JP2014116221A - Ｅｌ素子及びｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な光取り出し効率を持ち、色ずれを発生する角度依存性がなく、突起部への傷、汚れが付き辛く傷が目立たない、即ち、視認性に優れ、発熱による劣化を抑制して長寿命化を図れるＥＬ素子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子であって、前記基板面の法線方向を高さ方向としたとき、前記光散乱層の光取り出し面側にある表面に、曲面を有した凸部を複数設け、かつ前記凸部の高さが異なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＬ素子及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、ＥＬ素子の製造方法に関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、低消費電力や水銀レスなどの観点からＥＬ素子が注目され、現在種々の形態からなるＥＬ素子が研究され様々な分野で利用が期待されている。

ＥＬ素子は自発光型であり、指向性の高い点光源であるＬＥＤ素子とは異なり、面発光を特徴としている。

ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に蛍光または燐光有機化合物を含む発光層を挟んだサンドイッチ構造であり、各電極に直流電圧または直流電流を印加すると、陽極から発光層に正孔が注入され、陰極から発光層に電子が注入される。発光層では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が発生する。

ＥＬ素子に関する研究は古くから注目され、様々な検討が行われてきたが、発光効率が非常に悪いことから本格的な実用化研究へは未だ進展していない。

図２に従来のＥＬ素子の構成について説明する模式図を示す。図２に示すＥＬ素子１００は、基板１０１、反射電極１０２、発光層１０３、透明電極１０４、及び透明基板１０５を順次積層した構成となっている。また図２中の１０６は空気層を示している。

発光層１０３で発光した光は、透明電極１０４や透明基板１０５を通過して空気層１０６へ射出されるが、一般に発光層１０３、透明電極１０４、透明基板１０５に用いられる材料の屈折率は異なるため、ＥＬ素子ではフレネル反射による各界面で光が閉じ込められる損失光が存在する。

異なった屈折率を有する材料が接する界面で生じるフルネル反射の指標としてのフレネル反射率Ｒは、相互に接する第１の材料の屈折率をｎ１、第２の材料の屈折率をｎ２とした場合に、これら屈折率ｎ１、ｎ２を用いて表現することができ、例えば、垂直入射の場合には、以下の式１で表現される。このようなフレネル反射率Ｒの数値が高いほど、各界面に光が閉じ込められる損失光が大きくなる。

Ｒ＝{（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）}^２ 式１
また、発光層１０３側に位置する入射側材料（屈折率：ｎｉ）に対して、空気層１０６側に位置する射出側材料（屈折率：ｎｓ）の屈折率が低い場合、つまり、ｎｉ＞ｎｓの場合には、図２のＰ１，Ｐ２に参照されるように、入射した光に関して全反射が起こる場合がある。すなわち、図２では、透明電極１０４から透明基板１０５に入射しようとする光が全反射された様子（Ｐ１）、及び透明基板１０５から空気層１０６に入射しようとする光が全反射された様子（Ｐ２）が示されている。

このような全反射の発生は入射する光の角度に依存するものであり、全反射が生じる角度である臨界角θｃは、以下の式２で表現できる。臨界角θｃ以上の角度で入射した光は全反射が起こり、材料の吸収を無視すると１００％反射が起こる。そのため、素子外部へ
光を取り出すことができずに大きな損失となってしまう。

θｃ＝ｓｉｎ^−１（ｎ１／ｎ２）} 式２
ＥＬ素子は全方位に発光する強度が一定であるとされるので、臨界角θｃを利用することで一般に空気層１０６への光取り出し効率ηｏｕｔは、以下の式３で表現できる。

例えば、屈折率１．８の発光層１０３で放射される光が屈折率１．０の空気層１０６へ有効な放射光として利用されるのは、約１７％程度であることが知られている。

ηｏｕｔ＝１−ＣＯＳθｃ 式３
このように屈折率の異なる材料を積層してなるＥＬ素子では、発光層１０３で放射される光が空気層１０６など素子外部へ放射されず、ＥＬ素子として、見かけ上の効率低下が生じる問題がある。

そこで光の取り出し効率を向上させる手法としては、例えば、基板の上にプリズム構造、マイクロレンズ、回折格子等を配置する方法が提案されている。しかしながら、これらは構成が複雑で厳密な光学設計が必要、発光層の最適膜厚が存在、特定波長のみ有効な波長依存性、光の干渉に起因した色ずれを発生する角度依存性など課題が多く存在し、光取り出し効率に関しても不十分なものであった。

光学特性の他にもプリズム構造、マイクロレンズ、回折格子など一様な単一レンズだと突起部に傷、汚れがつきやすく、使用者から目立つなど使用上の問題も存在していた。

特許第２７７３７２０号公報 特許第２９９１１８３号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、十分な光取り出し効率を持ち、色ずれを発生する角度依存性がなく、突起部への傷、汚れが付き辛く傷が目立たない、即ち、視認性に優れ、発熱による劣化を抑制して長寿命化を図れるＥＬ素子及びその製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子であって、
前記基板面の法線方向を高さ方向としたとき、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、光散乱層として曲面を有し、高さが互いに異なる凸部を複数設けたことを特徴とするＥＬ素子である。

