发光装置及其形成方法.pdf

在发光装置中，在其上形成发光器件的衬底的面是具有多个粗糙点的非平坦表面。该中相邻的粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍。该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°。因此，与没有非平坦表面的发光装置相比，该装置基本上从光提取侧发出更大数量的光，并且具有较小的亮度不均匀性。

1.  一种发光装置，包括衬底和设置在衬底上的发光器件，该装置的特征在于：
该器件包括位于一对电极之间的发光层，在其上形成发光器件的衬底的面是具有多个粗糙点的非平坦表面，相邻粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中要满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25。

2.  一种发光装置，包括衬底、设置在该衬底上的中间层以及设置在该中间层上的发光器件，该装置的特征在于：
该器件包括位于一对电极之间的发光层，在其上形成发光器件的中间层的面是具有多个粗糙点的非平坦表面，相邻粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔Sm不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中要满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25。

3.  一种发光装置，包括衬底和设置在该衬底上的发光器件，该装置的特征在于：
该器件包括位于一对电极之间的发光层，其中靠近该衬底的一个电极具有面对发光层的面，且该面是具有多个粗糙点的非平坦表面，相邻粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中要满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25。

4.  一种发光装置，包括衬底和设置在该衬底上的发光器件，该装置的特征在于：
该器件包括位于一对电极之间的发光层，该发光层在面对衬底的一侧上具有第一面和与该第一面相对的第二面，其中第一和第二面都是具有多个粗糙点的非平坦表面，第一面的凸起对应第二面的凹部，第一面的凹部对应第二面的凸起，并且其中，在每个面上，相邻粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中要满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25。

5.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(i)。

6.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(ii)。

7.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(iii)。

8.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(iv)。

9.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(v)。

10.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于至少满足要求(vi)。

11.  如权利要求1或2所述的装置，其特征在于该发光器件沿非平坦表面弯曲。

12.  如权利要求11所述的装置，其特征在于该发光层在面对衬底的一侧上具有第一面和与该第一面相对的第二面，其中第一和第二面沿非平坦表面弯曲，第一面的凸起对应第二面的凹部，第一面的凹部对应第二面的凸起。

13.  如权利要求11所述的装置，其特征在于每个电极和发光层都形成为具有恒定厚度。

14.  如权利要求3或4所述的装置，其特征在于发光层沿非平坦表面弯曲。

15.  如权利要求14所述的装置，其特征在于该发光层在面对衬底的一侧上具有第一面和与该第一面相对的第二面，其中第一和第二面沿非平坦表面弯曲，第一面的凸起对应第二面的凹部，第一面的凹部对应第二面的凸起。

16.  如权利要求14所述的装置，其特征在于其中与衬底相对的一个电极和发光层都形成为具有恒定厚度。

17.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于在提取由发光层产生的光的一侧设置棱镜片。

18.  如权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于该发光器件是有机电致发光器件。

19.  一种制造具有发光层的发光装置的方法，其特征在于：
制备衬底；
在该衬底的面上形成具有多个粗糙点的非平坦表面，其中相邻粗糙点的平均间隔Sm或粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中形成该非平坦表面以便满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25；以及
在该非平坦表面上形成具有发光层和一对电极的发光器件，发光层位于这对电极之间，使得发光器件沿着该非平坦表面弯曲。

20.  一种制造具有发光层的发光装置的方法，其特征在于：
制备衬底；
在该衬底上形成中间层；
在该中间层的一面上形成具有多个粗糙点的非平坦表面，其中相邻的粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中形成该非平坦表面以便满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25；以及
在该非平坦表面上形成具有发光层和一对电极的发光器件，发光层位于这对电极之间，使得发光器件沿着该非平坦表面弯曲。

21.  一种制造具有发光层的发光装置的方法，其特征在于：
制备衬底；
在该衬底上形成第一电极；
在该第一电极的一面上形成具有多个粗糙点的非平坦表面，其中相邻的粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于由发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于该最长波长的两百倍，其中形成该非平坦表面以便满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求：
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°；
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内；
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09；
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10；
(v)该非平坦表面的不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22；和
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25，
在该非平坦表面上形成发光层，使得该发光层沿着该非平坦表面弯曲；以及
在该发光层上形成第二电极，使得该发光层位于第一电极和第二电极之间，由此形成发光器件。

