TWI482527B - A light-transmitting substrate, a method for manufacturing the same, an organic LED device, and a method for manufacturing the same - Google Patents

Description

透光性基板、其製造方法、有機LED元件及其製造方法

本發明係關於一種透光性基板、其製造方法、有機LED元件及其製造方法，特別是關於有機LED(有機發光二極體)等之光取出構造。

有機LED元件係將有機層夾在電極間，在電極間施加電壓，佈植電洞、電子，使其在有機層內再結合，取出發光分子從激勵狀態至基態之過程發生的光者，而用於顯示器、背光及照明用途。

有機層之折射率於430 nm時係1.8~2.1程度。另外，如透光性電極層係使用ITO(氧化銦錫：Indium Tin Oxide)時的折射率，雖依ITO成膜條件及成分(Sn－In比率)而不同，不過一般而言為1.9~2.1程度。如此，有機層與透光性電極層之折射率接近，發光之光在有機層與透光性電極層間不致全反射，而到達透光性電極層與透光性基板之界面。透光性基板中通常使用玻璃或樹脂基板，而此等之折射率係1.5~1.6程度，且係比有機層或透光性電極層低之折射率。從斯奈爾定律考慮時，欲以淺之角度進入玻璃基板的光全反射而反射於有機層方向，被反射性電極再度反射，而再度到達玻璃基板之界面。此時，因為對玻璃基板之入射角度不變，所以在有機層、透光性電極層內重複反射，而無法從玻璃基板取出於外部。概算時瞭解，發光之光的60%程度無法以該模式(有機層．透光性電極層傳播模式)取 出。即使同樣者在基板、空氣界面發生，藉此發光之光的20%程度在玻璃內部傳播而無法取出光(基板傳播模式)。因此，目前情況係取出於有機LED元件外部之光量不足發光之光的20%。

專利文獻1提出有：將半透明物質層之光散射層設於基板的一面之構造(段落0039~0040)。並提出有：以丙烯基系接著劑使玻璃粒子固著於基板面，藉由凝聚配置於基板面，而在基板與有機EL元件之間設置光散射部的構造。

此外，專利文獻2係揭示有：企圖改善取出效率，「一種有機EL元件，其係在透光性之基板上，藉由樹脂系接著劑、噴灑、蒸鍍、濺射、浸漬、旋塗等，而設置了二氧化矽(SiO₂ )粒子、樹脂粒子、金屬粉、金屬氧化物粒子分散之透明材料構成的附加層所組成之散射層」(如段落0057)。

專利文獻3係揭示有：鄰接於透光性電極，而設置在樹脂中使平均粒子徑為1位數以上之不同的至少2種微粒子分散的擴散層，而可有效取出波導光之發光器件。

此外，專利文獻4係提出有一種防止使用發光器件所形成之顯示器內部的全反射，以謀求高亮度化之技術。專利文獻4中記載有：「亦可將高擴散體塗布於基板、透明電極、光學薄膜或其他成分等之發光器件的層上」(專利文獻4段落0027)之內容，再者，記載為：「如亦可將粒子配置於玻璃細縫中，適切地塗布、抹平、燒成，而形成玻璃基板，或是發揮高擴散TIR受抑器(frustrator)作用之玻璃 基板上的層」(專利文獻4段落0027)。

此外，專利文獻5中亦有與專利文獻4同樣之記載(專利文獻5段落0026)。

[專利文獻1]日本專利第2931211號[專利文獻2]日本特開2005－63704號公報[專利文獻3]日本特開2005－190931號公報[專利文獻4]日本特表2004－513483號公報[專利文獻5]日本特表2004－513484號公報

但是，專利文獻1中，半透明物質層係藉由樹脂接合劑將石蠟等固著於基板上(段落0040)。換言之，專利文獻1之光散射部係樹脂，容易吸收水分。因而，專利文獻1之有機EL裝置有不耐長期使用的問題。

此外，專利文獻2係揭示有：使透光性之基板的折射率與散射層之折射率接近，不過完全未提及散射層之折射率與透光性電極層之折射率的關係。此外，專利文獻2在說明書本文中提及散射層之表面亦可有凹凸。

此外，專利文獻4及5雖亦示意使用高溫惡化少且穩定之玻璃層的內容，但是完全未提及散射層表面之凹凸。

在此，表面上有凹凸時，容易在形成於該上層之第一電極表面形成凹凸，在該上層藉由蒸鍍法等形成具有發光功能之層等時，此等有機層對凹凸之覆蓋性差，而使有機層之膜厚產生變動，此外，其結果導致在上述第一電極與形 成於有機層上之第二電極表面之間的電極間距離產生變動。結果瞭解在電極間距離小之區域中，有機層中局部流入大電流，而產生電極間短路，成為不亮之原因。此外，如高解像度顯示器，形成以細微像素構成之顯示裝置情況下，需要形成細微之像素圖案，而表面凹凸不但成為像素之位置及尺寸上產生變動的原因，還有該凹凸造成有機元件短路之問題。

如前述，上述專利文獻1至5之任何一個中，均未提及散射層表面之平坦度(算數平均粗糙度)。此外，任何一個專利文獻亦未顯示以玻璃製作散射層之實施例。

此外，由於有機EL元件係堆疊薄膜而形成，因此亦有依干擾而色之角度依存性高，依觀察方向，色無法正確地重現的問題。

從此種觀點，亦增加了對於具有薄且平坦性高，並且折射率高之散射層的透光性基板之要求。

本發明之目的為提高光取出效率。

此外，本發明之一種態樣的目的為提供具有維持表面之平滑性，散射特性優異，具有所需折射率的散射層之透光性基板。

此外本發明之一種態樣的目的為提供提高光之取出效率，高效率且長壽命之有機LED元件。

此外，本發明之一種態樣的目的為提供可抑制色之角度依存性的有機LED元件。

此外，本發明之一種態樣的目的為提供與形成於透光性 基板上之透光性電極相對的電極係使用反射性電極情況下，不發光時僅產生反射性電極之映入，不損害美觀之透光性基板及有機EL元件。

因此，本發明之附電極之透光性基板的特徵為具有：透光性之玻璃基板；包含玻璃之散射層，其係形成於前述玻璃基板上，且具備：基礎材料，其係對透過之光的至少1個波長具有第一折射率；及複數個散射物質，其係分散於前述基礎材料中，且具有與前述基礎材料不同之第二折射率；及透光性電極，其係形成於前述散射層上，且具有與前述第一折射率相同或較低之第三折射率；且前述散射物質在前述散射層內之分布係從前述散射層內部向前述透光性電極變小。

此外，本發明係在上述透光性基板中，前述散射層之表面係形成構成彎曲面之起伏。

此外，本發明係在上述透光性基板中包含前述散射層表面起伏之粗糙度Ra之對表面起伏之波長Rλa之比Ra/Rλa為1.0×10^-3 以上、3.0×10^-2 以下之物。

此外，本發明係使用上述透光性基板之有機LED元件，且特徵為具備：形成於作為第一電極之前述透光性電極上的具有發光功能之層；與形成於具有前述發光功能之層上的第二電極。

此外，本發明之特徵為包含：準備透光性之玻璃基板的步驟；在前述玻璃基板上形成散射層之步驟，該散射層具 備：具有第一折射率之基礎材料，及分散於前述基礎材料中，而具有與前述基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質；及在前述散射層上形成具有與前述第一折射率相同或較低之第三折射率的透光性電極之步驟；形成前述散射層之步驟包含：在前述玻璃基板上塗布包含玻璃粉末之塗布材料的步驟，及燒成前述經塗布之玻璃粉末的步驟，從前述散射層內部向最外表面，散射層中之散射物質的層內分布變小。

在此，前述燒成之步驟包含於比前述經塗布之玻璃材料的玻璃轉移溫度高60~100℃以上之溫度下而燒成的步驟。

此外，前述燒成步驟包含於比前述經塗布之玻璃材料的玻璃轉移溫度高40~60℃之溫度下而燒成的步驟。

本發明之附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)具有：透光性基板；散射層，其係形成於透光性基板上，且具備：基礎材料，其係在有機LED元件之發光之光的波長處之至少一個具有第一折射率；及複數個散射物質，其係位於基礎材料內部，且具有與基礎材料不同之第二折射率；及透光性電極，其係形成於散射層上，且具有與第一折射率相同或較低之第三折射率。

本發明之有機LED元件具有：透光性基板；散射層，其係形成於透光性基板上，且具備：基礎材料，其係在有機LED元件之發光之光的波長處之至少一個具有第一折射率；及複數個散射物質，其係位於基礎材料內部，且具有與基礎材料不同之第二折射率；透光性電極，其係形成於 散射層上，且具有與第一折射率相同或較低之第三折射率；有機層，其係形成於透光性電極上；及反射性電極，其係形成於有機層上。

本發明之有機LED元件用積層體(附電極之透光性基板)的製造方法具有：準備透光性基板之步驟；在透光性基板上形成散射層之步驟，該散射層具備：在有機LED元件之發光之光的波長處之至少一個具有第一折射率之基礎材料，及位於基礎材料內部，且具有與基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質；及在散射層上形成具有與第一折射率相同或較低之第三折射率的透光性電極之步驟。

本發明之有機LED元件用元件的製造方法具有：準備透光性基板之步驟；在前述透光性基板上形成散射層之步驟，該散射層具備：在有機LED元件之發光之光的波長處之至少一個具有第一折射率之基礎材料，及位於基礎材料內部，且具有與基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質；在散射層上形成具有與第一折射率相同或較低之第三折射率的透光性電極層之步驟；在透光性電極層上形成有機層之步驟；及在有機層上形成反射性電極之步驟。

[發明之效果]

採用本發明，可提供可提高光之取出效率，並可提供取出效率高之光器件的透光性基板。

此外，因為可提高散射性，所以可減低色之角度依存性。

再此外，藉由以玻璃構成散射層，可實現穩定性與高強度性，而可提供與原本由玻璃組成之透光性基板比較，不增大厚度而散射性優異的透光性基板。

採用本發明，可提供提高取出效率最大達發光之光的80%之有機LED元件。

(第一種實施形態)

以下使用圖式，就本發明第一種實施形態之附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)及具備有機LED元件用積層體之有機LED元件作說明。圖1係顯示有機LED元件用積層體及具備有機LED元件用積層體之有機LED元件的構造剖面圖。

如圖1所示，本發明之有機LED元件藉由附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)100、有機層110及反射性電極120而構成。附電極之透光性基板100由透光性之玻璃基板組成的基板101、散射層102及透光性電極103而構成。

本發明使用之附電極之透光性基板100具備：透光性之玻璃基板101、形成於前述玻璃基板上之玻璃組成的散射層102、及透光性電極103，前述散射層具備：對透過之光的1個波長具有第一折射率之基礎材料，及分散於前述基礎材料中之具有與前述基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質104，前述散射物質在前述散射層內之分布，從前述散射層內部向前述透光性電極變小。而後，該透光性電極103具有與前述第一折射率相同或較低之第三折射 率。

此外，玻璃組成之前述散射層102的一半厚度(δ/2)中之散射物質的密度ρ₁ ，以及自與前述透光性電極相對之側的前述散射層表面起算(亦即基板側之表面)之距離x(δ/2<x≦δ)處的散射物質之密度ρ₂ ，滿足ρ₁ ≧ρ₂ 。

再者，自玻璃組成之前述散射層之透光性電極側表面起算的距離x(x≦0.2 μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x＝2 μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 。就該點於後述，不過從圖55亦可明瞭。此外，圖55係顯示燒成溫度為570℃及580℃之情況，不過即使使燒成溫度若干變化，仍可獲得同樣之結果。

再此外，自玻璃組成之前述散射層之透光性電極側表面起算的距離x(x≦0.2 μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x＝5 μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 。就該點亦於後述，不過從圖55亦可明瞭。

採用該結構，係構成氣泡及析出結晶或是與基礎材料不同成分之材料組成的散射物質，存在於玻璃層組成之散射層表層及其正下方的概率比散射層內部低，而可獲得平滑之表面。因而，如形成有機EL元件時，因為透光性基板之表面亦即散射層表面平滑，所以形成於該上層之透光性電極(第一電極)表面平滑，藉由塗布法等在該上層形成具有發光功能之層等的情況下，亦可均一地形成具有發光功能之層，透光性電極與形成於具有發光功能之層上的反射性電極(第二電極)表面之間的電極間距離亦均一。結果，因 為在具有發光功能之層上亦無局部施加大電壓，所以可謀求長壽命化。此外，如高解像度顯示器，形成以細微像素構成之顯示裝置情況下，需要形成細微之像素圖案，表面之凹凸不僅成為在像素之位置及尺寸上產生變動的原因，且因該凹凸而造成有機EL元件短路之問題，而該結構可精確地形成細微圖案。

另外，散射層係直接形成於玻璃基板上，不過亦可如在玻璃基板上藉由濺射法形成二氧化矽薄膜後，形成散射層等，經由障壁層而形成。但是，藉由在玻璃基板上，不經由接著劑或有機層，而形成由玻璃組成之散射層，不但可獲得極穩定且平坦之表面，且係僅以無機物質構成，因而可形成熱性穩定且長壽命之光器件。

就此種透光性基板具有之特性詳細作說明。

圖2顯示燒成玻璃粉末時，以適合之方法塗布玻璃粉末的狀態之概念圖。在此，顯示構成本發明之透光性基板的散射層之玻璃層最上部的剖面。該狀態如藉由使玻璃粒子G分散於溶劑或混合樹脂與溶劑者，塗布成所需之厚度而獲得。如玻璃粒子G之大小使用最大長度且係0.1至10 μm程度者。混合樹脂與溶劑情況下，藉由將玻璃粒子G分散之樹脂膜加熱，並分解樹脂，而獲得圖2之狀態。圖2係簡略地記載，不過在玻璃粒之間空出間隙。

若玻璃粒子G之玻璃粒的大小中有分布時，係形成小玻璃粒子進入大玻璃粒子G間之間隙的構造。再者，提高溫度時，以比玻璃之軟化溫度低10℃至20℃的溫度，玻璃之 各粒子開始熔接。圖3顯示此時之情形。各玻璃粒熔接時，圖2之形成於玻璃粒子間的間隙因玻璃軟化而變形，在玻璃中形成封閉空間。玻璃粒子之最上層藉由各玻璃粒子熔接而形成散射層102(玻璃層)之最外表面。最外表面200不形成封閉空間之間隙係凹陷而存在。

