JP5603897B2 - 有機電界発光素子及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、有機電界発光素子及び照明装置に関する。

近年、平面光源などの用途に有機電界発光素子が注目されている。有機電界発光素子においては、有機薄膜が、２つの電極の間に設けられる。有機薄膜に電圧を印加して電子と正孔とを注入し再結合させることにより、励起子を生成する。この励起子が放射失活する際の発光が利用される。
有機電界発光素子において、薄型、軽量、面発光などの特徴から、これまでの照明器具や光源では実現できなかった応用が期待されている。

特開２０１１−２３３３６号公報

本発明の実施形態は、光透過性の有機電界発光素子及び照明装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、第１電極と、複数の第２電極と、有機発光層と、を備えた有機電界発光素子が提供される。前記第１電極は、第１主面を有する。前記第１電極は、光透過性を有する。前記複数の第２電極は、前記第１電極と対向し前記第１主面と平行な第１方向に沿って延び前記第１主面に対して平行で前記第１方向に対して垂直な第２方向に互いに離間する。前記第２電極の光透過率は、前記第１電極の光透過率よりも低い。前記複数の第２電極それぞれが有する前記第１方向に延びる一対の側面は、前記第１方向に沿って波状に周期的に変動する。前記有機発光層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる。前記複数の第２電極それぞれが有する前記一対の側面のそれぞれの前記変動は、実質的に同じである。

第１の実施形態に係る有機電界発光素子の構成を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的平面図である。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第１試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。 図６（ａ）〜図６（ｅ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第２試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。 図７は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第２試験の結果を示すグラフ図である。 図８（ａ）〜図８（ｅ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第３試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第３試験の結果を示すグラフ図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子の特性を例示するグラフ図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の構成を例示する模式的断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図２は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的平面図である。図１は、図２のＡ１−Ａ２線断面図である。
図１及び図２に表したように、有機電界発光素子１１０は、第１電極１０と、複数の第２電極２０と、有機発光層４０と、を含む。

第１電極１０は、第１主面１０ａと、第２主面１０ｂと、を有する。第２主面１０ｂは、第１主面１０ａと反対側の面である。第１電極１０は、光透過性を有する。第１電極１０は、例えば、透明電極である。第１主面１０ａは、第２主面１０ｂと実施的に平行である。

ここで、第１主面１０ａに対して垂直な第１方向をＺ軸方向とする。第１主面１０ａに対して平行な１つの方向をＸ軸方向とする。第１主面１０ａに対して平行でＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に対して垂直な方向である。Ｚ軸方向は、第１電極１０の厚さ方向に相当する。

複数の第２電極２０は、第１電極１０の第１主面１０ａの一部と対向する。複数の第２電極２０の光透過率は、第１電極１０の光透過率よりも低い。第２電極２０は、例えば、光反射性を有する。第２電極２０の光反射率は、第１電極１０の光反射率よりも高い。複数の第２電極２０は、例えば、金属電極である。

図２に表したように、複数の第２電極２０のそれぞれは、第１主面１０ａと平行な第１方向に沿って延び、第１主面１０ａと平行で第１方向に対して垂直な第２方向に互いに離間する。これにより、複数の第２電極２０は、縞状のパターン形状に形成される。複数の第２電極２０のそれぞれの間隔は、例えば、一定である。この例において、第１方向は、Ｙ軸方向である。第２方向は、Ｘ軸方向である。第１方向及び第２方向は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿う任意の方向でよい。

複数の第２電極２０のそれぞれの側面２０ｓは、Ｙ軸方向に沿って波状に変動する。側面２０ｓは、第２電極２０のＸ軸方向の２つの側面である。複数の第２電極２０のＸ軸方向の側端の位置は、Ｙ軸方向に沿って波状に変動する。この例において、側面２０ｓは、例えば、正弦波状に周期的に変動する。

この例において、第２電極２０の側面２０ｓは、例えば、Ｚ軸方向と平行な面である。すなわち、この例において、側面２０ｓは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して垂直な面である。側面２０ｓは、例えば、Ｚ軸方向と非平行な面でもよい。側面２０ｓは、例えば、曲面でもよい。側面２０ｓは、例えば、第２電極２０のＸ軸方向の端において少なくともＺ軸方向に変動する成分を有する面である。

第２電極２０の一方の側面２０ｓの変動は、第２電極２０の他方の側面２０ｓの変動と実質的に同じである。複数の第２電極２０のそれぞれのＸ軸方向に沿う距離（幅）ＷＤは、Ｙ軸方向に沿って実質的に同じである。すなわち、複数の第２電極２０のそれぞれは、波状に周期的に蛇行する帯形状である。複数の第２電極２０のそれぞれの距離ＷＤのＹ軸方向の変化率は、例えば、１０％以下である。

距離ＷＤは、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。最近接の２つの第２電極２０の間のＸ軸方向に沿うピッチ（Ｘ軸方向における第２電極２０の第１中心軸ＣＡ１間の距離）をＰＩとする。ピッチＰＩは、例えば、０．３５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である。複数の第２電極２０のそれぞれのＸ軸方向に沿う距離（幅）をＷＤ、側面２０ｓの変動の振幅をＡＰ、側面２０ｓの変動の１周期の距離をＣＹとする。このとき、ピッチＰＩと距離ＣＹとの比率ＣＹ／ＰＩは、例えば、２以上７以下である。ピッチＰＩと振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩは、例えば、０．２以上０．７５以下である。

