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JP2011048937A - Organic el light-emitting element - Google Patents

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JP2011048937A
JP2011048937A JP2009194436A JP2009194436A JP2011048937A JP 2011048937 A JP2011048937 A JP 2011048937A JP 2009194436 A JP2009194436 A JP 2009194436A JP 2009194436 A JP2009194436 A JP 2009194436A JP 2011048937 A JP2011048937 A JP 2011048937A
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Japan
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organic
light
substrate
electrode
light emitting
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Withdrawn
Application number
JP2009194436A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakamura
将啓 中村
Takeyuki Yamaki
健之 山木
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Electric Works Co Ltd
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Publication date
Application filed by Panasonic Electric Works Co Ltd filed Critical Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL light-emitting element with light extraction efficiency improved as well as visibility improved. <P>SOLUTION: The organic EL light-emitting element 1 consists of a first electrode 3, an organic layer 4 and a second electrode 5 laminated on a substrate 2 in this order. A fine concavo-convex structure 6, in which an arrangement period is equal to or lower than incident wavelength, is arranged between the substrate 2 and the first electrode 3 and toward the substrate 2 side; and a transparent layer 7 is arranged on the first electrode 3 side. A refractive index (n1) of a substance structuring the substrate 2 is to be a refractive index (n2) or more of a substance structuring the fine concavo-convex structure (n1≥n2). In the light-emitting element 1, since the fine concavo-convex structure 6 and the transparent layer 7 are inserted between the substrate 2 and the first electrode 3, and also the light-emitting element 1 satisfies the relation of n1≥n2, a refractive index difference between the substrate 2 and the first electrode 3 is inclined so as to reduce interface reflection generated by the refractive index difference. With this, light extraction efficiency can be enhanced. Additionally, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明器具、液晶バックライト、各種ディスプレイ、表示装置などに用いられる有機エレクトロルミネッセンス発光素子(以下、有機EL発光素子という)に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence light-emitting element (hereinafter referred to as an organic EL light-emitting element) used for lighting fixtures, liquid crystal backlights, various displays, display devices, and the like.

従来の面発光体である有機EL発光素子(以下、発光素子という)の一例を図7に示す。発光素子101は、基板2上に順次積層された第1電極3、有機EL材料から成る有機発光層(図示せず)を含む有機層4、及び光反射性の第2電極5を備える。   An example of an organic EL light emitting element (hereinafter referred to as a light emitting element) which is a conventional surface light emitter is shown in FIG. The light emitting element 101 includes a first electrode 3 sequentially stacked on a substrate 2, an organic layer 4 including an organic light emitting layer (not shown) made of an organic EL material, and a light reflective second electrode 5.

発光素子101は、電圧印加によって、第1電極3が有機層4にホールを注入すると共に、第2電極5が有機層4に電子を注入し、注入されたホールと電子が有機層4において結合することによって生成された励起子が基底状態に遷移して発光する。有機層4で発光した光は、第1電極3と基板2を通って発光素子1の外部に放出される。しかし、この発光素子101は、有機層4による発光の一部が、第1電極3と基板2の界面や基板2と外部の界面における屈折率段差によって全反射するので、光の取り出し効率が低下する。   In the light emitting element 101, the first electrode 3 injects holes into the organic layer 4 and the second electrode 5 injects electrons into the organic layer 4 by voltage application, and the injected holes and electrons are combined in the organic layer 4. The excitons generated by the transition to the ground state emit light. Light emitted from the organic layer 4 is emitted to the outside of the light emitting element 1 through the first electrode 3 and the substrate 2. However, in this light emitting element 101, part of the light emitted by the organic layer 4 is totally reflected by the refractive index step at the interface between the first electrode 3 and the substrate 2 or at the interface between the substrate 2 and the outside, so that the light extraction efficiency decreases. To do.

そこで、光の取り出し効率を向上させるために、基板と、陽極、有機発光層、及び陰極が順次積層された有機EL素子と、基板と有機EL素子の間に設けられるレンズシート又は散乱粒子から成る光散乱部と、を備える有機EL装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この有機EL装置は、光散乱部と基板の界面や基板と外部の界面における臨界角よりも大きい角度の光が、光散乱部によって前方散乱されることで臨界角以内の光となるので、各界面において全反射しない。しかし、この有機EL装置の光の取り出し量は、もともと光散乱部で散乱される前から各界面の臨界角以内である光が、光散乱部によって臨界角より大きい角度の光となって各界面で全反射するので、劇的に増加しない。   Therefore, in order to improve the light extraction efficiency, it comprises a substrate, an organic EL element in which an anode, an organic light emitting layer, and a cathode are sequentially laminated, and a lens sheet or scattering particles provided between the substrate and the organic EL element. An organic EL device including a light scattering unit is known (see, for example, Patent Document 1). In this organic EL device, light having an angle larger than the critical angle at the interface between the light scattering portion and the substrate or at the interface between the substrate and the outside is forward scattered by the light scattering portion and becomes light within the critical angle. There is no total reflection at the interface. However, the amount of light extracted from this organic EL device is such that light that is originally within the critical angle of each interface before being scattered by the light scattering portion becomes light having an angle larger than the critical angle by the light scattering portion. Since it is totally reflected, it does not increase dramatically.

また、透明基板上に透明樹脂層、透明電極、有機EL層、及び金属電極、をこの順に備え、透明樹脂層は複数の逆ドーム形状の凹部を有している有機EL素子が知られている(例えば、特許文献2参照)。この有機EL素子は、透明樹脂層とガラス基板の界面やガラス基板と外部の界面に臨界角よりも大きい角度の光が、透明樹脂層の逆ドーム形状が凸レンズとして機能することにより臨界角以内の光となるので、各界面において全反射しない。しかし、この有機EL素子は、透明樹脂層とガラス基板の界面に屈折率段差ができ、入射角に依存しない屈折率段差のみによって生じる反射を低減できないので、光の取り出し量が大幅に増加しない。   Also, an organic EL element having a transparent resin layer, a transparent electrode, an organic EL layer, and a metal electrode in this order on a transparent substrate, and the transparent resin layer having a plurality of inverted dome-shaped recesses is known. (For example, refer to Patent Document 2). In this organic EL element, light having an angle larger than the critical angle at the interface between the transparent resin layer and the glass substrate and the interface between the glass substrate and the outside is within the critical angle because the inverted dome shape of the transparent resin layer functions as a convex lens. Since it becomes light, it is not totally reflected at each interface. However, this organic EL element has a refractive index step at the interface between the transparent resin layer and the glass substrate, and the reflection caused only by the refractive index step independent of the incident angle cannot be reduced, so that the amount of extracted light does not increase significantly.

