(57)【要約】  光を生じうる発光層と、平均粒子径０．１μｍ〜１μｍの第一光散乱粒子を含む第一光散乱層と、条列状のプリズムと、をこの順に備え、前記第一光散乱層における光散乱の平均自由行程Ｌ１、及び、前記第一光散乱層の厚みＤ１が、Ｄ１／Ｌ１＜６である、有機ＥＬ発光装置。
2016017734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を生じうる発光層と、
平均粒子径０．１μｍ〜１μｍの第一光散乱粒子を含む第一光散乱層と、
条列状のプリズムと、をこの順に備え、
前記第一光散乱層における光散乱の平均自由行程Ｌ１、及び、前記第一光散乱層の厚みＤ１が、Ｄ１／Ｌ１＜６である、有機ＥＬ発光装置。
【請求項２】
前記プリズムの頂角が８０°以下である、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項３】
前記第一光散乱層が、第一バインダを含む、請求項１又は２記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項４】
前記第一バインダの屈折率が、１．５以上である、請求項３記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項５】
前記第一バインダが、高屈折ナノ粒子を含む、請求項３又は４記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項６】
前記高屈折率ナノ粒子は、前記第一バインダの全量に対する割合として、２０重量％以上８０重量％以下である、請求項５記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項７】
前記第一光散乱層における前記第１光散乱粒子の割合が０．５重量％以上４０重量％以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項８】
前記プリズム及び前記発光層の間に、前記光を散乱しうる第二光散乱層を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項９】
前記第二光散乱層を、前記発光層及び前記第一光散乱層の間に備える、請求項８記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項１０】
前記第一光散乱層が、粘着性を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ発光装置に関する。ここで、有機ＥＬとは、有機エレクトロルミネッセンスの略称である。
【背景技術】
【０００２】
複数層の電極間に発光層を設け、電気的に発光を得る有機ＥＬ発光装置は、液晶セルに代わる表示装置としての利用が検討されている。また、有機ＥＬ発光装置は、その高発光効率、低電圧駆動、軽量、低コスト等の特性を生かした、平面型照明、液晶表示装置用バックライト等の面光源装置としての利用も検討されている。【０００３】
有機ＥＬ発光装置を面光源装置の光源として利用する場合、有用な態様の光を高効率で素子から取り出すことが課題となる。例えば、有機ＥＬ発光装置の発光層自体は発光効率が高いものの、装置を構成する層間の屈折率差などの条件によっては、光がかかる層を透過して出光するまでの間の光の損失が大きくなる。したがって、そのような光の損失を可能な限り低減することが求められる。【０００４】
光取出効率を高めるための方法として、例えば、有機ＥＬ発光装置の出光面に多数の凹部又は凸部を設けることが知られている。例えば、特許文献１には、有機ＥＬ発光装置の出光面に、角錐形状の凹部を形成することが提案されている。これにより、光取出効率の向上が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／００２２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、角錐形状の凹部又は凸部を出光面に形成すると、製造コストの上昇を招くことがあった。そこで、製造コストの上昇を抑制しながら有機ＥＬ発光装置の光取出効率を高められる技術が求められていた。【０００７】
製造コストの上昇を抑制しながら光取出効率を高めるための技術としては、有機ＥＬ発光装置の出光面に、条列状のプリズムを形成することが考えられる。条列状のプリズムは、角錐形状の凹部及び凸部よりも少ない工程により容易に製造できる。そのため、一般に、条列状のプリズムは、角錐形状の凹部及び凸部よりも低コストで製造できる。しかし、条列状のプリズムを出光面に備える有機ＥＬ発光装置は、角錐形状の凹部又は凸部を出光面に形成した有機ＥＬ発光装置と同程度にまで光取出効率を高めることが難しかった。【０００８】
本発明は前記の課題に鑑みて創案されたもので、条列状のプリズムを備え、且つ、光取出効率に優れる有機ＥＬ発光装置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】
【０００９】
本発明者は前記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、発光層、光散乱層及び条列状のプリズムをこの順に備える有機ＥＬ発光装置において、光散乱層の厚みと光散乱の平均自由行程とが所定の要件を満たすようにすることで、当該有機ＥＬ発光装置の光取出効率を高くできることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の通りである。【００１０】
〔１〕  光を生じうる発光層と、
平均粒子径０．１μｍ〜１μｍの第一光散乱粒子を含む第一光散乱層と、
条列状のプリズムと、をこの順に備え、
前記第一光散乱層における光散乱の平均自由行程Ｌ１、及び、前記第一光散乱層の厚みＤ１が、Ｄ１／Ｌ１＜６である、有機ＥＬ発光装置。
〔２〕  前記プリズムの頂角が８０°以下である、〔１〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔３〕  前記第一光散乱層が、第一バインダを含む、〔１〕又は〔２〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔４〕  前記第一バインダの屈折率が、１．５以上である、〔３〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔５〕  前記第一バインダが、高屈折ナノ粒子を含む、〔３〕又は〔４〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔６〕  前記高屈折率ナノ粒子は、前記第一バインダの全量に対する割合として、２０重量％以上８０重量％以下である、〔５〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔７〕  前記第一光散乱層における前記第１光散乱粒子の割合が０．５重量％以上４０重量％以下である、〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
〔８〕  前記プリズム及び前記発光層の間に、前記光を散乱しうる第二光散乱層を備える、〔１〕〜〔７〕のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
〔９〕  前記第二光散乱層を、前記発光層及び前記第一光散乱層の間に備える、〔８〕記載の有機ＥＬ発光装置。
〔１０〕  前記第一光散乱層が、粘着性を有する、〔１〕〜〔９〕のいずれか１項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、条列状のプリズムを備え、且つ、光取出効率に優れる有機ＥＬ発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置のプリズム層の断面を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、ある例に係る光散乱層の平均自由行程と当該光散乱層に含まれる光散乱粒子の粒子径との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第二実施形態に係る有機ＥＬ発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第三実施形態に係る有機ＥＬ発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、ある例に係るプリズム層の出光面を模式的に示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３及び比較例２に係るシミュレーションで得られたＤ１／Ｌ１と全光束との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例４に係るシミュレーションで得られたプリズムの頂角と全光束との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例３及び５、並びに比較例２に係るシミュレーションで得られたＤ１／Ｌ１と全光束との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、参考例１で得られた光散乱粒子の濃度とＤ／Ｌとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
【００１４】
［１．第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００は、当該有機ＥＬ発光装置１００の内部で生じた光を出光面１００Ｕを通じて出光するための装置である。この有機ＥＬ発光装置１００は、出光面１００Ｕに近い方から、出光面構造層１１０、第一光散乱層１２０、支持基板としての基板層１３０、発光素子層１４０及び封止層１５０を、この順に備える。また、出光面構造層１１０は、条列状のプリズム１６０を有するプリズム層１１１、及び、基材フィルム層１１２を備える。ここで「条列状のプリズム」とは、ある長さだけ連続して延在するように並んで設けられた複数の単位プリズム１６１の集合のことを表す。さらに、発光素子層１４０は、第一電極層としての透明電極層１４１、第二電極層としての反射電極層１４３、並びに、透明電極層１４１及び反射電極層１４３の間に設けられた発光層１４２を備える。
【００１５】
有機ＥＬ発光装置１００は、当該有機ＥＬ発光装置１００の厚み方向において、封止層１５０、反射電極層１４３、発光層１４２、透明電極層１４１、基板層１３０、第一光散乱層１２０、基材フィルム層１１２及びプリズム層１１１を、この順に備えている。したがって、発光層１４２で生じた光は、透明電極層１４１を透過した後、又は、反射電極層１４３で反射されてから発光層１４２及び透明電極層１４１を透過した後で、基板層１３０、第一光散乱層１２０、基材フィルム層１１２及びプリズム層１１１を透過して、出光面１００Ｕを通って出光する。
【００１６】
〔１．１．出光面構造層１１０〕
出光面構造層１１０は、プリズム層１１１及び基材フィルム層１１２を備える。また、この出光面構造層１１０の発光素子層１４０とは反対側の面は、プリズム層１１１の基材フィルム層１１２とは反対側の面であり、有機ＥＬ発光装置１００の最表面に露出している。よって、プリズム層１１１の基材フィルム層１１２とは反対側の面は、有機ＥＬ発光装置１００としての出光面１００Ｕ、即ち、有機ＥＬ発光装置１００から装置外部に光が出光する際の出光面１００Ｕである。
【００１７】