第２電極２０のＸ軸方向の頂点間のＸ軸方向に沿う幅Ｗｍａｘの中心を通る線分を第１中心軸ＣＡ１とする。ピッチＰＩは、例えば、最近接の２つの第２電極２０の第１中心軸ＣＡ１の間のＸ軸方向に沿う距離である。第２電極２０の側面２０ｓの変動の幅を変動幅Ｗｆとする。変動幅Ｗｆの中心を通る線分を第２中心軸ＣＡ２とする。振幅ＡＰは、例えば、Ｘ軸方向において第２中心軸ＣＡ２から最も離れた側面２０ｓの位置と、第２中心軸ＣＡ２と、の間の、Ｘ軸方向に沿う距離である。振幅ＡＰは、例えば、変動幅Ｗｆの１／２倍である。距離ＣＹは、例えば、第２中心軸ＣＡ２と側面２０ｓとのそれぞれの交点をＩＰとしたとき、最近接の２つの交点ＩＰの間の距離の２倍である。

有機発光層４０は、第１電極１０の第１主面１０ａと、第２電極２０と、の間に設けられる。有機発光層４０は、例えば、第１電極１０と第２電極２０とを介して電圧が印加された場合に、電子と正孔とを再結合させ、励起子を生成する。有機発光層４０は、例えば、励起子が放射失活する際の光の放出を利用して発光する。有機発光層４０は、例えば、発光していない状態において、光透過性を有する。有機発光層４０は、例えば、発光していない状態において、透明である。

有機電界発光素子１１０は、複数の配線部３０と、基板８０と、をさらに備える。複数の配線部３０は、例えば、第１電極１０と有機発光層４０との間に設けられる。この例において、例えば、複数の配線部３０と基板８０との間に、第１電極１０が設けられる。基板８０は、光透過性を有する。基板８０は、例えば、透明基板である。複数の配線部３０と基板８０とは、有機電界発光素子１１０に適宜設けられ、省略可能である。

複数の配線部３０は、それぞれ第１主面１０ａに対して平行な平面に沿って延在する。すなわち、複数の配線部３０は、Ｘ−Ｙ平面内に延在する。この例において、複数の配線部３０のそれぞれは、第１電極１０の第１主面１０ａの上に設けられる。複数の配線部３０のそれぞれは、第１主面１０ａのうちの、Ｚ軸方向に見たときに、複数の第２電極２０のそれぞれと重ならない部分の一部に設けられる。複数の第２電極２０のそれぞれと重ならない部分とは、Ｚ軸方向に見たときの、最近接の２つの第２電極２０の間の部分である。複数の配線部３０は、第１電極１０の第２主面１０ｂの上に設けてもよい。この場合、複数の配線部３０は、第２主面１０ｂのうちの、Ｚ軸方向に見たときに、複数の第２電極２０のそれぞれと重ならない部分の一部に設けられる。

図２に表したように、複数の配線部３０のそれぞれは、例えば、Ｙ軸方向に沿って延び、Ｘ軸方向に互いに離間する。これにより、複数の配線部３０は、縞状のパターン形状に形成される。複数の配線部３０のそれぞれの間隔は、例えば、一定である。複数の配線部３０のそれぞれは、第２電極２０と実質的に同じ形状である。この例において、複数の配線部３０のそれぞれは、波状に周期的に蛇行する帯形状である。また、複数の配線部３０のそれぞれの間隔は、例えば、複数の第２電極２０のそれぞれの間隔よりも広い。この例においては、例えば、３つの第２電極２０毎に、１つの配線部３０が設けられる。配線部３０のパターン形状は、任意である。配線部３０は、例えば、格子状でもよい。

複数の配線部３０の導電率は、第１電極１０の導電率よりも高い。複数の配線部３０は、光反射性を有する。複数の配線部３０は、例えば、金属配線である。複数の配線部３０は、例えば、第１電極１０に流れる電流を伝達する補助電極として機能する。複数の配線部３０は、第１電極１０の少なくとも一部を露出させる。

複数の配線部３０の光反射率は、第１電極１０の光反射率よりも高い。本願明細書においては、第１電極１０の光反射率よりも高い光反射率を有している状態を光反射性という。複数の配線部３０のそれぞれの上面及び側面に絶縁層（図示しない）を設けても良い。

第１電極１０の光透過率は、配線部３０の光透過率及び第２電極２０の光透過率よりも高い。本願明細書においては、配線部３０の光透過率及び第２電極２０の光透過率よりも高い光透過率を有している状態を光透過性という。例えば、基板８０の光透過率は、第２電極２０の光透過率、及び、配線部３０の光透過率よりも高い。

有機電界発光素子１１０において、第１電極１０と第２電極２０とが対向する部分の有機発光層４０が、発光領域４４となる。発光領域４４から放出された発光光４５は、第１電極１０及び基板８０を介して、有機電界発光素子１１０の外部に出射する。発光光４５の一部は、第２電極２０で反射し、第１電極１０及び基板８０を介して外部に出射する。

有機電界発光素子１１０において、外部から入射する外光４６は、有機発光層４０、第１電極１０、及び、基板８０を透過する。このように、有機電界発光素子１１０は、発光光４５を出射させつつ、外部から有機電界発光素子１１０に入射する外光４６を透過させる。このように、有機電界発光素子１１０は、光透過性を有する。有機電界発光素子１１０は、例えば、透明である。有機電界発光素子１１０においては、有機電界発光素子１１０を介して、背景の像を視認できる。すなわち、有機電界発光素子１１０は、シースルー可能な薄膜状または板状の光源である。