また、基板上に陰極層、発光層、及び陽極層が順次積層され、発光層と陰極層は、モス・アイ構造をもって相互に接しており、発光層で生じた光を基板側と反対側から放出するトップエミッション型の光学装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。モス・アイ構造とは、ナノメーターオーダーの微細凹凸構造であって蛾の目を模倣した構造であり、安定した無反射な面を光学素子に形成するために用いられる。この光利用装置は、モス・アイ構造が外光の反射を抑制するので、発光層から照射される光のコントラストが低下することを抑制する。しかし、この光学装置は、モス・アイ構造が発光層の光取り出し側と反対側の面に形成され、光取り出し効率の向上に寄与しないので、光の取り出し量が増加しない。   Further, a cathode layer, a light emitting layer, and an anode layer are sequentially laminated on the substrate, and the light emitting layer and the cathode layer are in contact with each other with a moth-eye structure, and light generated in the light emitting layer is transmitted from the opposite side to the substrate side. A top emission type optical device that emits light is known (see, for example, Patent Document 3). The moth-eye structure is a nanometer-order fine concavo-convex structure that mimics the eye of the eye, and is used to form a stable non-reflective surface on an optical element. In this light utilization device, since the moth-eye structure suppresses reflection of external light, the contrast of light irradiated from the light emitting layer is suppressed from being lowered. However, in this optical device, since the moth-eye structure is formed on the surface of the light emitting layer opposite to the light extraction side and does not contribute to the improvement of the light extraction efficiency, the amount of light extraction does not increase.

特開平8−83688号公報JP-A-8-83688 特開2004−47383号公報JP 2004-47383 A 特開2004−258364号公報JP 2004-258364 A

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光取り出し効率を向上させることができ、かつ、視認性を向上させることができる有機EL発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an organic EL light-emitting element that can improve light extraction efficiency and visibility.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、基板上に透明導電膜から成る第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機EL発光素子において、前記基板と前記第1電極の間であって基板側に配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を、第1電極側に透明層をそれぞれ備え、前記基板、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率をそれぞれn1、n2とすると、n1≧n2であるものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is formed by laminating a first electrode composed of a transparent conductive film on a substrate, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode in this order, In a bottom emission type organic EL light emitting device that emits light generated in an organic layer from the substrate side, a fine concavo-convex structure between the substrate and the first electrode and having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength on the substrate side , N1 ≧ n2 where a transparent layer is provided on the first electrode side, and the refractive indexes of the substrate and the material constituting the fine concavo-convex structure are n1 and n2, respectively.

請求項2の発明は、請求項1に記載の有機EL発光素子において、前記基板の光放出面上に散乱層を備えるものである。   According to a second aspect of the present invention, in the organic EL light-emitting device according to the first aspect, a scattering layer is provided on the light emission surface of the substrate.

請求項3の発明は、基板上に透明導電膜から成る第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機EL発光素子において、前記基板の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えるものである。   According to a third aspect of the present invention, a first electrode made of a transparent conductive film, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode are stacked in this order on a substrate, and light generated in the organic layer is generated. In the bottom emission type organic EL light emitting device that emits from the substrate side, a fine concavo-convex structure having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength is provided on the light emitting surface of the substrate.

請求項4の発明は、基板上に第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び透明導電膜から成る第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側と反対側から放出するトップエミッション型の有機EL発光素子において、前記第2電極の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, a first electrode, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode made of a transparent conductive film are stacked in this order on a substrate, and light generated in the organic layer is generated. In the top emission type organic EL light emitting device that emits light from the side opposite to the substrate side, a fine concavo-convex structure having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength is provided on the light emitting surface of the second electrode.

請求項5の発明は、請求項4に記載の有機EL発光素子において、前記微細凹凸構造、第2電極を構成している物質の屈折率をそれぞれn3、n4とすると、n3≧n4であるものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the organic EL light-emitting device according to the fourth aspect of the present invention, n3 ≧ n4, where n3 and n4 are refractive indexes of the materials constituting the fine concavo-convex structure and the second electrode, respectively. It is.

請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の有機EL発光素子において、前記微細凹凸構造を形成する下地面が、有機層側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含むものである。   The invention according to claim 6 is the organic EL light-emitting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the base surface on which the fine concavo-convex structure is formed has a single or plural bases with respect to the organic layer side. It includes a concave or convex shape or a cross-sectional shape made of a composite thereof.

請求項7の発明は、請求項6に記載の有機EL発光素子において、前記微細凹凸構造を形成する下地面を平面視したとき、凹又は凸形状がストライプ状、格子状、同心円状又はハニカム状に配置されているものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the organic EL light-emitting device according to the sixth aspect, the concave or convex shape is a stripe shape, a lattice shape, a concentric circle shape or a honeycomb shape when the base surface forming the fine concavo-convex structure is viewed in plan view. Are arranged.

請求項1の発明によれば、微細凹凸構造と透明層が基板と第1電極の間に挿入されると共に、基板を構成している物質の屈折率(n1)が微細凹凸構造を構成している物質の屈折率(n2)以上であるので、基板と第1電極の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。   According to the invention of claim 1, the fine concavo-convex structure and the transparent layer are inserted between the substrate and the first electrode, and the refractive index (n1) of the material constituting the substrate constitutes the fine concavo-convex structure. Since the refractive index (n2) of the substance is equal to or higher than the refractive index step between the substrate and the first electrode, the interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved.

請求項2の発明によれば、散乱層が基板の光放出面上に設置されているので、基板と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   According to the invention of claim 2, since the scattering layer is disposed on the light emitting surface of the substrate, the refractive index step between the substrate and the outside is inclined, and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

請求項3の発明によれば、微細凹凸構造が基板上に設置されているので、基板と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, since the fine concavo-convex structure is provided on the substrate, the refractive index step between the substrate and the outside is inclined, and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved.

