CN102326447A

CN102326447A - 基板和有机el发光装置

Info

Publication number: CN102326447A
Application number: CN2010800085616A
Authority: CN
Inventors: 黑田俊也; 渡边一史
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2012-01-18
Also published as: US20120043881A1; KR20110129428A; WO2010098480A1; US8395315B2; EP2403316A1; JP2010225584A; EP2403316A4; WO2010098480A9

Abstract

本发明的目的在于，提供能够实现高的光取出效率的基板，通过使用该基板而提供高发光效率的有机EL发光装置。本发明涉及基板(1)，其为具有透明基板(10)和集光结构体层(30)的基板(1)，该集光结构体层(30)含有多个锥形或半球形的结构体(25)，该多个锥形或半球形的结构体(25)的底面在同一平面上。该结构体(25)优选为圆锥、四角锥或三角锥的形状的结构体。

Description

基板和有机EL发光装置

技术领域

本发明涉及用于有机电致发光(有机EL)发光装置等的基板。

背景技术

有机电致发光(有机EL)发光装置，具有视场角依赖性小、消耗电力小、能够形成极薄的装置等优异的特性，是由于平板显示器的需要的高涨而新近引人注目的发光装置。作为面向该有机EL发光装置的实用化的问题之一，提出了其发光寿命短。为了解决该问题，目前为止，有机EL发光装置中具备的有机EL元件的发光层材料等的改良已集中精力进行。

另一方面，为了改善发光寿命，尝试了改善该有机EL元件的外部能量效率。该外部能量效率已知用元件的内部能量效率与光取出效率的乘积表示。即，为了改善有机EL元件的外部能量效率，除了改善内部能量效率以外，还有也改善光取出效率的方法。

所谓光取出效率，是指相对于从有机EL元件的发光层射出的光量，从有机EL发光装置的正面向大气中放出的光量的比例。从发光层射出的光，要向大气中放出，必须通过几个折射率不同的介质的界面，按照斯内尔折射定律，在各界面以其临界角以上的角度入射的光在界面被全反射，在层中波导而消失，或者从层侧面放出，相应地从有机EL发光装置正面放出的光量减少。现有的有机EL元件的发光层的光取出效率约为18％，在发光层中产生的光的82％左右被封闭在发光装置中而消失，或者从发光装置侧面放出。

因此，改善光取出效率是重要的课题，进行了各种尝试。例如，提出了使用将一个表面用研磨剂摩擦等而粗面化的玻璃基板作为透明基板而使发光散射的基板(专利文献1：日本特开昭61-156691号公报)；将发光层用一对透明电极层夹持并在该透明电极层的与发光层的界面附近设置了散射区域的基板(专利文献2：日本特开平09-129375号公报)。

发明内容

但是，专利文献1、专利文献2中公开的尝试均有可能成为使有机EL元件各层的膜厚紊乱、产生绝缘破坏和发光的不均一性的原因，具有所谓容易使有机EL发光装置的品质降低的难点。此外，其光取出效率也不能说充分。

本发明的目的在于，提供能够实现高的光取出效率的基板，通过使用该基板而提供高发光效率的有机EL发光装置。

本发明提供以下的<1>。

<1>基板，是具有透明基板和集光结构体层的基板，该集光结构体含有多个锥形或半球形的结构体，该多个锥形或半球形的结构体的底面在同一平面上。

此外，就本发明而言，作为上述<1>涉及的具体实施方案，提供以下的<2>～<9>。

<2>关于<1>的基板，其中该结构体为圆锥、四角锥或三角锥的形状的结构体。

<3>关于<2>的基板，其中由该结构体的底面的最长径A和该结构体的高度B求出的纵横比(B/A)为0.2～3.0。

<4>关于<2>或<3>的基板，其中该结构体的底面面积的总和相对于该透明基板的面积，为10面积％～100面积％。

<5>关于<2>或<3>的基板，其中该结构体的底面面积的总和相对于该透明基板的面积，为40面积％～90面积％。

<6>关于<1>的基板，其中该结构体为半球形的结构体。

<7>关于<6>的基板，其中该结构体的底面面积的总和相对于该透明基板的面积，为40面积％以上。

<8>关于<1>～<7>的任一项的基板，其中该结构体由波长550nm的光线透射率为80％以上的透明树脂形成。

<9>关于<1>～<7>的任一项的基板，其中该结构体由含有氧化钛和透明树脂的树脂组合物形成。

此外，本发明还提供有机EL发光装置，其具有上述<1>～<9>的任一项的基板、和有机EL元件。

根据本发明，能够得到可以改善有机EL元件的外部能量效率的、能够实现高光取出效率的基板。关于该基板，由于能够提供高发光效率的有机EL发光装置，因此在产业上极其有用。