再者，提高溫度時，進行玻璃之軟化、流動，玻璃內部之間隙形成球形之氣泡，玻璃最外表面200因玻璃粒子G之間隙而發生的凹陷趨於平滑化。圖4顯示該情形。不僅因玻璃粒子G之間隙造成氣泡，有時於玻璃軟化時亦發生氣體而形成氣泡。如在玻璃層表面附著有機物情況下，有時其分解產生二氧化碳(CO₂ )而產生氣泡。此外，亦可如此導入以熱分解之物質，而積極地發生氣泡。此種狀態通常可在軟化溫度附近獲得。玻璃之黏度於軟化溫度高達10^7.6 泊(poise)，氣泡之大小為數微米以下時無法浮上。因此，以發生小氣泡之方式調整材料成分，並且進一步藉由提高溫度，或是延長保持時間，可抑制氣泡浮上，並使表面進一步平滑。如此，將表面從平滑之狀態冷卻時，圖5所示之散射物質的密度，玻璃層表面比內部小，而獲得表面平滑之玻璃散射層。

如此，藉由調整形成玻璃層用之材料成分及燒成溫度，可抑制在玻璃層中殘留氣泡，並且抑制在玻璃層最外表面發生氣泡及凹陷。換言之，係以防止散射物質上昇，避免殘留於玻璃層中而上昇至表面之方式，藉由調整燒成溫度剖面，並且調整燒成時間，可提供散射特性優異，表面平 滑性高之附電極之透光性基板。

此外，此時玻璃層最外表面因處理溫度、玻璃層用玻璃材料、玻璃粒之大小及基板材料而起伏。圖6顯示其概念圖。在此所謂起伏，係指周期λ為10 μm以上者。起伏之大小係Ra，且為0.01 μm至5 μm程度。即使存在此種起伏，仍可保持細微之平滑性。處理溫度低時，有時最外表面殘留細微之凹部，不過藉由延長燒成時間，凹部之形狀並非如圖7所示之懸垂狀，而如圖8所示地趨於緩和。在此，所謂懸垂，如圖7所示，係指θ形成銳角，所謂緩和，係指圖8中之θ係鈍角或直角。如此緩和情況下，可以說有機EL元件藉由該凹部而發生電極間短路的可能性低。燒成溫度須從玻璃轉移溫度提高40℃至60℃程度。由於溫度過低時燒結不足，表面未達平滑，因此燒成溫度更須從玻璃轉移溫度提高50℃至60℃程度。

此外，藉由使用結晶化容易之玻璃，可使玻璃層內部析出結晶。此時，結晶之大小大於0.1 μm時，即作為光散射物質之功能。圖9顯示此時之情形。藉由適切地選擇燒成溫度，可如此地抑制在玻璃層最外表面析出結晶，且使玻璃層內部析出結晶。具體而言，溫度須從玻璃轉移溫度提高60℃至100℃程度。溫度上昇該程度時，玻璃之黏性高，氣泡不致浮上。

溫度過高情況下，即使玻璃層最外表面亦析出結晶，而喪失最外表面之平滑性，因此不適宜。圖10顯示其概念圖。因此，燒成溫度更須為從玻璃轉移溫度提高60℃至 80℃之程度，進一步最宜為提高60℃至70℃。藉由此種方法，使氣泡及析出結晶作為散射物質而存在於玻璃層中，玻璃最外表面可抑制此等之發生。此等可達成者，係因可實現玻璃在某個溫度範圍自行平坦化，且氣泡不浮上的高黏性，或是可析出結晶。樹脂以上述之高黏性控制製程困難，此外亦無法析出結晶。

如此，藉由調整材料成分及燒成條件，可獲得前述散射層最外表面之散射物質的密度比前述散射層內部之散射物質的密度小之透光性基板。

此外，藉由使用玻璃組成之前述散射層的一半厚度處之散射物質的密度ρ₁ ，與自散射層最外表面起算之距離x滿足(0≦x≦δ)的x處之散射物質的密度ρ₂ 滿足ρ₁ ≧ρ₂ 之δ存在的透光性基板，可獲得具有充分散射特性且具有平滑之表面的透光性基板。

此外，散射層藉由形成表面構成彎曲面之起伏，於形成於上層之有機EL元件係反射性電極情況下，可抑制映入之美觀降低。使用反射性電極情況下，發生不發光時產生反射性電極之映入，而損害美觀的問題，而採用本發明，於形成散射層時，藉由將條件適合化，不使形成於上層之圖案的精度降低，電極間距離不致產生變動，且可增大電極與具有發光功能之層的接觸面積，所以可增大有效之元件面積，而形成長壽命且高亮度之有機EL元件。

又此外，如圖6所示，該散射層表面起伏之粗糙度Ra對表面起伏的波長Rλa之比Ra/Rλa須為1.0×10^-3 以上，3.0×10^-2 以下者。

此外，前述散射層表面起伏之粗糙度Ra須為30μm以下。更須為前述散射層表面起伏之粗糙度係10μm以下。

如在此種透光性基板上形成有機EL元件時，如需要形成薄之透光性電極，不過不受基底之影響而可形成該透光性電極者，粗糙度係30μm以下，並須為10μm以下。粗糙度超過30μm時，形成於其上之有機層的覆蓋性差，形成於玻璃散射層上之透明電極與另一方電極間會發生短路。雖因電極間短路使元件不亮，不過藉由施加過電流可加以修復。因為可修復，所以玻璃散射層之粗糙度須為10μm以下，更須為3μm以下。

另外，瞭解某個材料系使燒成溫度為570℃以上時，可將粗糙度形成10μm以下(參照表1)。最佳之燒成條件雖依材料系而不同，不過藉由控制散射物質之種類及大小，可抑制散射物質存在於最外表面，而獲得表面平滑性優異之散射層。

此外，散射物質之大小，於散射層中有氣泡情況下，氣泡大時，因燒成等散射層形成製程使浮力變大而容易浮上，到達最外表面時氣泡破裂，可使表面平滑性顯著降低。此外，相對地，因為該部分之散射物質數量變少，僅該部分之散射性亦降低。如此凝聚大之氣泡時，造成不均一而可辨識。又此外，直徑為5μm以上之氣泡的比率須為15%以下，更須為10%以下，更須為7%以下。此外，即使散射物質係氣泡以外之情況，相對地因為該部分之散射物 質數量變少，所以僅該部分之散射性降低。因此，散射物質之最大長度為5μm以上者之比率須為15%以下，並須為10%以下，更須為7%以下。

又此外，使用反射性電極情況下，發生不發光時產生反射性電極之映入，而損害美觀的問題，而藉由形成散射層時，將條件最佳化，可在散射層表面形成起伏形狀。進行所形成之散射層表面的起伏測定。測定時使用東京精密製之SURFCOM1400D。在此，切斷波長為2.5mm。其次，在該附散射層玻璃基板上真空蒸鍍80nm之鋁，測定鋁層之成膜面的擴散反射率，而算出散射光之比率散射光之比率b。測定時使用PERKIN ELMER公司製之LANBDA 950。

將其結果顯示於表1。

在此，A係以各溫度燒成P₂ O₅ 為23.1mol%，B₂ O₃ 為12.0mol%，Li₂ O為11.6mol%，Bi₂ O₃ 為16.6mol%，TiO₂ 為8.7mol%，Nb₂ O₅ 為17.6mol%，WO₃ 為10.4mol%者，B為以530℃燒成將Bi₂ O₃ 減至5.5mol%，將Na₂ O與K₂ O分別增加4mol%、2.5mol%者，C係將散射層顯示成分於表12者構成而燒成者。A之玻璃轉移溫度Tg係499℃，B係481℃。

如此，藉由調整燒成條件，可使表面具有起伏，藉此可減輕鏡面反射性。因此即使散射層之散射性少情況下，仍可減低因反射電極具有鏡面性而映入。

此外，前述散射層中之前述散射物質的含有率至少宜為1 vol%。

此從實驗結果瞭解含有1 vol%以上散射物質時，可獲得充分之光散射性。

此外，有散射物質係氣泡之情況，具有與基礎層不同之成分的材料粒子之情況，及係基礎層之析出結晶的情況，此等亦可係單體，亦可混合。

散射物質係氣泡之情況下，藉由調整燒成溫度等之燒成條件，可調整氣泡之大小、氣泡分布及密度。

散射物質係具有與基礎層不同成分之材料粒子情況下，藉由調整材料成分物之調整及燒成溫度等之燒成條件，可調整散射物質之大小、分布及密度。

前述散射物質係構成前述基礎層之玻璃的析出結晶情況下，藉由調整燒成溫度等之燒成條件，可調整氣泡之大小、氣泡分布及密度。

此外，波長λ(430 nm<λ<650 nm)中，於至少一個波長處之基礎層的第一折射率須為1.8以上者。雖然形成高折射率材料層困難，不過藉由調整玻璃材料之材料成分，折射率之調整容易。

以下，就各構件詳細作說明。

<基板> 用於形成透光性基板之透光性的基板101，主要使用玻璃基板等對可視光之透過率高的材料。具體而言，透過率高之材料除了玻璃基板之外，還使用塑膠基板。玻璃基板之材料有：鹼玻璃、無鹼玻璃或石英玻璃等之無機玻璃。此外，塑膠基板之材料有：聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚碸、聚醚碸、聚乙烯醇、以及聚氟化偏氯乙烯及聚氟化乙烯等含氟聚合物。另外，為了防止水分透過基板，亦可構成使塑膠基板具障壁性。透光性之基板101的厚度，於玻璃之情況宜為0.1 mm~2.0 mm。但是，由於過薄時強度降低，因此特別宜為0.5 mm~1.0 mm。

另外，以玻璃玻料製作散射層時，由於產生畸變之問題等，因此熱膨脹係數係50×10^－7 /℃以上，並宜為70×10^－7 /℃以上，更宜為80×10^－7 /℃以上。

此外，再者散射層從100℃至400℃之平均熱膨脹係數須係70×10^－7 (℃^－1 )至95×10－7(℃^－1 )，且玻璃轉移溫度係450℃至550℃。

<散射層> 以下，就散射層之結構、製作方法、特性及折射率之測定方法詳細作說明。另外，為了實現本發明著眼之光取出效率的提高，散射層之折射率不得與透光性電極材料之折射率相等或比其低，其詳細內容於後述。

(計算方法)

本發明人為了獲得後述之散射層的特性，進行光學模擬，就各個參數調查對其取出效率之影響。使用之計算軟 體係OPTIS公司製之軟體SPEOS。本軟體係光線描跡軟體，同時散射層可適用Mie散射之理論式。實際用作電荷佈植．輸送層、發光層等之具有發光功能之層的有機層之厚度，實際合計為0.1 μm至0.3 μm程度，不過光線描跡由於光線之角度即使改變厚度仍不變，因此為軟體所容許之最小厚度1 μm。玻璃基板及散射層之合計厚度亦由於相同之理由而為100 μm。此外，為了簡單，將有機層及透光性電極分成電子佈植層及發光層、電洞佈植．輸送層及透光性電極的3個作計算。計算時係使此等折射率相同，不過有機層與透光性電極之折射率係相同程度之值，並非大幅改變計算結果者。此外，由於有機層薄，因此嚴格考慮時，雖因干擾而引起波導模式，不過即使幾何光學性地處理，不致大幅改變結果，因此以計算推定此次發明之效果時充分。有機層係發光之光從合計6個面不具指向性地射出者。全光束量為1000 lm，且光線條數為10萬條或100萬條作計算。從透光性基板射出之光被設置於透光性基板上部10 μm之受光面捕捉，而從其照度算出取出效率。

(結構)

本實施形態之散射層102如前述具備：以塗布等方法在玻璃基板上形成玻璃粉末，藉由以所需溫度燒成而形成，而具有第一折射率之基礎材料102；及分散於前述基礎材料102中，具有與前述基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質104；前述散射層中之前述散射物質的層內分布，從前述散射層內部向最外表面變小，藉由使用玻璃 層，如前述具有優異之散射特性且可維持表面之平滑性，藉由用於發光器件等光射出面側，可實現極高效率之光取出。

此外，散射層係使用具有塗布之主表面的光透過率高之材料(基礎材料)。基礎材料係使用玻璃、結晶化玻璃、透光性樹脂、透光性陶瓷。玻璃之材料有：鹼石灰玻璃、硼矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃、石英玻璃等之無機玻璃。另外，在基礎材料之內部形成有複數個散射性物質104(如有氣泡、析出結晶、與基礎材料不同之材料粒子、分相玻璃)。在此，所謂粒子係指固體之小物質，如有填料及陶瓷。此外，所謂氣泡係指空氣或氣體之物體。此外，所謂分相玻璃係指藉由2種以上之玻璃相而構成的玻璃。另外，散射物質係氣泡之情況，所謂散射物質之直徑係指空隙之長度。

此外，為了實現本發明主要目的之光取出效率的提高，基礎材料之折射率不得與透光性電極材料之折射率相等或比其低。此因折射率低之情況，在基礎材料與透光性電極材料之界面，因全反射而產生損失。基礎材料之折射率至少超過發光層之發光光譜範圍中的一部分(如紅、藍、綠等)即可，不過，宜超過涵蓋發光光譜範圍全部區域(430 nm~650 nm)，更宜超過涵蓋可視光之波長範圍全部區域(360 nm~830 nm)。

此外，為了防止有機LED元件之電極間的短路，散射層主表面須平滑。因而，散射物質不宜從散射層之主表面突 出。為了使散射物質不致從散射層之主表面突出，亦宜使散射物質不存在於從散射層主表面起0.2μm以內。散射層之主表面的JIS B0601-1994中規定的算數平均粗糙度(Ra)宜為30μm以下，更宜為10μm以下(參照表1)，特別須為1μm以下。雖然散射物質與基礎材料之折射率均高亦無妨，不過折射率之差(△n)至少宜為在發光層之發光光譜範圍中的一部分係0.2以上。為了獲得充分之散射特性，折射率之差(△n)更宜涵蓋發光光譜範圍全部區域(430nm~650nm)或是可視光波長範圍全部區域(360nm~830nm)為0.2以上。