また、請求項２に記載の発明は、前記散乱層の凸部の配列パターンが、ランダムであることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子である。

また、請求項３に記載の発明は、前記光散乱層に存在する平坦部の表面積が、前記透明性基板の表面積に対して２０％以下であることを特徴とした請求項１または２に記載のＥＬ素子である。

また、請求項４に記載の発明は、前記反射電極層と前記透明電極層のどちらか一方が陽極で他方が陰極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＥＬ素子である。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＬ素子を備えたことを特徴とする照明装置である。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＬ素子を備えたことを特徴とするディスプレイ装置である。

また、請求項７に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に透明性粒子１を配し、続いて前記透明性粒子１より平均直径が小さい透明性粒子２を配し、振動させることで前記透明性粒子１同士の隙間に前記透明性粒子２を入りこませることで密状態に配置し、透明性樹脂を流しこませた後、硬化させることにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項８に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
透明性基材の一方の面に透明性粒子１を配し、続いて前記透明性粒子１より平均直径が小さい透明性粒子２を配し、振動させることで前記透明性粒子１同士の隙間に前記透明性粒子２を入りこませることで密状態に配置し、透明性樹脂を流しこませた後、硬化させたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側に積層することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項９に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に透明性樹脂を塗布し、凸部の形状に切削したシリンダー金型を使用して搬送しながら金型の表面形状を転写し、透明性樹脂を硬化させることにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項１０に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
透明性基材の一方の面に透明性樹脂を塗布し、凸部の形状に切削したシリンダー金型を使用して搬送しながら転写・硬化させたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側に形成することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ラ
ンダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項１１に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に少なくとも２種以上の界面活性剤を塗りわけ、感光性樹脂をスポット状にランダムに滴下、又はインクジェット法などで形成し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透過性基板をエッチングすることで前記凸部が前記透明性基板に転写され形成することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項１２に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
透明性基材の一方の面に少なくとも２種以上の界面活性剤を塗りわけ、感光性樹脂をスポット状にランダムに滴下、又はインクジェット法などで形成し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透明性基材をエッチングすることで前記透明性基材に転写してできたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項１３に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に感光性樹脂を霧状に噴霧し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透過性基板をエッチングすることで前記凸部が前記透明性基板に転写し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

また、請求項１４に記載の発明は、少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
透明性基材の一方の面に感光性樹脂を霧状に噴霧し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透明性基材をエッチングすることで前記透明性基材に転写してできたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法である。

請求項１に記載の発明によれば、光取り出し効果はマイクロレンズと同様の効果を発揮し、かつ、色ずれ発生などの角度依存性を限りなく低減することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、凸部をランダムに配置することで、前記発光層から射出した光が散乱層に入射した場合、マイクロレンズのように入射角度に依存することなく光を満遍なく均一に外へ取り出すことが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、前記散乱層の前記凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率が、前記透明性基板の表面積に対して２０％を超えると、光の取り出し効果が低下すると共に、色ずれ発生などの角度依存性が高くなり好ましくない。

請求項４に記載の発明によれば、陽極と陰極を備えることでＥＬ素子としての効果を得ることが可能となる。また発光層は等方的に光を放射されるため、発光層で放射される光のうち半分は前記反射電極層へ到達する。よって前記反射電極層は取り出し発光層より背面に配置されることより、発光層が背面方向に放射した光を前面方向へ反射させる効果を持ち合わせている。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載したＥＬ素子を備えることで照明装置として用いることを可能としている。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載したＥＬ素子を備えることでディスプレイ装置として用いることを可能としている。

請求項７または８に記載の発明によれば、簡単な工程、かつ、容易に密なレンズ群を形成できる、作業性・生産性が高いなど様々な作用が得られる。

請求項９または１０に記載の発明によれば、簡単な工程、かつ、複雑な構造設計でも形成可能、作業性・生産性が高いなど様々な作用が得られる。

請求項１１または１２に記載の発明によれば、簡単な工程、かつ、界面活性剤により前記透明性基板の撥水処理が行われ、前記透明性樹脂の表面張力を制御することができ、不均一な構造を形成することが可能、作業性・生産性が高いなど様々な作用が得られる。

請求項１３または１４に記載の発明によれば、簡単な工程、かつ、霧状に噴霧することで前記透明性基板に付着した前記感光性樹脂が不均一な構造を形成することが可能、作業性・生産性が高いなど様々な作用が得られる。

本願発明の、実施形態のＥＬ素子の構成を概略的に示す断面図である。 従来のＥＬ素子の構成を概略的に示す断面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部の一例を概略的に示す散乱層の平面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部の他の例を概略的に示す散乱層の平面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部のさらに他の例を概略的に示す散乱層の平面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部のさらに他の例を概略的に示す散乱層の平面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部のさらに他の例を概略的に示す散乱層の平面図である。 本願発明の、実施形態の散乱層に配置される凸部のさらに他の例を概略的に示す散乱層の平面図である。

以下では、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一、または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

