有機ＥＬ装置及びその設計方法
【課題】光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ない有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法の提供。
【解決手段】陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である有機ＥＬ装置とする。
【解決手段】陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である有機ＥＬ装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ない有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置（有機電界発光装置）は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ＥＬディスプレイは、従来のＣＲＴやＬＣＤと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機ＥＬ照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。
【０００３】
このように有機ＥＬ装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気より高い。例えば、有機ＥＬ装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率は１．６〜２．１である。このため、発光した光は界面で全反射しやすく、その光取出し効率は２０％に満たず、大部分の光を損失している。
例えば、一般的に知られる有機ＥＬ装置における有機ＥＬ表示部は、基板上に、一対の電極層の間に配される有機化合物層を備えて構成されている。該有機化合物層は、発光層を含み、有機ＥＬ装置は、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させている。この場合、光取出し面や電極層と有機化合物層の界面において、臨界角以上の光である全反射成分を取出すことができないため、光の取出し効率が低いという問題がある。
【０００４】
このようなことから、光取出し効率を向上させるため、発光層から発光される光の光路を制御し、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させるプリズム等の光取り出し部材を、光路上に配する有機ＥＬ装置が種々提案されている。
例えば特許文献１には、透明基板の上面に、四角錐状の微小プリズムを各画素に対応させてドットマトリックス状に配列した電界発光素子が提案されている。この提案によれば、有機発光層で発光した発散光を透明基板の法線とほぼ平行な方向に向けて屈折させることができ、観察者側に向けて出射される。
また、特許文献２には、面状発光素子としての有機ＥＬ素子と、光学素子としてのプリズムシートを備えた照明装置が提案されている。この提案では、プリズムシートは、多数のプリズム状の凸部からなる出射部を有し、該凸部としては、三角形の頂部を切り取ったような台形断面を有するプリズムが用いられている。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、後述するように、有機ＥＬ装置は、その素子設計により配光分布（光の角度分布）が大きく変化すること、その配光分布によって光取り出しに適した光取り出し部材であるプリズムの構造が変わることを知見した。
しかしながら、従来技術においては、このことが全く考慮されておらず、そのため、光取り出し効率の最適化が図れていなかった。即ち、有機ＥＬ表示部の構造に応じて、該有機ＥＬ表示部と組み合わせる最適なプリズムの構造は異なり、有機ＥＬ表示部の構造とプリズムとの組み合わせを適正化する設計が行われていなかった。その結果、十分な正面輝度での光取り出し効率が得られなかったり、また、プリズムと発光層の間に光が導波した場合に、画像ボケが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２６２９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力を図れる有機ＥＬ装置、及び該有機ＥＬ装置の設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることを特徴とする有機ＥＬ装置である。
＜２＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．７以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜３＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．５以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜４＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．４以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜５＞ 有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみた反射率が１０％以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜６＞ 発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）が０．１以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機ＥＬ装置である。
＜７＞ 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機ＥＬ装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計することを特徴とする有機ＥＬ装置の設計方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力である有機ＥＬ装置、及び該有機ＥＬ装置の設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の有機ＥＬ装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、有機ＥＬ素子（ｗｍ＝２）の配光分布の一例を示す図である。
【図４】図４は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝１）の配光分布の一例を示す図である。
【図５】図５は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝２）の配光分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝３）の配光分布の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図８】図８は、実施例１の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の上面図である。
【図９】図９は、実施例１の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施例１の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例２の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図１２】図１２は、実施例２の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図１３】図１３は、実施例２の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例２の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、ＲＧＢ３画素における各画素ごとに四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。
【図１６】図１６は、ＲＧＢ３画素を一単位として四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。
【図１７】図１７は、１つの画素に多数の小さなプリズムを配置した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法）
本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ表示部と、光取り出し面に設けられる略四角錐プリズムとを少なくとも有し、基板、バリア層、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明の有機ＥＬ装置の設計方法は、本発明の前記有機ＥＬ装置を設計する方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計するものである。
以下、本発明の有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法について詳細に説明する。
【００１２】
本発明においては、第１に、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えることを特徴とする。
【００１３】
前記比（Ａ／Ｂ）が１を超えるとは、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取出し効率Ｂよりも高いことを意味し、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたことにより、正面輝度での光取り出し効率が向上し、正面から見たときの明るさが向上する。
ここで、光取り出し効率について積分強度ではなく正面輝度を採用したのは、有機ＥＬディスプレイへの適用を考慮すると、消費電力の定義として一定の正面輝度が得られる電力が定義されるため消費電力の指標という観点から、積分強度よりも正面輝度が重要となるからである。
前記比（Ａ／Ｂ）は、１を超えていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．５以上が好ましく、２．０以上がより好ましい。前記比（Ａ／Ｂ）が１以下であると、光取り出し部材としての略四角錐プリズムを設けたことの効果がなく、本発明の目的を達成することができないことがある。
ここで、前記正面輝度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機ＥＬ装置の正面輝度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機ＥＬ装置の正面輝度で割った値から求めることができる。前記正面輝度は、例えば分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）などにより測定することができる。
【００１４】
本発明においては、第２に、正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である。
ここで、略四角錐プリズムの底辺の１辺の長さｂは、通常、略四角錐プリズムの底面における１辺の長さを意味し、四角錐の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば底面の１辺の長さが等しい場合（例えば底面が正方形）にはいずれの１辺であってもよいが、底面の１辺の長さが異なる場合（例えば底面が長方形）には最も長い辺を採用する。
前記略四角錐プリズムの高さｈとは、該略四角錐プリズムを設ける光取り出し面（例えばガラス基板表面）からの高さを意味する。
【００１５】
前記正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であり、０．７以下が好ましく、０．５以下がより好ましい。なお、下限値は、０．２以上が好ましい。
前記比（ｈ／ｂ）が、１．２を超えると、正面輝度がプリズムを取り付けない場合よりも低くなることがある。
【００１６】
前記積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）の構造に応じて異なり適宜選択することができるが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの積分強度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）は、２．４以下であることが好ましく、０．４以下がより好ましい。
【００１７】
前記比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるとは、略四角錐プリズムを取り付けたことにより積分強度での光取り出し効率が向上したことを意味する。正面輝度での光取り出し効率が高くても積分強度での光取り出し効率が低ければ斜め方向から見たときの明るさが十分でないことがある。
【００１８】
ここで、前記積分強度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機ＥＬ装置の積分強度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機ＥＬ装置の積分強度で割った値から求めることができる。前記積分強度は、例えば分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）などにより測定することができる。
【００１９】
前記正面輝度及び積分強度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）は、有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）の構造、略四角錐プリズムの高さなどに応じて異なり、本発明においては、有機ＥＬ表示部の構造に合った略四角錐プリズムを組み合わせることで、光取り出し効率の最適化を図ることができる。
