요철 구조는 예를 들면, 임프린팅으로 형성될 수 있다. 광 취출 구조(70)의 요철 구조로서, 특히, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부로 구성되는 요철 구조를 채용한 경우, 광 취출성을 효과적으로 높일 수 있다. 광 취출 구조(70)가 요철 구조(20)와 마찬가지의 요철 구조를 가지면, 더 효과적이다.
그런데, 상기에서 설명한 유기 EL 소자(1)에서는, 정면 방향을 향하는 광을 증가시키는 것이 가능하다. 그 때문에, 보호층(10)의 표면에서 전반사가 일어나지 않는 각도의 광이 많아지도록 광의 진행 방향을 제어할 수 있으면, 광 취출 구조(70)는 없어도 좋다. 광 취출 구조(70)가 없는 경우, 유기 EL 소자(1)의 제작이 용이해진다. 도 1의 형태에서는, 광 취출 구조(70)를 갖지 않고, 광 취출 효율이 높은 구조를 형성하는 것이 가능하다. 한편, 도 9의 형태는 보호층(10)의 표면에서의 전반사가 비교적 많은 경우에, 유리하다.
도 10은 유기 EL 소자(1)의 일례이다. 도 10의 형태는 도 1의 형태의 변형예이며, 이하에 설명하는 사항 이외는, 도 1의 형태와 마찬가지이어도 좋다. 또, 도 10의 형태는 도 7에서 설명한 중굴절률 구조(26) 및 도 8에서 설명한 굴절률 조정 구조(60)의 한쪽 또는 양쪽이 추가로 도입되어도 좋다. 또, 도 10의 형태는 도 9에서 설명한 광 취출 구조(70)가 추가로 도입되어도 좋다. 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 10의 형태는 발광층(41)과 고굴절률층(제 1 층)(22)의 사이에, 보호층(10)보다 높은 굴절률을 갖는 층을 구비하고 있다. 발광층(41)과 고굴절률층(22)의 사이의, 보호층(10)보다 높은 굴절률을 갖는 층은 추가의 고굴절률층(80)으로 정의된다. 추가의 고굴절률층(80)은 고굴절률층(제 1 층)(22)에 접하고 있다. 추가의 고굴절률층(80)은 기판(S2)으로서 기능한다. 도 1로 대표되는 상기의 형태에서는, 기판(S1) 위에 저굴절률층(21) 및 고굴절률층(22)을 형성하고, 추가로 그 위에, 유기 발광체를 형성하는 것이 요구된다. 이 경우, 적층 프로세스의 방법이나 사용하는 재료에 제한을 받을 가능성이 있다. 한편, 도 10의 형태에서는, 기판(S2)의 한쪽의 면에 유기 발광체를 형성하고, 기판(S2)의 다른쪽의 면에 고굴절률층(22) 및 저굴절률층(21)을 형성할 수 있다. 이 경우, 각각의 면에 있어서 적합한 적층 프로세스나 재료를 채용하기 쉬워진다. 그 때문에, 도 10의 형태는 제조가 용이해질 가능성이 있다고 하는 이점이 있다.
도 10의 형태에서는, 적층체를 지지하는 기판(S2)은 추가의 고굴절률층(80)에 의해 구성된다. 보호층(10)은 저굴절률층(21) 및 고굴절률층(22)을 보호하기 위한 층이며, 기판이어도 좋고, 기판이 아니어도 좋다. 보호층(10)은 예를 들면, 보호 필름에 의해 구성될 수 있다. 보호층(10)은 수지층으로 형성되어도 좋다. 보호층(10)은 무기층으로 형성되어도 좋다. 보호층(10)은 유리에 의해 구성되어도 좋다. 보호층(10)이 존재함으로써, 요철 구조(20)가 외부로 노출되는 것을 억제해서, 요철 구조(20)를 보호할 수 있다.