図１に示すように、本実施形態のＥＬ素子１００は基板１０１上に、反射電極１０２と、発光層１０３と、反射電極１０２に対して発光層１０３を間に挟んで対向して配置された透明電極１０４と、透明基板１０５と、散乱層１１０とを備える。
ＥＬ素子１００は反射電極１０２と透明電極１０４に直流電圧又は直流電流を印加することで、反射金属１０２、または、透明電極１０４から発光層１０３に正孔が注入され、他方電極から発光層に電子が注入され、発光層１０３で正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が発生する。

基板１０１としては、反射電極１０２を形成する基板であり、基板１０１は光の取り出し面として用いないため、透明、あるいは不透明などいずれの基板も用いることができ。ＥＬ素子を保持できる強度があればどのような基板を用いることができる。さらに強度に優れる無機系ガラスや、強度は劣るものの、ガラスと異なり落下しても割れない、柔軟性などの利点があり折り曲げられる樹脂シートなどが挙げられる。具体的には、透明、又は半透明のソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの無機酸化ガラスや、無機フッ素化合物ガラスなどの無機ガラスやあるいは、透明又は半透明のポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等の高分子フィルム等、あるいは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、あるいは、顔料等を含んだ透明基板材料や表面に絶縁処理を施した金属材料等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。

反射電極１０２としては、上記基板上に反射性を有し、かつ、蒸着が可能である無機物であれば用いられる材料としては特に限定されるものでなく、例えばアルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などの金属や、これらの酸化物やフッ化物、およびその合金、複数の積層体等が一般に用いられる。さらにアルミニウムや銀は、水に侵食されにくいという利点があるため、発光層１０３に対する保護層の機能も有している。

すべての光に対して有効に全反射の抑制を行うことは困難であるため、散乱層１１０に到達した光のうち、空気中へ取出されなかった光は、空気との界面で全反射され、再び素子内部へと伝播し反射電極へと到達する。あるいは、発光層において、光は等方的に放射されるため、発光層で放射される光のうち半分は、光取り出し面に到達する前に背面である反射電極へと到達する。このとき、反射電極へ到達した光は反射され、再び、光取出し面方向へと伝播することができ、有効な光として利用される可能性がある。

蒸着手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、（ア）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法
（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＰＶＤ法）、（イ）プラズマ化学気相 Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）などを好適に採用することができる。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質な反射層が形成できる点で、真空蒸着法やイオンプレーティング法は特に好ましい。

発光層１０３としては、可視領域で蛍光特性を有し、かつ成膜性のよい蛍光体からなるものが好ましく、Ａｌｑ３（ｔｒｉｓ（８-ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）やＢｅＢｑ２（Ｂｉｓ（１０-ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏ［ｈ］ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ）の他に、２，５‐ビス（５，７‐ジ‐ｔ‐ペンチル‐２‐ベンゾオキサゾリル）‐１，３，４‐チアジアゾール、４，４’‐ビス（５，７‐ベンチル‐２‐ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’‐ビス〔５，７‐ジ‐（２‐メチル‐２‐ブチル）‐２‐ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５‐ビス（５，７‐ジ‐ｔ‐ベンチル‐２‐ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５‐ビス（〔５‐α，α‐ジメチルベンジル〕‐２‐ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５‐ビス〔５，７‐ジ‐（２‐メチル‐２‐ブチル）‐２‐ベンゾオキサゾリル〕‐３，４‐ジフェニルチオフェン、２，５‐ビス（５‐メチル‐２‐ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２‐ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５‐メチル‐２‐〔２‐〔４‐（５‐メチル‐２‐ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２‐〔２‐（４‐クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２‐ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’‐（ｐ‐フェニレンジビニレン）-ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２‐〔２‐〔４‐（２‐ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２‐〔２‐（４‐カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ‐８‐キノリノール）亜鉛、ビス（２‐メチル‐８‐キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８‐キノリノール）インジウム、トリス（５‐メチル‐８‐キノリノール）アルミニウム、８‐キノリノールリチウム、トリス（５-クロロ‐８-キノリノール）ガリウム、ビス（５‐クロロ‐８‐キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛‐ビス（８‐ヒドロキシ‐５‐キノリノニル）メタン〕等の８‐ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４‐ビス（２‐メチルスチリル）ベンゼン、１，４‐（３‐メチルスチリル）ベンゼン、１，４‐ビス（４‐メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４‐ビス（２‐エチルスチリル）ベンゼン、１，４‐ビス（３‐エチルスチリル）ベンゼン、１，４‐ビス（２‐メチルスチリル）２‐メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５‐ビス（４‐メチルスチリル）ピラジン、２，５‐ビス（４‐エチルスチリル）ピラジン、２，５‐ビス〔２‐（１‐ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５‐ビス（４‐メトキシスチリル）ピラジン、２，５‐ビス〔２‐（４‐ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５‐ビス〔２‐（１‐ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２‐フェニルピリジン）イリジウム等の燐光発光材料を用いてもよい。

また、発光層のみの単層構造の他に、正孔輸送層と発光層又は発光層と電子輸送層の２層構造や、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。