附图说明

图1是示意地表示锥形的结构体的形状的图。

图2是表示四角锥形结构体成为集光结构体面积比100面积％时的结构体的排列的上面示意图(2-a)和表示圆锥形结构体最密填充时的结构体的排列的上面示意图(2-b)。

图3是示意地表示具备本发明的基板的元件构成和不具备本发明的基板的元件构成的截面示意图。

图4是表示具备本发明的基板的元件构成的一例的截面示意图。

图5是示意地表示半球形的结构体的形状的图。

图6是表示集光结构体面积比为最大时的半球形结构体的排列的上面示意图。

图7是示意地表示具备本发明的基板的元件构成和不具备本发明的基板的元件构成的截面示意图。

图8是表示具备本发明的基板的元件构成的一例的截面示意图。

具体实施方式

本发明的基板是具有透明基板和集光结构体层的基板，该集光结构体层含有多个锥形或半球形的结构体，该结构体的底面在同一平面。

以下对本发明详细地说明。此外，根据需要参照附图，同一要素使用同一符号，省略重复的说明。此外，附图中记载的尺寸等，为了容易观看而为任意尺寸。

<透明基板>

作为本发明中使用的透明基板，优选波长550nm的光线透射率为80％以上的透明基板。该透明基板可由玻璃、透明树脂或将它们组合而成的材料形成。作为有机EL发光装置用的基板，如果要求适度的柔韧性，作为该透明树脂，优选弯曲性优异的透明树脂，具体而言，优选由环状聚烯烃、聚芳酯(PAR)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)、聚甲基戊烯(PMP)等透明树脂形成的透明基板。

本发明中使用的透明基板的厚度，以满足上述的光线透射率的方式加以确定。在该透明基板由优选的透明树脂形成的情况下，其厚度优选10μm～500μm，更优选50μm～150μm。

由这样的透明树脂形成的透明基板，例如可通过采用挤出成型、溶剂浇铸法等公知的制膜方法将该透明树脂制膜而得到。

本发明中使用的透明基板，优选折射率为1.1以上，更优选为1.4以上。该折射率通常小于2.0。

<集光结构体>

上述集光结构体层含有多个锥形或半球形的结构体(有时称为集光结构体。)。作为形成该结构体的材料，优选折射率1.7以上的材料。该折射率更优选为1.8以上，特别优选为2.0以上。作为该折射率的上限，优选为2.2。这样的材料优选将适当的树脂用作粘结剂(以下称为“粘结树脂”)、使高折射率无机材料分散在该粘结树脂中而成的材料。作为这里所说的高折射无机材料，能够使用例如氧化锌、硫化锌、铅白、碲化锌、锌黄、钛酸铅、铅丹、铬绿、氧化铬、氧化锆、氧化镉、硫化镉、氧化铁、三氧化二铁、氧化钛、钛酸钡、硫化钡、钛酸锶、硫化锶、硫化汞、锗、氯化铊、溴化铊、硒化砷等高折射率无机材料的粒子(以下称为“高折射率无机粒子”)。这些中，优选氧化钛[金红石型氧化钛(折射率：2.7)、锐钛型氧化钛(折射率：2.5)]或氧化锆(折射率：2.4)形成的高折射率无机粒子。此外，在提高该集光结构体的透明性方面，该高折射率无机粒子的平均粒径优选为200nm以下，进一步优选为100nm以下，特别优选为50nm以下。如果该高折射率无机粒子的平均粒径超过200nm，该集光结构体的透明性倾向于容易降低。在上述例示的高折射率无机粒子中，平均粒径50nm以下的氧化钛能够形成透明性更优异的集光结构体，折射率高，因此特别优选。应予说明，这里所说的平均粒径，是指使用动态光散射法测定该高折射率无机粒子的均一分散溶液时的体积平均粒径。