プリズム層１１１は、出光面１００Ｕに条列状のプリズム１６０を有する。そのため、出光面１００Ｕは、微視的に見ると平坦な面ではない。しかし、条列状のプリズム１６０に含まれる単位プリズム１６１は小さいので、出光面１００Ｕを巨視的に見ると、この出光面１００Ｕは有機ＥＬ発光装置１００の主面に平行な平坦面でありうる。そこで、以下の説明において、出光面１００Ｕに対して平行又は垂直であるとは、別に断らない限り、凹部又は凸部を無視して巨視的に見た出光面１００Ｕに対して平行又は垂直であることをいう。また、本実施形態において、有機ＥＬ発光装置１００は、別に断らない限り、出光面１００Ｕが水平方向に対して平行で且つ上向きになるよう載置した状態で説明する。さらに、構成要素が「平行」又は「垂直」であるとは、本発明の効果を損ねない範囲、例えば±５°の範囲内で誤差を含んでいてもよい。
【００１８】
出光面１００Ｕに形成された条列状のプリズム１６０は、出光面１００Ｕに対して平行な方向に延在する複数の単位プリズム１６１を含む。通常、これらの単位プリズム１６１は、いずれも同じ一方向に延在している。また、これらの単位プリズム１６１は、本発明の効果を著しく損なわない限り、隙間に開けて形成されていてもよいが、通常は、隙間無く並んで形成されている。また、単位プリズム１６１が延在する方向に垂直な平面で当該単位プリズム１６１を切った断面の形状は、通常は三角形であり、好ましくは二等辺三角形である。ただし、金型からプリズム１６０を転写して作製する場合、その先端は丸くなることがありうるが、本明細書でいうプリズム１６０は、単位プリズム１６１の先端部分が平らになっていたり、丸くなっているものを含むものとする。なお、最も外側の単位プリズム１６１の先端部分を平らにしたり丸くすることにより、耐キズ特性が強くなる効果がある。
【００１９】
本実施形態では、条列状のプリズム１６０が、一方向に延在する複数の凸部としての単位プリズム１６１の集合からなる例を示して説明する。単位プリズム１６１それぞれは、単位プリズム１６１が延在する方向に垂直な平面で当該単位プリズム１６１を切った断面の形状が、二等辺三角形である。また、これらの単位プリズム１６１は、出光面１００Ｕの全面に、互いに平行に隙間無く並んでいる。
【００２０】
図２は、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００のプリズム層１１１の断面を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、条列状のプリズム１６０の頂角θ１６０は、好ましくは１０°以上、より好ましくは２０°以上、特に好ましくは３０°以上であり、好ましくは８０°以下、より好ましくは７０°以下、特に好ましくは６５°以下である。プリズム１６０の頂角θ１６０を前記範囲の下限値以上にすることによりプリズム１６０の破損を抑制でき、また、上限値以下にすることにより有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を高めることができる。単位プリズム１６１の先端部分１６２が平らになっていたり丸くなっていたりする場合、条列状のプリズム１６０の頂角θ１６０は、単位プリズム１６１の有機ＥＬ発光装置１００の主面に平行でない２つの斜面１６３及び１６４が交差した角度を示すものとする。
【００２１】
単位プリズム１６１の寸法は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、任意に設定しうる。例えば、単位プリズム１６１のピッチＰ１６１は、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、通常５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。また、単位プリズム１６１の高さ（又は深さ）Ｈ１６１は、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、通常５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。単位プリズム１６１の寸法をこのような範囲にすることにより、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を高めることができる。
【００２２】
プリズム層１１１の材料の例としては、通常、透明な材料を用いる。ここで材料が「透明」であるとは、当該材料が光学部材に用いるのに適した程度の光線透過率を有することを意味し、例えば、当該材料の１ｍｍ厚換算での全光線透過率が、通常８０％以上、好ましくは９０％以上であることを意味する。また、全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１９９７に準拠して測定しうる。
【００２３】
透明な材料の具体例としては、各種の樹脂が挙げられる。かかる樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂；熱硬化性樹脂；並びに、紫外線硬化性樹脂及び電子線硬化性樹脂等のエネルギー線硬化性樹脂；を挙げることができる。なかでも熱可塑性樹脂は、熱による変形が容易であるため、好ましい。また、紫外線硬化性樹脂は、硬化性が高く効率が良いので、プリズム層１１１の効率的な形成が可能であるため、好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、シクロオレフィン樹脂が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エン／チオール樹脂、イソシアネート樹脂が挙げられる。さらに、これらの樹脂は、複数個の重合性官能基を有する重合体を含むものが好ましい。また、これらは、１種類を単独でもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
また、プリズム層１１１の材料は、プリズム１６０を形成しやすく且つプリズム１６０の耐擦傷性を得やすいという観点から、硬化時の硬度が高い材料が好ましい。具体的には、７μｍの膜厚の層を凹凸構造が無い状態で形成した際の鉛筆硬度が、ＨＢ以上の材料が好ましく、Ｈ以上の材料がさらに好ましく、２Ｈ以上の材料がより好ましい。
【００２５】
プリズム層１１１の厚みＴ１１１は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上であり、１０μｍ以上としてもよい。また、プリズム層１１１の厚みＴ１１１は、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下であり、５０μｍ以下としてもよい。プリズム層１１１の厚みＴ１１１を前記範囲の上限値以下にすることにより、硬化収縮によるプリズム層１１１のカール等の変形を防ぎ、良好な形状のプリズム層１１１を実現できる。
【００２６】
図１に示す基材フィルム層１１２は、任意の層であり、通常、透明な材料のフィルムからなる。基材フィルム層１１２は、プリズム層１１１と同様の材料によって形成してもよい。しかし、基材フィルム層１１２を、プリズム層１１１とは異なる材料により形成することにより、多様な特性を有する出光面構造層１１０を得ることができる。例えば、プリズム層１１１を硬度が高い材料で形成し、且つ、基材フィルム層１１２を柔軟性を有する材料で形成することが好ましい。このように材料を組み合わせることによって、プリズム層１１１の形成する際の基材フィルム層１１２の取り扱い性を向上させることができる。また、プリズム層１１１を形成した後での出光面構造層１１０の取り扱い性を高めることができる。さらに、出光面構造層１１０の耐久性を高めることができる。そのため、高性能の有機ＥＬ発光装置１００を容易に製造することができる。
【００２７】
基材フィルム層１１２の材料の例としては、脂環式オレフィンポリマー、ポリエステルなどが挙げられる。また、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
基材フィルム層１１２の屈折率は、第一光散乱層１２０のバインダの屈折率に近いことが好ましい。以下、第一光散乱層１２０のバインダのことを、適宜「第一バインダ」ということがある。基材フィルム層１１２の屈折率と第一バインダの屈折率との具体的な差は、好ましくは０．１５以下、より好ましくは０．１以下、さらに好ましくは０．０５以下である。これにより、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を高めることができる。ここで、屈折率は、エリプソメーター（例えば、ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製「Ｍ−２０００」）により測定しうる。
【００２９】
基材フィルム層１１２の厚みは、２０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。
【００３０】
前記のような出光面構造層１１０の製造方法に制限は無い。例えば、基材フィルム層１１２の面１１２Ｕ上に、上述したプリズム層１１１の材料を用いたフォトポリマー法（２Ｐ法）によりプリズム層１１１を形成して、出光面構造層１１０を製造しうる。
【００３１】
〔１．２．第一光散乱層１２０〕
（１．２．１．第一光散乱層１２０が満たす要件）
図１に示すように、第一光散乱層１２０は、プリズム層１１１と発光素子層１４０との間に設けられる層であり、第一光散乱粒子を含む。また通常、第一光散乱層１２０は、第一バインダを含む。さらに、第一光散乱層１２０は、下記の要件（Ａ）及び要件（Ｂ）を満たす。
要件（Ａ）：第一光散乱粒子の平均粒子径が、０．１μｍ〜１μｍである。
要件（Ｂ）：第一光散乱層１２０における光散乱の平均自由行程Ｌ１、及び、第一光散乱層１２０の厚みＤ１が、Ｄ１／Ｌ１＜６を満たす。
有機ＥＬ発光装置１００は、前記の要件（Ａ）及び要件（Ｂ）を満たす第一光散乱層１２０を備えることにより、出光面１００Ｕに形成された凹凸構造として条列状のプリズム１６０を採用しながら、高い光取出効率を実現することができる。
以下、これらの要件について詳細に説明する。
【００３２】
まず、要件（Ａ）を説明する。
第一光散乱粒子の平均粒子径は、通常０．１μｍ以上、好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．４μｍ以上であり、通常１μｍ以下、好ましくは０．９μｍ以下である。本明細書において、平均粒子径とは、別に断らない限り、体積平均粒子径のことを指す。体積平均粒子径は、レーザー回折法で測定された粒子径分布において小径側から計算した累積体積が５０％となる粒子径である。第一光散乱粒子の平均粒子径を前記範囲の下限値以上にすることにより、散乱させるべき光の波長よりも第一光散乱粒子の粒子径を安定して大きくできるので、第一光散乱粒子によって可視光を安定して散乱させることができる。また、上限値以下にすることにより、粒子径を小さくできるので第一光散乱粒子に当たった光をより広範な範囲に反射させることができるため、第一光散乱粒子によって可視光を効率的に散乱させることができる。
【００３３】
次に、要件（Ｂ）を説明する。
第一光散乱層１２０は、Ｄ１／Ｌ１が、通常６未満、好ましくは５未満、より好ましくは４．５未満である。Ｄ１／Ｌ１をこのような範囲にすることによって、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を効果的に高めることができる。ここで、「Ｄ１」は、第一光散乱層１２０の厚みを表す。また、「Ｌ１」は、第一光散乱層１２０における光散乱の平均自由行程を表す。Ｄ１／Ｌ１の下限は、特に制限はないが、通常０より大きく、好ましくは０．５より大きく、より好ましくは１より大きい。これにより、上限の時と同様に光取出効率を高めることができる。
【００３４】