為了獲得最大之折射率差，須為上述高光透過率材料係高折射率玻璃，散射物質係氣體之物體亦即氣泡的結構。該情況下，因為須儘量提高基礎材料之折射率，所以基礎材料宜採用高折射率之玻璃。可使用高折射率之玻璃的成分含有從P₂ O₅ 、SiO₂ 、B₂ O₃ 、Ge₂ O、TeO₂ 選擇之一種或二種以上的成分作為網狀成形劑，高折射率成分含有從TiO₂ 、Nb₂ O₅ 、WO₃ 、Bi₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、ZrO₂ 、ZnO、BaO、PbO、Sb₂ O₃ 選擇之一種或二種以上的成分之高折射率玻璃。除此之外，在調整玻璃之特性的意義上，亦可在不損害對折射率要求之物性的範圍內使用鹼氧化物、鹼土類氧化物、氟化物等。具體之玻璃系如有：B₂ O₃ -ZnO-La₂ O₃ 系、P₂ O₅ -B₂ O₃ -R'₂ O-R"O-TiO₂ -Nb₂ O₅ -WO₃ -Bi₂ O₃ 系、TeO₂ -ZnO系、B₂ O₃ -Bi₂ O₃ 系、SiO₂ -Bi₂ O₃ 系、SiO₂ -ZnO系、B₂ O₃ -ZnO系、P₂ O₅ -ZnO系等。在此，R' 表示鹼金屬元素，R"表示鹼土類金屬元素。另外，以上係範例，只要係滿足上述條件之結構即可，並非限定於該例者。

藉由使基礎材料具特定之透過率光譜，亦可使發光之色調改變。著色劑可單獨或組合使用過渡金屬氧化物、稀土類金屬氧化物、金屬膠態等之熟知者。

在此，一般而言，背光及照明用途上需要使白色發光。白色化知道有空間性分塗紅、藍、綠之方法(分塗法)、堆疊具有不同發光色之發光層的方法(疊層法)、以空間性分離藍色發光之光而設之色變換材料實施色變換的方法(色變換法)。背光及照明用途上，由於只須均一地獲得白色即可，因此通常採用疊層法。堆疊之發光層使用加色混合而變成白的成分，如有堆疊藍綠層與橘層之情況，及堆疊紅、藍、綠之情況。特別是照明用途上照射面之色重現性重要，須在可視光區域具有必要之發光光譜。堆疊藍綠層與橘層情況下，因為綠色之發光強度低，照明包含許多綠者時，色重現性變差。疊層方法除了具有無須空間性改變色配置的優點之外，還存有以下2個課題。第一個問題如上述，由於有機層之膜厚薄，因此取出之發光之光受到干擾的影響。因此，依觀察角度而色調變化。白色情況下，因為人肉眼對色調的靈敏度高，所以此種現象造成問題。第二個問題係在發光中，載體平衡偏差，各色之發光亮度改變，導致色調改變。

先前之有機LED元件，由於並無使螢光體分散於散射層 或擴散層的思想，因此無法解決上述色調改變的問題。因而，先前之有機LED元件在背光及照明用途上尚嫌不足。但是本發明之有機LED元件用基板及有機LED元件於散射物質或基礎材料中可使用螢光性物質。因而，可發揮藉由來自有機層之發光進行波長變換而使色調變化的效果。該情況下，可減少有機LED之發光色，且由於發光之光散射而射出，因此可抑制色調之角度依存性及色調隨時間之變化。

(散射層之製作方法)

散射層之製作方法係藉由塗布及燒成來進行，不過特別是從大面積均一且迅速地形成10~100 μm之厚膜的觀點，宜為將玻璃予以玻料漿液化而製作的方法。為了活用玻料漿液法，為了抑制基板玻璃之熱變形，散射層之玻璃的軟化點(Ts)須比基板玻璃之畸變點(SP)低，且熱膨脹係數α之差小。軟化點與畸變點之差宜為30℃以上，更宜為50℃以上。此外，散射層與基板玻璃之膨脹率差宜為±10×10^－7 (1/K)以下，更宜為±5×10^－7 (1/K)以下。在此，所謂玻料漿液係指玻璃粉末分散於樹脂、溶劑、填料等者。藉由將玻料漿液使用篩網印刷等圖案形成技術予以圖案化並燒成，可成為玻璃層被覆。以下顯示技術概要。

(玻料漿液材料)

1.玻璃粉末 玻璃粉末粒徑係1 μm~10 μm。為了控制燒成之膜的熱膨脹，有時放入填料。填料具體而言使用鋯石、二氧化矽、 氧化鋁等，粒徑係0.1 μm~20 μm。

以下，就玻璃材料作說明。

本發明之前述散射層使用包含20~30 mol%之P₂ O₅ ，3~14 mol%之B₂ O₃ ，總量為10~20 mol%之Li₂ O、Na₂ O與K₂ O，10~20 mol%之Bi₂ O₃ ，3~15 mol%之TiO₂ ，10~20 mol%之Nb₂ O₅ ，5~15 mol%之WO₃ ，以上成分之總量係90 mol%以上者。

形成散射層之玻璃成分，只要是可獲得所需之散射特性，並可玻料漿液化而燒成者即可，並無特別限定，不過為了取出效率最大化，如為含有P₂ O₅ 作為必須成分，進一步含有Nb₂ O₅ 、Bi₂ O₃ 、TiO₂ 、WO₃ 之一個成分以上之系，包含B₂ O₃ 、ZnO及La₂ O₃ 作為必須成分，並含有Nb₂ O₅ 、ZrO₂ 、Ta₂ O₅ 、WO₃ 之一個成分以上之系，包含SiO₂ 作為必須成分，並含有Nb₂ O₅ 、TiO₂ 之一個成分以上之系，含有Bi₂ O₃ 作為主要成分，而網狀形成成分含有SiO₂ 、B₂ O₃ 等之系等。

另外，本發明中，作為散射層而使用之全部玻璃系中，就對環境帶來不良影響之成分的As₂ O₃ 、PbO、CdO、ThO₂ 、HgO，除了為原料原本之雜質不得已而混入時之外，不含此等。

宜為包含P₂ O₅ ，並含有Nb₂ O₅ 、Bi₂ O₃ 、TiO₂ 、WO₃ 之一種成分以上的散射層，以mol%註記，係P₂ O₅ 為15~30%，SiO₂ 為0~15%，B₂ O₃ 為0~18%，Nb₂ O₅ 為5~40%，TiO₂ 為0~15%，WO₃ 為0~50%，Bi₂ O₃ 為0~30%，不過， Nb₂ O₅ ＋TiO₂ ＋WO₃ ＋Bi₂ O₃ 為20~60%，Li₂ O為0~20%，Na₂ O為0~20%，K₂ O為0~20%，不過，Li₂ O＋Na₂ O＋K₂ O為5~40%，MgO為0~10%，CaO為0~10%，SrO為0~10%，BaO為0~20%，ZnO為0~20%，Ta₂ O₅ 為0~10%之成分範圍的玻璃。

各成分之效果以mol%註記如下。

P₂ O₅ 係形成該玻璃系之骨架而玻璃化的必須成分，不過因為含量過小時，玻璃之失透性變大，無法獲得玻璃，所以宜為15%以上，更宜為18%以上。另外，因為含量過大時，折射率降低，所以無法達成發明之目的。因此，含量宜為30%以下，更宜為28%以下。

B₂ O₃ 係藉由添加於玻璃中使耐失透性提高，並使熱膨脹率降低的成分之任意成分，不過因為含量過大時折射率降低，所以宜為18%以下，更宜為15%以下。

SiO₂ 係藉由添加微量而使玻璃穩定化，並使耐失透性提高的成分之任意成分，不過因為含量過大時折射率降低，所以宜為15%以下，更宜為10%以下，特別宜為8%以下。

Nb₂ O₅ 係使折射率提高，亦同時具有提高耐氣候性效果的必須成分。因而含量宜為5%以上，更宜為8%以上。另外，因為含量過大時，失透性強而無法獲得玻璃，所以其含量宜為40%以下，更宜為35%以下。

TiO₂ 係使折射率提高之任意成分，不過含量過大時玻璃之著色強，散射層中之損失變大，無法達成提高光取出效率的目的。因而含量宜為15%以下，進一步宜為13%以 下。

WO₃ 係使折射率提高，使玻璃轉移溫度降低，並使燒成溫度降低的任意成分，不過，若過度地導入時，玻璃著色，導致光取出效率降低，所以其含量宜為50%以下，進一步宜為45%以下。

Bi₂ O₃ 係使折射率提高之成分，且維持玻璃之穩定性，並可較多量地導入玻璃中。但是過度導入時，玻璃著色，而發生透過率降低的問題，所以含量宜為30%以下，更宜為25%以下。

為了使折射率比所需值高，必須包含上述Nb₂ O₅ 、TiO₂ 、WO₃ 、Bi₂ O₃ 中的一種成分或其以上。具體而言(Nb₂ O₅ ＋TiO₂ ＋WO₃ ＋Bi₂ O₃ )之總量宜為20%以上，更宜為25%以上。另外，此等之成分總量過大時，造成著色或失透性過強，所以宜為60%以下，更宜為55%以下。

Ta₂ O₅ 係使折射率提高之任意成分，不過添加量過大時，除了耐失透性降低之外，且價格提高，因此其含量宜為10%以下，更宜為5%以下。

Li₂ O、Na₂ O、K₂ O等鹼金屬氧化物(R₂ O)具有使熔化性提高、使玻璃轉移溫度降低之效果，同時具有提高與玻璃基板之親和性及提高密合性的效果，因而，須含有此等之1種或2種以上。Li₂ O＋Na₂ O＋K₂ O之總量須包含5%以上，更宜為10%以上。但是，過剩地含有時，除了損害玻璃之穩定性之外，因為均係使折射率降低之成分，所以導致玻璃之折射率降低，而無法期望提高所需之光取出效率。因而 合計之含量宜為40%以下，更宜為35%以下。

Li₂ O係使玻璃轉移溫度降低，並使溶解性提高用的成分。但是含量過多時失透性過高，而無法獲得均質之玻璃。此外，熱膨脹率過大時，與基板之膨脹率差變大，並且折射率亦降低，而無法達成所需之光取出效率的提高。因而，含量須為20%以下，進一步宜為15%以下。

Na₂ O、K₂ O均係使熔化性提高之任意成分，不過過度含有時折射率降低，無法達成所需之光取出效率。因而，含量宜分別為20%以下，更宜為15%以下。

ZnO係使折射率提高，並使玻璃轉移溫度降低之成分，不過過剩地添加時，玻璃之失透性提高，而無法獲得均質之玻璃。因而含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

BaO係使折射率提高，同時使溶解性提高之成分，不過，因為過剩地添加時損害玻璃之穩定性，所以其含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

MgO、CaO、SrO係使熔化性提高之任意成分，不過，因為同時係使折射率降低之成分，所以均宜為10%以下，更宜為8%以下。

為了獲得高折射率且穩定之玻璃，上述成分之總量宜為90%以上，更宜為93%以上，進一步宜為95%以上。

除了以上記載之成分外，在不損害必要之玻璃特性的範圍內，亦可添加少量之清澄劑或玻璃化促進成分、折射率調整成分及波長變換成分等。具體而言，清澄劑如有Sb₂ O₃ 、SnO₂ ，玻璃化促進成分如有GeO₂ 、Ga₂ O₃ 、 In₂ O₃ ，折射率調整成分如有ZrO₂ 、Y₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Yb₂ O₃ ，波長變換成分如有CeO₂ 、Eu₂ O₃ 、Er₂ O₃ 等之稀土類成分等。

宜為包含B₂ O₃ 、La₂ O₃ 作為必須成分，含有Nb₂ O₅ 、ZrO₂ 、Ta₂ O₅ 、WO₃ 之一種成分以上的散射層，以mol%註記，係B₂ O₃ 為20~60%，SiO₂ 為0~20%，Li₂ O為0~20%，Na₂ O為0~10%，K₂ O為0~10%，ZnO為5~50%，La₂ O₃ 為5~25%，Gd₂ O₃ 為0~25%，Y₂ O₃ 為0~20%，Yb₂ O₃ 為0~20%，不過，La₂ O₃ ＋Gd₂ O₃ ＋Y₂ O₃ ＋Yb₂ O₃ 為5%~30%，ZrO₂ 為0~15%，Ta₂ O₅ 為0~20%，Nb₂ O₅ 為0~20%，WO₃ 為0~20%，Bi₂ O₃ 為0~20%，BaO為0~20%之成分範圍的玻璃。

各成分之效果以mol%註記如下。

B₂ O₃ 係網狀形成氧化物，且係該玻璃系中必須成分。因為含量過少時，不形成玻璃，或是造成玻璃之耐失透性降低，所以宜含有20%以上，更宜為25%以上。另外，因為含量過多時，折射率降低，進一步導致對抗性降低，所以含量限制於60%以下，更宜為55%以下。

SiO₂ 雖係添加於該系之玻璃中時使玻璃之穩定性提高的成分，不過導入量過大時，造成折射率降低或是玻璃轉移溫度上昇。因而含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

Li₂ O係使玻璃轉移溫度降低之成分。但是導入量過大時，玻璃之耐失透性降低。因而含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

Na₂ O及K₂ O使溶解性提高，不過因為藉由導入而造成耐失透性降低及折射率降低，所以分別宜為10%以下，更宜為8%以下。

ZnO係使玻璃之折射率提高，並且使玻璃轉移溫度降低之必須成分。因而導入量宜為5%以上，更宜為7%以上。另外，因為添加量過大時，耐失透性降低，無法獲得均質之玻璃，所以宜為50%以下，更宜為45%以下。

La₂ O₃ 係達成高折射率，且導入B₂ O₃ 系玻璃時使耐氣候性提高的必須成分。因而含量宜為5%以上，更宜為7%以上。另外，導入量過大時，玻璃轉移溫度提高，或是玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃。因而含量宜為25%以下，進一步宜為22%以下。

Gd₂ O₃ 係達成高折射率，且於導入B₂ O₃ 系玻璃時使耐氣候性提高，並藉由與La₂ O₃ 共存而使玻璃之穩定性提高的成分，不過因為導入量過大時，玻璃之穩定性降低，所以其含量宜為25%以下，進一步宜為22%以下。

Y₂ O₃ 及Yb₂ O₃ 係達成高折射率，且於導入B₂ O₃ 系玻璃時使耐氣候性提高，並藉由與La₂ O₃ 共存而使玻璃之穩定性提高的成分，不過因為導入量過大時，玻璃之穩定性降低，所以含量分別宜為20%以下，更宜為18%以下。

因為La₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、Yb₂ O₃ 之稀土類氧化物係為了達成高折射率，且使玻璃之耐氣候性提高的必須成分，所以此等成分之總量，La₂ O₃ ＋Gd₂ O₃ ＋Y₂ O₃ ＋Yb₂ O₃ 宜為5%以上，更宜為8%以上。但是，因為導入量過大時玻璃之 耐失透性降低，無法獲得均質之玻璃，所以宜為30%以下，更宜為25%以下。

