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JP5054464B2 - Organic EL light emitting device - Google Patents
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Description

本発明は、液晶バックライト、照明器具、各種ディスプレイ、表示装置などに用いられる有機EL発光素子に関するものである。   The present invention relates to an organic EL light emitting device used for a liquid crystal backlight, a lighting fixture, various displays, a display device, and the like.

面発光体の代表的なものとして、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL発光素子)がある。この有機EL発光素子は、図1(a)に示すように、透光性の基板1の上に透光性の電極3を設け、この透光性電極3の上に有機EL材料からなる有機発光層2を設けると共に、有機発光層2の上に光反射性の対向電極10を設けることによって形成されている。そして透光性電極3と対向電極10との間に電圧を印加することによって有機発光層2で発光した光は、透光性電極3及び透光性基板1を透過して取り出される。   As a typical surface light emitter, there is an organic electroluminescence element (organic EL light emitting element). As shown in FIG. 1A, this organic EL light-emitting element is provided with a translucent electrode 3 on a translucent substrate 1 and an organic EL material made of an organic EL material on the translucent electrode 3. The light-emitting layer 2 is provided, and the light-reflective counter electrode 10 is provided on the organic light-emitting layer 2. The light emitted from the organic light emitting layer 2 by applying a voltage between the translucent electrode 3 and the counter electrode 10 is extracted through the translucent electrode 3 and the translucent substrate 1.

このように有機発光層2で発光した光を透光性電極3と透光性基板1を通して外部に取り出すにあたって、光が透光性電極3と透光性基板1との界面で全反射すると、光の取り出し効率が低下する。このために、図1(a)のように透光性電極3と透光性基板1との間に光散乱層5を形成し、光散乱層5で光を散乱させることによって、透光性電極3と透光性基板1との界面で全反射が生じることを低減して、光の取り出し効率を高めるようにしている。   Thus, when the light emitted from the organic light emitting layer 2 is extracted outside through the translucent electrode 3 and the translucent substrate 1, the light is totally reflected at the interface between the translucent electrode 3 and the translucent substrate 1, The light extraction efficiency decreases. For this purpose, as shown in FIG. 1A, a light scattering layer 5 is formed between the light transmitting electrode 3 and the light transmitting substrate 1, and light is scattered by the light scattering layer 5. The occurrence of total reflection at the interface between the electrode 3 and the translucent substrate 1 is reduced to increase the light extraction efficiency.

この光散乱層5は、透光性基板1の透光性電極3の側の表面に微細な凹凸を設けたり、粒子を含有するコーティング樹脂層を透光性基板1の透光性電極3の側の表面に設けたりして形成されるが、いずれにしても光散乱層5の表面が凹凸になり、薄い膜厚の透光性電極3を均一な厚みで形成することができない。このため、図1(a)のように、光散乱層5の表面に緩和層11を形成して凹凸をならして平滑にし、緩和層11の平滑な表面に薄い膜厚の透光性電極3を均一な厚みで形成するようにしている(例えば、特許文献1等参照)。
特開2006−286616号公報
This light scattering layer 5 is provided with fine irregularities on the surface of the translucent substrate 1 on the translucent electrode 3 side, or a coating resin layer containing particles is formed on the translucent electrode 3 of the translucent substrate 1. However, in any case, the surface of the light scattering layer 5 becomes uneven, and the thin transparent electrode 3 cannot be formed with a uniform thickness. For this reason, as shown in FIG. 1A, a relaxation layer 11 is formed on the surface of the light scattering layer 5 to smooth the unevenness by smoothing the unevenness, and a thin transparent electrode is formed on the smooth surface of the relaxation layer 11. 3 is formed with a uniform thickness (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-286616 A

上記のように透光性基板1と透光性電極3の間に光散乱層5と緩和層11からなる光取出し層4を形成し、有機発光層2で発光した光を光取出し層4の光散乱層5で散乱させて光の指向性を変更し、光が透光性電極3と透光性基板1との界面で全反射することを抑制して、光の取り出し効率を高めるようにしているものである。   As described above, the light extraction layer 4 including the light scattering layer 5 and the relaxation layer 11 is formed between the light transmissive substrate 1 and the light transmissive electrode 3, and the light emitted from the organic light emitting layer 2 is emitted from the light extraction layer 4. The directivity of light is changed by being scattered by the light scattering layer 5, and the total reflection of light at the interface between the translucent electrode 3 and the translucent substrate 1 is suppressed, thereby improving the light extraction efficiency. It is what.

しかし、このように光取出し層4の光散乱層5で光を散乱させると、斜め方向への光の取り出しは向上するが、正面への光の取り出しは低下することになり、光の取り出し効率を十分に高めることができないという問題があった。   However, when light is scattered by the light scattering layer 5 of the light extraction layer 4 in this manner, the light extraction in the oblique direction is improved, but the light extraction to the front is reduced, and the light extraction efficiency is reduced. There was a problem that could not be raised sufficiently.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、正面取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を増大して、高効率で光を取り出すことができる有機EL発光素子を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an organic EL that can extract light with high efficiency by increasing the efficiency of extracting light in an oblique direction while suppressing reduction of front extraction light. The object is to provide a light-emitting element.

本発明に係る有機EL発光素子は、透光性の基板1と有機発光層2の間に透光性の電極3を備えると共に基板1と透光性の電極3の間に光の指向性を変更する光取出し層4を備え、有機発光層2で発光した光を光取出し層4及び透光性の電極3から透光性の基板1を通して取り出すようにした有機EL発光素子において、光取出し層4は光散乱層5を備えて形成され、光散乱層5は、光散乱粒子を含有するバインダー樹脂により構成され、且つ、正面から入射して出射される光の強度を計測したときに、正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°であることを特徴とするものである。   The organic EL light emitting device according to the present invention includes a translucent electrode 3 between the translucent substrate 1 and the organic light emitting layer 2 and provides light directivity between the substrate 1 and the translucent electrode 3. In an organic EL light-emitting device including a light extraction layer 4 to be changed and configured to extract light emitted from the organic light emitting layer 2 from the light extraction layer 4 and the light transmitting electrode 3 through the light transmitting substrate 1. 4 is formed with a light scattering layer 5. The light scattering layer 5 is made of a binder resin containing light scattering particles, and when the intensity of light incident and emitted from the front is measured, The emission angle of light that is 1/100 of the intensity of the light emitted from the light source is 3 to 45 °.

この発明によれば、有機発光層2で発光した光を光取出し層4の光散乱層5に入射させ、光散乱粒子で散乱させて光散乱層5から出射させた後に基板1から取り出すにあたって、光散乱層5は正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°であるため、正面への取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を向上することができ、高効率で光を取り出すことができるものである。   According to the present invention, when the light emitted from the organic light emitting layer 2 is incident on the light scattering layer 5 of the light extraction layer 4, scattered by the light scattering particles and emitted from the light scattering layer 5, the light is extracted from the substrate 1. The light scattering layer 5 has an emission angle of 3 to 45 ° that is 1/100 of the intensity of the light emitted to the front, so that the oblique direction is suppressed while suppressing the reduction of the light extracted to the front. The light extraction efficiency can be improved and light can be extracted with high efficiency.

また本発明は、上記の光散乱粒子は粒径が0.3〜10μmであり、且つ、光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差が0.001〜0.1であることを特徴とするものである。   In the present invention, the light scattering particle has a particle size of 0.3 to 10 μm, and a difference in refractive index between the light scattering particle and the binder resin is 0.001 to 0.1. It is.

