(57)【要約】【課題】光取り出し効率が向上する配光制御した有機ＥＬ装置を提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０（１４，１６，１８）と、有機ＥＬ層４０（１４，１６，１８）上に配置された第２電極層２０とを備え、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。【選択図】図１
2012227122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上において、ランダムな凹凸面を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側にランダムな凹凸部を有するフィルムを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側に所定のパターン構造でパターニングされた凹凸部を有するフィルムを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記有機ＥＬ層は、１層以上の電荷発生層と、２層以上の発光層を有するマルチフォトンエミッション型の有機ＥＬ層であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、
前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、
前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上において、ランダムな凹凸面を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１２】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１３】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１４】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側にランダムな凹凸部を有するフィルムを備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１５】
前記基板の前記第１電極層が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側に所定のパターン構造でパターニングされた凹凸部を有するフィルムを備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１６】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１７】
素子表面反射率平均が、７０％以上であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１８】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と
を備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１９】
前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層および前記第２電極層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層および前記第２電極層が封止されると共に、前記第２電極層より前記封止板内に放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする請求項１８に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２０】
前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項１９に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２１】
前記封止板の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えることを特徴とする請求項１９または２０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２２】
前記封止板の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項１９または２０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２３】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、
前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と
を備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２４】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、
前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層と
を備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２５】
前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記複数の発光ユニット、前記電荷発生層、前記第１電極層および前記第２電極層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記複数の発光ユニット、前記電荷発生層、前記第１電極層および前記第２電極層が封止されると共に、前記第２電極層より前記封止板内に放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする請求項２３または２４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２６】
前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項２５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２７】
前記封止板の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えることを特徴とする請求項２５または２６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２８】
前記封止板の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項２５または２６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２９】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３０】
前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層および前記第２電極層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層および前記第２電極層が封止されると共に、前記第２電極層より前記封止板内に放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする請求項２９に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３１】
前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項３０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３２】
前記封止板の表面および前記基板の表面のいずれかも若しくは両方に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えることを特徴とする請求項３０または３１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３３】
前記封止板の表面および前記基板の表面のいずれかも若しくは両方に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項３０または３１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３４】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、
前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３５】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、
前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、
前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層と
を備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３６】
前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記複数の発光ユニット、前記電荷発生層、前記第１電極層および前記第２電極層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記複数の発光ユニット、前記電荷発生層、前記第１電極層および前記第２電極層が封止されると共に、前記第２電極層より前記封止板内に放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高いことを特徴とする請求項３４または３５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３７】
前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項３４または３５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３８】
前記封止板の表面および前記基板の表面のいずれかも若しくは両方に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えることを特徴とする請求項３６または３７に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３９】
前記封止板の表面および前記基板の表面のいずれかも若しくは両方に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項３６または３７に記載の有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置に関し、特に、配向制御した有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光素子として有機ＥＬ（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いた表示装置や照明装置が実用化に向けて開発が進められている。このような有機ＥＬ素子は、一般的には、ガラス基板、透明プラスチックフィルムなどの透明支持基板上に陽極である透明電極と、有機層と、陰極である金属電極を順に積層して作製される。
【０００３】