実施形態の有機電界発光素子１１０によれば、光透過性の有機電界発光素子を提供できる。この有機電界発光素子１１０を照明装置に応用した場合、照明機能の他に、背景像を透過させる機能により、種々の新たな応用が可能になる。

また、波状の第２電極２０と線状の第２電極２０との距離ＷＤとピッチＰＩが同じ場合、波状の第２電極２０では、直線状の第２電極２０に比べて、有機発光層４０との接触面積を大きくすることができる。すなわち、波状の第２電極２０では、直線状の第２電極２０に比べて、発光領域４４の面積を大きくすることができる。これにより、波状の第２電極２０では、直線状の第２電極２０に比べて、有機発光層４０の輝度を高めることができる。さらに、波状の第２電極２０では、直線状の第２電極２０に比べて、第１主面１０ａに対する分布が均一になる。このため、波状の第２電極２０では、直線状の第２電極２０に比べて、均一な発光を得ることができる。

有機電界発光素子においては、透明性を確保するため、透明性を有しない第２電極２０を視認できない程度まで細くすることがよいと考えられる。しかし、第２電極２０を、通常のメタルマスクを用いて形成する場合には、例えば１００μｍ程度が限界である。高精細なメタルマスクを用いれば、数μｍ程度まで細線化できるが、例えば、製造工程が複雑になる。例えば、コストが増加する。

人間の形状知覚において、空間周波数によって知覚できる輝度の変化量が異なる。この人間の形状知覚を表す尺度として、コントラスト感度がある。一般に、２〜１０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇｒｅｅ付近で最もコントラスト感度が高く、それよりも低周波数でも高周波数でもコントラスト感度が低下する。特に、高周波数になると、感度の低下が著しく、限界に達するとコントラストを高くしても知覚できなくなる。このときの空間周波数は、５０〜６０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇｒｅｅと言われている。従って、視認性は、対象物との距離と細線間隔（ピッチＰＩ）に大きく依存する。

有機電界発光素子１１０では、例えば、ピッチＰＩと距離ＣＹとの比率ＣＹ／ＰＩを、例えば、２以上７以下とする。ピッチＰＩと振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩを、例えば、０．２以上０．７５以下とする。この条件は、後述する本願発明者が行った評価実験により導き出されたものである。この条件に設定することにより、透明性を確保しつつ、第２電極２０を視認し難くさせることができる。すなわち、有機電界発光素子１１０では、例えば、第２電極２０の太さが比較的太い場合でも第２電極２０が視認し難い。第２電極２０の形成に高精細なメタルマスクなどを用いなくてもよくなり、例えば、製造工程の複雑化が抑えられる。

図３は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
図３に表したように、有機発光層４０は、発光部４３を含む。有機発光層４０は、必要に応じて、第１層４１及び第２層４２の少なくともいずれかをさらに含むことができる。発光部４３は、可視光の波長を含む光を放出する。第１層４１は、発光部４３と第１電極１０との間に設けられる。第２層４２は、発光部４３と第２電極２０との間に設けられる。

発光部４３には、例えば、Ａｌｑ_３（トリス(８−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム）、Ｆ８ＢＴ（ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-ｃｏ-ベンゾチアジアゾール）及びＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）などの材料を用いることができる。発光部４３には、ホスト材料と、ホスト材料に添加されるドーパントと、の混合材料を用いることができる。ホスト材料としては、例えばＣＢＰ（4,4'−N,N'-ビスジカルバゾリルール−ビフェニル）、ＢＣＰ（2,9−ジメチル-4,7 ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＴＰＤ（2,9−ジメチル-4,7 ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）及びＰＰＴ（ポリ（３−フェニルチオフェン））などを用いることができる。ドーパント材料としては、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ（イリジウム(III)ビス(4,6-ジ-フルオロフェニル)-ピ. リジネート-N,C2'-ピコリネート）、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（トリス (２−フェニルピリジン)イリジウム）及びＦｌｒ６（ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジナト）−テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート−イリジウム（ＩＩＩ））などを用いることができる。

第１層４１は、例えば、正孔注入層として機能する。第１層４１は、例えば正孔輸送層として機能する。第１層４１は、例えば、正孔注入層として機能する層と、正孔輸送層として機能する層と、の積層構造を有しても良い。第１層４１は、正孔注入層として機能する層及び正孔輸送層として機能する層とは別の層を含んでも良い。

第２層４２は、例えば電子注入層として機能する層を含むことができる。第２層４２は、例えば、電子輸送層として機能する層を含むことができる。第２層４２は、例えば、電子注入層として機能する層と、電子輸送層として機能する層と、の積層構造を有しても良い。第２層４２は、電子注入層として機能する層及び電子輸送層として機能する層とは別の層を含んでも良い。

例えば、有機発光層４０は、可視光の波長の成分を含む光を放出する。例えば、有機発光層４０から放出される光は、実質的に白色光である。すなわち、有機電界発光素子１１０から出射する光は白色光である。ここで、「白色光」は、実質的に白色であり、例えば、赤色系、黄色系、緑色系、青色系及び紫色系などの白色の光も含む。

第１電極１０は、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む。第１電極１０には、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）膜、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、及び、インジウム亜鉛酸化物を含む導電性ガラスを用いて作製された膜（例えばＮＥＳＡなど）などを用いることができる。第１電極１０は、例えば、陽極として機能する。

