(57)【要約】  透明電極１と光反射性電極２との間に発光層３を含む有機層４を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。有機層４に発光層３からの光を散乱させる散乱層５が設けられている。発光層３からの光は、干渉により定在波Ａとして形成される。散乱層５の厚みの中間位置Ｃは、定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に配置されている。散乱層５によって定在波の腹の位置で光が散乱されることにより光の強度を高めることができ、光取り出し性が向上する。
2013042745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と光反射性電極との間に発光層を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層に前記発光層からの光を散乱させる散乱層が設けられ、前記発光層からの光は干渉により定在波として形成され、前記散乱層の厚みの中間位置は、前記定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に配置されている、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記散乱層は、前記発光層と前記光反射性電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記散乱層は、前記発光層と前記透明電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記有機層は、前記中間層を介して積層された複数の前記発光層を備えており、前記散乱層は前記中間層に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光層の光が、前記光反射性電極の位置で定在波の節を形成する請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、６０ｎｍ〜９５ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、１９０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の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、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明パネルなどの用途に、有機エレクトロルミネセンス素子が開発されている。有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に電圧を印加することによって、発光層で発した光が透明電極を通して外部に取り出される。一般的に、発光した光は有機層や基板での吸収や界面での全反射などによって光量が減少するため、外部に取り出される光は発光層での発光量よりも少なくなる。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子においては、高輝度化のために光取り出し効率を高めることが課題の一つとなっている。【０００３】
これまでに、例えば、日本国特許公開公報２００６−２８６６１６号（以下、文献１）では、発光層の両側に配置された電極の外側に光散乱層を設けることで、光取り出し効率を向上し高輝度化を図る技術が開示されている。光散乱層は、例えば、屈折率が異なる物質を塗布することにより形成されるものである。具体的には、光散乱層として、国際公開公報ＷＯ２００９／０６０９１６Ａ１（以下、文献２）では、複数の散乱物質を具備したガラスからなる散乱層も開示されている。【０００４】
光散乱層によって光取り出し効率を向上させる場合、光散乱層の散乱性能をより高めるようにすることが重要である。言い換えると、光散乱層の散乱性能を最適化することが重要である。従来においては、散乱性能を高めるためには、光散乱層自体の構成、すなわち材料特性や、表面や内部の形状などに主眼がおかれている。例えば、文献１では、屈折率が異なる物質を塗布して光散乱層を形成し、この光散乱層内の物質界面での光散乱を利用している。また、文献２では、光散乱層内の屈折率分布や表面のうねり構造の最適化によって散乱性能を向上させている。【０００５】
しかしながら、従来のように電極の外側に光散乱層を設けることでは光取り出し性が十分でない場合があり、さらなる光取り出し性の向上が望まれている。また、電極の外側に光散乱層を設ける場合、製造プロセスが煩雑となったり、光散乱層上に形成された電極の膜質が悪化し、電気的安定性が損なわれたりするおそれがあるという問題もあった。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、光取り出し性の優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の第１の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明電極と光反射性電極との間に発光層を含む有機層を備える。前記有機層に前記発光層からの光を散乱させる散乱層が設けられ、前記発光層からの光は干渉により定在波として形成され、前記散乱層の厚みの中間位置は、前記定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に配置されている。
【０００８】
本発明の第２の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の形態において、前記散乱層は、前記発光層と前記光反射性電極との間に設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明の第３の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の形態において、前記散乱層は、前記発光層と前記透明電極との間に設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明の第４の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の形態において、前記有機層は、前記中間層を介して積層された複数の前記発光層を備えており、前記散乱層は前記中間層に設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明の第５の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１乃至４のいずれか１つの形態において、前記発光層の光が、前記光反射性電極の位置で定在波の節を形成することが好ましい。
【００１２】
本発明の第６の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１乃至５のいずれか１つの形態において、前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの散乱層と前記光反射性電極間の距離が、６０ｎｍ〜９５ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
本発明の第７の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１乃至５のいずれか１つの形態において、前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの散乱層と前記光反射性電極間の距離が、１９０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、干渉による定在波の腹に相当する位置に散乱層を配置することで、干渉により増強した光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性の優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。
【図２】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。
【図４】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。
【図５】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。
【図６】光の視感度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、有機エレクトロルミネッセンス素子の実施形態の一例である。有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明電極１と光反射性電極２との間に発光層３を含む有機層４を備えている。本形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、透明電極１の有機層４とは反対側の面（透明電極１の第２表面）１０２には、基板７が設けられている。この有機エレクトロルミネセンス素子は、基板７の一表面７０１に透明電極１が形成され、この透明電極１の一表面（透明電極１の第１表面）１０１上に有機層４の各層が順次積層され、さらに、この有機層４の最上面４０１に光反射性電極２が積層されることによって形成される。基板７は、透明な基板であり、発光層３で生じた光は、透明電極１及び基板７を透過して基板７側から外部に取り出される。すなわち、図１で示される有機エレクトロルミネセンス素子は、ボトムエミッション構造として形成されている。なお、図１では図示していないが、この有機エレクトロルミネセンス素子は、光反射性電極２の上方から覆われるように、例えば、乾燥剤及び対向基板のような封止部材を備えている。
【００１７】
基板７は、透明な基板であればよく、適宜の材料により構成することができる。例えば基板７は、ガラス基板又は樹脂基板などであってよい。また、図１における光反射性電極２を光透過性又は半透過性の透明電極１に置換するとともに、図１における透明電極１を光反射性電極２に置換したりすることで、透明電極１が最上層となり、この透明電極１と基板７との間に光反射性電極２を形成したりしてもよい。つまり、基板７の一表面（基板７の第１表面）７０１上に光反射性電極２が形成され、この光反射性電極２の上に有機層４が形成され、さらにこの有機層４の最上面４０１の上に透明電極１が形成される。この場合、トップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。また、光反射性電極２を透明な電極とすると透明な有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【００１８】
透明電極１は、通常、陽極として機能する電極となる。また、光反射性電極２は、通常、陰極として機能する電極となる。そして、有機層４は、一対の電極を構成する透明電極１と光反射性電極２とに挟まれた層となる。
【００１９】