請求項4の発明によれば、微細凹凸構造が第2電極上に設置されているので、第2電極と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。   According to the invention of claim 4, since the fine concavo-convex structure is disposed on the second electrode, the refractive index step between the second electrode and the outside is inclined, and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced. . Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved.

請求項5の発明によれば、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率(n3)が第2電極を構成している物質の屈折率(n4)以上であるので、微細凹凸構造と第2電極の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   According to the invention of claim 5, since the refractive index (n3) of the substance constituting the fine concavo-convex structure is equal to or higher than the refractive index (n4) of the substance constituting the second electrode, The refractive index step between the two electrodes is more inclined, and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

請求項6の発明によれば、微細凹凸構造を形成する下地面が、凹又は凸形状などより成る断面形状を含むので、微細凹凸構造と微細凹凸構造と下地面で接する層の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減するために、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   According to the invention of claim 6, since the base surface forming the fine concavo-convex structure includes a cross-sectional shape made of a concave or convex shape, the refractive index between the fine concavo-convex structure and the layer contacting the fine concavo-convex structure and the base surface Since the step is further inclined and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced, the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

請求項7の発明によれば、微細凹凸構造を形成する下地面の凹又は凸形状が繰り返し形状であることから、発光の均質化を図ることができる。   According to the invention of claim 7, since the concave or convex shape of the base surface forming the fine concavo-convex structure is a repetitive shape, it is possible to achieve uniform light emission.

本発明の第1の実施形態に係る有機EL発光素子の側断面図。1 is a side sectional view of an organic EL light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 同有機EL発光素子の変形例を示す側断面図。The sectional side view which shows the modification of the organic EL light emitting element. 同有機EL発光素子の他の変形例を示す側断面図。The sectional side view which shows the other modification of the organic EL light emitting element. (a)〜(d)は、同有機EL発光素子の微細凹凸構造を形成する下地面の凹又は凸形状の配置に係る各種パターンを示す平面図。(A)-(d) is a top view which shows the various patterns which concern on the concave or convex arrangement | positioning of the base surface which forms the fine concavo-convex structure of the organic EL light emitting element. 本発明の第2の実施形態に係る有機EL発光素子の側断面図。The side sectional view of the organic EL light emitting element concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る有機EL発光素子の側断面図。The side sectional view of the organic EL light emitting element concerning a 3rd embodiment of the present invention. 従来の有機EL発光素子の断面図。Sectional drawing of the conventional organic electroluminescent light emitting element.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL発光素子1(以下、発光素子という)の構成を示す。発光素子1は、基板2上に透明導電膜から成る第1電極3、少なくとも1つの有機発光層(図示せず)を含む有機層4、及び第2電極5がこの順に積層されて成る。また、発光素子1は、基板2と第1電極3の間であって基板2側に微細凹凸構造6を、第1電極3側に透明層7をそれぞれ備える。発光素子1は、有機層4で生じた光を基板2側から放出するボトムエミッション型である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of an organic EL light emitting device 1 (hereinafter referred to as a light emitting device) according to a first embodiment of the present invention. The light emitting element 1 is formed by laminating a first electrode 3 made of a transparent conductive film, an organic layer 4 including at least one organic light emitting layer (not shown), and a second electrode 5 on a substrate 2 in this order. In addition, the light emitting element 1 includes a fine concavo-convex structure 6 on the substrate 2 side and a transparent layer 7 on the first electrode 3 side between the substrate 2 and the first electrode 3. The light emitting element 1 is a bottom emission type that emits light generated in the organic layer 4 from the substrate 2 side.

基板2を構成する物質の屈折率をn1とし、微細凹凸構造6を構成する物質の屈折率をn2とする。基板2の材料は、基板2を構成している物質の屈折率(n1)が微細凹凸構造6を構成している物質の屈折率(n2)以上のものを用い(n1≧n2)、光を透過させるものであればよく、例えば、ソーダガラスや無アルカリガラス等のリジッドな透明ガラス板、又はポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等のフレキシブルな透明プラスチック板が挙げられる。   The refractive index of the substance constituting the substrate 2 is n1, and the refractive index of the substance constituting the fine uneven structure 6 is n2. The material of the substrate 2 is such that the refractive index (n1) of the substance constituting the substrate 2 is equal to or higher than the refractive index (n2) of the substance constituting the fine concavo-convex structure 6 (n1 ≧ n2). Any transparent material such as soda glass or non-alkali glass, or a flexible transparent plastic plate such as polycarbonate or polyethylene terephthalate may be used.

第1電極3は、例えば、インジウム−錫酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、錫酸化物、Au等の金属の極薄膜、導電性高分子、導電性の有機材料、ドーパント(ドナー又はアクセプタ)含有有機層、導電体と導電性有機材料(高分子含む)の混合物、又はこれらの積層体などが材料として用いられる。第1電極3は、これら材料をスパッタ法やイオンプレーティング法などの気相成長法を用いて成膜される。第1電極3の膜厚は、特に限定されるものではないが、50〜300nmが好ましい。   The first electrode 3 is, for example, an ultrathin metal such as indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), tin oxide, Au, a conductive polymer, a conductive organic material, or a dopant. As the material, a (donor or acceptor) -containing organic layer, a mixture of a conductor and a conductive organic material (including a polymer), or a laminate thereof is used. The first electrode 3 is formed by depositing these materials using a vapor phase growth method such as a sputtering method or an ion plating method. Although the film thickness of the 1st electrode 3 is not specifically limited, 50-300 nm is preferable.

