JP2011048937A - 有機ｅｌ発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ発光素子において、光取り出し効率を向上させ、かつ、視認性を向上させることができる。
【解決手段】有機ＥＬ発光素子１は、基板２上に第１電極３、有機層４、第２電極５がこの順に積層されて成り、基板２と第１電極３の間であって基板２側に配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造６を、第１電極３側に透明層７をそれぞれ備える。基板２を構成している物質の屈折率（ｎ１）は、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率（ｎ２）以上としている（ｎ１≧ｎ２）。発光素子１は、微細凹凸構造６と透明層７が基板２と第１電極３の間に挿入されると共に、ｎ１≧ｎ２を満たしているので、基板２と第１電極３の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具、液晶バックライト、各種ディスプレイ、表示装置などに用いられる有機エレクトロルミネッセンス発光素子（以下、有機ＥＬ発光素子という）に関する。

従来の面発光体である有機ＥＬ発光素子（以下、発光素子という）の一例を図７に示す。発光素子１０１は、基板２上に順次積層された第１電極３、有機ＥＬ材料から成る有機発光層（図示せず）を含む有機層４、及び光反射性の第２電極５を備える。

発光素子１０１は、電圧印加によって、第１電極３が有機層４にホールを注入すると共に、第２電極５が有機層４に電子を注入し、注入されたホールと電子が有機層４において結合することによって生成された励起子が基底状態に遷移して発光する。有機層４で発光した光は、第１電極３と基板２を通って発光素子１の外部に放出される。しかし、この発光素子１０１は、有機層４による発光の一部が、第１電極３と基板２の界面や基板２と外部の界面における屈折率段差によって全反射するので、光の取り出し効率が低下する。

そこで、光の取り出し効率を向上させるために、基板と、陽極、有機発光層、及び陰極が順次積層された有機ＥＬ素子と、基板と有機ＥＬ素子の間に設けられるレンズシート又は散乱粒子から成る光散乱部と、を備える有機ＥＬ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この有機ＥＬ装置は、光散乱部と基板の界面や基板と外部の界面における臨界角よりも大きい角度の光が、光散乱部によって前方散乱されることで臨界角以内の光となるので、各界面において全反射しない。しかし、この有機ＥＬ装置の光の取り出し量は、もともと光散乱部で散乱される前から各界面の臨界角以内である光が、光散乱部によって臨界角より大きい角度の光となって各界面で全反射するので、劇的に増加しない。

また、透明基板上に透明樹脂層、透明電極、有機ＥＬ層、及び金属電極、をこの順に備え、透明樹脂層は複数の逆ドーム形状の凹部を有している有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。この有機ＥＬ素子は、透明樹脂層とガラス基板の界面やガラス基板と外部の界面に臨界角よりも大きい角度の光が、透明樹脂層の逆ドーム形状が凸レンズとして機能することにより臨界角以内の光となるので、各界面において全反射しない。しかし、この有機ＥＬ素子は、透明樹脂層とガラス基板の界面に屈折率段差ができ、入射角に依存しない屈折率段差のみによって生じる反射を低減できないので、光の取り出し量が大幅に増加しない。

また、基板上に陰極層、発光層、及び陽極層が順次積層され、発光層と陰極層は、モス・アイ構造をもって相互に接しており、発光層で生じた光を基板側と反対側から放出するトップエミッション型の光学装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。モス・アイ構造とは、ナノメーターオーダーの微細凹凸構造であって蛾の目を模倣した構造であり、安定した無反射な面を光学素子に形成するために用いられる。この光利用装置は、モス・アイ構造が外光の反射を抑制するので、発光層から照射される光のコントラストが低下することを抑制する。しかし、この光学装置は、モス・アイ構造が発光層の光取り出し側と反対側の面に形成され、光取り出し効率の向上に寄与しないので、光の取り出し量が増加しない。

特開平８−８３６８８号公報 特開２００４−４７３８３号公報 特開２００４−２５８３６４号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光取り出し効率を向上させることができ、かつ、視認性を向上させることができる有機ＥＬ発光素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、基板上に透明導電膜から成る第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、前記基板と前記第１電極の間であって基板側に配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を、第１電極側に透明層をそれぞれ備え、前記基板、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２とすると、ｎ１≧ｎ２であるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子において、前記基板の光放出面上に散乱層を備えるものである。

請求項３の発明は、基板上に透明導電膜から成る第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、前記基板の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えるものである。