有機層４は、少なくとも発光層３を含むものであるが、通常、発光層３が発光するために、図１で示される形態では、有機層４は、電荷を注入したり移動したりするための層を有している。そのような機能を有する層として、例えば、ホール注入層１１、ホール輸送層１２、電子輸送層１３、及び、電子注入層１４が備えられている。
【００２０】
そして、本形態では、発光層３や電荷を注入したり移動したりするための層の他に、有機層４は光散乱機能を有する散乱層５を有している。有機層４が散乱層５を有することにより、光取り出し性が向上する。図１の形態では、散乱層５は発光層３と光反射性電極２との間に設けられている。さらに具体的には、図１の形態における有機層４の層構成は、透明電極１側から順に、ホール注入層１１、ホール輸送層１２、発光層３、第１の電子輸送層１３ａ、散乱層５、第２の電子輸送層１３ｂ、電子注入層１４の配置となっている。すなわち、散乱層５は、第１の電子輸送層１３ａと第２の電子輸送層１３ｂとに挟まれた構造、あるいは電子輸送層１３内に設けられた構造となっている。
【００２１】
散乱層５は、発光層３からの光を散乱させる機能を有する層である。散乱層５は、例えば、散乱物質を層内に分散させることにより得ることができる。本形態では、散乱粒子８が層媒体９内に均一に分散されて散乱層５が形成されている。
【００２２】
散乱粒子８としては、散乱性を有する無機物粒子や有機物粒子などを用いることができ、例えば、シリカ粒子（ＳｉＯ2）、ＺｎＯ（酸化スズ）、Ｖ2Ｏ5（五酸化二バナジウム）、ＴｉＯ2（酸化チタン）などを用いることができる。このとき、散乱粒子８として、ナノ粒子（ナノサイズの微粒子）が用いられると、散乱層５での光散乱性が更に高まる。上記されるナノ粒子の粒径は、例えば１０〜１５０ｎｍの範囲にすることができる。粒子の粒径はレーザー回折粒度分布計などによって測定することができる。また、層媒体９は、適宜の有機材料又は無機材料で構成することができ、例えば、ホール輸送層１２や電子輸送層１３に用いる材料で構成することができる。
【００２３】
散乱粒子８が層媒体９内に分散して配置した散乱層５は、例えば、散乱粒子８からなる層を形成し、その上から層媒体９を構成する材料を積層して散乱粒子８の間隙を層媒体９で満たすように散乱層５を形成することで有機層４に備えることができる。あるいは、層媒体９と散乱粒子８とを混合した材料を積層することで、有機層４に散乱層５を形成してもよい。
【００２４】
本形態においては、発光層３からの光が干渉により定在波となり、散乱層５の厚みにける中間位置Ｃ（厚みが半分の位置）が、定在波の強度のピーク値を１００％として、このピーク値の８０％以上となる位置に設けられる。更に、散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度光の干渉による定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。
【００２５】
一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、発光層３内において正孔と電子の結合により発光源Ｐ０で発生した光は、透明電極１側に向かう光と、光反射性電極２側に向かう光とに大別される。発光層３から直接透明電極１側に向かう光は、透明電極１及び基板７を透過して取り出され、外部に放出される。図１では、この光の進路をＰ１で示している。また、発光層３から光反射性電極２側に向かう光は、光反射性電極２で反射して透明電極１側に向かう光となり、透明電極１及び基板７を透過して取り出され、外部に放出される。図１では、この光の進路をＰ２で示している。なお、光の方向は、積層方向に対して平行なもの（基板７の表面と垂直なもの）だけではなく、積層方向に対して角度をもっているものも多く存在するが、ここでは単純化して示している。
【００２６】
ここで、光は波動性を有しており、透明電極１側に直接向かうＰ１の光と、光反射性電極２で反射するＰ２の光とによって干渉されて定在波Ａが生じる。つまり、有機エレクトルミネッセンス素子は屈折率の異なる多層膜によって形成されており、多層膜での干渉によって定在波Ａが生じる。このように干渉によって形成された定在波Ａは、光の強度の強弱となって現れる。また、図１では、光の干渉により定在波Ａが形成されている様子を示している。この定在波Ａは、強度の高い部分が定在波Ａの腹Ａ１となり、強度の低い部分が定在波Ａの節Ａ２となって描かれている。ここで定在波Ａの腹Ａ１は光のエネルギー密度が大きいことを意味し、定在波Ａの節Ａ２は光のエネルギー密度が小さいことを意味している。定在波Ａは、このように腹節が交互に現れる。そして、この光強度の定在波Ａにおける腹Ａ１の頂点となる位置が、強度のピーク値（最大値）となる。この光強度が定在波Ａのピーク値となる位置（腹Ａ１の頂点）を中心として、散乱層５の厚み方向の所定範囲が、定在波Ａのピーク値の８０％以上となる範囲であることが好ましい。
【００２７】
本形態では、上記に説明されるような光強度が、定在波Ａのピーク値の８０％以上となる範囲内に、すなわち定在波Ａにおける腹Ａ１に、散乱層５の厚み方向の中間位置Ｃが配置される。定在波Ａの腹節のどの位置に散乱層５を設けるかで散乱性能は異なるのであるが、定在波Ａの腹Ａ１の位置に散乱層５を設けることにより散乱性能がより高くなる。光のエネルギー密度が最も高い定在波Ａの腹Ａ１の位置において、光が散乱されることによって、取り出される光がより多くなるのである。
【００２８】
ここで、上記のように散乱層５の配置位置を規定するに当たって、光の定在波Ａの波長をλとすると、上記散乱層５の中間位置Ｃは、１／４λ、３／４λ、１／４λ（２ｗ＋１）のいずれかに位置されていることが好ましい（ｗは正の整数）。具体的には、有機層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、定在波Ａのピーク値に対して８０％以上となるように散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面（光反射性電極２の第１表面）２０２から所定の間隔Ｄで離間されている。この場合、上記定在波Ａの波長λは、５２５〜５８５ｎｍの範囲であることが好ましく、上記所定間隔Ｄは、６０〜９５ｎｍの範囲（１／４λ）又は、１９０〜２８０ｎｍ（３／４λ）とすることが好ましい。この場合、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、下面（基板７の第２表面）７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視感強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。
【００２９】
従来においては、散乱層５はそれ自体の構成で散乱性能の向上を図っていたが、本形態では、上記のように、散乱層５の構成に加えて散乱層５を配置する位置を設定することにより、さらに有効に散乱性能を向上することができるのである。そして、散乱層５を定在波Ａの腹Ａ１の付近（１／４λ又は３／４λ付近）に配置すること、つまり発光層３から発生した光が干渉により定在波Ａとなり、この定在波Ａの強度のピーク値に対して８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置することで、より有効に散乱性能を向上できるのである。なお、中間位置Ｃだけでなく、散乱層５の隣接する層との界面（透明電極１側の界面（散乱層５の第２界面）５０２又は光反射性電極２側の界面（散乱層５の第１界面）５０１）、或いは、これら両方の界面５０１、５０２が、定在波Ａでのピーク値の８０％以上となる範囲内になっていてもよい。散乱層５が定在波Ａの腹Ａ１に位置するほど散乱性が高くなる。
【００３０】
散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度、光の干渉による定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。このため、散乱層５に用いる粒子として必ずしもミー散乱が発生する光学波長サイズの大きな粒子径のものを用いる必要は無い。それよりも弱い散乱であるレイリー散乱が発生する光学波長サイズ、すなわち１５０ｎｍ以下、あるいは１００ｎｍ以下の粒径のものを用いることができる。
【００３１】
散乱層５の中間位置Ｃは、光（定在波Ａ）の強度がピーク値となる位置（定在波Ａの腹Ａ１の頂点）から光強度が最小値となる位置（定在波Ａの節Ａ２の最下点）までの厚み方向の距離を１００％としたときに、光強度がピーク値となる位置から厚み方向で１０％以内の距離の範囲であることが好ましい。つまり、定在波Ａの波長をλとして、散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面２０２から１／４λ又は３／４λの位置とすることが好ましい。具体的には、有機層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、上記中間位置Ｃは、定在波Ａの波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲として、光反射性電極２の下面２０２から６０〜９５ｎｍの範囲又は、１９０〜２８０ｎｍの範囲で離間されていることが好ましい。この場合、図６で示すように、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、基板７の下面７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視感強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。ここで、光（定在波Ａ）の強度がピーク値となる位置から離れるほど光強度は小さくなるが、光強度がピーク値となる位置からの距離がこの範囲にある場合、定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となることがより可能となる。この場合、定在波Ａの節Ａ２が光反射性電極２の下面２０２で形成される、少なくとも透明電極１の上面１０１で定在波Ａの節Ａ２が形成されていないようになっていることが好ましい。これにより基板７の下面７０２から取り出される光の強度が低減されることを抑えることができる。
【００３２】
また、定在波Ａは、光反射性電極２の表面２０２で節Ａ２となる定在波Ａとして形成され、定在波Ａの腹Ａ１に上記のように散乱層５の中間位置Ｃを配置することで、光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができる。つまり、定在波Ａの強度は、その振幅の２乗に比例するため、散乱層５が定在波Ａの腹（強度のピーク値に対して８０％以上となる範囲）に位置することで、有効に光を散乱することができる。一方、反射性電極の位置が定在波Ａの節Ａ２となることで、定在波Ａが安定して存在させることが可能となる。
【００３３】