有機層4の有機発光層は、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、ピラン、キナクリドン、ルブレン、及びこれらの誘導体、あるいは、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、及びこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物あるいは高分子などが材料として用いられる。さらに、上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えば、Ir錯体、Os錯体、Pt錯体、ユーロピウム錯体などの発光材料、若しくはそれらを分子内に有する化合物又は高分子も用いられる。なお、有機層4は、有機発光層の他にも正孔注入層、正孔輸入層、電子輸送層、電子注入層を含んでいてもよい。   The organic light emitting layer of the organic layer 4 is, for example, anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, bisstyryl, cyclopentadiene, Quinoline metal complex, tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-phenyl-8-quinolinato) aluminum complex, aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal Complexes, tri- (p-terphenyl-4-yl) amine, pyran, quinacridone, rubrene, and derivatives thereof, or 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivatives, disty Rubenzen derivatives, styryl arylene derivatives, styrylamine derivatives, and the like compound or polymer having a group consisting of luminescent compounds in a part of the molecule is used as a material. In addition to compounds derived from fluorescent dyes typified by the above compounds, so-called phosphorescent materials, for example, luminescent materials such as Ir complexes, Os complexes, Pt complexes, and europium complexes, or compounds having these in the molecule or high Molecules are also used. The organic layer 4 may include a hole injection layer, a hole import layer, an electron transport layer, and an electron injection layer in addition to the organic light emitting layer.

第2電極5は、Alや銀などの単体、又はAlや銀などと他の電極材料を組み合わせて積層構造に構成されたものが材料として用いられる。電極材料の組み合わせは、アルカリ金属とAlの積層体、アルカリ金属と銀の積層体、アルカリ金属のハロゲン化物とAlの積層体、アルカリ金属の酸化物とAlの積層体、アルカリ土類金属や希土類金属とAlの積層体、これらの金属種と他の金属の合金などが挙げられる。具体的には、例えば、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム等とAlの積層体、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、LiFとAlの混合物、AlとAlの混合物などが挙げられる。 The second electrode 5 is made of a single material such as Al or silver, or a material composed of a combination of Al and silver and another electrode material to form a laminated structure. Combinations of electrode materials include alkali metal and Al laminates, alkali metal and silver laminates, alkali metal halides and Al laminates, alkali metal oxides and Al laminates, alkaline earth metals and rare earths. A laminated body of metal and Al, alloys of these metal species and other metals, and the like can be given. Specifically, for example, sodium, sodium-potassium alloy, lithium, magnesium, etc. and Al laminate, magnesium-silver mixture, magnesium-indium mixture, aluminum-lithium alloy, mixture of LiF and Al, Al and Al 2 O And the like.

微細凹凸構造6は、配列周期を入射波長以下としており、凹凸構造パターンの断面形状が放射線状の凹又は凸形状である。なお、凹凸構造パターンの断面形状が矩形状やV字状の凹又は凸形状などであってもよい。微細凹凸構造6の材料は、基板2を構成している物質の屈折率(n1)が微細凹凸構造6を構成している物質の屈折率(n2)以上であればよく、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の2種以上の共重合体が挙げられる。   In the fine concavo-convex structure 6, the arrangement period is equal to or less than the incident wavelength, and the cross-sectional shape of the concavo-convex structure pattern is a radial concave or convex shape. Note that the cross-sectional shape of the concavo-convex structure pattern may be a rectangular shape or a V-shaped concave or convex shape. The material of the fine concavo-convex structure 6 may be any material as long as the refractive index (n1) of the substance constituting the substrate 2 is equal to or higher than the refractive index (n2) of the substance constituting the fine concavo-convex structure 6, and acrylic resin, polyethylene, Polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyethersulfone, polyarylate, polycarbonate resin, polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl acetal, polyamide, polyimide, diacryl phthalate resin, cellulosic resin, polyvinyl chloride, polychlorinated Examples thereof include vinylidene, polyvinyl acetate, other thermoplastic resins, and two or more copolymers of monomers constituting these resins.

微細凹凸構造6は、基板2上に上記の材料をスピンコート、スクリーン印刷、ディップコート、ダイコート、キャスト、スプレーコート、グラビアコート等でレジスト薄膜が形成され、このレジスト薄膜に光や電子線によるリソグラフィやナノインプリントされることで形成される。具体的には、微細凹凸構造6は、例えば、ナノオーダの周期構造を形成するのに簡便な方法であるナノインプリントによって形成される場合、電子ビーム等により加工された数十〜数百nmの凹凸構造を持つスタンパを、基板2上の柔らかいレジスト薄膜に押し付けてから剥離することで凹凸構造パターンが形成される。ナノインプリントに用いられるスタンパは、Si、SiO等の基材にリソグラフィ、エッチング技術、収束イオンビーム(FIB)等の電子線直描技術によって、少なくとも一つの凹凸構造パターンを有するように作成される。微細凹凸構造6の膜圧は、特に限定されないが、0.01〜20μmの範囲であることが好ましい。 The fine concavo-convex structure 6 has a resist thin film formed on the substrate 2 by spin coating, screen printing, dip coating, die coating, casting, spray coating, gravure coating, or the like, and lithography using light or an electron beam on the resist thin film. It is formed by nanoimprinting. Specifically, when the fine concavo-convex structure 6 is formed by, for example, nanoimprinting, which is a simple method for forming a nano-order periodic structure, the concavo-convex structure of several tens to several hundreds nm processed by an electron beam or the like. The concavo-convex structure pattern is formed by pressing the stamper having a pressure against a soft resist thin film on the substrate 2 and then peeling it. A stamper used for nanoimprinting is formed on a base material such as Si or SiO 2 so as to have at least one concavo-convex structure pattern by lithography, etching technique, electron beam direct drawing technique such as focused ion beam (FIB). The film pressure of the fine concavo-convex structure 6 is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 20 μm.

透明層7は、微細凹凸構造6の表面の凹凸を埋めて平坦化するために設けられる。発光素子1は、膜圧の薄い第1電極3が、透明層7の平滑な表面上に形成される。このため、第1電極3の膜圧が不均一とならないので、電気特性に問題が生じたり、ショートが発生したりする虞がない。   The transparent layer 7 is provided to fill and planarize the irregularities on the surface of the fine concavo-convex structure 6. In the light emitting element 1, the first electrode 3 having a thin film pressure is formed on the smooth surface of the transparent layer 7. For this reason, since the film pressure of the first electrode 3 does not become non-uniform, there is no possibility of causing a problem in electrical characteristics or causing a short circuit.