一般に、バインダ及び当該バインダ中に分散する光散乱粒子を含む光散乱層における光散乱の平均自由行程Ｌは、「平均自由行程Ｌ＝１／（光散乱粒子の数密度×散乱断面積）」で算出される。
【００３５】
光散乱粒子の数密度は、単位体積当たりの光散乱粒子の数である。光散乱粒子の数密度の計算には、通常、光散乱粒子の１個当たりの体積の値を用いる。光散乱粒子の１個当たりの体積の値を求める場合、光散乱粒子の粒子径を用いる場合がある。一般に、光散乱粒子の粒子径には分布があるため、光散乱粒子の数密度の計算に用いる粒子径としては、光散乱粒子の体積平均粒子径を代表値として用いうる。また、光散乱粒子の１個当たりの体積の値の計算の簡単化のため、光散乱粒子の形状は、球と仮定して計算しうる。
【００３６】
散乱断面積は、ミー散乱理論（ＭＩＥ  ＴＨＥＯＲＹ）により求めうる。ミー散乱理論は、一様な屈折率を有する媒体（マトリックス）中に、該媒体と異なる屈折率を有する球形粒子が存在するケースについて、マックスウェルの電磁方程式の解を求めたものである。球形粒子が光散乱粒子に相当し、媒体がバインダに相当する。この理論によると、前記の散乱断面積は「散乱断面積＝散乱効率Ｋ（α）×球形粒子の実断面積πｒ２」で算出される。
【００３７】
ここで、散乱光の角度に依存した強度分布Ｉ（α，θ）は、下記（１）式で表わされる。また、散乱効率Ｋ（α）は、下記（２）式で表わされる。さらに、αは、下記（３）式で表わされ、媒体中での光の波長λで規格化された球形粒子の半径ｒに相当する量である。角度θは散乱角であり、入射光の進行方向と同一方向をθ＝１８０°にとる。また、（１）式中のｉ１及びｉ２は、（４）式で表わされる。そして、（２）式〜（４）式中の下添字ν付のａ及びｂは、（５）式で表わされる。上添字１及び下添字νを付したＰ（ｃｏｓθ）は、Ｌｅｇｅｎｄｒｅの多項式からなる。下添字ν付のａ及びｂは、１次及び２次のＲｅｃａｔｔｉ−Ｂｅｓｓｅｌ関数Ψｖ及びζｖ（但し、ｖは、下添字νを意味する）とその導関数とからなる。ｍは、マトリックスを基準にした球形粒子の相対屈折率であり、ｍ＝ｎｓｃａｔｔｅｒ／ｎｍａｔｒｉｘである。ｎｓｃａｔｔｅｒは、球状粒子の屈折率を表す。また、ｎｍａｔｒｉｘは、媒体の屈折率を表す。
【００３８】
【数１】
2016017734.tif 000003
【００３９】
【数２】
2016017734.tif 000004
【００４０】
【数３】
2016017734.tif 000005
【００４１】
【数４】
2016017734.tif 000006
【００４２】
【数５】
2016017734.tif 000007
【００４３】
例えば、屈折率１．５６のバインダと、光散乱粒子として屈折率１．４３のシリコーン粒子略１０．６重量％（８体積％）とを含む光散乱層の平均自由行程Ｌを、真空中での波長５５０ｎｍの光に対して前記の方法で計算すると、図３のようになる。図３に示す例では、光散乱層における光散乱粒子の体積濃度を一定として、光散乱粒子の粒子径を２００ｎｍ、６００ｎｍ、１０００ｎｍ、１５００ｎｍ及び２０００ｎｍに変化させた時の平均自由行程Ｌを示している。また、光散乱粒子の数密度［個／ｍｍ３］の計算に当たっては、バインダの比重を１ｇ／ｃｍ３、光散乱粒子の比重を１．３２ｇ／ｃｍ３とした。さらに、光散乱粒子の形状は、球で仮定した。このように光散乱粒子の形状を球と仮定することは、実際の光散乱粒子の形状が球に近い場合に適用可能である。さらに、実際の光散乱粒子の形状が球に近い形状でない場合でも、平均自由行程Ｌと光散乱粒子の粒子径の傾向は大きさの問題であるため、同様の傾向を示すと考えられる。
【００４４】
（１．２．２．第一光散乱粒子）
前記の要件（Ａ）及び（Ｂ）を満たす範囲において、第一光散乱粒子としては任意の光散乱粒子を用いうる。光散乱粒子は、光を散乱させうる粒子である。第一光散乱粒子により、第一光散乱層１２０を通る際に光を散乱させて、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を高めることができる。
【００４５】
第一光散乱粒子としては、無機材料を用いてもよく、有機材料を用いてもよい。
第一光散乱粒子の無機材料としては、例えば、金属及び金属化合物が挙げられる。また、金属化合物としては、例えば、金属の酸化物及び窒化物を挙げることができる。その具体例としては、銀、アルミニウム等の金属；酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化ジルコニウム、窒化珪素、錫添加酸化インジウム、酸化チタンなどの金属化合物を挙げることができる。
また、第一光散乱粒子の有機材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、及びポリスチレン樹脂等の樹脂が挙げられる。
これらの第一光散乱粒子の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
中でも、第一光散乱粒子としては、有機材料からなる粒子が好ましい。通常、第一光散乱層１２０は、第一光散乱層１２０を製造するのに適した塗工液を用いて製造する。この塗工液において第一光散乱粒子は沈降しやすく、中でも比重の重い無機粒子を含む場合には特に沈降を生じやすい。これに対し、有機材料からなる第一光散乱粒子はその沈降を生じにくい。そのため、有機材料からなる第一光散乱粒子を用いることにより、第一光散乱粒子を偏り無く均一に含む第一光散乱層１２０を実現できる。このように第一光散乱粒子を均一に含む第一光散乱層１２０は、粘着性等の特性を安定して発現できるので、好ましい。
【００４７】
有機材料からなる好適な第一光散乱粒子の例を商品名で挙げると、シリコーン樹脂からなる粒子としては、例えば、商品名「ＸＣ−９９」（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、体積平均粒子径０．７μｍ）を挙げることができる。また、アクリル樹脂からなる粒子としては、例えば、商品名「ＭＰシリーズ」（綜研化学社製、体積平均粒子径０．８μｍ）を挙げることができる。さらに、ポリスチレン樹脂からなる粒子としては、例えば、商品名「ＳＸシリーズ」（綜研化学社製、体積平均粒子径３．５μｍ）を挙げることができる。
また、第一光散乱粒子は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００４８】
第一光散乱粒子の屈折率は、通常１．２以上、好ましくは１．３以上、より好ましくは１．４以上であり、通常１．６以下、好ましくは１．５５以下、より好ましくは１．５以下である。第一光散乱粒子の屈折率を前記範囲の下限値以上にすることにより、粒子径や膜厚がバラついた際の散乱性の変動を抑えることができる。また、上限値以下にすることにより、十分に光を散乱させることができる。
【００４９】
第一光散乱層１２０における第一光散乱粒子の割合は、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上であり、また、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下である。第一光散乱粒子の割合を前記範囲に収めることにより、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を効果的に高めることができる。さらに、通常は、所望の光散乱効果を得て、出光面１００Ｕでの極角方向に応じた色ムラの抑制ができる。
【００５０】
（１．２．３．第一バインダ）
前記の要件（Ａ）及び（Ｂ）を満たす範囲において、第一バインダとして任意の材料を用いうる。第一バインダは、第一光散乱粒子を第一光散乱層１２０に保持する機能を有する。また、第一光散乱層１２０において、第一光散乱粒子は、第一バインダ中に分散している。通常、第一バインダは透明であり、この透明な第一バインダ中を透過する光が第一バインダと第一光散乱粒子との界面で反射されることで光の散乱が行われうる。
【００５１】
第一バインダとしては、通常、樹脂を用いる。樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、並びに紫外線硬化性樹脂及び電子線硬化性樹脂等のエネルギー線硬化性樹脂を用いうる。なかでも、熱硬化性樹脂及びエネルギー線硬化性樹脂が、高い硬度及び製造効率の観点から好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、シクロオレフィン樹脂が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エン／チオール樹脂、イソシアネート樹脂が挙げられる。これらの樹脂としては、複数個の重合性官能基を有するものが好ましい。
【００５２】
また、第一バインダとしては、粘着性を有する樹脂を用いてもよい。これにより、第一光散乱層１２０に粘着性を備えさせることができる。第一光散乱層１２０が粘着性を有することにより、第一光散乱層１２０を介して出光面構造層１１０と基板層１３０とを容易に貼り合わせることができるので、有機ＥＬ発光装置１００の製造を容易に行うことができる。
【００５３】
このように粘着性を有する樹脂としては、例えば、粘着性を有する粘着性材料としてポリマーを含む粘着剤が挙げられる。ここで「粘着剤」とは、狭義の粘着剤のみならず、ホットメルト型の粘着剤をも包含する。ここで、狭義の粘着剤とは、２３℃における剪断貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満であり、常温で粘着性を示す粘着剤をいう。また、ホットメルト型の粘着剤とは、２３℃における剪断貯蔵弾性率が１ＭＰａ〜５００ＭＰａであり、常温で粘着性を示さない粘着剤をいう。中でも、粘着剤としては、常温で粘着性を示す狭義の粘着剤を用いることが好ましい。このような狭義の粘着剤は、圧力を加えることにより粘着が可能な感圧式の粘着剤であり、加熱による劣化等の影響を発光層１４２に及ぼすことなく手軽に貼り合わせができる。
【００５４】
粘着剤の例としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、及びセルロース系粘着剤などが挙げられる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。中でも、透明性、耐候性、及び耐熱性等の特性に優れるアクリル系粘着剤が好ましい。
【００５５】
アクリル系粘着剤は、一般に、粘着性材料としてアクリルポリマーを含む。アクリルポリマーとは、アクリルモノマーを重合して形成される構造を有する構造単位を含むポリマーである。このようなアクリルポリマーとしては、例えば、アクリルモノマーを重合してなるポリマー；又はアクリルモノマー及びこれと共重合しうるモノマーとの混合物（モノマー混合物）を重合してなるポリマーが挙げられる。
【００５６】
アクリルモノマーの例としては、アルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。ここで、（メタ）アクリレートは、アクリレート、メタクリレート、及び、これらの組み合わせを包含する。アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基の平均炭素数は、好ましくは１以上、より好ましくは３以上であり、好ましくは１２以下、より好ましくは８以下である。アルキル（メタ）アクリレートの具体例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、及びイソオクチル（メタ）アクリレートが挙げられる。また、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００５７】