透明電極と金属電極との間に印加された電圧により、陰極から供給された電子と、陽極から供給された正孔とが有機層内で再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際にＥＬ発光する。ＥＬ発光した光は、透明電極を透過し、透明支持基板の側から外部に取り出される（（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００４】
最近では、高輝度を得るために、複数の有機ＥＬ層を電荷発生層を介して積層させる、マルチフォトンエミッション（Multi Photon Emission；ＭＰＥ）といわれる構造のものが提案されている（（例えば、特許文献４を参照。）。
【０００５】
有機ＥＬ装置を照明に用いる場合、輝度・寿命の向上のためには、ＭＰＥ構造が適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０１０６３４号
【特許文献２】特開２００９−９８６１号公報
【特許文献３】特開２００２−２６０８４５号公報
【特許文献４】特開２００３−０４５６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の有機ＥＬ素子においては、基板外部に射出された光（便宜的に正面輝度という）に基づいて、輝度測定の条件設定がなされていた。
【０００８】
一般的に、全反射成分を減らすために、基板内部の配光は、前方に突出した形状となり、必ずしも光の総量（全光束）としては最大化されてはいなかった。
【０００９】
したがって、従来の有機ＥＬ素子においては、有機層で生じた光を外部に十分に取り出すことができないという問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、光取り出し効率が向上する配光制御した有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層とを備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層とを備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層とを備え、前記第２電極層より放出された配光特性において、前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、有機発光層を中心に正孔輸送層および電子輸送層からなる複数の発光ユニットと、前記複数の発光ユニットの内、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された第２電極層と、前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な第１電極層と、前記第１電極層上に積層して配置され、第１有機発光層を中心に第１正孔輸送層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、前記第１発光ユニット上に積層して配置され、第２有機発光層を中心に第２正孔輸送層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された第２電極層とを備え、前記第１電極層より前記基板内に放出された配光特性および前記第２電極層より放出された配光特性において、前記基板に垂直な軸から測った第１角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ前記第２電極層に垂直な軸から測った第２角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い有機ＥＬ装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光取り出し効率が向上する配光制御した有機ＥＬ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）比較例に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図、（ｂ）図１（ａ）の基板内配光Ｊの配光特性例。
【図２】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３】第１の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４】第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５】第１の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図６】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の動作原理を説明する模式的断面構造図。
【図７】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、全光束φと発光位置‐カソード間距離Ｌとの関係を示す図。
【図８】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、全光束φが高い時の発光位置‐カソード間距離Ｌをパラメータとする輝度（ｃｄ／ｍ2）と正面方向からの角度θ1（度）との関係を示す図。
【図９】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、全光束φが低い時の発光位置‐カソード間距離Ｌをパラメータとする輝度（ｃｄ／ｍ2）と正面方向からの角度θ1（度）との関係を示す図。
【図１０】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、素子正面反射率平均（リフレクタンス）について説明するための模式的断面構造図。
【図１１】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、リフレクタンスと波長λとの関係を示す図。
【図１２】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、反射率の異なる素子構造の説明図であって、（ａ）基板の発光面が平坦構造の模式的断面構造図、（ｂ）凹凸部を有する光取り出しフィルムを備える構造の模式的断面構造図。
【図１３】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光取り出しフィルムによる向上度とリフレクタンスとの関係を示す図。
【図１４】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光取り出しフィルムを貼った場合に、繰り返し反射される反射光の効果を説明する模式的断面構造図。
【図１５】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光取り出しフィルムの模式的平面パターン構成図であって、（ａ）円形パターン例、（ｂ）三角形を基調とする円形パターン例、（ｃ）正方形パターン例、（ｄ）長方形パターン例。
【図１６】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光取り出しフィルムの模式的断面構造図であって、（ａ）矩形構造例、（ｂ）台形構造例、（ｃ）三角形構造例、（ｄ）半円形構造例。
【図１７】（ａ）基板の発光面が平坦な構造例における基板内配光Ｊiと外部配光Ｊoを説明する模式的断面構造図、（ｂ）基板の発光面に凹凸面を備える構造例における基板内配光Ｊiと外部配光Ｊoを説明する模式的断面構造図。
【図１８】図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、外部正面での輝度の最大化を図る比較例に係る有機ＥＬ装置の基板内配光Ｊiのパターン例。
【図１９】図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、外部正面での輝度の最大化を図る比較例に係る有機ＥＬ装置の外部配光Ｊoのパターン例。
【図２０】図１７（ｂ）に示す基板面凹凸構造で、外部正面での輝度の最大化を図る比較例に係る有機ＥＬ装置の外部配光Ｊoのパターン例。
【図２１】図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、内部全光束最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の基板内配光Ｊiのパターン例。
【図２２】図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、内部全光束最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の外部配光Ｊoのパターン例。
【図２３】図１７（ｂ）に示す基板面凹凸構造で、内部全光束最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の外部配光Ｊoのパターン例。
【図２４】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ層の膜厚を調整することで、配光特性を制御する様子を説明する配光パターン例。
【図２５】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２６】第２の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２７】第２の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２８】第２の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２９】第２の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３０】第２の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３１】第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３２】第２の実施の形態の変形例７に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３３】第２の実施の形態の変形例８に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３４】第２の実施の形態の変形例９に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３５】第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３６】第３の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３７】第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３８】第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３９】第３の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４０】第３の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４１】第３の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４２】第３の実施の形態の変形例７に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４３】第３の実施の形態の変形例８に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４４】第３の実施の形態の変形例９に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４５】第３の実施の形態の変形例１０に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４６】第３の実施の形態の変形例１１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４７】第３の実施の形態の変形例１２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４８】第３の実施の形態の変形例１３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２３】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２４】