【００２０】
ここで、前記有機ＥＬ表示部の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば（１）有機ＥＬ表示部における光出射側の電極（陽極）の反射率、（２）マイクロキャビティ構造の光学長、（３）ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などが挙げられる。
【００２１】
前記（１）の有機ＥＬ表示部の光出射側の電極（陽極）としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が１０％以下である透明電極（例えばＩＴＯ）、又は発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極（例えばＡｇ電極）を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極（陽極）として、発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
【００２２】
前記（２）のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機ＥＬ表示部を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味する。
【００２３】
前記マイクロキャビティ構造の光学長（光学距離）Ｌは、Ｌ＝２×Σｎｉｄｉ（ただし、ｉは積層数で１〜ｉまでの整数を表す）及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さｄとその層の屈折率ｎの積の和で表される。
前記光学長Ｌは、発光波長λに対し、光学長Ｌ（λ）＝ｍλ（ｍ＝１：１次、ｍ＝２：２次、ｍ＝３：３次）で示す関係があり、光学長Ｌ（λ）は、下記数式で表される。
【数１】
ただし、前記数式中、Ｌ（λ）は光学長〔＝２Σｎjｄj＋ΣＡＢＳ（φｍｉλ／２π）〕、λは、発光波長、ｉは、金属反射層を示すサフィックス、ｊは、金属反射層以外の金属層間の層（有機層や誘電体層等）を示すサフィックスを表す。
【００２４】
前記マイクロキャビティ構造が１次であるとは、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が２次であるとは、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から２番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が３次であるとは、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から３番目に短い光学長であることを意味する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
前記第１の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第１の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．７以下であることが好ましく、０．４以下がより好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．４５以下であることが好ましい。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
前記第２の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第２の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．５以下であることが好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であることが好ましく、０．３５以下であることがより好ましい。
【００２７】
＜第３の実施形態＞
前記第３の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第３の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．４以下であることが好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
なお、この第３の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
【００２８】
＜第４の実施形態＞
前記第４の実施形態では、有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみて反射率が１０％以下の透明電極（例えばＩＴＯ）であり、ボトムエミッション型である。
この第４の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
なお、この第４の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
【００２９】
本発明においては、発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下がより好ましい。前記比（ｄ／ａ）が、０．１を超えると、画像ボケが生じることがある。
ここで、前記発光層の１辺の最大長さａは、発光層の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば１辺の長さが等しい場合（例えば正方形）にはいずれの１辺であってもよいが、１辺の長さが異なる場合（例えば長方形）には最も長い辺を採用する。
【００３０】
＜有機ＥＬ表示部＞
前記有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機ＥＬ表示部は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかを含む画素として構成される。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する３色発光法など、公知の構成を適用することができる。
【００３１】
−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。
前記陽極の材料としては、例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが特に好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００３２】
前記陽極としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスを用いる場合には、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上がより好ましい。
【００３３】
前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３号公報、特開昭５８−２１７３４４号公報）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３号公報）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１号公報、特開２００６−２６３９８９号公報）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７号公報、米国特許第６４１３６４５号明細書、Affinitoら著 Thin Solid Films 1996年 290-291頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許出願公開公報２００４−４６４９７号明細書）などが挙げられる。
【００３４】
前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理などが効果的である。
【００３５】
−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が４ｅＶ以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
【００３６】
前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍが更に好ましい。
前記陰極の作製方法としては、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、また予め調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００３７】
−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
【００３８】
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体；ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、ＬＢ法などが挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
【００３９】
−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４１】
−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
前記電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層、電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４３】
＜略四角錐プリズム＞
前記略四角錐プリズムは、光取り出し面に設けられ発光層から発光される光の光路を制御する機能を有する。
前記略四角錐プリズムとしては、底面が略正方形のものから略長方形のものまでも含まれる。また、前記略四角錐プリズムには、三角形の頂部が曲線状であるもの、三角形の頂部を切り取った台形断面を有するものも含まれる。なお、プリズム形状としては、本発明の効果を奏することができれば特に制限はなく、四角錐以外にも、三角柱、円錐、六角錐八角錐などであっても構わない。
前記略四角錐プリズムは、１画素に１個配置することには限られず、複数個配置しても構わない。また、１画素に小さなプリズムを多数配置しても構わない。
前記光取り出し面としては、ボトムエミッション型では、例えばガラス基板などが挙げられる。トップエミッション型では、例えばバリア層などが挙げられる。
【００４４】
前記略四角錐プリズムとしては、その配列、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記プリズムの配列としては、例えば正方格子状、ハニカム状、ドットマトリックス状などが挙げられる。
前記プリズムの材質としては、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
前記略四角錐プリズムの底面の１辺の長さｂとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ〜２００μｍがより好ましい。前記底面の１辺の長さｂが、５μｍ未満であると、回折の影響がでてきて光取り出し効率が下がることがある。
【００４５】
前記略四角錐プリズムの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば切削加工、インクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば離型剤及びＵＶ硬化樹脂を含む組成物を、略四角錐プリズムを形成可能に成形した透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機ＥＬ素子上に圧着し、ＵＶ光を照射した後、離型することによって有機ＥＬ素子上に略四角錐プリズムを形成することができる。
【００４６】
−バリア層−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、７ｎｍ〜７５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、５ｎｍ未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、１，０００ｎｍを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＶＤ法、真空蒸着法、などが挙げられる。
【００４７】
−基板−
前記基板としては、その材料、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記基板の形状としては、板状であることが好ましい。前記基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４８】
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４９】
前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの（例えば、バリアフィルム基板）を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００５０】
前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００５１】
ここで、図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一例であるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。図２は、本発明の有機ＥＬ装置の一例であるトップエミッション型の有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。
【００５２】