光散乱粒子の粒径や、光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差をこの範囲に調整することによって、正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°になるように光散乱層5を形成することができ、高効率で光を取り出すことができるものである。   By adjusting the particle size of the light scattering particles and the difference in refractive index between the light scattering particles and the binder resin within this range, the emission angle of light that becomes 1/100 the intensity of the light emitted to the front surface can be obtained. The light scattering layer 5 can be formed to be 3 to 45 °, and light can be extracted with high efficiency.

また本発明は、上記の光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合が90%以上であり、且つ、光散乱層5の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数が1〜10であることを特徴とするものである。   In the present invention, the volume ratio of the light scattering particles in the light scattering layer 5 is 90% or more, and the average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 is 1 to 10. It is characterized by this.

光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合や平均粒子数をこの範囲に調整することによって、正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°になるように光散乱層5を形成することができ、高効率で光を取り出すことができるものである。   By adjusting the volume ratio of the light scattering particles and the average number of particles in the light scattering layer 5 within this range, the emission angle of light that becomes 1/100 the intensity of the light emitted to the front is 3 to 3. The light scattering layer 5 can be formed to be 45 °, and light can be extracted with high efficiency.

また本発明は、光散乱層5と透光性の電極3との間に、光散乱層5の表面の凹凸を平滑化する緩衝層11を備え、上記光取出し層4を光散乱層5と緩衝層11とから形成して成ることを特徴とするものである。   The present invention further includes a buffer layer 11 for smoothing the irregularities on the surface of the light scattering layer 5 between the light scattering layer 5 and the translucent electrode 3, and the light extraction layer 4 is connected to the light scattering layer 5. It is formed from the buffer layer 11.

この発明によれば、光散乱層5の凹凸を緩和層11で埋めてならし、緩和層11の平滑な表面に均一な膜厚で電極3を形成することができ、素子の信頼性を高めることができるものである。   According to the present invention, the unevenness of the light scattering layer 5 is filled with the relaxation layer 11, and the electrode 3 can be formed with a uniform film thickness on the smooth surface of the relaxation layer 11, thereby improving the reliability of the device. It is something that can be done.

本発明によれば、有機発光層2で発光した光を光取出し層4の光散乱層5に入射させ、光散乱粒子で散乱させて光散乱層5から出射させた後に基板1から取り出すにあたって、光散乱層5は正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°であるため、正面への取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を向上することができ、高効率で光を取り出すことができるものである。   According to the present invention, when the light emitted from the organic light emitting layer 2 is incident on the light scattering layer 5 of the light extraction layer 4, scattered by the light scattering particles and emitted from the light scattering layer 5, the light is extracted from the substrate 1. The light scattering layer 5 has an emission angle of 3 to 45 ° that is 1/100 of the intensity of the light emitted to the front, so that the oblique direction is suppressed while suppressing the reduction of the light extracted to the front. The light extraction efficiency can be improved and light can be extracted with high efficiency.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明に係る有機EL発光素子の層構成の一例を既述の図1(a)に示す。透光性の基板1の片側表面に光散乱層5と緩和層11がこの順に積層してあり、光散乱層5と緩和層11とで光の指向性を変更して取り出す光取出し層4が形成してある。緩和層11の光散乱層5と反対側の表面には透光性の電極3が形成してあり、この電極3の緩和層11と反対側の表面に有機発光層2が積層してある。この有機発光層2の電極3側には必要に応じて正孔注入層や正孔輸送層が積層され、また有機発光層2の電極3と反対側には必要に応じて電子輸送層や電子注入層が積層される。そして有機発光層2の透光性の電極3と反対側に対向電極となる電極10を積層して設けることによって、有機EL発光素子を形成することができる。   An example of the layer structure of the organic EL light emitting device according to the present invention is shown in FIG. The light scattering layer 5 and the relaxation layer 11 are laminated in this order on one surface of the translucent substrate 1, and the light extraction layer 4 that is extracted by changing the light directivity between the light scattering layer 5 and the relaxation layer 11. It is formed. A translucent electrode 3 is formed on the surface of the relaxation layer 11 opposite to the light scattering layer 5, and the organic light emitting layer 2 is laminated on the surface of the electrode 3 opposite to the relaxation layer 11. If necessary, a hole injection layer and a hole transport layer are laminated on the electrode 3 side of the organic light emitting layer 2, and an electron transport layer and an electron are provided on the side opposite to the electrode 3 of the organic light emitting layer 2 as necessary. An injection layer is laminated. An organic EL light emitting element can be formed by stacking and providing an electrode 10 serving as a counter electrode on the opposite side of the organic light emitting layer 2 from the translucent electrode 3.

上記の透光性の基板1としては、光を透過させるものであれば特に制限されることなく使用することができるものであり、例えばソーダガラスや無アルカリガラス等のリジッドな透明ガラス板、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等のフレキシブルな透明プラスチック板など、任意のものを用いることができる。   As said translucent board | substrate 1, if it permeate | transmits light, it can use without a restriction | limiting especially, For example, rigid transparent glass plates, such as soda glass and an alkali free glass, polycarbonate Arbitrary things, such as flexible transparent plastic plates, such as polyethylene terephthalate, can be used.

この基板1の表面に設ける光散乱層5は、光散乱粒子とバインダー樹脂よりなるコーティング材料を塗布して製膜することによって形成することができる。   The light scattering layer 5 provided on the surface of the substrate 1 can be formed by applying a coating material made of light scattering particles and a binder resin to form a film.

この光散乱粒子としては透明粒子が用いられるものであり、例えばTiO、SiO、ZrO、Al、Ta、ZnO、Sb、ZrSiO、ゼオライト又はそれらの多孔性物質やそれらを主成分とした無機粒子、あるいはポリイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フッ化物樹脂などの有機粒子を挙げることができる。 Transparent particles are used as the light scattering particles. For example, TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 3 , ZnO 2 , Sb 2 O 3 , ZrSiO 4 , zeolite, or their Examples thereof include porous substances and inorganic particles mainly composed of them, or organic particles such as polyimide resin, acrylic resin, styrene resin, polyethylene terephthalate resin, silicone resin, and fluoride resin.

またバインダー樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の2種以上の共重合体が挙げられる。また、シリケート系のアルコキシドを反応させたシリコーン樹脂や、ポリシロキサンからなるシリカ多孔質体を用いることもできる。このポリシロキサンは、テトラエトキシシランなどのアルコキシシラン又はその部分加水分解物を縮重合して得られるものである。   As binder resin, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyethersulfone, polyarylate, polycarbonate resin, polyurethane, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetal, polyamide, polyimide, diacrylphthalate resin, Examples thereof include cellulosic resins, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, other thermoplastic resins, and copolymers of two or more monomers constituting these resins. Further, a silicone resin obtained by reacting a silicate alkoxide, or a porous silica made of polysiloxane can be used. This polysiloxane is obtained by condensation polymerization of an alkoxysilane such as tetraethoxysilane or a partial hydrolyzate thereof.