作为上述粘结树脂，特别优选为具有透明性的树脂(透明树脂)。作为这样的透明树脂，可以列举有机硅系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、环氧系丙烯酸酯树脂、聚酯系丙烯酸酯树脂、聚氨酯系丙烯酸酯树脂、多元醇系丙烯酸酯树脂、聚硫醇多烯树脂等固化性树脂、聚酰亚胺系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂等热塑性树脂。再有，作为该粘结树脂，只由该粘结树脂形成该集光结构体时，优选该集光结构体的可见光(波长550nm)的光线透射率为80％以上。

作为上述粘结树脂优选的树脂，从容易形成多个该集光结构体而制造集光结构体层的方面出发，优选能够通过光照射、电子束照射、加热、干燥、加压等操作而固化的树脂。换言之，优选将固化性树脂用作粘结树脂，作为该固化性树脂，优选热固化性树脂、光固化性树脂或水分固化性树脂。

在该粘结树脂中，根据需要，也可加入表面活性剂、密合增强剂、交联剂、增感剂、感光剂。

在形成集光结构体时，优选使用包含上述粘结树脂和上述高折射率无机粒子的树脂组合物。该树脂组合物中，在容易形成该集光结构体方面，也可含有适当的有机溶剂、增粘剂。该树脂组合物中含有的高折射率无机粒子和粘结树脂的体积比，用高折射率无机粒子/粘结树脂表示，优选20/80～60/40的范围。如果高折射率无机粒子的体积分率小于20体积％，难以提高集光结构体的折射率，如果超过60体积％，高折射率无机粒子在集光结构体中的分散性降低，结果透明性倾向于容易降低。再有，在使该高折射率无机粒子相对于该粘结树脂的分散性改善的方面，在制备上述树脂组合物时，可以使用高压分散法、喷射磨法、珠磨法等手法。再有，这里所说的体积比，在使用固化性树脂作为上述粘结树脂时，用该固化性树脂的固化后的体积算出。

上述集光结构体的形状为锥形，或者为半球形。作为该锥形，更优选为圆锥、四角锥或三角锥，特别优选为四角锥或三角锥。集光结构体配置在同一平面上，将处于该同一平面上的集光结构体的面称为“集光结构体的底面”。圆锥的集光结构体的底面为圆形，四角锥的集光结构体的底面为四角形，三角锥的集光结构体的底面为三角形。上述集光结构体层含有的多个集光结构体可以将圆锥的集光结构体、四角锥的集光结构体、三角锥的集光结构体组合，优选为只含有圆锥的集光结构体、只含有三角锥的集光结构体或只含有四角锥的集光结构体的集光结构体层。

图1为示意地表示锥形的集光结构体的形状的图，图1(1-a)示意地表示圆锥的集光结构体的形状，图1(1-b)示意地表示四角锥的集光结构体的形状，图1(1-c)示意地表示三角锥的集光结构体的形状。

锥形的集光结构体，优选由其底面的最长径A和其高度B求出的纵横比(B/A)为0.2～3.0，更优选为0.3～2.0。如果纵横比为该范围，在采用后述的形成方法容易形成集光结构体方面、光取出效率变得更良好方面优异。在此再次参照图1对该纵横比进行说明。如图1(1-a)所示，在圆锥的集光结构体中，在其底面的圆中，引通过中心点的多条线时，在该多条线中最长的线为最长径A。如图1(1-b)中所示，四角锥的集光结构体中，在其底面的四角形中，2条对角线中长的为最长径A。此外，如图1(1-c)中所示，在三角锥的集光结构体中，在其底面的三角形中，构成该三角形的边中最长的边为最长径A。而且，从集光结构体的底面到集光结构体的最高部位的距离为集光结构体的高度B。上述纵横比(B/A)是该高度B除以该最长径A所得的值。再有，作为锥形的集光结构体，优选该最长径A为2μm～130μm，更优选6μm～24μm。