本形態においては、散乱層５は有機層４内に設けられている。従来、電極と基板の間に散乱層５を設けることが知られているが、その場合、散乱層５を製膜するプロセスが付加され、また散乱層５の材料費が必要となりコスト高となる課題があった。また、基板７の有機層４側の表面に散乱層５を設ける場合においては、散乱層５は透明電極１の外側にこの透明電極１と接して設けられることとなり、散乱層５の表面にうねりがあると、透明電極１の表面にうねりが残ることになる。このように電極表面にうねりがあると、対向する電極間でショートが発生しやすくなり、歩留まりが低下するという課題が生じやすくなる。また、製造プロセスにおいて散乱層５が大気や水分に暴露され、水分を吸収し、この残留水分が電極を透過して有機層４がダメージを受け、発光効率が低下したり、寿命が低下したりする課題もある。
【００３４】
しかしながら、本形態においては、散乱層５は、有機層４内の層であり、電極間（光反射性電極２と透明電極１との間）に存在している。このような散乱層５は、有機エレクトロルミネセンス素子を構成する有機層４の一部を散乱層５に置き換えて構成することが可能である。したがって、有機層４の外部に新たに散乱層５を形成しなくてもよく、また、有機層４を構成する材料を用いて散乱層５を形成することも可能であり、コストの低減を図ることができる。また、基板７の透明電極１側の表面１０１には散乱層５を設けなくてよいので、基板表面の散乱層のうねりに起因する電極間のショートを発生しないようにすることができる。また、製造プロセスにおいて基板表面の散乱層５が水分を吸収することがなくなるので、効率や寿命の低下を抑制することができる。このように本形態の有機エレクトルミネッセンス素子は、光取り出し性のみならず、コストや製造プロセスにおいても利点があり、また、信頼性・安定性においても利点があるのである。
【００３５】
散乱層５は、電極間（光反射性電極２と透明電極１との間）に存在する有機層４内の層であり、本形態では発光層３よりも光反射性電極２側に設けられているが、発光層３からみて光反射性電極２側と透明電極１側のどちら側に配置してもよい。すなわち、散乱層５は、発光層３と光反射性電極２との間に設けられていてもよく、あるいは、発光層３と透明電極１との間に設けられていてもよい。要するに、散乱層５は定在波Ａの腹Ａ１に相当する位置に存在すればよいのである。
【００３６】
散乱層５の厚みは、発光層３における光の発光波長よりも小さいことが好ましい。その場合、散乱は完全拡散ではなく弱い散乱となることが可能なため、光の干渉による定在波Ａの腹節がある程度保存された状態で散乱機能を発現することができる。散乱層５は複数設けられていてもよい。なお、発光層３が複数ある場合は、その各発光層３に対応して散乱層５が複数あってもよい。また、散乱層５の厚みは、発光波長が小さくなるほど、その膜厚を小さくすることが好ましい。これは発光波長が小さいほどより小さな膜厚で同等の散乱性能が得られるためである。また、レイリー散乱の強度は粒子数に比例し、粒子径の６乗に比例し、波長の４乗に反比例することが知られている。そのため、レイリー散乱を利用する目的で複数の散乱層５を形成する場合は、各発光層の発光波長をもとに、散乱粒子数、散乱粒子径、及び波長を考慮して散乱層５の構成（膜厚と粒子径）を設計すればよい。ここで、散乱層５の膜厚が増加すればするほど、干渉による定在波Ａの腹Ａ１の強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に散乱層５を配置させやすくなり、散乱性能を確保しやすくなる。しかしながら、散乱層５が無機材料を含有する場合などにおいては、電圧上昇の要因となりやすく、結果的に電力効率が向上する効果が得られないおそれがある。したがって、散乱層５の厚みは厚すぎてもよくない。よって、発光波長よりも小さい厚みが好ましいのである。
【００３７】
散乱層５の厚みは、具体的には、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。散乱層５の厚みがこの範囲である場合、拡散効果が強くなりすぎないようにしながら、有効に散乱効果を得ることがさらにできる。また、散乱層５の厚みが３０ｎｍ以上であることも好ましい。散乱層５の厚みが３０ｎｍ以上であると、後述するように、複数の発光層３を有する場合に、より多くの光の散乱強度を高めることが可能となる。
【００３８】
図１の形態では、散乱層５は、発光層３と光反射性電極２との間に設けられている。具体的には、２つの電子輸送層１３、１３の中間に散乱層５が挿入された形となって、散乱層５は、透明電極１側の電子輸送層１３（第１の電子輸送層１３ａ）と、光反射性電極２側の電子輸送層１３（第２の電子輸送層１３ｂ）との間に配置している。このように電子輸送層１３の間に散乱層５が配置されることが好ましい一つの形態である。このとき、二つの電子輸送層１３で挟まれた散乱層５において屈折率差が発生して、散乱機能を発現する構造となることが可能である。そして、第１の電子輸送層１３ａ及び第２の電子輸送層１３ｂが同じ材料で構成されると、製造プロセスが簡略化されるものである。また、散乱層５の層媒体９が二つの電子輸送層１３ａ、１３ｂの一方又は両方と同じ材料で構成されると、製造プロセスがさらに簡略化されるものである。
【００３９】
図１の形態のように、散乱層５を発光層３と光反射性電極２との間に設けるようにすると、散乱性能が高まるので好ましい。光の反射は光反射性電極２側において生じるものであり、発光層３と光反射性電極２の間において、干渉により形成された定在波Ａが透明電極１側より強くなることによって、散乱性能がより有効に作用する。
【００４０】
上記のような有機エレクトルミネッセンス素子における各層は、適宜の材料により構成することができる。
【００４１】
透明電極１は、導電性のある透明な層であればよく、特に限定されるものではないが、金属、金属酸化物などによって構成することができる。透明電極１の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などを用いることができる。
【００４２】
また、ホール注入層１１は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ＣｕＰｃ（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）  ｐｈｔａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＭｏＯ3（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ（ＶＩ）Ｏｘｉｄｅ）などを用いることができる。ここで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、ＰＥＤＯＴ（３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリマー）とＰＳＳ（スチレンスルホン酸のポリマー）を共存させたポリマーコンプレックスである。
【００４３】
また、ホール輸送層１２は、α−ＮＰＤ、スターバーストポリアミン類（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）などを用いることができる。
【００４４】
また、電子輸送層１３は、Ａｌｑ3、ｔｒｉａｚｏｌｅ誘導体（ＴＡＺ）などを用いることができる。
【００４５】
また、電子注入層１４はＬｉ、Ｌｉｑなどを用いることができる。図１では、電子注入層１４は有機層４の一部として記載している。
【００４６】
発光層３は、適宜のエレクトロルミネッセンス材料により構成される。赤色の発光材料（波長６０５〜６３０ｎｍ）、緑色の発光材料（波長５４０〜５６０ｎｍ）、及び、青色の発光材料（波長４４０〜４６０ｎｍ）のいずれを用いてもよいし、複数の発光材料を用いてもよい。例えば、図１の形態では、発光層３を緑発光層、赤発光層及び青発光層のいずれかにすることができる。また、発光層３における発光は、蛍光であっても燐光であってもよい。
【００４７】
発光材料としては、Ｐｅｒｙｌｅｎｅ（青）、Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ（緑）、Ｉｒ（ＰＰｙ）3（緑）、ＤＣＭ（赤）などを挙げることができる。
【００４８】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の発光層３を備えるものであってもよい。複数の発光層３を備える場合、色の調整がより容易となり、例えば、赤／緑／青の発色によって白色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【００４９】
光反射性電極２は、導電性があり光反射性を有する層であればよく、特に限定されるものではないが、金属などによって構成することができる。光反射性電極２の材料としては、例えば、アルミ、Ｍｇ、Ａｇなどを用いることができる。
【００５０】
図２は、発光層３と透明電極１との間に散乱層５が設けられた有機エレクトルミネッセンス素子の一例を示している。このように、散乱層５は、発光層３と透明電極１との間に設けられていてもよい。本形態において、各層の材料等は図１の形態と同様にすることができる。
【００５１】
本形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、ホール輸送層１２の中間に散乱層５が挿入された形となって、散乱層５は、透明電極１側のホール輸送層１２（第１のホール輸送層１２ａ）と、光反射性電極２側のホール輸送層１２（第２の電子輸送層１２ｂ）との間に配置している。このようにホール輸送層１３の間に散乱層５が配置されることが好ましい一つの形態である。散乱層５は、図１の形態と同様に形成することができ、例えば、散乱粒子８を層媒体９内に均一に分散して形成することができるものである。そして、第１のホール輸送層１２ａ及び第２のホール輸送層１２ｂが同じ材料で構成されると、製造プロセスが簡略化されるものである。また、散乱層５の層媒体９が二つのホール輸送層１２ａ、１２ｂの一方又は両方と同じ材料で構成されると、製造プロセスがさらに簡略化されるものである。
【００５２】
そして、図２の形態にあっても、散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度、定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。このため、散乱層５に用いる粒子として必ずしもミー散乱が発生する光学波長サイズの大きな粒子径のものを用いる必要は無い。それよりも弱い散乱であるレイリー散乱が発生する光学波長サイズ、すなわち１５０ｎｍ以下、あるいは１００ｎｍ以下の粒径のものを用いることができる。更に、散乱層５の厚みの中間位置Ｃは、干渉による定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内となるように設けられる。つまり、定在波Ａの波長をλとして、散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面（光反射性電極２の第１表面）２０２から１／４λ又は３／４λの位置、具体的には、中間層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、上記中間位置Ｃは、定在波Ａの波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲として、光反射性電極２の下面２０２から６０〜９５ｎｍの範囲又は、１９０〜２８０ｎｍの範囲で離間されていることが好ましい。この場合、図６で示すように、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、下面７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視認強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。各層の具体的な設計も図１の形態と同様にすることができる。そして本形態においても、定在波Ａの腹Ａ１に相当する位置に散乱層５を配置するために、増強した光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができるのである。更に、定在波Ａの節Ａ２が光反射性電極２の下面２０２で形成され、少なくとも透明電極１の上面１０１で定在波Ａの節Ａ２が形成されていないようになっていることが好ましい。これにより基板７の下面７０２から取り出される光の強度が低減されることを抑えることができる。
