(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上にアイランド状に形成され、金属を含有するナノ構造体と、
前記透明基板上に前記ナノ構造体を覆うように形成され、前記透明基板よりも屈折率が高い高屈折率層と
を有する光学素子であって、
前記高屈折率層が透明電極層であり、
前記ナノ構造体を構成するアイランド部が前記透明電極層の補助電極として機能するように連結されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記ナノ構造体を構成するアイランド部は、幅が１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であり、厚みが１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学素子を有することを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１に記載の光学素子と、
前記光学素子の透明電極層上に形成され、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された対向電極層と
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子を利用した光学素子、発光素子および有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオード、プラズマディスプレイ等の発光素子は、発光効率の改善のために、光取出し効率の改善等が検討されている。
なお、以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略す場合がある。
【０００３】
光取出し効率を向上させる手段としては、例えば特許文献１および特許文献２に、回折格子を設けることが提案されている。このような回折格子としては、例えばガラス基板や樹脂基板の表面に凹凸が直接形成されたもの等がある。
【０００４】
しかしながら、透明基板から外に取り出される光は、発光素子から発生した光のうち一部の光にすぎず、例えば有機ＥＬ素子においては発光層から発生した光のうち２０％程度しか利用できていないことが知られている。
そのため、光取出し効率のさらなる改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３５３０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５９４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光取出し効率を向上させることが可能な光学素子、発光素子および有機ＥＬ素子を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上にアイランド状に形成され、金属を含有するナノ構造体と、上記透明基板上に上記ナノ構造体を覆うように形成され、上記透明基板よりも屈折率が高い高屈折率層とを有することを特徴とする光学素子を提供する。
【０００８】
本発明によれば、ナノ構造体が金属を含有しているので、ナノ構造体および高屈折率層の界面での反射率を高めて、大きな回折効果を得ることができ、光取出し効率を大幅に向上させることが可能である。
【０００９】
上記発明においては、上記ナノ構造体を構成するアイランド部は、幅が１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であり、厚みが１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚みが上記範囲内であることにより、可視光の光取出し効率を向上させることができるからである。
【００１０】
また本発明においては、上記高屈折率層が透明電極層であることが好ましい。透明基板および透明電極層の界面では屈折率の相違により光損失が生じてしまうことが知られているが、本発明の構成とすることにより、光取出し効率を向上させることが可能である。
【００１１】
また本発明は、上述の光学素子を有することを特徴とする発光素子を提供する。
本発明の発光素子においては、上述の光学素子を有するので、発光素子内で発生し透明基板側から出射する光に対して光取出し効率を向上させることが可能である。
【００１２】
さらに本発明は、上述の光学素子と、上記光学素子の透明電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された対向電極層とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子においては、上述の光学素子を有するので、発光層内で発生し透明基板側から出射する光に対して光取出し効率を向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、回折格子に金属を含有するナノ構造体を用いることで、光取出し効率を大幅に向上させることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の光学素子の一例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の光学素子の一例を示す概略断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の光学素子の他の例を示す概略断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の光学素子の一他の例を示す概略平面図である。
【図５】本発明の光学素子の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の光学素子ならびにそれを用いた発光素子および有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
【００１７】
Ａ．光学素子
本発明の光学素子は、透明基板と、上記透明基板上にアイランド状に形成され、金属を含有するナノ構造体と、上記透明基板上に上記ナノ構造体を覆うように形成され、上記透明基板よりも屈折率が高い高屈折率層とを有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の光学素子について図面を参照しながら説明する。