ZrO₂ 係使折射率提高用之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，或是液態溫度過度地提高，所以含量宜為15%以下，更宜為10%以下。

Ta₂ O₅ 係使折射率提高用之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，或是液態溫度過度地提高，所以含量宜為20%以下，更宜為15%以下。

Nb₂ O₅ 係使折射率提高用之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，或是液態溫度過度地提高，所以含量宜為20%以下，更宜為15%以下。

WO₃ 係使折射率提高用之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，或是液態溫度過度地提高，所以含量宜為20%以下，更宜為15%以下。

Bi₂ O₃ 係使折射率提高用之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，或是玻璃中產生著色，造成透過率降低，而使取出效率降低，所以含量宜為20%以下，更宜為15%以下。

BaO係使折射率提高之成分，不過，因為含量過大時耐失透性降低，所以宜為20%以下，更宜為15%以下。

為了符合本發明之目的，以上記載之成分的總量須為90%以上，進一步宜為95%以上。即使是以上記載之成分以外，基於清澄、溶解性提高等之目的，在不損害本發明之效果的範圍內亦可添加。該成分如有Sb₂ O₃ 、SnO₂ 、 MgO、CaO、SrO、GeO₂ 、Ga₂ O₃ 、In₂ O₃ 、氟。

宜為包含SiO₂ 作為必須成分，含有Nb₂ O₅ 、TiO₂ 、Bi₂ O₃ 中之一種成分以上的散射層，以mol%註記，SiO₂ 為20~50%，B₂ O₃ 為0~20%，Nb₂ O₅ 為1~20%，TiO₂ 為1~20%，Bi₂ O₃ 為0~15%，ZrO₂ 為0~15%，Nb₂ O₅ ＋TiO₂ ＋Bi₂ O₃ ＋ZrO₂ 為5~40%，Li₂ O為0~40%，Na₂ O為0~30%，K₂ O為0~30%，Li₂ O＋Na₂ O＋K₂ O為1~40%，MgO為0~20%，CaO為0~20%，SrO為0~20%，BaO為0~20%，ZnO為0~20%之成分範圍的玻璃。

SiO₂ 係為了形成玻璃而作用為網狀成形劑的必須成分，因為其含量過少時不形成玻璃，所以宜為20%以上，更宜為22%以上。

B₂ O₃ 藉由比SiO₂ 較少量添加協助玻璃形成，使失透性降低，不過，因為含量過多時造成折射率降低，所以其含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

Nb₂ O₅ 係使折射率提高用之必須成分，其含量宜為1%以上，更宜為3%以上。但是，因為過剩地添加時使玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃，所以其含量須為20%以下，更宜為18%以下。

TiO₂ 係使折射率提高用之必須成分，其含量宜為1%以上，更宜為3%以上。但是，因為過剩地添加時使玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃，再者造成著色，光傳播於散射層時被吸收之損失變大。因而，其含量須為20%以下，更宜為18%以下。

Bi₂ O₃ 係使折射率提高用之成分，不過過剩地添加時使玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃，再者造成著色，光傳播於散射層時被吸收之損失變大。因而，其含量須為15%以下，更宜為12%以下。

ZrO₂ 係不使著色度惡化而使折射率提高的成分，不過含量過大時玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃。因而含量宜為15%以下，更宜為10%以下。

為了獲得高折射率之玻璃，Nb₂ O₅ ＋TiO₂ ＋Bi₂ O₃ ＋ZrO₂ 宜為5%以上，更宜為8%以上。另外，因為該總量過大時，玻璃之耐失透性降低，而產生著色，所以宜為40%以下，更宜為38%以下。

Li₂ O、Na₂ O、K₂ O係使溶解性提高並且使玻璃轉移溫度降低之成分，再者係提高與玻璃基板之親和性的成分。因而此等成分之總量Li₂ O＋Na₂ O＋K₂ O宜為1%以上，更宜為3%以上。另外，因為鹼氧化物成分之含量過大時，玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃，所以其含量宜為40%以下，更宜為35%以下。

BaO係使折射率提高同時使溶解性提高之成分，不過，因為過度地含有時，損害玻璃之穩定性，而無法獲得均質之玻璃，所以其含量宜為20%以下，更宜為15%以下。

MgO、CaO、SrO、ZnO係使玻璃之溶解性提高的成分，適度地添加時可使玻璃之耐失透性降低，不過，因為過度地含有時失透性提高，而無法獲得均質之玻璃，所以其含量分別宜為20%以下，更宜為15%以下。

為了符合本發明之目的，以上記載之成分的總量須為90%以上。此外，即使是以上記載之成分以外，基於清澄、溶解性提高等之目的，在不損害本發明之效果的範圍內亦可添加。此種成分如有Sb₂ O₃ 、SnO₂ 、GeO₂ 、Ga₂ O₃ 、In₂ O₃ 、WO₃ 、Ta₂ O₅ 、La₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、Yb₂ O₃ 。

宜為主要成分含有Bi₂ O₃ ，玻璃形成輔助劑係含有SiO₂ 、B₂ O₃ 等之散射層，以mol%註記，Bi₂ O₃ 為10~50%，B₂ O₃ 為1~40%，SiO₂ 為0~30%，不過，B₂ O₃ ＋SiO₂ 為10~40%，P₂ O₅ 為0~20%，Li₂ O為0~15%，Na₂ O為0~15%，K₂ O為0~15%，TiO₂ 為0~20%，Nb₂ O₅ 為0~20%，TeO₂ 為0~20%，MgO為0~10%，CaO為0~10%，SrO為0~10%，BaO為0~10%，GeO₂ 為0~10%，Ga₂ O₃ 為0~10%之成分範圍的玻璃。

各成分之效果以mol%註記如下。

Bi₂ O₃ 係達成高折射率且即使多量地導入仍穩定地形成玻璃的必須成分。因而其含量宜為10%以上，更宜為15%以上。另外，過剩地添加時，除了玻璃中產生著色，而吸收原本應透過之光，致使取出效率降低之外，失透性提高，而無法獲得均質之玻璃。因而含量宜為50%以下，更宜為45%以下。

B₂ O₃ 係在多量地包含Bi₂ O₃ 之玻璃中作用為網狀成形劑，而協助玻璃形成之必須成分，且其含量宜為1%以上，更宜為3%以上。但是，因為添加量過大時玻璃之折射率降低，所以宜為40%以下，更宜為38%以下。

SiO₂ 係將Bi₂ O₃ 作為網狀成形劑，而協助玻璃形成之作用的成分，不過，因為含量過大時造成折射率降低，所以宜為30%以下，更宜為25%以下。

因為B₂ O₃ 與SiO₂ 藉由組合而使玻璃形成提高，所以其總量宜為5%以上，更宜為10%以上。另外，因為導入量過大時折射率降低，所以宜為40%以下，更宜為38%以下。

P₂ O₅ 係協助玻璃形成，並且抑制著色度惡化的成分，不過，因為含量過大時造成折射率降低，所以宜為20%以下，更宜為18%以下。

Li₂ O、Na₂ O、K₂ O係使玻璃溶解性提高，再者使玻璃轉移溫度降低用的成分，不過過度地含有時玻璃之耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃。因而分別宜為15%以下，更宜為13%以下。此外，因為以上之鹼氧化物成分之總量，Li₂ O＋Na₂ O＋K₂ O過大時導致折射率降低，再者使玻璃之耐失透性降低，所以宜為30%以下，更宜為25%以下。

TiO₂ 係使折射率提高之成分，不過含量過大時產生著色，耐失透性降低，而無法獲得均質之玻璃。因而含量宜為20%以下，更宜為18%以下。

Nb₂ O5係使折射率提高之成分，不過導入量過大時，玻璃之耐失透性降低，無法獲得穩定之玻璃。因而含量宜為20%以下，進一步宜為18%以下。

TeO₂ 係不使著色度惡化而使折射率提高的成分，不過，因為過度導入時，耐失透性降低，於玻料化後燒成時，成為著色之原因，所以其含量宜為20%以下，更宜為15%以 下。

GeO₂ 係較高地維持折射率，且使玻璃之穩定性提高的成分，不過因為價格極高，所以含量宜為10%以下，更宜為8%以下，進一步宜不包含。

Ga₂ O₃ 係較高地維持折射率且使玻璃之穩定性提高的成分，不過因為價格極高，所以含量宜為10%以下，更宜為8%以下，進一步宜不包含。

為了符合本發明之目的，以上記載之成分的總量須為90%以上，進一步宜為95%以上。即使是以上記載之成分以外，基於清澄、溶解性提高、折射率調整等之目的，在不損害本發明之效果的範圍內亦可添加。此種成分如有Sb₂ O₃ 、SnO₂ 、In₂ O₃ 、ZrO₂ 、Ta₂ O₅ 、WO₃ 、La₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、Yb₂ O₃ 、Al₂ O₃ 。

形成散射層之玻璃成分，只要可獲得所需之散射特性，可玻料漿液化而燒成者即可，並無特別限定，不過為了使取出效率最大化，如有包含P₂ O₅ ，含有Nb₂ O₅ 、Bi₂ O₃ 、TiO₂ 、WO₃ 之一種成分以上之系，包含B₂ O₃ 、La₂ O₃ 作為必須成分，且含有Nb₂ O₅ 、ZrO₂ 、Ta₂ O₅ 、WO₃ 之一種成分以上之系，包含SiO₂ 作為必須成分，且含有Nb₂ O₅ 、TiO₂ 之一種成分以上之系，主要成分含有Bi₂ O₃ ，且玻璃形成輔助劑含有SiO₂ 、B₂ O₃ 等之系等。另外，本發明中，作為散射層而使用之全部玻璃系中，就對環境造成不良影響之成分的As₂ O₃ 、PbO、CdO、ThO₂ 、HgO，除了係原料原本之雜質不得已而混入時之外不得包含。

包含P₂ O₅ ，且含有Nb₂ O₅ 、Bi₂ O₃ 、TiO₂ 、WO₃ 之一種成分以上的成分中，宜為以下之成分範圍的玻璃。另外，以下成分以mol%來註記。

2.樹脂 樹脂於篩網印刷後，支撐塗膜中之玻璃粉末及填料。具體例係使用乙基纖維素、硝化纖維素、丙烯酸樹脂、醋酸乙烯、丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、松香樹脂等。作為主劑而使用者有乙基纖維素與硝化纖維素。另外，使用丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂及松香樹脂係為了提高塗膜強度而添加。燒成時脫接合劑溫度，乙基纖維素係350℃至400℃，硝化纖維素係200℃至300℃。

3.溶劑 用於溶解樹脂且調整印刷時需要之黏度。此外，在印刷中不乾燥，而在乾燥步驟快速乾燥。須為沸點係200℃至230℃者。為了調整黏度、固態成分比及乾燥速度而摻合使用。具體例從篩網印刷時之漿液的乾燥適合性，有醚系溶劑(丁基卡必醇(BC)、丁基卡必醇醋酸酯(BCA)、二甘醇二－n－丁基醚、一縮二丙二醇丁基醚、三縮三丙二醇丁基醚、醋酸丁基溶纖劑)、醇系溶劑(α－萜丙醇、松油、Dawanol)、酯系溶劑(2,2,4－三甲基－1,3－pentadiolmonoisobutylate)、鄰苯二甲酸酯系溶劑(DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)、DMP(鄰苯二甲酸二甲酯)、DOP(鄰苯二甲酸二辛酯))。主要使用者係α－萜丙醇及2,2,4－三甲基－1,3－pentadiolmonoisobutylate。另外，DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)、DMP(鄰苯二甲酸二甲 酯)、DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)亦作為可塑劑之功能。

4.其他 為了調整黏度及促進玻料分散，亦可使用界面活性劑。為了玻料表面改質，亦可使用矽烷耦合劑。

(玻料漿液膜之製作方法)

(1)玻料漿液 準備玻璃粉末與載色劑(vehicle)。在此，所謂載色劑係指混合樹脂、溶劑、界面活性劑者。具體而言，係在加熱至50℃~80℃的溶劑中投入樹脂、界面活性劑等，其後，靜置4小時至12小時程度後過濾而獲得。

其次，以行星混合機混合玻璃粉末與載色劑後，以3支滾筒使其均一分散。其後為了調整黏度而以攪拌機攪拌。通常玻璃材料係70~80 wt%，而載色劑為20~30 wt%。

(2)印刷 使用篩網印刷機印刷在(1)中製作之玻料漿液。可藉由網版之網孔粗糙度、乳劑之厚度、印刷時之擠壓、擠壓壓入量等，可控制所形成之玻料漿液膜之膜厚。印刷後以燒成爐使其乾燥。

(3)燒成 以燒成爐燒成印刷且乾燥之基板。燒成由使玻料漿液中之樹脂分解、消失的脫接合劑處理，與使玻璃粉末燒結、軟化的燒成處理組成。脫接合劑溫度就乙基纖維素為350℃~400℃，就硝化纖維素為200℃~300℃，並經30分鐘至1小時在空氣環境中加熱。其後提高溫度，使玻璃燒 結、軟化。燒成溫度係軟化溫度至軟化溫度＋20℃，依處理溫度而殘留於內部之氣泡的形狀、大小不同。其後，冷卻而在基板上形成玻璃層。獲得之膜的厚度係5 μm~30 μm，不過在印刷時藉由堆疊可形成更厚之玻璃層。

另外，上述之印刷步驟使用刮片印刷法、壓模印刷法時，可形成更厚之膜(生片印刷)。在PET薄膜等上形成膜之後，乾燥時獲得生片。其次，藉由滾筒等將生片熱壓著於基板上，經過與玻料漿液同樣之燒成行程而獲得燒成膜。獲得之膜的膜厚係50 μm~400 μm，不過藉由堆疊生片來使用，可形成更厚之玻璃膜。

(散射層內之散射物質的密度與散射物質之直徑)

圖11係顯示光取出效率(%)與散射物質之含有率(vol%)的關係圖。以下，為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，基礎材料之折射率：1.9，散射物質之折射率：1.0)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，散射層中之散射物質的含有率宜為1 vol%以上。雖因散射物質之大小而舉動不同，但是只要散射層中之散射物質的含有率係1 vol%時，光取出效率即可達40%以上。此外，由於散射層中之散射物質的含有率係 5 vol%以上時，光取出效率可達65%以上，因此更適宜。此外，由於散射層中之散射物質的含有率係10 vol%以上時，可將光取出效率提高至70%以上，因此更為適宜。此外，由於散射層中之散射物質的含有率係15 vol%附近時，可將光取出效率提高至80%以上，因此特別適宜。另外，考慮散射層之量產時，宜為不易受到製造變動之影響的10 vol%~15 vol%。