アクリルモノマーと共重合しうるモノマーとしては、官能基を有するモノマー、窒素原子含有モノマー、及び改質モノマーを好ましく挙げることができる。
【００５８】
官能基を有するモノマーの例としては、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基を有するモノマー、及びエポキシ基を有するモノマーが挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、及びイタコン酸が挙げられる。水酸基を有するモノマーの例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、及びＮ−メチロール（メタ）アクリルアミドが挙げられる。エポキシ基を有するモノマーとの例としては、グリシジル（メタ）アクリレートが挙げられる。アクリルモノマーと官能基を有するモノマーとを組み合わせて用いる場合、両者の割合は、アクリルモノマー及び官能基を有するモノマーの合計を１００重量％として、アクリルモノマーが６０重量％〜９９．８重量％で、官能基を有するモノマーが４０重量％〜０．２重量％であることが好ましい。
【００５９】
窒素原子含有モノマーの例としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、（メタ）アセトニトリル、ビニルピロリドン、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、イタコンイミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。アクリルモノマーと窒素原子含有モノマーとを組み合わせて用いる場合、両者の割合は、アクリルモノマー及び窒素原子含有モノマーの合計を１００重量％として、アクリルモノマーが６０重量％〜９９．８重量％で、窒素原子含有モノマーが４０重量％〜０．２重量％であることが好ましい。
【００６０】
改質モノマーの例としては、酢酸ビニル及びスチレンを挙げることができる。アクリルモノマーと改質モノマーとを組み合わせて用いる場合、両者の割合は、アクリルモノマー及び改質モノマーの合計を１００重量％として、アクリルモノマーが６０重量％〜９９．８重量％で、改質モノマーが４０重量％〜０．２重量％であることが好ましい。
【００６１】
これらの、アクリルモノマーと共重合しうるモノマーは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
粘着性材料としてのポリマーの量は、第一バインダの全量に対する割合として、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上であり、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下である。
【００６３】
第一バインダは、高屈折ナノ粒子を含んでいてもよい。高屈折ナノ粒子を用いることにより、第一バインダの屈折率を容易に調整することができる。例えば、屈折率が低い粘着剤に高屈折ナノ粒子を含ませることにより、当該粘着剤の屈折率を高めることができる。このような高屈折ナノ粒子としては、通常、平均粒子径が小さく、且つ、高屈折ナノ粒子を含まない粘着剤よりも高い屈折率を有する粒子を用いる。具体的には、体積平均粒子径が１００ｎｍ未満で、且つ、１．６以上の屈折率を有する粒子を用いうる。
【００６４】
高屈折ナノ粒子の例としては、無機材料からなる粒子、及び、屈折率が１．６以上の有機材料からなる粒子を挙げることができる。無機材料の例としては、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、酸化亜鉛などの酸化物；チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどのチタン酸塩；ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＰｄＳ、ＳｂＳｅ等の硫化物、セレン化物及びテルル化物などが挙げられる。また、屈折率が１．６以上の有機材料の例としては、ポリスチレン樹脂などを挙げることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、これらの高屈折ナノ粒子の表面は、分散性を上げるための各種官能基、シランカップリング剤などにより表面修飾されていてもよい。
【００６５】
なかでも、高屈折ナノ粒子としては、反応性修飾金属酸化物粒子が好ましい。反応性修飾金属酸化物粒子とは、金属酸化物と、その表面を修飾する、反応性官能基を有する有機物とを含む粒子をいう。より具体的には、反応性修飾金属酸化物粒子は、金属酸化物の粒子と、当該粒子の表面を修飾する、反応性官能基を有する有機物とを含む被覆粒子である。
【００６６】
反応性官能基を有する有機物における反応性官能基は、金属酸化物の粒子と水素結合等の相互作用を有した状態にあってもよいし、そのような状態になく別物質と相互作用できる状態にあってもよい。
【００６７】
反応性官能基の例としては、水酸基、リン酸基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシ基、イソシアネート基、酸ハライド、酸無水物、グリシジル基、クロロシラン基、及びアルコキシシラン基が挙げられる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６８】
また、反応性官能基を有する有機物としては特に、イソシアネート基を有する有機物が、金属酸化物と周囲の物質との安定性を向上させうるために好ましい。イソシアネート基を有する有機物の例としては、アクリロキシメチルイソシアネート、メタクリロキシメチルイソシアネート、アクリロキシエチルイソシアネート、メタクリロキシエチルイソシアネート、アクリロキシプロピルイソシアネート、メタクリロキシプロピルイソシアネート、１，１−ビス（アクリロキシメチル）エチルイソシアネートが挙げられる。また、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
反応性修飾金属酸化物粒子に含まれる金属酸化物の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、リンドープ酸化錫（ＰＴＯ）、アンチモン酸亜鉛（ＡＺＯ）、インジウムドープ酸化亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化アルミニウム、及び酸化錫を挙げることができる。また、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
反応性修飾金属酸化物粒子において、反応性官能基を有する有機物の割合は、金属酸化物１００重量部に対して１重量部〜４０重量部としうる。
【００７１】
反応性修飾金属酸化物粒子は、例えば、金属酸化物の粒子、反応性官能基を有する有機物、有機溶媒及び必要に応じて任意の添加剤を、混合し、さらに得られた混合物に必要に応じて超音波処理等の処理を施すことにより、有機溶媒中に粒子が分散した懸濁液として得ることができる。
【００７２】
有機溶媒の例としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類、ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。有機溶剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７３】
任意の添加剤の例としては、金属キレート剤を挙げることができる。また、添加剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７４】
反応性修飾金属酸化物粒子を、有機溶媒中に粒子が分散した懸濁液として得る場合、当該懸濁液をそのまま第一バインダの製造に供することが、製造の簡便性等の観点から好ましい。この場合、前記の懸濁液は、溶媒の量などの条件を調整することにより、反応性修飾金属酸化物粒子を１重量％〜５０重量％で含むように調整されていることが好ましい。
【００７５】
混合の際には、ビーズミル等の混合機を用いることが好ましい。かかる混合により、二次粒子又はそれ以上の高次粒子を一次粒子レベルに粉砕し、一次粒子の状態で表面を処理することができる。これにより、均一な表面処理を行うことができる。
【００７６】
さらに、混合物には、必要に応じて超音波処理を施すことが好ましい。超音波処理は、例えば、超音波洗浄機、超音波ホモジナイザー、超音波分散機等の装置を用いて行いうる。かかる処理により、良好な懸濁液を得ることができる。
【００７７】
反応性修飾金属酸化物粒子としては、市販の粒子を用いてもよい。金属酸化物としてＺｒＯ２を含む反応性修飾金属酸化物粒子のスラリーの例としては、商品名「ＺＲ−０１０」（株式会社ソーラー製、溶媒：メチルエチルケトン、粒子含有割合３０％、表面を修飾する反応性官能基を有する有機物：重合性官能基を有するイソシアネート、体積平均粒子径１５ｎｍ）を挙げることができる。金属酸化物としてＴｉＯ２を含む反応性修飾金属酸化物粒子のスラリーの例としては、商品名「ＮＯＤ−７４２ＧＴＦ」（ナガセケムテックス株式会社製、溶媒：ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、粒子含有割合３０％、体積平均粒子径４８ｎｍ）を挙げることができる。
【００７８】
また、高屈折ナノ粒子は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７９】
高屈折ナノ粒子の体積平均粒子径は、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、特に好ましくは１５ｎｍ以上であり、また、好ましくは１００ｎｍ未満、より好ましくは５０ｎｍ以下である。高屈折ナノ粒子の体積平均粒子径を前記範囲の上限値以下にすることにより、第一光散乱層の着色を小さくして、光透過率を向上させることができる。また、このような大きさの高屈折ナノ粒子は、その粒子の分散が容易である。ここで、高屈折ナノ粒子が凝集して二次粒子又はそれ以上の高次粒子を構成する場合、前記体積平均粒子径の範囲は、一次粒子径の範囲としうる。
【００８０】
第一バインダにおいて、高屈折ナノ粒子の割合は、第一バインダの全量に対する割合として、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上であり、また、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下である。高屈折ナノ粒子の割合を前記範囲の下限値以上にすることにより、第一バインダの屈折率を上げることができる。また、上限値以下にすることにより、第一バインダの硬度の上昇を抑制でき、且つ、粘着力の低下を抑制することができる。高屈折ナノ粒子として前記のような微小な粒子を使用すると、粒子表面積の総計が大きくなり、第一バインダに含まれるポリマー分子鎖またはモノマー分子と相互作用することで、粘着力へ影響する可能性がある。よって、高屈折ナノ粒子の量は、前述のような範囲に収めることが好ましい。
【００８１】
第一バインダは、可塑剤を含んでいてもよい。可塑剤を用いることにより、第一バインダの粘度を下げ、第一光散乱層１２０の粘着性を高くすることができる。特に、第一バインダが高屈折ナノ粒子を含む場合、第一バインダの粘度が高くなって第一光散乱層１２０の粘着性が低下する傾向があるので、可塑剤を用いることが好ましい。
【００８２】