半球形的集光结构体是凸透镜形状的微透镜，优选由其底面的最长径A和其高度B求出的纵横比(B/A)为0.2～1.5，更优选为0.2～0.8。纵横比为该范围的半球形的集光结构体，在光取出效率高的方面有利。在此参照图5，对该纵横比进行说明。如图5中所示，在半球形的集光结构体中，在其底面的圆中，引通过中心点的多条线时，该多条线中最长的线为最长径A。而且，从集光结构体的底面到集光结构体的最高部位的距离为集光结构体的高度B。上述纵横比(B/A)是该高度B除以该最长径A所得的值。再有，作为半球形的集光结构体，优选该最长径A为2μm～130μm，更优选6μm～24μm。

<集光结构体层>

本发明中的集光结构体层含有多个集光结构体。该多个集光结构体的底面在同一平面上。

该集光结构体层，优选含有将该多个集光结构体之间添埋的填充树脂。作为该填充树脂，优选具有比该集光结构体低的折射率的透明树脂。作为该透明树脂，可例示与作为上述粘结树脂而例示的透明树脂相同的透明树脂。此外，该填充树脂中，根据需要可含有表面活性剂、密合增强剂、交联剂、增感剂、感光剂。再有，形成集光结构体的粘结树脂与填充树脂，可使用彼此相同的树脂，也可使用彼此不同的树脂。

为了得到含有多个集光结构体的集光结构体层，例如如下所述进行即可。

首先，在上述透明基板上涂布能够形成该集光结构体的材料。该涂布中，可采用例如刮板式涂布机、模压涂布机、毛细管涂布机、辊式涂布机、刮刀涂布机、刮棒涂布机、喷射涂布机等涂布方法。这些中，涂布方法优选为刮板式涂布机、模压涂布机或毛细管涂布机。其次，使在该透明基板上涂布的该材料成为在能够加工其形状的程度上保持柔软性的状态。因此，在该材料中含有的粘结树脂为热塑性树脂的情况下，在该热塑性树脂具有可塑性的程度上进行加热等而成为可塑状态即可，在该材料中含有的粘结树脂为固化性树脂的情况下，保持适度固化的状态、所谓半固化的状态即可。接下来，准备设置有多个能够形成所需形状的集光结构体的凹部的压模，将该压模压靠于位于上述透明基板上的可塑状态或半固化状态的材料，从而能够将在压模中设置的凹部的形状加以转印，将多个集光结构体形成于该透明基板上。这样形成的集光结构体，根据需要进行冷却，或者使半固化状态的固化性树脂进一步固化，从而能够将形状固定。例如，作为上述粘结树脂，使用了丙烯酸系树脂等紫外线固化性树脂的情况下，将含有该丙烯酸系树脂等的树脂组合物涂布到上述透明基板上后，对涂布后的树脂组合物微弱地进行UV照射而使之半固化，将设置了能够形成所需的集光结构体的凹部的压模压靠于半固化后的树脂组合物，从而在该透明基板上形成集光结构体，进而进行UV照射，使半固化状态的丙烯酸系树脂固化，得到将形状固定的集光结构体。为了将这样得到的集光结构体之间添埋，优选形成前述的填充树脂的层。具体而言，将包含未固化的固化性透明树脂的液体组合物涂布于集光结构体25上后，根据需要进行干燥处理等后，通过光照射、电子束照射、加热、加压等操作而使之固化。这样得到图3(3-a)的基板1、图7(7-a)的基板1。

以下所述的方法是得到含有多个集光结构体的集光结构体层的另一方法。首先，在上述透明基板上涂布填充树脂的材料。该涂布中可采用例如刮板式涂布机、模压涂布机、毛细管涂布机、辊式涂布机、刮刀涂布机、刮棒涂布机、喷射涂布机等涂布方法。这些中，涂布方法优选为刮板式涂布机、模压涂布机或毛细管涂布机。其次，使在该透明基板上涂布的该材料成为在能够赋予特定形状的程度上保持柔软性的状态。因此，在该材料为热塑性树脂的情况下，在该热塑性树脂具有可塑性的程度上进行加热等而成为可塑状态即可，在该材料为固化性树脂的情况下，保持适度固化的状态、所谓半固化的状态即可。接下来，准备设置有多个所需的集光结构体的形状的压模，将该压模压靠于位于上述透明基板上的可塑状态或半固化状态的材料，从而能够形成集光结构体的形状的凹部。这样形成的凹部，根据需要进行冷却，或者使半固化性的固化性树脂进一步固化，从而能够将形状固定。接下来，将能够形成集光结构体的材料装入这样形成的凹部而形成集光结构体。作为该方法中使用的形成集光结构体的材料，优选前述的固化性树脂。例如，作为上述粘结树脂，在使用了丙烯酸系树脂等紫外线固化性树脂的情况下，将含有该丙烯酸系树脂等的树脂组合物涂布于具有集光结构体的形状的凹部的面后，对涂布后的树脂组合物进行UV照射，使丙烯酸系树脂固化，从而得到将形状固定的集光结构体。这样得到图4的基板1、图8的基板1。