发光装置及其形成方法
技术领域
本发明涉及一种带有在其上形成发光器件的衬底的发光装置。该发光器件是有机电致发光器件(有机EL器件)或无机电致发光元件(无机EL元件)。这种器件带有保持在一对电极之间的发光层。本发明也涉及一种用于形成该装置的方法。
背景技术
已经提出使用诸如有机电致发光装置(有机EL装置)和无机电致发光装置(无机EL装置)之类发光装置的照明系统和显示器。
已知这种发光装置具有低提取效率。即从装置提取出的光与发光层产生的光的比值较低。这是因为形成发光装置的层具有不同的折射率。
例如，在图22中示出的底部发射型有机EL装置中，有机发光层211产生的所有光通过透明第一电极201和透明衬底100被从装置提取出来。一些光在装置中削弱成射线h4，一些光通过装置边缘被提取出装置成射线h5。
以这种方式，通常的发光装置不能从出光表面A将发光层211产生的所有光提取到装置外部。
关于这个方面，已经提出了第一现有技术，其中具有粗糙点的非平坦表面形成在透明衬底上，有机EL器件形成在该非平坦表面上(例如，日本特许公开专利公开号No.1-186587)。第一现有技术公开了一种涉及使用无机EL装置的显示器的技术，其中为粗糙点的每一个凹部和凸起设置一个像素，使得在发光膜中收集的光通过粗糙点形成的阶梯而反射。因此，增加了在透明衬底外部提取的光量。
发光装置的提取效率可以通过反射光来提高，该反射光指向相对于发光层的光提取侧相反的方向。具体来说，设置在与光提取侧相对的发光层侧面上的电极可以由光发射材料例如铝构成。可选择的是，光反射组件可以设置在与光提取侧相对的发光层的侧面上。然而，在这些情况下，当发光层没有发出光时，发生外部光的镜面反射。
关于这个方面，已经提出了第二现有技术，其中在透明衬底上随机形成点状粗糙点，电极和发光层设置在粗糙点上(例如，日本特许公开专利公开号No.2000-40584)。第二现有技术避免了由于金属电极镜面反射引起的闪光。
第三现有技术公开了一种应用于有机EL装置衬底的技术，该有机EL装置具有有机EL器件，并且被用作液晶显示板的背面光。该技术涉及在装置衬底上形成粗糙点(例如，日本特许公开专利公开号No.9-50031)。根据该第三现有技术，具有粗糙点的衬底作为散射板，所以当有机EL装置用作反射板时，避免了镜面反射。
可是，正如在第一现有技术中那样，在衬底上形成具有粗糙点的非平坦表面以及在该非平坦表面上形成发光器件并不是一定提高提取效率。根据该粗糙点的形状，与其上没有形成非平坦表面的平坦发光装置的情况相比，从出光表面提取的光量减少。
而且，根据该粗糙点的形状，会发生下列问题。即，当在如图23(a)所示的非平坦表面上形成发光器件时，形成发光器件(尤其是发光层)的每一层的厚度随着位置而改变。而且，如图23(b)所示，电极201、221可以彼此接触(例如在位置E)。
如图23(a)所示，发光层211的比其它部分(例如部分B)薄的部分(例如图中的部分C)具有更低的阻抗并因此易于通过电流。这导致部分C较之其它部分(部分B)具有更高的亮度。在薄部分C的大量电流使部分C处的温度升高。这进一步减少了部分C处的阻抗。因此，更大量的电流流过部分C，并且该亮度进一步增加。因此，该装置可能会具有不均匀的亮度。此外，这种现象引起大量电流流过发光层211的特定部分，因此缩短了这些部分的寿命。结果，缩短了该装置的寿命。
如果存在如图23(b)所示的没有发光层211的部分(例如图中的部分E)，那么大量电流就会流过该部分。因此，减少了流过发光层211的电流量，例如在部分D中。结果，不能得到充足的亮度。
此外，需要在特定方向上具有高亮度的发光装置。这是因为使用或观察发光装置的用户典型地会从相对于该装置的特定方向观察该装置(通常在该装置的光提取侧或出光表面的法线方向)。
另一方面，当象第三现有技术那样将发光装置用作反射板时，除了避免镜面反射外，必须增加在特定方向上的反射光的亮度。图24表示将发光装置用作光源9下面的液晶显示单元8的背面光的情况，该光源9例如是太阳或荧光管。在这种情况下，当从光源9发出的光沿与显示器表面80的法线H成角度θ(角度θ大约是20°至40°，优选为大约30°)的方向到达显示单元8时，不仅需要避免镜面反射，而且显示器表面80地法线H的方向上或在角度θ大约为0°的方向上的亮度也需要增加。
发明内容
因此，本发明的第一个目的是提供一种发光装置，其从光提取侧发出基本上更大数量的光，并且与没有非平坦表面的发光装置相比具有更小的亮度不均匀性。本发明还涉及用于形成这种装置的方法。
本发明的第二个目的是提供一种发光装置以及形成该装置的方法，该装置在光射出侧的特定方向上具有高亮度。
此外，本发明的第三个目的是提供一种发光装置，当将其用作反射板时，不仅避免了镜面反射，而且当接收在假定光源方向上的光时在特定方向上具有高亮度。本发明还涉及一种形成这种装置的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发光装置。该装置包括衬底和设置在衬底上的发光器件。该器件包括位于一对电极之间的发光层。在其上形成发光器件的衬底的面是具有多个粗糙点的非平坦表面。相邻的粗糙点的平均间隔Sm或者粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于最长波长的两百倍。要满足下列要求(i)-(vi)中的至少一个要求。
(i)该非平坦表面的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°。
(ii)该非平坦表面的均方根斜率Δq是在4°和35°之间的范围内。
(iii)该非平坦表面的算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09。
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10之间的范围内，包括0.009和0.10。
(v)该非平坦表面的不规则性(irregularities)的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22之间的范围内，包括0.05和0.22。
(vi)不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围内，包括0.05和0.25。
根据本发明的另一方面，提供一种制造具有发光层的发光装置的方法。该方法包括制备衬底、在衬底的面上形成多个粗糙点的步骤。相邻的粗糙点的平均间隔Sm或粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于发光层产生的光的最长波长的三倍，并且不大于最长波长的两百倍。形成该非平坦表面使其满足上述要求(i)-(vi)中的至少一个要求。该方法还包括在非平坦表面上形成具有发光层和一对电极的发光器件的步骤，发光层位于这对电极之间，使得发光器件沿着该非平坦表面弯曲。
本发明的其它方面和优点将通过结合附图从下列描述中变得更清楚，以下的描述通过实例表示出本发明的原理。
附图说明
通过参照下列对优选实施例及附图的描述，本发明及其目的和优点将更易于理解。
图1是表示根据本发明的一个实施例的第一有机EL装置的横截面图；
图2是表示第一有机EL装置的实例和比较实例的图表，其显示了算术平均斜率Δa和亮度之间的关系；
图3是表示第一有机EL装置的实例和比较实例的图表，其显示了当在与出光表面的法线方向成30°角的方向施加光时出光表面的法线方向上的算术平均斜率Δa和亮度之间的关系；
图4(a)至4(c)是表示形成图1所示的第一有机EL装置的过程的横截面图；
图5是表示图1所示的第一有机EL装置的改进的横截面图；
图6(a)至6(c)是表示形成图5所示的有机EL装置的过程的横截面图；
图7是表示第一有机EL装置的另一种改进的横截面图；
图8(a)至8(c)是表示形成图7所示的有机EL装置的过程的横截面图；
图9是表示将第一有机EL装置的结构应用于无机EL装置的例子的横截面图；
图10是表示将棱镜片5设置在第一有机EL装置的光提取侧并且使特定方向上的亮度增加的装置(发光系统或显示器)的横截面图；
图11是表示具有作为背面光的第一有机EL装置的液晶显示单元的横截面图；
图12是表示第二有机EL装置的实例和比较实例的图表，其显示了均方根斜率Δq和亮度之间的关系；
图13是表示第二有机EL装置的实例和比较实例的图表，其显示了均方根斜率Δq和如图3所示的反射亮度之间的关系；
图14是表示第三有机EL装置的图表，其上示出比值Ra/Sm和提取的光量之间的关系；
图15是表示第三有机EL装置的图表，其上示出比值Ra/Sm和如图3所示的反射亮度之间的关系；
图16是表示第四有机EL装置的图表，其上示出比值Ra/S和提取的光量之间的关系；