（比較例）
比較例に係る有機ＥＬ装置２ａは、図１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層４０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、基板１０は、一般的に使用されている屈折率１．５程度のガラス基板とする。
【００２５】
例えば、比較例に係る有機ＥＬ装置２ａ内における光の挙動は、図１（ａ）中の矢印で示されるように、薄膜モード光（ｈνt）が約５０％、基板モード光（ｈνs）が約３０％、外部取り出し光（ｈνo）が約２０％である。また、図１（ｂ）に示すように、約４５度以上の領域Ａの光は、通常、基板―空気界面で全反射される。このため、図１（ｂ）に示すように、全反射成分を減らすために、基板内部の配光特性は、前方に突出した形状としている。このため、比較例に係る有機ＥＬ装置２ａの配光特性例は、必ずしも光の総量（全光束）としては最大化されていない。
【００２６】
（有機ＥＬ装置）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層４０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、基板内配光Ｊの配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されている。
【００２７】
ここで、有機ＥＬ層４０は、第１電極層１２上に配置される正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole Transfer Layer）１４と、正孔輸送層１４上に配置される有機発光層（ＥＭＬ:Emission Layer）１６と、有機発光層１６上に配置される電子輸送層（ＥＴＬ:Electron Transfer Layer）１８とを備える。
【００２８】
基板１０は、光を透過する透明基板として、例えば、ガラス基板やガスバリア膜付プラスチックフィルムなどを適用することができる。厚さは、例えば、約０．１〜１．１ｍｍ程度である。また、基板１０には、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明な樹脂を用いてフレキシブル性を持たせることも可能である。
【００２９】
第１電極層１２は、厚さが、例えば、約５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極で形成することができる。また、第１電極層１２は、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）、ＡＴＯ（アンチモンースズ酸化物）、或いはＰＥＤＯＴＴ−ＰＳＳで形成することもできる。また、第１電極層１２は、Ａｇなど金属の薄膜による半透明電極でも良い。
【００３０】
有機ＥＬ層４０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、有機発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。ここで、有機ＥＬ層４０は、有機発光層１６を中心に正孔輸送層１４および電子輸送層１８からなり、積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４、有機発光層１６および電子輸送層１８の順序であっても、或いは電子輸送層１８、有機発光層１６および正孔輸送層１４の順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【００３１】
正孔輸送層１４は、第１電極層１２から注入された正孔を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル−１−）Ｎ−フェニル−アミノ]−ビフェニルなどで形成することができる。
【００３２】
有機発光層１６は、注入された正孔および電子が再結合して発光するための層であり、例えば、ドーパントとして、ルブレンや、遷移金属原子を含む錯体がドーピングされたアルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
【００３３】
あるいは、有機発光層１６の一部の層は、青色の発光種、例えば、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−１，１’−ビフェニル）が、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３４】
あるいは、有機発光層１６の一部の層は、緑色の発光種、例えば、ジメチルキナクリドンが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３５】
あるいは、有機発光層１６の一部の層は、赤色の発光種、例えば、ナイルレッドが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３６】
電子輸送層１８は、第２電極層２０から注入された電子を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、アルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
【００３７】
なお、有機ＥＬ層４０は、正孔輸送層１４、電子輸送層１８に加えて、例えば、正孔輸送層１４に隣接した正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）、電子輸送層１８に隣接した電子注入層（ＥＩＬ：Electron Injection Layer）等を備えていても良い。
【００３８】
第２電極層２０は、材質が、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの高反射率を有する金属膜で形成することができる。
【００３９】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１に示すように、基板１０が発光面を有する透明基板で形成され、第２電極層２０が金属層で形成されたボトムエミッションの構成を備えている。
【００４０】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、第１電極層１２の表面より、斜めにボトムエミッション光を出すことによって、基板１０内に放出された配光Ｊの光の総量（全光束）が向上する。
【００４１】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、図２に示すように、基板１０は、第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、ランダムな凹凸面４２を備えていても良い。このように、基板１０の発光面にランダムな凹凸面４２を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、基板１０の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も基板１０の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。
【００４２】
（変形例１）
第１の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図３に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備える。
【００４３】
ここで、所定のパターン構造は、例えば、円形パターン、三角形を基調とする円形パターン、矩形パターン、長方形パターンのいずれかを有していても良い。
【００４４】
第１の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。
【００４５】
第１の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２においても、基板内配光Ｊの配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第１の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４６】
（変形例２）
第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、図４に示すように、有機ＥＬ層４０が、１層以上の電荷発生層２２と、２層以上の有機発光層１６を有するＭＰＥ型構造を備える。
【００４７】
第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、一般的に、図４に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nと、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nの内、積層方向の最上部に配設された発光ユニット４０n上に配置された第２電極層２０と、発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層２２1・２２2・…・２２n-1とを備える。ここで、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【００４８】
ここで、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nは、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる。積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４1・１４2・…・１４n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nの順序であっても、或いは電子輸送層１８1・１８2・…・１８n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nの順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【００４９】
第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、具体的に、図４に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、第１電極層１２側から第１正孔輸送層１４1、第１有機発光層１６1および第１電子輸送層１８1からなる第１発光ユニット４０1と、第１電極層１２側側から第２正孔輸送層１４2、第２有機発光層１６2および第２電子輸送層１８2からなる第２発光ユニット４０2と、第１発光ユニット４０1と第２発光ユニット４０2間に介在して配置された電荷発生層２２と、積層方向の最上部に配設された第２発光ユニット４０2上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、基板内配光Ｊの配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２の配光特性例は、光の総量（全光束）としては最大化されている。