作为另外的方法，也可列举以下的方法。首先，使上述透明基板成为在能够赋予特定形状的程度上保持柔软性的状态。因此，在该材料为热塑性树脂的情况下，在该热塑性树脂具有可塑性的程度上进行加热等而使之成为可塑状态即可。其次，准备设置了多个所需的集光结构体的形状的压模，使该压模压靠于可塑状态的上述透明基板，从而能够形成集光结构体的形状的凹部。这样形成的凹部，根据需要进行冷却，从而能够将形状固定。接着，将能够形成集光结构体的材料装入这样形成的凹部而形成集光结构体。

上述集光结构体层含有的集光结构体的个数，可根据该集光结构体的形状和尺寸(特别是底面的最长径A)、透明基板的面积和作为目标的光取出效率来确定。为了使本发明的基板的光取出效率更高，就上述集光结构体的底面面积的总和、即将集光结构体层含有的集光结构体的底面的面积合计的总和而言，相对于该透明基板的面积，优选为10面积％～100面积％，特别优选为40面积％～90面积％。以下将这样的集光结构体底面面积的总和(Sa)相对于透明基板的面积(St)的面积比(Sa/St)称为“集光结构体面积比”。满足这样的集光结构体面积比的基板，由于光取出效率更优异，因此优选。图2的(2-a)是表示多个集光结构体均为四角锥的形状的集光结构体层的构成的一例的上面示意图，其集光结构体面积比基本上为100面积％。此外，图2的(2-b)是表示多个集光结构体均为圆锥的形状的集光结构体层的构成的一例的上面示意图。在集光结构体为圆锥的情况下，不能使集光结构体面积比为100面积％，集光结构体面积比最大(最密填充)为72面积％左右。图6为表示多个集光结构体为半球形、集光结构体面积比最大的情形的上面示意图。在图6的情况下，该集光结构体面积比为72面积％左右。

<有机EL发光装置>

本发明的基板特别适合用于以有机EL元件为发光源的发光装置。图3的(3-a)和图7的(7-a)是表示将本发明的基板与有机EL元件组合的元件构成100的概要的截面示意图。本发明的基板1如前所述，由透明基板10和集光结构体层30形成。而且，元件构成100，在基板1的没有设置集光结构体层30的面设置了有机EL元件50。

有机EL元件50由包含发光层的有机层和夹持该有机层而设置的一对电极层形成。此外，根据需要有时也设置有电荷注入层、空穴传输层、电子传输层等。

在此，关于构成有机EL元件50的层，简单地进行说明。

有机EL元件50中的一对电极，至少一方为透明电极。作为该透明电极的材料，在透明电极为阳极的情况下，优选功函数大的材料，可使用导电性的金属氧化物膜、半透明的金属薄膜等。具体而言，可以列举使用含有氧化铟、氧化锌或氧化锡、或者它们的复合体即铟·锡·氧化物(ITO)或铟·锌·氧化物等的导电性材料作成的薄膜。该透明电极的膜厚通常为50nm～400nm。

另一方面，在透明电极为阴极的情况下，作为该透明电极的材料，优选功函数小的材料。例如锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等金属、这些中2种以上的合金、它们中的1种以上与金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨和锡中的1种以上的合金、石墨或石墨层间化合物等。作为合金的实例，可以列举镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。