추가의 고굴절률층(80)은 보호층(10)보다 굴절률이 높다. 추가의 고굴절률층(80)의 굴절률을 n8로 했을 때에, n1＜n8의 관계가 성립된다. 추가의 고굴절률층(80)의 굴절률 n8는 고굴절률층(22)의 굴절률 n3보다 높아도 좋다. 이 경우, n3＜n8의 관계가 성립된다. 추가의 고굴절률층(80)의 굴절률 n8는 고굴절률층(22)의 굴절률 n3보다 낮아도 좋다. 이 경우, n8＜n3의 관계가 성립된다. 추가의 고굴절률층(80)의 굴절률 n8는 발광층(41)의 굴절률 n4보다 높아도 좋다. 이 경우, n4＜n8의 관계가 성립된다. 추가의 고굴절률층(80)의 굴절률 n8는 발광층(41)의 굴절률 n4보다 낮아도 좋다. 이 경우, n8＜n4의 관계가 성립된다.
추가의 고굴절률층(80)은 보호층(10)보다 높은 굴절률을 발현하는 최적의 재료로 형성될 수 있다. 추가의 고굴절률층(80)의 일례로서 고굴절률 유리를 들 수 있다. 고굴절률 유리는 예를 들면, 굴절률이 1.6 ~ 2.1의 범위일 수 있다. 고굴절률 유리는 금속이 도핑된 유리에 의해 형성될 수 있다. 추가의 고굴절률층(80)의 일례로서 사파이어를 들 수 있다. 사파이어의 굴절률은 1.77 정도이다. 또, 추가의 고굴절률층(80)은 수지 필름으로 구성되어도 좋다. 수지 필름으로서는, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 예시된다. 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)의 굴절률은 약 1.77일 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 굴절률은 약 1.65일 수 있다.
또, 도 10에서는 추가의 고굴절률층(80)이 기판(S2)인 경우를 나타냈지만, 보호층(10)이 기판을 구성하고, 추가의 고굴절률층(80)이 기판이 아닌 층이어도 좋다.
도 11은 유기 EL 소자(1)의 일례이다. 도 11의 형태는 도 10의 형태의 변형예이며, 이하에 설명하는 사항 이외는 도 10의 형태와 마찬가지이어도 좋다. 또, 도 11의 형태는 도 7에서 설명한 중굴절률 구조(26) 및 도 8에서 설명한 굴절률 조정 구조(60)의 한쪽 또는 양쪽이 추가로 도입되어도 좋다. 또, 도 11의 형태는 도 9에서 설명한 광 취출 구조(70)가 추가로 도입되어도 좋다. 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 11의 형태는 저굴절률층(21)이 공극으로 형성되어 있다. 공극은 공기층으로 구성되어 있다. 보호층(10)과 고굴절률층(22)의 사이에는 간극이 마련되어 있다. 이 간극이 저굴절률층(21)으로서 기능한다. 보호층(10)은 오목부를 갖는 유리 등으로 구성될 수 있다. 보호층(10)은 고굴절률층(22)과 보호층(10)의 사이에 간극을 마련하기 위한 스페이서(11)를 측부에 갖는다. 저굴절률층(21)이 공기층에 형성되면, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2는 대기의 굴절률 n0에 가까워진다. n2와 n0가 거의 동일하게 되어도 좋다. n2=n0가 될 수 있다. 이 때문에, 저굴절률화를 용이하게 행할 수 있다.
또, 유기 EL 소자(1)에 있어서는, 유기 발광체는 통상 실드에 의해 외부로부터 차단될 수 있다. 도 11에서는 실드재(90)에 의해 유기 발광체가 실드된 구조가 도시되어 있다. 도 1로 대표되는 상기의 형태에 있어서도, 실드재(90)에 의해 유기 발광체가 실드되어도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 실드재(90)는 예를 들면, 유리로 구성될 수 있다.
도 12에 의해, 보호층(10)이 제 2 층인 형태, 즉, 보호층(10)과 제 2 층이 동일 층인 형태를 설명한다.
도 12는 유기 EL 소자(1)의 모식적인 단면도이다. 유기 EL 소자(1)는 적어도 하나의 발광층(41)과, 제 1 층과, 제 2 층을 구비하고 있다. 제 2 층은 보호층(10)으로 된다. 제 1 층은 고굴절률층(22)으로 정의된다. 고굴절률층(22)은 발광층(41)의 광 출사측에 배치된다. 제 2 층(보호층(10))은 저굴절률층(21)으로 된다. 저굴절률층(21)은 고굴절률층(22)의 광 출사측에 배치된다. 저굴절률층(21)은 고굴절률층(22)에 접하고 있다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 이하에서는, 고굴절률층(22)은 제 1 층을 의미하고 있어, 제 1 층(22)으로 말바꿔서 말해도 좋다. 또, 저굴절률층(21)은 제 2 층을 의미하고 있어, 제 2 층(21)으로 바꾸어 말해도 좋다.