図１および図２は本発明の光学素子の一例を示す概略平面図および断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１において高屈折率層は省略されている。
図１および図２に例示するように、光学素子１は、表面にアイランド状の凹部を有する透明基板２と、透明基板２の凹部に埋め込まれ、金属を含有するアイランド状のナノ構造体３と、ナノ構造体３が埋め込まれた透明基板２上に形成され、透明基板２よりも屈折率が高い高屈折率層４とを有している。
【００１９】
図１および図３は本発明の光学素子の他の例を示す概略平面図および断面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１において高屈折率層は省略されている。
図１および図３に例示するように、光学素子１は、透明基板２と、透明基板２上にアイランド状に形成され、金属を含有するナノ構造体３と、透明基板２上にナノ構造体３を覆うように形成され、透明基板２よりも屈折率が高い高屈折率層４とを有している。
【００２０】
図１〜図３に示す光学素子１において、ナノ構造体３は、ナノメートルオーダーの幅ｗ１、ｗ２および厚みｔを有するアイランド部３ａが規則的に配列されたものであり、回折格子として機能するものである。このナノ構造体３を構成するアイランド部３ａの幅ｗ１、ｗ２および厚みｔは、光学素子１を透過する光Ｌの波長に応じて調整されている。
【００２１】
なお、本発明において、アイランド状とは、アイランド部が相互に空間をあけて規則的に配列されていることをいう。
ナノ構造体とは、アイランド状に形成されたものであり、ナノメートルオーダーの幅および厚みを有するアイランド部が相互に空間をあけて規則的に配列されたものをいう。
各アイランド部は、独立していてもよく、連結部によって連結されていてもよい。例えば、図１においてナノ構造体３を構成する各アイランド部３ａは独立しており、図４においてナノ構造体３を構成する各アイランド部３ａは隣接するアイランド部３ａが連結部３ｃによって連結されている。
図１〜図３に例示するようなナノ構造体３を構成するアイランド部３ａの幅ｗ１、ｗ２、厚みｔ、間隔ｄ、周期ｐ等の寸法は、光学素子の使用波長に応じて調整することができる。
【００２２】
また、透明基板上にナノ構造体が形成されているとは、ナノ構造体が透明基板に接して形成されていることをいい、透明基板の凹部にナノ構造体が埋め込まれている場合、および、透明基板上にナノ構造体が積層されている場合が含まれる。
透明基板上にナノ構造体を覆うように高屈折率層が形成されているとは、高屈折率層が透明基板およびナノ構造体に接して形成されていることをいう。
【００２３】
本発明においては、ナノ構造体が金属を含有しているので、ナノ構造体および高屈折率層の界面での反射率を高めて、大きな回折効果を得ることができ、光取出し効率を大幅に向上させることが可能である。
【００２４】
金属を含有するナノ構造体によって光取出し効率が向上する理由は次のように考えられる。
光学素子では、透明電極層等の高屈折率層と透明基板との界面における光損失の原因の一つに、この界面における反射があることが知られている。高屈折率層の屈折率をｎ1、透明基板の屈折率をｎ2、高屈折率層から透明基板への光の入射角をθ1とすると、全反射が起こるθ1は、フレネルの式を用いて
θ1＝ａｒｃｓｉｎ（θ2／θ1）＝θ1′
となる。したがって、通常、θ1′以上の入射角で高屈折率層と透明基板の界面に入射した光は全反射され、取り出すことができない。しかしながら、本発明においてはこの範囲の光を回折により取り出すことができる。
回折条件は、ブラッグの式
ｎλ＝２ｄｓｉｎθ
で表すことができる。ｎは整数、λは光の波長、ｄは格子間隔、θは光の入射角である。
これに基づき、θ１′の角度で入射した光を回折するような格子間隔ｄをもつ回折格子をこの界面に設けることで、反射により損失する光を透明基板内に導くことができる。
回折格子は、例えば、屈折率の異なる媒質を格子状に配列することで構成される。透明電極層等の高屈折率層および透明基板には光を透過することが求められるため、従来では、透明な媒質を用いた透過型の回折格子を設けることが検討されている。しかしながら、この場合、媒質の屈折率差を大きくとることが難しく、すなわち回折格子を構成する媒質の界面での反射率が十分に得られないため、回折による効果が得られにくいという課題がある。
これに対し本発明においては、回折格子を構成する媒質の一方に金属を用いることで、すなわちナノ構造体を金属を含有するものとすることで、回折格子を構成する媒質の界面での反射率を高め、回折による効果を高めることができる。なお、金属による遮光による透過率の減少が懸念されるが、本発明においては格子間隔をナノオーダーとすることで、透過率の減少を最小限に留めることができる。
以下、本発明の光学素子における各構成について説明する。
【００２５】
１．ナノ構造体
本発明におけるナノ構造体は、透明基板上にアイランド状に形成され、金属を含有するものであり、回折格子として機能するものである。
【００２６】
ナノ構造体は金属によって構成される。ナノ構造体を構成する金属としては、ナノ構造体を構成するアイランド部を所定の幅および厚みで形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、インジウム、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉄、コバルト、ニッケル、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン等が挙げられる。中でも、後述するように、金属ナノ粒子を含有するナノ粒子含有塗工液を用いる方法は容易にナノ構造体を形成することができ工程上有利であることから、金属ナノ粒子を作製可能な金属が好ましい。具体的には、銀、銅、金、インジウム、白金、パラジウム、錫、鉄、コバルト、ニッケル等を挙げることができる。
【００２７】
本発明において、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期等の寸法は、光学素子を透過する光の波長に応じて調整することができる。