また、屈折率の異なる2種類の光散乱粒子を用いて光散乱層5を形成することもできる。すなわち、バインダー樹脂の屈折率をNb、2種類の光散乱粒子のうち一方の屈折率をNf、他方の屈折率をNfとすると、Nf>Nb>Nfの関係を満たすように、バインダー樹脂及び2種類の光散乱粒子を選択して使用するものである。屈折率がこのような関係を有するバインダー樹脂及び2種類の光散乱粒子からなる光散乱層5は、これらの屈折率の差によって光の散乱効果が増幅されるものであり、この光散乱層5を透光性の基板1の表面に形成することによって、光散乱層5と基板1との界面での臨界角に乱れが生じ、基板1への光の伝送がより多くなり、光の取り出し効率が高くなるものである。 Moreover, the light-scattering layer 5 can also be formed using two types of light-scattering particles having different refractive indexes. That is, assuming that the refractive index of the binder resin is Nb, one of the two types of light scattering particles is Nf 1 , and the other refractive index is Nf 2 , so that the relationship Nf 2 >Nb> Nf 1 is satisfied. A binder resin and two types of light scattering particles are selected and used. The light scattering layer 5 composed of the binder resin having the refractive index having such a relationship and the two kinds of light scattering particles has a light scattering effect amplified by the difference between the refractive indexes. Is formed on the surface of the light-transmitting substrate 1, the critical angle at the interface between the light scattering layer 5 and the substrate 1 is disturbed, and the light transmission to the substrate 1 is increased, and the light extraction efficiency is increased. Will be higher.

バインダー樹脂の屈折率Nbは一般に1.45〜1.60の範囲であり、光散乱粒子の屈折率Nf,Nfは一般に1.2〜2.5の範囲であるが、2種類の光散乱粒子のうち、一方の光散乱粒子は屈折率Nfが1.4以下であることが望ましい。この屈折率Nfの下限は特に限定されないが、一般的に1.2程度である。このように一方の微粒子の屈折率Nfが1.4以下であることによって、光散乱層5の屈折率が大幅に低下し、光散乱性が高く、かつ屈折率の低い光散乱層5を形成することができるものである。またこの場合、2種類の光散乱粒子の屈折率Nf,Nfの差が0.5以上であることが望ましい。2種類の光散乱粒子に0.5以上の屈折率差があることによって、光散乱層5の光散乱強度が増し、結果的に光の取り出し効率がより向上するものである。2種類の光散乱粒子の屈折率差の上限は特に限定されないが、一般的に1.3程度以下であることが望ましい。この2種類の光散乱粒子の比率は特に限定されるものではないが、小さい屈折率Nfのものと大きい屈折率Nfのものを1:9〜9:1の質量比率で配合するのが好ましい。 The refractive index Nb of the binder resin is generally in the range of 1.45 to 1.60, and the refractive indexes Nf 1 and Nf 2 of the light scattering particles are generally in the range of 1.2 to 2.5. Of the scattering particles, one of the light scattering particles preferably has a refractive index Nf 1 of 1.4 or less. The lower limit of the refractive index Nf 1 is not particularly limited, but is generally about 1.2. As described above, when the refractive index Nf 1 of one of the fine particles is 1.4 or less, the refractive index of the light scattering layer 5 is greatly reduced, and the light scattering layer 5 having a high light scattering property and a low refractive index is obtained. It can be formed. In this case, the difference between the refractive indexes Nf 1 and Nf 2 of the two types of light scattering particles is preferably 0.5 or more. When the two kinds of light scattering particles have a refractive index difference of 0.5 or more, the light scattering intensity of the light scattering layer 5 is increased, and as a result, the light extraction efficiency is further improved. The upper limit of the refractive index difference between the two types of light scattering particles is not particularly limited, but is generally preferably about 1.3 or less. The ratio of the two types of light scattering particles is not particularly limited, but it is preferable to mix a material having a small refractive index Nf 1 and a material having a large refractive index Nf 2 at a mass ratio of 1: 9 to 9: 1. preferable.

そして光散乱粒子をバインダー樹脂に配合して得られるコーティング材料を基板1の表面に、スピンコート、ディップコート、ダイコート、キャスト、スプレーコート、グラビアコートなどの方法で塗布してコーティングすることによって、光散乱層5を形成することができるものである。   The coating material obtained by blending the light scattering particles with the binder resin is coated on the surface of the substrate 1 by spin coating, dip coating, die coating, casting, spray coating, gravure coating, etc. The scattering layer 5 can be formed.

光散乱層5の膜厚は特に制限されるものではないが、0.1〜20μm程度の範囲が好ましい。また光散乱層5の屈折率は多くの場合、1.30〜1.70の範囲であるが、透光性の基板1の屈折率と同じかそれよりも小さくなるように設定するのが好ましい。このように光散乱層5の屈折率が基板1の屈折率と同等以下であると、光散乱層5から基板1に入射される光が全反射されることを低減することができ、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。さらに光散乱層5は、ヘイズ値((拡散透過率/全透過率)×100)が2〜50の範囲に設定されることが好ましい。光散乱層5のヘイズ値をこの範囲に設定することによって、光取出し効率の向上を図ることが可能になるものである。ヘイズ値が高い膜の場合、光取出し効率が向上しても、白色化してしまい外観を損ねる場合がある。   The film thickness of the light scattering layer 5 is not particularly limited, but a range of about 0.1 to 20 μm is preferable. In many cases, the refractive index of the light scattering layer 5 is in the range of 1.30 to 1.70, but is preferably set so as to be equal to or smaller than the refractive index of the translucent substrate 1. . As described above, when the refractive index of the light scattering layer 5 is equal to or less than the refractive index of the substrate 1, it is possible to reduce the total reflection of the light incident on the substrate 1 from the light scattering layer 5. The efficiency of taking out outside becomes larger. Furthermore, it is preferable that the light scattering layer 5 has a haze value ((diffuse transmittance / total transmittance) × 100) in the range of 2-50. By setting the haze value of the light scattering layer 5 within this range, it is possible to improve the light extraction efficiency. In the case of a film having a high haze value, even if the light extraction efficiency is improved, the film may be whitened to deteriorate the appearance.

上記のように形成される光散乱層5の表面には、光散乱層5の表面に露出する光散乱粒子で凹凸が生じる。このため、光散乱層5の表面に直接、透光性の電極3を形成すると、電極3は膜厚が薄いので凹凸に追随した形状で形成されたり、膜厚が不均一になったりし、電気特性に問題が生じたりショートが発生したりするおそれがある。そこで、光散乱層5の基材1と反対側の表面に緩和層11を形成し、光散乱層5の凹凸をこの緩和層11で埋めてならすことによって、緩和層11の平滑な表面に均一な膜厚で電極3を形成することができるようにしてある。   On the surface of the light scattering layer 5 formed as described above, unevenness is caused by the light scattering particles exposed on the surface of the light scattering layer 5. For this reason, when the translucent electrode 3 is formed directly on the surface of the light scattering layer 5, the electrode 3 is formed in a shape following the unevenness because the film thickness is thin, or the film thickness becomes uneven. There is a risk of problems in electrical characteristics or short circuits. Therefore, by forming the relaxation layer 11 on the surface of the light scattering layer 5 opposite to the base material 1 and filling the unevenness of the light scattering layer 5 with the relaxation layer 11, the smooth surface of the relaxation layer 11 is uniform. The electrode 3 can be formed with a sufficient thickness.

この緩和層11は、樹脂コーティング層で形成することができる。コーティング樹脂の材料としては、光透過性を有しているものであればよく、特に限定されることなく任意のものを用いることができるが、例えばポリエステル、ポリエーテル、ポリエ−テルケトン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ、ポリウレタン、ポリウレタンアクリレート、ポリカーボネートなどを挙げることができる。なかでもポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。そしてこのコーティング樹脂を光散乱層5の表面にコーティングした後、加熱して硬化させることによって、緩和層11を形成することができる。緩和層11の膜厚は、特に限定されないが、1〜20μm程度の範囲が好ましい。   This relaxation layer 11 can be formed of a resin coating layer. The material of the coating resin is not particularly limited as long as it has optical transparency, and any material can be used, for example, polyester, polyether, polyether ketone, polyimide, polyamide. , Polyimide amide, epoxy, polyurethane, polyurethane acrylate, polycarbonate and the like. Among these, it is preferable to use thermosetting resins such as polyimide, polyamideimide, epoxy, and polyurethane. And after coating this coating resin on the surface of the light-scattering layer 5, the relaxation layer 11 can be formed by heating and hardening. Although the film thickness of the relaxation layer 11 is not specifically limited, The range of about 1-20 micrometers is preferable.