另一方的电极、即透明性为非必要的一方的电极，通常具有含有碱金属的卤化物(例如氟化锂等)的层(卤化碱金属层)。此外，有时也在该卤化碱金属层上进一步层合由金属(铝)形成的层而使用。这种情形的另一方的电极的膜厚也通常为50nm～400nm。

本发明的基板中，也可将上述的透明电极用作透明基板。

上述有机EL元件中的发光层含有有机EL发光材料。这样的发光材料可使用例如时任静士等著，《有机EL显示器(有機ELデイスプレイ)》，(株)OHM公司，平成16年8月20日发行的第6章(101～116页)中记载的材料等公知的材料。

图3的(3-b)和图7的(7-b)，是表示使用了不具备上述的集光结构体层的基板的元件构成200的截面示意图。在不具备集光结构体层的透明基板10设置有有机EL元件50。图3(3-b)、图7(7-b)中所示的元件构成200，由于没有设置集光结构体层，因此如上述的背景技术中所述，光取出效率低，在发光层产生的光的多数被封闭在元件中而消失，或者从元件构成的侧面放出。

<光取出倍率>

其次，对表示使用了本发明的基板的有机EL发光装置中的光取出效率的光取出倍率的评价方法进行说明。具备本发明的基板1的元件构成100(图3(3-a)、图4、图7(7-a)、图8)以及不具备集光结构体的元件构成200(图3(3-b)、图7(7-b))的光强度，采用以下所示的计算方法加以计算，能够求出该光取出倍率。

[用于求出光取出倍率的计算方法]

通过使用光线追踪法，能够模拟本发明的基板中的光的传播。这里所说的光线追踪法，是通过在几何光学上追踪光的行进·反射·折射而对光的行为进行计算的手法。在光线追踪法中，计算折射率不同的介质界面处的反射·折射是必要的，通常，反射和折射角通过使用了斯内尔(Snell)定律的计算，反射·折射的光强度通过使用了菲涅耳(Fresnel)定律的计算，进行模拟。该模拟中，在不同折射率的介质相邻的界面中，以用菲涅耳定律得到的强度比，反射·折射光可分支，还可以使用蒙特-卡罗(MonteCarlo)法，以用菲涅耳定律得到的强度比所给予的概率来进行反射光和折射光的选择。在特定方向上传播的光的强度，可以用在该方向上传播的每一条光线的强度与光线的条数的乘积求出。应予说明，本发明中的光取出倍率，用以图3(3-b)、图7(7-b)中所示的元件构成200的发光强度为1时的、具有本发明的集光结构体层的元件构成100的发光强度来表示。

在用上述的光取出倍率表示的情况下，具备本发明的基板1的元件构成100，也能够产生以上述元件构成200为基准的光取出倍率为2.0倍以上的优异的光取出效率，在具备三角锥的集光结构体的情况下，也能够使该光取出倍率为2.3倍以上。因此，具备本发明的基板的有机EL发光装置，能够高效率地将发光层中产生的光取出，因此能够以小电流加以使用，能够实现发光寿命优异的有机EL发光装置。

实施例

<模拟的说明>

在本实施例中，使用Lambda Research公司的TracePro(ver.4.1.7)，作为折射率不同的界面处的光的分支方法，使用采用蒙特-卡罗法的选择进行模拟，求出光取出倍率。

模拟时使用的元件构成模型与图4、图8相同，按发光层、透明电极层、集光结构体层、透明基板的顺序层合，在集光结构体与透明基板之间的空间中充满了折射率与透明基板相同的物质。使发光层的厚度为100μm，透明电极层的厚度也为100μm。集光结构体层的厚度由纵横比决定，使集光结构体层与透明基板的厚度的总和为1.8mm。光从发光层发出，通过元件构成模型的各层，从透明基板射出，该模型中的出射面以外的外壁(也包含透明基板的侧面)全部为将光完全反射的镜面。计算从该出射面放出的光强度(光量)。

假定底面半径290mm、高16mm的圆柱状的检测器，在该检测器的中心配置元件构成模型以使光向该检测器的侧面入射。关于该检测器，将圆柱的上下的底面设定为反射边界，将侧面设定为观测面。将光从在发光层中央部与元件底面平行设定的面放射，在一次的模拟中设想10000条的光线数，实施20次计算，将其平均输出作为发光强度。此外，在一条光线反射了1000次的情况下，该光线视为消失，其计算中断。