透明電極１０４はとしては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物、あるいは、ＳｎＯ：Ｓｂ（アンチモン）、ＺｎＯ：Ａｌといった混合物からなる透明導電膜や、あるいは、透明度を損なわない程度の厚さのＡｌ、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、Ａｇといった金属薄膜や、これら金属の混合薄膜、積層薄膜といった金属薄膜や、あるいは、ポリピロール等の導電性高分子等を用いることができる。また、複数の前述透明電極材料を積層することで透明電極とすることもでき、反射金属１０２同様、基板に蒸着法などの手法で成膜することで透明電極１０４が形成される。

透明電極１０４に使用される透明基板１０５は、反射電極１０２用として記載した基板の透明性を有する材料であれば反射電極１０２で記載の基板１０１と同じ材質の基板を使用してもよい。

また、ＥＬ素子を外気から遮断し、長寿命化を図るために光取り出し面側に形成される透明電極１０４の上に保護膜を形成し、透明電極１０４、発光層１０３、反射電極１０２の積層体を包み込むように保護してもよい。即ち、材料の酸化や水分との反応を抑えるために保護膜を設けることで長寿命化を図る。その保護膜の材料としては、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＬｉＦ等の無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物からなる薄膜、あるいは、無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物等からなるガラス膜、あるいは、熱硬化性、光硬化性の樹脂や封止効果のあるシラン系の高分子材料等が挙げられ蒸着やスパッタリング等もしくは塗布法により形成される。なお、保護膜を設ける場合、透明性基板１０５、散乱層１１０は保護膜上に形成されるが、必要に応じて光学結合材等を介して形成される。

透明性基板１０５としては、透明性を有する材料であれば基板１０１で記載材料を使用してもよい。また基板１０１、透明性基板１０５が柔軟性などの利点があり折り曲げられる樹脂シートを使用することで、折り曲げ可能なフレキシブルなＥＬ素子を形成することができる。

散乱層１１０としては、作製方法によって使用する材料は変化し、例えば、請求項８〜１５に記載された手法によれば、透明性基材、透明性粒子、透明性樹脂、感光性樹脂などを使用することが可能となる。また散乱層１１０は光取り出し最表面に配置されるため、上記材料はすべて透明な材質で形成される必要がある。

例えば、透明性基材は基板１０１用として記載した基板の透明性を有する材料であれば、使用してもよい。また基板１０１、透明性基板１０５と共に透明基材も折り曲げられる樹脂シートを使用することで、折り曲げ可能なフレキシブルなＥＬ素子を形成することができる。

透明性粒子については、特に限定されるものでなく、例えば、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート等のポリマー系粒子やシリカ、ガラス、酸化チタン、硫化バリウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の無機系粒子や粉末等を用いることができる。

また粒子の形状についても特に限定されるものでなく、例えば球形や扁平等の異形粒子、その他にも中空構造となった粒子等を用いることができる。

散乱層１１０の凸部を粒子で形成する場合、平均直径の異なる粒子を少なくとも２種以上、任意の割合で混合することが望ましい。粒子の平均直径や混合比は特に限定されないが、実際に形成された散乱層１１０中の粒子の配列状態を観察、また得られたＥＬ素子１００の発光特性を評価して適正化すると良い。

透明性樹脂については、紫外線、電子線、熱線等の活性エネルギーによる重合反応によって硬化体が形成する活性エネルギー線硬化樹脂であって、例えば、その組成が、活性エネルギー線重合反応により硬化体を形成するベース樹脂材料からなる第１の成分（以下、成分〔Ａ〕と称する場合がある）と、重合開始剤からなる第２の成分（以下、成分〔Ｂ〕と称する場合がある）と、を含有することが好ましい。

また、この活性エネルギー線硬化樹脂の他の成分としては、例えば、可塑剤、分散剤、加水分解防止剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

上述の成分〔Ａ〕は、特に限定されるものではなく、活性エネルギー線重合反応により硬化体を構成し得る樹脂のモノマー（単量体）、オリゴマーであれば、公知の何れの合成樹脂の組成でも使用可能である。

例えばポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル‐（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂のモノマー、オリゴマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。

上述のポリウレタン系樹脂の原料であるポリオールとしては、例えば水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールや、水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールなどが挙げられ、これらを単体で又は２種以上混合して使用することができる。

水酸基含有不飽和単量体としては、（ａ）例えばアクリル酸２‐ヒドロキシエチル、アクリル酸２‐ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２‐ヒドロキシエチル、メタクリル酸２‐ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、（ｂ）例えばエチレングリコール、エチレンオキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサイド、ブチレングリコール、ブチレンオキサイド、１，４‐ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルデカノエート、プラクセルＦＭ‐１（ダイセル化学工業株式会社製）等の２価アルコール又はエポキシ化合物と、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸との反応で得られる水酸基含有不飽和単量体などが挙げられる。これらの水酸基含有不飽和単量体から選択される１種又は２種以上を重合してポリオールを製造することができる。

また上述のポリオールは、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ‐プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ‐ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ‐ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ‐プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ‐ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ‐ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン、ビニルトルエン、１−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸アリル、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ‐ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソプレン等から選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和単量体と、上述の（ａ）及び（ｂ）から選択される水酸基含有不飽和単量体とを重合することで製造することもできる。