第２電極２０は、例えば、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む。例えば、第２電極２０には、アルミニウム膜が用いられる。さらに、第２電極２０として、銀とマグネシウムとの合金を用いても良い。この合金にカルシウムを添加しても良い。第２電極２０は、例えば、陰極として機能する。

配線部３０は、例えば、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎｉ及びＴｉよりなる群から選択された、少なくともいずれかの元素を含む。配線部３０は、例えば、この群から選択された元素を含む混合膜とすることができる。配線部３０は、それらの元素を含む積層膜とすることができる。配線部３０には、例えばＮｂ／Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｎｂの積層膜を用いることができる。配線部３０は、例えば、第１電極１０の電位降下を抑制する補助電極として機能する。配線部３０は、電流供給のためのリード電極として機能することができる。

基板８０には、例えば、石英ガラス、アルカリガラス及び無アルカリガラスなどの透明ガラスが用いられる。基板８０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリエート、ポリプロピレン、ポリエチレン、非晶質ポリオレフィン及びフッ素系樹脂などの透明樹脂でもよい。

図４は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的平面図である。
図４に表したように、本実施形態に係る別の有機電界発光素子１１１において、側面２０ｓは、例えば、三角波状に周期的に変動する。有機電界発光素子１１１において、複数の第２電極２０のそれぞれは、ジグザグ状に周期的に蛇行する帯形状である。この例においても、第１方向は、Ｙ軸方向である。第２方向は、Ｘ軸方向である。ジグザグ状の複数の第２電極２０のそれぞれにおいて、距離ＷＤのＹ軸方向の変化率は、例えば、１０％以下である。

有機電界発光素子１１１において、ピッチＰＩと距離ＣＹとの比率ＣＹ／ＰＩは、例えば、２以上７以下である。ピッチＰＩと振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩは、例えば、０．２以上０．７５以下である。

第２電極２０をジグザグ状に形成した有機電界発光素子１１１においても、光透過性の有機電界発光素子を提供できる。有機電界発光素子１１１では、波状の第２電極２０と線状の第２電極２０の距離ＷＤとピッチＰＩが同じ場合、直線状の第２電極２０を用いた場合に比べて、発光効率が高くなる。有機電界発光素子１１１では、直線状の第２電極２０を用いた場合に比べて、均一な発光を得ることができる。また、有機電界発光素子１１１では、透明性を確保しつつ、第２電極２０を視認し難くさせることができる。有機電界発光素子１１１では、例えば、製造工程の複雑化が抑えられる。

本実施形態において、第２電極２０が目立つと、背景の像の認識を困難にする。そこで、本願発明者は、第２電極２０を目立ち難くする条件について検討した。この検討では、３つの試験を行った。第１試験では、第２電極２０のパターン形状の違いについて評価した。第２試験では、第２電極２０の１周期の距離ＣＹの違いについて評価した。第３試験では、第２電極２０の振幅ＡＰの違いについて評価した。各試験では、透明なフィルムに黒色の顔料で第２電極２０のパターンを形成した試料を用いた。試験毎に、パターンの異なる複数の試料を作成した。複数の試料のそれぞれを複数の被験者に観察させた。検討では、複数の被験者のそれぞれに、複数の試料について、パターンを認識できるか否か、試料の明度（色の明るさの度合い）、及び、背景の見易さを評価させた。

第１試験〜第３試験は、蛍光灯下の室内において一定の照度で行った。第１被験者ＴＳ１〜第５被験者ＴＳ５の５人の被験者を用意した。第１被験者ＴＳ１〜第５被験者ＴＳ５の視力の平均は、１．０であった。第１試験〜第３試験において、試料は、一辺の長さ１０ｃｍの正方形とした。試料と被験者との間の距離は、５ｍとした。それぞれの評価において、許容範囲は、２以上とした。

パターンを認識できるか否かの評価では、
評価値１：はっきり見える
評価値２：ぼんやり見える
評価値３：ほとんど見えない
評価値４：見えない
の、４つの評価尺度を用いた。

試料の明度の評価では、
評価値１：暗い（黒色に近い）
評価値２：やや暗い（濃い灰色）
評価値３：やや明るい（薄い灰色）
評価値４：明るい（透明に近い）
の、４つの評価尺度を用いた。

背景の見易さの評価では、
評価値１：全く見えない
評価値２：ほとんど見えない
評価値３：見える
評価値４：はっきり見える
の、４つの評価尺度を用いた。

図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第１試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に表したように、第１試験では、形状用第１試料ＳＰ１１〜形状用第３試料ＳＰ１３の３つの試料を用いた。図５（ａ）に表したように、形状用第１試料ＳＰ１１には、ストライプ状のパターンを形成した。図５（ｂ）に表したように、形状用第２試料ＳＰ１２には、波状のパターンを形成した。図５（ｃ）に表したように、形状用第３試料ＳＰ１３には、ジグザグ状のパターンを形成した。形状用第１試料ＳＰ１１における直線状の１本の線、形状用第２試料ＳＰ１２における波状の１本の線、及び、形状用第３試料ＳＰ１３におけるジグザグ状の１本の線のそれぞれが、１つの第２電極２０に相当している。これにより、第１試験では、ストライプ型、波型、及び、ジグザグ型のパターン形状の違いについて評価した。