图17是表示第四有机EL装置的图表，其上示出比值Ra/S和如图3所示的反射亮度之间的关系；
图18是表示第五有机EL装置的图表，其上示出比值Rz/Sm和提取的光量之间的关系；
图19是表示第五有机EL装置的图表，其上示出比值Rz/Sm和如图3所示的反射亮度之间的关系；
图20是表示第六有机EL装置的图表，其上示出比值Rz/S和提取的光量之间的关系；
图21是表示第六有机EL装置的图表，其上示出比值Rz/S和如图3所示的反射亮度之间的关系；
图22是表示现有技术的底部发射型的有机EL装置和该装置的缺点的横截面图；
图23(a)和23(b)是用来解释现有技术的在衬底100的入射表面上具有粗糙点的发光装置的缺点的横截面图；以及
图24是用来解释将发光装置用作液晶显示单元的背面光的情况的缺点的横截面图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的几个实施例进行描述。附图中相同的附图标记是相似或相同的。现在将对第一有机EL装置进行详细描述。
如图1所示，第一有机EL装置是底部发射型，其包括透明衬底1和有机EL器件2。粗糙点形成在透明衬底1的一个面上(入射表面11)。换句话说，入射表面11是非平坦表面。有机EL器件2形成在入射表面11上。
<衬底1>
衬底1是基本上为平板形的透明组件，其支撑有机EL器件2。衬底1具有在其上形成有机EL器件2的入射表面11以及与入射表面11相对的出光表面10。衬底1通过入射表面11接收来自有机EL器件2的光，并且通过出光表面10发出该接收的光。
第一有机EL装置在入射表面11上具有粗糙点，或者是凸起和凹部，该第一有机EL装置的特征在于入射表面11的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°。
为了将该有机EL装置的反射特性提高到良好水平，入射表面11的算术平均斜率Δa优选是在4°和15°之间的范围内，包括4°和15°。
在JIS B0601-1994中对算术平均斜率Δa作出规定。以下列方式计算算术平均斜率Δa。首先，沿中线将测量到的曲线分成每一部分具有长度ΔX的多个部分。然后，得到每一部分线段的倾斜角的绝对值，其中线段连接该部分的起点和终点。接着，计算得到的绝对值的平均值。即，使用下列公式来计算算术平均斜率Δa。
Δa = 1 n - 1 Σ i = 1 n - 1 { tan - 1 | ( ΔYi ΔX ) | } ]]>
在这个公式中，倾斜角表示如下。
tan - 1 ΔYi ΔX ]]>
只要有机EL器件2能够形成在衬底1上并由衬底1来支撑，并且衬底1是透明的，那么衬底1就可以由任何材料构成。典型地，衬底1由玻璃、石英或塑料构成。可选择地，可以通过结合两个或多个同类型或不同类型的衬底来形成衬底1。
在该说明书中，术语“透明”指射出该装置的光的透射比不小于50％，优选不小于80％，更优选不小于90％的状态。典型地，透射比被确定使得大约400nm至800nm波长的光(可见光)射出该装置。如果透射比太低，从发光层发出的光被衰减，就很难得到发光装置所需要的亮度。
该非平坦表面(入射表面11)被设计以满足下列要求(a)或(b)。
这是因为，如果Sm或S设定为不小于下列下限值，可以进行几何光学模拟，其极大地简化了有机EL装置光学特性的设计。
如果Sm或S大于下列上限值，入射表面11在光学上被认为是平坦的。在这种情况下，入射表面11基本上处于和在其上没有形成粗糙点的情况时相同的条件。
(a)相邻粗糙点的平均间隔Sm不小于发光层产生的光的最长波长的三倍，且不大于最长波长的两百倍。
(b)粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S不小于发光层产生的光的最长波长的三倍，且不大于最长波长的两百倍。
在JIS B0601-1994中对相邻粗糙点的平均间隔Sm进行了限定。以下列方式计算粗糙点的平均间隔Sm。首先，沿中线方向从粗糙度曲线中选择对应于参考长度L的部分。然后，相对于中线延伸方向，得到每个峰和相邻谷的距离Smi。随后，计算该距离Smi的平均值，并以毫米表示该平均值。即，使用下列公式计算粗糙点的平均间隔Sm。
Sm = 1 n Σ i = 1 n Smi ]]>
在JIS B0601-1994中对粗糙点的相邻凸起的峰的平均间隔S进行了限定。以下列方式计算峰的平均间隔S。首先，沿中线方向从粗糙度曲线中选择对应于参考长度L的部分。然后，相对于中线延伸方向，得到每个相邻峰对之间的距离Si。随后，计算该距离Si的平均值，并以毫米表示该平均值。即，使用下列公式计算峰的平均间隔S。
S = 1 n Σ i = 1 n Si ]]>
本发明的发明人通过下列实例和比较实例发现，上述范围的值优选用于有机EL装置。
在这些实例和比较实例中，制造有机EL装置，同时在大于0°至30°的范围内变化入射表面11的算术平均斜率Δa。其它的包括材料、膜厚度和公式的条件是相同的。现在将对实例和比较实例中的有机EL装置的制造过程进行描述。
制备平板形透明衬底，每个透明衬底具有入射表面和出光表面。使用掩膜在每个衬底的入射表面上形成光刻胶。采用该光刻胶以限定对应关于出光表面形成的凸起的图案。在这种状态下，入射表面被蚀刻。因此，完成具有粗糙点的入射表面11。在形成入射表面11后，用粗糙度计来测量入射表面11的算术平均斜率Δa。
在测量算术平均斜率Δa后，通过RF溅射在入射表面11上由ITO形成厚度为50nm的透明电极或第一电极20。在形成第一电极20后，用真空淀积装置或碳坩埚形成有机发光层21。这时，淀积速度为0.1nm/s，真空度为5.0×10^-5Pa。该形成的有机发光层21包括空穴注入传输层、包含有机发光材料的层以及电子注入传输层。该空穴注入传输层由TPTE构成，其厚度为80nm。该含有机发光材料的层通过共同淀积DPVBi(93.0重量％)和BCzVBi(7.0重量％)形成，且其厚度为30nm。电子注入传输层由2，5-二(6′-(2′，2″-联吡啶))-1，1-二甲基-3，4-二苯硅油(diphenylsilole)构成，其厚度为20nm。随后，厚度为150nm的铝层(第二电极)22由钨板形成。这时，淀积速度为1nm/s，真空度为5.0×10^-5Pa。从而完成有机EL装置。每个有机EL装置用传统的保护膜(钝化膜)密封。
[评价1]
给每个已形成的有机EL装置施加相同电流，用亮度仪测量从出光表面10发出的光的总量。入射表面11的算术平均斜率Δa和有机EL装置的亮度之间的关系在图2的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置亮度的比值(亮度比)，该有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。该参考有机EL装置的亮度在算术平均斜率Δa为0°时的位置上绘出。
发明人从图2的实验结果中得出，如果Δa等于或大于4°，通过出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的发光量。
换句话说，发明人发现，与传统的有机EL装置作比较，仅仅在入射表面上设置粗糙点就可以减少通过出光表面射出的光量。
[评价2]
没有激活有机EL器件2发光，将光从光源以偏移出光表面10的法线方向30°的位置施加至每个有机EL装置。即，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，用亮度仪测量出光表面10法线方向上的亮度或出光表面法线方向上反射光的亮度。入射表面11的算术平均斜率Δa和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图3的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置法线方向上亮度的比值(亮度比)，该有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。如图2所示的情况，该参考有机EL装置的亮度在算术平均斜率Δa为0°时的位置上绘出。
发明人从图3的实验结果中得出，如果Δa是在4°和15°之间的范围内，包括4°和15°，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.5倍。即，发明人发现，与Δa小于4°或大于15°的情况作比较，反射光的比值极大地增加。
发明人还发现，如果Δa是在大于0°、最大到30°的范围内，30°的入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有形成粗糙点情况下的光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在Δa是在大于0°、最大到30°的范围内的有机EL装置中没有镜面反射