透明層7の材料は、光透過性を有しているものであればよく、例えば、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ、ポリウレタン、ポリウレタンアクリレート、ポリカーボネート等が挙げられる。特に、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、ポリウレタン等の高屈折率の熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。透明層7は、これら材料が微細凹凸構造6の表面にコーティングされた後、加熱によって硬化して形成される。透明層7の膜圧は、特に限定されないが、1〜20μm程度の範囲が好ましい。また、透明層7の表面の平坦性は、接触式膜圧計であるDektak6(商品名、株式会社ULVAC製)を用いて、測定距離5000μm、荷重0.5mg、測定時間20secの条件で測定した場合、算術平均粗さRa(JIS B0601)が200nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましい。   The material of the transparent layer 7 may be any material that has optical transparency, and examples thereof include polyester, polyether, polyether ketone, polyimide, polyamide, polyimide amide, epoxy, polyurethane, polyurethane acrylate, and polycarbonate. It is done. In particular, it is preferable to use a thermosetting resin having a high refractive index such as polyimide, polyamideimide, epoxy, and polyurethane. The transparent layer 7 is formed by coating these materials on the surface of the fine concavo-convex structure 6 and then curing by heating. Although the film | membrane pressure of the transparent layer 7 is not specifically limited, The range of about 1-20 micrometers is preferable. Further, the flatness of the surface of the transparent layer 7 is measured using a contact pressure gauge Dektak 6 (trade name, manufactured by ULVAC, Inc.) under the conditions of a measurement distance of 5000 μm, a load of 0.5 mg, and a measurement time of 20 sec. The arithmetic average roughness Ra (JIS B0601) is preferably 200 nm or less, and more preferably 50 nm or less.

透明層7を形成する物質の屈折率は、第1電極3の屈折率よりも高い。これにより、発光素子1は、透明層7と第1電極3の間の光学的な界面がなくなるので、この界面における全反射が低減して、より多くの光を微細凹凸構造6に導くことができる。なお、透明層7を形成する物質の屈折率は、第1電極3の屈折率よりも低い場合、第1電極3との屈折率の差が小さいことが望ましい。   The refractive index of the material forming the transparent layer 7 is higher than the refractive index of the first electrode 3. Thereby, in the light emitting element 1, since the optical interface between the transparent layer 7 and the first electrode 3 is eliminated, total reflection at this interface is reduced, and more light can be guided to the fine concavo-convex structure 6. it can. In addition, when the refractive index of the substance which forms the transparent layer 7 is lower than the refractive index of the 1st electrode 3, it is desirable that the difference in refractive index with the 1st electrode 3 is small.

発光素子1は、微細凹凸構造6と透明層7が基板2と第1電極3の間に挿入されると共に、基板2を構成している物質の屈折率(n1)が微細凹凸構造6を構成している物質の屈折率(n2)以上としているので(n1≧n2)、基板2と第1電極3の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。   In the light emitting element 1, the fine concavo-convex structure 6 and the transparent layer 7 are inserted between the substrate 2 and the first electrode 3, and the refractive index (n1) of the substance constituting the substrate 2 constitutes the fine concavo-convex structure 6. Since the refractive index (n2) or higher of the substance being used is (n1 ≧ n2), the refractive index step between the substrate 2 and the first electrode 3 is inclined, and interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved.

図2は、本実施形態の第1の変形例に係る発光素子1を示す。この発光素子1は、基板2の光放出面上に散乱層8を備えており、その他の構成は上記第1の実施形態と同様である。散乱層8は、バインダー形成材料であるシリコーンレジン溶液にメチルシリコーン粒子を添加した溶液を、基板2に塗布して焼成することで形成される。発光素子1は、散乱層8が基板2の光放出面上に設置されている。これにより、基板2と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減するために、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   FIG. 2 shows a light emitting device 1 according to a first modification of the present embodiment. The light emitting element 1 includes a scattering layer 8 on the light emission surface of the substrate 2, and other configurations are the same as those in the first embodiment. The scattering layer 8 is formed by applying a solution obtained by adding methyl silicone particles to a silicone resin solution, which is a binder forming material, onto the substrate 2 and baking it. In the light emitting element 1, the scattering layer 8 is disposed on the light emission surface of the substrate 2. Thereby, the refractive index step between the substrate 2 and the outside is inclined, and the interface reflection caused by the refractive index step is reduced, so that the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

図3は、本実施形態の第2の変形例に係る発光素子1を示す。この発光素子1は、微細凹凸構造6を形成する下地面9が、有機層4側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含んでおり、その他の構成は上記第1の実施形態と同様である。微細凹凸構造6を形成する下地面9は、基板2が光や電子線によるリソグラフで加工されることによって形成される。   FIG. 3 shows a light emitting device 1 according to a second modification of the present embodiment. In this light emitting element 1, the base surface 9 forming the fine concavo-convex structure 6 includes a cross-sectional shape made of a single or a plurality of concave or convex shapes or a composite thereof with respect to the organic layer 4 side. The configuration is the same as that of the first embodiment. The base surface 9 on which the fine concavo-convex structure 6 is formed is formed by processing the substrate 2 by lithography using light or an electron beam.

図4(a)乃至(d)は、微細凹凸構造6を形成する下地面9の平面視での凹又は凸形状の配置パターン例を示す。凹又は凸形状による凹部又は凸部が、それぞれ等間隔配置のストライプ状、格子状、同心円状、ハニカム状に配置されている。いずれの配置パターンを用いても繰り返し形状であることから、発光の均質化を図ることができる。   FIGS. 4A to 4D show examples of concave or convex arrangement patterns in plan view of the base surface 9 that forms the fine concavo-convex structure 6. Concave portions or convex portions having a concave shape or a convex shape are arranged in a stripe shape, a lattice shape, a concentric circle shape, and a honeycomb shape, which are equally spaced. Even if any arrangement pattern is used, since it is a repeated shape, it is possible to achieve uniform light emission.