形状用第１試料ＳＰ１１〜形状用第３試料ＳＰ１３の１本の線のＸ軸方向の幅（距離ＷＤ）は、０．２６ｍｍである。形状用第１試料ＳＰ１１〜形状用第３試料ＳＰ１３の最近接の２つの線のＸ軸方向の間隔（ピッチＰＩ）は、５ｍｍである。形状用第２試料ＳＰ１２及び形状用第３試料ＳＰ１３において、振幅ＡＰは、１．２５ｍｍである。形状用第２試料ＳＰ１２及び形状用第３試料ＳＰ１３において、１周期の距離ＣＹは、２０ｍｍである。

第１試験におけるパターンを認識できるか否かの評価結果を、表１に表す。試料の明度の評価結果を、表２に表す。背景の見易さの評価結果を、表３に表す。
表１〜表３では、形状用第１試料ＳＰ１１〜形状用第３試料ＳＰ１３に対する第１被験者ＴＳ１〜第５被験者ＴＳ５のそれぞれの評価値、及び、形状用第１試料ＳＰ１１〜形状用第３試料ＳＰ１３毎の評価値の平均値Ａｖｅを示している。

表１に表したように、波状のパターン及びジグザグ状のパターンは、ストライプ状のパターンに比べて、認識され難い。表２に表したように、ストライプ状のパターンの明度は、波状のパターンの明度及びジグザグ状のパターンの明度よりも僅かに高い。ストライプ状のパターンの明度と波状のパターンの明度との差、及び、ストライプ状のパターンの明度とジグザグ状のパターンの明度との差は、実用上問題となるレベルではない。表３に表したように、波状のパターン及びジグザグ状のパターンは、ストライプ状のパターンに比べて、背景を見易い。各評価項目において、波型のパターンと、ジグザグ状のパターンと、の間に、顕著な差は見られなかった。しかし、このように、第２電極２０のパターン形状を波状またはジグザグ状とすることにより、背景像を見易くすることができる。

図６（ａ）〜図６（ｅ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第２試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。
図６（ａ）〜図６（ｅ）に表したように、第２試験では、周期用第１試料ＳＰ２１〜周期用第５試料ＳＰ２５の５つの試料を用いた。図６（ａ）に表したように、周期用第１試料ＳＰ２１には、ストライプ状のパターンを形成した。図６（ｂ）〜図６（ｅ）に表したように、周期用第２試料ＳＰ２２〜周期用第５試料ＳＰ２５には、波状のパターンを形成した。

周期用第１試料ＳＰ２１〜周期用第５試料ＳＰ２５の１本の線のＸ軸方向の幅（距離ＷＤ）は、０．２６ｍｍである。周期用第１試料ＳＰ２１〜周期用第５試料ＳＰ２５の最近接の２つの線のＸ軸方向の間隔（ピッチＰＩ）は、５ｍｍである。周期用第２試料ＳＰ２２〜周期用第５試料ＳＰ２５において、振幅ＡＰは、１．２５ｍｍである。周期用第２試料ＳＰ２２において、１周期の距離ＣＹは、５０ｍｍである。周期用第３試料ＳＰ２３において、１周期の距離ＣＹは、４０ｍｍである。周期用第４試料ＳＰ２４において、１周期の距離ＣＹは、２０ｍｍである。周期用第５試料ＳＰ２５において、１周期の距離ＣＹは、１０ｍｍである。周期用第１試料ＳＰ２１のパターンは、距離ＣＹを無限大にしたパターンである。これにより、第２試験では、第２電極２０の１周期の距離ＣＹの違いについて評価した。

図７は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第２試験の結果を示すグラフ図である。
図７の縦軸は、評価値の平均値Ａｖｅである。横軸は、距離ＣＹ（ｍｍ）である。図７において、特性ＣＴ１は、パターンを認識できるか否かの評価結果である。特性ＣＴ２は、試料の明度の評価結果である。特性ＣＴ３は、背景の見易さの評価結果である。また、第２試験におけるパターンを認識できるか否かの評価結果を、表４に表す。試料の明度の評価結果を、表５に表す。背景の見易さの評価結果を、表６に表す。

図７の特性ＣＴ１及び表４に表したように、第２電極２０のパターン形状は、距離ＣＹを小さくするほど見え難くなる。特性ＣＴ２及び表５に表したように、試料の明度は、距離ＣＹを小さくするほど低くなる。特性ＣＴ３及び表６に表したように、背景の見易さは、距離ＣＹを小さくするほど見やすくなる。

パターンを認識できるか否かの評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ１において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、距離ＣＹが３５ｍｍ以下の範囲である。試料の明度の評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ２において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、距離ＣＹが１０ｍｍ以上の範囲である。背景の見易さの評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ３において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、距離ＣＹが３５ｍｍ以下の範囲である。

従って、距離ＣＹは、例えば、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下とする。これにより、例えば、第２電極２０のパターンを見え難くすることができる。例えば、明度の低下を抑えることができる。例えば、背景像を見易くすることができる。

図８（ａ）〜図８（ｅ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第３試験に用いた試料を例示する模式的平面図である。
図８（ａ）〜図８（ｅ）に表したように、第３試験では、振幅用第１試料ＳＰ３１〜振幅用第５試料ＳＰ３５の５つの試料を用いた。図８（ａ）に表したように、振幅用第１試料ＳＰ３１には、ストライプ状のパターンを形成した。図８（ｂ）〜図８（ｅ）に表したように、振幅用第２試料ＳＰ３２〜振幅用第５試料ＳＰ３５には、波状のパターンを形成した。