図１のボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００は、ガラス基板１上に、有機ＥＬ表示部１０１（陽極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８）を有し、光取り出し面としてのガラス基板１上に四角錐プリズム９が形成されている。
図２のトップエミッション型の有機ＥＬ装置２００は、ガラス基板１上に、有機ＥＬ表示部２０１（陰極８、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陽極２）を有し、陽極２上にガスバリア層１０が形成され、光取り出し面としてのガスバリア層１０上に四角錐プリズム９が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取り出し面から有機ＥＬ装置の外部に出射される方向を示す。図１に示すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図２に示すトップエミッション型の有機ＥＬ装置２００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
【００５３】
本発明の有機ＥＬ装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機ＥＬ装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【００５４】
また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【００５５】
本発明の有機ＥＬ装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
ボトムエミッション型の下記４種類の有機ＥＬ素子（１）〜（４）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【００５８】
＜有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）の作製；陽極が透明電極（ＩＴＯ）である場合＞
ガラス基板として、厚みが０．２ｍｍ、屈折率が１．８のＳ−ＴＩＨ６（オハラ社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯを、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＩＴＯ膜の発光層からみた反射率は２％、透過率は９７％であった。
次に、ＩＴＯ膜上に、ホール注入層として２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚さとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、第３のホール輸送層として下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【化１】
【００５９】
次に、第３のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化２】
【００６０】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Aluminum(ＩＩＩ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin）を、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
以上により、有機ＥＬ素子（１）を作製した。
【００６１】
＜有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）の作製；光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成し、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから１１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（２）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（２）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６２】
＜有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）の作製；光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成した以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（３）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（３）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６３】
＜有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）の作製；光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成し、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから２７１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（４）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（４）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６４】
作製した各有機ＥＬ素子は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、各有機ＥＬ素子の発光部分（発光層）は１辺の最大長さａが２ｍｍであった。
【００６５】
次に、作製した各有機ＥＬ素子について、その光取り出し面としてのガラス基板上に、十分に径の大きい（半径１０ｍｍ）、屈折率１．８のシリンダーレンズをマッチングオイル（屈折率＝１．８）で装着した。各有機ＥＬ素子について、以下のようにして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での光の角度分布を知ることができる。
有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）の配光分布の結果を図３、有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）の配光分布の結果を図４、有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）の配光分布の結果を図５、及び有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）の配光分布の結果を図６にそれぞれ示す。
＜配光分布の測定方法＞
シリコンディテクターをゴニオメータに装着し、各有機ＥＬ素子を発光させて、ゴニオメータの角度と、ディテクターからの光強度に対応する電圧信号との関係を測定し、配光分布を求めた。
【００６６】
図３〜図６の結果から、各有機ＥＬ素子におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）が、有機ＥＬ素子の構造によって大きく変化することが分かった。即ち、図３の有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）と図５の有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）は、陽極が透明電極（ＩＴＯ）であるか、半透過電極（Ａｇ電極）であるかの点でのみ相違するが、図３と図５に示すように、ガラス内での配光分布が大きく異なることが分かった。
また、図４の有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）、図５の有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）、及び図６の有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）は、ホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図４、図５、及び図６の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が１次、２次、及び３次と異なることにより、配光分布（光の角度分布）も異なることが分かった。
【００６７】
ここで、各有機ＥＬ素子の光取り出し面に、光取り出し部材としての四角錐プリズムが装着されていない場合は、ガラスと空気の界面の全反射角度は±３３°であり、この角度より大きい角度に光は空気中に放射されない。
【００６８】
次に、各有機ＥＬ素子において、光取り出し部材としての四角錐プリズムを装着した場合について検討する。
実際の有機ＥＬ素子の配光分布を考慮した場合の四角錐プリズムに対する光取り出し効率の定量的な振る舞いは予測が困難であり、以下のようにして、光取り出し効率の評価実験を行った。
【００６９】
＜光取り出し効率の評価実験＞
図７及び図８に示すように、有機ＥＬ素子の光取り出し面となるガラス基板２３上に、切削加工により作製した屈折率が１．８の四角錐プリズム２２を５面研磨により作製し、高屈折率ナノ粒子（ＴｉＯ２）を分散させた接着剤で接着することにより装着し、各有機ＥＬ装置を作製した。そして、四角錐プリズム２２の１辺の長さｂを２ｍｍとし、四角錐プリズムの高さｈを０ｍｍ〜３ｍｍに変化させた。
各有機ＥＬ装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離ｄと、発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は０．１であった。
【００７０】
作製した各有機ＥＬ装置について、以下のようにして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方について測定した。結果を図９（正面輝度）及び図１０（積分強度）に示す。
＜光取り出し効率＞
四角錐プリズムを装着した有機ＥＬ素子の正面輝度を、四角錐プリズムを装着しない有機ＥＬ素子の正面輝度で割った値を正面輝度での光取り出し効率と定義した。
四角錐プリズムを装着した有機ＥＬ素子の積分強度を、四角錐プリズムを装着しない有機ＥＬ素子の積分強度で割った値を積分強度での光取り出し効率と定義した。
なお、積分強度及び正面輝度は、分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）で測定した。
【００７１】
図９及び図１０の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さｈ、及び比（ｈ／ｂ）により変動し、有機ＥＬ素子の構成により異なることが分かった。以下、有機ＥＬ素子ごとに説明する。
【００７２】
＜有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）：有機ＥＬ素子の陽極が透明電極（ＩＴＯ）である場合＞
有機ＥＬ素子（１）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは急激に上昇し、その後、急激に減少し、有機ＥＬ素子（２）〜（４）よりも減少率が大きいことが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（１）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（１）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００７３】
＜有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）：光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（２）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（２）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が０．７以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（２）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（２）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が０．４５以下であることが分かった。
【００７４】
＜有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）：光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（３）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（３）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．５以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（３）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（３）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
【００７５】