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价3]
此外，形成三个有机EL装置，每个装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将Δa变化成35°、40°和45°。当被激活时，可在视觉上观察到这些EL装置中的亮度的不均匀。另一方面，在该有机EL装置中，Δa大于0°，且不大于30°，当激活EL装置使其在和Δa为35°、40°和45°的其它的EL装置相同的条件下发光时，就不会在视觉上观察到亮度的不均匀。
认为上述结果是由以下事实产生的，如果入射表面11的Δa大于30°，那么很难在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。即，由于有机发光层21具有厚部分和薄部分，因此薄部分处的亮度增加，从而导致亮度不均匀。而且，具有大于30°的陡斜率Δa的粗糙点产生没有形成有机发光层21的部分，这引起电极之间的漏电。
换句话说，发明人发现，仅仅在入射表面11上设置粗糙点可以导致产生亮度不均匀或电极之间的漏电，另一方面，如果将Δa设置在上述范围内，那么就没有亮度不均匀或漏电发生。
现在将描述第一有机EL装置的有机EL器件2。
如图1所示，有机EL器件2具有一对电极20、22以及保持在电极20、22之间的有机发光层21。该发光层21含有有机发光材料。该有机EL器件2发出预定色彩的光(预定波长的光或预定色度的光)。由于除了有机EL器件2是沿入射表面11的粗糙点设置在衬底1上之外，第一有机EL装置的有机EL器件2与传统的有机EL器件是相同的，因此传统的有机EL器件可以用作有机EL器件2。
[第一电极20]
由于底发射型的第一有机EL装置的第一电极20在相对于有机发射层21的光提取侧上形成，因此第一电极20必须是透明的。第一电极20可以是阳极或阴极。用于第一电极20(透明电极)的材料优选为允许载流子(空穴或电子)有效注入到有机发光层21中的材料。
作为阳极，其功函数为4.5eV至5.5eV的材料是有利的。特别是，具有氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟(In₂O₃)、氧化锡(SnO₂)和氧化锌(ZnO)的任意一种作为主要成分的材料是有利的。
这些氧化物可以或多或少地偏离化学计量。在ITO中SnO₂相对于In₂O₃的混合比值的优选范围是例如1至20重量％，优选为5至12重量％。在IZO中ZnO相对于In₂O₃的混合比值的优选范围是例如12至32重量％。此外，如果在整个透明第一电极中该平均混合比值在这些范围内时，可以在厚度方向上存在浓度梯度。
除了上述列出的成分以外，在阳极材料中可以包含以氧化物计的1重量％的Sn、Ti和Pb的氧化物。
阴极是用来在有机层中注入电子的电极。为了增加电子注入效率，具有小于4.5eV、通常不大于4.0eV、典型地不大于3.7eV的功函数的金属、合金、导电化合物以及这些材料的混合物可以用作该电极的材料。
用于阳极的已列出的材料可以用于阴极。此外，还可以使用下列材料。
例如，可以使用通过将透明导电氧化物堆叠在由镁-银合金构成的超薄膜上而形成的电极。在阴极中，含有铜酞菁的缓冲层优选设置在阴极和有机发光层21之间，以避免当溅射导电氧化物时发光层21和其它的元件受到等离子体的破坏。
[有机发光层21]
有机发光层21允许来自第一电极20和第二电极22至少之一的载流子(电子或空穴)的复合、产生激子并且当返回到基态时使激子电致发光(发光)。有机发光层21主要是由有机材料构成的。
可以使用给有机发光层21提供比所需的功能更多功能的有机材料。也可以使用每种对有机发光层21产生不同功能的几种材料。对于这些材料，可以使用用于传统的有机EL器件的有机发光层的材料，例如Alq₃或DCM。
而且有机发光层21可以具有堆叠结构，并且每层可以具有其中一种所需功能。在这种情况下，包含产生电致发光的荧光材料或磷光材料(有机发光材料)的层称作含有机发光材料层。
例如，具有来自阴极的电子注入功能的电子注入层或电子注入传输层可以被设置在阴极和含有机发光材料层之间。具有电子传输功能的电子传输层可以被设置在含有机发光材料的层和阴极之间或含有机发光材料的层和电子注入层之间。可以设置具有从阳极注入空穴的功能的空穴注入层或空穴注入传输层。可选地，可以设置具有空穴传输功能的空穴传输层。
可以采用与传统的有机EL器件的层结构和材料相同的层结构和材料。
可以采用与传统的有机EL器件中调节光的色彩的方法相同的方式来调节发出的光的色彩。例如，可以采用下列调节方法。
选择材料(有机发光材料)类型，该材料给有机发光层21提供当从激子状态返回到基态时产生电致发光的功能。
调节加入到有机发光层21中的有机材料或有机发光材料的混合比值。
调节已经混和的有机发光材料的数量。
调节有机发光层21的厚度。
在有机EL装置上设置传统的滤色层，以限制射出该装置的光的波长。
加入改变接收到的光的波长的色彩改变材料。
混合两种或更多种的有机发光材料，从而产生两种或更多种色彩，因而表示出附加色彩。
加入促进或阻碍发光的材料以调节生成的光的色彩。
通过施加至有机发光层21的电流量调节生成的光的色彩。
[第二电极22]
如果第一电极20是阳极，那么第二电极22是阴极。如果第一电极20是阴极，那么第二电极22是阳极。因此，可以使用传统有机EL器件使用的并满足阳极或阴极需要的材料。这样，用于第一电极20的材料可以应用于第二电极22。
可是，由于第二电极22通过朝着光提取侧反射发射到光提取侧的相对侧的光而优选地提高了该装置的提取效率，并且当有机EL器件2没有发射光时，第二电极22反射通过光提取侧接收到的光，因此第二电极22优选地具有反射功能。当给第二电极22加入反射功能时，可以使用传统的有机EL器件件使用的金属或合金。特别的，要求用于第二电极22的材料具有除了阳极或阴极需要的特性外的下列特性。即，在来自有机发光层21的光和从该装置的外部施加的光的整个波长范围中，该材料需要至少将要从出光表面10提取的波长范围的光反射至该装置的外部。
此外，除了以上列出的层和材料外，可以组合应用传统的有机EL器件的层和材料。例如，不用给第二电极22加入光反射功能，光反射组件可以设置在有机发光层21与光提取侧相对的一侧上。此外，半透明反射组件(半反射镜)可以设置在有机EL器件2中。
现在将描述形成第一有机EL装置的方法。
<形成方法>
通过形成衬底的传统方法以及形成有机EL器件的传统方法形成第一有机EL装置。在衬底形成方法中，满足上述条件的粗糙点形成在衬底1的入射表面11上。在有机EL器件制造方法中，形成有机EL器件2的层依次形成在入射表面11上。例如，第一有机EL装置可以以下列方法形成。
首先，置备图4(a)所示的平板形透明衬底1′。涂覆掩膜至透明衬底1′的侧面(入射表面)11′之一，该掩膜的图案对应于待形成的凹部和凸起的排列。然后，使用该掩膜，将光刻胶形成在表面上以形成图案。在这种状态下，蚀刻透明衬底1′使得如图4(b)所示形成非平坦表面11。
然后，如图4(c)所示，在透明衬底1的入射表面11上，形成第一电极20以具有适应入射表面11的凹部和凸起。有机发光层21和第二电极22也依次地形成在第一电极20上，使得每层具有与层下部相适应的凹部和凸起。由于形成具有均匀厚度的每层，因此每一层具有与透明衬底1的入射表面11相适应的弯曲形状。可以使用用来在传统的有机EL器件上形成层的堆叠方法。例如，可以使用用来形成薄膜的传统的方法如真空淀积、溅射、旋转涂覆、浇铸以及LB方法。
以上述方式形成有机EL装置。
除了蚀刻入射表面11，可以使用加工衬底的其他方法。例如，可以使用喷砂法表面处理。可选择的，可以使用具有带有粗糙点的内表面的模具。在这种情况下，将熔融的透明树脂或玻璃浇注到模具中以形成具有入射表面11的衬底1。
<优点>
根据这个实施例的具有上述结构的有机EL装置具有下列优点。
高提取效率以及亮度不均匀的极低发生率。
由于入射表面11具有上述结构，所以入射表面11比传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的提取效率更高。而且，亮度不均匀发生的发生率极低。
换句话说，入射表面11具有仅通过在入射表面上形成粗糙点所不能得到的性能。
在特定方向上亮度的提高
已经证实，当上述实施例的有机EL装置发光时，在关于出光表面10的特定方面上的亮度大于其它方向上的亮度。还证实了该特定方向随着改变Δa而改变。
亮度的这种改变被认为是因为凹部的光收集特性、以及凹部和凸起的反射和折射。