ナノオーダーのパターンでは、幅、厚み、間隔、周期等のサイズによっては光を吸収する可能性があるため、光を吸収するような条件を避けてサイズ設定を行う。光の吸収が起きる条件は、金属の種類、光の波長により異なるため、用いる材料、本発明の光学素子が用いられる発光デバイスの発光波長に合わせて適宜選択する。具体的には、幅、厚み、間隔、周期等のサイズは、マクスウェルの方程式を直接、空間・時間領域での差分方程式に展開して逐次計算するＦＤＴＤ法によるシミュレーションにより導き出すことができる。マクスウェルの方程式は
【００２８】
【数１】
0005895507.tif 000002
【００２９】
で表すことができる。ここで、Ｅは電場、Ｈは磁場、μ0は真空の透磁率、ε0は真空の誘電率を示す。
【００３０】
ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期等の寸法を調整する際、光学素子を透過する光の波長は、特定の波長のみとしてもよく、一定の波長域としてもよい。
中でも、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期等の寸法を調整するに際しては、光学素子を透過する光の波長として、可視光領域の波長を用いることが好ましい。一般に、表示装置、照明装置、光源等には可視光領域の波長が使用されているからである。また、本発明の光学素子が用いられる発光デバイスの発光波長に応じて、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期等の寸法を調整することもできる。この場合には、効果的に光取出し効率を向上させることができる。
【００３１】
ナノ構造体を構成するアイランド部の幅は、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整される。中でも、アイランド部の幅は、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内である。幅が上記範囲内であれば、可視光の光取出し効率を効果的に向上させることができるからである。
なお、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅とは、アイランド部の端部から端部までの距離であり、例えばアイランド部の断面形状が矩形の場合には辺の長さ、円形の場合には直径、楕円形の場合には長軸径および短軸径である。具体的には図１に示すようにアイランド部３ａの断面形状が矩形の場合、アイランド部３ａの幅ｗ１、ｗ２は矩形の辺の長さとなる。この場合、アイランド部の幅ｗ１、ｗ２が異なる、すなわち矩形の辺の長さが異なる場合には、アイランド部のすべての幅が光学素子を透過する光の波長に応じて調整される。
【００３２】
また、ナノ構造体を構成するアイランド部の厚みは、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整される。中でも、アイランド部の厚みは、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内である。厚みが上記範囲内であれば、可視光の光取出し効率を効果的に向上させることができるからである。
なお、ナノ構造体を構成するアイランド部の厚みとは、アイランド部の底部から頂部までの距離であり、例えば図２および図３においてｔで示される厚みである。
【００３３】
ナノ構造体を構成するアイランド部の間隔は、ナノ構造体が回折格子として機能できる間隔であれば特に限定されるものではなく、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整される。中でも、アイランド部の間隔は、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、５０ｎｍ〜９００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内である。間隔が上記範囲内であれば、可視光の光取出し効率を効果的に向上させることができるからである。また、間隔が狭すぎると、ナノ構造体の形成が困難となる場合があるからである。
なお、ナノ構造体を構成するアイランド部の間隔とは、隣接するアイランド部間の距離であり、例えば図１においてｄで示される距離である。
【００３４】
また、ナノ構造体を構成するアイランド部の周期は、ナノ構造体が回折格子として機能できる周期であれば特に限定されるものではなく、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整される。中でも、アイランド部の周期は、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、１００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２００ｎｍ〜１４００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは６００ｎｍ〜１４００ｎｍの範囲内である。周期が上記範囲内であれば、可視光の光取出し効率を効果的に向上させることができるからである。また、周期が短すぎると、ナノ構造体の形成が困難となる場合があるからである。
なお、ナノ構造体を構成するアイランド部の周期とは、隣接するアイランド部の中心部から中心部までの距離であり、例えば図１においてｐで示される距離である。
【００３５】
ナノ構造体の回折機能は、ナノ構造体を構成する金属の反射率に関係すると思料される。そのため、光取出し効率のさらなる改善のために、ナノ構造体を構成する金属の反射率は、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整されていることが好ましい。中でも、金属の反射率は、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、２０％〜１００％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５０％〜１００％の範囲内、さらに好ましくは８０％〜１００％の範囲内である。金属の反射率が上記範囲内であれば、可視光の光取出し効率を効果的に向上させることができるからである。
なお、反射率は、例えば、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に示される方法により測定することができる。
【００３６】