【００５０】
電荷発生層２２1〜２２ｎ-1は、例えば、有機化合物、若しくは単体でアルミニウムよりも低い融点を有する金属からなる無機化合物で形成されている。この電荷発生層２２1〜２２ｎ-1を構成する無機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００５１】
その無機化合物には、例えば、酸化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物などが含まれる。Ａｌの融点は、約６６０℃であるが、単体でＡｌよりも低い融点を有する金属としては、例えば、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）などがある。Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎの融点は、それぞれ約２９．８℃、１５６．４℃、６３０．７℃、および４１９．５℃である。
【００５２】
また、電荷発生層２２1〜２２ｎ-1は、有機化合物で形成されていても良い。この電荷発生層２２1〜２２ｎ-1を構成する有機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００５３】
第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２において、図４に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、ランダムな凹凸面４２を備えていても良い。
【００５４】
第１の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０の発光面にランダムな凹凸面４２を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
（変形例３）
第１の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、図５に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備える。
【００５６】
ここで、所定のパターン構造は、例えば、円形パターン、三角形を基調とする円形パターン、矩形パターン、長方形パターンのいずれかを有していても良い。
【００５７】
第１の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。
【００５８】
第１の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側にランダムな凹凸部を有するフィルムを備えていても良い。
【００５９】
第１の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２においても、基板内配光Ｊの配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第１の実施の形態の変形例３に係るに係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
―角度設定条件―
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の動作原理を説明する模式的断面構造は、図６に示すように表される。図６において、正孔輸送層１４の厚さを一定とし、発光位置―カソード（第２電極層）間距離Ｌを可変にすると、第１電極層１２から基板１０側に出てくる光の総量（全光束）は、変化する。ここで、図６において、正面方向からの角度θ（度）は、基板１０に垂直な軸から測り、基板から空気（外部）へ向う方向を０°とする。
【００６１】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、全光束φと発光位置‐カソード間距離Ｌとの関係は、図７に示すように表される。図７から明らかなように、全光束φのピークＰは、発光位置‐カソード間距離Ｌが、約６０ｎｍ、約２７０ｎｍ、約４２０ｎｍにおいて得られている。また、全光束φのボトムＱは、発光位置‐カソード間距離Ｌが、約１８０ｎｍ、約３６０ｎｍにおいて、得られている。
【００６２】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、全光束φが高い時の発光位置‐カソード間距離Ｌをパラメータとする輝度（ｃｄ／ｍ2）と正面方向からの角度θ（度）との関係は、図８に示すように表される。図８から明らかなように、全光束φが高い時の発光位置‐カソード間距離Ｌが、約６０ｎｍ、約２７０ｎｍ、約４２０ｎｍにおいて、輝度のピークは、角度θが約２０度〜約５０度の範囲（矢印Ｂ）内で得られている。
【００６３】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、全光束φが低い時の発光位置‐カソード間距離Ｌをパラメータとする輝度（ｃｄ／ｍ2）と正面方向からの角度θ（度）との関係は、図９に示すように表される。図９から明らかなように、全光束φが低い時の発光位置‐カソード間距離Ｌは、約１８０ｎｍ、約３６０ｎｍにおいて、輝度のピークは、角度θが約０度〜約１５度の範囲（矢印Ｃ）、および角度θが約６０度〜約８５度の範囲（矢印Ｄ）内で得られている。
【００６４】
―素子表面反射率平均―
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、素子正面反射率平均（リフレクタンス）は、図１０に示すように、基板表面が平坦な状態で、外部（正面）から入射光Ｉiを入射し、その反射光Ｉoを測定することによって得られる。第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の発光スペクトル域は、通常４４０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度であることから、リフレクタンスの波長λ依存性を測定し、発光スペクトル域の平均値を算出する。
【００６５】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、リフレクタンスと波長λとの関係は、図１１に示すように表される。図１１では、素子表面反射率平均が約８０％の例が示されている。
【００６６】
―素子表面反射率平均と全光束向上率の関係―
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、反射率の異なる素子構造の説明図であって、基板１０の発光面が平坦構造の模式的断面構造は、図１２（ａ）に示すように表され、凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７を備える構造の模式的断面構造は、図１２（ｂ）に示すように表される。図１２（ａ）の構造では外部に取り出される光ｈν1の全光束量に対して、図１２（ｂ）の構造で外部に取り出される光ｈν2の全光束量が大きい。ここで、向上度＝［光取り出しフィルムを貼った場合の全光束］／［光取り出しフィルムを貼らない未処理の場合の全光束］で表される。
【００６７】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、光取り出しフィルム４７による向上度と素子正面反射率平均（リフレクタンス）との関係は、図１３に示すように表される。向上度とリフレクタンスの関係は、ほぼリニアな関係にあり、リフレクタンスの値が６０％、７０％、８０％に対して、それぞれ、向上度は約１．２、１．４、１．６の値が得られている。
【００６８】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、充分な向上度を得るためには、素子表面反射率平均が、７０％以上であることが望ましい。
【００６９】
―繰り返し反射される反射光の効果―
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７を貼った場合に、繰り返し反射される反射光の効果を説明する模式的断面構造は、図１４に示すように表される。図１４に示すように、出力光ｈνoに対して、反射光ｈνrは、凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７と、図１４中のＫ部分に示すように、有機ＥＬ層４０と第２電極層２０の界面で繰り返し反射される。有機ＥＬ装置２内での光吸収率が高い場合や第２電極層２０での反射率が低い場合には、繰り返し反射される反射光の強度は次第に低下する。
【００７０】
一方、有機ＥＬ装置２内での光吸収率が相対的に低く、第２電極層２０での反射率が相対的に高い場合には、有機ＥＬ装置２内、および有機ＥＬ層４０と第２電極層２０との界面で光の強度の劣化は低く、外部への光の取り出し効果が高い。凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７を基板１０の発光面に貼った場合、全反射光が反射を繰り返すうちに、全反射条件を外れ、外部に取り出され易くなる。したがって、反射率が高いほど外部への光の取り出し効果が高い。
【００７１】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１２（ｂ）および図１４に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側に所定のパターン構造でパターニングされた凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７を備えていても良い。
【００７２】
ここで、所定のパターン構造は、例えば、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、円形パターン、三角形を基調とする円形パターン、矩形パターン、長方形パターンのいずれかを有していても良い。さらに、光取り出しフィルム４７上の凹凸部４６の模式的断面構造は、図１６（ａ）〜（ｄ）に示すように、矩形構造、台形構造、三角形構造、半円形構造のいずれかを有していても良い。ここで、凹凸部４６の膜厚方向の段差は、例えば、約０．５μｍ〜１００μｍ程度であり、凹凸部４６の凹凸ピッチは、例えば、約０．５μｍ〜１００μｍ程度である。例えば、凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７として、半球レンズアレイ型光取り出しフィルムを適用することもできる。
【００７３】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、発光面側にランダムな凹凸部を有するフィルム、若しくは発光面側に所定のパターン構造でパターニングされた凹凸部４６を有する光取り出しフィルム４７を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った角度が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。
【００７４】
―配光制御による光取り出し効率―
基板１０の発光面が平坦な構造例における基板内配光Ｊiと外部配光Ｊoを説明する模式的断面構造は、図１７（ａ）に示すように表され、基板１０の発光面に凹凸面４４を備える構造例における基板内配光Ｊiと外部配光Ｊoを説明する模式的断面構造は、図１７（ｂ）に示すように表される。