【００５３】
また、定在波Ａは、光反射性電極２の表面２０２で節Ａ２となる定在波Ａとして形成され、定在波Ａの腹Ａ１に上記のように散乱層５の中間位置Ｃを配置することで、光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができる。つまり、定在波Ａの強度は、その振幅の２乗に比例するため、散乱層５が定在波Ａの腹（強度のピーク値に対して８０％以上となる範囲）に位置することで、有効に光を散乱することができる。一方、反射性電極の位置が定在波Ａの節Ａ２となることで、定在波Ａが安定して存在させることが可能となる。
【００５４】
また、図１の形態と同様に、発光層３は、適宜のエレクトロルミネッセンス材料により構成される。赤色の発光材料（波長６０５〜６３０ｎｍ）、緑色の発光材料（波長５４０〜５６０ｎｍ）、及び、青色の発光材料（波長４４０〜４６０ｎｍ）のいずれを用いてもよいし、複数の発光材料を用いてもよい。例えば、図２の形態では、発光層３を緑発光層、赤発光層及び青発光層のいずれかにすることができる。また、発光層３における発光は、蛍光であっても燐光であってもよい。
【００５５】
発光材料としては、Ｐｅｒｙｌｅｎｅ（青）、Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ（緑）、Ｉｒ（ＰＰｙ）3（緑）、ＤＣＭ（赤）などを挙げることができる。
【００５６】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の発光層３を備えるものであってもよい。複数の発光層３を備える場合、色の調整がより容易となり、例えば、赤／緑／青の発色によって白色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【００５７】
図２の形態のように、散乱層５を発光層３と透明電極１との間に設けるようにすると、発光層３の紫外線劣化を抑制することができるので好ましい。外光の紫外線が、散乱層５で散乱されて発光層３に直接当たらないようにすることができるからである。
【００５８】
図３は、有機エレクトロルミネッセンス素子の実施形態の他の一例を示している。この有機エレクトロルミネッセンス素子では、有機層４は、中間層６を介して積層された複数の発光層３を備えている。すなわち、複数の発光ユニットが中間層６を介して積層されたマルチユニット型の有機エレクトロルミネッセンス素子となっている。
【００５９】
本形態では、有機層４は４つの発光層３を有しており、そのうち２つの発光層３は透明電極１と中間層６との間の第１の発光ユニットに設けられ、残りの２つの発光層３は中間層６と光反射性電極２との間の第２の発光ユニットに設けられている。
【００６０】
第１の発光ユニットは、電子注入層１１、第１のホール輸送層１２ａ、第１の発光層３ａ、第２の発光層３ｂ及び第１の電子輸送層１３ａを含んで構成されている。また、第２の発光ユニットは、第２のホール輸送層１２ｂ、第３の発光層３ｃ、第４の発光層３ｄ、第２の電子輸送層１３ｂ及び電子注入層１４を含んで構成されている。そして、中間層６は、第１の発光ユニットを構成する第１の電子輸送層１３ａと、第２の発光ユニットを構成する第２のホール輸送層１２ｂとの間に設けられている。
【００６１】
４つの発光層３は、例えば、透明電極１側から順に、第１の発光層３ａを青色発光とし、第２の発光層３ｂを緑色発光とし、第３の発光層３ｃを赤色発光とし、第４の発光層３ｄを緑色発光とすることができる。このように、発光層３について少なくとも赤、緑、青の発光色を含むようにして、全体として赤／緑／青となった発光層３を形成すると、白色の発光色を得ることがより可能となる。なお、各発光層３における発光は、蛍光であっても燐光であってもよい。
【００６２】
本形態において、散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度、光の干渉による定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。このため、散乱層５に用いる粒子として必ずしもミー散乱が発生する光学波長サイズの大きな粒子径のものを用いる必要は無い。それよりも弱い散乱であるレイリー散乱が発生する光学波長サイズ、すなわち１５０ｎｍ以下、あるいは１００ｎｍ以下の粒径のものを用いることができる。更に、散乱層５は中間層６に設けられていることが好ましい。散乱層５を中間層６に設けることにより効率よく光取り出し性を高めることができる。ここで、発光層３を複数有する場合、散乱層５は、透明電極１と第１の発光層３ａ（最も透明電極１側の発光層３）との間、又は、光反射性電極２と第４の発光層３ｄ（最も光反射性電極２側の発光層３）との間に設けてもよい。あるいは、散乱層５は、第２の発光層３ｂと第３の発光層３ｃとの間（発光層３、３間）に設けてもよい。しかしながら、中間層６に散乱層５を設けることで光取り出し性をより効率よく向上させることができるものである。
【００６３】
また、本形態では、中間層６は散乱層５と電荷発生層１５とを含んで構成されている。このように、中間層６は散乱層５以外の層、例えば電荷発生層１５などを適宜含んでもよいし、散乱層５が単独で中間層６としての機能を有してもよい。つまり、中間層６は、マルチユニット型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、陽極（透明電極１）側に電子を移動させ、陰極（光反射性電極２）側に正孔を移動させるような機能を有していればよい。散乱層５は、図１の形態と同様に形成することができ、例えば、散乱粒子８を層媒体９内に均一に分散して形成することができるものである。散乱層５が単独で中間層６として用いられる場合、散乱層５と中間層６の機能が兼用でき、材料費が削減され低コスト化の効果がある。また、中間層６が散乱層５以外の層を含む場合であっても、例えば、中間層６を、同一材料の二つの電荷発生層１５の間に、電荷発生層１５を構成する材料の層媒体９に散乱粒子８が均一に分散された散乱層５を挿入した構成とすれば、簡単に散乱層５を形成することができる。このとき、中間層６に含む散乱粒子に電荷発生の作用を有する酸化物、例えばＶnＯ5（ｎは正の整数）などを用いると、散乱性能と電荷発生の作用を兼ねることができ、有用である。
【００６４】
中間層６の構成としては、図３のように、電荷発生層１５と散乱層５とが積層して形成された構成のものにすることができる。このとき、電荷発生層１５としては、ｎ型電荷輸送層とｐ型電荷輸送層とを積層した構成にすることが好ましい。これにより中間層６における電荷の発生・輸送機能が良好になる。このような中間層６は、電荷発生層１５の上に散乱粒子の層を形成することにより得られる。ｎ型電荷輸送層の材料としては、金属ドープ層が好適であり、例えば、Cs-doped2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolineなどを用いることができる。また、ｐ型電荷輸送層の材料としては、金属酸化物が好適であり、例えば、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3、ＭｏＯ3などを用いることができる。また、金属酸化物の粒子を用いれば、散乱粒子の機能を兼ね備えることもでき、その場合、ｐ型電荷輸送層は散乱層５の一部として機能させたり、散乱層５の散乱を補助する層として機能させたりすることができる。なお、ｎ型電荷輸送層は陽極（透明電極１）側に、ｐ型電荷輸送層は陰極（光反射性電極２）側に形成することが好ましい。
【００６５】
また、中間層６の構成として、電荷発生層１５がｎ型電荷輸送層とｐ型電荷輸送層とを積層した構成であり、ｐ型電荷輸送層が散乱層５の全部となるものであってもよい。このような中間層６は、散乱作用と電荷発生作用の機能を兼ね備えた材料でｐ型電荷輸送層を形成することにより可能となる。例えば、散乱粒子として、電荷発生の作用を有する酸化物、具体的にはＶnＯ5（ｎは正の整数）などを用いると、散乱性能と電荷発生の作用を兼ね備えた層を形成することができる。
【００６６】
中間層６を構成するための電荷発生層１５の材料、及び、層媒体９の材料としては、限定されるものではないが、例えば、上記のＶnＯ5（ｎは正の整数）などを用いることができる。なお、中間層６の一部や散乱層５を粒子の層で形成した場合、粒子間の間隙に、その上に形成される材料が充填されていてもよい。その場合、粒子間に充填される材料が層媒体９となる。
【００６７】
そして、図３の形態にあっても、散乱層５の厚みの中間位置Ｃは、干渉により形成された定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内となるように設けられる。具体的な設計は、図１及び図２の形態と同様にすることができる。しかし、本形態においては、上記定在波Ａの波長をλとして、中間位置Ｃが下面（光反射性電極２の第１表面）２０２から１／２λの位置に設けられている。このことから、本形態では、有機層４内での定在波Ａの両端は節Ａ２を形成しにくい構成となっている。また、複数の発光層３のうちの全ての発光層３について、干渉による光（定在波）の強度が、そのピーク値の８０％以上となるように各発光層３からの光に対応した複数の散乱層５を設けなくてもよく、少なくとも一つの散乱層５が、上記の関係になるようにすればよい。ただし、できるだけ多くの発光層３がこの関係を満たすことがより好ましく、２以上、３以上、又は全ての発光層３がこの関係を満たすことがさらに好ましい。図３の形態においても、干渉による定在波の腹に相当する位置に散乱層５が配置されるために、増強した光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができるのである。
【００６８】
複数の発光層３を有する場合において、緑発光層があるときは、この緑発光層の発光波長における光において、定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に、中間位置Ｃが配置するように散乱層５を設けることが好ましい。緑色発光の波長は青と赤の間に位置するため、緑光を基準にすることによって、青、赤の発光も散乱により光の強度を高めやすくなる。また、緑発光を基準に散乱層５の配置を決めることで、青、赤のいずれか、あるいは両方についても、干渉による定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置することがより可能となる。また、緑色光は他の光に比べて人間の視覚的な光感度に及ぼす影響が大きいため、緑色光が強いと、他の光を強くする場合よりも効果的に光強度を高めることができる。