また、ナノ構造体の回折機能は、ナノ構造体を構成する金属の反射率の波長分散にも関係すると思料される。そのため、光取出し効率のさらなる改善のために、ナノ構造体を構成する金属の反射率の波長分散は、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整されていることが好ましい。中でも、金属の反射率の波長分散は、可視光領域の波長に応じて適宜調整されていることが好ましく、具体的には、可視光領域においてほとんど波長分散がないことが望ましいが、本発明の光学素子が用いられる発光デバイスの発光波長をよく反射するように選択することが好ましい。
なお、反射率の波長分散は、例えば、島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００を用いることにより測定することができる。
【００３７】
さらに、ナノ構造体の回折機能は、ナノ構造体を構成する金属の種類にも関係すると思料される。そのため、光取出し効率のさらなる改善のために、ナノ構造体を構成する金属の種類は、光学素子を透過する光の波長に応じて適宜調整されていることが好ましい。中でも、金属の種類は、可視光領域の波長、例えば本発明の光学素子が用いられる発光波長に応じて適宜調整されていることが好ましい。
【００３８】
アイランド部の厚み方向に垂直な断面の形状としては、ナノ構造体が回折格子として機能できる形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、矩形、円形、楕円形等とすることができる。
【００３９】
アイランド部の厚み方向に平行な断面の形状としては、ナノ構造体が回折格子として機能できる形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、矩形、台形、逆台形等とすることができる。
【００４０】
また、ナノ構造体では、図４に例示するように、連結部３ｃによって隣接するアイランド部が連結されていてもよい。ナノ構造体は金属を含有するため電気抵抗が低いので、隣接するアイランド部が連結されている場合には、ナノ構造体が補助電極等として機能することができる。特に、後述するように高屈折率層が透明電極層である場合には、導電性を向上させることが可能である。
連結部の形成位置としては、連結部が隣接するアイランド部を連結していればよく、横方向、縦方向、斜め方向のいずれの方向に隣接するアイランド部を連結していてもよい。
【００４１】
ナノ構造体は透明基板上に形成されていればよく、図２に例示するようにナノ構造体３が透明基板２の凹部に埋め込まれていてもよく、図３に例示するようにナノ構造体３が透明基板２上に積層されていてもよい。中でも、ナノ構造体が透明基板の凹部に埋め込まれていることが好ましい。ナノ構造体の形成が容易となるからである。また、ナノ構造体によって、表面に凹部を有する透明基板の表面を平坦化することができ、ナノ構造体の凹凸による電極間の短絡を抑制することができるからである。
【００４２】
ナノ構造体の形成方法としては、金属を用いてナノ構造体を構成するアイランド部を所定の幅および厚みで形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、金属の種類やナノ構造体の形成位置等に応じて適宜選択される。例えば、金属ナノ粒子を含有するナノ粒子含有塗工液を塗布する方法、蒸着法等が挙げられる。蒸着法の場合であって、ナノ構造体が透明基板の凹部に埋め込まれている場合には、例えば、透明基板の全面に金属を蒸着した後、透明基板が露出するまで金属膜を研磨等によって除去することで、ナノ構造体を形成することができる。また、ナノ構造体が透明基板上に積層されている場合には、例えば、透明基板の表面に金属を蒸着した後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法でエッチングマスクを形成した後、エッチングにより不要部分を除去することで、ナノ構造体を形成することができる。
【００４３】
２．透明基板
本発明に用いられる透明基板は、ナノ構造体および高屈折率層を支持するものである。
透明基板は光透過性を有しており、本発明の光学素子では高屈折率層側から入射した光が透明基板側から取り出される。
【００４４】
透明基板は、図２に例示するように表面にナノ構造体が埋め込まれる凹部を有していてもよく、図３に例示するように表面に上記凹部を有していなくてもよい。
【００４５】
透明基板が表面に上記凹部を有する場合には、図２に例示するように単一の部材であってもよく、図５に例示するように基底部２ａと基底部２ａ上に形成された凹凸構造２ｂとを有するものであってもよい。透明基板が基底部と凹凸構造を有する場合には、凹凸構造の形成材料等を適宜選択することにより、簡便な方法で凹凸構造を形成することが可能となる。
【００４６】
透明基板が表面に凹部を有する場合、凹部の幅、深さ、間隔、周期はそれぞれ、上記ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期に対応するものである。凹部の幅、深さ、間隔、周期についてはそれぞれ、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００４７】
透明基板の屈折率は、後述の高屈折率層の屈折率よりも低ければよく、具体的には、１．４〜１．６程度とすることができる。
【００４８】
また、透明基板が基底部と凹凸構造を有する場合、基底部および凹凸構造の屈折率は同程度であることが好ましく、具体的には、基底部および凹凸構造の屈折率差が０．１以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５以下、さらに好ましくは０．０３以下である。基底部および凹凸構造の屈折率差が大きいと、基底部および凹凸構造の界面で光損失が生じる場合があるからである。
【００４９】
透明基板は光透過性を有するものである。透明基板の光透過性としては、可視光領域の波長に対して透過性を有していればよく、具体的には、可視光領域の全波長範囲に対する光透過率が８０％以上であることが好ましく、中でも８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
【００５０】
透明基板の形成材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラスや、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリミクロイキシレンジメチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、非晶質ポリオレフィン、およびこれらの共重合体等の樹脂が挙げられる。