振幅用第１試料ＳＰ３１〜振幅用第５試料ＳＰ３５の１本の線のＸ軸方向の幅（距離ＷＤ）は、０．２６ｍｍである。振幅用第１試料ＳＰ３１〜振幅用第５試料ＳＰ３５の最近接の２つの線のＸ軸方向の間隔（ピッチＰＩ）は、５ｍｍである。振幅用第２試料ＳＰ３２〜振幅用第５試料ＳＰ３５において、１周期の距離ＣＹは、２０ｍｍである。振幅用第２試料ＳＰ３２において、振幅ＡＰは、０．６２５ｍｍである。振幅用第３試料ＳＰ３３において、振幅ＡＰは、１．２５ｍｍである。振幅用第４試料ＳＰ３４において、振幅ＡＰは、２．５０ｍｍである。振幅用第５試料ＳＰ３５において、振幅ＡＰは、３．７５ｍｍである。振幅用第１試料ＳＰ３１のパターンは、振幅ＡＰを０ｍｍにしたパターンである。これにより、第３試験では、第２電極２０の振幅ＡＰの違いについて評価した。

図９は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の第３試験の結果を示すグラフ図である。
図９の縦軸は、評価値の平均値Ａｖｅである。横軸は、振幅ＡＰ（ｍｍ）である。図９において、特性ＣＴ４は、パターンを認識できるか否かの評価結果である。特性ＣＴ５は、試料の明度の評価結果である。特性ＣＴ６は、背景の見易さの評価結果である。また、第３試験におけるパターンを認識できるか否かの評価結果を、表７に表す。試料の明度の評価結果を、表８に表す。背景の見易さの評価結果を、表９に表す。

図９の特性ＣＴ４及び表７に表したように、第２電極２０のパターン形状は、振幅ＡＰを大きくするほど見え難くなる。特性ＣＴ５及び表８に表したように、試料の明度は、振幅ＡＰを大きくするほど低くなる。特性ＣＴ６及び表９に表したように、背景の見易さは、振幅ＡＰを大きくするほど見やすくなる。

パターンを認識できるか否かの評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ４において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、振幅ＡＰが１ｍｍ以上の範囲である。試料の明度の評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ５において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、振幅ＡＰが少なくとも３．７５ｍｍ以下の範囲である。背景の見易さの評価の許容範囲は、例えば、評価値の平均値Ａｖｅにおいて２以上とする。特性ＣＴ６において、Ａｖｅ２以上となるのは、例えば、振幅ＡＰが１ｍｍ以上の範囲である。

従って、振幅ＡＰは、例えば、１ｍｍ以上３．７５ｍｍ以下とする。これにより、例えば、第２電極２０のパターンを見え難くすることができる。例えば、明度の低下を抑えることができる。例えば、背景像を見易くすることができる。

本願発明者は、複数の第２電極２０のそれぞれのＸ軸方向に沿う距離ＷＤについても検討を行った。この検討に用いた試料においては、ガラス基板の上に、複数の帯状のＡｇ膜が設けられている。このＡｇ膜が、第２電極２０に相当する。試料においては、ストライプ状のパターンを形成する。Ａｇ膜の帯状パターンのピッチ（ピッチＰＩに相当する）は２００μｍで一定である。Ａｇ膜の帯状パターンの幅（距離ＷＤに相当する）を２０μｍ〜１００μｍで変えた試料を用いた。なお、Ａｇ膜の帯状パターンの幅が１００μｍとき、開口率は５０％となる。この試料の後ろに白い紙を配置し、試料と被験者との間の距離ＤＴを０．３ｍとして、Ａｇ膜の帯状パターンが視認できる幅を求めた。被験者の視力は１．２であり、評価環境は、蛍光灯下の室内である。

その結果、Ａｇ膜の帯状パターンが５０μｍ以上のときには、Ａｇ膜の複数の帯状パターンのそれぞれが分離して観察され、４０μｍ（開口率７１％）以下のときには帯状パターンが観察されなかった。すなわち、４０μｍ以下においては、試料の全体が、透過率が低下した灰色の領域として観察された。また、幅が２０μｍ（開口率が８３％）のときは、帯状のパターンが設けられている領域の明るさと、それ以外の領域の明るさと、の差異が小さくなり、違和感が小さかった。

このように、実施形態において、第２電極２０の開口率は、例えば、７１％以上である。また、第２電極２０の開口率は、例えば、８３％以上である。第２電極２０の開口率が高くなることで、有機電界発光素子の透過率が向上する。ただし、開口率が大きくなると、発光領域４４の面積が小さくなる。

図１０は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の特性を例示するグラフ図である。 図１０は、有機電界発光素子と被験者との間の距離ＤＴと、パターンが観察されない距離ＷＤと、の関係を例示している。横軸は距離ＤＴであり、縦軸は距離ＷＤである。距離ＷＤは、パターンが観察されないときの、最大の幅に相当する。

図１０に表したように、パターンが観察されない距離ＷＤは、距離ＤＴに対して比例する。距離ＤＴが０．３ｍのときに、距離ＷＤは４０μｍである。距離ＤＴが６ｍのときに、距離ＷＤは８００μｍとなる。すなわち、パターンが観察されない最大の距離ＷＤは、式（１）で表される。