【００６９】
複数の発光層３を有する場合、光の干渉による定在波の腹節は発光波長ごとに異なる。このとき、赤色光と青色光の定在波の腹の位置は、緑色光に対して±１０〜１５ｎｍ程度の範囲内にあることが多い。すなわち、緑の発光波長は、青、赤の中間であり、青、緑、赤の発光波長における干渉による定在波の腹の位置のずれは３０ｎｍ程度以内となる。したがって、散乱層５の膜厚の中央の位置を緑発光の定在波の腹とし、散乱層５の膜厚を３０ｎｍ程度以上にすれば、赤、緑、青の各色の定在波の腹の位置が散乱層５内に配置することがより可能になる。これにより、より多くの光について散乱効果を得ることができ、増強した光の散乱強度をさらに高めて光取り出し性を向上することができるのである。
【００７０】
例えば、図３の形態において、第１の発光層３ａが青、第２の発光層３ｂが緑、第３の発光層３ｃが赤、第４の発光層３ｄが緑の場合、次のように設計することができる。まず、より寄与の大きい光反射性電極２側における緑色の第４の発光層３ｄからの光が干渉によって定在波として形成され、この定在波の強度がピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置する。このとき、第３の発光層３ｃの光と第４の発光層３ｄの光との定在波の腹のずれが散乱層５の膜厚よりも小さいと、第３の発光層３ｃの光についても、その定在波の強度がピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５が配置されやすくなる。あるいは、干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％未満となる位置に中間層５が配置されていても、比較的強度を高める位置（節よりは腹側）に、散乱層５が配置されやすくなる。そしてより好ましくは、次に、緑色発光である第２の発光層３ｂからの光が干渉によって定在波として形成され、この定在波の強度がピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５が配置されるようにする。その際、二つの緑色発光のいずれについても、干渉による定在波が、そのピーク値の８０％以上の強度となる位置に、散乱層５ができるだけ配置されるように、散乱層５を含め各層の膜厚を設計したり、散乱層５の位置を調整したりする。このとき、第１の発光層３ａの光と第２の発光層３ｂの光との定在波の腹のずれが散乱層５の膜厚よりも小さいと、第１の発光層３ａの光についても、干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５が配置されやすくなる。あるいは、ピーク値の８０％未満であっても、比較的強度を高める位置（節よりは腹側）に、散乱層５が配置されやすくなる。こうして、光反射性電極２側の発光層３の緑色光に対する干渉が強くなるとともに、透明電極１側の発光層３の緑色光に対する干渉も強くなるように散乱層５を配置すると、光取り出し性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
【００７１】
また、例えば、図３の形態において、第１の発光ユニットが蛍光、第２の発光ユニットが燐光である場合など、蛍光と燐光が混合するときは、蛍光の光を基準にして干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置させることも好ましい。蛍光の光について散乱効果を得ることにより、全体の光強度をより有効に高めることができる。この場合も蛍光に緑色があるときは、緑色蛍光を基準に設計することが好ましい。
【００７２】
図３の形態では、発光ユニットの数は２個だが、これに限定されるものではなく、中間層６を介して３個以上の発光ユニットが接続されていてもよい。発光ユニットの数が増えると同じ電流量でもユニット数の倍率をかけた高い発光効率が得られるので好ましい。そのとき、散乱層５は中間層６の位置に設けることが好ましく、中間層６が複数ある場合はその一部、または全てに設けてもよい。複数の中間層６に散乱層５を設けることで複数の発光ユニットにおける定在波の腹の位置と散乱層５の位置とが一致しやすくなり、発光効率を向上する効果がさらに得やすくなる。
【００７３】
また、マルチユニット構造の場合、有機エレクトロルミネセンス素子を構成する有機層４の総膜厚を厚くすることができる。有機層４の総膜層が厚くなると、異物や基板の微細凹凸が起因する対向電極間のショートが防止され、且つリーク電流が起因する欠陥が防止される。従って、有機エレクトロルミネセンス素子を製造する際の歩留まりを向上する効果をより得ることができる。
【００７４】
なお、上記のような複数の発光層３を有する場合における散乱層５の配置設計は、マルチユニット構造に限られるものではない。例えば、図１、図２の形態において、複数の発光層３を有する場合も上記と同様に緑発光を基準にすることにより、より有効に散乱効果を高めることができる。
【００７５】
図４は、有機エレクトロルミネッセンス素子の実施形態の他の一例を示している。この有機エレクトロルミネッセンス素子では、有機層４は、中間層６を介して積層された複数の発光層３を備えている。すなわち、複数の発光ユニットが中間層６を介して積層されたマルチユニット型の有機エレクトロルミネッセンス素子となっている。
【００７６】
本形態では、有機層４は４つの発光層３を有しており、そのうち２つの発光層３は透明電極１と中間層６との間の第１の発光ユニットに設けられ、残りの２つの発光層３は中間層６と光反射性電極２との間の第２の発光ユニットに設けられている。
【００７７】
第１の発光ユニットは、電子注入層１１、第１のホール輸送層１２ａ、第１の発光層３ａ、第２の発光層３ｂ及び第１の電子輸送層１３ａを含んで構成されている。また、第２の発光ユニットは、第２のホール輸送層１２ｂ、第３の発光層３ｃ、第４の発光層３ｄ、第２の電子輸送層１３ｂ及び電子注入層１４を含んで構成されている。そして、中間層６は、第１の発光ユニットを構成する第１の電子輸送層１３ａと、第２の発光ユニットを構成する第２のホール輸送層１２ｂとの間に設けられている。
【００７８】
４つの発光層３は、例えば、透明電極１側から順に、第１の発光層３ａを青色発光とし、第２の発光層３ｂを緑色発光とし、第３の発光層３ｃを赤色発光とし、第４の発光層３ｄを緑色発光とすることができる。このように、発光層３について少なくとも赤、緑、青の発光色を含むようにして、全体として赤／緑／青となった発光層３を形成すると、白色の発光色を得ることがより可能となる。なお、各発光層３における発光は、蛍光であっても燐光であってもよい。
【００７９】
本形態において、散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度、光の干渉による定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。このため、散乱層５に用いる粒子として必ずしもミー散乱が発生する光学波長サイズの大きな粒子径のものを用いる必要は無い。それよりも弱い散乱であるレイリー散乱が発生する光学波長サイズ、すなわち１５０ｎｍ以下、あるいは１００ｎｍ以下の粒径のものを用いることができる。更に、散乱層５は中間層６に設けられていることが好ましい。更に定在波の節が光反射性電極２の下面２０２で形成され、少なくとも透明電極１の上面１０１で定在波の節が形成されていないようになっていることが好ましい。これにより基板７の下面７０２から取り出される光の強度が低減されることを抑えることができる。ここで、発光層３を複数有する場合、散乱層５は、透明電極１と第１の発光層３ａ（最も透明電極１側の発光層３）との間、又は、光反射性電極２と第４の発光層３ｄ（最も光反射性電極２側の発光層３）との間に設けてもよい。あるいは、散乱層５は、第２の発光層３ｂと第３の発光層３ｃとの間（発光層３、３間）に設けてもよい。しかしながら、中間層６に散乱層５を設けることで光取り出し性をより効率よく向上させることができるものである。
【００８０】
また、本形態では、中間層６は散乱層５と電荷発生層１５とを含んで構成されている。このように、中間層６は散乱層５以外の層、例えば電荷発生層１５などを適宜含んでもよいし、散乱層５が単独で中間層６としての機能を有してもよい。つまり、中間層６は、マルチユニット型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、陽極（透明電極１）側に電子を移動させ、陰極（光反射性電極２）側に正孔を移動させるように構成されているとよい。散乱層５は、図１の形態と同様に形成することができ、例えば、散乱粒子８を層媒体９内に均一に分散して形成することができるものである。散乱層５が単独で中間層６として用いられる場合、散乱層５と中間層６の機能が兼用でき、材料費が削減され低コスト化の効果がある。また、中間層６が散乱層５以外の層を含む場合であっても、例えば、中間層６を、同一材料の二つの電荷発生層１５の間に、電荷発生層１５を構成する材料の層媒体９に散乱粒子８が均一に分散された散乱層５を挿入した構成とすれば、簡単に散乱層５を形成することができる。このとき、中間層６に含む散乱粒子に電荷発生の作用を有する酸化物、例えばＶnＯ5（バナジウム酸化物類：ｎは正の整数）などを用いると、散乱性能と電荷発生の作用を兼ねることができ、有用である。
【００８１】
中間層６の構成としては、図４のように、電荷発生層１５と散乱層５とが積層して形成された構成のものにすることができる。このとき、電荷発生層１５としては、ｎ型電荷輸送層とｐ型電荷輸送層とを積層した構成にすることが好ましい。これにより中間層６における電荷の発生・輸送機能が良好になる。このような中間層６は、電荷発生層１５の上面１５１に散乱粒子の層５を形成することにより得られる。ｎ型電荷輸送層の材料としては、金属ドープ層が好適であり、例えば、Cs-doped2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolineなどを用いることができる。また、ｐ型電荷輸送層の材料としては、金属酸化物が好適であり、例えば、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3、ＭｏＯ3などを用いることができる。また、金属酸化物の粒子を用いれば、散乱粒子の機能を兼ね備えることもでき、その場合、ｐ型電荷輸送層は散乱層５の一部として機能させたり、散乱層５の散乱を補助する層として機能させたりすることができる。なお、ｎ型電荷輸送層は陽極（透明電極１）側に、ｐ型電荷輸送層は陰極（光反射性電極２）側に形成することが好ましい。
【００８２】
また、中間層６の構成として、電荷発生層１５がｎ型電荷輸送層とｐ型電荷輸送層とを積層した構成であり、ｐ型電荷輸送層が散乱層５の全部となるものであってもよい。このような中間層６は、散乱作用と電荷発生作用の機能を兼ね備えた材料でｐ型電荷輸送層を形成することにより可能となる。例えば、散乱粒子として、電荷発生の作用を有する酸化物、具体的にはＶnＯ5（ｎは正の整数）などを用いると、散乱性能と電荷発生の作用を兼ね備えた層を形成することができる。