另外，從圖中亦瞭解散射物質之直徑與光取出效率的關係。具體而言，散射物質之直徑係1 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達70%以上，特別是散射物質之含有率係2 vol%~15 vol%之範圍時，光取出效率可達80%以上。此外，散射物質之直徑係2 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達65%以上，特別是散射物質之含有率係5 vol%以上時，光取出效率可達80%以上。此外，散射物質之直徑係3 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達60%以上，特別是散射物質之含有率係5 vol%以上時，光取出效率可達80%以上。此外，散射物質之直徑係5 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達50%以上，特別是散射物質之含有率係10 vol%以上時，光取出效率可達80%以上。此外，散射物質之直徑係7 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達45%以上，特別是散射物質之含有率係10 vol%以上時，光取出效率可達80%以上。此外，散射物質之直徑係10 μm時，即使散射物質之含有率係1 vol%~20 vol%之範圍，光取出效率仍可達40%以上，特別是散射物質之含有率係15 vol%以上時，光取出效率可達80%以上。從以上瞭解散射物質之直徑大時，含有率愈多，光取出效率愈提高。另外瞭解散射物質之直徑小時，即使含有率少，光取出效率仍提高。

(散射物質之折射率)

圖12係顯示光取出效率(%)與散射物質之折射率的關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質數量：約3600萬個，散射物質之含有量：15 vol%)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，由於基礎材料之折射率(2.0)與散射物質之折射率之差為0.2以上(散射物質之折射率為1.8以下)時，光取出效率可達80%以上，因此特別適宜。另外，即使基礎材料之折射率與散射物質之折射率之差係0.1(散射物質之折射率為1.9)，光取出效率仍可達65%以上。

(散射層之厚度)

圖13係顯示光取出效率(%)與散射物質之含有率(vol%)的關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，由於散射層中之散射物質的含有率係1 vol%以上時，即使散射層之厚度係15 μm以下，光取出效率仍可達55%以上，因此適宜。此外，由於散射層中之散射物質的含有率係20 vol%以上時，即使散射層之厚度係60 μm以上，光取出效率仍可達70%以上，因此適宜。此外，由於散射層中之散射物質的含有率係5 vol%~15 vol%時，即使散射層之厚度係15 μm以下，或60 μm以上，光取出效率仍可達80%以上，因此特別適宜。

(散射物質之數量)

圖14係顯示光取出效率(%)與散射物質(粒子)的個數(個/mm² )的關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm， 折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，瞭解不論散射層之厚度為何，光取出效率因散射物質數量而改變。如圖所示，由於散射層每1 mm² 之散射物質數量為1×10⁴ 個以上時，光取出效率可達55%以上，因此適宜。此外，由於散射層每1 mm² 之散射物質數量為2.5×10⁵ 個以上時，光取出效率可達75%以上，因此更適宜。此外，由於散射層每1 mm² 之散射物質數量為5×10⁵ ~2×10⁶ 個時，光取出效率可達80%以上，因此特別適宜。在此，即使散射物質之直徑係60 μm以上，且為3×10⁶ 個，光取出效率仍可達70%以上。

(散射層之基礎材料的透過率)

圖15係顯示光取出效率(%)與散射層之基礎材料為1 mmt%時之透過率的關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0，散射物質數量：約3600萬個，散射物質之含量：15 vol%)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將 光束1000 lm分割成10萬條作計算。如圖所示，即使散射層之基礎材料的透過率係50%，光取出效率仍可達55%以上。此外，散射層之基礎材料的透過率係90%時，光取出效率可達80%以上。基礎材料為玻璃時，因為其透過率約為98%，所以光取出效率可超過80%。

(陰極之反射率)

圖16係顯示光取出效率(%)與陰極之反射率(%)的關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0，散射物質數量：約3600萬個，散射物質之含量：15 vol%)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，陰極之反射率降低時，光取出效率亦降低。在此，瞭解因為藍色LED之陰極反射率係80%~90%，所以光取出效率獲得40%~50%。在此，專利文獻1之有機LED元件係假設反射率100%，其光取出效率約50%。另外，將本發明之有機LED元件的反射率作為100%，而為與專利文獻1之有機LED元件的反射率相同條件時，從圖瞭解其光取出效率超過80%。換言之，瞭解本發明之有機LED元件的光取出效率比專利文獻1之 有機LED元件的光取出效率好1.6倍。因而，本發明之有機LED可用作取代日光燈的照明用光源。

(散射層與陽極之折射率)

圖17係顯示射出於散射層的光之比率與散射層之基礎材料的折射率之關係圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0，散射物質數量：約3600萬個，散射物質之含量：15vol%)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算(波長550 nm)。如圖所示，由於陽極之折射率比散射層之折射率大時，在散射層之表面發生全反射，進入散射層之光量減少。因而，瞭解光之取出效率降低。因此，本發明之散射層的折射率宜為與陽極之折射率相等或比其大。

(散射層之基礎材料的折射率與白色發光色調的關係)

圖18係顯示波長與散射層之基礎材料的折射率之關係圖。圖19係顯示波長與受光面照度之關係的結果。另外，圖19(a)係對應於圖18的情況1(Case 1)，圖19(b)係對應於圖18之情況2，圖19(c)係對應於圖18之情況3，圖19(d)係對應於圖18之情況4的光譜圖。以下為了簡略，而將有機層及透光性電極分成電子佈植．輸送層及發光層、電洞佈 植．輸送層、及透光性電極之3個來計算。在此，上述圖係電子佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，發光層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，電洞佈植．輸送層(厚度：1 μm，折射率：1.9)，散射層(厚度：30 μm，基礎材料之折射率：2.0，散射物質之直徑：2 μm，散射物質之折射率：1.0，散射物質數量：約3600萬個，散射物質之含量：15 vol%)，透光性基板(厚度：100 μm，折射率：1.54)，並將光束1000 lm分割成10萬條作計算。另外，透光性電極之折射率為1.9。如圖19所示，瞭解散射層之基礎材料的折射率比有機層及透光性電極的折射率低時，其波長之取出效率降低，而色調變化。具體地說明時，從圖19(c)瞭解波長為550 nm以上之情況，且折射率為1.9以下時，發光效率降低。換言之，有機LED元件之紅色調中特性惡化。該情況下，元件之結構需要形成加強紅色調之元件。

(散射層之折射率的測定方法)

測定散射層之折射率時，有下述2個方法。

一個是分析散射層之成分，其後製作同一成分之玻璃，以稜鏡法評估折射率。另一個係研磨散射層薄達1~2 μm，在無泡之10 μm程度的區域實施橢圓偏振測定，來評估折射率。另外，本發明係以稜鏡法評估折射率作為前提。

(散射層之表面粗糙度)

散射層具有設置透光性電極之主表面。如上述，本發明之散射層含有散射物質。如上述，散射物質之直徑愈大， 即使含量少，仍可謀求光取出效率之提高。但是，經發明人之實驗，直徑愈大，而從散射層之主表面突出時，散射層之主表面的算數平均粗糙度(Ra)有變大之傾向。如上述，在散射層之主表面設置透光性電極。因而，有散射層之主表面的算數平均粗糙度(Ra)愈大，在透光性電極與散射層間構成短路，而有機EL元件不發光的問題。上述專利文獻1在段落0010中揭示有：即使形成於基板之凹凸係數μm程度，仍然是問題，不過按照本發明人之實驗，而瞭解μm之單位有機EL元件無法發光。

<透光性電極> 透光性電極(陽極)103為了將有機層110發生之光取出於外部，要求80%以上之透光性。此外，為了佈植許多電洞，而要求工作函數高者。具體而言，使用ITO(銦錫氧化物)、SnO₂ 、ZnO、IZO(銦鋅氧化物)、AZO(ZnO－Al₂ O₃ ：摻雜鋁之鋅氧化物)、GZO(ZnO－Ga₂ O₃ ：參雜鎵之鋅氧化物)、摻雜Nb之TiO₂ 、摻雜Ta之TiO₂ 等之材料。陽極103之厚度宜為100 nm以上。另外，陽極103之折射率係1.9~2.2。在此，使載子濃度增加時，可使ITO之折射率降低。市售之ITO以SnO₂ 係10 wt%為標準，不過比其增加Sn濃度時，可降低ITO之折射率。但是，藉由Sn濃度增加，雖載子濃度增加，但是移動度及透過率降低，所以需要取此等之平衡來決定Sn量。

另外，當然亦可將透光性電極作為陰極。

<有機層(具有發光功能之層)> 有機層110係具有發光功能之層，且藉由電洞佈植層111、電洞輸送層112、發光層113、電子輸送層114及電子佈植層115而構成。有機層110之折射率係1.7~1.8。

<電洞佈植層> 電洞佈植層111為了降低來自陽極103的電洞佈植障壁，而要求離子化電位之差小者。來自電洞佈植層111中之電極界面的電荷佈植效率之提高，降低元件之驅動電壓，並且提高電荷之佈植效率。高分子係廣泛採用摻雜了磺化聚苯乙烯(PSS)之ployethylenedihydroxy thiophene(PEDOT：PSS)，低分子係廣泛採用酞菁系之銅酞菁(CuPc)。

<電洞輸送層> 電洞輸送層112擔任將從電洞佈植層111佈植之電洞輸送至發光層133的角色。需要具有適切之離子化電位與電洞移動度。具體而言，電洞輸送層112使用三苯胺衍生物、N,N'－雙(1－萘基)－N,N'－二苯基－1,1'－聯苯－4,4'－二胺(NPD)、N,N'－二苯基－N,N'－雙[N－苯基－N－(2－萘基)－4'－聯苯基胺－4－il]－1,1'－聯苯－4,4'－二胺(NPTE)、1,1－雙[(二－4－甲苯胺)苯基]環己烷(HTM2)及N,N'－二苯基－N,N'－雙(3－甲基苯)－1,1'－二苯基－4,4'－二胺(TPD)等。電洞輸送層112之厚度宜為10 nm~150 nm。雖厚度愈薄愈可低電壓化，不過，因為有電極間短路之問題，所以特別宜為10 nm~150 nm。

<發光層> 發光層113提供佈植之電子與電洞再結合的場所，且使用發光效率高之材料。詳細說明時，用於發光層113之發 光主要材料及摻雜發光色素的材料，主要作為從陽極及陰極佈植之電洞及電子的再結合之功能。此外，對發光層中之主要材料摻雜發光色素，可獲得高發光效率，並且使發光波長變換。此等要求具有電荷佈植用之適切的能階，以及形成化學穩定性及耐熱性優異，且均質之非晶薄膜等。此外，要求發光色之種類及色純度優異及發光效率高者。有機材料之發光材料中有低分子系與高分子系的材料。再者，藉由發光機構而分類成螢光材料與燐光材料。具體而言，發光層113如有：tris(8－quinolinolert)鋁配位化合物(Alq₃ )、bis(8－hydroxy)quinaldinealuminiumphenoxide(Alq'₂ OPh)、bis(8－hydroxy)quinaldinealuminium－2,5－dimethylphenoxide(BAlq)、mono(2,2,6,6－tetramethyl－3,5－heptanedionert)鋰配位化合物(Liq)、mono(8－quinolinolert)鈉配位化合物(Naq)、mono(2,2,6,6－tetramethyl－3,5－heptanedionert)鋰配位化合物、mono(2,2,6,6－tetramethyl－3,5－heptanedionert)鈉配位化合物及bis(8－quinolinolert)鈣配位化合物(Caq₂ )等之喹啉衍生物的金屬配位化合物、四苯基丁二烯、phenylquinacdoline(QD)、蔥、perylene以及coronene等之螢光性物質。主要材料宜為quinolinolert配位化合物，特別宜為將8－喹啉酚及其衍生物作為配位體的鋁配位化合物。

<電子輸送層> 電子輸送層114擔任輸送從電極佈植之電子的角色。具體而言，電子輸送層114使用喹啉酚鋁配位化合物(Alq₃ )、二唑衍生物(如2,5－雙(1－萘基)－1,3,4－二唑(BND)及2－(4－ t－丁基苯基)－5－(4－聯苯)－1,3,4－二唑(PBD)等)、三唑衍生物、basophenanthroline衍生物、silol衍生物等。

<電子佈植層> 電子佈植層115要求提高電子之佈植效率者。具體而言，電子佈植層115在陰極界面設摻雜鋰(Li)、銫(Cs)等之鹼金屬的層。

<反射性電極> 反射性電極(陰極)120使用工作函數小之金屬或其合金。具體而言，陰極120如有鹼金屬、鹼土類金屬及周期表第三族之金屬等。其中宜使用鋁(Al)、鎂(Mg)或此等之合金等，因為係廉價且化學穩定性佳之材料。此外，使用在Al、MgAg之共蒸鍍膜、LiF或Li₂ O的薄膜蒸鍍膜上蒸鍍Al的疊層電極等。此外，高分子系係使用鈣(Ca)或鋇(Ba)與鋁(Al)的疊層等。

另外，當然亦可使用反射性電極作為陽極。

<附透光性電極透光性基板(有機LED元件用積層體)之製造方法> 以下，使用圖式說明本發明之附透光性電極透光性基板的製造方法。圖20係顯示本發明之附透光性電極透光性基板的製造方法之流程圖。本發明之附透光性電極透光性基板的製造方法具有：準備透光性基板之步驟(步驟1100)；在透光性基板上形成散射層之步驟，該散射層具備：在有機LED元件之發光之光的波長處具有第一折射率的基礎材料，以及設於基礎材料內部，具有與基礎材料不同之折射 率的複數個散射物質(步驟1110)；及在散射層上形成具有與第一折射率相同或較低之第二折射率的透光性電極之步驟(步驟1120)。

首先，準備透光性基板(步驟1100)。在此，透光性基板具體而言係使用玻璃基板或塑膠基板。

其次，準備具備在有機LED元件之發光之光的波長處，具有第一折射率之基礎材料；以及設於基礎材料內部，具有與基礎材料不同之折射率的複數個散射物質之散射層。而後，將準備之散射層形成於透光性基板上(步驟1110)。

其次，在散射層上形成具有與第一折射率相同或較低之第二折射率的透光性電極(步驟1120)。具體說明時，係藉由在基板上形成ITO膜，並在其ITO膜上實施蝕刻而形成。ITO可藉由濺射或蒸鍍而均一性佳地成膜於玻璃基板全面。藉由光微影及蝕刻而形成ITO圖案。該ITO圖案成為透光性電極(陽極)。抗蝕層係使用酚醛(phenolnovolac)樹脂，進行曝光顯像。蝕刻可採用濕式蝕刻或乾式蝕刻的任何一種，不過，如可使用鹽酸及硝酸之混合水溶液，將ITO予以圖案化。抗蝕層剝離材料如可使用乙醇胺。