＜有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）：光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（４）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（４）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．４以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（４）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００７６】
（実施例２）
トップエミッション型の３種類の有機ＥＬ素子（５）〜（７）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【００７７】
＜有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）の作製；光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１１ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、第３のホール輸送層材料として下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【化３】
【００７８】
次に、第３のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化４】
【００７９】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Aluminum(ＩＩＩ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin）を、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機ＥＬ素子（５）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（５）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８０】
＜有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）の作製；光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）の作製において、第１のホール輸送層の厚みを１１ｎｍから１４１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（５）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（６）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（６）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８１】
＜有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）の作製；光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）の作製において、第１のホール輸送層の厚みを１１ｎｍから２７１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（５）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（７）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（７）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８２】
作製した各有機ＥＬ素子は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、各有機ＥＬ素子の発光部分（発光層）の１辺は、最大長さａが２ｍｍであった。
【００８３】
次に、作製した各有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での配光分布（光の角度分布）を知ることができる。有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）の配光分布の結果を図４、有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）の配光分布の結果を図５、及び有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）の配光分布の結果を図６にそれぞれ示す。
【００８４】
図４〜図６の結果から、各有機ＥＬ素子におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）は、有機ＥＬ素子の構造によって大きく変化することが分かった。
即ち、図４の有機ＥＬ素子（５）、図５の有機ＥＬ素子（６）、及び図６の有機ＥＬ素子（７）は、第１のホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図４、図５、及び図６の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が１次、２次、及び３次と異なることにより、配光分布（光の角度分布）も異なることが分かった。
【００８５】
次に、各有機ＥＬ素子について、以下のようにして、光取り出し効率の評価を行った。
＜光取り出し効率の評価実験＞
図１１及び図１２に示すように、有機ＥＬ素子の光取り出し面に、切削加工により作製した屈折率が１．８の四角錐プリズム２２を、高屈折率の無機微粒子（ＴｉＯ２）を分散した樹脂で貼り付けて、有機ＥＬ装置を作製した。そして、四角錐プリズムの１辺の長さｂを２ｍｍとし、四角錐プリズムの高さｈを０ｍｍ〜３ｍｍに変化させた。
各有機ＥＬ装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離ｄと、発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は０．１であった。
【００８６】
作製した各有機ＥＬ装置について、実施例１と同様にして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方を測定した。結果を図１３（正面輝度）及び図１４（積分強度）に示す。
【００８７】
図１３及び図１４の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さｈ、及び比（ｈ／ｂ）により変動し、有機ＥＬ素子の構成により異なることが分かった。以下、有機ＥＬ素子ごとに説明する。
【００８８】
＜有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）：光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（５）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が０．７以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（５）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（５）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が０．４５以下であることが分かった。
【００８９】
＜有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）：光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（６）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（６）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．５以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（６）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（６）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
【００９０】
＜有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）：光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（７）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（７）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．４以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（７）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００９１】
以上説明した実施例１及び２の結果から、有機ＥＬ素子の構成に応じて、組み合わせる最適な四角錐プリズムの高さｈが異なり、有機ＥＬ素子の構成と四角錐プリズムとの組み合わせを適正化しないと、十分な光取り出し効率が得られない領域があることが分かった。
【００９２】
以上説明した実施例１及び実施例２の結果は、緑色（約５３０ｎｍ）１画素について行ったものであるが、青色（約４７０ｎｍ）及び赤色（約６３０ｎｍ）についても同様の結果が得られた。
即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のＲＧＢの３画素を有するデバイスを作製し、ＲＧＢ３画素について四角錐プリズムを配置する場合は、図１５に示すように、ＲＧＢ３画素の一つ一つの各画素を四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよく、図１６に示すように、ＲＧＢ３画素を一単位として四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよい。また、四角錐プリズムは、１画素に１個には限られず、複数個配置しても構わない。図１７に示すように、１つの画素Ｇに多数の小さい四角錐プリズム２４を配置することもできる。
また、画素の形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜変更することができ、例えば正方形状の画素、長方形状の画素、円形状の画素、三角形状の画素、などが挙げられる。
また、前記実施例１及び２では、発光部分（発光層）の１辺の最大長さａが２ｍｍの有機ＥＬ素子を作製して評価を行ったが、プリズムの大きさ（１辺の長さｂ）と発光部分（発光層）の１辺の最大長さａとの比（ａ／ｂ）が同じであれば、光学的性質は等価である。
実際、発光部分（発光層）の１辺の最大長さａが２μｍの有機ＥＬ素子を作製し、同様に評価した。なお、この際、厚み（ｄ）が２０μｍのガラス基板を用いて実験を行った。その結果、１辺が２ｍｍの場合と同様な光学的性質が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の有機ＥＬ装置は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ないので、ボトムエミッション型有機ＥＬ表示装置、及びトップエミッション型有機ＥＬ表示装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ ガラス基板
２ 陽極
３ ホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ 四角錐プリズム
１０ バリア層
２１ 画素
２２ 四角錐プリズム
２３ ガラス基板
２４ 小さい四角錐プリズム
１００ 有機ＥＬ装置
１０１ 有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示部）
２００ 有機ＥＬ装置
２０１ 有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ない有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置（有機電界発光装置）は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ＥＬディスプレイは、従来のＣＲＴやＬＣＤと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機ＥＬ照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。
【０００３】
このように有機ＥＬ装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気より高い。例えば、有機ＥＬ装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率は１．６〜２．１である。このため、発光した光は界面で全反射しやすく、その光取出し効率は２０％に満たず、大部分の光を損失している。
例えば、一般的に知られる有機ＥＬ装置における有機ＥＬ表示部は、基板上に、一対の電極層の間に配される有機化合物層を備えて構成されている。該有機化合物層は、発光層を含み、有機ＥＬ装置は、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させている。この場合、光取出し面や電極層と有機化合物層の界面において、臨界角以上の光である全反射成分を取出すことができないため、光の取出し効率が低いという問題がある。
【０００４】
このようなことから、光取出し効率を向上させるため、発光層から発光される光の光路を制御し、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させるプリズム等の光取り出し部材を、光路上に配する有機ＥＬ装置が種々提案されている。