因此，根据该实施例的有机EL装置适用于显示器、液晶显示单元的发光系统以及背面光，这些装置与其它方向相比在特定方向上有需要上。
发光的最大数量
由于有机EL器件2沿着非平坦入射表面11的粗糙点形成，因此有机发光层21(发光区域)的数量比传统具有平坦入射表面的有机EL装置有所增加。因此，发出的光量也增加了。
而且，由于将算术平均斜率Δa设定在上述范围内，因此不存在有机发光层21的部分的可能性显著降低了。换句话说，产生在电极20、22之间发生漏电的部分的可能性显著降低。因此，施加到有机EL器件2上的大部分电流流过有机发光层21，提高了发光效率。
反射特性的改进
当作为反射板使用时，以上述方案设计的有机EL装置具有一个优点。即，当反射来自偏离出光表面10的法线方向20°至40°(通常为30°)的方向的光源的光时，该装置以出光表面10的法线方向反射大部分施加的光。
由于在入射表面11和有机EL器件2中的每一层上形成微小粗糙点，因此避免了镜面反射。
色度特性的改进
当该装置发光时，来自出光表面10的所有发光方向上色度是均匀的。
这是因为由于微小粗糙点形成在入射表面11和有机EL器件2中的每一层中，因此每个波长的光以不同方向散射，并且在来自出光表面10的发光方向上，每一波长的光的亮度对于角度的依赖性显著减少。
第一有机EL装置可以按照以下方式进行改进。而且，可以对下列改进中的两个或多个进行组合。
在改进1中，粗糙点形成在中间层中。即，如图5所示，具有非平坦表面30的中间层3形成在衬底1和有机EL器件2之间。不在衬底1的入射表面11上形成粗糙点，而是在非平坦表面30上形成粗糙点。非平坦表面30上的粗糙点的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°，有机EL器件2沿该非平坦表面30形成。这种改进具有和上述实施例相同的优点。
如果该算术平均斜率Δa是在4°和15°之间的范围内，包括4°和15°，那么就将反射特性提高到令人满意的水平。
在这种改进中，由于上述列出的原因，该非平坦表面30被设计以满足要求(a)或(b)。
这种改进的有机EL装置可以以例如下列方式形成。如图6(a)所示，具有预定厚度的透明中间层3′形成在平板形透明衬底1′表面上。涂覆掩膜至中间层3′的表面，该掩膜的图案对应于将形成的凹部和凸起的排列。然后，使用该掩膜，将光刻胶形成在表面上以形成图案。在这种状态下，蚀刻中间层3′使得如图6(b)所示形成非平坦表面30。
然后，如图6(c)所示，在该非平坦表面30上，形成第一电极20，该第一电极20是具有均匀厚度的透明电极。在第一电极20上，形成具有均匀厚度的有机发光层21。在有机发光层21上，形成第二电极22，其是具有均匀厚度的反射电极。在这时，每一层都形成以具有与下一层(中间层3或靠近中间层3的层)上的粗糙点相适应的粗糙点。由于每一层都形成为具有均匀厚度，因此每一层具有与中间层3的非平坦表面30相适应的弯曲形状。以这种方式，形成图5所示的有机EL装置。
代替上述通过蚀刻形成中间层3，中间层3可以通过使用半曝光和聚焦补偿的光刻法形成。即，中间层3可以由光刻胶形成。
此外，代替通过蚀刻形成中间层3的非平坦表面30，可以通过喷砂法的表面处理形成该非平坦表面30。
此外，由例如树脂构成的具有粗糙点的透明片可以粘结透明衬底1以形成中间层3。在以上改进中，粗糙点形成在透明层3的表面上，透明层3形成在透明衬底1上并且首先具有均匀厚度。可替换的是，粗糙点可以通过下列方法形成。即，透明膜首先仅形成在透明衬底1与要形成的凸起相对应的部分上。然后，另一透明膜形成在第一透明膜和透明衬底1的整个表面上。由此形成粗糙点。
中间层3可以由任何材料构成，只要该材料在形成中间层3时是透明的、具有很高的与衬底1和有机EL器件2(第一电极20)的粘结特性、以及对有机EL器件2和衬底1几乎不产生化学和物理影响。例如，中间层3可以由聚酯树脂或丙烯酸树脂形成。
此外，中间层3可以具有除了形成非平坦表面30的功能外的其它功能。例如，中间层3的折射率可以是有机EL器件(第一电极20)的折射率和透明衬底1的折射率之间的中间值。在这种情况下，与没有中间层3的有机EL装置相比，增加了从有机EL器件2进入透明衬底1的光量。在中间层3中可以包含被长转换材料。而且，散射组件可以嵌入中间层3。
如果将一些添加剂加入有机EL器件2(特别是加入有机发光层21)中，它们将改变有机EL器件2的发光特性。因此这些添加剂不能用在传统的有机EL装置中。可是，如果该中间层3由对这些添加剂有抗蚀性的材料构成，那么就可以将这些添加剂加入到中间层3中。
此外，形成中间层3允许其上很难或不可能形成粗糙点的衬底1被用于发光装置。
在改进2中，粗糙点形成在光提取侧的电极20上，而不是在发光层21上。即，如图7所示，不在衬底1的入射表面11上形成粗糙点，而是在邻近于衬底1设置的电极20上形成带有粗糙点的非平坦表面20a，即，在邻近于有机发光层21的第一电极20一侧上。非平坦表面20a上粗糙点的算术平均斜率Δa是在4°和30°之间的范围内，包括4°和30°。有机发光层21和第二电极(另一电极)22沿粗糙点形成。该改进提供了和上述实施例相同的优点。
如果算术平均斜率Δa是在4°和15°之间的范围内，包括4°和15°，光反射特性就提高到令人满意的水平。
在这个改进中，由于上述的原因，将非平坦表面20a设计成满足要求(a)或(b)。
例如，该改进的有机EL装置可以以下面的方式来形成。如图8(a)所示，具有预定厚度的透明第一电极20′形成在平板形的透明衬底1的表面上。涂覆掩膜至第一电极20′的表面，该掩膜的图案对应于将要形成的凹部和凸起的排列。然后，使用该掩膜，将光刻胶形成在表面上以形成图案。在这种状态下，蚀刻第一电极20′使得如图8(b)所示形成非平坦表面20a。
然后，如图8(c)所示，具有均匀厚度的有机发光层21形成在第一电极20的非平坦表面20a上。第二电极22形成在有机发光层21上，该第二电极22是具有均匀厚度的透明电极。因此，形成有机发光层21和第二电极22以与下一层表面(第一电极20或发光层21)相适应，该有机发光层21和第二电极22的每一个具有非平坦表面。由于每一层形成为具有均匀厚度，因此每一层具有与第一电极20的非平坦表面20a相适应的弯曲形状。以这种方式，形成图7所示的有机EL装置。
此外，代替通过蚀刻形成第一电极20的非平坦表面20a，可以通过喷砂法的表面处理形成该非平坦表面20a。
在前述的改进中，粗糙点形成在第一电极20的表面上，该第一电极20形成在透明衬底1上，并且具有均匀厚度。可替代地，粗糙点可以通过下面的方法来形成。即，由透明电极的材料制成的透明膜首先仅形成在透明衬底1与将形成的凸起相对应的部分上。然后，同样材料的另一透明膜形成在第一透明膜和透明衬底1的整个表面上。从而，形成粗糙点。
此外，代替这些透明膜，可以使用特定阻抗比第一电极20更低的、并且优选为透明或不透明的电极。这将第一电极20表面的电势改变到更均衡的状态，因此显著减少了亮度的不均匀。也减少了第一电极20的阻抗。
同样，在形成具有均匀厚度的透明电极20后，可以形成特定阻抗比该透明电极更低的、并且优选为透明或不透明的电极以提供该非平坦表面20a。这显著降低了亮度的不均匀性。也减少了第一电极20的阻抗。
和以前的改进相同，可以使用其上难于形成粗糙点的衬底。
在改进3中，使用无机EL器件。即，在上述的实施例中，可以用无机EL器件来代替有机EL器件2。如图9所示，无机EL器件4包括三层结构的无机发光层41，其保持在透明第一电极40和第二电极42之间，其由例如金属构成并且作为反射层使用。该无机发光层41包括含无机发光材料层412，该含无机发光材料层412的主要成分是无机材料如硫化锌。该含无机发光材料的层412保持在由例如氧化硅构成的一对绝缘层411、413之间。当在电极40、42之间施加大约200V的交流电压时，加速了从含该材料的层412和绝缘层411、413之间的交界发射的电子。这激活了无机发光层41中的掺杂原子，因而生成光(电致发光)。这种光然后从该器件通过透明电极40发射。
在改进4中，使用了棱镜片。即，如图10所示，可以在与发光层21的光提取侧对应的一侧设置棱镜片5。棱镜片5的数量可以是两个或更多个。
如上所示，这个实施例的有机EL装置能相应于该非平坦表面的算术平均斜率Δa增加特定方向上的亮度。因此，如果在光提取侧设置一个或多个棱镜片5，该棱镜片5将特定方向发出的光的前进方向改变成出光表面10的法线方向，那么出光表面10的法线方向上的、或该装置的向前方向上的亮度就会增加。事实上，可以将该装置设计成增加不是向前方向的方向上的亮度。
对于棱镜片5，可以根据该有机EL装置的发光特性来选择任意一种传统的棱镜片。使用任意一种传统方法或传统组件将该选择的棱镜片5粘结至该有机EL装置。