<有機LED元件之製造方法> 以下，使用圖式說明本發明之有機LED元件的製造方法。圖21係顯示本發明之有機LED元件的製造方法之流程圖。本發明之有機LED元件的製造方法具有：準備透光性基板之步驟(步驟1100)；在透光性基板上形成散射層之步驟，該散射層具備：在有機LED元件之發光之光的波長處 具有第一折射率的基礎材料，以及設於基礎材料內部，具有與基礎材料不同之折射率的複數個散射物質(步驟1110)；在散射層上形成具有與第一折射率相同或較低之第二折射率的透光性電極之步驟(步驟1120)；在透光性電極上形成有機層之步驟(步驟1200)；及在有機層上形成反射性電極之步驟(步驟1210)。

進行上述步驟1100至步驟1120後，在透光性電極上形成有機層(步驟1200)。在此，有機層藉由併用塗布法與蒸鍍法而形成。如藉由塗布法形成有機層之某一個層以上時，其他之層則藉由蒸鍍法形成。在藉由塗布法形成之層後，以蒸鍍法形成其上之層時，在以蒸鍍法形成有機層之前進行濃縮乾燥硬化。此外，有機層亦可僅藉由塗布法或僅藉由蒸鍍法而形成。

其次，在有機層上形成反射性電極(步驟1210)。具體說明時，係在有機層上，藉由蒸鍍鋁等金屬材料而形成反射性電極。

其次，就為了密封藉由上述步驟所形成之有機EL發光元件，而製造密封用之相對基板的步驟作說明。首先，備有與元件基板不同之玻璃基板。將該玻璃基板加工，而形成收納捕水材料用的補水材料收納部。捕水材料收納部係在玻璃基板上塗布抗蝕層，藉由曝光、顯像而使基板之一部分露出。藉由蝕刻該露出部分變薄而形成捕水材料收納部。

如圖22所示，在該捕水材料收納部1300中配置氧化鈣等 之捕水材料1310後，重疊二片基板而接著。另外，圖22係模式顯示有機EL顯示裝置之結構的剖面圖。具體而言，在設了相對基板1320之捕水材料收納部1300的面，使用配合器塗布密封材料1330。密封材料1330如可使用環氧系紫外線硬化性樹脂。此外，密封材料1330塗布於與有機LED元件相對之區域的外周全體。使二片基板對準而相對後，照射紫外線，使密封材料硬化，而接著各基板。之後，為了更促進密封材料之硬化，如在80℃之清潔烤箱中實施1小時之熱處理。結果藉由密封材料及一對基板隔離有機EL元件存在之基板間與基板之外部。藉由配置補水材料1310，可防止因殘留或侵入密封之空間的水分等造成有機EL元件惡化。

來自有機層110之發光射出於箭頭方向。在與基板101之形成了有機LED元件的面相反側之面，亦即射出面附著光學片1340。光學片1340具有偏光板與1/4波長板，而作為防反射膜之功能。在設了該光學片1340之面側取出來自有機薄膜層之光。

切斷除去基板外周附近不需要部分，於陽極布線1350上連接訊號電極驅動器，並在陰極連接布線上連接掃描電極驅動器。在基板端部形成有連接於各布線之端子部。該端子部上附著各向異性導電薄膜(ACF)，並連接設了驅動電路之TCP(捲帶封包(Tape Carrier Package))。具體而言，在端子部上臨時壓著ACF。其次將內藏了驅動電路之TCP正式壓著於端子部。藉此組裝驅動電路。該有機EL顯示面板 安裝於框體，而完成有機EL顯示裝置。上述係顯示點矩陣顯示元件之情況，不過亦可為字符顯示，另外，依元件規格不限於上述之結構。

(第二種實施形態)

<有機LED元件之其他結構例> 其次，使用圖式，就本發明第二種實施形態之附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)及有機LED元件用積層體的結構作說明。另外，就與圖1相同結構，賦予相同編號，而省略說明。圖23係顯示本發明之有機LED元件用積層體及有機LED元件用積層體的其他構造之剖面圖。本發明之其他有機LED元件藉由附透光性電極透光性基板(有機LED元件用積層體)1400、有機層1410及反射性電極120而構成。附透光性電極透光性基板1400藉由透光性之基板101、散射層1401及透光性電極103而構成。有機層1410藉由電洞佈植．輸送層1411、發光層1412及電子佈植．輸送層1413而構成。

在此，圖1之有機LED元件的發光層113藉由三層而構成。三層之任何一層係形成發出3色之發光色(紅、綠、藍)的任何一色之光。但是圖23之有機LED元件的發光層1412可藉由將設於散射層1401內部之複數個散射物質1420進行紅色及綠色發光的螢光發光材料(如填料)，並藉由僅發出藍色光之一層而構成。換言之，採用本發明有機LED元件之其他結構，可將發光層作為發出藍、綠、紅色之任何一色光之層，而達到可縮小有機LED元件尺寸的效果。

另外，前述實施形態，係就以透光性電極與反射性電極夾著有機層之結構作說明，不過亦可將兩者電極具透光性，而構成兩面發光型之有機EL層。

此外，本發明之附透光性電極透光性基板不限定於有機EL元件，亦有助於無機EL元件、液晶等各種發光器件，或是光量感測器、太陽電池等之受光器件等光器件的高效率化。

[實施例] (散射層之效果的證實)

以下，說明散射層有助於提高光取出效率的證實。試料1係具備本發明之散射層的實施例，試料2係具備內部不設散射物質之散射層的比較例。計算方法與上述散射層之計算方法相同。以下，將各條件及結果(前面取出效率)顯示於表2。

圖24顯示實施例與比較例之前面取出效率的比較結果。圖24(a)及(b)分別係顯示在試料2與試料1之條件下，從正面觀測之結果圖。如圖24所示，採用本發明之附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)及有機LED元件時，在未處置情況下，可將20%程度之光取出效率提高至80%程度。

以下，使用圖式，就為了確認本發明之附電極之透光性基板改善外部取出效率而進行的評估實驗之內容及結果作說明。

首先，準備圖25及圖26所示之評估元件。在此，圖25係顯示評估元件之構造的從圖26之C方向觀察的A－A線之剖面圖。圖26係從圖25之B方向觀察的評估元件之俯視圖。另外，圖26為了明確玻璃基板1610與散射層1620之位置關係，而僅記載玻璃基板1610與散射層1620。

評估元件具有：玻璃基板1610、散射層1620、ITO(銦錫氧化物)膜1630、Alq₃ (tris(8－quinolinolert)鋁配位化合物)膜1640、及Ag膜1650。在此，為了比較有無散射層造成光取出效率之差異，而將評估元件分成有散射層之區域1600A與無散射層之區域1600B的兩個。有散射層之區域1600A的評估元件在玻璃基板1610上形成有散射層1620。無散射層之區域1600B的評估元件在玻璃基板1610上形成有ITO膜1630。

玻璃基板使用旭硝子股份有限公司製玻璃基板PD200。該玻璃之畸變點係570℃，熱膨脹係數係83×10^－7 (1/℃)。具有此種高畸變點與高熱膨脹係數的玻璃基板適合燒成玻璃玻料漿液而形成散射層。

散射層1620係高折射率玻璃玻料漿液層。在此，散射層1620係製作了具有表3所示之成分的玻璃。該玻璃之玻璃轉移溫度係483℃，屈服點係528℃，熱膨脹係數係83×10^－7 (1/℃)。該玻璃在F線(486.13 nm)之折射率nF係2.03558，在d線(587.56 nm)之折射率nd為1.99810，在C線(656.27 nm)之折射率nC為1.98344。折射率係以折射率計(KARUNEW光學工業社製，商品名稱KRP－2)測定。玻璃轉移點(Tg)及屈服點(At)以熱分析裝置(Bruker社製，商品名稱：TD5000SA)藉由熱膨脹法，在昇溫速度為5℃/分鐘下測定。

按照以下程序形成散射層1620。以成為表3之比率所示的成分之方式調合粉末原料。將調合後之粉末原料，以氧化鋁製之球磨機實施12小時乾式粉碎，來製作平均粒徑(d50，相乘值50%之粒度、單位μm)係1~3 μm之玻璃粉末。而後，將獲得之玻璃粉末75 g與有機載色劑(在α－萜丙醇等中溶解10質量%程度的乙基纖維素者)25 g攪拌，來製作漿液墨(玻璃漿液)。將該玻璃漿液以燒成後之膜厚成為15 μm、30 μm、60 μm、120 μm的方式均一地印刷於前述之玻璃基板上，將其在150℃下乾燥30分鐘後，暫時恢復成室溫，再度經45分鐘昇溫至450℃，在450℃下保持10小時，其後，經12分鐘昇溫至550℃，在550℃下保持30分鐘，其後經過3小時降溫至室溫，而在玻璃基板上形成玻璃層。就膜厚為120 μm之散射層，研磨表面至膜厚為60 μm。藉此形成之玻璃膜中含有許多氣泡，因該氣泡而產生散射。另外，在散射層玻璃最外表面雖有起伏，但是並未看到氣泡開口等成為有機LED之電極間短路原因的局部 凹凸。

圖27係顯示散射層之表面起伏之圖。圖27(A)顯示膜厚為60 μm之散射層的表面起伏，圖27(B)顯示研磨膜厚為120 μm之散射層而獲得之膜厚為60 μm的散射層之表面起伏。圖28係算出圖27(A)中起伏斜面的角度之圖。圖27(A)及圖27(B)使用表面粗糙度計(東京精密製，SURFCOM 1400D)來測定。起伏之散射層的斜面角度最大係27°程度，該角度比用於被動型有機LED面板之開口絕緣膜的邊緣部之錐角(40~50°)小，應該不影響有機膜、金屬膜等之覆蓋。此外，該起伏係因製作玻料時玻璃粒子不分級，而有大粒子進入。藉此，燒成時大粒子的部分成為起伏而保留。因此，藉由使粒子大小縮小且均一化即可避免起伏。另外，圖29顯示局部粗糙度之測定結果例。圖29(A)係在未研磨散射層之表面的情況，圖29(B)係研磨了表面之情況。未研磨之散射層表面的算數平均粗糙度Ra係31.0 nm，研磨後之算數平均粗糙度Ra係23.5 nm。從圖29瞭解，在散射層表面未看到局部凸起，未研磨之散射層表面的測定結果(圖29(A))形成與鏡面研磨後之散射層表面的測定結果(圖29(B))近似的凹凸形狀。此因散射體係氣泡，且氣泡不存在於表面。在有機材料中混合散射材料時(基礎材料使用樹脂，散射材料使用固態粒子之情況)，因為散射材料有時露出於表面，所以需要將散射材料表面之粗糙度予以平滑化，防止有機LED元件之短路。

另外，實施研磨者形成了平滑之表面。

測定各附散射層基板之全光透過率與霧狀值。測定裝置係使用圖畫測試機霧狀計HGM－2。並測定上述玻璃基板PD200之素板作為參考。將測定之結果顯示於表4。

如此瞭解隨著散射層之膜厚變厚，散射性增強。

在散射層1620及未形成散射層1620之玻璃基板1610上，藉由濺射形成膜厚為150 nm之ITO膜1630。濺射係在室溫下實施，且係Ar為99.5 SCCM，0₂ 為0.5 SCCM，壓力為0.47 Pa，投入電力為2.35 W/cm² 。其後，使用蒸鍍裝置在ITO膜1630上形成膜厚為200 nm之Alq₃ 膜1640，並在Alq₃ 膜1640上形成膜厚為70 nm之Ag膜1650。此次之評估係從Ag膜1650之上方側照射紫外線，而激勵Alq₃ 膜1640。Ag膜1650之膜厚厚的情況下，不使紫外線透過，過薄時，來自Alq₃ 膜1640之螢光之光不反射而透過。藉由將Ag膜1650之膜厚形成70 nm，於320 nm之紫外光情況下，可透過25%程度，另外，可將螢光之光中透過Ag膜1650的比率抑制在1%以下。Alq₃ 膜1640係藉由從Ag膜1650側入射之紫外線而激勵，不過在Alq₃ 膜1640之靠近Ag膜1650側，因在玻璃基板1610側發光之光與在Ag膜1650側發光，以Ag反射而在玻璃基板側進行之光的干擾而相互減弱。此因，光程差少之一方藉由Ag之反射而相位偏差π程度。就該問題，藉 由將Alq₃ 膜1640之膜厚增厚為200 nm即可解決，並可提高測定之發光亮度。

使用如上述製作之評估元件來直接評估發光特性。將發光亮度測定評估方法顯示於圖21。激勵光源使用旭硝子公司製水銀氙燈(商品名稱：SUNCURE202－LS)2100。因為從光源亦有可視成分，所以使用可視光過濾器2110將其除去。在評估元件1600之前配置不銹鋼製孔徑(aPerture)(15 mm×10 mm)2120，將紫外線射束予以整形。入射於評估元件1600之紫外光的一部分透過Ag膜1650，激勵Alq₃ 膜1640，而發出螢光。將紫外光照射於評估元件1600之有散射層之區域1600A與無散射層之區域1600B，並以亮度計2140測定各個螢光亮度。亮度計使用KONIKAMINORUTER公司製(商品名稱：LS－110)，並在亮度計之前插入紫外線過濾器2130。

使用圖式顯示測定點。圖31係對應於圖26之圖式。如圖31所示，測定點係紫外線照射區域之中心及四個角落的合計5點。無散射層1620之部分，紫外線照射區域與螢光發光區域相同，而有散射層1620之情況，螢光發光區域可分類成照射於紫外線照射區域強的中央發光區域2210，與在其外側，隨著向周邊行進而發光減弱的周邊發光區域2220的兩個。將中央發光區域2210與周邊發光區域2220之亮度分布之例顯示於圖32。在此，測定在圖31之D－D線的亮度。從圖32瞭解，有散射層時，除了螢光發光區域(中央發光區域2210)之外，亦可從其周圍取出光。這可以說將 本發明之有機LED元件用於照明時，比先前之有機LED元件具有亮度高的效果。

圖33顯示改變散射層之厚度(15 μm、30 μm、60 μm、研磨後為60 μm)，各個測定點之5點的平均正面亮度。如此瞭解隨著散射層之膜厚變厚，正面亮度變大。此外，散射層膜厚為60 μm者，表面研磨品與未研磨者為相同程度之亮度。因此亮度上昇者的主要原因並非表面起伏，而係因本發明之含有氣泡高折射率玻璃層造成的散射。