유기 EL 소자(1)에서는, 대기의 굴절률을 n0로 하고, 보호층(10)(제 2 층)의 굴절률을 n1로 한다. 또, 저굴절률층(제 2 층)(21)의 굴절률은 n2로 나타내어진다. 이 때,
n0＜n1 및 n2=n1
의 관계를 만족하고 있다.
유기 EL 소자(1)에서는, 복수의 볼록부(23)가 2단 이상으로 돌출함과 아울러, 굴절률이 상기의 관계로 됨으로써, 광의 진행 방향이 변화하기 쉬워진다. 광의 진행 방향이 변화하면, 광각 광의 취출성이 높아지고, 또, 광의 진행 방향이 정면 방향을 향하기 쉬워진다. 그 결과, 외부로 출사하는 광의 양을 늘릴 수 있기 때문에, 광 취출성이 향상된다. 광 취출성의 상세한 메카니즘은 상기에서 설명한 것과 동일하다.
도 12의 형태와 같이 제 2 층이 보호층(10)인 경우, 이들 층은 일체화하고 있기 때문에, 제 2 층과 보호층(10)이 별개인 경우일 때에 생기는 층의 계면을 줄일 수 있다. 그 때문에, 광 취출성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 저굴절률층(제 2 층)(21)이 보호층(10) 이외의 재료로 형성되었을 때와 같은 광 흡수를 억제할 수 있기 때문에, 광 취출성을 향상시킬 수 있다. 또, 재료적으로 강고할 수 있는 보호층(10)으로 제 2 층을 구성하기 때문에, 고굴절률층(제 1 층)(22)의 재료의 선택성을 확대할 수 있어, 고굴절률층(제 1 층)(22)을 제작하는 프로세스의 선택성도 확대할 수 있다. 예를 들어, 고온 프로세스로 고굴절률층(22)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 고품질의 고굴절률층(22)을 용이하게 형성할 수 있다.
보호층(10)은 기판(S1)을 구성한다. 보호층(10) 즉, 저굴절률층(제 2 층)(21)은 예를 들어, 저굴절률 기판으로 형성할 수 있다. 저굴절률 기판이란 저굴절률성을 갖는 기판 재료이다. 저굴절률 기판으로서는, 석영 유리, 버블 함유 유리 등의 저굴절률 유리 기판이나, 불소 수지를 포함한 수지 기판 등의 저굴절률 수지 기판을 들 수 있다. 저굴절률층(21)(보호층(10))의 굴절률 n2는 상술한 것과 마찬가지의 범위이어도 좋다. 즉, 저굴절률층(21)의 굴절률 n2는 예를 들면, 1.0 ~ 1.5의 범위이어도 좋고, 또 1.4 이하로 되어도 좋고, 또 1.3 이하로 되어도 좋다.
제 2 층이 보호층(10)인 경우의 바람직한 형태는 상기에서 설명한 제 2 층이 보호층(10)과 별개인 형태의 바람직한 형태가 적용될 수 있다.
즉, 유기 EL 소자(1)에 있어서, 고굴절률층(제 1 층)(22)의 굴절률을 n3로 하고, 발광층(41)의 굴절률을 n4로 했을 때에,
n1＜n3 및 n1＜n4
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그것에 따라 얻을 수 있는 효과도 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다.
또, 유기 EL 소자(1)에서는, 발광층(41)의 광 출사측과는 반대 측에, 광을 반사하는 반사층(R1)을 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 반사층(R1)에 가장 가까운 발광층(41)과 반사층(R1)의 사이의 매질의 굴절률을 n5로 하고, 발광층(41)에 있어서 생기는 광의 파장을 λ로 하고, 발광층(41)과 반사층(R1)의 거리를 L1로 했을 때에,
L1≥λ/(3n5)
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그것에 따라 얻을 수 있는 효과도 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다.