【００５１】
中でも、透明基板が基底部と凹凸構造を有する場合、凹凸構造の形成材料は樹脂であることが好ましい。簡便な方法で凹凸構造を形成することができるからである。
【００５２】
透明基板が表面に凹部を有する場合、凹部の形成方法としては、所定の幅、厚み、間隔、周期を有する凹部を形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、透明基板の形成材料等に応じて適宜選択される。例えば、エッチング、フォトリソグラフィー等が挙げられる。
【００５３】
透明基板の厚みとしては、透明基板の材料および光学素子の用途により適宜選択される。具体的に、透明基板の厚みは０．００５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００５４】
３．高屈折率層
本発明における高屈折率層は、透明基板上にナノ構造体を覆うように形成され、透明基板よりも屈折率が高いものである。
【００５５】
透明基板および高屈折率層の屈折率差としては、高屈折率層の屈折率が透明基板の屈折率よりも高ければよく、具体的には０．０５以上であることが好ましく、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．２以上である。透明基板および高屈折率層の屈折率差が上記範囲である場合に、本発明の構成とすることにより、透明基板および高屈折率層の界面での光損失を抑制し、光取出し効率を向上させる効果が十分に発揮されるからである。
なお、透明基板が基底部および凹凸構造を有する場合には、透明基板の凹凸構造および高屈折率層の屈折率差が上記範囲であればよい。
【００５６】
高屈折率層の屈折率としては、透明基板の屈折率よりも高ければよく、具体的には、１．６〜２．４程度とすることができる。
【００５７】
また、高屈折率層は光透過性を有するものである。高屈折率層の光透過性としては、可視光領域の波長に対して透過性を有していればよく、具体的には、可視光領域の全波長範囲に対する光透過率が８０％以上であることが好ましく、中でも８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
【００５８】
高屈折率層の種類としては、上記屈折率を満たし、光透過性を有するものであれば特に限定されるものではなく、本発明の光学素子の用途等に応じて適宜選択される。例えば、材料で例示すると、高屈折率層には、金属酸化物層、金属窒化物層、金属酸窒化物層、有機ポリマー層等を用いることができる。また、機能で例示すると、高屈折率層には、透明電極層等を用いることができる。中でも、高屈折率層は透明電極層であることが好ましい。透明基板および透明電極層の界面では屈折率の相違により光損失が生じてしまうことが知られているが、本発明の構成とすることにより、光取出し効率を向上させることが可能となるからである。
【００５９】
高屈折率層の形成材料としては、上記屈折率を満たし、光透過性を有するものであれば特に限定されるものではなく、本発明の光学素子の用途等に応じて適宜選択されるものであり、無機材料および有機材料のいずれも用いることができる。例えば、高屈折率層が透明電極層である場合には、導電性材料が用いられ、具体的には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体等の導電性高分子等を挙げることができる。
【００６０】
高屈折率層の厚みとしては、高屈折率層の種類や材料および光学素子の用途により適宜選択される。例えば、高屈折率層が透明電極層である場合、高屈折率層の厚みは一般的な透明電極の厚みとすることができる。
【００６１】
高屈折率層の形成方法としては、高屈折率層の種類や材料等に応じて適宜選択されるものであり、蒸着法等のドライプロセスおよび塗布法や印刷法等のウェットプロセスのいずれも用いることができる。
中でも、高屈折率層が透明電極層である場合であって、図３に例示するようにナノ構造体３が透明基板２上に積層されている場合には、ナノ構造体の凹凸による電極間の短絡を抑制するために、高屈折率層の表面が平坦化されていることが好ましい。特に、本発明の光学素子を、高屈折率層上に薄膜の有機層が形成された発光素子に適用する場合には、ナノ構造体の凹凸による電極間での短絡が生じやすいことから、高屈折率層の表面が平坦化されていることが好ましい。例えば、ドライプロセスの場合には、高屈折率層形成後に研磨等の平坦化処理を行うことにより表面を平坦化することができる。また、ウェットプロセスの場合には、ナノ構造体の大きさにもよるが、レベリング効果により表面が平坦な高屈折率層を得ることができる。
【００６２】
４．用途
本発明の光学素子は、回折格子として機能するものであり、例えば、有機ＥＬ素子、発光ダイオード、プラズマディスプレイ、有機薄膜太陽電池や色素増感太陽電池等の太陽電池、液晶表示素子等に用いることができる。中でも、本発明の光学素子は、有機ＥＬ素子、発光ダイオード、プラズマディスプレイ等の発光素子に好ましく用いられる。特に、有機ＥＬ素子に好適である。
【００６３】
Ｂ．発光素子
本発明の発光素子は、上述の光学素子を有することを特徴とするものである。
本発明の発光素子においては、上述の光学素子を有するので、光取出し効率を向上させることが可能である。
以下、本発明の発光素子の各構成について説明する。
【００６４】
１．光学素子
本発明の発光素子に用いられる光学素子の高屈折率層は透明電極層であることが好ましい。発光素子においては、透明基板および透明電極層の界面で屈折率の相違による光損失が生じることが知られているが、本発明の構成とすることにより、光取出し効率を向上させることが可能である。
【００６５】