請求項４の発明は、基板上に第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び透明導電膜から成る第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側と反対側から放出するトップエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、前記第２電極の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えるものである。

請求項５の発明は、請求項４に記載の有機ＥＬ発光素子において、前記微細凹凸構造、第２電極を構成している物質の屈折率をそれぞれｎ３、ｎ４とすると、ｎ３≧ｎ４であるものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光素子において、前記微細凹凸構造を形成する下地面が、有機層側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含むものである。

請求項７の発明は、請求項６に記載の有機ＥＬ発光素子において、前記微細凹凸構造を形成する下地面を平面視したとき、凹又は凸形状がストライプ状、格子状、同心円状又はハニカム状に配置されているものである。

請求項１の発明によれば、微細凹凸構造と透明層が基板と第１電極の間に挿入されると共に、基板を構成している物質の屈折率（ｎ１）が微細凹凸構造を構成している物質の屈折率（ｎ２）以上であるので、基板と第１電極の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、散乱層が基板の光放出面上に設置されているので、基板と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

請求項３の発明によれば、微細凹凸構造が基板上に設置されているので、基板と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、微細凹凸構造が第２電極上に設置されているので、第２電極と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。

請求項５の発明によれば、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率（ｎ３）が第２電極を構成している物質の屈折率（ｎ４）以上であるので、微細凹凸構造と第２電極の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

請求項６の発明によれば、微細凹凸構造を形成する下地面が、凹又は凸形状などより成る断面形状を含むので、微細凹凸構造と微細凹凸構造と下地面で接する層の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減するために、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

請求項７の発明によれば、微細凹凸構造を形成する下地面の凹又は凸形状が繰り返し形状であることから、発光の均質化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ発光素子の側断面図。 同有機ＥＬ発光素子の変形例を示す側断面図。 同有機ＥＬ発光素子の他の変形例を示す側断面図。 （ａ）〜（ｄ）は、同有機ＥＬ発光素子の微細凹凸構造を形成する下地面の凹又は凸形状の配置に係る各種パターンを示す平面図。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ発光素子の側断面図。 本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ発光素子の側断面図。 従来の有機ＥＬ発光素子の断面図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ発光素子１（以下、発光素子という）の構成を示す。発光素子１は、基板２上に透明導電膜から成る第１電極３、少なくとも１つの有機発光層（図示せず）を含む有機層４、及び第２電極５がこの順に積層されて成る。また、発光素子１は、基板２と第１電極３の間であって基板２側に微細凹凸構造６を、第１電極３側に透明層７をそれぞれ備える。発光素子１は、有機層４で生じた光を基板２側から放出するボトムエミッション型である。

基板２を構成する物質の屈折率をｎ１とし、微細凹凸構造６を構成する物質の屈折率をｎ２とする。基板２の材料は、基板２を構成している物質の屈折率（ｎ１）が微細凹凸構造６を構成している物質の屈折率（ｎ２）以上のものを用い（ｎ１≧ｎ２）、光を透過させるものであればよく、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、又は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が挙げられる。

第１電極３は、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（ドナー又はアクセプタ）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などが材料として用いられる。第１電極３は、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成膜される。第１電極３の膜厚は、特に限定されるものではないが、５０〜３００ｎｍが好ましい。

有機層４の有機発光層は、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、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などが材料として用いられる。さらに、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、ユーロピウム錯体などの発光材料、若しくはそれらを分子内に有する化合物又は高分子も用いられる。なお、有機層４は、有機発光層の他にも正孔注入層、正孔輸入層、電子輸送層、電子注入層を含んでいてもよい。

第２電極５は、Ａｌや銀などの単体、又はＡｌや銀などと他の電極材料を組み合わせて積層構造に構成されたものが材料として用いられる。電極材料の組み合わせは、アルカリ金属とＡｌの積層体、アルカリ金属と銀の積層体、アルカリ金属のハロゲン化物とＡｌの積層体、アルカリ金属の酸化物とＡｌの積層体、アルカリ土類金属や希土類金属とＡｌの積層体、これらの金属種と他の金属の合金などが挙げられる。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、マグネシウム等とＡｌ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とＡｌの混合物、ＡｌとＡｌ_２Ｏ_３の混合物などが挙げられる。