例えば特許文献１には、透明基板の上面に、四角錐状の微小プリズムを各画素に対応させてドットマトリックス状に配列した電界発光素子が提案されている。この提案によれば、有機発光層で発光した発散光を透明基板の法線とほぼ平行な方向に向けて屈折させることができ、観察者側に向けて出射される。
また、特許文献２には、面状発光素子としての有機ＥＬ素子と、光学素子としてのプリズムシートを備えた照明装置が提案されている。この提案では、プリズムシートは、多数のプリズム状の凸部からなる出射部を有し、該凸部としては、三角形の頂部を切り取ったような台形断面を有するプリズムが用いられている。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、後述するように、有機ＥＬ装置は、その素子設計により配光分布（光の角度分布）が大きく変化すること、その配光分布によって光取り出しに適した光取り出し部材であるプリズムの構造が変わることを知見した。
しかしながら、従来技術においては、このことが全く考慮されておらず、そのため、光取り出し効率の最適化が図れていなかった。即ち、有機ＥＬ表示部の構造に応じて、該有機ＥＬ表示部と組み合わせる最適なプリズムの構造は異なり、有機ＥＬ表示部の構造とプリズムとの組み合わせを適正化する設計が行われていなかった。その結果、十分な正面輝度での光取り出し効率が得られなかったり、また、プリズムと発光層の間に光が導波した場合に、画像ボケが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２６２９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力を図れる有機ＥＬ装置、及び該有機ＥＬ装置の設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることを特徴とする有機ＥＬ装置である。
＜２＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．７以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜３＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．５以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜４＞ 有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．４以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜５＞ 有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみた反射率が１０％以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である前記＜１＞に記載の有機ＥＬ装置である。
＜６＞ 発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）が０．１以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機ＥＬ装置である。
＜７＞ 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機ＥＬ装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計することを特徴とする有機ＥＬ装置の設計方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、画像ボケがなく、高い取り出し効率を有し、低消費電力である有機ＥＬ装置、及び該有機ＥＬ装置の設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の有機ＥＬ装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、有機ＥＬ素子（ｗｍ＝２）の配光分布の一例を示す図である。
【図４】図４は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝１）の配光分布の一例を示す図である。
【図５】図５は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝２）の配光分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、有機ＥＬ素子（ｓｍ＝３）の配光分布の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図８】図８は、実施例１の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の上面図である。
【図９】図９は、実施例１の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施例１の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例２の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図１２】図１２は、実施例２の光取り出し効率の評価実験に用いた有機ＥＬ装置の概略図である。
【図１３】図１３は、実施例２の正面輝度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例２の積分強度での光取り出し効率と四角錐プリズムの高さの関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、ＲＧＢ３画素における各画素ごとに四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。
【図１６】図１６は、ＲＧＢ３画素を一単位として四角錐プリズムを配置した状態を示す図である。
【図１７】図１７は、１つの画素に多数の小さなプリズムを配置した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法）
本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ表示部と、光取り出し面に設けられる略四角錐プリズムとを少なくとも有し、基板、バリア層、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明の有機ＥＬ装置の設計方法は、本発明の前記有機ＥＬ装置を設計する方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計するものである。
以下、本発明の有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ装置の設計方法について詳細に説明する。
【００１２】
本発明においては、第１に、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えることを特徴とする。
【００１３】
前記比（Ａ／Ｂ）が１を超えるとは、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取出し効率Ｂよりも高いことを意味し、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたことにより、正面輝度での光取り出し効率が向上し、正面から見たときの明るさが向上する。
ここで、光取り出し効率について積分強度ではなく正面輝度を採用したのは、有機ＥＬディスプレイへの適用を考慮すると、消費電力の定義として一定の正面輝度が得られる電力が定義されるため消費電力の指標という観点から、積分強度よりも正面輝度が重要となるからである。
前記比（Ａ／Ｂ）は、１を超えていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．５以上が好ましく、２．０以上がより好ましい。前記比（Ａ／Ｂ）が１以下であると、光取り出し部材としての略四角錐プリズムを設けたことの効果がなく、本発明の目的を達成することができないことがある。
ここで、前記正面輝度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機ＥＬ装置の正面輝度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機ＥＬ装置の正面輝度で割った値から求めることができる。前記正面輝度は、例えば分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）などにより測定することができる。
【００１４】
本発明においては、第２に、正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である。
ここで、略四角錐プリズムの底辺の１辺の長さｂは、通常、略四角錐プリズムの底面における１辺の長さを意味し、四角錐の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば底面の１辺の長さが等しい場合（例えば底面が正方形）にはいずれの１辺であってもよいが、底面の１辺の長さが異なる場合（例えば底面が長方形）には最も長い辺を採用する。
前記略四角錐プリズムの高さｈとは、該略四角錐プリズムを設ける光取り出し面（例えばガラス基板表面）からの高さを意味する。
【００１５】
前記正面輝度での光取り出し効率において、略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であり、０．７以下が好ましく、０．５以下がより好ましい。なお、下限値は、０．２以上が好ましい。
前記比（ｈ／ｂ）が、１．２を超えると、正面輝度がプリズムを取り付けない場合よりも低くなることがある。
【００１６】
前記積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）の構造に応じて異なり適宜選択することができるが、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの積分強度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）は、２．４以下であることが好ましく、０．４以下がより好ましい。
【００１７】
前記比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるとは、略四角錐プリズムを取り付けたことにより積分強度での光取り出し効率が向上したことを意味する。正面輝度での光取り出し効率が高くても積分強度での光取り出し効率が低ければ斜め方向から見たときの明るさが十分でないことがある。
【００１８】
ここで、前記積分強度での光取り出し効率は、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着した有機ＥＬ装置の積分強度を、略四角錐プリズムを光取り出し面に装着しない有機ＥＬ装置の積分強度で割った値から求めることができる。前記積分強度は、例えば分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）などにより測定することができる。
【００１９】
前記正面輝度及び積分強度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）は、有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）の構造、略四角錐プリズムの高さなどに応じて異なり、本発明においては、有機ＥＬ表示部の構造に合った略四角錐プリズムを組み合わせることで、光取り出し効率の最適化を図ることができる。
【００２０】
ここで、前記有機ＥＬ表示部の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば（１）有機ＥＬ表示部における光出射側の電極（陽極）の反射率、（２）マイクロキャビティ構造の光学長、（３）ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などが挙げられる。
【００２１】
前記（１）の有機ＥＬ表示部の光出射側の電極（陽極）としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が１０％以下である透明電極（例えばＩＴＯ）、又は発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極（例えばＡｇ電極）を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極（陽極）として、発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
【００２２】
前記（２）のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機ＥＬ表示部を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味する。
【００２３】
前記マイクロキャビティ構造の光学長（光学距離）Ｌは、Ｌ＝２×Σｎｉｄｉ（ただし、ｉは積層数で１〜ｉまでの整数を表す）及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さｄとその層の屈折率ｎの積の和で表される。
前記光学長Ｌは、発光波長λに対し、光学長Ｌ（λ）＝ｍλ（ｍ＝１：１次、ｍ＝２：２次、ｍ＝３：３次）で示す関係があり、光学長Ｌ（λ）は、下記数式で表される。
【数１】
ただし、前記数式中、Ｌ（λ）は光学長〔＝２Σｎjｄj＋ΣＡＢＳ（φｍｉλ／２π）〕、λは、発光波長、ｉは、金属反射層を示すサフィックス、ｊは、金属反射層以外の金属層間の層（有機層や誘電体層等）を示すサフィックスを表す。
【００２４】