この緩和層11を形成する樹脂の屈折率は、透光性の電極3と緩和層11との界面における全反射を低減してより多くの光を光散乱層5へ導くために、電極3の屈折率よりも高いか、電極3の屈折率より低い場合でもその差が小さいことが望ましい。さらに緩和層11を形成する樹脂の屈折率は、光散乱層5の屈折率よりも低いか、光散乱層5の屈折率より高い場合でもその差が小さいことが望ましい。理想的には、緩和層11の層内の屈折率が電極3の側から光散乱層5の側へと徐々に高くなるか、低くなるように傾斜し、電極3との界面では緩和層11の屈折率が電極3の屈折率とほぼ同じになり、光散乱層5との界面では緩和層11の屈折率が光散乱層5の屈折率とほぼ同じになるようにするのが好ましい。この場合には、緩和層11と電極3や光散乱層5との間に屈折率が異なる光学的な界面がなくなり、界面における全反射ロスをなくすことができるものである。   The refractive index of the resin forming the relaxation layer 11 is such that the total reflection at the interface between the translucent electrode 3 and the relaxation layer 11 is reduced and more light is guided to the light scattering layer 5. Even when the refractive index is higher or lower than the refractive index of the electrode 3, it is desirable that the difference is small. Furthermore, the difference in refractive index of the resin forming the relaxation layer 11 is desirably small even when it is lower than the refractive index of the light scattering layer 5 or higher than the refractive index of the light scattering layer 5. Ideally, the refractive index in the relaxation layer 11 is inclined so as to gradually increase or decrease from the electrode 3 side to the light scattering layer 5 side, and at the interface with the electrode 3, the relaxation layer 11. Is preferably substantially the same as the refractive index of the electrode 3, and the refractive index of the relaxation layer 11 is preferably substantially the same as the refractive index of the light scattering layer 5 at the interface with the light scattering layer 5. In this case, there is no optical interface having a different refractive index between the relaxing layer 11 and the electrode 3 or the light scattering layer 5, and the total reflection loss at the interface can be eliminated.

上記のように光散乱層5の表面に緩和層11を設けた後、緩和層11の光散乱層5と反対側の表面に透光性の電極3を形成する。この透光性の電極3の材料としては、本発明の効果の妨げにならない限り任意のものを用いることができ、例えば、インジウム−錫酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、錫酸化物、Au等の金属の極薄膜、導電性高分子、導電性の有機材料、ドーパント(ドナーまたはアクセプタ)含有有機層、導電体と導電性有機材料(高分子含む)の混合物、又はこれらの積層体等を挙げることができる。これら材料をスパッタ法やイオンプレーティング法などの気相成長法を用いて製膜することによって、電極3を形成することができる。この電極3の膜厚は特に限定されるものではないが、50〜300nm程度が好ましい。   After providing the relaxation layer 11 on the surface of the light scattering layer 5 as described above, the translucent electrode 3 is formed on the surface of the relaxation layer 11 opposite to the light scattering layer 5. As the material of the translucent electrode 3, any material can be used as long as the effect of the present invention is not hindered. For example, indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), Tin oxide, ultrathin metal such as Au, conductive polymer, conductive organic material, organic layer containing dopant (donor or acceptor), mixture of conductor and conductive organic material (including polymer), or these And the like. The electrode 3 can be formed by forming a film of these materials using a vapor phase growth method such as a sputtering method or an ion plating method. The thickness of the electrode 3 is not particularly limited, but is preferably about 50 to 300 nm.

次に、上記のように透光性の電極3を緩和層11の表面に設けた後、電極3の緩和層11と反対側の表面に有機発光層2を形成する。有機発光層2を形成する有機EL材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、ピラン、キナクリドン、ルブレン、及びこれらの誘導体、あるいは、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、及びこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物あるいは高分子等が挙げられる。また上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えばIr錯体、Os錯体、Pt錯体、ユーロピウム錯体等々の発光材料、又はそれらを分子内に有する化合物若しくは高分子も好適に用いることができる。これらの材料は、必要に応じて、適宜選択して用いることができる。   Next, after providing the translucent electrode 3 on the surface of the relaxation layer 11 as described above, the organic light emitting layer 2 is formed on the surface of the electrode 3 opposite to the relaxation layer 11. Examples of the organic EL material that forms the organic light emitting layer 2 include anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, and bisstyryl. , Cyclopentadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, bisstyryl, cyclopentadiene, quinoline metal complex, tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-Phenyl-8-quinolinato) aluminum complex, aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal complex, tri- (p-terphenyl-4-yl) amine, pyran, quinacridone A molecule comprising rubrene and derivatives thereof, or 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivative, distyrylbenzene derivative, styrylarylene derivative, styrylamine derivative, and a group composed of these luminescent compounds. Or a polymer or the like contained in a part of the above. Further, not only compounds derived from fluorescent dyes typified by the above compounds, but also so-called phosphorescent materials, for example, luminescent materials such as Ir complexes, Os complexes, Pt complexes, and europium complexes, or compounds or polymers having these in the molecule It can be used suitably. These materials can be appropriately selected and used as necessary.

そして有機発光層2の透光性の電極3と反対側に光反射性の対向電極10を設けることによって、図1(a)の層構成の有機EL発光素子を形成することができるものである。この電極10の材料としては、Alなどを用いることができるが、Alと他の電極材料を組み合わせて積層構造などとして構成するものであっても良い。このような電極材料の組み合わせとしては、アルカリ金属とAlとの積層体、アルカリ金属と銀との積層体、アルカリ金属のハロゲン化物とAlとの積層体、アルカリ金属の酸化物とAlとの積層体、アルカリ土類金属や希土類金属とAlとの積層体、これらの金属種と他の金属との合金などが挙げられ、具体的には、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウムなどとAlとの積層体、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、LiF/Al混合物/積層体、Al/Al混合物などを例として挙げることができる。 Then, by providing the light-reflective counter electrode 10 on the opposite side of the organic light-emitting layer 2 from the light-transmitting electrode 3, the organic EL light-emitting element having the layer structure of FIG. 1A can be formed. . As the material of the electrode 10, Al or the like can be used. However, a layered structure or the like may be configured by combining Al and another electrode material. Such electrode material combinations include alkali metal and Al laminates, alkali metal and silver laminates, alkali metal halides and Al laminates, and alkali metal oxides and Al laminates. Bodies, alkaline earth metal or laminates of rare earth metals and Al, and alloys of these metal species with other metals, such as sodium, sodium-potassium alloy, lithium, magnesium, etc. For example, a laminate with Al, a magnesium-silver mixture, a magnesium-indium mixture, an aluminum-lithium alloy, a LiF / Al mixture / laminate, an Al / Al 2 O 3 mixture, and the like can be given as examples.