微細凹凸構造６は、配列周期を入射波長以下としており、凹凸構造パターンの断面形状が放射線状の凹又は凸形状である。なお、凹凸構造パターンの断面形状が矩形状やＶ字状の凹又は凸形状などであってもよい。微細凹凸構造６の材料は、基板２を構成している物質の屈折率（ｎ１）が微細凹凸構造６を構成している物質の屈折率（ｎ２）以上であればよく、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、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、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。

微細凹凸構造６は、基板２上に上記の材料をスピンコート、スクリーン印刷、ディップコート、ダイコート、キャスト、スプレーコート、グラビアコート等でレジスト薄膜が形成され、このレジスト薄膜に光や電子線によるリソグラフィやナノインプリントされることで形成される。具体的には、微細凹凸構造６は、例えば、ナノオーダの周期構造を形成するのに簡便な方法であるナノインプリントによって形成される場合、電子ビーム等により加工された数十〜数百ｎｍの凹凸構造を持つスタンパを、基板２上の柔らかいレジスト薄膜に押し付けてから剥離することで凹凸構造パターンが形成される。ナノインプリントに用いられるスタンパは、Ｓｉ、ＳｉＯ_２等の基材にリソグラフィ、エッチング技術、収束イオンビーム（ＦＩＢ）等の電子線直描技術によって、少なくとも一つの凹凸構造パターンを有するように作成される。微細凹凸構造６の膜圧は、特に限定されないが、０．０１〜２０μｍの範囲であることが好ましい。

透明層７は、微細凹凸構造６の表面の凹凸を埋めて平坦化するために設けられる。発光素子１は、膜圧の薄い第１電極３が、透明層７の平滑な表面上に形成される。このため、第１電極３の膜圧が不均一とならないので、電気特性に問題が生じたり、ショートが発生したりする虞がない。

透明層７の材料は、光透過性を有しているものであればよく、例えば、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、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、ポリカーボネート等が挙げられる。特に、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、ポリウレタン等の高屈折率の熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。透明層７は、これら材料が微細凹凸構造６の表面にコーティングされた後、加熱によって硬化して形成される。透明層７の膜圧は、特に限定されないが、１〜２０μｍ程度の範囲が好ましい。また、透明層７の表面の平坦性は、接触式膜圧計であるＤｅｋｔａｋ６（商品名、株式会社ＵＬＶＡＣ製）を用いて、測定距離５０００μｍ、荷重０．５ｍｇ、測定時間２０ｓｅｃの条件で測定した場合、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）が２００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

透明層７を形成する物質の屈折率は、第１電極３の屈折率よりも高い。これにより、発光素子１は、透明層７と第１電極３の間の光学的な界面がなくなるので、この界面における全反射が低減して、より多くの光を微細凹凸構造６に導くことができる。なお、透明層７を形成する物質の屈折率は、第１電極３の屈折率よりも低い場合、第１電極３との屈折率の差が小さいことが望ましい。

発光素子１は、微細凹凸構造６と透明層７が基板２と第１電極３の間に挿入されると共に、基板２を構成している物質の屈折率（ｎ１）が微細凹凸構造６を構成している物質の屈折率（ｎ２）以上としているので（ｎ１≧ｎ２）、基板２と第１電極３の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。

図２は、本実施形態の第１の変形例に係る発光素子１を示す。この発光素子１は、基板２の光放出面上に散乱層８を備えており、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。散乱層８は、バインダー形成材料であるシリコーンレジン溶液にメチルシリコーン粒子を添加した溶液を、基板２に塗布して焼成することで形成される。発光素子１は、散乱層８が基板２の光放出面上に設置されている。これにより、基板２と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減するために、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

図３は、本実施形態の第２の変形例に係る発光素子１を示す。この発光素子１は、微細凹凸構造６を形成する下地面９が、有機層４側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含んでおり、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。微細凹凸構造６を形成する下地面９は、基板２が光や電子線によるリソグラフで加工されることによって形成される。

図４（ａ）乃至（ｄ）は、微細凹凸構造６を形成する下地面９の平面視での凹又は凸形状の配置パターン例を示す。凹又は凸形状による凹部又は凸部が、それぞれ等間隔配置のストライプ状、格子状、同心円状、ハニカム状に配置されている。いずれの配置パターンを用いても繰り返し形状であることから、発光の均質化を図ることができる。