在改进5中，第一有机EL装置用作液晶显示单元的背面光。即，第一有机EL装置可用于发光系统。
第一有机EL装置适用于液晶显示单元的背面光(背面光源)。这是因为，和传统的有机EL装置相比，第一有机EL装置发射更大量的光，亮度的不均匀性更小，反射特性更高，并且没有如上所述的镜面反射。因此，与传统的有机EL装置用作液晶显示单元的背面光的情况相比，使用第一有机EL装置作为背面光提高了亮度、减小了亮度的不均匀性、并且使显示的内容在该装置不发光时清晰可见。
例如，如图11所示，第一有机EL装置可以和传统的透射或半透明的液晶显示器面板6一起使用。设置面板6使得非显示面61朝向出光表面10。即，设置液晶显示器面板6使得从液晶显示单元的外部可以看到显示面60。
当该显示单元的外部足够亮时，不用激活有机EL器件2，液晶面板6的显示内容就清晰可见。当该显示单元的外部不是足够亮时，通过激活有机EL器件2，就可看到液晶面板6的显示内容。
通过这种方式，带有用作背面光的第一有机EL装置的显示单元能够在光线很好的地方例如阳光下，或黑暗的地方例如室内或夜里来清楚地显示内容。而且，当有足够的外部光时，不需要激活有机EL器件2。因此，和传统的带有背面光的液晶显示单元相比，该种改进的显示单元减小了电消耗。
在改进6中，第一有机EL装置被集成在显示器中。即，第一有机EL装置可以结合传统的有机EL器件驱动方法来形成显示器。无源矩阵系统或有源矩阵系统可用作有机EL器件驱动方法。
在无源矩阵系统中，采用使用扫描电极和信号电极的XY矩阵电极结构。在形成矩阵的每个点处，连接显示器件(有机EL器件2)。有机EL器件2通过逐行处理被驱动并被激活(发光)。
在有源矩阵系统中，为每个显示器件(有机EL器件2)即为每个像素或子像素提供了开关器件和保持器件。显示器件(有机EL器件2)设置在扫描电极和信号电极的矩阵相交处。TFT优选用做开关。
在改进7中，改变了光提取侧。即，第一有机EL装置并不局限于底部发射类型。第一有机EL装置可以设置成从除底面之外的侧来发光。
例如，当用于顶部发射类型的有机EL装置时，衬底1和第一电极20并不需要透明。在这种情况下，第二电极22制成透明的，这样由有机发光层21产生的光通过第二电极22从该装置射出。如果反射电极用作第一电极20或如果反射板设置在有机发光层21与光提取侧相对的一侧上，部分或全部由有机发光层21对第一电极20发射的光通过第二电极22射出该装置。
现在将描述第二有机EL装置。
除了以下方面以外，第二有机EL装置可以设置成与第一有机EL装置相同的结构。而且，可以对第二有机EL装置以和第一有机EL装置相同的方式加以改进。
第二有机EL装置具有入射表面11和有机EL器件2。入射表面11的均方根斜率Δq是在4°和35°之间包括4°和35°的范围内。有机EL器件2沿入射表面11形成。使有机EL器件2的每一层弯曲以与形成在入射表面11上的粗糙点一致。
此外，当第二有机EL装置设置成具有反射功能时，该均方根斜率Δq优选在4°和20°之间包括4°和20°的范围内。
在JIS B0601-1994中对均方根斜率Δq进行了限定。该均方根斜率Δq以下列方式进行计算。首先，将已测量的曲线沿着中线分成几部分，每部分具有长度Δx。然后得到每部分线段的倾斜角度并对此平方，其中该线段连接该部分的起点和终点。随后，计算平方值的平均值。最后，计算该平均值的平方根从而得到均方根斜率Δq。即，使用下列公式计算均方根斜率Δq。
Δq = ( 1 n - 1 Σ i = 1 n - 1 { tan - 1 ( ΔYi ΔX ) } 2 ) 1 2 ]]>
由于与上述相同的原因，第二有机EL装置的入射表面11被设计成满足要求(a)或(b)。如以上描述设计的第二有机EL装置提供和第一有机EL装置相同的优点。
此外，如上所述，在中间层3或第一电极20上可以形成粗糙点。
发明人发现，通过下列实例和比较实例，这些值的上述范围优选用于有机EL装置。
在下列实例和比较实例中，制造有机EL装置，同时在大于0°、最大到40°的范围内改变入射表面11的均方根斜率Δq。包括材料、膜厚度以及公式的其它的条件与第一有机EL装置的实例和比较实例相同。
[评价4]
将相同电流施加到每个已形成的有机EL装置中，用亮度仪来测量从每个出光表面10发出的光的总量。入射表面11均方根斜率Δq和每个有机EL装置的亮度之间的关系在图12的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。该参考的有机EL装置的亮度标绘在均方根斜率Δq为0°的位置上。
发明人从图12的实验结果中发现，如果Δq等于或大于4°，那么通过出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的发光量。
[评价5]
没有激活有机EL器件2发光，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，用亮度仪测量出光表面法线方向上反射光的亮度。入射表面11的均方根斜率Δq和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图13的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的法线方向上的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。正如上述实施例中的那样，该参考的有机EL装置的亮度标绘在均方根斜率Δq为0°的位置上。
发明人从图13的实验结果中发现，如果Δq在4°和20°之间包括4°和20°的范围内，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.5倍。即，发明人发现，与Δq小于4°或大于20°的情况相比，该反射光的比值显著增加。
发明人还发现，如果Δq在大于0°、最大到40°的范围内，那么30°入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有形成粗糙点的情况下的反射光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在Δq大于0°、最大到40°的范围内的有机EL装置中没有镜面反射。
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价6]
此外，形成三个有机EL装置，每个装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将Δq变化成40°、45°和50°。当被激活时，可在视觉上观察到这些EL装置中的亮度的不均匀。另一方面，在Δq大于0°且不大于35°的有机EL装置中，当激活EL装置使其发光时，就不会在视觉上观察到亮度的不均匀。
认为上述结果是由以下事实造成的，如果入射表面11的Δq大于35°，那么很难在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。
从上述评价结果可以明显看出，第二有机EL装置提供了和第一有机EL装置相同的优点。
现在将说明第三有机EL装置。该第三EL装置除了以下方面外可以设置成与第一有机EL装置相同。而且，可以以和第一有机EL装置相同的方式改进第三EL装置。
第三有机EL装置在入射表面11上具有粗糙点，并且其特征在于满足下述要求(i)。
(i)算术平均粗糙度Ra与粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.09之间的范围内，包括0.008和0.09。
为了将有机EL装置的反射特性提高至令人满意的水平，该入射表面11优选设计成满足下列要求(ii)，而不是要求(i)。
(ii)算术平均粗糙度Ra与相糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm是在0.008和0.03之间的范围内，包括0.008和0.03。
在JIS B0601-1994中对算术平均粗糙度Ra进行了限定。该算术平均粗糙度Ra以下列方式计算。首先，沿着中线方向从粗糙度曲线中选出与参考长度L对应的部分。然后，得到选出部分与中线的偏差f(x)的绝对值。随后，计算该绝对值的平均值并以微米来表示。即，该算术平均粗糙度Ra使用下列公式计算。
Ra = 1 L &Integral; 0 L | f ( x ) | dx ]]>
无论使用要求(i)和(ii)中的任何一个，该非平坦的入射表面11满足上述要求(a)或(b)。
发明人发现通过下列实例和比较实例，该条件优选用于该有机EL装置。