発光素子1は、微細凹凸構造6を形成する下地面9が、凹又は凸形状などより成る断面形状を含むので、微細凹凸構造6と基板2の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   In the light emitting element 1, since the base surface 9 forming the fine concavo-convex structure 6 includes a cross-sectional shape made of a concave or convex shape, the refractive index step between the fine concavo-convex structure 6 and the substrate 2 is more inclined and refracted. The interface reflection caused by the rate difference is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る発光素子1を示す。この発光素子1は、基板2の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造6を備えており、その他の構成は上記第1の実施形態と同様である。発光素子1は、微細凹凸構造6が基板2上に設置されているので、基板2と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。なお、発光素子1は、微細凹凸構造6を形成する下地面9が、有機層4側に対して、凹又は凸形状などより成る断面形状を含んでいてもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a light emitting device 1 according to the second embodiment. The light emitting element 1 includes a fine concavo-convex structure 6 whose arrangement period is equal to or less than the incident wavelength on the light emission surface of the substrate 2, and other configurations are the same as those of the first embodiment. In the light emitting element 1, since the fine concavo-convex structure 6 is installed on the substrate 2, the refractive index step between the substrate 2 and the outside is inclined, and interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved. In the light emitting element 1, the base surface 9 on which the fine concavo-convex structure 6 is formed may include a cross-sectional shape made of a concave or convex shape with respect to the organic layer 4 side.

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係る発光素子1を示す。この発光素子1は、第2電極5が透明導電膜から成り、有機層4で生じた光を基板2側と反対側から放出するトップエミッション型である。また、第2電極5の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造6を備える。微細凹凸構造6、第2電極5を構成する物質の屈折率をそれぞれn3、n4とすると、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率(n3)が第2電極を構成している物質の屈折率(n4)以上としている(n3≧n4)。その他の構成は上記第2の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a light emitting device 1 according to the third embodiment. The light emitting element 1 is a top emission type in which the second electrode 5 is made of a transparent conductive film and emits light generated in the organic layer 4 from the side opposite to the substrate 2 side. Further, a fine concavo-convex structure 6 having an arrangement period equal to or less than the incident wavelength is provided on the light emission surface of the second electrode 5. When the refractive indexes of the substances constituting the fine uneven structure 6 and the second electrode 5 are n3 and n4, respectively, the refractive index (n3) of the substance constituting the fine uneven structure is that of the substance constituting the second electrode. Refractive index (n4) or more is set (n3 ≧ n4). Other configurations are the same as those of the second embodiment.

発光素子1は、微細凹凸構造6が第2電極5上に設置されているので、第2電極5と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。   In the light emitting element 1, since the fine concavo-convex structure 6 is disposed on the second electrode 5, the refractive index step between the second electrode 5 and the outside is inclined, and interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. In addition, since the interface reflection of external light is reduced, visibility can be improved.

また、発光素子1は、微細凹凸構造6を構成している物質の屈折率(n3)が第2電極5を構成している物質の屈折率(n4)以上としているので(n3≧n4)、微細凹凸構造6と第2電極5の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。   In the light emitting element 1, since the refractive index (n3) of the substance constituting the fine concavo-convex structure 6 is equal to or higher than the refractive index (n4) of the substance constituting the second electrode 5 (n3 ≧ n4), The refractive index step between the fine concavo-convex structure 6 and the second electrode 5 is further inclined, and interface reflection caused by the refractive index step is reduced. Thereby, the light extraction efficiency can be further improved. Moreover, since interface reflection of external light is reduced, visibility can be further improved.

次に、本発明に係る発光素子1における実施例1乃至実施例4、及び比較例1乃至比較例3について説明する。   Next, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 in the light-emitting element 1 according to the present invention will be described.

(実施例1)
基板2として無アルカリガラス板(コーニングインターナショナル株式会社製、品番:1737、波長500nmにおいて屈折率1.50〜1.53)を用いる。基板2上にポリメチルメタクリレート(PMMA)溶液を、膜圧100nmとなるように塗布した後、120℃まで加熱して、レジスト薄膜であるPMMA膜を作成する。
Example 1
As the substrate 2, an alkali-free glass plate (manufactured by Corning International Co., Ltd., product number: 1737, refractive index 1.50 to 1.53 at a wavelength of 500 nm) is used. A polymethylmethacrylate (PMMA) solution is applied on the substrate 2 so as to have a film pressure of 100 nm, and then heated to 120 ° C. to form a PMMA film as a resist thin film.

断面形状が高さ100nmの三角形の構造を持つ凸部を有するスタンパを電子ビーム露光により作成する。スタンパを平面視したとき、凸部が300nmの中心間ピッチで配列されたストライプ状である。このスタンパを基板2上のPMMA膜に5〜10MPaで押し付け、1分間保持してから剥離して微細凹凸構造6を形成した。微細凹凸構造6の屈折率(n2)は、波長500nmにおいて1.49であり、基板2の屈折率(n1)よりも小さい。   A stamper having a convex portion having a triangular structure with a sectional shape of 100 nm in height is formed by electron beam exposure. When the stamper is viewed in plan, the protrusions are stripes arranged at a center-to-center pitch of 300 nm. The stamper was pressed against the PMMA film on the substrate 2 at 5 to 10 MPa, held for 1 minute, and then peeled to form a fine relief structure 6. The refractive index (n2) of the fine relief structure 6 is 1.49 at a wavelength of 500 nm, which is smaller than the refractive index (n1) of the substrate 2.

微細凹凸構造6は、その表面にアクリレートであるオグソールEA−0200(登録商標、大阪ガスケミカル株式会社製)に光重合開始剤であるイルガキュア184(登録商標、チバ・ジャパン株式会社製)を約3%添加した溶液をスピンコータが塗布される。この塗布した溶液は、積算光量300mJ/cmでUV照射により硬化し、5μmの透明層7に形成される。透明層7の屈折率は、波長500nmにおいて1.62である。透明層7は、その表面上にITOターゲット(東ソー株式会社製)を用いて、膜圧150nmのITO膜である第1電極3が形成される。この第1電極3が形成された基板2は、UV−O処理が5分間行われる。 The fine concavo-convex structure 6 has approximately 3 irgacure 184 (registered trademark, manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator on Ogsol EA-0200 (registered trademark, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) which is an acrylate on the surface. A spin coater is applied to the solution with added%. The applied solution is cured by UV irradiation with an integrated light amount of 300 mJ / cm 2 and formed in a 5 μm transparent layer 7. The refractive index of the transparent layer 7 is 1.62 at a wavelength of 500 nm. As for the transparent layer 7, the 1st electrode 3 which is an ITO film | membrane with a film | membrane pressure of 150 nm is formed on the surface using an ITO target (made by Tosoh Corporation). The substrate 2 on which the first electrode 3 is formed is subjected to UV-O 3 treatment for 5 minutes.