上記のように形成される有機EL発光素子にあって、透光性の電極3と対向電極10との間に電圧を印加することによって有機発光層2で発光した光は、透光性の電極3から、緩和層11と光散乱層5よりなる光取出し層4を透過し、さらに透光性の基板1を透過して取り出される。有機発光層2で発光した光がこのように光取出し層4の光散乱層5を通過する際に、光は散乱されて光の指向性が変更され、光取出し層4と基板1との界面で光が全反射されることを抑制することができるものである。   In the organic EL light emitting device formed as described above, light emitted from the organic light emitting layer 2 by applying a voltage between the light transmitting electrode 3 and the counter electrode 10 is transmitted through the light transmitting electrode. 3 is transmitted through the light extraction layer 4 including the relaxation layer 11 and the light scattering layer 5, and further transmitted through the translucent substrate 1. When the light emitted from the organic light emitting layer 2 passes through the light scattering layer 5 of the light extraction layer 4 in this way, the light is scattered to change the directivity of the light, and the interface between the light extraction layer 4 and the substrate 1 is changed. Thus, the total reflection of light can be suppressed.

ここで、このように基板1との界面での全反射を抑制するために有機発光層2で発光した光を光取出し層4の光散乱層5で散乱させると、斜め方向への光の取り出しは向上するが、正面への光の取り出しが低下することになり、光の取り出し効率を十分に高めることができない。そこで本発明では、光散乱粒子を含有して形成される光散乱層5として、正面から入射して出射される光の強度を計測したときに、正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°であるものを用いるようにしている。   Here, when light emitted from the organic light emitting layer 2 is scattered by the light scattering layer 5 of the light extraction layer 4 in order to suppress total reflection at the interface with the substrate 1 in this way, light is extracted in an oblique direction. However, the light extraction efficiency to the front surface is reduced, and the light extraction efficiency cannot be sufficiently increased. Therefore, in the present invention, as the light scattering layer 5 formed containing light scattering particles, when the intensity of light incident and emitted from the front is measured, the intensity of light emitted to the front is 1 The output angle of light having an intensity of / 100 is 3 to 45 °.

すなわち図1(b)に示すように、透光性の基板1の表面に光散乱層5を形成し、光散乱層5の基板1と反対側の面に光を正面から入射角0°で入射させ、この光が光散乱層5を通過して出射し、基板1を通して取り出される光の強度を、光散乱層5から出射角0°で正面に出射される光と、光散乱層5から出射角θで斜めに出射される光について計測し、正面に出射される光(出射角0°)の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが3〜45°の範囲にある光散乱層5を用いるものである。正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが3°未満のものであると、光散乱層5を直進して正面方向へ取り出される光の量が多くなって斜め方向への取り出し不十分になり、また正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが45°を超えるものであると、正面への光の取り出しが不十分になり、いずれも光の取り出し効率を十分に高めることができないが、正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが3〜45°の光散乱層5を用いることによって、正面への取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を増大して、高効率で光を取り出すことができるものである。この出射角θは、3〜30°であることがより好ましい。   That is, as shown in FIG. 1B, a light scattering layer 5 is formed on the surface of a light-transmitting substrate 1, and light is incident on the surface of the light scattering layer 5 opposite to the substrate 1 at an incident angle of 0 ° from the front. The light is incident and emitted through the light scattering layer 5, and the intensity of the light extracted through the substrate 1 is set to the light emitted from the light scattering layer 5 to the front at an emission angle of 0 ° and from the light scattering layer 5. Measurement is made on light emitted obliquely at an emission angle θ, and the emission angle when the intensity of the light emitted obliquely becomes 1/100 of the intensity of the light emitted from the front (emission angle 0 °). The light scattering layer 5 in which θ is in the range of 3 to 45 ° is used. If the emission angle θ when the intensity of light emitted obliquely becomes 1/100 of the intensity of light emitted to the front is less than 3 °, the light scattering layer 5 goes straight and the front When the amount of light extracted in the direction increases, the extraction in the oblique direction becomes insufficient, and the intensity of light emitted obliquely becomes 1/100 of the intensity of light emitted in the front. If the emission angle θ exceeds 45 °, the light extraction to the front becomes insufficient, and neither can sufficiently increase the light extraction efficiency, but the intensity of the light emitted to the front By using the light scattering layer 5 having an emission angle θ of 3 to 45 ° when the intensity of the light emitted obliquely becomes 1/100, the reduction of the light extracted to the front is suppressed and the oblique direction The efficiency of extracting light to the Is shall. The outgoing angle θ is more preferably 3 to 30 °.

光散乱粒子を含有するバインダー樹脂により形成される光散乱層5を、光の出射強度について上記のような特性を有するものとして作製するために、光散乱粒子は粒径(平均粒子径)が0.3〜10μmであり、且つ、光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差が0.001〜0.1であることが望ましい。光散乱粒子の粒径が0.3μm未満であると、又は光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差が0.001未満であると、光散乱層5での光の散乱量が少なくなり、正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが3°以上の光散乱層5を形成することが困難になって、斜め方向について十分な取り出し効率を望むことが難しくなる。逆に光散乱粒子の粒径が10μmを超えると、又は光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差が0.3を超えると、光散乱層5での光の散乱量が多くなり、正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが45°以下の光散乱層5を形成することが困難になって、正面方向について十分な取り出し効率を望むことが難しくなる。光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率はどちらが高くとも低くともよく、両者の間に上記のような屈折率差があればよい。さらに光散乱粒子の粒径が10μmを超える場合、光散乱粒子が有機EL発光素子を構成する層を突き抜けて素子短絡を引き起こす危険性が高まり、デバイスの信頼性が損なわれるおそれがある。   In order to produce the light scattering layer 5 formed of the binder resin containing the light scattering particles as having the above-described characteristics with respect to the light emission intensity, the light scattering particles have a particle size (average particle size) of 0. The refractive index difference between the light scattering particles and the binder resin is preferably 0.001 to 0.1. If the particle diameter of the light scattering particles is less than 0.3 μm, or if the difference in refractive index between the light scattering particles and the binder resin is less than 0.001, the amount of light scattering in the light scattering layer 5 is reduced, and the front surface It becomes difficult to form the light scattering layer 5 having an emission angle θ of 3 ° or more when the intensity of the obliquely emitted light becomes 1/100 of the intensity of the emitted light. It becomes difficult to desire sufficient extraction efficiency in the direction. Conversely, if the particle size of the light scattering particles exceeds 10 μm, or if the difference in refractive index between the light scattering particles and the binder resin exceeds 0.3, the amount of light scattering in the light scattering layer 5 increases, and the light is emitted to the front. It becomes difficult to form the light scattering layer 5 having an emission angle θ of 45 ° or less when the intensity of the obliquely emitted light becomes 1/100 with respect to the intensity of the emitted light. It becomes difficult to desire sufficient removal efficiency. Either the light scattering particle or the binder resin may have a high refractive index or a low refractive index. Furthermore, when the particle diameter of the light scattering particles exceeds 10 μm, there is a risk that the light scattering particles may penetrate through the layers constituting the organic EL light emitting element to cause an element short circuit, and the reliability of the device may be impaired.

また、光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合が90%以上であり、且つ、光散乱層5の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数が1〜10であることも望ましい。光散乱層5の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数は、光散乱層5の面内の5箇所において、光散乱層5の厚み方向一直線上に存在する光散乱粒子の個数を数え、その平均値として求められるものである。尚、バインダー樹脂の比率が少ない場合には、光散乱層5の面内の3箇所以上において、平均膜厚を光散乱粒子の平均粒子径で割った値を、厚み方向の平均粒子数としてもよい。   It is also desirable that the volume ratio of the light scattering particles in the light scattering layer 5 is 90% or more and that the average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 is 1 to 10. The average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 is the number of light scattering particles existing on a straight line in the thickness direction of the light scattering layer 5 at five locations in the plane of the light scattering layer 5. It is obtained as the average value. When the ratio of the binder resin is small, the value obtained by dividing the average film thickness by the average particle diameter of the light scattering particles at three or more locations in the plane of the light scattering layer 5 is also used as the average number of particles in the thickness direction. Good.