【００７５】
図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、外部正面での輝度の最大化を図る比較例に係る有機ＥＬ装置において、基板内配光Ｊiのパターン例は、図１８に示すように表され、外部配光Ｊoのパターン例は、図１９に示すように表される。
【００７６】
図１７（ｂ）に示す基板面凹凸構造で、外部正面での輝度の最大化を図る比較例に係る有機ＥＬ装置において、外部配光Ｊoのパターン例は、図２０に示すように表される。
【００７７】
一方、図１７（ａ）に示す基板面平坦構造で、内部全光束最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、基板内配光Ｊiのパターン例は、図２１に示すように表され、外部配光Ｊoのパターン例は、図２２に示すように表される。
【００７８】
図１７（ｂ）に示す基板面凹凸構造で、内部全光束最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、外部配光Ｊoのパターン例は、図２３に示すように表される。
【００７９】
図１８における基板内配光Ｊiの全光束量は、３１．３ｌｍ／Ｗであるのに対して、図２１における基板内配光Ｊiの全光束量は、３７．２ｍ／Ｗである。
【００８０】
また、図１９における外部配光Ｊoの全光束量は、１５．４ｌｍ／Ｗであるのに対して、図２２における外部配光Ｊoの全光束量は、１７．８ｌｍ／Ｗである。ここで、図１９において、正面方向Ｆでの外部正面輝度の値は、４４ｃｄ／Ａであるのに対して、図２２において、正面方向Ｆでの外部正面輝度の値は、４０．８ｃｄ／Ａであり、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、外部正面輝度の値は低下しているが、全光束量は、約２０％程度増大し改善されることがわかる。
【００８１】
また、図２０における外部配光Ｊoの全光束量は、２１．９ｌｍ／Ｗであり、図２３における外部配光Ｊoの全光束量は、２７．８ｌｍ／Ｗであり、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、全光束量は、約３０％程度増大し改善されることがわかる。
【００８２】
また、図１９と図２０を比較すると、全光束量の改善効果は、約１．４３倍であるのに対して、図２２と図２３を比較すると、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、全光束量の改善効果は、約１．５６倍である。したがって、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、配光制御によって、さらに光取り出し効率が向上することがわかる。
【００８３】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、有機ＥＬ層４０の膜厚を調整することで、配光Ｊの特性を制御する様子を説明する配光パターン例は、図２４に示すように表される。図２４には、比較のため、図１（ｂ）に示された比較例の配光パターン例も示されている。図２４において、配光パターンＰ１は、正面に指向性を有する例であり、一方、配光パターンＰ４は、水平方向に指向性を有する例である。また、配光パターンＰ３は、角度θ＝６０度〜７０度の範囲内に輝度最大値を有する例である。これらに対して、配光パターンＰ２は、角度θ＝２０度〜５０度の範囲内に輝度最大値を有し、かつ全光束量最大化を図る第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２に対応した例である。
【００８４】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、有機ＥＬ層４０の膜厚を調整することで、全光束量最大化を図ることができる。例えば、すでに図７に示したように、正孔輸送層１４の厚さを一定とし、発光位置―カソード間距離Ｌを変化させることで、有機ＥＬ層４０の膜厚の調整が可能である。
【００８５】
第１の実施の形態およびその変形例１〜３によれば、光取り出し効率が向上する配光制御したボトムエミッションの有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００８６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２５に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層４０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、第２電極層２０より放出された配光特性において、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されている。ここで、第２電極層２０より放出された光は、例えば、外部の空気層などを伝播する。また、第２角度θ2は、第２電極層２０から外部に向う方向を０°とする。
【００８７】
有機ＥＬ層４０は、第１電極層１２上に配置される正孔輸送層１４と、正孔輸送層１４上に配置される有機発光層１６と、有機発光層１６上に配置される電子輸送層１８とを備える。ここで、有機ＥＬ層４０は、有機発光層１６を中心に正孔輸送層１４および電子輸送層１８からなり、積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４、有機発光層１６および電子輸送層１８の順序であっても、或いは電子輸送層１８、有機発光層１６および正孔輸送層１４の順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【００８８】
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２５に示すように、第２電極層２０が発光面を有する透明電極で形成され、第１電極層２０が金属層で形成されたトップエミッションの構成を備えている。
【００８９】
ここで、基板１０は、例えば、シリコン基板やステンレス基板で形成され、第１電極層１２は、例えば、アルミニウム蒸着膜で形成され、第２電極層２０は、例えば、ＩＴＯで形成されていても良い。
【００９０】
第１電極層１２は、材質が、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの高反射率を有する金属膜で形成することができる。
【００９１】
第２電極層２０は、厚さが、例えば、約５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極で形成することができる。また、第２電極層２０は、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）、ＡＴＯ（アンチモンースズ酸化物）、或いはＰＥＤＯＴＴ−ＰＳＳで形成することもできる。また、第２電極層２０は、Ａｇなど金属の薄膜による半透明電極でも良い。
【００９２】
また、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、第２電極層２０表面より、斜めにトップエミッション光を出すことによって、第２電極層より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）が向上する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００９３】
（変形例１）
第２の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図２６に示すように、基板１０上に形成される封止部５６と、封止部５６の上に配置される封止板４８と、封止部５６および封止板４８と、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０との隙間に充填されている充填材５４とを備える。ここで、封止部５６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止されると共に、第２電極層２０より封止板４８内に放出された配光特性において、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【００９４】
充填材５４は、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などのオイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成可能である。これらの充填材５４は、透明であることが望ましい。
【００９５】
封止部５６は、ＵＶ硬化樹脂やガラスフリット等で構成することができる。
【００９６】
封止板４８は、ポリマー樹脂基板もしくはガラス基板等で構成することができる。
【００９７】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えていても良い。
【００９８】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えていても良い。
【００９９】
尚、図２６では、基板１０上に封止部５６が直接配置されているが、封止部５６は、基板１０上に配置された第１電極層１２上に配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板１０上に第１電極層１２を形成し、封止部５６をこの部分の第１電極層１２上に配置しても良い。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１００】
（変形例２）
第２の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、図２７に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸構造を備える。
【０１０１】
第２の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２によれば、封止板４８の発光面にランダムな凹凸面を備えることによって、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、封止板４８の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も封止板４８の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１０２】
（変形例３）
第２の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、図２８に示すように封止板４８の表面に、ランダムな凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。光取り出しフィルム５０ａは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１０３】
（変形例４）
第２の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置２は、図２９に示すように封止板４８の表面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１０４】
（変形例５）
第２の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置２は、図３０に示すように、補助配線３６ａ・３６ｂを備える。
【０１０５】