また、光学素子において、ナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚みは、光学素子を透過する光の波長、すなわち発光素子の発光波長に応じて調整されている。さらには、ナノ構造体を構成するアイランド部の間隔、周期、ナノ構造体を構成する金属の反射率、反射率の波長分散、種類は、光学素子を透過する光の波長、すなわち発光素子の発光波長に応じて調整されていることが好ましい。発光素子が単色の発光層を有する場合には、その発光層の発光波長に応じてナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚み等が調整される。また、発光素子において複数色の発光層が配列されている場合には、各発光層の発光波長に応じてナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚み等が調整される。この場合、各発光層の発光波長を含む波長範囲に応じてナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚み等が調整され、ナノ構造体全体でアイランド部の幅および厚み等が同一であってもよく、各発光層の発光波長に応じてナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚み等が調整され、各発光層に応じてナノ構造体を構成するアイランド部の幅、厚み、間隔、周期等のいずれかが異なっていてもよい。
【００６６】
なお、光学素子については、上記「Ａ．光学素子」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【００６７】
２．発光素子
本発明の発光素子としては、例えば、有機ＥＬ素子、発光ダイオード、プラズマディスプレイ等が挙げられる。
本発明の発光素子の構成としては、発光素子の種類に応じて適宜選択されるものであり、一般的な構成とすることができる。
【００６８】
Ｃ．有機ＥＬ素子
本発明の有機ＥＬ素子は、上述の光学素子と、上記光学素子の透明電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された対向電極層とを有することを特徴とするものである。
【００６９】
図６は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
図６に例示する有機ＥＬ素子１０は、光学素子１と、光学素子１の透明電極層１１上に形成され、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層１２と、有機ＥＬ層１２上に形成された対向電極層１３とを有している。光学素子１は、表面にアイランド状の凹部を有する透明基板２と、透明基板２の凹部に埋め込まれ、金属を含有するアイランド状のナノ構造体３と、凹部にナノ構造体３が埋め込まれた透明基板２上に形成され、透明基板２よりも屈折率が高い高屈折率層４とを有している。この高屈折率層４は透明電極層１１である。ナノ構造体３は、ナノメートルオーダーの幅および厚みを有するアイランド部３ａが規則的に配列されたものであり、回折格子として機能するものである。このナノ構造体３を構成するアイランド部３ａの幅および厚みは、有機ＥＬ層１２を構成する発光層からの発光Ｌの波長に応じて調整されている。
【００７０】
本発明の有機ＥＬ素子においては、上述の光学素子を有するので、光取出し効率を向上させることが可能である。
以下、本発明の有機ＥＬ素子の各構成について説明する。
【００７１】
１．光学素子
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる光学素子において、高屈折率層は透明電極層である。すなわち、光学素子は有機ＥＬ素子用基板として用いられる。
なお、光学素子については、上記「Ａ．光学素子」および「Ｂ．発光素子  １．光学素子」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【００７２】
２．有機ＥＬ層
本発明における有機ＥＬ層は、光学素子の透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含むものである。
有機ＥＬ層を構成する層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
以下、有機ＥＬ層における各構成について説明する。
【００７３】
（１）発光層
本発明に用いられる発光層は、単色の発光層であってもよく、複数色の発光層であってもよく、本発明の有機ＥＬ素子の用途に応じて適宜選択される。単色の発光層である場合には、光学素子におけるナノ構造体を構成するアイランド部の幅および厚み等の調整が容易となる。
【００７４】
発光層に用いられる発光材料としては、蛍光もしくは燐光を発するものであればよく、例えば、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料等を挙げることができる。
【００７５】
色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００７６】
金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、あるいは、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体を挙げることができる。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を用いることができる。
【００７７】
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、高分子系材料として、上記の色素系材料および金属錯体系材料を高分子化したものも用いることができる。
【００７８】
また、燐光材料としては、例えば、イリジウム錯体、プラチナ錯体、あるいは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ等のスピン軌道相互作用が大きい重金属を中心金属とする金属錯体等を用いることができる。具体的には、フェニルピリジンやチエニルピリジンなどを配位子とするイリジウム錯体、プラチナポルフィリン誘導体等が挙げられる。
【００７９】
これらの発光材料は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８０】
また、発光材料には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で、蛍光もしくは燐光を発するドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体を挙げることができる。
【００８１】
発光層の厚みとしては、電子および正孔の再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。