또, 요철 구조(20)는 제 1 층(고굴절률층(22))과 제 2 층(저굴절률층(21), 즉 보호층(10))의 사이의 굴절률을 갖는 구조(즉 중굴절률 구조(26))를 구비하고 있는 것이 바람직하다(도 7 참조). 그 이유는, 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그것에 따라 얻을 수 있는 효과도 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다.
제 2 층이 보호층(10)인 경우에 대해, 그 외의 바람직한 형태나, 요철 구조(20)의 바람직한 형태, 요철 구조(20)의 설명, 부재의 재료 등에 대해서도, 상기에서 설명한 것과 마찬가지이다. 예를 들어, 보호층(10)의 광 출사측에, 광 취출 구조(70)가 마련되어도 좋다(도 9 참조). 또, 발광층(41)과 고굴절률층(제 1 층)(22)의 사이에, 추가의 고굴절률층(80)(기판(S2))이 마련되어도 좋다(도 10 참조).
도 13 이후의 도면에서, 요철 구조(20)에 있어서의 볼록부(23) 및 오목부(24)의 바람직한 배치에 대해 더 설명한다. 도 13 ~ 도 16에서는, 요철 구조(20)를 기판(S1)의 법선 방향에 따라 본 형태를 나타내고 있다. 요철 구조(20)를 평면에서 본 것으로 해도 좋다. 볼록부(23) 및 오목부(24)는 패턴화되어 모식적으로 도시되어 있다. 볼록부(23)가 배치된 부분은 사선으로 나타내고, 오목부(24)가 배치된 부분은 공란으로 나타내고 있다. 또, 상술한 바와 같이, 볼록부(23)를 볼록부(23a)로 변환하고, 오목부(24)를 오목부(24a)로 변환해도 좋다.
도 13 ~ 도 16에 나타내는 바와 같이, 볼록부(23) 및 오목부(24)는 균등하게 분할된 구획으로 할당되어 배치되는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 광 취출성이 높은 요철 구조(20)가 형성될 수 있다. 볼록부(23) 및 오목부(24)는 폭 W의 구획으로 할당되어 배치되어 있다. w는 경계폭이라고도 불린다.
도 13 및 도 14는 바람직한 요철의 배치의 일례이며, 복수의 볼록부(23)가 규칙적으로 배치되고 있는 예이다. 이와 같이 규칙적으로 볼록부(23)가 배치되면, 소정의 파장이나 소정의 방향에 맞추어, 광의 취출성을 높일 수 있기 때문에, 전체의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 복수의 볼록부(23)는 주기성을 갖고 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 볼록부(23)는 일정한 간격으로 배치되어 있어도 좋다.
도 13의 예는 사각 격자에 복수의 볼록부(23)가 배치된 형태를 나타내고 있다. 사각 격자는 체크보드이어도 좋다. 볼록부(23)와 오목부(24)는 교대로 할당되어 배치되어 있다. 복수의 볼록부(23)의 배치는 체크 패턴으로 되어 있다. 면 전체에 있어서, 복수의 볼록부(23)가 차지하는 비율은 50%로 될 수 있다. 복수의 볼록부(23)는 가로 세로로 등간격으로 배치될 수 있다.
도 14의 예는 육각 격자에 복수의 볼록부(23)가 배치된 형태를 나타내고 있다. 육각 격자는 벌집 구조이어도 좋다. 볼록부(23)의 주위에 오목부(24)가 배치되어 있다. 볼록부(23)는 3 방향으로 등간격으로 배치될 수 있다. 면 전체에 있어서, 복수의 볼록부(23)가 차지하는 비율은 1/3로 될 수 있다. 여기서, 볼록부(23)와 오목부(24)가 치환되어도 좋다. 볼록부(23)가 하나로 연결되는 경우는, 상술한 바와 같이 복수의 오목부(24)를, 요철 구조(20)를 구성하는 복수의 볼록부(23a)로 생각해도 좋다. 또, 육각 격자의 배치를 응용해서, 볼록부(23)의 육각형의 크기를 크게 해서, 면 전체에 있어서 복수의 볼록부(23)가 차지하는 비율을 50% 정도로 할 수도 있다. 육각 격자의 배치는 세밀하게 충전된 배치가 될 수 있다.