前記マイクロキャビティ構造が１次であるとは、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が２次であるとは、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から２番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が３次であるとは、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から３番目に短い光学長であることを意味する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
前記第１の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第１の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．７以下であることが好ましく、０．４以下がより好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．４５以下であることが好ましい。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
前記第２の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第２の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．５以下であることが好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
また、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超え、かつ前記積分強度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であることが好ましく、０．３５以下であることがより好ましい。
【００２７】
＜第３の実施形態＞
前記第３の実施形態では、有機ＥＬ表示部は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、ボトムエミッション型及びトップエミッション型のいずれであってもよい。
この第３の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、０．４以下であることが好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
なお、この第３の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
【００２８】
＜第４の実施形態＞
前記第４の実施形態では、有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみて反射率が１０％以下の透明電極（例えばＩＴＯ）であり、ボトムエミッション型である。
この第４の実施形態では、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）は、１．２以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましい。下限値は、０．２以上であることが好ましい。
なお、この第４の実施形態では、積分強度での光取り出し効率については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる。
【００２９】
本発明においては、発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下がより好ましい。前記比（ｄ／ａ）が、０．１を超えると、画像ボケが生じることがある。
ここで、前記発光層の１辺の最大長さａは、発光層の形状などに応じて異なり適宜選択することができ、例えば１辺の長さが等しい場合（例えば正方形）にはいずれの１辺であってもよいが、１辺の長さが異なる場合（例えば長方形）には最も長い辺を採用する。
【００３０】
＜有機ＥＬ表示部＞
前記有機ＥＬ表示部（有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機ＥＬ表示部は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかを含む画素として構成される。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する３色発光法など、公知の構成を適用することができる。
【００３１】
−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。
前記陽極の材料としては、例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが特に好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００３２】
前記陽極としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスを用いる場合には、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上がより好ましい。
【００３３】
前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３号公報、特開昭５８−２１７３４４号公報）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３号公報）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１号公報、特開２００６−２６３９８９号公報）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７号公報、米国特許第６４１３６４５号明細書、Affinitoら著 Thin Solid Films 1996年 290-291頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許出願公開公報２００４−４６４９７号明細書）などが挙げられる。
【００３４】
前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理などが効果的である。
【００３５】
−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が４ｅＶ以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
【００３６】
前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍが更に好ましい。
前記陰極の作製方法としては、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、また予め調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００３７】
−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
【００３８】
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体；ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、ＬＢ法などが挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
【００３９】
−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４１】
−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
前記電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層、電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４３】
＜略四角錐プリズム＞
前記略四角錐プリズムは、光取り出し面に設けられ発光層から発光される光の光路を制御する機能を有する。
前記略四角錐プリズムとしては、底面が略正方形のものから略長方形のものまでも含まれる。また、前記略四角錐プリズムには、三角形の頂部が曲線状であるもの、三角形の頂部を切り取った台形断面を有するものも含まれる。なお、プリズム形状としては、本発明の効果を奏することができれば特に制限はなく、四角錐以外にも、三角柱、円錐、六角錐八角錐などであっても構わない。
前記略四角錐プリズムは、１画素に１個配置することには限られず、複数個配置しても構わない。また、１画素に小さなプリズムを多数配置しても構わない。
前記光取り出し面としては、ボトムエミッション型では、例えばガラス基板などが挙げられる。トップエミッション型では、例えばバリア層などが挙げられる。
【００４４】
前記略四角錐プリズムとしては、その配列、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記プリズムの配列としては、例えば正方格子状、ハニカム状、ドットマトリックス状などが挙げられる。
前記プリズムの材質としては、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
前記略四角錐プリズムの底面の１辺の長さｂとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ〜２００μｍがより好ましい。前記底面の１辺の長さｂが、５μｍ未満であると、回折の影響がでてきて光取り出し効率が下がることがある。
【００４５】
前記略四角錐プリズムの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば切削加工、インクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば離型剤及びＵＶ硬化樹脂を含む組成物を、略四角錐プリズムを形成可能に成形した透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機ＥＬ素子上に圧着し、ＵＶ光を照射した後、離型することによって有機ＥＬ素子上に略四角錐プリズムを形成することができる。
【００４６】
−バリア層−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、７ｎｍ〜７５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、５ｎｍ未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、１，０００ｎｍを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＶＤ法、真空蒸着法、などが挙げられる。
【００４７】
−基板−
前記基板としては、その材料、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記基板の形状としては、板状であることが好ましい。前記基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４８】
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４９】
前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの（例えば、バリアフィルム基板）を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００５０】
前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００５１】
ここで、図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一例であるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。図２は、本発明の有機ＥＬ装置の一例であるトップエミッション型の有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。
【００５２】
図１のボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００は、ガラス基板１上に、有機ＥＬ表示部１０１（陽極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８）を有し、光取り出し面としてのガラス基板１上に四角錐プリズム９が形成されている。
図２のトップエミッション型の有機ＥＬ装置２００は、ガラス基板１上に、有機ＥＬ表示部２０１（陰極８、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陽極２）を有し、陽極２上にガスバリア層１０が形成され、光取り出し面としてのガスバリア層１０上に四角錐プリズム９が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取り出し面から有機ＥＬ装置の外部に出射される方向を示す。図１に示すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図２に示すトップエミッション型の有機ＥＬ装置２００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
【００５３】
本発明の有機ＥＬ装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機ＥＬ装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【００５４】
また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【００５５】
本発明の有機ＥＬ装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
ボトムエミッション型の下記４種類の有機ＥＬ素子（１）〜（４）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【００５８】