【００８２】
発光層の形成方法としては、上述の発光材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた発光層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよい。中でも、効率およびコストの面から、ウェットプロセスが好ましい。
【００８３】
発光層形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法等を挙げることができる。
【００８４】
（２）正孔注入輸送層
本発明においては、発光層と陽極との間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。
正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
【００８５】
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、発光層への正孔の注入、輸送を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレンおよびそれらの誘導体等の導電性高分子等を用いることができる。具体的には、ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、ポリ３，４エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール等が挙げられる。
【００８６】
正孔注入輸送層の厚みとしては、正孔注入機能や正孔輸送機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されないが、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００８７】
正孔注入輸送層の形成方法としては、上述の材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた正孔注入輸送層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、材料の種類等に応じて適宜選択される。
【００８８】
（３）電子注入輸送層
本発明においては、発光層と陰極との間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。
電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
【００８９】
電子注入層に用いられる材料としては、発光層への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミリチウム合金、ストロンチウム、カルシウム、リチウム、セシウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化セシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属およびアルカリ土類金属の金属、合金、化合物、有機錯体等を用いることができる。
【００９０】
また、電子輸送性の有機材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成し、これを電子注入層とすることもできる。電子輸送性の有機材料としては、例えば、バソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体等を挙げることができ、ドープする金属としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。
【００９１】
電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、バソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）の誘導体等を挙げることができる。
【００９２】
電子注入輸送層の厚みとしては、電子注入機能や電子輸送機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。
【００９３】
電子注入輸送層の形成方法としては、上述の材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた電子注入輸送層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、材料の種類等に応じて適宜選択される。
【００９４】
３．対向電極層
本発明における対向電極層は、有機ＥＬ層上に形成されるものである。
【００９５】
対向電極層は、光透過性を有していてもよく有さなくてもよいが、本発明においては透明電極層側から光を取り出すため、通常は光透過性を有さないものとされる。
【００９６】
対向電極層は陽極および陰極のいずれであってもよい。
【００９７】
陽極は、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属；これらの金属の酸化物；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のＡｌ合金、ＭｇＡｇ等のＭｇ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金、アルカリ金属の合金、アルカリ土類金属の合金等の合金；酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物；金属ドープされたポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体等の導電性高分子；α−Ｓｉ、α−ＳｉＣ；等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。２種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
【００９８】
陰極は、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
【００９９】
対向電極層の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、またはＣＶＤ法等を挙げることができる。