【００８３】
中間層６を構成するための電荷発生層１５の材料、及び、層媒体９の材料としては、限定されるものではないが、例えば、上記のＶnＯ5（ｎは正の整数）などを用いることができる。なお、中間層６の一部や散乱層５を粒子の層で形成した場合、粒子間の間隙に、その上に形成される材料が充填されていてもよい。その場合、粒子間に充填される材料が層媒体９となる。
【００８４】
そして、図４の形態にあっても、散乱層５の厚みの中間位置Ｃは、干渉により形成された定在波Ａの強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内となるように設けられる。具体的な設計は、図１及び図２の形態と同様にすることができる。つまり、定在波の波長をλとして、散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面（光反射性電極２の第１表面）２０２から１／４λ又は３／４λの位置とすることが好ましい。具体的には、有機層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、上記中間位置Ｃは、定在波Ａの波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲として、光反射性電極２の下面２０２から６０〜９５ｎｍの範囲又は、１９０〜２８０ｎｍの範囲で離間されていることが好ましい。この場合、図６で示すように、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、下面７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視感強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。さらに、複数の発光層３のうちの全ての発光層３について、干渉による光（定在波）の強度が、そのピーク値の８０％以上となるように各発光層３からの光に対応した複数の散乱層５を設けなくてもよく、少なくとも一つの散乱層５が、上記の範囲内になるようにすればよい。ただし、できるだけ多くの発光層３が上記範囲に配置されていることが好ましく、２以上、３以上、又は全ての発光層３がこの関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、図４の形態においても、定在波の腹に相当する位置に散乱層５が配置されるために、増強した光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができるのである。
【００８５】
複数の発光層３を有する場合において、有機層４は、少なくとも緑発光層を備えていることが好ましい。この緑発光層の発光波長における光において、干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に、中間位置Ｃが配置するように散乱層５を設けることが好ましい。つまり、定在波の波長をλとして、散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面２０２から１／４λ又は３／４λの位置とすることが好ましい。具体的には、有機層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、上記中間位置Ｃは、定在波Ａの波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲として、光反射性電極２の下面２０２から６０〜９５ｎｍの範囲又は、１９０〜２８０ｎｍの範囲で離間されていることが好ましい。この場合、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、下面７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視感強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。上記緑発光層からの緑色発光の波長は青と赤の間に位置するため、緑色光を基準にすることによって、青、赤の発光も散乱により光の強度を高めやすくなる。つまり、上記のように緑発光層からの緑発光が、散乱層５を介して有機層４内で干渉されることにより定在波Ａとして形成される様態及び、この定在波Ａの節Ａ２が光反射性電極２の下面２０２で形成され、少なくとも透明電極１の上面１０１で定在波Ａの節Ａ２が形成されていないようになっている様態を基準にするよい。これにより、上記される散乱層５の配置が容易に決めることが可能になる。
【００８６】
また、定在波Ａは、光反射性電極２の表面２０２で節Ａ２となる定在波Ａとして形成され、定在波Ａの腹Ａ１に上記のように散乱層５の中間位置Ｃを配置することで、光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができる。つまり、定在波Ａの強度は、その振幅の２乗に比例するため、散乱層５が定在波Ａの腹（強度のピーク値に対して８０％以上となる範囲）に位置することで、有効に光を散乱することができる。一方、反射性電極の位置が定在波Ａの節Ａ２となることで、定在波Ａが安定して存在させることが可能となる。
【００８７】
このように青色光、赤色光のいずれか、あるいは両方も加えて用いる場合でも、上記のように緑色光を基準にして定められた範囲内に散乱層５を配置することが可能である。また、緑色光は他の光に比べて人間の視覚的な光感度に及ぼす影響が大きいため、緑色光が強いと、他の光を強くする場合よりも効果的に光強度を高めることができる。
【００８８】
更に、複数の発光層３を有する場合、発色光ごとに波長が異なる。このとき、散乱層５を介して干渉された赤色光と青色光の定在波Ａの腹Ａ１の位置は、緑色光に対して±１０〜１５ｎｍ程度の範囲内にあることが多い。すなわち、青、緑、赤の各発色光は、干渉により個々の定在波Ａとして形成される。しかし、緑の発光波長は、青、赤の中間であるので、それぞれの定在波Ａの腹Ａ１の位置のずれは３０ｎｍ程度以内となる。したがって、散乱層５の中心位置Ｃを緑発光の定在波Ａの腹Ａ１とし、散乱層５の膜厚を３０ｎｍ程度以上にすれば、赤、緑、青の各色の定在波Ａの腹Ａ１の位置が散乱層５内に配置することがより可能になる。これにより、より多くの光について散乱効果を得ることができ、散乱層５で増強した光の散乱強度をさらに高めて光取り出し性を向上することができるのである。
【００８９】
例えば、図４の形態において、第１の発光層３ａが青、第２の発光層３ｂが緑、第３の発光層３ｃが赤、第４の発光層３ｄが緑の場合、次のように設計することができる。まず、より寄与の大きい光反射性電極２側における緑色の第４の発光層３ｄからの光が干渉によって定在波として形成され、この定在波の強度がピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置する。つまり、緑色光での定在波Ａの波長をλとして、散乱層５の中間位置Ｃは、光反射性電極２の下面２０２から１／４λ又は３／４λの位置、具体的には、有機層４の全体的な屈折率が１．７０〜１．８５となるように形成されている場合を例示すると、上記中間位置Ｃは、上記定在波Ａの波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲として、光反射性電極２の下面２０２から６０〜９５ｎｍの範囲又は、１９０〜２８０ｎｍの範囲で離間するように配置するとよい。この場合、上記波長λを５２５〜５８５ｎｍの範囲とすることで、下面７０２から取り出される光の視認強度が、５５５ｎｍの波長での視感強度を１００％として、その８０％以上となるので好ましい。更に、第３の発光層３ｃの光と第４の発光層３ｄからの光の各定在波の腹のずれが散乱層５の膜厚よりも小さいと、第３の発光層３ｃの光についても、その定在波の強度がピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５が配置されやすくなる。あるいは、干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％となる場合であっても、比較的定在波の強度が高められる位置（節よりは腹側）に、散乱層５が配置されやすくなる。そしてより好ましくは、緑色発光である第２の発光層３ｂからの光が干渉によって定在波として形成され、この定在波の強度がピーク値の８０％以上となるように散乱層５が上記のように例示される範囲内に配置されるようにすることが好ましい。その際、二つの緑色発光の定在波のいずれもが、各発光層３ｂ、３ｄからのそれぞれの光が干渉によって定在波として形成され、この定在波の強度がピーク値の８０％以上の強度となる位置で、散乱層５ができるだけ配置されるように、散乱層５の膜厚以外に有機層４が有する各層の膜厚が設計されたり、散乱層５の位置が調整される。このとき、第１の発光層３ａの光と第２の発光層３ｂとの光の定在波の腹のずれが散乱層５の膜厚よりも小さいと、干渉による定在波が、そのピーク値の８０％以上となる範囲に散乱層５が収まりやすくなる。あるいは、ピーク値の８０％未満であっても、比較的定在波の強度を高める位置（節よりは腹側）に、散乱層５が配置されやすくなる。このことから、光反射性電極２側の発光層３の緑色光の干渉により定在波の強度が強くなるとともに、透明電極１側の発光層３の緑色光からなる定在波の強度が強くなるように散乱層５を配置すると、光取り出し性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
【００９０】
また、例えば、図４の形態において、第１の発光ユニットが蛍光、第２の発光ユニットが燐光である場合など、蛍光と燐光が混合するときは、蛍光の光を基準にして干渉による定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる範囲内に散乱層５を配置させることも好ましい。蛍光の光について散乱効果を得ることにより、全体の光強度をより有効に高めることができる。この場合も蛍光に緑色があるときは、緑色蛍光を基準に設計することが好ましい。
【００９１】
図４の形態では、発光ユニットの数は２個だが、これに限定されるものではなく、中間層６を介して３個以上の発光ユニットが接続されていてもよい。発光ユニットの数が増えると同じ電流量でも発光ユニット数の倍率をかけた高い発光効率が得られるので好ましい。そのとき、散乱層５は中間層６の位置に設けることが好ましく、中間層６が複数ある場合はその一部、または全てに設けてもよい。複数の中間層６に散乱層５を設けることで各複数の発光ユニットからの光が干渉によりそれぞれ定在波として形成される。この場合、各定在波の波長をλX（Ｘは正の整数）として、１／４λX、３／４λX、１／４λX（２Ｙ＋１）（Ｙは正の整数）のいずれかの位置で散乱層５を配置する。つまり各発光ユニットからの光に対応して散乱層５を設けることにより、上記のように各定在波の腹の位置と散乱層５の位置とが一致することとなる。このことから上記有機エレクトロルミネッセンス素子は全体的に発光効率を更に向上されやすくなる。