可塑剤としては、例えば、ポリブテン、ビニルエーテル化合物、ポリエーテル化合物（ポリアルキレンオキシドおよび官能化ポリアルキレンオキシドを含む）、エステル化合物、ポリオール化合物（例えば、グリセリン）、石油樹脂、水添石油樹脂、及びスチレン系化合物（例えばα−メチルスチレン）などが挙げられる。中でも、粘着性材料との混和性が良好で且つ屈折率が比較的高いことから、エステル化合物が好ましく、特に安息香酸系、フタル酸系などのような、芳香族環を含むエステル化合物が好ましい。
【００８３】
可塑剤として用いうる安息香酸エステルとしては、例えば、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、ベンジルベンゾエート、及び１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートが挙げられる。中でも特に好ましいものとしては、例えば、ジプロピレングリコールジベンゾエート及びベンジルベンゾエート等の安息香酸系のエステル化合物；ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、及びエチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸系のエステル化合物；が挙げられる。さらに、市販の可塑剤の例としては、商品名「ＢＥＮＺＯＦＬＥＸ  ９−８８ＳＧ」（イーストマン社製）を挙げることができる。また、可塑剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００８４】
第一バインダにおいて、可塑剤の割合は、ポリマー１００重量部に対して、好ましくは１重量部以上、より好ましくは５重量部以上であり、また、好ましくは３５重量部以下、より好ましくは３０重量部以下である。
【００８５】
第一バインダの屈折率は、通常１．５以上、好ましくは１．５２以上、より好ましくは１．５５以上であり、通常１．９以下、好ましくは１．８５以下、より好ましくは１．８以下である。第一バインダの屈折率を前記範囲の下限値以上にすることにより、少ない量の第一光散乱粒子によって、Ｄ１／Ｌ１の値を好適な範囲に容易に調整できる。そのため、第一光散乱粒子の量が過剰となることを防止できるので、第一光散乱層１２０の表面を平滑にしたり、第一光散乱層が粘着層の場合は第一光散乱層１２０の粘着性を大きくしたりすることが容易である。また、上限値以下にすることにより、高屈折ナノ粒子を配合する際の粒子分散を容易にすることや、第一光散乱層が粘着層の場合は粘着性の経時変化を小さくしたり、粘着層を柔らかくしたりすることができる。
【００８６】
第一光散乱層１２０は、第一光散乱粒子及び第一バインダのみにより形成されていることが好ましい。したがって、第一光散乱層１２０における第一バインダの量は、第一光散乱粒子の割合と第一バインダの割合との合計が１００重量％となるように設定することが好ましい。
【００８７】
（１．２．４．第一光散乱層１２０の厚み）
第一光散乱層１２０の厚みＤ１は、通常１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、通常５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。第一光散乱層１２０の厚みを前記範囲の下限値以上にすることにより、十分に光を散乱することができる。また、上限値以下にすることにより、平らな第一散乱層の面状を形成することができる。
【００８８】
（１．２．５．第一光散乱層１２０の作製方法）
第一光散乱層１２０は、例えば、第一光散乱層１２０を形成するのに適した塗工液を所望の支持面に塗布し、必要に応じて乾燥処理等の硬化のための処理を行うことによって、作製できる。この際、塗工液としては、第一光散乱粒子及び第一バインダを含む液状の組成物を用いうる。
【００８９】
また、塗工液は、必要に応じて任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、シランカップリング剤及び硬化剤等の添加剤；並びに、溶媒などが挙げられる。
【００９０】
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、及び３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。また、市販のシランカップリング剤の例としては、商品名「ＫＢＭ−８０３」（信越化学工業株式会社製）を挙げることができる。シランカップリング剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００９１】
シランカップリング剤の量は、第一バインダ中のポリマー１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上であり、また、好ましくは５重量部以下、より好ましくは３重量部以下である。
【００９２】
硬化剤としては、例えば、イソシアネート化合物を挙げることができる。硬化剤の具体例としては、ジイソシアン酸イソホロンを含むイソシアネートの付加重合体（例えば、三菱化学社製「ＮＹ−２６０Ａ」）を挙げることができる。硬化剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００９３】
硬化剤の量は、第一バインダ中のポリマー１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．０５重量部以上であり、また、好ましくは５重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。
【００９４】
溶媒の例としては、反応性修飾金属酸化物粒子の製造に用いる有機溶媒の例として挙げたものと同様の例が挙げられる。また、溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００９５】
また、塗工液に含まれる各成分を製造する際、それらの成分は、溶媒に溶解又は分散した溶液又は懸濁液として得られることがありえる。さらに、塗工液に含まれる各成分として市販のものを購入した場合も、それらの成分は、溶液又は懸濁液として得られることがありえる。このような場合、前記の溶液又は懸濁液に含まれる溶媒を、塗工液の溶媒の一部又は全部として用いてもよい。
【００９６】
溶媒の量は、塗工液の固形分全量１００重量部に対して、好ましくは５０重量部以上、より好ましくは１００重量部以上であり、また、好ましくは３００重量部以下、より好ましくは２５０重量部以下である。ここで塗工液の固形分とは、塗工液の乾燥を経て残留する成分のことをいう。
【００９７】
例えば、前記の塗工液を基材フィルム層１１２の面１１２Ｄに塗布し、必要に応じて硬化のための処理を行って、第一光散乱層１２０を作製してもよい。こうして得られる第一光散乱層１２０は、塗工液に含まれていた成分を含みうるが、成分の一部が反応により変化していてもよく、また、成分の一部が揮発して消失していてもよい。例えば、乾燥の工程により、シランカップリング剤、硬化剤等の反応性の成分が反応して他の物質となっていてもよく、また溶媒が揮発して消失していてもよい。
【００９８】
〔１．３．基板層１３０〕
基板層１３０としては、通常、透明のシートを用いる。この基板層の材料の例としては、ガラス、又は透明樹脂を用いうる。基板層１３０に用いうる透明樹脂の例としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、および電子線硬化性樹脂を挙げることができ、この中でも加工が容易である点で熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂の例としては、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、およびシクロオレフィン樹脂の樹脂を挙げられる。また、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００９９】
基板層１３０の屈折率は、第一光散乱層１２０の第一バインダの屈折率に近いことが好ましい。基板層１３０の屈折率と第一バインダの屈折率との具体的な差は、好ましくは０．１５以下、より好ましくは０．１以下、さらに好ましくは０．０５以下である。これにより、有機ＥＬ発光装置１００の光取出効率を高めることができる。
【０１００】
基板層１３０の厚みは、例えば樹脂からなる基板層１３０であれば２０μｍ〜３００μｍが好ましい。また、基板層１３０がガラスからなる場合、その厚みは、１０μｍ〜１１００μｍが好ましい。基板層１３０は、可撓性を有していてもよく、有していなくてもよい。したがって、例えば基板層として７００μｍ厚の可撓性の無いガラスを採用してもよい。
【０１０１】
〔１．４．発光素子層１４０〕
発光素子層１４０は、通常、２層以上の電極層と、これらの電極層の間に設けられ、電極層から電圧を印加されることにより光を生じうる発光層とを備える。このような発光素子層は、電極層、発光層等の層を、スパッタリング等の既知の方法で基材上に順次形成することにより形成しうる。本実施形態では、透明電極層１４１、発光層１４２及び反射電極層１４３をこの順に備えた発光素子層１４０を例に挙げて説明する。
【０１０２】
発光層１４２の発光材料としては、特に限定されず既知のものを適宜選択してもよい。発光層１４２中の発光材料は１種類に限らず、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、発光層１４２は、１層のみからなる単層構造の層としうる。さらに、発光層１４２は、光源としての用途に適合すべく、複数の層を組み合わせて備える複層構造の層にしてもよい。これにより、発光層１４２を、白色又はそれに近い色の光を生じるものとしうる。
【０１０３】
電極層の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。さらに、電極層は、それぞれ１層のみを備える単層構造の層であってもよく、２層以上の層を備える複層構造の層であってもよい。
【０１０４】
発光素子層１４０は、透明電極層１４１と反射電極層１４３との間に、発光層１４２に加えて、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層及び電子注入層等の任意の層（図示せず。）をさらに備えていてもよい。また、発光素子層１４０はさらに、透明電極層１４１及び反射電極層１４３に通電するための配線、発光層１４２の封止のための周辺構造等の任意の構成要素を備えていてもよい。
【０１０５】
発光素子層１４０に含まれうる層を構成する材料としては、特に限定されないが、具体例として下記のものを挙げることができる。
透明電極層の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が挙げられる。
反射電極層の材料としては、アルミニウム、銀等が挙げられる。
正孔注入層の材料としては、スターバースト系芳香族ジアミン化合物等が挙げられる。
正孔輸送層の材料としては、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。
黄色発光層のホスト材料としては、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられ、黄色発光層のドーパント材料としては、テトラセン誘導体等が挙げられる。
緑色発光層の材料としては、ピラゾリン誘導体等が挙げられる。
青色発光層のホスト材料としては、アントラセン誘導体等が挙げられ、青色発光層のドーパント材料としては、ペリレン誘導体等が挙げられる。
赤色発光層の材料としては、ユーロピウム錯体等が挙げられる。