도 15 및 도 16은 바람직한 요철의 배치의 일례이며, 복수의 볼록부가 랜덤으로 배치되어 있는 예이다. 이와 같이 랜덤으로 볼록부(23)가 배치되면, 파장이나 방향의 의존성 없이, 광의 취출성을 높일 수 있기 때문에, 전체의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 시야각 의존성을 저감시킬 수 있다.
도 15는 사각 격자에 복수의 볼록부(23)가 랜덤으로 배치된 형태를 나타내고 있다. 도 16은 육각 격자에 복수의 볼록부(23)가 랜덤으로 배치된 형태를 나타내고 있다. 다만, 도 15 및 도 16에서는 랜덤성이 제어되어 있다. 구체적으로는, 볼록부(23)가 동일 방향으로 일정한 개수 이상 배열되지 않도록 제어되어 있다. 또, 오목부(24)가 동일 방향으로 일정한 개수 이상 배열되지 않도록 제어되어 있다. 도 15에서는, 볼록부(23)는 3개 이상 배열되어 있지 않고, 오목부(24)는 3개 이상 배열되어 있지 않다. 볼록부(23) 및 오목부(24)가 배열된 개수는 2개 이하이다. 도 16에서는, 볼록부(23)는 4개 이상 배열되어 있지 않고, 오목부(24)는 4개 이상 배열되어 있지 않다. 볼록부(23) 및 오목부(24)가 배열한 개수는 3개 이하이다. 이와 같이 완전한 랜덤이 아니고, 랜덤성이 제어됨으로써, 광 취출성이 더 향상된다. 랜덤성이 제어되면, 볼록부(23)와 오목부(24)의 경계가 증가할 수 있다.
그런데, 볼록부(23)와 볼록부(23)가 연결된 경우, 볼록부(23)의 선단 부분과 볼록부(23)의 선단 부분이 연결되어 있어도 좋고, 연결되지 않아도 좋다. 바람직하게는, 볼록부(23)의 선단 부분과 볼록부(23)의 선단 부분이 연결되는 부분과 연결되지 않는 부분이 랜덤으로 마련된다. 그것에 의해, 랜덤성이 향상되기 때문에, 광 취출 효율이 향상될 수 있다. 볼록부(23)의 선단 부분은 볼록부(23)의 최상단을 의미한다. 또, 볼록부(23)와 볼록부(23)가 연결되었을 때에, 2 이상의 단차부(25)가 연결되어 있어도 좋고, 연결되지 않아도 좋다. 바람직하게는, 2 이상의 단차부(25)가 연결되는 부분과 연결되지 않는 부분이 랜덤으로 마련된다. 그것에 의해, 랜덤성이 향상되기 때문에, 광 취출 효율이 향상될 수 있다. 오목부(24)에 대해서도, 마찬가지로 랜덤성이 제어되어도 좋다.
도 13 ~ 도 16에는 격자에의 볼록부(23)의 할당이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 볼록부(23)는 2단 이상으로 돌출하고 있고, 단차부(25)를 갖는다. 볼록부(23)가 단차부(25)를 가지면, 볼록부(23)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 적절한 형상이어도 좋다. 볼록부(23)의 평면에서 볼 때의 형상은 사각형이어도 좋고, 육각형이어도 좋고, 다각형이어도 좋고, 원형이어도 좋고, 그 외의 형상이어도 좋다. 또, 오목부(24)의 평면에서 볼 때의 형상이 사각형이어도 좋고, 다각형이어도 좋고, 원형이어도 좋고, 그 외의 형상이어도 좋다. 볼록부(23)의 최상단과 단차부(25)의 평면에서 볼 때의 형상은 상사(相似)형이어도 좋다.
또, 볼록부(23)는 폭이 랜덤으로 변화해도 좋다. 오목부(24)는 폭이 랜덤으로 변화해도 좋다. 요철 구조에 있어서, 볼록부(23) 및 오목부(24)가 차지하는 비율은 적절히 변경 가능하다. 볼록부(23)가 차지하는 비율은 30~70%의 범위 내이어도 좋다. 오목부(24)가 차지하는 비율은 30~70%의 범위 내이어도 좋다.