水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールの数平均分子量は１０００以上５０００００以下であり、好ましくは５０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールは、（ｃ）例えばエチレングリコール０、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３‐ブタンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、２，２，４−トリメチル‐１，３‐ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノルＡ、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテル）、トリス（ヒドロキシエチル）イソシヌレート、キシリレングリコール等の多価アルコールと、（ｄ）例えばマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、トリメット酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸とを、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール中の水酸基数が前記多塩基酸のカルボキシル基数よりも多い条件で反応させて製造することができる。

上述の水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールの数平均分子量は５００以上３０００００以下であり、好ましくは２０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

成分〔Ａ〕として用いられるポリオールとしては、上述のポリエステルポリオール、及び、上述の水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをポリマー材料とすれば耐候性が高く、透過性樹脂の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

なお、上述のポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

上述の成分〔Ｂ〕は、主に、紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射で進行する重合反応の開始効率を向上させる等の目的で用いるものである。
成分〔Ｂ〕としては、成分〔Ａ〕の活性エネルギー線重合反応の開始効率を向上できる重合開始剤であれば、特に限定されるものはなく、公知の何れの重合開始剤成分でも使用可能である。このような重合開始剤としては、光によりラジカルを発生する性質を有する化合物である光ラジカル重合開始剤が一般的である。また成分〔Ｂ〕の重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光増感剤との併用系であってもよい。

光ラジカル重合開始剤は、具体的には、例えば、ベンゾフェノン、２，４，６‐トリメチルベンゾフェノン、４，４‐ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４‐フェニルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、２‐エチルアントラキ
ノン、ｔ‐ブチルアントラキノン、ジエトキシアセトフェノン、２‐ヒドロキシ−２−メチル‐１‐フェニルプロパン‐１‐オン、ベンジルジメチルケタール、１-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、メチルベンゾイルホルメート、２‐メチル‐１‐〔４‐（メチルチオ）フェニル〕‐２‐モルホリノプロパン‐１‐オン、２，６‐ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２，４，６‐トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）‐２，４，４‐トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６‐トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、２‐ヒドロキシ‐１‐〔４‐［４‐（２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐プロピオニル）‐ベンジル］‐フェニル〕‐２‐メチル‐プロパン‐１‐オン等が挙げられる。

これら光ラジカル重合開始剤の中で、硬化速度が速く架橋密度を十分に上昇できる点から、ベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐１‐フェニルプロパン‐１‐オン、１‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４，６‐トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、及び、２‐ヒドロキシ‐１‐〔４‐［４‐（２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐プロピオニル）‐ベンジル］‐フェニル〕‐２‐メチル‐プロパン‐１‐オンが好ましく、１‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４，６‐トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２‐ヒドロキシ‐１‐〔４‐［４‐（２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐プロピオニル）‐ベンジル］‐フェニル〕‐２‐メチル‐プロパン‐１‐オンがさらに好ましい。

また、成分〔Ａ〕にラジカル重合性基と共にエポキシ基等のカチオン重合性基を有する化合物が含まれる場合は、成分〔Ｂ〕に上記した光ラジカル重合開始剤と共に光カチオン重合開始剤が含まれていてもよい。光カチオン重合開始剤は特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り公知の何れのものも可能である。
光増感剤は、具体的には例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ‐メチルジエタノールアミン、４‐ジメチルアミノ安息香酸メチル、４‐ジメチルアミノ安息香酸エチル、４-ジメチルアミノ安息香酸アミル、４‐ジメチルアミノアセトフェノン等の公知のものが挙げられる。光増感剤は１種を単独で用いてもよく、又、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

感光性樹脂については、透明性樹脂同様、紫外線、電子線、熱線等の活性エネルギーによる重合反応によって硬化体が形成する活性エネルギー線硬化樹脂であり、例えば、その組成が、活性エネルギー線重合反応により硬化体を形成するベース樹脂材料からなる成分〔Ａ〕と、重合開始剤からなる第２の成分〔Ｂ〕と、を含有することが好ましい。

また感光性樹脂は、光で重合を開始するものならどの材料でも使用することができ、例えば、透明性樹脂で記載した材料を使用することができる。

散乱層１１０の丸みをおびた凸部は少なくとも光取り出し最表面に配置されており、空気との界面において光の角度を任意に変えることができれば、単位凸部は半球や半楕円球を含め種々の形態をとることができる。また、ここで言う半球とは球体の１／２の立体に限定されるものではなく、例えば、１／３、１／４のような球体、あるいは楕円球を切断した立体構造を含む。

また、単位凸部がランダムに配置されていることによりマイクロレンズなどのレンズとは異なり発光層１０３の放出光が散乱層１１０に入射する角度に依存することなく、光を取り出すことが可能となり、色ずれ発生などの角度依存性を限りなく低減することが可能となり、さらに、細かい光学設計など管理が不要となるため製造も容易となる。

加えて、単位凸部同士を互いに異なる大きさにすることで、更なる色ずれ発生などの角度依存性を低減することを可能とし、さらに凸部形成の精度が下がるため、製造が更なる簡略化が見込める。

このような散乱層１１０は、単位凸部間に存在する平坦部の面積が大きければ大きいほど散乱層１１０と空気層１０６との界面で全反射を起こし、光取り出し効果が低下していくため、平坦部をできる限り少なくする必要がある。具体的には、透明性基板１０５の表面積に対して平坦部の表面積が２０％以下となった場合、光学特性にほとんど差異を生じないようになる。