＜有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）の作製；陽極が透明電極（ＩＴＯ）である場合＞
ガラス基板として、厚みが０．２ｍｍ、屈折率が１．８のＳ−ＴＩＨ６（オハラ社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯを、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＩＴＯ膜の発光層からみた反射率は２％、透過率は９７％であった。
次に、ＩＴＯ膜上に、ホール注入層として２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚さとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、第３のホール輸送層として下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【化１】
【００５９】
次に、第３のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化２】
【００６０】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Aluminum(ＩＩＩ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin）を、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
以上により、有機ＥＬ素子（１）を作製した。
【００６１】
＜有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）の作製；光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成し、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから１１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（２）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（２）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６２】
＜有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）の作製；光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成した以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（３）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（３）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６３】
＜有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）の作製；光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（１）の作製において、陽極として厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜の変わりに厚み２０ｎｍのＡｇ膜を形成し、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから２７１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（１）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（４）を作製した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
得られた有機ＥＬ素子（４）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６４】
作製した各有機ＥＬ素子は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、各有機ＥＬ素子の発光部分（発光層）は１辺の最大長さａが２ｍｍであった。
【００６５】
次に、作製した各有機ＥＬ素子について、その光取り出し面としてのガラス基板上に、十分に径の大きい（半径１０ｍｍ）、屈折率１．８のシリンダーレンズをマッチングオイル（屈折率＝１．８）で装着した。各有機ＥＬ素子について、以下のようにして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での光の角度分布を知ることができる。
有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）の配光分布の結果を図３、有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）の配光分布の結果を図４、有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）の配光分布の結果を図５、及び有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）の配光分布の結果を図６にそれぞれ示す。
＜配光分布の測定方法＞
シリコンディテクターをゴニオメータに装着し、各有機ＥＬ素子を発光させて、ゴニオメータの角度と、ディテクターからの光強度に対応する電圧信号との関係を測定し、配光分布を求めた。
【００６６】
図３〜図６の結果から、各有機ＥＬ素子におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）が、有機ＥＬ素子の構造によって大きく変化することが分かった。即ち、図３の有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）と図５の有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）は、陽極が透明電極（ＩＴＯ）であるか、半透過電極（Ａｇ電極）であるかの点でのみ相違するが、図３と図５に示すように、ガラス内での配光分布が大きく異なることが分かった。
また、図４の有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）、図５の有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）、及び図６の有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）は、ホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図４、図５、及び図６の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が１次、２次、及び３次と異なることにより、配光分布（光の角度分布）も異なることが分かった。
【００６７】
ここで、各有機ＥＬ素子の光取り出し面に、光取り出し部材としての四角錐プリズムが装着されていない場合は、ガラスと空気の界面の全反射角度は±３３°であり、この角度より大きい角度に光は空気中に放射されない。
【００６８】
次に、各有機ＥＬ素子において、光取り出し部材としての四角錐プリズムを装着した場合について検討する。
実際の有機ＥＬ素子の配光分布を考慮した場合の四角錐プリズムに対する光取り出し効率の定量的な振る舞いは予測が困難であり、以下のようにして、光取り出し効率の評価実験を行った。
【００６９】
＜光取り出し効率の評価実験＞
図７及び図８に示すように、有機ＥＬ素子の光取り出し面となるガラス基板２３上に、切削加工により作製した屈折率が１．８の四角錐プリズム２２を５面研磨により作製し、高屈折率ナノ粒子（ＴｉＯ２）を分散させた接着剤で接着することにより装着し、各有機ＥＬ装置を作製した。そして、四角錐プリズム２２の１辺の長さｂを２ｍｍとし、四角錐プリズムの高さｈを０ｍｍ〜３ｍｍに変化させた。
各有機ＥＬ装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離ｄと、発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は０．１であった。
【００７０】
作製した各有機ＥＬ装置について、以下のようにして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方について測定した。結果を図９（正面輝度）及び図１０（積分強度）に示す。
＜光取り出し効率＞
四角錐プリズムを装着した有機ＥＬ素子の正面輝度を、四角錐プリズムを装着しない有機ＥＬ素子の正面輝度で割った値を正面輝度での光取り出し効率と定義した。
四角錐プリズムを装着した有機ＥＬ素子の積分強度を、四角錐プリズムを装着しない有機ＥＬ素子の積分強度で割った値を積分強度での光取り出し効率と定義した。
なお、積分強度及び正面輝度は、分光放射輝度計（トプコン社製、ＳＲ−３）で測定した。
【００７１】
図９及び図１０の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さｈ、及び比（ｈ／ｂ）により変動し、有機ＥＬ素子の構成により異なることが分かった。以下、有機ＥＬ素子ごとに説明する。
【００７２】
＜有機ＥＬ素子（１）（ｗｍ＝２）：有機ＥＬ素子の陽極が透明電極（ＩＴＯ）である場合＞
有機ＥＬ素子（１）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは急激に上昇し、その後、急激に減少し、有機ＥＬ素子（２）〜（４）よりも減少率が大きいことが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（１）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（１）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００７３】
＜有機ＥＬ素子（２）（ｓｍ＝１）：光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（２）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（２）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が０．７以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（２）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（２）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が０．４５以下であることが分かった。
【００７４】
＜有機ＥＬ素子（３）（ｓｍ＝２）：光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（３）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（３）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．５以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（３）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（３）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
【００７５】
＜有機ＥＬ素子（４）（ｓｍ＝３）：光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（４）は、図９に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（４）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．４以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（４）は、図１０に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００７６】
（実施例２）
トップエミッション型の３種類の有機ＥＬ素子（５）〜（７）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【００７７】
＜有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）の作製；光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１１ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、第３のホール輸送層材料として下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【化３】
【００７８】
次に、第３のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化４】
【００７９】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Aluminum(ＩＩＩ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin）を、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機ＥＬ素子（５）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（５）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８０】