유기 EL 소자(1)에는 기재(S10)가 매립되어 있다. 기재(S10)는 제 1 층과, 제 1 층에 접해 배치되는 제 2 층을 구비하고 있다. 제 1 층과 제 2 층의 계면에는 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(10)가 마련되어 있다. 기재(S10)는 보호층(10)을 구비하고 있다. 보호층(10)은 제 2 층에 접해 배치되는 층 또는 제 2 층이다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 보호층(10)의 굴절률을 n1로 하고, 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
n0＜n1 및 n2≤n1
의 관계를 만족한다.
도 17은 기재(S10)의 일례를 나타내는 단면도이다. 이 형태는 보호층(10)이 제 2 층에 접해 배치되는 층인 경우, 즉, 보호층(10)과 제 2 층이 별개인 경우의 기재(S10)를 나타내고 있다. 기재(S10)는 고굴절률층(제 1 층)(22)과, 고굴절률층(22)에 접해 배치되는 저굴절률층(제 2 층)(21)과, 저굴절률층(21)에 접해 배치되는 보호층(10)을 구비하고 있다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에는, 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 보호층(10)의 굴절률을 n1로 하고, 저굴절률층(21)의 굴절률을 n2로 했을 때에,
n0＜n1 및 n2＜n1
의 관계를 만족한다. 기재(S10)는 광 취출성이 우수한 유기 EL 소자(1)를 제공할 수 있다.
기재(S10)는 상기의 유기 EL 소자(1)에 사용될 수 있다. 도 17은 도 1의 유기 EL 소자(1)에 적용되는 기재(S10)를 나타내고 있지만, 다른 도면(단, 보호층(10)과 제 2 층이 별개인 것)에서 설명된 유기 EL 소자(1)에 적용되어도 좋다. 기재(S10)는 유기 EL 소자(1) 이외에 사용되어도 좋다. 기재(S10)는 광학 장치에 사용될 수 있다. 기재(S10)의 바람직한 구성은 상기의 유기 EL 소자(1)에서 설명한 구성을 적용할 수 있다. 상기와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 기재(S10)의 상세한 구성은 상기의 설명으로부터 이해될 것이다. 기재(S10)에 복수의 층을 적층시킴으로써, 유기 EL 소자(1)가 제조될 수 있다.
도 18은 기재(S10)의 제조의 일례를 나타내고 있다. 도 18은 도 18(a) ~ 도 18(c)로 구성된다. 도 18(a) ~ 도 18(c)의 제조를 통해, 도 17에 나타내는 기재(S10)를 얻을 수 있다. 도 18(a)에서 도시하는 바와 같이, 기재(S10)의 제조에 있어서는, 우선, 보호층(10)을 준비한다. 보호층(10)은 예를 들면 유리 기판이다. 유리 기판은 세정되어도 좋다. 다음으로, 도 18(b)에 나타내는 바와 같이, 보호층(10) 위에, 저굴절률층(제 2 층)(21)을 형성한다. 다만, 이 단계에서는, 저굴절률층(21)은 요철이 부여되어 있지 않아도 좋다. 그리고, 도 18(c)에 나타내는 바와 같이, 임프린팅법에 의해 저굴절률층(21)의 표면에 요철을 부여한다. 이것에 의해, 저굴절률층(21)에는 요철 구조(20)가 마련된다. 마지막으로, 저굴절률층(21) 위에 고굴절률층(제 1 층)(22)을 형성한다(도 17 참조). 이것에 의해, 기재(S10)가 제조된다.
도 19는 기재(S10)의 다른 일례를 나타내는 단면도이다. 이 형태는 보호층(10)이 제 2 층인 경우, 즉, 보호층(10)과 제 2 층이 동일한 경우의 기재(S10)를 나타내고 있다. 기재(S10)는 고굴절률층(제 1 층)(22)과, 고굴절률층(22)에 접해 배치되는 저굴절률층(제 2 층)(21)을 구비하고 있다. 저굴절률층(21)은 보호층(10)으로 된다. 고굴절률층(22)과 저굴절률층(21)의 계면에는 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부(23)에 의해 형성된 요철 구조(20)가 마련되어 있다. 대기의 굴절률을 n0로 하고, 보호층(10)의 굴절률을 n1로 한다. 또, 저굴절률층(21)의 굴절률은 n2로 나타낸다. 이때,
n0＜n1 및 n2=n1
의 관계를 만족한다. 기재(S10)는 광 취출성이 우수한 유기 EL 소자(1)를 제공할 수 있다.