第２の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置２においては、図３０に示すように、基板１０上に形成される封止部５６と、この封止部５６の上に配置される封止板４８と、封止部５６および封止板４８と、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０との隙間に充填された充填材５４とを備える。封止部５６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止されている。
【０１０６】
第２の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置２においては、図３０に示すように、基板１０上に配置された第１電極層１２上に、補助配線３６ａを介して、封止部５６が配置され、また、基板１０上に配置され、第１電極層１２と絶縁された電極層１２ｂ上に、第２電極層２０に接続された補助配線３６ｂを介して、封止部５６が配置されている。尚、図２９に示された変形例４と同様に、封止板４８の表面に、光取り出しフィルム５０ａを備えていても良い。
【０１０７】
第２の実施の形態および変形例１〜５によれば、有機ＥＬ層３０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止され、充填材５４が充填されているので、有機ＥＬ装置の耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
また、第２の実施の形態の変形例３〜５によれば、光取り出しフィルム５０ａを設けているので、封止板４８側から更に効率的に光を外部に取り出すことができる。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１０９】
（変形例６）
第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２は、図３１に示すように、有機ＥＬ層４０が、１層以上の電荷発生層２２と、２層以上の有機発光層１６を有するＭＰＥ型構造を備える。
【０１１０】
第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２は、一般的に、図３１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nと、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nの内、積層方向の最上部に配設された発光ユニット４０n上に配置された第２電極層２０と、発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層２２1・２２2・…・２２n-1とを備える。ここで、第２電極層２０より放出された配光特性において、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２においては、第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されている。
【０１１１】
複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nは、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる。積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４1・１４2・…・１４n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nの順序であっても、或いは電子輸送層１８1・１８2・…・１８n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nの順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【０１１２】
第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２は、具体的に、図３１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、第１有機発光層１６1を中心に第１正孔輸送層１４1および第１電子輸送層１８1からなる第１発光ユニット４０1と、第１発光ユニット４０1上に積層して配置され、第２有機発光層１６2を中心に第２正孔輸送層１４2および第２電子輸送層１８2からなる第２発光ユニット４０2と、第１発光ユニット４０1と第２発光ユニット４０2間に介在して配置された電荷発生層２２と、積層方向の最上部に配設された第２発光ユニット４０2上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、第２電極層２０より放出された配光特性において、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【０１１３】
第２の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２は、図３１に示すように、基板１０上に形成される封止部５６と、封止部５６の上に配置される封止板４８と、封止部５６および封止板４８と、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０n、電荷発生層２２1・２２2・…・２２n-1、第１電極層１２および第２電極層２０との隙間に充填されている充填材５４とを備える。ここで、封止部５６と封止板４８とによって、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０n、電荷発生層２２1・２２2・…・２２n-1、第１電極層１２および第２電極層２０が封止されと共に、第２電極層２０より封止板４８内に放出された配光特性において、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【０１１４】
充填材５４は、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などのオイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成可能である。これらの充填材５４は、透明であることが望ましい。
【０１１５】
封止部５６は、ＵＶ硬化樹脂やガラスフリット等で構成することができる。
【０１１６】
封止板４８は、ポリマー樹脂基板もしくはガラス基板等で構成することができる。
【０１１７】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えていても良い。
【０１１８】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えていても良い。
【０１１９】
尚、図３１では、基板１０上に封止部５６が直接配置されているが、封止部５６は、基板１０上に配置された第１電極層１２上に配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板１０上に第１電極層１２を形成し、封止部５６をこの部分の第１電極層１２上に配置しても良い。更に、図３０と同様に、補助配線３６ａ・３６ｂを備えていても良い。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【０１２０】
（変形例７）
第２の実施の形態の変形例７に係る有機ＥＬ装置２は、図３２に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸構造を備える。
【０１２１】
第２の実施の形態の変形例７に係る有機ＥＬ装置２によれば、封止板４８の発光面にランダムな凹凸面を備えることによって、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、封止板４８の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も封止板４８の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第２の実施の形態の変形例６と同様である。
【０１２２】
（変形例８）
第２の実施の形態の変形例８に係る有機ＥＬ装置２は、図３３に示すように、封止板４８の表面にランダムな凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。光取り出しフィルム５０ａは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。その他の構成は、第２の実施の形態の変形例６と同様である。
【０１２３】
（変形例９）
第２の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置２は、図３４に示すように、封止板４８の表面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。その他の構成は、第２の実施の形態の変形例６と同様である。
【０１２４】
第２の実施の形態の変形例６〜９によれば、有機ＥＬ層３０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止され、充填材５４が充填されているので、有機ＥＬ装置の耐久性を向上させることができる。
【０１２５】
また、第２の実施の形態の変形例８〜９によれば、光取り出しフィルム５０ａを設けているので、封止板４８側から更に効率的に光を外部に取り出すことができる。
【０１２６】
第２の実施の形態およびその変形例１〜９によれば、光取り出し効率が向上する配光制御した有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１２７】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３５に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層４０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されるとともに第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）としても最大化されている。ここで、第２電極層２０より放出された光は、例えば、外部の空気層などを伝播する。
【０１２８】
有機ＥＬ層４０は、第１電極層１２上に配置される正孔輸送層１４と、正孔輸送層１４上に配置される有機発光層１６と、有機発光層１６上に配置される電子輸送層１８とを備える。ここで、有機ＥＬ層４０は、有機発光層１６を中心に正孔輸送層１４および電子輸送層１８からなり、積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４、有機発光層１６および電子輸送層１８の順序であっても、或いは電子輸送層１８、有機発光層１６および正孔輸送層１４の順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【０１２９】
第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３５に示すように、第１電極層１２と第２電極層２０がともに発光面を有する透明電極で形成されたトップエミッションかつボトムエミッションの構成を備えている。
【０１３０】
基板１０は、光を透過する透明基板として、例えば、ガラス基板やガスバリア膜付プラスチックフィルムなどを適用することができる。厚さは、例えば、約０．１〜１．１ｍｍ程度である。また、基板１０には、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明な樹脂を用いてフレキシブル性を持たせることも可能である。
【０１３１】