次に、第1電極3が形成された基板2を真空蒸着装置にセットし、ホール輸送層と、電子輸送層兼有機発光層と、電子注入層とを含む有機層4を形成する。具体的には、第1電極3上に、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)(eRay社製)を用いて、膜圧40nmのホール輸送層を形成する。このホール輸送層上に、アルミニウム−トリス(8−ヒドロキシキノリン)(Alq)(eRay社製)を用いて、膜圧60nmの電子輸送層兼有機発光層を形成する。この電子輸送層兼有機発光層上に、LiF(株式会社高純度化学研究所製)を用いて、膜圧1nmの電子注入層を形成する。   Next, the substrate 2 on which the first electrode 3 is formed is set in a vacuum deposition apparatus, and an organic layer 4 including a hole transport layer, an electron transport layer / organic light emitting layer, and an electron injection layer is formed. Specifically, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (1-naphthyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB) (NPay) is applied on the first electrode 3. Are used to form a hole transport layer having a film pressure of 40 nm. On this hole transport layer, an electron transport layer / organic light emitting layer having a film pressure of 60 nm is formed using aluminum-tris (8-hydroxyquinoline) (Alq) (manufactured by eRay). An electron injection layer having a film pressure of 1 nm is formed on the electron transport layer / organic light emitting layer using LiF (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.).

有機層4上に、Al(株式会社高純度化学研究所製)を真空蒸着することにより、膜圧80nmの陰極である第2電極5を形成する。露点−80℃以下のドライ窒素雰囲気のグローブボックス内で、各層を囲むようにして封止キャップを基板2にシール剤で張り合わせ、紫外線を照射してシール剤を硬化させて各層を封止キャップで封止し、ボトムエミッション型の発光素子1(図1参照)を得た。   On the organic layer 4, Al (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) is vacuum-deposited to form the second electrode 5 that is a cathode having a film pressure of 80 nm. In a glove box in a dry nitrogen atmosphere with a dew point of -80 ° C or lower, a sealing cap is attached to the substrate 2 with a sealing agent so as to surround each layer, and the sealing agent is cured by irradiating ultraviolet rays to seal each layer with a sealing cap. Thus, a bottom emission type light emitting element 1 (see FIG. 1) was obtained.

(実施例2)
基板2の光放出面上に微細凹凸構造6を備えると共に、透明層7を備えないこと以外は、実施例1と同様にしてボトムエミッション型の発光素子1(図5参照)を得た。
(Example 2)
A bottom emission type light emitting device 1 (see FIG. 5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fine uneven structure 6 was provided on the light emitting surface of the substrate 2 and the transparent layer 7 was not provided.

(実施例3)
第2電極5をITOターゲット(東ソー株式会社製)を用いて150nmのITO膜とし、第2電極5の光放出面上に微細凹凸構造6を備えること以外は、実施例2と同様にしてトップエミッション型の発光素子1(図6参照)を得た。
(Example 3)
The top of the second electrode 5 is the same as in Example 2 except that the ITO target (manufactured by Tosoh Corporation) is used to form a 150 nm ITO film and the fine uneven structure 6 is provided on the light emission surface of the second electrode 5. An emission type light emitting device 1 (see FIG. 6) was obtained.

(実施例4)
基板2の光放出面上に散乱層8を備えること以外は、実施例1と同様にしてボトムエミッション型の発光素子1(図4参照)を得た。具体的には、テトラエトキシシラン86.8質量部にイソプロピルアルコール803.5質量部を加え、さらにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン34.7質量部、0.1N−硝酸75質量部を加え、ディスパーを用いてよく混合することによって溶液を得た。この溶液を40℃の恒温槽中で2時間撹拌し、重量平均分子量が1050のバインダー形成材料であるシリコーンレジン5質量%溶液を得た。このシリコーンレジン溶液に、メチルシリコーン粒子であるトスパール120(登録商標、モメンティブ社製、粒子径2μm)をメチルシリコーン粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)の固形分質量基準で80/20となるように添加して、ホモジナイザーで分散させ、メチルシリコーン粒子分散シリコーンレジン溶液を得た。なお、縮合化合物換算とは、テトラアルコキシシランの場合は、存在するSiがSiOであるとしての質量、トリアルコキシシランの場合は、存在するSiがSiO1.5であるとしての質量である。基板2にメチルシリコーン粒子分散シリコーンレジン溶液をスピンコーターによって1000rpmの条件で塗布し、200℃で10分間焼成することによって、厚み5μmの散乱層8を有する発光素子1を得た。
Example 4
A bottom emission type light emitting device 1 (see FIG. 4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the scattering layer 8 was provided on the light emission surface of the substrate 2. Specifically, 803.5 parts by mass of isopropyl alcohol is added to 86.8 parts by mass of tetraethoxysilane, 34.7 parts by mass of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 75 parts by mass of 0.1N nitric acid are added. A solution was obtained by mixing well using a disper. This solution was stirred for 2 hours in a constant temperature bath at 40 ° C. to obtain a 5% by mass silicone resin solution as a binder forming material having a weight average molecular weight of 1050. To this silicone resin solution, Tospearl 120 (registered trademark, manufactured by Momentive Co., Ltd., particle diameter: 2 μm), which is methyl silicone particles, is 80/20 based on the solid content mass of methyl silicone particles / silicone resin (condensed compound equivalent). The resultant was added and dispersed with a homogenizer to obtain a methyl silicone particle-dispersed silicone resin solution. In addition, in the case of tetraalkoxysilane, the condensed compound conversion is a mass assuming that Si present is SiO 2 , and in the case of trialkoxysilane, it is a mass assuming Si present is SiO 1.5 . A methylsilicone particle-dispersed silicone resin solution was applied to the substrate 2 with a spin coater at 1000 rpm, and baked at 200 ° C. for 10 minutes to obtain a light-emitting element 1 having a scattering layer 8 having a thickness of 5 μm.

(比較例1)
微細凹凸構造6と透明層7を備えないこと以外は、実施例1と同様にしてボトムエミッション型の発光素子を得た。
(Comparative Example 1)
A bottom emission type light emitting device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fine uneven structure 6 and the transparent layer 7 were not provided.