实施例1～3

假设将发光层(折射率1.7)/透明电极(折射率2.0)/集光结构体/透明基板(折射率1.5)依次层合的元件构成模型[该元件构成模型中，发光层/透明电极相当于有机EL元件。]，该元件构成模型中，通过模拟求出从发光层向透明基板外射出的光线数(出射光线数1)。

此外，无集光结构体的比较元件构成模型，即发光层(折射率1.7)/透明电极(折射率2.0)/透明基板(折射率1.5)也同样地求出成为基准的出射光线数(出射光线数2)。然后，用出射光线数1除以出射光线数2，求出光取出倍率。其中，元件构成模型中的集光结构体为由折射率2.0的材料形成的圆锥状的物体，该圆锥状集光结构体的底面的最长径A为24μm。此外，关于集光结构体面积比，假设集光结构体的底面已被最密填充，为72面积％。集光结构体的纵横比分别为0.5(实施例1)、1.0(实施例2)、2.0(实施例3)。元件构成模型的底面均为边长120μm的正方形。

实施例4～6

采用与实施例1～3相同的手法求出光取出倍率。不过，元件构成模型中的集光结构体为四角锥状，该四角锥状集光结构体的底面的最长径A为24μm。此外，集光结构体面积比为100面积％。集光结构体的纵横比分别为0.5(实施例4)、1.0(实施例5)、2.0(实施例6)。元件构成模型的底面均为边长120μm的正方形。

实施例7～9

采用与实施例1～3相同的手法求出光取出倍率。不过，元件构成模型中的集光结构体为三角锥状，该三角锥状集光结构体的底面的最长径A为24μm。此外，集光结构体面积比为100面积％。集光结构体的纵横比分别为0.5(实施例7)、1.0(实施例8)、2.0(实施例9)。元件构成模型的底面均为边长120μm的正方形。

实施例10～12

采用与实施例1～3相同的手法求出光取出倍率。不过，元件构成模型中的集光结构体为三角锥状，该集光结构体由折射率1.8的材料形成。该三角锥状集光结构体的底面的最长径A为24μm。此外，集光结构体面积比为100面积％。集光结构体的纵横比分别为0.5(实施例10)、1.0(实施例11)、2.0(实施例12)。元件构成模型的底面均为边长120μm的正方形。

实施例13～16

采用与实施例1～3相同的手法求出光取出倍率。不过，元件构成模型中的集光结构体为三角锥状，该集光结构体由折射率1.8的材料形成。该三角锥状集光结构体的底面的最长径A为24μm，纵横比为0.5。此外，集光结构体面积比分别为80面积％(实施例13)、60面积％(实施例14)、40面积％(实施例15)、20面积％(实施例16)。元件构成模型的底面分别为边长136μm(实施例13)、156μm(实施例14)、190μm(实施例15)、270μm(实施例16)的正方形。

实施例17、18

采用与实施例1～3相同的手法求出光取出倍率。不过，元件构成模型中的集光结构体为三角锥状，该集光结构体由折射率1.8的材料形成。集光结构体面积比为100面积％，纵横比为0.5。使该三角锥状集光结构体的底面的最长径A分别为12μm(实施例17)、6μm(实施例18)。元件构成模型的底面分别为边长60μm(实施例17)、30μm(实施例18)的正方形。

表1

由实施例1～9的结果比较集光结构体的形状的影响，判明其形状为三角锥时，光取出倍率最高，为2.9倍，比形状为圆锥或四角锥时优异。此外，三角锥的集光结构体中材料的折射率为1.8的情况下，比较纵横比的影响(实施例10～12)，在纵横比0.5时，光取出倍率最高，为2.9倍，与材料的折射率为2.0的情形同等。此外，三角锥的集光结构体中，比较集光结构体面积比的影响(实施例13～16)，判明80面积％以上时光取出倍率2.9倍，与100面积％时几乎没有变化，即使20面积％，也为2.5倍的高光取出倍率。