第１電極層１２および第２電極層２０は、厚さが、例えば、約５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極で形成することができる。また、第１電極層１２および第２電極層２０は、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）、ＡＴＯ（アンチモンースズ酸化物）、或いはＰＥＤＯＴＴ−ＰＳＳで形成することもできる。また、Ａｇなど金属の薄膜による半透明電極でも良い。
【０１３２】
また、第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、第１電極層１２の表面より、斜めにボトムエミッション光を出すことによって、基板１０内に放出された配光Ｊの光の総量（全光束）が向上し、かつ第２電極層２０の表面より、斜めにトップエミッション光を出すことによって、第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）が向上する。その他の構成は、第１〜第２の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１３３】
（変形例１）
第３の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図３６に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備える。
【０１３４】
ここで、所定のパターン構造は、例えば、円形パターン、三角形を基調とする円形パターン、矩形パターン、長方形パターンのいずれかを有していても良い。
【０１３５】
第３の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。その他の構成は、第３の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１３６】
（変形例２）
第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、図３７に示すように、有機ＥＬ層４０が、１層以上の電荷発生層２２と、２層以上の有機発光層１６を有するＭＰＥ型構造を備える。
【０１３７】
第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、一般的に、図３７に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nと、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nの内、積層方向の最上部に配設された発光ユニット４０n上に配置された光透過可能な第２電極層２０と、発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層２２1・２２2・…・２２n-1とを備える。ここで、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層に垂直な軸から測った第２角度θ2角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【０１３８】
ここで、複数の発光ユニット４０1・４０2・…・４０nは、有機発光層１６1・１６2・…・１６nを中心に正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nからなる。積層の順序は、例えば、第１電極層１２から第２電極層２０の方向に向けて、正孔輸送層１４1・１４2・…・１４n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび電子輸送層１８1・１８2・…・１８nの順序であっても、或いは電子輸送層１８1・１８2・…・１８n、有機発光層１６1・１６2・…・１６nおよび正孔輸送層１４1・１４2・…・１４nの順序であっても良い。すなわち、第１電極層１２と第２電極層２０との間に印加するバイアス電圧の極性に応じて適宜積層順序を選択可能である。
【０１３９】
第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、具体的に、図３７に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な第１電極層１２と、第１電極層１２上に積層して配置され、第１電極層１２側から第１正孔輸送層１４1、第１有機発光層１６1および第１電子輸送層１８1からなる第１発光ユニット４０1と、第１電極層１２側側から第２正孔輸送層１４2、第２有機発光層１６2および第２電子輸送層１８2からなる第２発光ユニット４０2と、第１発光ユニット４０1と第２発光ユニット４０2間に介在して配置された電荷発生層２２と、積層方向の最上部に配設された第２発光ユニット４０2上に配置された光透過可能な第２電極層２０とを備える。ここで、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されるとともに第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）としても最大化されている。ここで、第２電極層２０より放出された光は、例えば、外部の空気層などを伝播する。
【０１４０】
第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、図３７に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、ランダムな凹凸面４２を備える。
【０１４１】
第３の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０の発光面にランダムな凹凸面４２を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１４２】
（変形例３）
第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、図３８に示すように、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上において、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備える。
【０１４３】
ここで、所定のパターン構造は、例えば、円形パターン、三角形を基調とする円形パターン、矩形パターン、長方形パターンのいずれかを有していても良い。
【０１４４】
第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、所定のパターン構造でパターニングされた凹凸面４４を備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。
【０１４５】
第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０の第１電極層１２が配置される表面と反対側の裏面上に、発光面側にランダムな凹凸部を有するフィルムを備えていても良い。
【０１４６】
第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２においても、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。このため、第３の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２においては、基板内配光Ｊの光の総量（全光束）としては最大化されるとともに第２電極層２０より放出された配光Ｊの光の総量（全光束）としても最大化されている。ここで、第２電極層２０より放出された光は、例えば、外部の空気層などを伝播する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４７】
（変形例４）
第３の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置２は、図３９に示すように、光透過可能な基板１０上に形成される封止部５６と、封止部５６の上に配置される封止板４８と、封止部５６および封止板４８と、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０との隙間に充填されている充填材５４とを備える。ここで、封止部５６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止されると共に、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より封止板４８内に放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【０１４８】
充填材５４は、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などのオイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成可能である。これらの充填材５４は、透明であることが望ましい。
【０１４９】
封止部５６は、ＵＶ硬化樹脂やガラスフリット等で構成することができる。
【０１５０】
封止板４８は、ポリマー樹脂基板もしくはガラス基板等で構成することができる。
【０１５１】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えていても良い。
【０１５２】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えていても良い。
【０１５３】
尚、図３９では、基板１０上に封止部５６が直接配置されているが、封止部５６は、基板１０上に配置された第１電極層１２上に配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板１０上に第１電極層１２を形成し、封止部５６をこの部分の第１電極層１２上に配置しても良い。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１５４】
（変形例５）
第３の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置２は、図４０に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸構造を備える。
【０１５５】
第３の実施の形態の変形例５に係る有機ＥＬ装置２によれば、封止板４８の発光面にランダムな凹凸面を備えることによって、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、封止板４８の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も封止板４８の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１５６】
（変形例６）
第３の実施の形態の変形例６に係る有機ＥＬ装置２は、図４１に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。光取り出しフィルム５０ａは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１５７】
（変形例７）
第３の実施の形態の変形例７に係る有機ＥＬ装置２は、図４２に示すように封止板４８の表面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１５８】
（変形例８）
第３の実施の形態の変形例８に係る有機ＥＬ装置２は、図４３に示すように基板１０の裏面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ｂを備える。光取り出しフィルム５０ｂは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。