(比較例2)
微細凹凸構造6がポリスチレン溶液から成り、その屈折率(n2)が波長500nmにおいて1.58であり、基板2の屈折率(n1)より大きい(n1<n2)こと以外は、実施例1と同様にしてボトムエミッション型の発光素子を得た。
(Comparative Example 2)
Except that the fine concavo-convex structure 6 is made of a polystyrene solution, the refractive index (n2) is 1.58 at a wavelength of 500 nm, and is larger than the refractive index (n1) of the substrate 2 (n1 <n2). Thus, a bottom emission type light emitting device was obtained.

(比較例3)
第2電極5をITOターゲット(東ソー株式会社製)を用いて150nmのITO膜としたこと以外は、比較例1と同様にしてトップエミッション型の発光素子を得た。
(Comparative Example 3)
A top emission type light-emitting element was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the second electrode 5 was an ITO film having a thickness of 150 nm using an ITO target (manufactured by Tosoh Corporation).

実施例1乃至実施例4に係る発光素子1と比較例1乃至比較例3に係る発光素子の電流効率と電力効率を測定した。また、各発光素子の電流効率と電力効率の値が、比較例1の発光素子の各値と比較して何倍となるかを求めた。その測定結果を下記表1に示す。   The current efficiency and power efficiency of the light-emitting elements 1 according to Examples 1 to 4 and the light-emitting elements according to Comparative Examples 1 to 3 were measured. Further, it was determined how many times the values of the current efficiency and the power efficiency of each light emitting element were compared with each value of the light emitting element of Comparative Example 1. The measurement results are shown in Table 1 below.

Figure 2011048937
Figure 2011048937

実施例1乃至実施例4の発光素子1と比較例1乃至比較例3の発光素子の電流効率と電力効率の測定結果から明らかなように、本実施形態の発光素子1によれば、トップエミッション型とボトムエミッション型のいずれの場合であっても、光の取り出し効率が向上している。   As is apparent from the measurement results of the current efficiency and power efficiency of the light-emitting elements 1 of Examples 1 to 4 and the light-emitting elements of Comparative Examples 1 to 3, according to the light-emitting element 1 of this embodiment, the top emission The light extraction efficiency is improved in both the case and the bottom emission type.

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、基板又は第2電極の光放出面上に微細凹凸構造を備えている場合、さらに、微細凹凸構造の光放出面上に散乱層を備えていても構わない。   In addition, this invention is not restricted to the structure of said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, when a fine uneven structure is provided on the light emission surface of the substrate or the second electrode, a scattering layer may be further provided on the light emission surface of the fine uneven structure.

1 発光素子(有機EL発光素子)
2 基板
3 第1電極
4 有機層
5 第2電極
6 微細凹凸構造
7 透明層
8 散乱層
9 下地面
1 Light emitting element (organic EL light emitting element)
2 Substrate 3 First electrode 4 Organic layer 5 Second electrode 6 Fine uneven structure 7 Transparent layer 8 Scattering layer 9 Lower ground

Claims (7)

基板上に透明導電膜から成る第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機EL発光素子において、
前記基板と前記第1電極の間であって基板側に配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を、第1電極側に透明層をそれぞれ備え、
前記基板、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率をそれぞれn1、n2とすると、n1≧n2であることを特徴とする有機EL発光素子。
A bottom formed by laminating a first electrode made of a transparent conductive film on a substrate, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode in this order, and emitting light generated in the organic layer from the substrate side In an emission type organic EL light emitting device,
A fine concavo-convex structure having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength between the substrate and the first electrode on the substrate side, and a transparent layer on the first electrode side,
An organic EL light-emitting element, wherein n1 ≧ n2 where n1 and n2 are refractive indexes of the substrate and the material constituting the fine concavo-convex structure, respectively.
前記基板の光放出面上に散乱層を備えることを特徴とする請求項1に記載の有機EL発光素子。   The organic EL light-emitting element according to claim 1, further comprising a scattering layer on a light emission surface of the substrate. 基板上に透明導電膜から成る第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機EL発光素子において、
前記基板の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えることを特徴とする有機EL発光素子。
A bottom formed by laminating a first electrode made of a transparent conductive film on a substrate, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode in this order, and emitting light generated in the organic layer from the substrate side In an emission type organic EL light emitting device,
An organic EL light emitting device comprising a fine concavo-convex structure having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength on a light emission surface of the substrate.
基板上に第1電極、少なくとも1つの有機発光層を含む有機層、及び透明導電膜から成る第2電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側と反対側から放出するトップエミッション型の有機EL発光素子において、
前記第2電極の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えることを特徴とする有機EL発光素子。
A first electrode, an organic layer including at least one organic light emitting layer, and a second electrode made of a transparent conductive film are laminated in this order on the substrate, and light generated in the organic layer is transmitted from the side opposite to the substrate side. In a top emission type organic EL light emitting device that emits,
An organic EL light emitting device comprising a fine concavo-convex structure having an arrangement period equal to or less than an incident wavelength on a light emission surface of the second electrode.
前記微細凹凸構造、第2電極を構成している物質の屈折率をそれぞれn3、n4とすると、n3≧n4であることを特徴とする請求項4に記載の有機EL発光素子。   5. The organic EL light emitting element according to claim 4, wherein n3 ≧ n4, where n3 and n4 are refractive indexes of the materials constituting the fine concavo-convex structure and the second electrode, respectively. 前記微細凹凸構造を形成する下地面が、有機層側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の有機EL発光素子。   6. The base surface forming the fine concavo-convex structure includes a cross-sectional shape made of a single or a plurality of concave or convex shapes or a composite thereof with respect to the organic layer side. The organic electroluminescent light emitting element as described in any one. 前記微細凹凸構造を形成する下地面を平面視したとき、凹又は凸形状がストライプ状、格子状、同心円状又はハニカム状に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の有機EL発光素子。   7. The organic EL light emitting device according to claim 6, wherein when the base surface forming the fine concavo-convex structure is viewed in plan, the concave or convex shapes are arranged in a stripe shape, a lattice shape, a concentric circle shape, or a honeycomb shape. element.
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