ＷＤ＝（４００／３）・ＤＴ×１０^−６ （ｍ） ・・・ （１）

本実施形態に係る有機電界発光素子が照明などに用いられる際に、その照明装置と使用者との距離ＤＴは、種々に変えることができる。実施形態において、用途に応じた距離ＤＴに基づいて、距離ＷＤは定められる。

本願発明者は、最近接の２つの第２電極２０の間のＸ軸方向に沿うピッチＰＩについても検討を行った。視角をＶ、有機電界発光素子と被験者との間の距離をＤＴとするとき、ピッチＰＩは、式（２）で表すことができる。

Ｖ＝２・ａｒｃｔａｎ（ＰＩ／２ＤＴ） ・・・ （２）

人間の目の高コントラストでの検出限界の空間周波数は、５０〜６０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇｒｅｅである。これを視角Ｖに換算すると、０．９５×１／６０°〜１．２×１／６０°である。例えば、視角Ｖを０．９５×１／６０°、距離ＤＴを１ｍとするとき、（２）式から、パターンが観察されない最大のピッチＰＩは、３５０μｍと求めることができる。例えば、視角Ｖを０．９５×１／６０°、距離ＤＴを１０ｍとするとき、（２）式から、パターンが観察されない最大のピッチＰＩは、３．５ｍｍと求めることができる。距離ＷＤと同様に、実施形態において、用途に応じた距離ＤＴに基づいて、ピッチＰＩは定められる。

第２電極２０のパターン形状は、波状またはジグザグ状とすることにより、ストライプ状に比べてパターンが認識され難くなる。これにより、シースルー型の有機電界発光素子において、背景像が見易くなる。これは、第１試験の実施により、本願発明者によって発見された新たな効果である。

また、第２試験の結果から、有機電界発光素子と使用者との間の距離が５ｍ、ピッチＰＩが５ｍｍであるとき、距離ＣＹは、例えば、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下である。第３試験の結果から、有機電界発光素子と使用者との間の距離が５ｍ、ピッチＰＩが５ｍｍであるとき、振幅ＡＰは、例えば、１ｍｍ以上３．７５ｍｍ以下である。１ｍｍの物体を１ｍの距離から観察した場合の網膜像は、５ｍｍの物体を５ｍの距離から観察した場合の網膜像と実質的に同じである。従って、ピッチＰＩと距離ＣＹとの比率ＣＹ／ＰＩは、例えば、２以上７以下である。ピッチＰＩと振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩは、例えば、０．２以上０．７５以下である。これにより、第２電極２０のパターン形状が認識され難くなり、背景像を見易くすることができる。

上記の結果から、有機電界発光素子の用途に応じた最適な条件を求めることができる。 例えば、手元灯など有機電界発光素子と使用者との距離が、０．５ｍ以上１．０ｍ以下程度の用途である場合、０．５ｍを基準に、距離ＣＹを１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下とし、振幅ＡＰを０．１ｍｍ以上０．３７５ｍｍ以下とする。

例えば、室内灯など有機電界発光素子と使用者との距離が、１．０ｍ以上３．０ｍ以下程度の用途である場合、１．０ｍを基準に、距離ＣＹを２ｍｍ以上７ｍｍ以下とし、振幅ＡＰを０．２ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下とする。

例えば、天窓灯など有機電界発光素子と使用者との距離が、３．０ｍ以上５．０ｍ以下程度の用途である場合、３．０ｍを基準に、距離ＣＹを６ｍｍ以上２１ｍｍ以下とし、振幅ＡＰを０．６ｍｍ以上２．２５ｍｍ以下とする。

例えば、屋外灯など有機電界発光素子と使用者との距離が、５．０ｍ以上の用途である場合、５．０ｍを基準に、距離ＣＹを１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下とし、振幅ＡＰを１ｍｍ以上３．７５ｍｍ以下とする。

これにより、第２電極２０のパターン形状が認識され難くなり、背景像を見易くすることができる。また、第２電極２０の細線化が抑えられる。例えば、製造工程の複雑化が抑えられる。さらに、第２電極２０どうしの間隔が過度に広がり、発光領域４４の面積が狭くなってしまうことを抑えることもできる。

図１１は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１１に表したように、本実施形態に係る別の有機電界発光素子１１２は、光散乱層９０を、さらに備える。有機電界発光素子１１２において、第１電極１０は、第２電極２０と光散乱層９０との間に設けられる。光散乱層９０は、例えば、基板８０の下に設けられる。光散乱層９０は、例えば、基板８０の第１電極１０と向かい合う面と反対側の面に設けられる。例えば、基板８０を含まない構成において、第２主面１０ｂに光散乱層９０を設けてもよい。

光散乱層９０は、複数の光散乱部９１と、複数の非散乱部９２と、を含む。複数の光散乱部９１は、複数の第２電極２０のそれぞれと対向する。光散乱部９１は、例えば、第２電極２０の形状に応じた波状またはジグザグ状である。複数の非散乱部９２は、複数の光散乱部９１のそれぞれの間に設けられる。

光散乱部９１は、例えば、入射した発光光４５の進行方向を変化させる。光散乱部９１は、例えば、入射した発光光４５を散乱させる。非散乱部９２は、例えば、入射した外光４６の進行方向を実質的に変化させない。非散乱部９２は、例えば、入射した外光４６を実質的に散乱させない。非散乱部９２の光散乱性は、光散乱部９１の光散乱性よりも低い。