光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合が90%未満であると、又は光散乱層5の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数が1未満であると、光散乱層5での光の散乱量が少なくなり、正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが3°以上の光散乱層5を形成することが困難になって、斜め方向について十分な取り出し効率を望むことが難しくなる。逆に光散乱層5の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数が10を超えると、光散乱層5での光の散乱量が多くなり、正面に出射される光の強度に対して、斜めに出射される光の強度が1/100になるときの出射角θが45°以下の光散乱層5を形成することが困難になって、正面方向について十分な取り出し効率を望むことが難しくなる。光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合の上限は特に設定されないが、光散乱粒子の体積割合が大きくなるに従ってバインダー樹脂の割合が小さくなり、光散乱層5の膜強度等に問題が生じるので、光散乱層5内の光散乱粒子の体積割合は98%程度が上限である。   When the volume ratio of the light scattering particles in the light scattering layer 5 is less than 90%, or the average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 is less than 1, The amount of light scattering is reduced, and the light scattering layer 5 is formed with an emission angle θ of 3 ° or more when the intensity of light emitted obliquely becomes 1/100 of the intensity of light emitted to the front. It becomes difficult to achieve sufficient take-off efficiency in the oblique direction. Conversely, if the average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 exceeds 10, the amount of light scattering in the light scattering layer 5 increases, and the light intensity emitted to the front is It becomes difficult to form the light scattering layer 5 having an emission angle θ of 45 ° or less when the intensity of light emitted obliquely becomes 1/100, and it is difficult to desire sufficient extraction efficiency in the front direction. Become. The upper limit of the volume ratio of the light scattering particles in the light scattering layer 5 is not particularly set. However, as the volume ratio of the light scattering particles increases, the ratio of the binder resin decreases, causing a problem in the film strength of the light scattering layer 5 and the like. Therefore, the upper limit of the volume ratio of the light scattering particles in the light scattering layer 5 is about 98%.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により、測定機として東ソー(株)製「HLC−8120」を用いて、標準ポリスチレンで検量線を作成し、その換算値として測定した。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. The weight average molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography), using “HLC-8120” manufactured by Tosoh Co., Ltd. as a measuring instrument, creating a calibration curve with standard polystyrene, and converting it into a converted value.

(実施例1)
テトラエトキシシラン86.8質量部にイソプロピルアルコール803.5質量部を加え、さらにγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン34.7質量部及び0.1N−硝酸75質量部を加え、ディスパーを用いてよく混合することによって溶液を得た。得られた溶液を40℃恒温槽中で2時間攪拌し、重量平均分子量が1050のシリコーンレジン5質量%溶液を得た。次にこのシリコーンレジン溶液に、メチルシリコーン粒子(GE東芝シリコーン社製「トスパール120」:平均粒子径2μm)を、メチルシリコーン粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)の固形分質量基準で80/20となるように添加して、ホモジナイザーで分散させることによって、メチルシリコーン粒子分散シリコーンレジン溶液をコーティング材料として得た。尚、上記の「縮合化合物換算」とは、テトラアルコキシシランの場合は、存在するSiがSiOであるとしての質量である。
Example 1
Add 803.5 parts by mass of isopropyl alcohol to 86.8 parts by mass of tetraethoxysilane, add 34.7 parts by mass of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 75 parts by mass of 0.1N nitric acid, and use a disper. A solution was obtained by mixing. The obtained solution was stirred in a constant temperature bath at 40 ° C. for 2 hours to obtain a 5% by mass solution of a silicone resin having a weight average molecular weight of 1050. Next, in this silicone resin solution, methylsilicone particles (“TOSPEARL 120” manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd .: average particle diameter 2 μm) are 80/20 based on the solid content mass of methylsilicone particles / silicone resin (condensation compound equivalent). Then, the mixture was dispersed with a homogenizer to obtain a methyl silicone particle-dispersed silicone resin solution as a coating material. The "condensation compound terms" above, in the case of tetraalkoxysilane, existing Si is mass as a SiO 2.

次に、透光性の基板1として無アルカリガラス板(コーニング社製「No.1737」)を用い、上記のコーティング材料を基板1の表面にスピンコーターによって1000rpmの条件で塗布・乾燥し、この塗布・乾燥を6回繰り返した後に、200℃で30分間焼成することによって、厚み約5μmの光散乱層5を形成した。このようにして得た、光散乱層5付きの基板1の光学物性をヘイズメーター(日本電色工業社製「NDH−2000」)で測定したところ、ヘイズ値は95.4、全光線透過率は73.4%であった。また光散乱層5を構成するシリコーンレジンの屈折率は1.46(ガラス基板上に2〜3μm厚の膜を形成して、プリズムカプラ(メトリコン社製)で測定)、メチルシリコーン粒子の屈折率は1.44〜1.45であり、両者の屈折率差は0.02以下である。また光散乱層5内のメチルシリコーン粒子の体積割合は60%、光散乱層5の厚み方向でのメチルシリコーン粒子の平均粒子数は1.8個(=3.6μm/2μm;平均膜厚3.6μmは日本ビーコ社製接触式表面形状測定器「DekTak3」により計測、メチルシリコーン粒子の平均粒子径2μm)である。   Next, a non-alkali glass plate (“No. 1737” manufactured by Corning) was used as the translucent substrate 1, and the above coating material was applied to the surface of the substrate 1 with a spin coater at 1000 rpm, and dried. After repeating coating and drying 6 times, the light scattering layer 5 having a thickness of about 5 μm was formed by baking at 200 ° C. for 30 minutes. The optical properties of the substrate 1 with the light scattering layer 5 thus obtained were measured with a haze meter (“NDH-2000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The haze value was 95.4, the total light transmittance. Was 73.4%. The refractive index of the silicone resin constituting the light scattering layer 5 is 1.46 (measured with a prism coupler (made by Metricon) by forming a film having a thickness of 2 to 3 μm on a glass substrate), and the refractive index of methylsilicone particles. Is 1.44 to 1.45, and the refractive index difference between them is 0.02 or less. The volume ratio of methyl silicone particles in the light scattering layer 5 is 60%, and the average number of methyl silicone particles in the thickness direction of the light scattering layer 5 is 1.8 (= 3.6 μm / 2 μm; average film thickness 3 .6 μm is a contact type surface shape measuring device “DekTak 3” manufactured by Nippon Beco Co., Ltd., and an average particle diameter of methyl silicone particles is 2 μm.

また、このように透明ガラスの基板1の表面に形成した光散乱層5について、正面入射光に対する出射角度と光強度の関係を、輝度配光特性測定装置(浜松ホトニクス社製「C9920−11」)を用いて測定した。結果を、正面出射光(出射角度0°)の強度を1としたときの相対強度で図2(a)に示す。また図2(b)に図2(a)の一部を拡大したグラフを示す。図2のグラフにみられるように、正面出射光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度は5°であった。   Further, regarding the light scattering layer 5 formed on the surface of the transparent glass substrate 1 in this manner, the relationship between the emission angle with respect to the front incident light and the light intensity is determined using a luminance light distribution characteristic measuring device (“C9920-11” manufactured by Hamamatsu Photonics). ). The results are shown in FIG. 2 (a) in terms of relative intensity when the intensity of front emission light (emission angle 0 °) is 1. FIG. 2 (b) shows an enlarged graph of a part of FIG. 2 (a). As can be seen from the graph of FIG. 2, the emission angle of light having an intensity of 1/100 with respect to the intensity of the front emission light was 5 °.