【００９２】
また、マルチユニット構造の場合、有機エレクトロルミネセンス素子を構成する有機層４の総膜厚を厚くすることができる。有機層４の総膜層が厚くなると、異物や基板７の微細凹凸が起因する対向電極間のショートが防止され、且つリーク電流が起因する欠陥が防止されるので、有機エレクトロルミネセンス素子を製造する際の歩留まりが更に向上され得る。
【００９３】
なお、上記のような複数の発光層３を有する場合における散乱層５の配置設計は、マルチユニット構造に限られるものではない。例えば、図１、図２の形態において、複数の発光層３を有する場合も上記と同様に緑発光を基準にすることにより、より有効に散乱効果を高めることができる。
【００９４】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記のような散乱効果を損ねない範囲で適宜に設計を変更することが可能である。例えば、図５では、マルチユニット型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、基板７の透明電極１とは反対側（外部側：基板７の第２表面７０２）に光取り出し層１０を設けた例を示している。この場合、散乱層５は完全拡散を示すような強い散乱性能を有さなくてもよい。もし、強い散乱性能を有していると干渉光自体を破壊し、定在波Ａが形成されない可能性がある。一方、散乱性能が弱すぎると、十分な光取り出し性能が得られない可能性がある。したがって、散乱層５はある程度、光の干渉による定在波Ａの腹節を維持しつつ散乱性能を有するものであることが好ましい。このため、散乱層５に用いる粒子として必ずしもミー散乱が発生する光学波長サイズの大きな粒子径のものを用いる必要は無い。それよりも弱い散乱であるレイリー散乱が発生する光学波長サイズ、すなわち１５０ｎｍ以下、あるいは１００ｎｍ以下の粒径のものを用いることができる。更に、散乱層５は、定在波の波長の１／４の位置に配置されているので、定在波Ａの節Ａ２は、光反射性電極２の下面（光反射性電極２の第１表面）２０２に形成されている。
【００９５】
また、定在波Ａは、光反射性電極２の表面２０２で節Ａ２となる定在波Ａとして形成され、定在波Ａの腹Ａ１に上記のように散乱層５の中間位置Ｃを配置することで、光の散乱強度を高めることができ、光取り出し性を向上させることができる。つまり、定在波Ａの強度は、その振幅の２乗に比例するため、散乱層５が定在波Ａの腹（強度のピーク値に対して８０％以上となる範囲）に位置することで、有効に光を散乱することができる。一方、反射性電極の位置が定在波Ａの節Ａ２となることで、定在波Ａが安定して存在させることが可能となる。光取り出し層１０の表面１００２に凹凸が形成された光取り出しフィルムを用い、凹凸面１００２Ａを外部側にして基板７の下面７０２に積層することにより形成できる。このように光取り出し層１０を設けることにより、基板７の導波光Ｇを外部に取り出すことができ、散乱層５で強度が増した光をさらに外部に取り出しやすくなる。なお、図５の形態では、散乱層５は、光反射性電極２と第４の発光層３ｄとの間における、第２の電子輸送層１３ｂと第３の電子輸送層１３ｃとの間に設けられているが、もちろん散乱層５は、中間層６に設けられていてもよい。
【００９６】
以上のように構成される有機エレクトロルミネッセンス素子は、種々の用途に使用可能であり、例えば、照明パネルなどの発光装置において特に有用なものとなる。
【実施例】
【００９７】
（実施例１）
陽極（透明電極１）としてＩＴＯを製膜したガラス基板（基板７）上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳによりホール注入層１１を塗布と乾燥で形成した。次に、その上に、α−ＮＰＤによりホール輸送層１２を蒸着法により形成した。次に、赤色りん光ドーパント材であるBis(1-phenylisoquinoline)-(acetylacetonate)iridium (III)  （ADS069RE、American Dye source社製）と、ホスト材料の(4,4'-N,N'-dicarbazole)biphenyl (CBP)とを、ドープ濃度１０％で混合して蒸着し、赤色の発光層３（波長６２０ｎｍ）を形成した。次に、Ａｌｑ3により第１の電子輸送層１３ａを蒸着で形成した。【００９８】
次に、ＳｉＯ2のナノ粒子（シグマアルドリッチ社製：直径５〜１５ｎｍ）を第１の電子輸送層１３ａ上に均一に分散させて厚み６０ｎｍでナノ粒子の層を形成した。続いて、このＳｉＯ2のナノ粒子層上に、第２の電子輸送層１３ｂの材料であるＡｌｑ3を蒸着することで、Ａｌｑ3がＳｉＯ2粒子の間隙に入り込んで散乱層５が形成されるとともに、その散乱層５の上に第２の電子輸送層１３ｂが形成された。ここで、散乱層５は、散乱粒子８であるＳｉＯ2粒子と層媒体９であるＡｌｑ3とにより構成された層であり、第２の電子輸送層１３ｂはＡｌｑ3により構成された層である。このとき、散乱層５は、二つの電子輸送層１３に挟まれて配置されており、この散乱層５において屈折率差が発生して散乱機能が発現される。【００９９】
そして、第２の電子輸送層１３ｂの上に、Ｌｉにより電子注入層１４、及び、アルミニウムにより光反射性電極２（金属陰極）を蒸着で形成した。【０１００】
以上により、図１に示す構成の有機エレクトロルミネッセンス素子が得られた。【０１０１】
実施例１では、散乱層５の厚みは６０ｎｍであり、赤の発光波長６２０ｎｍよりも小さい。このため、散乱は完全拡散ではなく弱い散乱となるため、干渉による定在波Ａの腹節がある程度保存された状態で散乱機能が発現するものと考えられる。また、実施例１における構成での上記定在波Ａの腹節の位置と散乱層５の位置は、図１に示すものと同様になる。実施例１の構成では、干渉による定在波Ａの腹Ａ１のピークは、金属陰極（光反射性電極２）からの距離が９０ｎｍの位置に存在する。このため、散乱層５は、膜厚の中間位置Ｃが金属陰極から９０ｎｍの位置（ピーク値の位置）となるように配置している。【０１０２】
（比較例１）
実施例１と同様にして、ＩＴＯを表面に有するガラス基板上に、ホール注入層（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を塗布で形成したのち、ホール輸送層（α−ＮＰＤ）、赤色の発光層（波長６２０ｎｍ）を形成した。次に、赤色の発光層の上に、電子輸送層（Ａｌｑ3）を蒸着で形成した。このとき、電子輸送層（Ａｌｑ3）の厚みは、実施例１における第１の電子輸送層１３ａと散乱層５と第２の電子輸送層１３ｂとの合計厚みと同じ厚みにした。つまり、散乱層５を備えることなく、電子輸送層を形成した。それ以外は、実施例１と同様の方法にて、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１０３】
（評価１）
実施例１及び比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子について、分光放射輝度計（ＣＳ−２０００）を用いて正面輝度を測定した。その結果、有機層の総膜厚が同じで散乱層がない比較例１の正面輝度が５００ｃｄ／ｍ2のときの電流密度の場合に、実施例１の正面輝度は５８０ｃｄ／ｍ2であり、約１．２倍の高輝度化の効果が得られた。また、積分球で全光束を測定したところ、実施例１は比較例１に比べて全光束が１．１５倍に増加しており、光取り出し効率が向上する効果が得られた。【０１０４】
ところで、実施例１では、光が干渉により形成された定在波Ａの強度が最も強い位置（定在波Ａの腹Ａ１の頂点に相当する位置）に散乱層５の中間位置Ｃが配置されている。ここで、実施例１において、第１の電子輸送層１３ａの透明電極１側の位置と第２の電子輸送層１３ｂの光反射性電極２側の位置を変化させず、散乱層５の厚みをそのままにして、散乱層５の位置を厚み方向でずらした。すると、散乱層５の中間位置Ｃが、光の干渉によって形成される定在波Ａのピーク値の９０％となる位置では、光取り出し効率が比較例１に比べて１．１５倍となった。また、散乱層５の中間位置Ｃが、光の干渉によって形成され定在波Ａのピーク値の８０％未満となる位置では、光取り出し効率が比較例１と同等かそれよりも低くなった。よって、散乱層５の中間位置Ｃが、光の干渉による定在波Ａのピーク値の８０％以上となる位置、つまり上記定在波Ａの波長の１／４となる位置付近に配置することが好適であることが確認された。【０１０５】
（実施例２）
陽極（透明電極１）としてＩＴＯを製膜したガラス基板（基板７）上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳによりホール注入層１１を塗布と乾燥で形成した。次に、その上に、α−ＮＰＤにより第１のホール輸送層１２ａを蒸着で形成した。【０１０６】
次に、ＳｉＯ2のナノ粒子（シグマアルドリッチ社製：直径５〜１５ｎｍ）を第１のホール輸送層１２ａ上に均一に分散させて厚み６０ｎｍでナノ粒子の層を形成した。続いて、このＳｉＯ2のナノ粒子層上に、第２のホール輸送層１２ｂの材料であるα−ＮＰＤを蒸着することで、α−ＮＰＤがＳｉＯ2粒子の間隙に入り込んで散乱層５が形成されるとともに、その散乱層５の上に第２の電子輸送層１２ｂが形成された。ここで、散乱層５は、散乱粒子８であるＳｉＯ2粒子と層媒体９であるα−ＮＰＤとにより構成された層であり、第２のホール輸送層１２ｂはα−ＮＰＤにより構成された層である。このとき、散乱層５は、二つのホール輸送層１２に挟まれて配置されており、この散乱層５において屈折率差が発生して散乱機能が発現される。【０１０７】
そして、第２のホール輸送層１２ｂの上に、赤色りん光ドーパント材であるADS069RE、（American Dye source社製）と、ホスト材料の(4,4'-N,N'-dicarbazole)biphenyl(CBP)
とを、ドープ濃度１０％で混合して蒸着し、赤色の発光層３（波長６２０ｎｍ）を形成した。次に、Ａｌｑ3により電子輸送層１３、Ｌｉにより電子注入層１４、及び、アルミニウムにより光反射性電極２（金属陰極）を順に蒸着で形成した。【０１０８】
以上により、図２に示す構成の有機エレクトロルミネッセンス素子が得られた。【０１０９】
実施例２では、散乱層５の厚みは６０ｎｍであり、赤の発光波長６２０ｎｍよりも小さい。このため、散乱は完全拡散ではなく弱い散乱となるため、干渉による定在波Ａの腹節がある程度保存された状態で散乱機能が発現するものと考えられる。また、実施例２における構成での定在波の腹節の位置と散乱層５の位置は、図２に示すものと同様になる。実施例２の構成では、干渉による定在波Ａの腹Ａ１のピークは透明電極１からの距離が９０ｎｍの位置に存在する。このため、散乱層５は、膜厚の中間位置Ｃが透明電極から９０ｎｍの位置（ピーク値の位置）となるように配置している。【０１１０】
（比較例２）
実施例２と同様にして、ＩＴＯを表面に有するガラス基板上に、ホール注入層（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を塗布で形成したのち、ホール輸送層（α−ＮＰＤ）を形成した。このとき、ホール輸送層（α−ＮＰＤ）の厚みは、実施例２における第１のホール輸送層１２ａと散乱層５と第２のホール輸送層１２ｂとの合計厚みと同じ厚みにした。それ以外は、実施例２と同様の方法にて、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１１１】