電子輸送層の材料としては、アルミニウムキノリン錯体（Ａｌｑ）等が挙げられる。
【０１０６】
また、発光層１４２は、複数の層を組み合わせることにより、積層型又はタンデム型と呼ばれる、補色関係にある色の光を発生する発光層としてもよい。補色関係の組み合わせは、例えば、黄／青、又は緑／青／赤等としてもよい。
【０１０７】
〔１．５．封止層１５０〕
封止層１５０は、水を遮断するための層である。また、封止層１５０は、水だけでなく酸素を遮断する機能も有することが好ましい。これにより、発光素子層１４０内の有機材料が水蒸気及び酸素により劣化することを防ぐことができる。封止層１５０は、例えば、樹脂等の有機材料で形成してもよく、金属及び金属化合物等の無機材料で形成してもよい。このような封止層１５０は、例えば、適切な材料で形成された封止フィルム等を発光素子層１４０の表面に貼り合わせることで形成しうる。
【０１０８】
〔１．６．有機ＥＬ発光装置１００の主な利点〕
上述した構成を有する有機ＥＬ発光装置１００では、透明電極層１４１及び反射電極層１４３から電圧を印加されることにより、発光層１４２が光を生じる。このようにして生じた光は、透明電極層１４１を透過した後、又は、反射電極層１４３で反射されてから発光層１４２及び透明電極層１４１を透過した後で、基板層１３０、第一光散乱層１２０、基材フィルム層１１２及び凹凸構造層１１１を透過して、出光面１００Ｕを通って出光する。この際、前記の光は、第一光散乱層１２０に含まれる第一光散乱粒子の表面での反射により、第一光散乱層１２０を透過するときに散乱される。また、出光面１００Ｕにプリズム１７１が設けられているため、前記の光は、出光面１００Ｕに対して前記出光面１００Ｕを透過しうる入射角で入射し易い。
そして、これらの事項に加えて、本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００は、上述した要件（Ａ）及び（Ｂ）を満たしている。これにより、発光層１４２で生じた光は、出光面１００Ｕを通って外部に出光し易いので、本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００は、高い光取出効率を得ることができる。
【０１０９】
前記の光取出効率は、本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と、対照の発光装置とを対比して求められる光取出効率Ｑの値を元に評価しうる。ここで、光取出効率Ｑは、式「Ｑ＝（本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００から出る全光束）／（対照の発光装置から出る全光束）」で得られる。対照の発光装置は、一部の層の有無のみにおいて本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と異なっているものを用いうる。例えば、透明電極層１４１よりも出光面１００Ｕに近い層（即ち、出光面構造層１１０から基板層１３０までの層）を備えない他は有機ＥＬ発光装置１００と同様の構造を有する発光装置を、対照の発光装置として用いてもよいが、光取出効率に大きく影響しない他の構成においても異なっているものであってもよい。
【０１１０】
さらに、通常は、有機ＥＬ発光装置１００によれば、色ムラを小さくできる。ここで色ムラとは、出光面１００Ｕを観察した場合に、観察する方向によって観察される光の色が異なる現象をいう。
【０１１１】
［２．第二実施形態］
本発明の有機ＥＬ発光装置は、第一実施形態において説明した層以外にも、任意の層を備えうる。例えば、本発明の有機ＥＬ発光装置は、第一光散乱層に組み合わせて、条列状のプリズム及び発光層の間に、発光層が生じた光を散乱しうる第二光散乱層を備えていてもよい。以下、第二光散乱層を備えた有機ＥＬ発光装置の例を、図面を示して説明する。
【０１１２】
図４は、本発明の第二実施形態に係る有機ＥＬ発光装置２００を模式的に示す斜視図である。図４に示す有機ＥＬ発光装置２００では、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の部位は、第一実施形態の説明において用いたのと同様の符号を付して示す。
図４に示すように、本発明の第二実施形態に係る有機ＥＬ発光装置２００は、第一光散乱層１２０と発光素子層１４０との間に、第二光散乱層２７０を備える。より具体的には、有機ＥＬ発光装置２００は、基板層１３０と発光素子層１４０との間に第二光散乱層２７０を備えること以外は、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の構造を有する。
【０１１３】
第二光散乱層２７０は、光を散乱しうる光散乱構造として機能しうる層であり、第二光散乱粒子を含む。また、通常、第二光散乱層２７０は、第二光散乱粒子を第二光散乱層２７０に保持するために、第二バインダを含む。このような第二光散乱層２７０では、第二光散乱粒子は、第二バインダ中に分散している。通常、第二バインダは透明であり、この透明な第二バインダ中を透過する光が第二バインダと第二光散乱粒子との界面で反射されることで光の散乱が行われうる。
【０１１４】
第二光散乱層２７０が第二光散乱粒子を含む場合、当該第二光散乱層２７０は、（Ｄ１／Ｌ１＋Ｄ２／Ｌ２）＜６を満たすことが好ましい。ここで、「Ｄ２」は、第二光散乱層２７０の厚みを表す。また、「Ｌ２」は、第二光散乱層２７０における光散乱の平均自由行程を表す。より詳細には、（Ｄ１／Ｌ１＋Ｄ２／Ｌ２）の値は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．８以上、特に好ましくは１．４以上であり、通常６以下、好ましくは５以下、より好ましくは４．５以下である。これにより、有機ＥＬ発光装置２００の光取出効率を、更に高めることができる。
【０１１５】
第二光散乱粒子は、第一光散乱粒子として説明した粒子の範囲から選択される粒子を、任意に用いうる。また、第二光散乱粒子は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１１６】
第二光散乱粒子の屈折率は、通常１．２以上、好ましくは１．３以上、より好ましくは１．４以上であり、通常１．６以下、好ましくは１．５５以下、より好ましくは１．５以下である。第二光散乱粒子の屈折率を前記範囲の下限値以上にすることにより、粒子径や膜厚がバラついた際の散乱性の変動を抑えることができる。また、上限値以下にすることにより、十分に光を散乱することができる。
【０１１７】
第二光散乱粒子の平均粒子径は、好ましくは０．２μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ以上、特に好ましくは０．４μｍ以上であり、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．９μｍ以下、特に好ましくは０．６μｍ以下である。第二光散乱粒子の平均粒子径を前記範囲の下限値以上にすることにより、第二光散乱粒子によって可視光を安定して散乱させることができる。また、上限値以下にすることにより、第二光散乱粒子によって可視光を効率的に散乱させることができる。さらに、通常は、発光素子層１４０に含まれる各層には平坦性が要求されることから、その意味においても、発光素子層１４０の近傍に配置される第二光散乱層２７０に含まれる第二光散乱粒子の平均粒子径は、前記のように小さいことが好ましい。
【０１１８】
第二光散乱層２７０における第二光散乱粒子の割合は、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上であり、また、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下である。第二光散乱粒子の割合を前記範囲に収めることにより、所望の光散乱効果を得て、出光面１００Ｕでの極角方向に応じた色ムラの抑制ができる。
【０１１９】
第二バインダとしては、第一バインダとして説明した材料の範囲から選択される材料を、任意に用いうる。
【０１２０】
第二バインダの屈折率は、通常１．５２以上、好ましくは１．５５以上、より好ましくは１．６５以上であり、通常１．９以下、好ましくは１．８５以下、より好ましくは１．８以下である。第二バインダの屈折率を前記範囲の下限値以上にすることにより、第二光散乱粒子の量が少ない場合でも、Ｄ２／Ｌ２の値を好適な範囲に容易に調整できる。そのため、第二光散乱粒子の量が過剰となることを防止できるので、第二光散乱層２７０の表面を容易に平滑にできる。また、上限値以下にすることにより、発光素子層１４０と第二バインダとの屈折率差を小さくして反射を抑えたり、高屈折ナノ粒子を配合する際の粒子分散を容易にすることができる。
【０１２１】
第二光散乱層２７０は、第二光散乱粒子及び第二バインダのみにより形成されていることが好ましい。したがって、第二光散乱層２７０における第二バインダの量は、第二光散乱粒子の割合と第二バインダの割合との合計が１００重量％となるように設定することが好ましい。
【０１２２】
第二光散乱層２７０の厚みＤ２は、通常１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、通常３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。第二光散乱層２７０の厚みを前記範囲の下限値以上にすることにより、十分に光を散乱することができる。また、上限値以下にすることにより、成膜時の面状をムラなく均一にすることができる。
【０１２３】
第二光散乱層２７０は、例えば、第一光散乱層１２０の作製方法として説明した方法と同様にして、作製しうる。
【０１２４】
このような第二光散乱層２７０を備える有機ＥＬ発光装置２００は、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様にして使用でき、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の利点を得ることができる。
【０１２５】
［３．第三実施形態］
上述した第二実施形態では、第一光散乱層に組み合わせて、第二光散乱粒子及び第二バインダを含む第二光散乱層を例示して説明した。しかし、第一光散乱層と光を散乱させうる任意の層とを組み合わせる場合、任意の層の構造は、このように光散乱粒子によって光を散乱させうる層に限定されるものでは無い。以下、光散乱粒子以外の要素によって光を散乱させうる層を第一光散乱層と組み合わせた有機ＥＬ発光装置の例を、図面を示して説明する。
【０１２６】
図５は、本発明の第三実施形態に係る有機ＥＬ発光装置３００を模式的に示す斜視図である。図５に示す有機ＥＬ発光装置３００では、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の部位は、第一実施形態の説明において用いたのと同様の符号を付して示す。
図５に示すように、本発明の第三実施形態に係る有機ＥＬ発光装置３００は、基板層１３０と発光素子層１４０との間に光散乱構造層３７０を備えること以外は、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の構造を有する。
【０１２７】
光散乱構造層３７０は、異なる屈折率を有する第一透光層３７１及び第二透光層３７２を備える。これらの第一透光層３７１及び第二透光層３７２は境界面３７３で接している。また、第一透光層３７１及び第二透光層３７２は厚みが不均一に形成されている。そのため、前記の境界面３７３は平坦ではない凹凸面となっていて、互いに平行でない複数の面部３７３Ａ、３７３Ｂ及び３７３Ｃを含む。
【０１２８】