次に上記のように形成した光散乱層5の表面に、イミド系樹脂コーティング材(OPTMATE社製「HRI1783」、屈折率=1.78、濃度18質量%)をスピンコーターによって2000rpmの条件で塗布して乾燥し、200℃で30分間加熱して硬化させることによって、厚み約4μmの緩和層11を形成した。   Next, on the surface of the light scattering layer 5 formed as described above, an imide-based resin coating material (“HRI1783 manufactured by OPTMATE, refractive index = 1.78, concentration 18% by mass) was applied by a spin coater at 2000 rpm. Then, it was dried and cured by heating at 200 ° C. for 30 minutes to form a relaxation layer 11 having a thickness of about 4 μm.

次に、ITOターゲット(東トー社製)を用いて、上記のように形成した緩和層11の表面にスパッタすることによって、緩和層11の上に120nmの膜厚でITO膜を形成した。次にこのようにITO膜を形成した基板1を、Ar雰囲気下、200℃で1時間、加熱処理することによって、ITO膜をアニールしてシート抵抗18Ω/□の透明電極として電極3を形成した。   Next, an ITO film having a thickness of 120 nm was formed on the relaxing layer 11 by sputtering the surface of the relaxing layer 11 formed as described above using an ITO target (manufactured by Toto Corporation). Next, the substrate 1 thus formed with the ITO film was heat-treated at 200 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere to anneal the ITO film to form an electrode 3 as a transparent electrode having a sheet resistance of 18Ω / □. .

次にこの透明電極3を形成した基板1をアセトン、純水、イソプロピルアルコールで15分間超音波洗浄した後、乾燥し、さらにUV−O処理を15分間行なった。この後に、この基板1を真空蒸着装置にセットし、ホール輸送層として、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)(eRay社製)を電極3の上に40nmの膜厚で形成し、さらにこの上に電子輸送層兼有機発光層2として、アルミニウム−トリス(8−ヒドロキシキノリン)(Alq)(eRay社製)を60nmの膜厚で形成し、さらにその上に電子注入層として、LiF(高純度化学製)を1nmの膜厚で形成した。そして最後に、電子注入層の上にAl(高純度化学社製)を80nmの膜厚で真空蒸着し、陰極として対向電極10を形成した。 Next, the substrate 1 on which the transparent electrode 3 was formed was ultrasonically cleaned with acetone, pure water, and isopropyl alcohol for 15 minutes, then dried, and further subjected to UV-O 3 treatment for 15 minutes. Thereafter, the substrate 1 is set in a vacuum deposition apparatus, and N, N′-diphenyl-N, N′-bis (1-naphthyl) -1,1′-biphenyl-4,4′- is used as a hole transport layer. Diamine (NPB) (manufactured by eRay) is formed on the electrode 3 with a film thickness of 40 nm, and further, an aluminum-tris (8-hydroxyquinoline) (Alq) (Alq) ( eRay Co., Ltd.) was formed with a film thickness of 60 nm, and LiF (manufactured by High Purity Chemical) was formed with a film thickness of 1 nm as an electron injection layer thereon. Finally, Al (manufactured by High Purity Chemical Co., Ltd.) was vacuum-deposited with a film thickness of 80 nm on the electron injection layer to form the counter electrode 10 as a cathode.

この後、上記の各層を蒸着して形成した基板1を露点−80℃以下のドライ窒素雰囲気のグローブボックスに大気に暴露することなく搬送した。一方、硝子製の封止キャップに吸水剤(ダイニック社製)を貼り付けると共に封止キャップの外周部に紫外線硬化樹脂性のシール剤を塗布したものを予め用意した。そしてグローブボックス内で各層を囲むように封止キャップを基板1にシール剤で張り合わせ、紫外線照射してシール剤を硬化させることによって、各層を封止キャップで封止し、図1(a)のような層構成の有機EL発光素子を得た。   Then, the board | substrate 1 formed by vapor-depositing each said layer was conveyed without exposing to the air | atmosphere to the glove box of a dry nitrogen atmosphere with a dew point -80 degrees C or less. On the other hand, a water-absorbing agent (manufactured by Dynic) was attached to a glass sealing cap and an ultraviolet curable resin-based sealing agent was applied to the outer periphery of the sealing cap in advance. Then, the sealing cap is bonded to the substrate 1 with a sealing agent so as to surround each layer in the glove box, and each layer is sealed with the sealing cap by irradiating with ultraviolet rays to cure the sealing agent, as shown in FIG. An organic EL light emitting device having such a layer structure was obtained.

(比較例1)
透光性基板1の表面に直接、ITO膜をスパッタし、200℃で1時間加熱処理をしてアニールした電極3を形成した。そしてこの電極3の上に直接、実施例1と同様に有機発光層2、対向電極10を形成すると共に封止キャップで封止することによって、有機EL発光素子からなる面発光体を得た。
(Comparative Example 1)
An ITO film was sputtered directly on the surface of the translucent substrate 1 and heat-treated at 200 ° C. for 1 hour to form an annealed electrode 3. And the organic light emitting layer 2 and the counter electrode 10 were formed directly on this electrode 3 like Example 1, and it sealed with the sealing cap, and the surface light-emitting body which consists of an organic EL light emitting element was obtained.

(比較例2)
実施例1のコーティング材料を、平均粒子径2μmのメチルシリコーン粒子の代わりに、平均粒子径0.2μmのメチルシリコーン粒子を用いて調製した。その他は、実施例1と同様にして有機EL発光素子を得た。
(Comparative Example 2)
The coating material of Example 1 was prepared using methyl silicone particles having an average particle size of 0.2 μm instead of methyl silicone particles having an average particle size of 2 μm. Otherwise, an organic EL light emitting device was obtained in the same manner as in Example 1.

この比較例2で形成される光散乱層5について、出射光の強度を実施例1と同様にして測定したところ、正面出射光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度は2°であった。   For the light scattering layer 5 formed in Comparative Example 2, the intensity of the emitted light was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the emission angle of the light that was 1/100 of the intensity of the front emitted light was It was 2 °.

(比較例3)
実施例1で調製したシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子(屈折率1.25、粒子径60nm、外殻厚み10nm)のIPA分散ゾル(固形分20質量%、分散媒イソプロピルアルコール、触媒化成工業製)をイソプロピルアルコールで5質量%になるように希釈したゾルを、中空シリカ微粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)の固形分質量基準で35/30となるように添加して、ホモジナイザーで分散させることによって、中空シリカ粒子分散シリコーンレジン溶液をコーティング材料として得た。このコーティング材料を用いて実施例1と同様にして光散乱層5を形成し、他は実施例1と同様にして有機EL発光素子を得た。
(Comparative Example 3)
To the silicone resin solution prepared in Example 1, an IPA dispersion sol (solid content 20 mass%, dispersion medium isopropyl alcohol, manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.) of hollow silica fine particles (refractive index 1.25, particle diameter 60 nm, outer shell thickness 10 nm). Sol) diluted with isopropyl alcohol to 5% by mass is added so as to be 35/30 based on the solid content mass of hollow silica fine particles / silicone resin (condensation compound equivalent), and dispersed with a homogenizer. Thus, a hollow silica particle-dispersed silicone resin solution was obtained as a coating material. Using this coating material, a light scattering layer 5 was formed in the same manner as in Example 1, and an organic EL light emitting device was obtained in the same manner as in Example 1 except for that.