その他にもマイクロレンズなど一様なレンズが複数並ぶと、レンズ表面に傷が付いた場合、傷が目立ち、外観上適した形状でないと言えたが、散乱層１１０については、多少の傷が付いたとしても、散乱成分を持ち合わせるため、傷が見かけ上観察されないようになっているため、外観の観点でも適した形状であるといえる。

ＥＬ素子１００の長寿命化についても散乱層１１０は効果を示す。発光層１０３が蛍光有機材料である場合、反射電極１０２と透明電極１０４に投入されたエネルギーのうち、約２５％程度しか発光に利用されず、残りの７５％は熱となり、多くの熱が発生する。またこの発光層１０３で発生した熱の一部は各積層体を伝播してＥＬ素子１００の外部、すなわち空気層１０６へ放熱されるが、外部に放熱されずＥＬ素子１００内部に閉じ込められる熱も存在し、素子が異常過熱され、熱暴走を起こし破壊するなど寿命低下の原因となっている。

散乱層１１０の光取り出し最表面は平坦でなく、凸部を形成した形状を有しているため、平坦な構成より表面積が増加する。すなわち、発光層１０３で発生した光が空気層１０６へ放射される表面積が増加し、ＥＬ素子１００内部に閉じ込められる熱を減少する働き持つため、散乱層１１０は放熱板としての役割も担う。

散乱層１１０に形成された凸部についてさらに詳しく説明する。図３〜図８は散乱層１１０に配列された凸部の例を概略的に示す平面図である。

散乱層１１０に配列された凸部は正方格子や三角格子のように規則的な配置をせず、図３に示すように対称軸を持たないようランダムに配置される。

また、単位凸部同士の寸法は互いに等しくなくてもよく異なっていてもよい。例えば、図４のように示すように２種類の寸法、または図５で示すように３種類の寸法などがある。

散乱層１１０に配列された凸部は半球でなくともよく、楕円形状を有していてもよい。例えば、図６に示すように長さ又は軸方向が一方向に揃っていてもよく、図７に示すように不規則であってもよい。この場合の寸法は互いに等しくてもよく、等しくなくてもよい。

あるいは、形状が異なるものを含んでいてもよい。例えば、図８に示すように半球形状を有しているものと、楕円形状を有していてもよい。この場合の楕円形状は、長さ又は軸方向は、一方向に揃っていてもよく、不規則であってもよい。

図３乃至図８で示した散乱層１１０は発光層１０３から放出された光が散乱層１１０に入射した場合、ほぼ全面にわたり光を屈折することができるため、光取り出し効果や色ず
れなどの角度依存性が低減できる。

この散乱層１１０は透明粒子と透明樹脂を用いて形成することができる。例えば、基板１０１上に反射電極１０２と発光層１０３と透明電極１０４と透明性基板１０５とを形成した後、透明性基板１０５の透明電極１０４と対向する面上に透明性粒子１を配し、続いて透明性粒子１より平均直径が小さい透明性粒子２を配し、振動させることで透明性粒子１同士の隙間に透明性粒子２を入りこませることで密状態に配置し、熱可逆性樹脂や紫外線硬化樹脂を流しこませた後、硬化させることで前記凸部を形成することができる。

この方法によると、散乱層１１０の最表面に凸部が形成、かつ、散乱層１１０の内部に粒子が積層した体積型の散乱層１１０が形成される。体積型とすることで、散乱が強くなり、より光取り出し効果や、色ずれなどの角度依存性が低減できる。

また、散乱層１１０は透明樹脂と金型シリンダーを用いて転写させることで形成することもできる。例えば、基板１０１上に反射電極１０２と発光層１０３と透明電極１０４と透明性基板１０５とを形成した後、透明性基板１０５の透明電極１０４と対向する面上に熱可逆性樹脂や紫外線硬化樹脂を塗布し、凸部の形状に切削したシリンダー金型を使用して搬送しながら転写し、冷却または紫外線を照射するなど使用した透明性樹脂の硬化条件に合った手法を行うことで硬化させ、凸部を形成することができる。

金型シリンダーは、ダイヤモンドバイド等を用いて切削することで凸部に対応した凹部を形成し、転写することで、凸部を形成することができる。

なお、金型シリンダーへの構造付加は切削だけに限らず、凸部を転写できるような構造を作製できればよい。例えば、カーボンブラックと樹脂を含んだラッカーを噴霧して、ラッカー層を形成し、赤外線レーザービームなどで任意の場所に描画し、ラッカー層の露光部を昇華させる。その後、塩化鉄クロム酸溶液に浸漬して、腐食を増大させることより任意の凹部を形成することができる。

さらに、散乱層１１０は感光性樹脂を用いてエッチングにより形成することもできる。例えば、基板１０１上に反射電極１０２と発光層１０３と透明電極１０４と透明性基板１０５とを形成した後、透明性基板１０５の透明電極１０４と対向する面上にすくなくとも２種以上の界面活性剤を塗りわけ、紫外線硬化樹脂などを用い、スポット状にランダムに滴下、またはインクジェット法などで形成し、露光して硬化した後、加熱することで紫外線硬化樹脂の表面張力の影響から凸部が発生し、冷却固化した凸部と透過性基板１０５をエッチングすることで凸部が透明性基板１０５に転写され形成することができる。