発光素子１は、微細凹凸構造６を形成する下地面９が、凹又は凸形状などより成る断面形状を含むので、微細凹凸構造６と基板２の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る発光素子１を示す。この発光素子１は、基板２の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造６を備えており、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。発光素子１は、微細凹凸構造６が基板２上に設置されているので、基板２と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。なお、発光素子１は、微細凹凸構造６を形成する下地面９が、有機層４側に対して、凹又は凸形状などより成る断面形状を含んでいてもよい。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る発光素子１を示す。この発光素子１は、第２電極５が透明導電膜から成り、有機層４で生じた光を基板２側と反対側から放出するトップエミッション型である。また、第２電極５の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造６を備える。微細凹凸構造６、第２電極５を構成する物質の屈折率をそれぞれｎ３、ｎ４とすると、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率（ｎ３）が第２電極を構成している物質の屈折率（ｎ４）以上としている（ｎ３≧ｎ４）。その他の構成は上記第２の実施形態と同様である。

発光素子１は、微細凹凸構造６が第２電極５上に設置されているので、第２電極５と外部の間の屈折率段差が傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性を向上させることができる。

また、発光素子１は、微細凹凸構造６を構成している物質の屈折率（ｎ３）が第２電極５を構成している物質の屈折率（ｎ４）以上としているので（ｎ３≧ｎ４）、微細凹凸構造６と第２電極５の間の屈折率段差がより傾斜して、屈折率段差により生じる界面反射が低減する。これにより、光取り出し効率をより向上させることができる。また、外光の界面反射が低減するので、視認性をより向上させることができる。

次に、本発明に係る発光素子１における実施例１乃至実施例４、及び比較例１乃至比較例３について説明する。

（実施例１）
基板２として無アルカリガラス板（コーニングインターナショナル株式会社製、品番：１７３７、波長５００ｎｍにおいて屈折率１．５０〜１．５３）を用いる。基板２上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）溶液を、膜圧１００ｎｍとなるように塗布した後、１２０℃まで加熱して、レジスト薄膜であるＰＭＭＡ膜を作成する。

断面形状が高さ１００ｎｍの三角形の構造を持つ凸部を有するスタンパを電子ビーム露光により作成する。スタンパを平面視したとき、凸部が３００ｎｍの中心間ピッチで配列されたストライプ状である。このスタンパを基板２上のＰＭＭＡ膜に５〜１０ＭＰａで押し付け、１分間保持してから剥離して微細凹凸構造６を形成した。微細凹凸構造６の屈折率（ｎ２）は、波長５００ｎｍにおいて１．４９であり、基板２の屈折率（ｎ１）よりも小さい。

微細凹凸構造６は、その表面にアクリレートであるオグソールＥＡ−０２００（登録商標、大阪ガスケミカル株式会社製）に光重合開始剤であるイルガキュア１８４（登録商標、チバ・ジャパン株式会社製）を約３％添加した溶液をスピンコータが塗布される。この塗布した溶液は、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ^２でＵＶ照射により硬化し、５μｍの透明層７に形成される。透明層７の屈折率は、波長５００ｎｍにおいて１．６２である。透明層７は、その表面上にＩＴＯターゲット（東ソー株式会社製）を用いて、膜圧１５０ｎｍのＩＴＯ膜である第１電極３が形成される。この第１電極３が形成された基板２は、ＵＶ−Ｏ_３処理が５分間行われる。

次に、第１電極３が形成された基板２を真空蒸着装置にセットし、ホール輸送層と、電子輸送層兼有機発光層と、電子注入層とを含む有機層４を形成する。具体的には、第１電極３上に、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）を用いて、膜圧４０ｎｍのホール輸送層を形成する。このホール輸送層上に、アルミニウム−トリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ）（ｅＲａｙ社製）を用いて、膜圧６０ｎｍの電子輸送層兼有機発光層を形成する。この電子輸送層兼有機発光層上に、ＬｉＦ（株式会社高純度化学研究所製）を用いて、膜圧１ｎｍの電子注入層を形成する。

有機層４上に、Ａｌ（株式会社高純度化学研究所製）を真空蒸着することにより、膜圧８０ｎｍの陰極である第２電極５を形成する。露点−８０℃以下のドライ窒素雰囲気のグローブボックス内で、各層を囲むようにして封止キャップを基板２にシール剤で張り合わせ、紫外線を照射してシール剤を硬化させて各層を封止キャップで封止し、ボトムエミッション型の発光素子１（図１参照）を得た。

（実施例２）
基板２の光放出面上に微細凹凸構造６を備えると共に、透明層７を備えないこと以外は、実施例１と同様にしてボトムエミッション型の発光素子１（図５参照）を得た。