この比較例3で形成される光散乱層5について、出射光の強度を実施例1と同様にして測定したところ、正面出射光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度は48°であった。   With respect to the light scattering layer 5 formed in Comparative Example 3, the intensity of the emitted light was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the emission angle of the light that was 1/100 of the intensity of the front emitted light was It was 48 °.

(比較例4)
アクリル系UV硬化オリゴマー(新中村化学工業社製「6LPA」)とアクリル系UV硬化モノマー(新中村化学工業社製「A−DPH」)を、「6LPA」:「A−DPH」=2:1(質量比)で混合し、さらにラジカル系光重合開始剤(長瀬産業社「イルガキュア184」)を3質量%添加することによって、アクリル系UV硬化樹脂を調製した。次にこのアクリル系UV硬化樹脂に、実施例1と同じメチルシリコーン粒子を、メチルシリコーン粒子/アクリル系UV硬化樹脂の質量比が20/80となるように添加し、ホモジナイザーで分散させることによって、メチルシリコーン粒子分散アクリル系UV硬化樹脂溶液をコーティング材料として得た。
(Comparative Example 4)
Acrylic UV curable oligomer (“6LPA” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and an acrylic UV curable monomer (“A-DPH” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), “6LPA”: “A-DPH” = 2: 1 An acrylic UV curable resin was prepared by mixing at a (mass ratio) and further adding 3% by mass of a radical photopolymerization initiator (Nagase Sangyo “Irgacure 184”). Next, the same methylsilicone particles as in Example 1 were added to this acrylic UV curable resin so that the mass ratio of methylsilicone particles / acrylic UV curable resin was 20/80, and dispersed with a homogenizer. A methyl silicone particle-dispersed acrylic UV curable resin solution was obtained as a coating material.

そしてコーティング材料を実施例1と同様にしてガラス基板1の上に塗布した後、UV露光機で積算光量1000mJを照射することによって、光散乱層5を形成し、他は実施例1と同様にして有機EL発光素子を得た。   And after apply | coating a coating material on the glass substrate 1 like Example 1, the light-scattering layer 5 is formed by irradiating the integrated light quantity 1000mJ with a UV exposure machine, and others are the same as Example 1. Thus, an organic EL light emitting device was obtained.

この比較例4で形成される光散乱層5について、出射光の強度を実施例1と同様にして測定した。結果を図2に示す。図2にみられるように、正面出射光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度は75°以上であった。   For the light scattering layer 5 formed in Comparative Example 4, the intensity of the emitted light was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. As can be seen in FIG. 2, the emission angle of light having an intensity of 1/100 with respect to the intensity of front emission light was 75 ° or more.

上記のようにして実施例1及び比較例1〜4で得た有機EL発光素子の特性を、DC電源(ケースレイ社製)を用い、素子内部に流れる電流を10mA/cmに固定し、輝度計(トプコン社製)を用いて評価した。このとき、正面輝度を、電流効率(cd/A)とともに、10°ごとの角度方位で−180°〜+180°の範囲で測定し、全光束(電力効率lm/W)を算出した。結果を、比較例1の電流効率(cd/A)及び電力効率(lm/W)を基準として、正面及び全方位の光取出し効率の向上倍率を表1に示す。尚、電流−電圧特性は、実施例1及び比較例1〜4において大きな差はみられなかった。また発光スペクトルにも大きな差はみられなかった。 As described above, the characteristics of the organic EL light-emitting devices obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were fixed to 10 mA / cm 2 using a DC power source (manufactured by Caselay), and the current flowing inside the device was fixed. Evaluation was performed using a luminance meter (Topcon). At this time, the front luminance was measured in the range of −180 ° to + 180 ° in an angular direction every 10 ° together with the current efficiency (cd / A), and the total luminous flux (power efficiency lm / W) was calculated. Table 1 shows the improvement ratio of the light extraction efficiency in the front and all directions, with the results based on the current efficiency (cd / A) and power efficiency (lm / W) of Comparative Example 1. The current-voltage characteristics were not significantly different between Example 1 and Comparative Examples 1 to 4. There was no significant difference in the emission spectrum.

Figure 0005054464
Figure 0005054464

表1にみられるように、実施例1のものは、比較例1は勿論、比較例2〜4のものに対しても光の取り出し効率が向上していることが確認される。   As seen in Table 1, it is confirmed that the light extraction efficiency of Example 1 is improved not only for Comparative Example 1 but also for Comparative Examples 2 to 4.

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、(a)は有機EL発光素子の層構成を示す概略図、(b)は光散乱層からの出射光を示す図である。An example of embodiment of this invention is shown, (a) is the schematic which shows the layer structure of an organic electroluminescent light emitting element, (b) is a figure which shows the emitted light from a light-scattering layer. 実施例1及び比較例4の光散乱層についての、出射光の強度の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the intensity | strength of emitted light about the light-scattering layer of Example 1 and Comparative Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 有機発光層
3 電極
4 光取出し層
5 光散乱層
10 電極
11 緩和層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Organic light emitting layer 3 Electrode 4 Light extraction layer 5 Light scattering layer 10 Electrode 11 Relaxation layer

Claims (2)

透光性の基板と有機発光層の間に透光性の電極を備えると共に基板と透光性の電極の間に光の指向性を変更する光取出し層を備え、有機発光層で発光した光を光取出し層及び透光性の電極から透光性の基板を通して取り出すようにした有機EL発光素子において、光取出し層は光散乱層を備えて形成され、光散乱層は、光散乱粒子を含有するバインダー樹脂により構成され、光散乱粒子は粒径が0.3〜10μmであり、光散乱粒子とバインダー樹脂の屈折率差が0.001〜0.1であり、光散乱層内の光散乱粒子の体積割合が90%以上であり、光散乱層の厚み方向での光散乱粒子の平均粒子数が1〜10であり、光散乱層は、正面から入射して出射される光の強度を計測したときに、正面に出射される光の強度に対して1/100の強度になる光の出射角度が3〜45°であることを特徴とする有機EL発光素子。 The light emitted from the organic light-emitting layer is provided with a light-transmitting electrode between the light-transmitting substrate and the organic light-emitting layer and a light extraction layer that changes the directivity of light between the substrate and the light-transmitting electrode. In the organic EL light emitting device in which light is extracted from the light extraction layer and the light transmissive electrode through the light transmissive substrate, the light extraction layer is formed with a light scattering layer, and the light scattering layer contains light scattering particles. The light scattering particles have a particle size of 0.3 to 10 μm, the refractive index difference between the light scattering particles and the binder resin is 0.001 to 0.1, and the light scattering in the light scattering layer The volume ratio of the particles is 90% or more, the average number of light scattering particles in the thickness direction of the light scattering layer is 1 to 10, and the light scattering layer has the intensity of light incident and emitted from the front. When measured, it is 1/100 stronger than the intensity of light emitted from the front The organic EL light-emitting device is emission angle of light to be characterized in that it is a 3 to 45 °. 光散乱層と透光性の電極との間に、光散乱層の表面の凹凸を平滑化する緩衝層を備え、上記光取出し層を光散乱層と緩衝層とから形成して成ることを特徴とする請求項1記載の有機EL発光素子。 A buffer layer for smoothing irregularities on the surface of the light scattering layer is provided between the light scattering layer and the translucent electrode, and the light extraction layer is formed of the light scattering layer and the buffer layer. the organic EL light-emitting device according to claim 1,.
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