界面活性剤を用いることで透明性基板１０５の表面特性が変化し、凸部の形成を制御することができる。具体的には、界面活性剤の効果で透明性基板１０５に撥水性が高まり、紫外線硬化樹脂との接触を制御することができる。

界面活性剤は凸部の形状、または凸部を互いに異なる大きさにするために少なくとも２種以上使用するし凸部の制御を行う。また、界面活性剤を塗布しない領域があっても構わない。

界面活性剤としては、特に限定されるものでなく、例えばシリコン系、フッ素系など一般的な材料でもよいし、熱架橋性官能基を含有していてもよい。具体的には、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エーテル基、アルデヒド基、アミノ基、オキシラニル基、オキセタニル基などが挙げられる。

その他にも、界面活性剤を用いず、任意の凸部を形成することができる。例えば、透明性基板１０５に紫外線硬化樹脂などを霧状に噴霧するなどして付着量を制御することで一様でない、不均一な付着物を持たせることで、凸部の形状、または凸部を互いに異なる大きさを形成することができる。

次に、本発明の実施形態であるＥＬ素子の実施例を外観特性について評価をいった結果、比較例の結果と共に説明する。

ＰＥＴ表面にメラミン樹脂からなる直径４μｍの球形粒子を配し、続いてメラミン樹脂からなる直径１．５μｍの球形粒子を配し、振動させることで各粒子を密状態にさせた後、紫外線硬化型の透明樹脂を流し込み、紫外線照射することで散乱層を得た。直径が異なる２種の球形粒子を用いることで散乱層の表面凸部は曲面を有し、かつ高さが異なった形状となる。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％に調整した実施例１‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は流し込む透明樹脂を調整することで得られた。

ＰＥＴ表面に紫外線硬化型の透明樹脂を塗布し、単位凸部の寸法が互いに異なり、ランダム配列を形成しマイクロレンズ形状に切削したシリンダー金型を使用してＰＥＴを搬送しながら紫外線をＰＥＴ側から照射することで散乱層を得た。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％に調整した実施例２‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は金型シリンダーの切削により調整した

ＰＥＴを配置した減圧した真空装置内にて、複数のノズルからシリコン系の界面活性剤をランダムに噴霧し、乾燥させた後、紫外線硬化樹脂を同様に複数のノズルから噴霧し、真空装置から取り出し、紫外線をＰＥＴ側から照射することで散乱層を得た。界面活性剤が噴霧された表面は、撥水性が変化するため、界面活性剤が有無で散乱層の表面凸部は高さが異なった形状となる。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％に調整した実施例３‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は噴霧量より調整した。

＜比較例１＞
ＰＥＴ表面にメラミン樹脂からなる直径４μｍの球形粒子を配し、振動させることで各粒子を密状態にさせた後、紫外線硬化型の透明樹脂を流し込み、紫外線照射することで散乱層を得た。単一粒子だと振動させること配列するため、散乱層の表面凸部は同一の高さで配置されることになる。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％に調整した比較例１‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は流し込む透明樹脂を調整することで得られた。

＜比較例２＞
ＰＥＴ表面に紫外線硬化型の透明樹脂を塗布し、単位凸部の寸法が互いに等しく、マイクロレンズ形状に切削したシリンダー金型を使用してＰＥＴを搬送しながら紫外線をＰＥＴ側から照射することで散乱層を得た。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％
に調整した比較例２‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は金型シリンダーの切削により調整した。

＜比較例３＞
ＰＥＴを配置した減圧した真空装置内にて、紫外線硬化樹脂を複数のノズルから噴霧し、真空装置から取り出し、紫外線をＰＥＴ側から照射することで散乱層を得た。またＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０、３０、４０、５０％に調整した比較例３‐ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを作製した。平坦部の面積比率の調整は噴霧量より調整した。

＜比較例４＞
図２に示す従来のＥＬ素子であって、散乱層を備えていない構成である。

比較例１〜３は実施例１〜３にそれぞれ対応し、単位凸部の寸法が互いに等しい形状となっている。実施例１、２、３、比較例１で作製されたＰＥＴの凸部が形成された他方面にウレタン系の粘着剤を塗布し、比較例２のＥＬ素子の前面に粘着側から貼り付けることで実施例１、２、３、比較例１を用いたＥＬ素子を得た。

上述で得られたＥＬ素子の反射電極、透明電極に同値の直流電圧を印加させることで各発光現象を評価した。

［評価１］
各ＥＬ素子に同値の電圧を印加したときの発光輝度を評価した。その評価基準は、比較例２の発光輝度に対して、非常効果がある場合を「◎」、効果がある場合を「○」、効果が若干ある場合を「△」、効果がない場合を「×」で表した。

［評価２］
各ＥＬ素子に同値の電圧を印加したときの発光面の視認角度によって現れる色ずれを評価した。具体的には、視認角度によって光のにじみ、色味について、目視で評価した。その評価基準は、比較例２の発光面に対して、非常効果がある場合を「◎」、効果がある場合を「○」、効果が若干ある場合を「△」、効果がない場合を「×」で表した。