在下列实例和比较实例中，当算术平均粗糙度Ra与入射表面11上的粗糙点的平均间隔Sm的比值Ra/Sm在0.001和0.10之间包括0.001和0.10的范围内变化时，制造该有机EL装置。而且，入射表面11(非平坦表面)11的S或Sm设置成满足要求(a)或(b)。其它条件包括材料、膜厚度和公式与第一有机EL装置的实例和比较实例相同。当形成实例和比较实例的有机EL装置时，首先形成入射表面11。然后用粗糙度计来测量算术平均粗糙度Ra与入射表面11上的粗糙点的平均间隔Sm。然后，在入射表面11上形成第一电极20。
[评价11]
将相同电流施加到每个已形成的有机EL装置中，用亮度仪来测量从每个出光表面10发出的光的总量。有机EL装置的入射表面11的Ra/Sm的比值和亮度之间的关系在图14的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的比值(亮度比)，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图14的实验结果中发现，如果比值Ra/Sm等于或大于0.008，那么从出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的发光量
换句话说，发明人发现，与传统的有机EL装置作比较，仅仅在入射表面11上设置粗糙点就可以导致减少通过出光表面10射出的光量。
[评价12]
没有激活有机EL器件2发光，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，并用亮度仪测量出光表面法线方向上反射光的亮度。入射表面11的比值Ra/Sm和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图15的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图15中发现，如果比值Ra/Sm在0.008和0.03之间包括0.008和0.03的范围内，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.8倍。即，发明人发现，与比值Ra/Sm小于0.008或大于0.03的情况作比较，该反射光的比值显著增加。
发明人还发现，如果比值Ra/Sm在大于0、最大到0.09的范围内，那么30°入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有形成粗糙点的情况下的反射光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在比值Ra/Sm大于0、最大到0.09的范围的有机EL装置中没有镜面反射。
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价13]
此外，形成三个有机EL装置，每个有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将比值Ra/Sm变化成0.10、0.13和0.15。当被激活时在这些EL装置中可在视觉上观察到亮度的不均匀。在另一方面，在比值Ra/Sm在0.008和0.09之间包括0.008和0.09的范围内的有机EL装置中，当被激活时不能从视觉上观察到亮度的不均匀。
这些结果被认为是通过下列事实引起，即如果入射表面11的比值Ra/Sm大于0.09，那么难于在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。即，由于有机发光层21具有厚部分和薄部分，因此如上所述薄部分处的亮度增加，从而导致亮度不均匀。
而且，具有其比值Ra/Sm大于0.09的陡斜率的粗糙点产生没有有机发光层21形成的部分，这引起电极20、22之间的漏电。
由此设计的第三有机EL装置具有基本和第一有机EL装置相同的优点。例如，当第三有机EL装置发光时，在相对出光表面10的特定方向上的亮度大于其它方向上的亮度。并且，已经确认该特定方向通过改变比值Ra/Sm而改变。
此外，粗糙点可以形成在中间层3或第一电极20上。
现在将描述第四有机EL装置。该第四有机EL装置除了以下方面外可以设置成与第一有机EL装置相同。而且，可以以和第一有机EL装置相同的方式改进第四有机EL装置。
第四有机EL装置的入射表面11满足下列要求(iii)。沿入射表面11形成第四有机EL装置的有机EL器件2。该有机EL器件2的每一层弯曲以和入射表面11上形成的粗糙点相适应。
(iii)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.10的范围内，包括0.009和0.10。
此外，当第四有机EL装置设置成具有反射功能时，该第四有机EL装置优选满足下列要求(iv)，而不是要求(iii)。
(iv)算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S是在0.009和0.03的范围内，包括0.009和0.03。
无论使用要求(iii)和(iv)的任何一个，由于上述原因，该入射表面11满足要求(a)或(b)。
由此设计的第四有机EL装置具有和第一有机EL装置基本上相同的优点。
通过下列实例和比较实例发明人发现，这些值的上述范围优选用于有机EL装置。
在这些实例和比较实例中，制造有机EL装置，同时在0.001和0.15之间包括0.001和0.15的范围内改变算术平均粗糙度Ra与峰的平均间隔S的比值Ra/S。包括材料、膜厚度以及公式的其它的条件与第一有机EL装置的实例和比较实例相同。
[评价14]
将相同电流施加到每个已形成的有机EL装置中，用亮度仪来测量从每个出光表面10发出的光的总量。入射表面11的比值Ra/S和有机EL装置的亮度之间的关系在图16的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图16的实验结果中发现，如果比值Ra/S等于或大于0.009，那么通过出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的发光量。
换句话说，发明人发现，与传统的有机EL装置相比，仅仅在入射表面11上设置粗糙点就可以减少通过出光表面10射出的光量。
[评价15]
没有激活有机EL器件2发光，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，用亮度仪测量出光表面法线方向上反射光的亮度。入射表面11的比值Ra/S和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图17的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图17中发现，如果比值Ra/S在0.009和0.03之间包括0.009和0.03的范围，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.5倍。即，发明人发现，与比值Ra/S小于0.009或大于0.03的情况相比，该反射光的比值显著增加。
发明人还发现，如果比值Ra/S在大于0、最大到0.10的范围，那么30°入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有形成粗糙点的情况下的反射光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在比值Ra/S大于0、最大到0.10范围的有机EL装置中没有镜面反射。
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价16]
此外，形成三个有机EL装置，每个有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将比值Ra/S变化成0.12、0.15和0.18。当被激活时，在这些有机EL装置中可在视觉上观察到亮度的不均匀。在另一方面，在比值Ra/S在0.009和0.10之间包括0.009和0.10的范围的有机EL装置中，当被激活时不能从视觉上观察到亮度的不均匀。
这些结果被认为是由下列事实引起的，即如果入射表面11的比值Ra/S大于0.10，那么难于在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。
现在将描述第五有机EL装置。该第五有机EL装置除了以下方面外可以设置成与第一有机EL装置相同。而且，可以以和第一有机EL装置相同的方式改进第五有机EL装置。