實際上，如前述具有周邊發光區域2220。從周邊取出之光如圖32所示，亮度隨著遠離中央發光區域而降低，從中央發光區域之端離開8 mm程度之處大致為0。考慮適用本發明之製品時，發光部之大小比該8 mm充分大情況下，從周邊發光區域取出之光，視為取出之光束亦無妨。圖34顯示改變散射層之厚度(15 μm、30 μm、60 μm、研磨後為60 μm)，測定各個周邊發光區域之光量，修正了5點平均值時的亮度。具體而言，係測定周邊發光區域之亮度分布，而算出全體之光束量。並將中央發光區域之面積除以其值的值加上中央發光區域之亮度作修正。無散射層之區域，因為不存在周邊發光區域，所以瞭解與有散射層之區域的正面亮度比更大。

圖35顯示各評估元件之無散射層的區域與有散射層之區域的正面亮度之比。如此藉由插入本發明之散射層，即使僅紫外線照射區域，仍可獲得無散射層時之1.7~2.0倍的正面亮度，考慮至周邊發光部情況下，可推定為達到2.2倍 至2.5倍。

其次，以日立HIGHTECHNOLOGYS公司製螢光光度計(商品名稱：F4500)測定有散射層(厚度：30 μm)之區域與無散射層之區域的螢光光譜。將測定結果顯示於圖36。此外，將無散射層之區域的光譜強度形成2倍，而與有散射層之區域的光譜重寫者顯示於圖37。從圖36及圖37瞭解，有散射層之區域與無散射層之區域的光譜形狀大致相同，而發光強度係2倍程度。結果有機LED元件雖因元件內部之干擾而使發光光譜變化及亮度變化，但是在此可以說並無該影響。

其次，測定光度之方向依存性。測定方法與圖30所示之測定方法相同，改變亮度計之位置而測定亮度，並從其值算出光度。將測定結果顯示於圖28。圖39係以正面光度將圖38之資料規格化者。如此，不論有無散射層，光度之角度依存性不改變，而確認無指向性強。從此處可確認以正面亮度確認之本發明的光取出效率之改善，即使就全部光束，仍同樣地改善。

其次，測定此次製作之散射層中的氣泡之粒度分布。散射層之厚度係15 μm者時，在顯微鏡下可識別散射層內之全部氣泡。藉由圖像處理來識別並統計90.5 μm×68.1 μm之視野內的氣泡。將在散射層之任意3處的計測結果顯示於表5。

此外，將在計測點#2之氣泡直徑分布顯示於圖40。從表5及圖40瞭解氣泡直徑為2 μm以下者多，且平均直徑係1.3~1.4 μm。此外，散射層每1 mm² 之氣泡數係1.1×10⁵ 個至2.2×10⁵ 個。利用上述之計測結果(散射層之厚度為15 μm)，正比計算散射層之厚度為30 μm及60 μm時，散射層之厚度為30 μm時的氣泡數為2.2×10⁵ 個~4.4×10⁵ 個，厚度為60 μm時之氣泡數為4.4×10⁵ 個~8.8×10⁵ 個。

圖41係比較氣泡直徑為2 μm時之每1 mm² 之氣泡數與光取出效率的關係與此次之測定結果者。將圖41之測定結果與圖14之模擬結果對比時，瞭解評估元件獲得與模擬結果同樣之結果。具體說明時，散射層之厚度為15 μm時，氣泡數不足，且光取出效率不足。散射層之厚度為60 μm時，光取出效率亦在飽和區域。

圖42顯示實施例之散射層用玻璃、ITO膜、Alq₃ 膜的折射率。在此，ITO膜之折射率使用室溫成膜之同樣者的資料。由於Alq₃ 膜之發光波長係430 nm~670 nm程度，因此涵蓋該波長全部區域，折射率之大小關係成為散射層玻璃>ITO膜>Alq₃ 膜。因此，並無傳播於Alq₃ 膜及ITO膜內部之光的損失。另外，光取出效率之損失的原因，係因Ag膜之反射率、Alq₃ 膜、ITO膜、散射層玻璃及基板玻璃之吸 收。將在Alq₃ 發光峰值波長520 nm之Ag、Alq₃ 的折射率、衰減係數分別設為(n1、k1)、(n2、k2)時，在Ag與Alq₃ 界面之垂直方向的反射率成為((n1－n2)² ＋(k1－k2)² )/((n1＋n2)² ＋(k1＋k2)² )。由於n1＝0.129，k1＝3.25，n2＝1.728，k2＝0.0016，因此從此等之反射率成為93%程度。此時之光取出效率，從圖16之有散射物質的圖形，此外無損失時成為60%程度。從此次製作之散射層膜厚為60 μm時之全光透過率低達83%等，推定為是散射層之損失亦無法忽略的程度。在此，雖散射層之光程長不明，不過，若係1 mm程度時，以17%之吸收之損失，從前述模擬結果可估計為12%程度。將上述之Ag膜的反射損失與散射層玻璃之損失相乘時，光取出效率成為60%×(100－12)%＝53%。將無散射層時之光取出效率假設為20%時，光取出效率53%為未處理之2.65倍，與考慮至周邊擴散光時之2.5倍大致一致。為了改善因Ag膜之反射損失與散射層玻璃之損失造成光取出效率的降低，除了提高反射性電極之反射率及玻璃散射層之透過率之外，降低玻璃基板與空氣之反射率等亦有效。具體而言，如將防反射膜形成於玻璃基板最外表面等。如此藉由使用本發明，可將在有機層及透光性電極內部傳播之光取出於外部。

(實施例2) (散射層之主表面的平坦性之證實)

以下，說明為了提高光取出效率，散射層之主表面係平坦(算數平均粗糙度為30 nm以下)者為有效的證實。

首先，玻璃基板使用上述旭硝子股份有限公司製玻璃基板PD200。散射層如以下地製作。首先，玻璃成分如表3地調合粉末原料，以1100℃之電爐熔解，澆注於滾筒而獲得玻璃之薄片。該玻璃之玻璃轉移溫度係499℃，屈服點係545℃，熱膨脹係數係74×10^－7 (1/℃)(100~300℃之平均值)。該玻璃在F線(486.13 nm)之折射率nF為2.0448，在d線(587.56 nm)之折射率nd為2.0065，在C線(656.27 nm)之折射率nC為1.9918。折射率及玻璃轉移點．屈服點的測定方法與上述之例相同。

進一步將製作之薄片以氧化鋯製之行星碾磨機粉碎2小時後，作篩選來製作粉末。此時之粒度分布係D₅₀ 為0.905 μm，D₁₀ 為0.398 μm，D₉₀ 為3.024 μm。其次，將獲得之玻璃粉末20 g與有機載色劑7.6 g攪拌，來製作玻璃漿液。將該玻璃漿液以直徑為10 mm之圓形，均一地印刷於前述玻璃基板上，使燒成後之膜厚成為15 μm，將其在150℃下乾燥30分鐘後，暫時恢復成室溫，經45分鐘昇溫至450℃，在450℃下保持．燒成30分鐘，其後經12分鐘昇溫至550℃，在550℃下保持30分鐘，其後，經3小時降溫至室溫，而在玻璃基板上形成散射層。其他以同樣之溫度剖面，亦製作僅保持．燒成溫度為570℃、580℃之散射層。

其次，測定此等之表面粗糙度。測定時使用菱化系統公司製立體非接觸表面形狀計測系統Micromap。測定部位係圓形散射層中央部附近之2處，測定區域係1邊為30 μm的正方形。此外，起伏之切斷波長為10 μm。係具有10 μm以 上之周期的凹凸時，藉由用於形成有機LED元件之濺射、蒸鍍、旋塗、噴灑等方式所形成之膜，應可充分追隨其凹凸，就比10 μm小之周期的凹凸，有時蒸鍍等之覆蓋性不足。圖43中顯示以各溫度燒成之散射層的算數表面粗糙度(Ra)。以550℃燒成者，因為其燒成不完全，散射層中之氣泡並非球形，或是表面粗糙，所以在其上製作元件時，容易產生電極間短路等缺失。另外，570℃、580℃燒成品，其散射層中之氣泡成為球形，表面亦平滑。

如此製作之附散射層玻璃基板的全光透過率係77.8，霧狀值係85.2。測定裝置使用圖畫測試機公司製霧狀電腦(Haze Computer)(商品名稱：HZ－2)，並使用玻璃基板PD200之素板作測定作為參考。

其次，分別備有如上述製作之附散射層玻璃基板與無散射層之玻璃基板PD200，來製作有機LED元件。首先，透光性電極係以DC磁控濺射將ITO遮罩成膜150 nm。將散射層用玻璃與ITO之折射率顯示於圖44。其次，進行使用純 水之超音波洗淨，其後以激元(excimer)UV發生裝置照射紫外線，將表面清淨化。其次，使用真空蒸鍍裝置，蒸鍍100 nm之α－NPD(N,N'－diphenyl－N,N'－bis(1－naphthyl)－1,1'biphenyl－4,4"diamine)、60 nm之Alq₃ (tris8－hydroxyquinoline aluminum)、0.5 nm之LiF、及80 nm之Al。此時，α－NPD與Alq₃ 使用遮罩，作為直徑12 mm之圓形圖案，LiF與Al使用經由上述有機膜而在ITO圖案上具有2 mm開口之區域的遮罩形成圖案，而完成元件。

其後，相對基板係在PD200上以噴砂形成凹部，在凹部周邊之堤岸塗布周邊密封用之感光性環氧樹脂。其次，在球形盒內放入元件基板與相對基板，在相對基板凹部附著含有CaO之捕水材料，其次，貼合元件基板與相對基板，照射紫外線，使周邊密封用之樹脂硬化。將各元件之電極間短路的發生狀況顯示於表7。在此，所謂自行修復，係指元件中流入10 mA之過電流，使短路部以其焦耳熱自行修復。

將元件發光之情形顯示於圖45及圖46。在此具有散射層之元件係圖45，無散射層之元件係圖46。瞭解無散射層之元件僅從ITO圖案與Al圖案交叉而形成之概略2 mm開口的 區域確認發光，而製作於散射層上之元件，除了上述概略2 mm開口區域之外，光亦從周邊之散射層形成部取出於空氣中。

其後，進行以570℃燒成散射層之元件的特性評估。全光束測定使用濱松PHOTONICS公司製EL特性測定機C9920－12。將有散射層之元件與無散射層之元件的電流電壓特性顯示於圖47。如此，瞭解獲得大致相同程度之特性，即使是形成於散射層上之元件，仍不存在大的漏電流。其次，將電流亮度特性顯示於圖48。如此不論有無散射層，光束量均與電流成正比，有散射層情況下之光束量比無散射層時提高15%。這表示如圖44所示，因為散射層之折射率在Alq₃ 之發光波長(450 nm至700 nm)中，比透光性電極之ITO的折射率高，所以抑制Alq₃ 之EL發光之光在ITO與散射層之界面全反射，而有效將光取出於空氣中。

其次，評估色調之角度依存性。光學測定時使用濱松PHOTONICS公司製多頻分光器(商品名稱：C10027)，藉由使元件對其分光器旋轉而進行測定，來測定發光亮度與發光色之角度依存性。角度之定義係將元件之法線方向與從元件朝向分光器之方向構成之角度作為測定角度θ[°](圖49)。換言之，在元件之正面設置分光器之狀態為0°。

將獲得之光譜資料顯示於圖50、51、52、53。圖50係無散射層之有機LED元件的測定結果，圖51係進一步以各個測定角度將顯示最大亮度之波長的亮度作為1予以規格化者。從圖51瞭解依測定角度而在光譜中產生偏差。

其次，圖52係有散射層之元件的測定結果，圖53係進一步以各個測定角度將顯示最大亮度之波長的亮度作為1予以規格化者。從圖53瞭解即使測定角度改變，幾乎不產生光譜之偏差。再者，將上述光譜變換成色度座標之結果顯示於表8與圖54。

瞭解無散射層之元件依測定角度而色度大幅改變，另外有散射層之元件的變化少。從以上瞭解藉由在元件中賦予散射層，除了原本目的之光取出效率的改善效果之外，還可獲得色之角度變化緩和的效果。色之角度變化少者，作為發光元件之重大長處為不限定觀察角度。

從上述之評估實驗瞭解，本發明之模擬正確。

另外，研磨在此使用之散射層中，以570℃及580℃燒成者的剖面，以1萬倍倍率拍攝SEM照片，從其照片調查氣泡數與氣泡從玻璃散射層表面之距離的關係。SEM照片之橫寬方向的長度係12.5 μm。SEM照片中從散射層表層以0.25 μm刻度畫線，來統計在該0.25 μm×12.5 μm之框中可 確認的泡數。在此，橫跨複數個框而存在之泡係統計在下面之框者。其結果顯示於圖55。在此，X軸顯示從玻璃散射層表面之距離，如0.5 μm之點係從玻璃散射層表面測量，而在0.25 μm~0.5 μm之框確認的泡數。此外，X＝0如圖7或圖8所示，顯示存在於玻璃散射層表面之凹陷數。如此可確認燒成溫度為570℃之情況，如曲線a所示，從距離表面0.5 μm起，為580℃之情況，如曲線b所示，從距離表面1.25 μm起，隨著接近表面而泡數減少。此外，表面中不論任何情況均未確認凹陷。

再者，從圖55亦明瞭從玻璃構成之前述散射層表面起算的距離x(x≦0.2 μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x＝2 μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 之點。此外，圖55係就燒成溫度為570℃及580℃之情況作顯示，不過即使使燒成溫度若干變化，仍可獲得同樣之結果。

又此外，從圖55亦明瞭從玻璃構成之前述散射層表面起算的距離x(x≦0.2 μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x＝5 μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 之點。

另外，580℃燒成品之泡數有比570℃燒成品多的傾向，不過原因無法斷定。其可能原因有以下2個。

(1)580℃燒成品者，泡膨脹溫度提高部分之程度，而容易統計。

(2)附著於玻璃粉末之有機系的殘渣物的分解在580℃下加速，而泡數增加。

其次，調查有無發生析出結晶。結晶在玻璃散射層表面析出時，以光學顯微鏡可輕易地辨認。此因結晶未析出情況下，散射層表面極為平滑，特異性之點明顯。係結晶或係雜質的區別可從其形狀的對稱性等輕易地判斷。此外，在玻璃散射層內部之析出結晶亦可從其形狀而輕易地區別氣泡或雜質。結果顯示於表9。如570℃燒成者藉由選擇適切之燒成條件，可使結晶僅析出於散射層內部，而抑制在表面發生。