【０１５９】
第３の実施の形態の変形例８に係る有機ＥＬ装置２によれば、基板１０の裏面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ｂを備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、基板１０の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も基板１０の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【０１６０】
（変形例９）
第３の実施の形態の変形例９に係る有機ＥＬ装置２は、図４４に示すように、有機ＥＬ層４０が、１層以上の電荷発生層２２と、２層以上の有機発光層１６を有するＭＰＥ型構造を備える。
【０１６１】
第３の実施の形態の変形例９に係る有機ＥＬ装置２は、図４４に示すように、光透過可能な基板１０上に形成される封止部５６と、封止部５６の上に配置される封止板４８と、封止部５６および封止板４８と、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０との隙間に充填されている充填材５４とを備える。ここで、封止部５６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層４０、第１電極層１２および第２電極層２０が封止されると共に、第１電極層１２より基板１０内に放出された配光特性および第２電極層２０より封止板４８内に放出された配光特性において、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高く、かつ第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2角度が２０度〜５０度方向の輝度が他の角度方向の輝度に比べて相対的に高い。
【０１６２】
充填材５４は、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などのオイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成可能である。これらの充填材５４は、透明であることが望ましい。
【０１６３】
封止部５６は、ＵＶ硬化樹脂やガラスフリット等で構成することができる。
【０１６４】
封止板４８は、ポリマー樹脂基板もしくはガラス基板等で構成することができる。
【０１６５】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸構造を備えていても良い。
【０１６６】
また、封止板４８の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルムを備えていても良い。
【０１６７】
尚、図４４では、基板１０上に封止部５６が直接配置されているが、封止部５６は、基板１０上に配置された第１電極層１２上に配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板１０上に第１電極層１２を形成し、封止部５６をこの部分の第１電極層１２上に配置しても良い。その他の構成は、第３の実施の形態の変形例２と同様である。
【０１６８】
（変形例１０）
第３の実施の形態の変形例１０に係る有機ＥＬ装置２は、図４５に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸構造を備える。
【０１６９】
第３の実施の形態の変形例１０に係る有機ＥＬ装置２によれば、封止板４８の発光面にランダムな凹凸面を備えることによって、第２電極層２０に垂直な軸から測った第２角度θ2が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、封止板４８の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も封止板４８の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第３の実施の形態の変形例２と同様である。
【０１７０】
（変形例１１）
第３の実施の形態の変形例１１に係る有機ＥＬ装置２は、図４６に示すように、封止板４８の表面に、ランダムな凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。光取り出しフィルム５０ａは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。その他の構成は、第３の実施の形態の変形例２と同様である。
【０１７１】
（変形例１２）
第３の実施の形態の変形例１２に係る有機ＥＬ装置２は、図４７に示すように、封止板４８の表面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ａを備える。その他の構成は、第３の実施の形態の変形例２と同様である。
【０１７２】
（変形例１３）
第３の実施の形態の変形例１３に係る有機ＥＬ装置２は、図４８に示すように、基板１０の裏面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ｂを備える。光取り出しフィルム５０ｂは、例えば、プリズムシートなどで構成可能である。
【０１７３】
第３の実施の形態の変形例１３に係る有機ＥＬ装置２によれば、基板１０の裏面に、規則的な凹凸形状を有する光取り出しフィルム５０ｂを備えることによって、基板１０に垂直な軸から測った第１角度θ1が全反射角以上の光も外部に取り出すことができる。すなわち、基板１０の発光面側に凹凸形状を施すことで、本来全反射する成分も基板１０の外部に取り出すことができるようになり、最終的に発光効率が向上する。その他の構成は、第３の実施の形態の変形例２と同様である。
【０１７４】
第３の実施の形態およびその変形例１〜１３によれば、光取り出し効率が向上する配光制御したボトムエミッションかつトップエミッションの有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１７５】
以上説明したように、本発明によれば、光取り出し効率が向上する配光制御した有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１７６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第３の実施の形態およびその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１７７】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、有機発光層にダブル発光層を導入した場合も含まれている。例えば、同じ発光ユニット内で、青色（Ｂ）発光層と赤色（Ｒ）発光層を積層化しても良く、青色（Ｂ）発光層と緑色（Ｇ）発光層を積層化しても良く、緑色（Ｇ）発光層と赤色（Ｒ）発光層を積層化しても良い。また、発光ユニットとして赤色発光材料と緑色発光材料が混合された発光層を含んでいても良い。
【０１７８】
例えば、青色（Ｂ）発光層には蛍光材料を適用し、緑色（Ｇ）発光層および赤色（Ｒ）発光層にはリン光材料を適用するハイブリッド方式を採用しても良い。
【０１７９】
１発光ユニット当たりで出力可能な内部量子効率は、１００％（蛍光発光材料の場合は、約２５％）の上限がある。１発光ユニット内で複数色発光させると、内部量子効率は、複数色で分配することになる。したがって、ハイブリッド方式（青色（Ｂ）発光層には蛍光材料を適用し、緑色（Ｇ）発光層および赤色（Ｒ）発光層にはリン光材料を適用する）の場合、１発光ユニット内で青色（Ｂ）発光層と他の色の発光層を組み合わせることは得策ではない。したがって、ハイブリッド方式の場合、発光ユニットに単独で蛍光材料の青色（Ｂ）発光層を適用する例が最も適した配色構造となる。
【０１８０】
なお、緑色（Ｇ）発光層および赤色（Ｒ）発光層に加えて青色（Ｂ）発光層にもリン光材料を適用することも可能である。
【０１８１】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明の有機ＥＬ装置は、高輝度有機ＥＬ照明分野、高輝度有機ＥＬディスプレイ分野などに適用可能である。
【符号の説明】
【０１８３】
２、２ａ…有機ＥＬ装置
１０…基板
１２…第１電極層（アノード電極層）
１４、１４1、１４2…正孔輸送層
１６、１６1、１６2…有機発光層
１８、１８1、１８2…電子輸送層
２０…第２電極層（カソード電極層）
３６ａ、３６ｂ…補助配線
４０…有機ＥＬ層
４２、４４…凹凸面
４６…凹凸部
４７、５０ａ、５０ｂ…光取り出しフィルム
４８…封止板
５４…充填材
５６…封止部
【図１】
2012227122.tif 000003
【図２】
2012227122.tif 000004
【図３】
2012227122.tif 000005
【図４】
2012227122.tif 000006
【図５】
2012227122.tif 000007
【図６】
2012227122.tif 000008
【図７】
2012227122.tif 000009
【図８】
2012227122.tif 000010
【図９】
2012227122.tif 000011
【図１０】
2012227122.tif 000012
【図１１】
2012227122.tif 000013
【図１２】
2012227122.tif 000014
【図１３】
2012227122.tif 000015
【図１４】
2012227122.tif 000016
【図１５】
2012227122.tif 000017
【図１６】
2012227122.tif 000018
【図１７】
2012227122.tif 000019
【図１８】
2012227122.tif 000020
【図１９】
2012227122.tif 000021
【図２０】
2012227122.tif 000022
【図２１】
2012227122.tif 000023
【図２２】
2012227122.tif 000024
【図２３】
2012227122.tif 000025
【図２４】
2012227122.tif 000026
【図２５】
2012227122.tif 000027
【図２６】
2012227122.tif 000028
【図２７】
2012227122.tif 000029
【図２８】
2012227122.tif 000030
【図２９】
2012227122.tif 000031
【図３０】
2012227122.tif 000032
【図３１】
2012227122.tif 000033
【図３２】
2012227122.tif 000034
【図３３】
2012227122.tif 000035
【図３４】
2012227122.tif 000036
【図３５】
2012227122.tif 000037
【図３６】
2012227122.tif 000038
【図３７】
2012227122.tif 000039
【図３８】
2012227122.tif 000040
【図３９】
2012227122.tif 000041
【図４０】
2012227122.tif 000042
【図４１】
2012227122.tif 000043
【図４２】
2012227122.tif 000044
【図４３】
2012227122.tif 000045
【図４４】
2012227122.tif 000046
【図４５】
2012227122.tif 000047
【図４６】
2012227122.tif 000048
【図４７】
2012227122.tif 000049
【図４８】
2012227122.tif 000050