光散乱層９０は、発光光４５の進行方向を光散乱部９１に変化させることにより、基板８０の表面における発光光４５の全反射を抑える。これにより、例えば、有機電界発光素子１１２の光取り出し効率が向上する。例えば、有機電界発光素子１１２の発光効率が向上する。さらには、有機発光層４０が発光していない状態において、第２電極２０を視認し難くさせることもできる。また、光散乱層９０は、非散乱部９２を含み、外光４６の進行方向を実質的に変化させない。これにより、例えば、有機電界発光素子１１２の透明性が向上する。

光散乱部９１には、例えば、複数の粒子を分散させた樹脂層を用いることができる。この場合、粒子の屈折率は、樹脂層の屈折率よりも高くする。樹脂層には、例えば、ポリシロキサン系ポリマーなどを用いることができる。粒子には、例えば、シリカ粒子やポリスチレン粒子などを用いることができる。また、光散乱部９１は、例えば、マイクロレンズ状またはピラミッド状の凹凸を含む構成でもよい。

非散乱部９２は、例えば、光散乱層９０において光散乱部９１の形成されていない領域である。非散乱部９２は、例えば、マイクロレンズ状またはピラミッド状の凹凸を埋めて平坦化した構成でもよい。

また、本実施形態のように配線部３０が光反射性を有する場合には、配線部３０を第２電極２０と同様に形成しても良い。すなわち、配線部３０と隣りの第２電極２０とのピッチＰＩ及びそれぞれの距離ＣＹの関係の比率ＣＹ／ＰＩを、例えば、２以上７以下とし、配線部３０と隣りの第２電極２０とのピッチＰＩとそれぞれの振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩを、例えば、０．２以上０．７５以下としても良い。

（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
図１２に表したように、本実施形態に係る照明装置２１０は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子（例えば有機電界発光素子１１０）と、電源部２０１と、を備える。

電源部２０１は、第１電極１０と第２電極２０とに電気的に接続される。電源部２０１は、第１電極１０及び第２電極２０を介して有機発光層４０に電流を供給する。
本実施形態に係る照明装置２１０によれば、第２電極２０のパターン形状が認識され難く、背景像の見易いシースルー型の照明装置を提供できる。

実施形態によれば、光透過性の有機電界発光素子及び照明装置が提供される。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、有機電界発光素子に含まれる、第１電極、第２電極及び有機発光層、並びに、照明装置に含まれる電源部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した有機電界発光素子、照明装置及び有機電界発光素子の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての有機電界発光素子、照明装置及び有機電界発光素子の製造方法の成長方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…第１電極、 １０ａ…第１主面、 １０ｂ…第２主面、 ２０…第２電極、 ２０ｓ…側面、 ３０…配線部、 ４０…有機発光層、 ４１…第１層、 ４２…第２層、 ４３…発光部、 ４４…発光領域、 ４５…発光光、 ４６…外光、 ８０…基板、 ９０…光散乱層、 ９１…光散乱部、 ９２…非散乱部、 １１０、１１１、１１２…有機電界発光素子、 ２０１…電源部、 ２１０…照明装置、 ＡＰ…振幅、 ＣＡ１、ＣＡ２…中心軸、 ＣＴ１〜ＣＴ６…特性、 ＣＹ…距離、 ＩＰ…交点、 ＰＩ…距離、 ＳＰ１１〜１３、２１〜２５、３１〜３５…試料、 ＷＤ…距離、 Ｗｆ…変動幅、 Ｗｍａｘ…幅

Claims (7)

1. 第１主面を有する光透過性の第１電極と、
   前記第１電極と対向し前記第１主面と平行な第１方向に沿って延び前記第１主面に対して平行で前記第１方向に対して垂直な第２方向に互いに離間した複数の第２電極であって、前記第２電極の光透過率は前記第１電極の光透過率よりも低く、前記複数の第２電極それぞれが有する前記第１方向に延びる一対の側面は、前記第１方向に沿って波状に周期的に変動する複数の第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた有機発光層と、
   を備え、
   前記複数の第２電極それぞれが有する前記一対の側面のそれぞれの前記変動は、実質的に同じである有機電界発光素子。
2. 最近接の２つの前記第２電極の間の前記第２方向に沿うピッチをＰＩとし、前記側面の前記変動の１周期の距離をＣＹとし、前記側面の前記変動の振幅をＡＰとしたとき、ピッチＰＩと距離ＣＹとの比率ＣＹ／ＰＩは、２以上７以下であり、ピッチＰＩと振幅ＡＰとの比率ＡＰ／ＰＩは、０．２以上０．７５以下である請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 距離ＣＹは、１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であり、振幅ＡＰは、０．１ｍｍ以上０．３７５ｍｍ以下である請求項２記載の有機電界発光素子。
4. 距離ＣＹは、２ｍｍ以上７ｍｍ以下であり、振幅ＡＰは、０．２ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である請求項２記載の有機電界発光素子。
5. 距離ＣＹは、６ｍｍ以上２１ｍｍ以下であり、振幅ＡＰは、０．６ｍｍ以上２．２５ｍｍ以下である請求項２記載の有機電界発光素子。
6. 距離ＣＹは、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下であり、振幅ＡＰは、１ｍｍ以上３．７５ｍｍ以下である請求項２記載の有機電界発光素子。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機電界発光素子と、
   前記第１電極と前記第２電極とに電気的に接続され、前記第１電極及び前記第２電極を介して前記有機発光層に電流を供給する電源部と、
   を備えた照明装置。

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