另外，因為氣泡與結晶係由不同之機制而發生，所以藉由控制玻璃材料、粉末粒徑、表面狀態及燒成條件(環境、壓力)等，可僅使氣泡或僅使結晶發生。如藉由增加玻璃之網狀成形劑，或是增加抑制結晶析出之鹼氧化物成分，來抑制結晶析出，在減壓下燒成時抑制氣泡發生。

(實施例3)

<起伏> 其次，就本發明之實施例3作說明。

首先，測定用樣品備有在PD200基板上形成散射層之膜，進一步在其上以蒸鍍法形成厚度約80 nm之Al薄膜者。散射層係使用顯示於表10之6種。玻璃成分A、B、C分別顯示於表11、表12。

其後，測定起伏。裝置使用東京精密股份有限公司製SURFCOM(商品名稱：1400D－12)。測定長度係5.0 mm，短波長切斷值λs為25.0 μm，長波長切斷值λc為2.5 mm，並以測定速度0.15 mm/s進行粗糙度測定。從該測定資料，依據JIS2001規格(ISO97之翻譯規格)，在裝置內計算算數平均粗糙度Ra及算數平均波長Rλa。此外，從起伏之資料算出表面積，比較與平坦之情況的差。其次，進行擴散反射比之測定。測定系統係使平行光從積分球之1處的開口部入射，在抵接於其對角之開口部設置樣品，此外，在另外之開口部設置射出光之檢測裝置。檢測裝置使用PARKINGERUMA公司製分光光度計Lambda950。

首先，在其他開口部堵塞之狀態下進行全反射之分光測定，使用其資料算出反射率。反射率之算出方法，係藉由在測定之分光資料中乘上光源之分光分布與等色函數y(λ)來進行。另外，光源資料中，D65標準光源、等色函數使用2°視野之資料。

其次，在打開正反射於樣品之光射出位置的積分球之開口部的狀態下進行分光測定，算出此時之反射率。將此時之反射率稱為擴散反射率。而後，藉由以全反射率除擴散反射率，來算出擴散反射比。此等之測定結果如表1所示。

因為在玻璃散射層中有散射物質，所以金屬電極面看不出係鏡面，不過，若降低散射性時，則看成鏡面，可能在外觀上並不適宜。此次，在散射層上形成Al膜，從Al電極 側觀察情況下，可不受散射層之影響來評估金屬電極之外觀。如表13所示，藉由起伏而擴散反射比增大，即使任何情況下均可抑制外觀上之鏡面性。

測定在玻璃基板上直接形成Al膜時之擴散反射比時為40%，為比材料C之38%較大之值，不過清楚地看出以材料C形成散射層者抑制鏡面辨識性。但是，材料C之情況(Ra/λRa＝0.0234×10^－5 )，寫入之物體的輪廓滲出而可抑制鏡面性，不過更宜為以材料A且與580℃燒成(Ra/λRa＝0.556×10^－5 )同等或大於其之擴散反射比。此種情況下完全無法辨識映入物體之輪廓。

(實施例4)

<散射層之全透過率(Haze值)> 其次，說明就散射層之全透過率作測定的結果。

在玻璃基板上製作以表1所示之玻璃成分而厚度不同的散射層。各個厚度係9 μm、15 μm、30 μm。在此等散射層之上與前述同樣地製作有機LED元件作評估，來評估與無散射層時之光取出效率的比率。使用前述之霧狀計測定全光透過率、Haze值時，如圖56所示，樣品設置於積分球300內部，波導基板101，以使傳播於橫方向之光無損失的方式作測定。將散射層102之膜厚與全光透過率之關係顯示於圖57，並將散射層102之膜厚與haze值之關係顯示於圖58。

如此確認隨著增加散射層102之膜厚，全光透過率降低且Haze值上昇。其次，將全光透過率與無散射層102時比 較的光取出效率比(光取出倍率)顯示於圖59，並將Haze值與無散射層時比較的光取出效率比(光取出倍率)顯示於圖60。

因為玻璃材料具有一定之吸收，所以散射程度大時，通過散射層內之光程長增長，而取出倍率降低。反之，散射少時，因為無法改變光之方向，所以無法抑制全反射，導致取出效率降低。因而適於取出效率為最大者之全光透過率及Haze值存在。

從以上實驗結果，全光透過率須為75%以上。此外，該透光性基板須Haze值為80至87者。

以上詳細並參照特定之實施態樣說明本發明，不過熟悉本技術之業者明瞭，在不脫離本發明之精神與範圍內可實施各種變更及修正。

本申請案係依據2007年7月27日申請之日本專利申請(特願2007－195797)、2007年9月18日申請之日本專利申請(特願2007－241287)者，且於此採用其內容作參照。

[產業上之可利用性]

如以上之說明，由於本發明之附電極之透光性基板具備光散射性良好，且穩定、可靠性高之散射層，因此可增大光之取出效率或是取入效率，而可適用於發光器件及受光器件等。

100‧‧‧附電極之透光性基板(有機LED元件用積層體)

101‧‧‧玻璃基板

102‧‧‧散射層

103‧‧‧透光性電極

104‧‧‧散射物質

110‧‧‧有機層

120‧‧‧反射性電極

圖1係顯示本發明第一種實施形態之透光性基板及有機LED元件的構造剖面圖。

圖2係顯示構成本發明第一種實施形態之透光性基板的散射層之玻璃粒子塗布時狀態的模式圖。

圖3係顯示構成本發明第一種實施形態之透光性基板的散射層之玻璃粒子燒成時狀態的模式圖。

圖4係顯示作為本發明之比較例，以比玻璃之軟化溫度低的溫度而燒成時之散射層的狀態模式圖。

圖5係顯示本發明第一種實施形態之散射層(以比玻璃之軟化溫度充分高之溫度燒成時)的狀態模式圖。

圖6係顯示本發明第一種實施形態之散射層表面的起伏狀態之模式圖。

圖7係顯示散射層表面之微小凹部的模式圖。

圖8係顯示散射層表面之微小凹部的模式圖。

圖9係顯示本發明第一種實施形態之散射層表面的狀態模式圖。

圖10係顯示比較例(燒成溫度過高時)之散射層表面的狀態模式圖。

圖11係顯示光取出效率(%)與散射物質之含有率(vol%)的關係圖。

圖12係顯示光取出效率(%)與散射物質之折射率的關係圖。

圖13係顯示光取出效率(%)與散射物質之含有率(vol%)的關係圖。

圖14係顯示光取出效率(%)與散射物質之數量(個/mm² )的關係圖。

圖15係顯示光取出效率(%)與散射層之基礎材料透過率(@1 mmt%)的關係圖。

圖16係顯示光取出效率(%)與陰極之反射率(%)的關係圖。

圖17係顯示射出於散射層之光的比率與散射層之基礎材料的折射率之關係圖。

圖18係顯示波長、散射層與基礎材料之折射率的關係圖。

圖19(a)~(d)係波長與受光面照度之關係的模擬結果。

圖20係顯示本發明之有機LED元件用基板的製造方法之流程圖。

圖21係顯示本發明之有機LED元件的製造方法之流程圖。

圖22係模式顯示有機EL顯示裝置之結構的剖面圖。

圖23係顯示本發明之有機LED元件用積層體及有機LED元件之其他構造的剖面圖。

圖24係在例1與例2之條件中，從正面觀測之結果。

圖25係顯示評估元件之構造的從圖26之C方向觀察之A－A線的剖面圖。

圖26係從圖25之B方向觀察的評估元件之俯視圖。

圖27係顯示散射層之表面起伏的圖。(A)係顯示膜厚為60 μm之散射層的表面起伏，(B)係顯示研磨膜厚為120 μm之散射層所獲得的膜厚為60 μm之散射層表面起伏的圖。

圖28係顯示以表面粗糙度計測定散射層之表面形狀的結 果圖。

圖29係顯示散射層表面局部粗糙度的測定結果圖。(A)係顯示未研磨之散射層表面的測定結果，(B)係顯示研磨後之散射層表面的測定結果圖。

圖30係顯示評估發光特性用之評估系統的結構區塊圖。

圖31係顯示測定點之區塊圖。

圖32係顯示中央發光區域2210與周邊發光區域2220之亮度分布圖。

圖33係顯示改變散射層之厚度，各個測定點之5點平均正面亮度圖。

圖34係顯示改變散射層之厚度，測定各個周邊發光區域之光量，來修正5點平均值時之亮度的圖。

圖35係顯示各評估元件之無散射層的區域與有散射層之區域的正面亮度之比的圖。

圖36係顯示有散射層之區域與無散射層之區域的螢光光譜測定結果圖。

圖37係在有散射層之區域的螢光光譜的測定結果中，將無散射層之區域的光譜強度形成2倍，而與有散射層之區域的光譜重疊寫入之圖。

圖38係顯示光度之方向依存性的測定結果圖。

圖39係以正面光度將圖38之資料規格化之圖。

圖40係顯示氣泡直徑分布之圖。

圖41係比較氣泡直徑為2 μm時之每1 mm² 的氣泡數與光取出效率之關係與此次之測定結果圖。

圖42係顯示評估實驗之散射層用玻璃、ITO膜、Alq₃ 膜的折射率圖。

圖43係顯示測定本發明實施例2之透光性基板的散射層之燒成溫度與表面粗糙度之關係的結果圖。

圖44係顯示測定本發明實施例2之透光性基板的散射層之燒成溫度與折射率之關係的結果圖。

圖45係顯示使用本發明實施例2之透光性基板所形成之有機LED元件的發光狀態圖。

圖46係顯示使用比較例之透光性基板所形成之有機LED元件的發光狀態圖。

圖47係顯示使用本發明實施例2及比較例之透光性基板所形成的有機LED元件之電壓－電流特性圖。

圖48係顯示使用本發明實施例2及比較例之透光性基板所形成的有機LED元件之電流－亮度特性圖。

圖49係顯示測定本發明實施例3之發光亮度與發光色之角度依存性用的測定裝置之圖。

圖50係顯示比較例之有機LED元件的發光亮度與發光色之角度依存性的光譜資料圖。

圖51係顯示比較例之有機LED元件的發光亮度與發光色之角度依存性的光譜資料圖。

圖52係顯示本發明實施例3之有機LED元件的發光亮度與發光色之角度依存性的光譜資料圖。

圖53係顯示本發明實施例3之有機LED元件的發光亮度與發光色之角度依存性的光譜資料圖。

圖54係顯示本發明實施例3之有機LED元件的發光亮度與發光色之角度依存性的色座標圖。

圖55係顯示本發明實施例3之有機LED元件的散射層中的深度與氣泡數之關係圖。

圖56係顯示測定本發明實施例4之散射層的透過率之方法圖。

圖57係顯示測定本發明實施例4之散射層的膜厚與全光透過率之關係的結果圖。

圖58係顯示本發明實施例4之散射層的膜厚與霧狀(haze)值的關係圖。

圖59係顯示比較本發明實施例4之全光透過率與無散射層時之光取出效率比(光取出倍率)之圖。

圖60係顯示比較本發明實施例4之霧狀值與無散射層時之光取出效率比(光取出倍率)之圖。

200‧‧‧玻璃層最外表面

B‧‧‧氣泡

G‧‧‧玻璃

Claims (15)

1. 一種透光性基板，其係附電極之透光性基板，其具備：透光性之玻璃基板；包含玻璃之散射層，其係形成於前述玻璃基板上，且具備：基礎材料，其係對透過之光的至少1個波長具有第一折射率；及複數個散射物質，其係分散於前述基礎材料中，且具有與前述基礎材料不同之第二折射率；及透光性電極，其係形成於前述散射層上，且具有與前述第一折射率相同或較低之第三折射率；自前述散射層之透光性電極側表面起算的距離x(x≦0.2μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x=2μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 。
2. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射層之表面係形成構成彎曲面之起伏。
3. 如請求項2之透光性基板，其中前述散射層表面起伏之粗糙度Ra之對表面起伏之波長Rλa之比Ra/Rλa為1.0×10^-3 以上、3.0×10^-2 以下。
4. 如請求項2之透光性基板，其中前述散射層表面起伏之粗糙度Ra係30μm以下。
5. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射物質係氣泡。
6. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射物質係具有與前述基礎層不同成分的材料粒子。
7. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射物質為構成前述基礎層之玻璃的析出結晶。
8. 如請求項1之透光性基板，其中每1mm² 之前述散射層之前述散射物質之數量至少為1×10⁴ 個。
9. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射物質中，最大長度係5μm以上之散射的比率係15%以下。
10. 如請求項1之透光性基板，其中波長λ(430nm<λ<650nm)中於至少一個波長處之前述第一折射率係1.8以上。
11. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射層在100℃至400℃時之平均熱膨脹係數係70×10^-7 (℃^-1 )至95×10^-7 (℃^-1 )，且玻璃轉移溫度係450℃至550℃。
12. 如請求項1之透光性基板，其中前述散射層包含：20~30mol%之P₂ O₅ 、3~14mol%之B₂ O₃ 、總量為10~20mol%之Li₂ O與Na₂ O與K₂ O、10~20mol%之Bi₂ O₃ 、3~15mol%之TiO₂ 、10~20mol%之Nb₂ O₅ 及5~15mol%之WO₃ 。
13. 一種透光性基板之製造方法，其包含：準備透光性之玻璃基板的步驟；在前述玻璃基板上形成散射層之步驟，該散射層具備：具有第一折射率之基礎材料，及分散於前述基礎材料中、具有與前述基礎材料不同之第二折射率的複數個散射物質；及在前述散射層上形成透光性電極之步驟；形成前述散射層之步驟包含：在前述玻璃基板上塗布包含玻璃粉末之塗布材料，及燒成前述經塗布之玻璃粉末；自前述散射層之透光性電極側表面起算的距離 x(x≦0.2μm)處之散射物質的密度ρ₂ ，相對於在距離x=2μm處之前述散射物質的密度ρ₁ ，係滿足ρ₁ >ρ₂ 。
14. 如請求項13之透光性基板的製造方法，其中前述燒成之步驟包含於比前述經塗布之玻璃材料的玻璃轉移溫度高60~100℃以上之溫度下燒成的步驟。
15. 一種有機LED元件之製造方法，其包含如請求項13或14之透光性基板之製造方法；且包含：在作為第一電極之前述透光性電極上形成具有發光功能之層之步驟；及在前述具有發光功能之層上形成第二電極之步驟。