前記の境界面３７３を光が透過するとき、通常、その光は、境界面３７３への入射角に応じて屈折する。ここで、境界面３７３は、前記のように互いに平行でない複数の面部３７３Ａ〜３７３Ｃを含む。したがって、境界面３７３を光が透過する光は、面部３７３Ａ〜３７３Ｃ毎に屈折するので、境界面３７３を透過した後の光は複数の異なる方向へ進む。そのため、光散乱構造層３７０により、光を散乱させることができる。
【０１２９】
このような光散乱構造３７０を備える有機ＥＬ発光装置３００は、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様にして使用でき、第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００と同様の利点を得ることができる。
【０１３０】
［４．変更例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものでは無く、更に変更して実施しうる。
例えば、凹凸構造に含まれる単位プリズムは、一方向に直線状に延在するものに限られない。図６は、ある例に係るプリズム層４１１の出光面４００Ｕを模式的に示す平面図である。例えば、図６に示すように、複数の異なる方向に屈曲するように延在する単位プリズム４６１の集合によって、条列状のプリズム４６０を設けてもよい。
また、例えば、条列状のプリズムに含まれる単位プリズムの高さは、上述した実施形態のように一定でなく、異なっていてもよい。
【０１３１】
さらに、上述した実施形態では各単位プリズム１６１が当該単位プリズム１６１の延在方向において出光面１００Ｕの全体に連続して設けられた例を示して説明したが、単位プリズム１６１は、必ずしも当該単位プリズム１６１の延在方向において出光面１００Ｕの全体に連続して設けられていなくてもよい。例えば、図１に示した第一実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００のプリズム層１１１に、各単位プリズム１６１を当該単位プリズム１６１の延在方向（図１の奥行方向）において複数個に区切る隙間を設けてもよい。
【０１３２】
さらに、例えば、上述した実施形態に係る反射電極層１４３を、透明電極層及び反射層を組み合わせた複層部材に置き換えても、上述した実施形態に係る有機ＥＬ発光装置と同様の効果を有する装置を得ることができる。
【０１３３】
また、例えば、上述した実施形態に係る反射電極層１４３を、透明電極層に置き換えてもよい。これにより、両面から光を出光しうる有機ＥＬ発光装置を得ることができる。
【０１３４】
さらに、有機ＥＬ発光装置は、層の位置を変更してもよく、例えば、第一実施形態において第一光散乱層１２０を基板層１３０と透明電極層１４１との間に設けてもよい。また、例えば、第二実施形態に係る有機ＥＬ発光装置２００において、第一光散乱層１２０と第二光散乱層２７０との位置を入れ替えて、第一光散乱層１２０を発光素子層側、第二光散乱層２７０をプリズム側にしても、第二実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、例えば、第三実施形態に係る有機ＥＬ発光装置３００において、第一光散乱層１２０と光散乱構造層３７０とを入れ替えてもよい。また、有機ＥＬ発光装置は、基材フィルム層１１２、基板層１３０、封止層１５０を備えていなくてもよい。また、有機ＥＬ発光装置は、上述した層に加えて更に任意の層を備えていてもよい。
【０１３５】
［５．有機ＥＬ発光装置の用途］
本発明の有機ＥＬ発光装置は、例えば、照明器具及びバックライト装置等の用途に用いうる。照明器具は、本発明の有機ＥＬ発光装置を光源として有し、さらに、光源を保持する部材、電力を供給する回路等の任意の構成要素を含みうる。バックライト装置は、本発明の有機ＥＬ発光装置を光源として有し、さらに、筐体、電力を供給する回路、出光する光をさらに均一にするための拡散板、拡散シート、プリズムシート等の任意の構成要素を含みうる。バックライト装置の用途は、液晶表示装置等、画素を制御して画像を表示させる表示装置、並びに、看板等の固定された画像を表示させる表示装置のバックライトとして用いうる。
【実施例】
【０１３６】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものでは無く、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
以下の実施例及び比較例において、材料の量を表す「％」及び「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、実施例及び比較例中の操作は、別に断らない限り常温常圧の環境下で行った。
さらに、以下の実施例及び比較例において、光散乱層における光散乱の平均自由行程の計算は、真空中での波長５５０ｎｍの光に対して、ミー散乱理論を用いた前述の方法によって行った。【０１３７】
［Ｉ．実測に基づく実施例及び比較例］
［実施例１］
（１−１．有機ＥＬ素子の製造）
厚み０．７ｍｍ、屈折率１．５２のガラス基板の一方の面に、厚み１００ｎｍの透明電極層、厚み１０ｎｍのホール輸送層、厚み２０ｎｍの黄色発光層、厚み１５ｎｍの青色発光層、厚み１５ｎｍの電子輸送層、厚み１ｎｍの電子注入層、および厚み１００ｎｍの反射電極層を、この順に形成した。ホール輸送層から電子輸送層までは、全て有機材料により形成した。黄色発光層および青色発光層は、それぞれ異なる発光スペクトルを有していた。【０１３８】
透明電極層から反射電極層までの各層を形成した材料は、それぞれ下記の通りであった。
・透明電極層；錫添加酸化インジウム（ＩＴＯ）
・ホール輸送層；４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）
・黄色発光層；ルブレン１．５重量％添加  α−ＮＰＤ
・青色発光層；イリジウム錯体１０重量％添加  ４，４’−ジカルバゾリル−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）
・電子輸送層；フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ）
・電子注入層；フッ化リチウム（ＬｉＦ）
・反射電極層；Ａｌ【０１３９】
透明電極層の形成は、ＩＴＯターゲットとした反応性スパッタリング法にて行った。
また、ホール注入層から反射電極層までの形成は、透明電極層を既に形成したガラス基板を真空蒸着装置内に設置し、上記のホール輸送層から反射電極層までの材料を抵抗加熱式により順次蒸着させることにより行なった。蒸着は、系内圧は５×１０−３Ｐａ、蒸発速度０．１ｎｍ／ｓ〜０．２ｎｍ／ｓで行った。【０１４０】
その後、電極層に通電のための配線を取り付け、さらにホール輸送層から反射電極層までを封止基板により封止した。これにより、（ガラス基板）／（透明電極層）／（ホール輸送層）／（黄色発光層）／（青色発光層）／（電子輸送層）／（電子注入層）／（反射電極層）／（封止基板）の層構成を有する、発光素子を作製した。【０１４１】
（１−２．粘着剤組成物Ａの調製）
プラスチック容器に、高屈折ナノ粒子としての反応性修飾ジルコニア酸化物を含むスラリー（ソーラー社製「ＺＲ−０１０」、溶媒：メチルエチルケトン、粒子含有割合３０％、粒子比重約４、反応性修飾ジルコニア酸化物の粒子の体積平均粒子径１５ｎｍ、屈折率約１．９）８５重量部、第一光散乱粒子としてのシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「ＸＣ−９９」、体積平均粒子径０．７μｍ、比重１．３２、屈折率１．４３）５重量部、及び、分散用のジルコニアボール（ニッカトー社製「ＹＴＺ−０．５」）５００重量部を入れた。
この容器をボールミル架台に載せ、毎秒２回転の速度で３０分間、ボールミル分散を行った。ボールミル分散後、容器の内容物をふるいにかけてジルコニアボールを取り除き、混合物１を得た。【０１４２】
この混合物１に、アクリル系粘着剤（サイデン化学社製「Ｘ−３１１０３３Ｓ」、固形分３５％、比重１．１）１００重量部、及び可塑剤（イーストマン社製「ＢＥＮＺＯＦＬＥＸ  ９−８８ＳＧ」、ジエチレングリコールジベンゾアート、比重約１．０）５重量部を加え１５分攪拌した。続いて、シランカップリング剤（信越化学工業社製「ＫＢＭ−８０３」、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）１重量部、及び硬化剤（三菱化学社製「ＮＹ−２６０Ａ」）０．６重量部を加えて１５分攪拌し、第一光散乱層を形成するための粘着剤組成物Ａを得た。【０１４３】
（１−３．第一光散乱層のバインダの屈折率の測定）
シリコーン粒子を加えなかった以外は前記工程（１−２）と同様に操作して、シリコーン粒子を含まない粘着剤組成物Ａ’を得た。
この粘着剤組成物Ａ’を、ガラス板の片面に、乾燥後の厚みが１０μｍとなるように塗布し、８０℃で５分乾燥させて、試験用粘着層を形成した。この試験用粘着層の屈折率を、エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製「Ｍ−２０００」）にて測定したところ、屈折率は１．５６であった。【０１４４】
（１−４．散乱粘着シートの作製）
上記で得られた粘着剤組成物Ａを、厚み１００μｍの基材フィルム層（日本ゼオン社製「ゼオノアフィルムＺＦ１４−１００」、屈折率１．５２）の片面に、乾燥後の厚みが４０μｍとなるように塗布し、８０℃で５分乾燥させた。これにより、基材フィルム層上に粘着性を有する第一光散乱層（散乱粘着層）を形成して、基材フィルム層及び第一光散乱層を備える散乱粘着シートを得た。【０１４５】
（１−５．プリズムの形成）
前記散乱粘着シートの第一光散乱層とは反対側の面に、ＵＶ硬化性樹脂（大同化成工業社製「Ｐ５７９０ＰＳ３Ｃ」）を厚さ１０μｍで塗布した。塗布されたＵＶ硬化性樹脂の膜上に、金型を配置した。この金型の表面には、ピッチ１０μｍ、頂角６０°の二等辺三角形の断面を有する単位プリズムが一様に並んだ形状を有する条列状の凹凸構造が形成されていた。この金型をＵＶ硬化性樹脂の膜に当て、第一光散乱層を通して５００ｍＪの紫外線をＵＶ硬化性樹脂の膜に照射した。これによりＵＶ硬化性樹脂の膜が固まって、基材フィルムの第一光散乱層とは反対側に条列状のプリズムが形成された。【０１４６】
（１−６．有機ＥＬ発光装置の製造）
プリズムを設けられた散乱粘着シートを、前記工程（１−１）で得られた発光素子のガラス基板側の表面に貼り付けた。これにより、（プリズム）／（基材フィルム層）／（粘着剤組成物Ａからなる第一光散乱層）／（ガラス基板）／（透明電極層）／（ホール輸送層）／（黄色発光層）／（青色発光層）／（電子輸送層）／（電子注入層）／（反射電極層）／（封止基板）の層構成を有する、有機ＥＬ発光装置を得た。【０１４７】
［実施例２］
（２−１．粘着剤組成物Ｂの調製）
冷却管、窒素導入管、温度計及び撹拌機を備えた反応容器を用意した。この反応容器に、溶媒としての酢酸エチル２３３部；並びに、ブチルアクリレート３０部、フェノキシエチルアクリレート７０部、アクリル酸０．５部、４‐ヒドロキシブチルアクリレート０．３部、及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．２部を入れた。窒素置換を行った後、反応容器内を５５℃に昇温し、１５時間重合反応を行なって、重量平均分子量８１万のアクリル系共重合体の溶液を得た。このアクリル系共重合体の屈折率は、１．５３であった。【０１４８】