＜有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）の作製；光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）の作製において、第１のホール輸送層の厚みを１１ｎｍから１４１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（５）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（６）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（６）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８１】
＜有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）の作製；光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）の作製において、第１のホール輸送層の厚みを１１ｎｍから２７１ｎｍに変えた以外は、有機ＥＬ素子（５）の作製と同様にして、有機ＥＬ素子（７）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（７）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００８２】
作製した各有機ＥＬ素子は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、各有機ＥＬ素子の発光部分（発光層）の１辺は、最大長さａが２ｍｍであった。
【００８３】
次に、作製した各有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、配光分布を測定した。この評価により、ガラス内での配光分布（光の角度分布）を知ることができる。有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）の配光分布の結果を図４、有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）の配光分布の結果を図５、及び有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）の配光分布の結果を図６にそれぞれ示す。
【００８４】
図４〜図６の結果から、各有機ＥＬ素子におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）は、有機ＥＬ素子の構造によって大きく変化することが分かった。
即ち、図４の有機ＥＬ素子（５）、図５の有機ＥＬ素子（６）、及び図６の有機ＥＬ素子（７）は、第１のホール輸送層の厚みが異なり、マイクロキャビティ構造の光学長が異なるものである。図４、図５、及び図６の結果から、マイクロキャビティ構造の光学長が１次、２次、及び３次と異なることにより、配光分布（光の角度分布）も異なることが分かった。
【００８５】
次に、各有機ＥＬ素子について、以下のようにして、光取り出し効率の評価を行った。
＜光取り出し効率の評価実験＞
図１１及び図１２に示すように、有機ＥＬ素子の光取り出し面に、切削加工により作製した屈折率が１．８の四角錐プリズム２２を、高屈折率の無機微粒子（ＴｉＯ２）を分散した樹脂で貼り付けて、有機ＥＬ装置を作製した。そして、四角錐プリズムの１辺の長さｂを２ｍｍとし、四角錐プリズムの高さｈを０ｍｍ〜３ｍｍに変化させた。
各有機ＥＬ装置において、発光層と四角錐プリズムとの距離ｄと、発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）は０．１であった。
【００８６】
作製した各有機ＥＬ装置について、実施例１と同様にして、光取り出し効率を測定した。なお、光取り出し効率は、積分強度と正面輝度の両方を測定した。結果を図１３（正面輝度）及び図１４（積分強度）に示す。
【００８７】
図１３及び図１４の結果から、光取り出し効率の正面輝度及び積分強度は、四角錐プリズムの高さｈ、及び比（ｈ／ｂ）により変動し、有機ＥＬ素子の構成により異なることが分かった。以下、有機ＥＬ素子ごとに説明する。
【００８８】
＜有機ＥＬ素子（５）（ｓｍ＝１）：光学長が１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（５）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（５）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、前記正面輝度での光取り出し効率についての比（ｈ／ｂ）が０．７以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（５）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（５）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が０．４５以下であることが分かった。
【００８９】
＜有機ＥＬ素子（６）（ｓｍ＝２）：光学長が２次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（６）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは上昇し、その後、減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（６）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．５以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（６）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈが０．３ｍｍまで上昇した後減少し、再度上昇した後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（６）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの積分強度での光取り出し効率Ｃと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの積分強度での光取り出し効率Ｄとの比（Ｃ／Ｄ）が１を超えるのは、光取り出し効率の積分強度についての比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることが分かった。
【００９０】
＜有機ＥＬ素子（７）（ｓｍ＝３）：光学長が３次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機ＥＬ素子（７）は、図１３に示すように、光取り出し効率の正面輝度については、四角錐プリズムの高さｈが０．５ｍｍまでは増加し、その後減少することが分かった。
したがって有機ＥＬ素子（７）において、四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超えるのは、光取り出し効率の正面輝度についての比（ｈ／ｂ）が０．４以下であることが分かった。
また、有機ＥＬ素子（７）は、図１４に示すように、光取り出し効率の積分強度については、四角錐プリズムの高さｈ及び比（ｈ／ｂ）の影響を受けないことが分かった。
【００９１】
以上説明した実施例１及び２の結果から、有機ＥＬ素子の構成に応じて、組み合わせる最適な四角錐プリズムの高さｈが異なり、有機ＥＬ素子の構成と四角錐プリズムとの組み合わせを適正化しないと、十分な光取り出し効率が得られない領域があることが分かった。
【００９２】
以上説明した実施例１及び実施例２の結果は、緑色（約５３０ｎｍ）１画素について行ったものであるが、青色（約４７０ｎｍ）及び赤色（約６３０ｎｍ）についても同様の結果が得られた。
即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のＲＧＢの３画素を有するデバイスを作製し、ＲＧＢ３画素について四角錐プリズムを配置する場合は、図１５に示すように、ＲＧＢ３画素の一つ一つの各画素を四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよく、図１６に示すように、ＲＧＢ３画素を一単位として四角錐プリズムで取り囲んで配置してもよい。また、四角錐プリズムは、１画素に１個には限られず、複数個配置しても構わない。図１７に示すように、１つの画素Ｇに多数の小さい四角錐プリズム２４を配置することもできる。
また、画素の形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜変更することができ、例えば正方形状の画素、長方形状の画素、円形状の画素、三角形状の画素、などが挙げられる。
また、前記実施例１及び２では、発光部分（発光層）の１辺の最大長さａが２ｍｍの有機ＥＬ素子を作製して評価を行ったが、プリズムの大きさ（１辺の長さｂ）と発光部分（発光層）の１辺の最大長さａとの比（ａ／ｂ）が同じであれば、光学的性質は等価である。
実際、発光部分（発光層）の１辺の最大長さａが２μｍの有機ＥＬ素子を作製し、同様に評価した。なお、この際、厚み（ｄ）が２０μｍのガラス基板を用いて実験を行った。その結果、１辺が２ｍｍの場合と同様な光学的性質が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の有機ＥＬ装置は、光取出し効率が高く、かつ画像のにじみが少ないので、ボトムエミッション型有機ＥＬ表示装置、及びトップエミッション型有機ＥＬ表示装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ ガラス基板
２ 陽極
３ ホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ 四角錐プリズム
１０ バリア層
２１ 画素
２２ 四角錐プリズム
２３ ガラス基板
２４ 小さい四角錐プリズム
１００ 有機ＥＬ装置
１０１ 有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示部）
２００ 有機ＥＬ装置
２０１ 有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．７以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．５以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．４以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみた反射率が１０％以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）が０．１以下である請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機ＥＬ装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計することを特徴とする有機ＥＬ装置の設計方法。
【請求項１】
陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有し、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下であることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．７以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．５以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
有機ＥＬ表示部が、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有し、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が０．４以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
有機ＥＬ表示部の陽極が、発光層からみた反射率が１０％以下の透明電極であり、
略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
発光層と略四角錐プリズムとの距離ｄと、前記発光層の１辺の最大長さａとの比（ｄ／ａ）が０．１以下である請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ表示部と、前記発光層から発光される光の光路を制御する略四角錐プリズムと、を少なくとも有する有機ＥＬ装置の設計方法であって、
前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けたときの正面輝度での光取り出し効率Ａと、前記略四角錐プリズムを光取り出し面に設けないときの正面輝度での光取り出し効率Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１を超え、かつ前記正面輝度での光取り出し効率において、前記略四角錐プリズムの１辺の長さｂと、前記略四角錐プリズムの高さｈとの比（ｈ／ｂ）が１．２以下を満たすように設計することを特徴とする有機ＥＬ装置の設計方法。
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１８５８３（Ｐ２０１１−１８５８３Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６２９８８（Ｐ２００９−１６２９８８）
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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