기재(S10)는 상기의 유기 EL 소자(1)에 사용될 수 있다. 도 19는 도 12의 유기 EL 소자(1)에 적용되는 기재(S10)를 나타내고 있지만, 도 12로부터 변형된 유기 EL 소자(1)에 적용되어도 좋다. 기재(S10)는 유기 EL 소자(1) 이외에 사용되어도 좋다. 기재(S10)는 광학 장치에 사용될 수 있다. 기재(S10)의 바람직한 구성은 상기의 유기 EL 소자(1)에서 설명한 구성을 적용할 수 있다. 상기와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 기재(S10)의 상세한 구성은 상기의 설명으로부터 이해될 것이다. 기재(S10)에 복수의 층을 적층시킴으로써, 유기 EL 소자(1)가 제조될 수 있다.
도 20은 기재(S10)의 제조의 일례를 나타내고 있다. 도 20은 도 20(a) ~ 도 20(d)로 구성된다. 도 20(a) ~ 도 20(d)의 제조를 거침으로써, 도 19에 나타내는 기재(S10)를 얻을 수 있다. 도 20(a)에 나타내는 바와 같이, 기재(S10)의 제조에 있어서는, 우선, 보호층(10)(저굴절률층(21), 즉 제 2 층)을 준비한다. 보호층(10)은 예를 들면, 유리 기판이다. 구체적으로는, 저굴절률 유리 기판이 예시된다. 유리 기판은 세정되어도 좋다. 다음으로, 도 20(b)에 나타내는 바와 같이, 보호층(10) 위에, 레지스트층(27)을 형성한다. 이 단계에서는, 레지스트층(27)은 요철이 부여되어 있지 않아도 좋다. 레지스트층(27)은 예를 들면, 수지로 형성된다. 그리고, 도 20(c)에 나타내는 바와 같이, 임프린팅법에 의해 레지스트층(27)의 표면에 요철을 부여한다. 그때, 사전에 검토된 레지스트층(27)의 에칭성과 보호층(10)의 에칭성의 선택비에 근거해서, 요철의 형상을 부여한다. 예를 들면, 양자의 선택비가 1대 1인 경우는, 최종 목표의 요철 형상을 레지스트층(27)에 부여한다. 이것에 의해, 레지스트층(27)에는 요철 구조(27a)가 마련된다. 그 다음에, 레지스트층(27)의 표면을 에칭한다. 에칭은, 표면의 요철 형상에 따라, 표면으로부터 서서히 층을 깎는 방법을 채용할 수 있다. 에칭은 웨이트법, 드라이법의 어느 하나이어도 좋다. 레지스트층(27)의 에칭에 의해 레지스트층(27)이 없어진 부분에서는, 보호층(10)이 에칭되어 간다. 이것에 의해, 레지스트층(27)과 보호층(10)이 에칭된다. 그리고 이때, 레지스트층(27)의 요철에 의해, 보호층(10)의 에칭량이 장소에 따라 변화한다. 그 때문에, 도 20(d)에 나타내는 바와 같이, 요철 형상이 보호층(10)에 부여된다. 이와 같이 해서, 레지스트층(27)의 요철의 형상이 보호층(10)에 전사된다. 레지스트층(27)은 잔존하는 경우에는, 세정 등으로 제거되어도 좋다. 마지막으로, 보호층(10)(저굴절률층(21)) 위에 고굴절률층(제 1 층)(22)을 형성한다(도 19 참조). 고굴절률층(22)은 도포 등으로 형성될 수 있다. 이것에 의해, 기재(S10)가 제조된다. 상술한 바와 같이, 고굴절률층(22)은 보호층(10) 위에 형성하기 때문에, 재료 및 프로세스의 선택성이 확대되어, 형성이 용이해진다.