この溶液に、上記アクリル系共重合体の固形分１００部に対して；タッキファイヤーとしてα−メチルスチレンとスチレンの共重合体（イーストマンケミカル社製「クリスタレックス３０８５」、軟化点８２℃〜８８℃、重量平均分子量１２００、屈折率１．６１）６０部、および、スチレンオリゴマー（イーストマンケミカル社製「ピコラスチックＡ５」、軟化点が室温以下、重量平均分子量４３０、屈折率１．６０）７部；架橋剤としてトリメチロールプロパンのイソホロンジイソシアネート付加物０．６部；第一光散乱粒子としてシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「ＸＣ−９９」、体積平均粒子径０．７μｍ、比重１．３２）２０重量部；を添加して、粘着剤組成物Ｂを得た。【０１４９】
（２−２．第一光散乱層のバインダの屈折率の測定）
シリコーン粒子を加えなかったこと以外は前記工程（２−１）と同様に操作して、シリコーン粒子を含まない粘着剤組成物Ｂ’を得た。
この粘着剤組成物Ｂ’を、ガラス板の片面に、乾燥後の厚みが１０μｍとなるように塗布し、８０℃で５分乾燥させて、試験用粘着層を形成した。この試験用粘着層の屈折率を、エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製「Ｍ−２０００」）にて測定したところ、屈折率は１．５６であった。【０１５０】
（２−３．有機ＥＬ発光装置の製造）
前記工程（１−４）において粘着剤組成物Ａの代わりに粘着剤組成物Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、（プリズム）／（基材フィルム層）／（粘着剤組成物Ｂからなる第一光散乱層）／（ガラス基板）／（透明電極層）／（ホール輸送層）／（黄色発光層）／（青色発光層）／（電子輸送層）／（電子注入層）／（反射電極層）／（封止基板）の層構成を有する、有機ＥＬ発光装置を得た。【０１５１】
［比較例１］
前記工程（１−４）において、粘着剤組成物Ａの代わりに、シリコーン粒子を含まない粘着剤組成物Ａ’を用いたこと以外は実施例１と同様にして、（プリズム）／（基材フィルム層）／（粘着剤組成物Ａ’からなる粘着層）／（ガラス基板）／（透明電極層）／（ホール輸送層）／（黄色発光層）／（青色発光層）／（電子輸送層）／（電子注入層）／（反射電極層）／（封止基板）の層構成を有する、有機ＥＬ発光装置を得た。【０１５２】
［評価］
〔第一光散乱層における光散乱の平均自由行程の計算〕
上述した実施例１及び２について、第一光散乱層の厚み３５μｍ、バインダの屈折率１．５６、第一光散乱粒子の平均粒子径０．７μｍ、第一光散乱層の固形分に対する第一光散乱粒子の濃度６．９重量％として、ミー散乱理論に基づいて第一光散乱層の平均自由行程Ｌ１を計算したところ、実施例１及び２のいずれにおいても、Ｌ１＝１４μｍであった。よって、実施例１及び２のいずれにおいても、第一光散乱層ではＤ１／Ｌ１＝２．９であった。【０１５３】
〔光取出効率の測定〕
上述した実施例及び比較例で製造した有機ＥＬ発光装置の全光束を、高速配光測定システム（ＲＡＤＩＥＮＴ社製「ＩＭＡＧＩＮＧ  ＳＨＥＲＥ」）にて測定した。測定された全光束の値を、実施例１の工程（１−１）で得た発光素子の全光束の値で割って、光取出効率を求めた。その結果を、下記の表に示す。【０１５４】
【表１】
2016017734.tif 000008
【０１５５】
表１から、実施例１及び２において高い光取出効率が得られていることが分かる。このことから、本発明により、条列状のプリズムを備え、且つ、光取出効率に優れる有機ＥＬ発光装置を実現できることが確認された。
また、実施例２のように実施例２のように屈折率の高い重合体をバインダとして用いた第一光散乱層においては、ジルコニア酸化物等の高価な高屈折ナノ粒子が不要である。また、高屈折ナノ粒子の分散のためのボールミル処理等の煩雑な操作も不要である。そのため、バインダとしては、屈折率の高い重合体を含むものを用いることが好ましい。【０１５６】
［II．シミュレーションによる実施例］
［実施例３及び比較例２：Ｄ１／Ｌ１の範囲］
有機ＥＬ発光装置のモデルについて、プログラム（ＯＲＡ社製「Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ」）を用いた光学シミュレーションにより、全光束を計算した。【０１５７】
実施例３でモデル化した有機ＥＬ発光装置は、（プリズム）／（基材フィルム層）／（ガラス基板）／（第一光散乱層）／（透明電極層）／（発光層）／（反射電極層）の層構成を有するものとして設定した。
プリズムでは、二等辺三角形の断面を有する単位プリズムが一様に並んだ凹凸構造を有すると設定した。このプリズムは、ピッチ２０μｍ、プリズムの頂角６０°、屈折率１．５２と設定した。
基材フィルム層は、屈折率１．５２、厚み１００μｍと設定した。
ガラス基材は、屈折率１．５２、厚み６００μｍと設定した。
第一光散乱層は、第一光散乱粒子の平均粒子径０．５μｍ、第一光散乱粒子の屈折率１．４３、バインダの屈折率１．７５と設定した。
透明電極層は、屈折率１．８、厚み０．１５μｍと設定した。
発光層は、屈折率１．８、厚み０．２μｍと設定した。
反射電極層は、反射率８５％と設定した。
そうして透明電極層と第一光散乱層の界面に、ランバーシアン配光の仮想発光面を設定した。【０１５８】
また、比較例２では、プリズムが設けられていないこと以外は実施例３と同様の有機ＥＬ発光装置をモデル化した。【０１５９】
前記のようにモデル化した有機ＥＬ発光装置において、第一光散乱層の厚み、及び、第一光散乱層における第一光散乱粒子の濃度を変えることによって、Ｄ１／Ｌ１の値を変化させたときの、全光束を計算した。計算された全光束の結果を、相対値で、図７に示す。【０１６０】
図７から、光散乱層をプリズムと組み合わせることにより高い光取出効率を得られることが確認された。また、実施例３においてＤ１／Ｌ１の値が６未満であるときに、比較例２の全光束の最大値よりも大きい全光束を得られていることから、Ｄ１／Ｌ１＜６であることが好ましいことが分かる。【０１６１】
［実施例４：プリズムの頂角］
有機ＥＬ発光装置のモデルについて、プログラム（ＯＲＡ社製「Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ」）を用いた光学シミュレーションにより、全光束を計算した。【０１６２】
実施例４でモデル化した有機ＥＬ発光装置は、（プリズム）／（基材フィルム層）／（ガラス基板）／（第一光散乱層）／（透明電極層）／（発光層）／（反射電極層）の層構成を有するものとして設定した。
プリズムは、二等辺三角形の断面を有するプリズムが一様に並んだ凹凸構造を有すると設定した。この凹凸構造層において、プリズムのピッチ２０μｍ、屈折率１．５２と設定した。
基材フィルム層は、屈折率１．５２、厚み１００μｍと設定した。
ガラス基材は、屈折率１．５２、厚み６００μｍと設定した。
第一光散乱層は、第一光散乱粒子の平均粒子径０．５μｍ、第一光散乱粒子の屈折率１．４３、バインダの屈折率１．７５、厚み５μｍと設定した。
透明電極層は、屈折率１．８、厚み０．１５μｍと設定した。
発光層は、屈折率１．８、厚み０．２μｍと設定した。
反射電極層は、反射率８５％と設定した。そうして透明電極層と第一光散乱層の界面に、ランバーシアン配光の仮想発光面を設定した。【０１６３】
このようにモデル化した有機ＥＬ発光装置において、プリズムの頂角を変化させたときの、全光束を計算した。この全光束の計算は、第一光散乱層における第一光散乱粒子の濃度を変えることによってＤ１／Ｌ１の値を０．４、０．８、１．５及び３とした場合のそれぞれにおいて行った。計算された全光束の結果を、相対値で、図８に示す。【０１６４】
図８から、Ｄ１／Ｌ１の値が０．４〜１．５程度と小さい場合は、プリズムの頂角が６０°〜７０°近辺で全光束が極大となることが分かる。また、Ｄ１／Ｌ１の値が大きいときは、プリズムの頂角が鋭角で全光束が大きくなることが分かる。したがって、プリズムの頂角をおよそ８０°以下にすることで、光取出効率を特に大きくすることができる。【０１６５】
［実施例５：第一光散乱層と第二光散乱層との組み合わせ］
有機ＥＬ発光装置のモデルについて、プログラム（ＯＲＡ社製「Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ」）を用いた光学シミュレーションにより、全光束を計算した。【０１６６】
モデル化した有機ＥＬ発光装置は、プリズムとガラス基板との間に、第二光散乱粒子及びバインダを含む第二光散乱層が設けられていること以外は、実施例３でモデル化した有機ＥＬ発光装置と同様の層構成を有するものとして設定した。
また、第二光散乱層は、第二光散乱粒子の平均粒子径０．７μｍ、第二光散乱粒子の屈折率１．４３、第二光散乱粒子の体積濃度８％、バインダの屈折率１．５６、厚み２０μｍとした。Ｄ２／Ｌ２＝１．５であった。【０１６７】
前記のようにモデル化した有機ＥＬ発光装置において、第一光散乱層の厚み、及び、第一光散乱層における第一光散乱粒子の濃度を変えることによって、Ｄ１／Ｌ１の値を変化させたときの、全光束を計算した。計算された全光束の結果を、実施例３及び比較例２の結果と一緒に、相対値で、図９に示す。【０１６８】
図９から、第一光散乱層に第二光散乱層を組み合わせることで、広い範囲のＤ１／Ｌ１において、光取出効率を高められることが分かる。このことから、第一光散乱層のＤ１／Ｌ１及び第二光散乱層のＤ２／Ｌ２がばらついていても、光取出効率を安定させられることが分かる。また、プリズム、第一光散乱層及び第二光散乱層の組み合わせは、広範な範囲のＤ１／Ｌ１を有する有機ＥＬ発光装置に適用しうることが分かる。【０１６９】
［参考例１］
光散乱粒子及びバインダを含む層の厚みＤと光散乱の平均自由行程Ｌとの比Ｄ／Ｌを、屈折率が１．４８又は１．５６のバインダを用いた場合それぞれについて、図１０に示す。この際、層の厚み２０μｍ、光散乱粒子の平均粒子径０．７μｍ、光散乱粒子の屈折率１．４３とした。またバインダの比重を１、光散乱粒子の比重１．３２とした。
図１０から、屈折率の高いバインダを使う方が、少ない量の光散乱粒子によって大きなＤ／Ｌの値を得ることができることが分かる。よって、屈折率の高いバインダを用いると、所望のＤ／Ｌを得ることが容易になり、結果として光取出効率を向上させることが容易になることが分かる。
【符号の説明】
【０１７０】
１００  有機ＥＬ発光装置
１００Ｕ  出光面
１１１  プリズム層
１１２  基材フィルム層
１１２Ｄ  基材フィルム層の面
１２０  第一光散乱層
１３０  基板層
１４０  発光素子層
１４１  透明電極層
１４２  発光層
１４３  反射電極層
１５０  封止層
１６０  条列状のプリズム
１６１  単位プリズム
２００  有機ＥＬ発光装置
２７０  第二光散乱層
３００  有機ＥＬ発光装置
３７０  光散乱構造層
３７１  第一透光層
３７２  第二透光層
３７３  境界面
３７３Ａ〜３７３Ｃ  面部
４００Ｕ  出光面
４１１  プリズム層
４６０  条列状のプリズム
４６１  単位プリズム
【図１】
2016017734.tif 000009
【図２】
2016017734.tif 000010
【図３】
2016017734.tif 000011
【図４】
2016017734.tif 000012
【図５】
2016017734.tif 000013
【図６】
2016017734.tif 000014
【図７】
2016017734.tif 000015
【図８】
2016017734.tif 000016
【図９】
2016017734.tif 000017
【図１０】
2016017734.tif 000018
【国際調査報告】
2016017734.tif 000019
2016017734.tif 000020
2016017734.tif 000021
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