［評価３］
各ＥＬ素子の前面にカッターで１０ｍｍ程切り口をつけた後、同値の電圧を印加したときの発光面の傷の目立ち具合を評価した。その評価基準は、比較例２の発光面に対して、非常効果がある場合を「◎」、効果がある場合を「○」、効果が若干ある場合を「△」、効果がない場合を「×」で表した。

表１に示すように、比較例１、２と比べ実施例１〜３は効果が見られた。特に実施例１〜３の散乱層のあるＰＥＴ表面の表面積に対して、散乱層の表面凸部にある単位構造間に存在する平坦部の面積比率を５、１０、２０％とした場合に非常に優れた結果となった。これは、平坦部においては空気層との界面で全反射を起こしてしまう光が発生し、取り出し効果が低下しているからと考察される。

比較例１の拡散層は体積拡散型構成であるため、比較例２または３に比べ効果がみられているが、同様に散乱層が体積拡散型構成の実施例１は更なる向上効果がみられ、比較例１より効果が向上する結果が見られた。

また光が取り出せる領域が減ることで面内から取り出せる光が不均一になるため、色ず
れが生じる。よって色ずれを改善するためにも平坦部の面積比率を２０％以下とすることで色ずれ改善効果を持つＥＬ素子を提供することが可能となる。

さらに、光の加法混色より、あらゆる色が混ざると白色に見える現象を利用すると、多少の傷があっても目立たなくすることも可能である。よって傷を目立たなくするためにも平坦部の面積比率を２０％以下とすることで多少の傷を目立たないＥＬ素子を提供することができる。

１・・・凸部
１０・・・平坦部
５・・・レンズプレート部
１００・・・ＥＬ素子
１０１・・・基板
１０２・・・反射電極
１０３・・・発光層
１０４・・・透明電極
１０５・・・透明性基板
１１０・・・散乱層

Claims (14)

1. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子であって、
   前記基板面の法線方向を高さ方向としたとき、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、光散乱層として曲面を有し、高さが互いに異なる凸部を複数設けたことを特徴とするＥＬ素子。
2. 前記散乱層の凸部の配列パターンが、ランダムであることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子。
3. 前記光散乱層に存在する平坦部の表面積が、前記透明性基板の表面積に対して２０％以下であることを特徴とした請求項１または２に記載のＥＬ素子。
4. 前記反射電極層と前記透明電極層のどちらか一方が陽極で他方が陰極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＥＬ素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＬ素子を備えたことを特徴とする照明装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＬ素子を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
7. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
   前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に透明性粒子１を配し、続いて前記透明性粒子１より平均直径が小さい透明性粒子２を配し、振動させることで前記透明性粒子１同士の隙間に前記透明性粒子２を入りこませることで密状態に配置し、透明性樹脂を流しこませた後、硬化させることにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
8. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
   透明性基材の一方の面に透明性粒子１を配し、続いて前記透明性粒子１より平均直径が小さい透明性粒子２を配し、振動させることで前記透明性粒子１同士の隙間に前記透明性粒子２を入りこませることで密状態に配置し、透明性樹脂を流しこませた後、硬化させたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側に積層することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
9. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
   前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に透明性樹脂を塗布し、凸部の形状に切削したシリンダー金型を使用して搬送しながら金型の表面形状を転写し、透明性樹脂を硬化させることにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
10. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
    透明性基材の一方の面に透明性樹脂を塗布し、凸部の形状に切削したシリンダー金型を使用して搬送しながら転写・硬化させたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側に形成することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
11. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
    前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に少なくとも２種以上の界面活性剤を塗りわけ、感光性樹脂をスポット状にランダムに滴下、又はインクジェット法などで形成し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透過性基板をエッチングすることで前記凸部が前記透明性基板に転写され形成することにより、前記光散乱層の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
12. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
    透明性基材の一方の面に少なくとも２種以上の界面活性剤を塗りわけ、感光性樹脂をスポット状にランダムに滴下、又はインクジェット法などで形成し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透明性基材をエッチングすることで前記透明性基材に転写してできたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
13. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
    前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基板の光取り出し面側に感光性樹脂を霧状に噴霧し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透過性基板をエッチングすることで前記凸部が前記透明性基板に転写し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
14. 少なくとも基板上に反射電極層と発光層、透明電極層、透明性基板、光散乱層とを、順次光取り出し側に向けて積層したＥＬ素子の製造方法であって、
    透明性基材の一方の面に感光性樹脂を霧状に噴霧し、露光して硬化した後、加熱することで凸部を発生させ、冷却固化した前記凸部と前記透明性基材をエッチングすることで前記透明性基材に転写してできたシート状の散乱層を製造し、他方前記基板上に前記反射電極層と前記発光層と前記透明電極層と前記透明性基板と形成した後、前記透明性基材の他方面に透明性樹脂を塗布、あるいは、貼付し、前記透明性基板の光取り出し面側の表面に、高さが互いに異なり、ランダムに配置された凸部を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。