（実施例３）
第２電極５をＩＴＯターゲット（東ソー株式会社製）を用いて１５０ｎｍのＩＴＯ膜とし、第２電極５の光放出面上に微細凹凸構造６を備えること以外は、実施例２と同様にしてトップエミッション型の発光素子１（図６参照）を得た。

（実施例４）
基板２の光放出面上に散乱層８を備えること以外は、実施例１と同様にしてボトムエミッション型の発光素子１（図４参照）を得た。具体的には、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、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。この溶液を４０℃の恒温槽中で２時間撹拌し、重量平均分子量が１０５０のバインダー形成材料であるシリコーンレジン５質量％溶液を得た。このシリコーンレジン溶液に、メチルシリコーン粒子であるトスパール１２０（登録商標、モメンティブ社製、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、メチルシリコーン粒子分散シリコーンレジン溶液を得た。なお、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_２であるとしての質量、トリアルコキシシランの場合は、存在するＳｉがＳｉＯ_１．５であるとしての質量である。基板２にメチルシリコーン粒子分散シリコーンレジン溶液をスピンコーターによって１０００ｒｐｍの条件で塗布し、２００℃で１０分間焼成することによって、厚み５μｍの散乱層８を有する発光素子１を得た。

（比較例１）
微細凹凸構造６と透明層７を備えないこと以外は、実施例１と同様にしてボトムエミッション型の発光素子を得た。

（比較例２）
微細凹凸構造６がポリスチレン溶液から成り、その屈折率（ｎ２）が波長５００ｎｍにおいて１．５８であり、基板２の屈折率（ｎ１）より大きい（ｎ１＜ｎ２）こと以外は、実施例１と同様にしてボトムエミッション型の発光素子を得た。

（比較例３）
第２電極５をＩＴＯターゲット（東ソー株式会社製）を用いて１５０ｎｍのＩＴＯ膜としたこと以外は、比較例１と同様にしてトップエミッション型の発光素子を得た。

実施例１乃至実施例４に係る発光素子１と比較例１乃至比較例３に係る発光素子の電流効率と電力効率を測定した。また、各発光素子の電流効率と電力効率の値が、比較例１の発光素子の各値と比較して何倍となるかを求めた。その測定結果を下記表１に示す。

実施例１乃至実施例４の発光素子１と比較例１乃至比較例３の発光素子の電流効率と電力効率の測定結果から明らかなように、本実施形態の発光素子１によれば、トップエミッション型とボトムエミッション型のいずれの場合であっても、光の取り出し効率が向上している。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、基板又は第２電極の光放出面上に微細凹凸構造を備えている場合、さらに、微細凹凸構造の光放出面上に散乱層を備えていても構わない。

１ 発光素子（有機ＥＬ発光素子）
２ 基板
３ 第１電極
４ 有機層
５ 第２電極
６ 微細凹凸構造
７ 透明層
８ 散乱層
９ 下地面

Claims (7)

1. 基板上に透明導電膜から成る第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、
   前記基板と前記第１電極の間であって基板側に配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を、第１電極側に透明層をそれぞれ備え、
   前記基板、微細凹凸構造を構成している物質の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２とすると、ｎ１≧ｎ２であることを特徴とする有機ＥＬ発光素子。
2. 前記基板の光放出面上に散乱層を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子。
3. 基板上に透明導電膜から成る第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側から放出するボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、
   前記基板の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えることを特徴とする有機ＥＬ発光素子。
4. 基板上に第１電極、少なくとも１つの有機発光層を含む有機層、及び透明導電膜から成る第２電極がこの順に積層されて成り、前記有機層で生じた光を前記基板側と反対側から放出するトップエミッション型の有機ＥＬ発光素子において、
   前記第２電極の光放出面上に、配列周期が入射波長以下である微細凹凸構造を備えることを特徴とする有機ＥＬ発光素子。
5. 前記微細凹凸構造、第２電極を構成している物質の屈折率をそれぞれｎ３、ｎ４とすると、ｎ３≧ｎ４であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ発光素子。
6. 前記微細凹凸構造を形成する下地面が、有機層側に対して、単数又は複数の凹又は凸形状若しくはそれらの複合体より成る断面形状を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光素子。
7. 前記微細凹凸構造を形成する下地面を平面視したとき、凹又は凸形状がストライプ状、格子状、同心円状又はハニカム状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ発光素子。

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