도 21은 발광 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 발광 장치(100)가 개시된다. 발광 장치(100)는 유기 EL 소자(1)과 배선(101)을 구비하고 있다. 발광 장치(100)는 케이스(102)와 플러그(103)를 구비하고 있다. 발광 장치(100)로서는, 패널, 조명, 차재용 점등구, 디스플레이, 사이니지(signage), 건재 조립 조명이 예시된다. 도 21은 조명 장치의 예이다. 상기의 유기 EL 소자(1)는 조명 장치에 적용할 수 있다. 이 도면에서는, 복수(4개)의 유기 EL 소자(1)가 면 형상으로 배치되어 있다. 발광 장치(100)는 1개의 유기 EL 소자(1)를 갖는 것이어도 좋다. 유기 EL 소자(1)는 케이스(102)에 수용되어 있다. 플러그(103) 및 배선(101)을 통해 전기가 공급되어 유기 EL 소자(1)가 발광하고, 발광 장치(100)로부터 광이 출사된다. 유기 EL 소자(1)의 광은 백색일 수 있다. 그 경우, 백색 발광의 발광 장치(100)를 얻을 수 있다.

Claims (15)

  1. 유기 전계 발광 소자로서,
    적어도 하나의 발광층과,
    상기 발광층의 광 출사측에 배치되는 제 1 층과,
    상기 제 1 층의 광 출사측에, 상기 제 1 층에 접해 배치되는 제 2 층
    을 구비하되,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면에는 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부에 의해 형성된 요철 구조가 마련되고,
    상기 유기 전계 발광 소자는 보호층을 구비하고, 상기 보호층은 상기 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층 또는 상기 제 2 층이며,
    대기의 굴절률을 n0로 하고, 상기 보호층의 굴절률을 n1로 하고, 상기 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
    n0＜n1 및 n2≤n1
    의 관계를 만족하는
    유기 전계 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 굴절률을 n3로 하고, 상기 발광층의 굴절률을 n4로 했을 때에,
    n1＜n3 및 n1＜n4
    의 관계를 만족하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광층의 광 출사측과는 반대 측에, 광을 반사하는 반사층을 구비하고,
    상기 반사층에 가장 가까운 발광층과 상기 반사층의 사이의 매질의 굴절률을 n5로 하고, 상기 발광층에서 생기는 광의 파장을 λ로 하고, 상기 발광층과 상기 반사층의 거리를 L1로 했을 때에,
    L1≥λ/(3n5)
    의 관계를 만족하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요철 구조는 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 사이의 굴절률을 갖는 구조를 구비하고 있는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층이고,
    상기 굴절률 n1과 상기 굴절률 n2가
    n2＜n1
    의 관계를 만족하는
    유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보호층과 상기 제 2 층의 사이에, 상기 보호층보다 낮은 굴절률을 갖는 구조를 구비하고 있는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제 2 층인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 볼록부는 규칙적으로 배치되어 있는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 볼록부는 랜덤으로 배치되어 있는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 제 1 층의 사이에, 상기 제 1 층에 접해서 기판으로서 기능하고, 상기 보호층보다 높은 굴절률을 갖는 층을 구비하고 있는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층의 광 출사측에 광 취출 구조를 구비하고 있는 유기 전계 발광 소자.
  12. 기재로서,
    제 1 층과,
    상기 제 1 층에 접해 배치되는 제 2 층
    을 구비하되,
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 계면에는 2단 이상으로 돌출하는 복수의 볼록부에 의해 형성된 요철 구조가 마련되고,
    상기 기재는 보호층을 구비하고, 상기 보호층은 상기 제 2 층에 접해 배치되는 층 또는 상기 제 2 층이며,
    대기의 굴절률을 n0로 하고, 상기 보호층의 굴절률을 n1로 하고, 상기 제 2 층의 굴절률을 n2로 했을 때에,
    n0＜n1 및 n2≤n1
    의 관계를 만족하는
    기재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제 2 층의 광 출사측에 배치되는 층이고,
    상기 굴절률 n1과 상기 굴절률 n2가
    n2＜n1
    의 관계를 만족하는
    기재.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제 2 층인 기재.
  15. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계 발광 소자와 배선을 구비한 발광 장치.
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