【０１００】
４．用途
本発明の有機ＥＬ素子は、表示装置、照明装置、光源等として用いることができる。中でも、照明装置が好適である。有機ＥＬ素子を用いた照明装置は、一定の面積で発光させるものであり、光の取出し効率を向上させることが可能な本発明の有機ＥＬ素子は好ましく用いられる。
【０１０１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
【０１０３】
［実施例１］
１．光学素子の作製
まず、厚み６．３５ｍｍの合成石英基板上に、厚み０．１１μｍのＣｒ層が形成されたものを準備した。次に、Ｃｒ層上にフォトレジスト層を形成し、所定のパターン露光および現像を経てレジストパターンを形成した。次いで、レジストパターンを利用してＣｒ層のエッチング、続いて石英基板のドライエッチングを行い、レジストパターンを溶解除去して、幅５００ｎｍ、深さ３００ｎｍの四角柱状の凹部がピッチ１０００ｎｍで配置された凹部に対応する凸部を形成した。その後、酸でエッチングして、Ｃｒ層を除去し、さらにフッ酸処理して成型用型を製造した。
【０１０４】
次に、ガラス基板（屈折率：約１．５）上に下記組成の成型用樹脂組成物（屈折率：約１．５）を滴下し、アンカー処理を施した厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス（屈折率：約１．５）を、その処理面側が成型用型側となるようにして重ね合せた。次いで、成型用型側より高圧水銀灯を用いて、波長３６５ｎｍ、照射量１７０ｍＪ／ｃｍ2の条件で紫外線照射して、基板および成型用型の間の成型用樹脂組成物を硬化させた。その後、成型用型を剥離して、幅５００ｎｍ、深さ３００ｎｍの四角柱状の凹部がピッチ１０００ｎｍで配置された回折格子パターンを形成して、図５に例示するような基底部および凹凸構造を有する透明基板を得た。
【０１０５】
＜成型用樹脂組成物＞
・ウレタンアクリレート（日本合成化学工業（株）製、ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ）：３５重量部
・１，６−ヘキサンジオールアクリレート（日本触媒（株）製）：３５重量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成（株）製）：１０重量部
・ビニルピロリドン（日本触媒（株）製）：１５重量部
・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、イルガキュア１８４）：２重量部
・ベンゾフェノン（ナカライテスク（株）製）：２重量部
・アルコール変性シリコーンオイル（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＦ４５７０）：１重量部
【０１０６】
次に、透明基板上に、Ａｇナノ粒子含有塗工液をブレードコート法で塗布し、回折格子パターンの凹部に埋め込み、幅５００ｎｍ、厚み３００ｎｍ、周期１０００ｎｍのナノ構造体を形成した。なお、ナノ構造体の幅、厚み、周期は、後述の有機ＥＬ素子の発光波長に応じて、ＦＤＴＤ法を用いたシミュレーションにより決定した。
【０１０７】
２．有機ＥＬ素子の作製
光学素子上に、ＩＴＯの薄膜（屈折率：約１．７）をスパッタリング法により形成して、厚み：２００ｎｍの陽極を形成した。その後、１×１０−４Ｐａの真空中にて、陽極上にビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）を抵抗加熱蒸着法にて成膜し、厚み：１５０ｎｍの正孔注入輸送層を形成した。続けて、１×１０−４Ｐａの真空中にて、正孔注入輸送層上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を抵抗加熱蒸着法にて成膜し、厚み：６０ｎｍの発光層兼電子輸送層を形成した。続けて、１×１０−４Ｐａの真空中にて、発光層兼電子輸送層上にＬｉＦを抵抗加熱蒸着法で成膜し、厚み：２ｎｍの電子注入層を形成した。続けて、１×１０−４Ｐａの真空中にて、電子注入層上にＡｌを抵抗加熱蒸着法で成膜し、厚み：３００ｎｍの陰極を形成した。
【０１０８】
陰極まで形成した基板を、酸素濃度：１．０ｐｐｍ以下の低酸素および水蒸気濃度：０．１ｐｐｍ以下の低湿度の状態のグローブボックス中にて、無アルカリガラスと貼り合わせて封止し、有機ＥＬ素子を得た。
この有機ＥＬ素子の極大発光波長は、５２０ｎｍであった。
【０１０９】
［比較例１］
光学素子の替わりに、ガラス基板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１１０】
［比較例２］
Ａｇナノ粒子含有塗工液に替えて、中空シリカ体（屈折率：１．３５）含有塗工液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
ナノ構造体は、透明基板上に中空シリカ体含有塗工液をスピンコート法で塗布し、回折格子パターンの凹部に埋め込むことで形成した。
【０１１１】
［評価］
実施例１および比較例１、２の有機ＥＬ素子に、約４．５Ｖの電圧を印加し、発光させた状態で正面輝度の測定を行った。正面輝度の測定には、トプコン製輝度計ＢＭ−９を用いた。比較例１の回折格子を有さない有機ＥＬ素子の正面輝度を１としたときの、実施例１および比較例２の有機ＥＬ素子の正面輝度を表１に示す。実施例１の有機ＥＬ素子では、比較例２の有機ＥＬ素子と比較して、回折効果が大きくなり、光取出し効果が向上した。
【０１１２】
【表１】
0005895507.tif 000003
【符号の説明】
【０１１３】
１  …  光学素子
２  …  透明基板
３  …  ナノ構造体
３ａ  …  アイランド部
４  …  高屈折率層
１０  …  有機ＥＬ素子
１１  …  透明電極層
１２  …  有機ＥＬ層
１３  …  対向電極層
Ｌ  …  光
ｄ  …  アイランド部の間隔
ｐ  …  アイランド部の周期
ｔ  …  アイランド部の厚み
ｗ１、ｗ２  …  アイランド部の幅
【図１】
0005895507.tif 000004
【図２】
0005895507.tif 000005
【図３】
0005895507.tif 000006
【図４】
0005895507.tif 000007
【図５】
0005895507.tif 000008
【図６】
0005895507.tif 000009