实施例21～25

假设将发光层(折射率1.7)/透明电极(折射率2.0)/集光结构体层/透明基板(折射率1.5)依次层合的元件构成模型[该元件构成模型中发光层/透明性电极相当于有机EL元件。]，该元件构成模型中，通过模拟求出从发光层射出到透明基板外的光线数(出射光线数1)。

此外，无集光结构体的比较元件构成模型，即发光层(折射率1.7)/透明电极(折射率2.0)/透明基板(折射率1.5)也同样地求出成为基准的出射光线数(出射光线数2)。然后，用出射光线数1除以出射光线数2，求出光取出倍率。

其中，元件构成模型中的集光结构体是由折射率2.0的材料形成的半球形微透镜构成，其最长径A为24μm。此外，半球形微透镜的纵横比为0.5，集光结构体面积比为72面积％(最密填充，实施例21)、60面积％(实施例22)、40面积％(实施例23)、20面积％(实施例24)、10面积％(实施例25)。元件构成模型的底面为正方形，各自的边长为120μm(实施例21)、131.69μm(实施例22)、161.28μm(实施例23)、228.09μm(实施例24)、322.57μm(实施例25)。

实施例26～27

采用与实施例21～25相同的手法求出光取出倍率。不过，构成元件构成模型中的集光结构体的半球形微透镜，由折射率2.0的材料形成，该半球形微透镜的纵横比为0.5，关于集光结构体面积比，其最大为72面积％。最长径A分别为12μm(实施例26)、6μm(实施例27)。元件构成模型的底面分别为边长60μm(实施例26)、边长30μm(实施例27)的正方形。

实施例28～30

采用与实施例21～25相同的手法求出光取出倍率。不过，构成元件构成模型中的集光结构体的半球形微透镜，由折射率1.8的材料形成，该半球形微透镜的纵横比为0.5，关于集光结构体面积比，其最大为72面积％。最长径A分别为24μm(实施例28)、12μm(实施例29)、6μm(实施例30)。元件构成模型的底面分别为边长120μm(实施例28)、边长60μm(实施例29)、边长30μm(实施例30)的正方形。

由实施例21～25来比较集光结构体面积比的影响，判明该面积比为40％以上时，光取出倍率为2.2～2.3，与最密填充(集光结构体面积比：72面积％)没有变化，为高光取出倍率。半球形微透镜中比较最长径A的影响(实施例21、26、27)，在6～24μm的范围内，光取出倍率为2.3～2.4，不因最长径A的大小而变化，大致一定。此外，比较折射率的影响(实施例21、28、29、30)，伴随着折射率的下降，光取出倍率减小，但在折射率1.8下也获得了2.0倍的高光取出倍率。此外，没有发现最长径A引起的光取出倍率的下降。在本发明中，可以说即使是低的集光结构体面积比，也可预期高光取出倍率。

表2

附图标记的说明

1 基板

10 透明基板

20 填充树脂

25 集光结构体

30 集光结构体层

40 透明电极

45 发光层等

50 有机EL元件

Claims

1.一种基板，是具有透明基板和集光结构体层的基板，该集光结构体层含有多个锥形或半球形的结构体，该多个锥形或半球形的结构体的底面在同一平面上。

2.如权利要求1所述的基板，其中，该结构体是圆锥、四角锥或三角锥的形状的结构体。

3.如权利要求2所述的基板，其中，由该结构体的底面的最长径A和该结构体的高度B求出的纵横比即B/A为0.2～3.0。

4.如权利要求2或3所述的基板，其中，该结构体的底面面积的总和，相对于该透明基板的面积为10面积％～100面积％。

5.如权利要求2或3所述的基板，其中，该结构体的底面面积的总和，相对于该透明基板的面积为40面积％～90面积％。

6.如权利要求1所述的基板，其中，该结构体为半球形的结构体。

7.如权利要求6所述的基板，其中，该结构体的底面面积的总和，相对于该透明基板的面积为40面积％以上。

8.如权利要求1～7任一项所述的基板，其中，该结构体由波长550nm的光线透射率为80％以上的透明树脂形成。

9.如权利要求1～7任一项所述的基板，其中，该结构体由含有氧化钛和透明树脂的树脂组合物形成。

10.一种有机EL发光装置，其具有权利要求1～9任一项所述的基板和有机EL元件。