（評価２）
実施例２及び比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子について、分光放射輝度計（ＣＳ−２０００）を用いて正面輝度を測定した。その結果、有機層の総膜厚が同じで散乱層がない比較例２の正面輝度が５００ｃｄ／ｍ2のときの電流密度の場合に、実施例２の正面輝度は５５０ｃｄ／ｍ2であり、約１．１倍の高輝度化の効果が得られた。また、積分球で全光束を測定したところ、実施例２は比較例２に比べて全光束が１．１倍に増加しており、光取り出し効率が向上する効果が得られた。【０１１２】
（実施例３）
陽極（透明電極１）としてＩＴＯを製膜したガラス基板（基板７）上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳによりホール注入層１１を塗布と乾燥で形成した。次に、その上に、α−ＮＰＤによりホール輸送層１２を、スチリル系ドーパント材料とホスト材料の共蒸着により青色（蛍光）の第１の発光層３ａ（波長４４０ｎｍ）を、クマリン系ドーパント材料とホスト材料の共蒸着により緑色（蛍光）の第２の発光層３ｂ（波長５５０ｎｍ）を、Ａｌｑ3により第１の電子輸送層１３ａを順に蒸着で形成した。これにより第１の発光ユニットが得られた。【０１１３】
次に、電荷発生層１５を含む中間層６を積層した。このとき、中間層６の一部を散乱層５とした。中間層６の形成にあたっては、まず、第１の発光ユニット上（第１の電子輸送層１３ａ上）に、ｎ型電荷輸送層とｐ型電荷輸送層を順に蒸着で積層して電荷発生層１５を形成した。次に、その上に、ＳｉＯ2のナノ粒子（シグマアルドリッチ社製：直径５〜１５ｎｍ）を均一に分散させて厚み６０ｎｍでナノ粒子の層を形成した。なお、ｎ型電荷輸送層の材料としては、金属ドープ層であるCs-doped2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolineを用いた。また、ｐ型電荷輸送層の材料としては、金属酸化物であるＶ2Ｏ5を用いた。これらｎ型電荷輸送層、ｐ型電荷輸送層、及び、ＳｉＯ2からなる散乱層５で中間層６を形成した。【０１１４】
次に、中間層６の上に、第２の発光ユニットを形成した。第２の発光ユニットの形成にあたっては、まず、α−ＮＰＤにより第２のホール輸送層１２ｂを蒸着により形成した。このとき、中間層のＳｉＯ2上にα−ＮＰＤが蒸着されることで散乱性が発現する。なお、ＳｉＯ2の粒子間の間隙にはα−ＮＰＤが充填された。【０１１５】
次に、赤色りん光ドーパント材であるBis(1-phenylisoquinoline)-(acetylacetonate) iridium(III)  （ADS069RE、American Dye source社製）と、ホスト材料の(4,4'-N,N'-dicarbazole)biphenyl (CBP)とを、ドープ濃度１０％で混合して蒸着し、赤色（燐光）の第３の発光層３ｃ（波長６２０ｎｍ）を形成した。次に、Bis(2-(9,9-dihexylfluorenyl)-1-pyridine)(acetylacetonate)iridium(III)  （ADS078GE 、American Dye Source社製）と、ホスト材料の(4,4'-N,N'-dicarbazole)biphenyl (CBP)とを、ドープ濃度１５％で混合して蒸着し、緑色（燐光）の第４の発光層３ｄ（波長５４８ｎｍ）を形成した。次に、Ａｌｑ3により第２の電子輸送層１３ｂを蒸着で形成した。その後、アルカリ金属であるＬｉにより電子注入層１４、及び、アルミニウムにより光反射性電極２（陰極）を積層して形成した。【０１１６】
以上により、図３に示す構成のマルチユニット型有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１１７】
実施例３では、散乱層５の厚みは６０ｎｍであり、各色の光の発光波長よりも小さい。このため、散乱は完全拡散ではなく弱い散乱となるため、定在波の腹節がある程度保存された状態で散乱機能が発現するものと考えられる。また、実施例３における構成では、散乱層５は、その中間位置Ｃが、第１の発光ユニットにおける青発光（蛍光）と緑発光（蛍光）とにおいて、光の定在波の強度が８０％以上の位置になるように配置された。【０１１８】
（実施例４）
散乱層５の中間位置Ｃが光反射電極２の下面２０２から２５０ｎｍの位置で配置されるようにした以外は、実施例３と同様にすることにより、図４で示す構成のマルチユニット型有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１１９】
（比較例３）
実施例３と同様にして、ＩＴＯを表面に有するガラス基板上に、第１の発光ユニットを形成した。次に、第１の発光ユニットの上に、電荷発生層を含む中間層を積層した。このとき、中間層には散乱層を設けず、中間層の厚みは、実施例３における中間層６の厚みと同じにした。また、電荷発生層の材料は実施例３と同様の材料を用いた。それ以外は、実施例３と同様の方法にて、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１２０】
（比較例４）
散乱層５の中間位置Ｃが光反射電極２の下面２０２から３５０ｎｍの位置で配置されるようにした以外は、実施例３と同様にすることにより、図４で示す構成のマルチユニット型有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１２１】
（評価３）
実施例３、４及び比較例３、４の有機エレクトロルミネッセンス素子について、分光放射輝度計（ＣＳ−２０００）を用いて正面輝度を測定した。その結果、有機層の総膜厚が同じで散乱層がない比較例３の正面輝度は１０００ｃｄ／ｍ2であり、中間位置Ｃが光反射電極２の下面２０２から３５０ｎｍの位置で配置された比較例４の正面輝度は９５０ｃｄ／ｍ2であった。一方、実施例３の正面輝度は１２５０ｃｄ／ｍ2であり、実施例４の正面輝度は１３００ｃｄ／ｍ2であった。このことから、実施例３では比較例３よりも約１．２５倍の高輝度化の効果が得られ、実施例４では比較例４よりも約１．３７倍の高輝度化の効果が得られた。また、積分球で全光束を測定したところ、実施例３は比較例３に比べて全光束が１．２倍に増加し、実施例４は比較例４に比べて全光束が１．４倍に増加しており、光取り出し効率が向上する効果が得られた。
【図１】
2013042745.tif 000003
【図２】
2013042745.tif 000004
【図３】
2013042745.tif 000005
【図４】
2013042745.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013042745.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月4日(2014.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と光反射性電極との間に発光層を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層に前記発光層からの光を散乱させる散乱層が設けられ、前記発光層からの光は干渉により定在波として形成され、前記散乱層の厚みの中間位置は、前記定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に配置されている、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記散乱層は、前記発光層と前記光反射性電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記散乱層は、前記発光層と前記透明電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記有機層は、中間層を介して積層された複数の前記発光層を備えており、前記散乱層は前記中間層に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光層の光が、前記光反射性電極の位置で定在波の節を形成する請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、６０ｎｍ〜９５ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、１９０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第４の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１の形態において、前記有機層は、中間層を介して積層された複数の前記発光層を備えており、前記散乱層は前記中間層に設けられていることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月15日(2014.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と光反射性電極との間に発光層を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層に前記発光層からの光を散乱させる散乱層が設けられ、前記散乱層は、その内部で均一に分散された散乱粒子を備え、前記発光層からの光は干渉により定在波として形成され、前記散乱層の厚みの中間位置は、前記定在波の強度が、そのピーク値の８０％以上となる位置に配置されている、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記散乱層は、前記発光層と前記光反射性電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記散乱層は、前記発光層と前記透明電極との間に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記有機層は、中間層を介して積層された複数の前記発光層を備えており、前記散乱層は前記中間層に設けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光層の光が、前記光反射性電極の位置で定在波の節を形成する請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、６０ｎｍ〜９５ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機層が、１以上の緑色発光層と１以上の散乱層を有し、少なくとも１つの前記散乱層と前記光反射性電極間の距離が、１９０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲である請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【国際調査報告】
2013042745.tif 000009
2013042745.tif 000010
2013042745.tif 000011
2013042745.tif 000012