第五有机EL装置的入射表面11满足下列要求(v)。沿入射表面11形成第五有机EL装置的有机EL器件2。该有机EL器件2的每一层弯曲以和入射表面11上形成的粗糙点相适应。
(v)该不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.22的范围之间，包括0.05和0.22。
此外，当第五有机EL装置设置成具有反射功能时，入射表面11优选地设计成满足下列要求(vi)，而不是要求(v)。
(vi)该不规则性的十点高度Rz与粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm是在0.05和0.14的范围之间，包括0.05和0.14。
在JIS B0601-1994中对不规则性的十点高度Rz进行了限定。以下列方式来计算不规则性的十点高度Rz。首先，沿着中线延伸的方向从粗糙度曲线中选出与参考长度L对应的部分。然后，计算距离中线的五个最高峰Yp1-Yp5的平均值以及距离中线的五个最低谷Yv1-Yv5的平均深度。通过计算这些平均值的总和并以毫米来表示该总和，从而得到不规则性的十点高度Rz。即，通过下列公式计算不规则性的十点高度Rz。
Rz = | Yp 1 + Yp 2 + Yp 3 + Yp 4 + Yp 5 | + | Yv 1 + Yv 2 + Yv 3 + Yv 4 + Yv 5 | 5 ]]>
无论使用要求(v)和(vi)中的任何一个，由于上述原因，入射表面11满足上述要求(a)或(b)。
由此设计的第五有机EL装置具有基本和第一有机EL装置相同的优点。
通过下列实例和比较实例发明人发现，这些值的上述范围优选用于有机EL装置。
在下列实例和比较实例中，制造有机EL装置，同时在0.001至0.30包括0.001和0.30的范围内改变不规则性的十点高度Rz与入射表面11上的粗糙点的平均间隔Sm的比值Rz/Sm。包括材料、膜厚度以及公式的其它的条件与第一有机EL装置的实例和比较实例相同。
[评阶17]
将相同电流施加到每个已形成的有机EL装置中，用亮度仪来测量从每个出光表面10发出的光的总量。入射表面11的比值Rz/Sm和有机EL装置的亮度之间的关系在图18的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图18的实验结果中发现，如果比值Rz/Sm等于或大于0.05，那么通过出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置射出的光量。
[评价18]
没有激活有机EL器件2发光，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，用亮度仪测量出光表面法线方向上反射光的亮度。入射表面11的比值Rz/Rm和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图19的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图19中发现，如果比值Rz/Sm在0.05和0.14之间包括0.05和0.14的范围，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.5倍。即，发明人发现，与比值Rz/Sm小于0.05或大于0.14的情况相比，该反射光的比值显著增加。
发明人还发现，如果比值Rz/Sm在大于0、最大到0.22的范围，那么30°入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有形成粗糙点的情况下的反射光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在比值Rz/Sm大于0、最大到0.22范围的有机EL装置中没有镜面反射
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价19]
此外，形成三个有机EL装置，每个有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将比值Rz/Sm变化成0.03、0.04和0.05。当被激活时在这些EL装置中可在视觉上观察到亮度的不均匀。在另一方面，在比值Rz/Sm在0.05和0.22之间包括0.05和0.22的范围的有机EL装置中，当被激活时不会从视觉上观察到亮度的不均匀。
这些结果被认为是由下列事实引起的，即如果入射表面11的比值Rz/Sm大于0.22，那么难于在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。
现在将描述第六有机EL装置。该第六EL装置除了以下方面外可以设置成与第一有机EL装置相同。而且，可以以和第一有机EL装置相同的方式改进第六EL装置。
第六有机EL装置的入射表面11满足下列要求(vii)。沿入射表面11形成第六有机EL装置的有机EL器件2。该有机EL器件2的每一层弯曲以和入射表面11上形成的粗糙点相适应。
(vii)该不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.05和0.25之间的范围，包括0.05和0.25。
此外，当第六有机EL装置设置成具有反射功能时，该入射表面11优选设计成满足下列要求(viii)，而不是要求(vii)。
(viii)该不规则性的十点高度Rz与峰的平均间隔S的比值Rz/S是在0.048和0.12之间的范围，包括0.048和0.12。
无论使用要求(vii)和(viii)的任何一个，由于上述原因，该入射表面11满足要求(a)或(b)。
由此设计的第六有机EL装置具有和第一有机EL装置基本上相同的优点。
通过下列实例和比较实例发明人发现，这些值的上述范围优选用于有机EL装置。
在下列实例和比较实例中，制造有机EL装置，同时在大于0.01和0.03包括0.01和0.03的范围内改变不规则性的十点高度Rz与入射表面11的峰的平均间隔S的比值Rz/S。包括材料、膜厚度以及公式的其它的条件与第一有机EL装置的实例和比较实例相同。
[评价20]
将相同电流施加到每个已形成的EL装置中，用亮度仪来测量从每个出光表面10发出的光的总量。入射表面11的比值Rz/S和有机EL装置的亮度之间的关系在图20的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图20的实验结果中发现，如果比值Rz/S等于或大于0.05，那么从出光表面10射出的光量大于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的发光量。
[评价21]
没有激活有机EL器件2发光，将该30°入射光施加给每个有机EL装置，用亮度仪测量出光表面法线方向上反射光的亮度。
入射表面11的比值Rz/S和出光表面法线方向上反射光的亮度之间的关系在图21的图表中示出。该亮度表示为相对于下列有机EL装置法线方向上的亮度的亮度比，该有机EL装置具有以和上述相同的方式形成的有机EL器件2，但是在入射表面11上没有粗糙点。
发明人从图21中发现，如果比值Rz/S在0.048和0.12之间包括0.048和0.12的范围，那么出光表面法线方向上的反射光相对于30°入射光的比值不小于传统的具有平坦入射表面的有机EL装置的比值的1.5倍。即，发明人发现，与比值Rz/S小于0.048或大于0.12的情况相比，该反射光的比值显著增加。
发明人还发现，如果比值Rz/S在大于0、最大到0.25的范围，那么30°入射光中的出光表面法线方向上的反射光量大于在入射表面11上没有粗糙点形成的情况下的反射光量。
此外，发明人发现，与传统的在入射表面上没有粗糙点的有机EL装置的情况不同，在比值Rz/S大于0、最大到0.25范围的有机EL装置中没有镜面反射
发明人还发现，如果从相对于出光表面10的法线方向偏移20°至40°范围的角度的位置施加恒定的光，可以得到相同的优点。
[评价22]
此外，形成三个有机EL装置，每个有机EL装置具有以和上述方式相同的方式形成的有机EL器件2，同时将比值Rz/S变化成0.30、0.35和0.40。当被激活时在这些EL装置中可在视觉上观察到亮度的不均匀。另一方面，在比值Rz/S在0.05和0.25之间包括0.05和0.25的范围的有机EL装置中，当被激活时不会从视觉上观察到亮度的不均匀。
这些结果被认为是由下列事实引起的，即如果出光表面10的比值Rz/S大于0.25，那么难于在衬底1的整个表面上形成具有均匀厚度的有机EL器件2，尤其是具有均匀厚度的有机发光层21。
这些实例和实施例被认为是说明性的，而不是限制性的，本发明并不局限于在此给出的细节，可以在所附的权利要求书的范围和等效物内对本发明进行改进。