(57)【要約】【課題】発光素子全体として光取り出し効率を向上させること。【解決手段】発光素子３は、透明又は半透明な第１電極４６と、第１電極４６と対をなす光を反射する第２電極５２と、第１電極４６及び第２電極５２の一方から取り出されたホールと、第１電極４６及び第２電極５２の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層４９を備える有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１とを有し、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１は、第１電極４６と光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備える。
2009125518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明又は半透明な第１電極と、
前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
前記有機半導体層は、
前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層
を備えることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
請求項１記載の発光素子において、
前記有機半導体層は、
前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、
前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と、
前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、
前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層と
を有することを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１電極、前記有機半導体層、前記光取り出し向上層の順に屈折率が小さくなる又は、前記第１電極、前記有機半導体層、前記光取り出し向上層の屈折率が各々同等である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層の膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項２記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層は、
前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子において、
前記光電変換層の発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下、あるいは前記発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和である発光スペクトル面積が、１以上８０以下である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層は、不連続部を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項７に記載の発光素子において、
前記不連続部は、前記光取り出し向上層の前記第１電極上以外の領域に形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかに記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層は、前記第１電極上以外の領域に、抵抗値を増大させた抵抗増大部を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
透明又は半透明な第１電極と、
前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
前記有機半導体層が、
前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層
を備える、発光素子によって各画素が構成されていることを特徴とする表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極の間に与えた印加電圧に応じて発光層を発光させる発光素子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイの１つとして有機エレクトロルミネッセンス（以下「ＥＬ」と省略する）現象を利用して画像を表示する有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行われている。【０００３】
有機ＥＬディスプレイは、有機電界発光素子の発光現象を利用して画像を表示する自発光型のディスプレイであるため、視野角が広く消費電力が小さく、かつ軽量で薄く構成することができる点が特徴である。有機電界発光素子は、２つの電極の間に有機半導体層が形成されており、この有機半導体層の一部には発光層が形成されている（特許文献１参照）。【０００４】
従来の有機ＥＬディスプレイでは、各有機電界発光素子の内部において発光層が生成した光は、基板や有機半導体層内においてその層が延びる方向（横方向）に光導波しており、その割合は約８０％にも到達する。そのため従来の有機電界発光素子は、有機ディスプレイの正面方向への光取り出し効率は一般的に２０％程度に留まっており光取り出し効率が悪く、輝度を上げることが困難であった。【０００５】
このため、有機半導体層内に、発光層からの光取り出し効率を向上させるべく機能層（以下「光取り出し向上層」と称する）を設けた有機電界発光素子が従来より知られている（例えば特許文献２及び特許文献３参照）。この従来技術では、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層を透明電極に接して形成した構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１２３６９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８３７１号公報（表６、第２図）
【特許文献３】特開２００８−５９９０５号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献２及び３に記載の従来技術には、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層を透明電極に接して形成した構成が開示されているが、この場合、透明電極の屈折率ｎの値は約２．０以上と大きく、光は屈折率ｎが高い方向に導波する性質を有するため、発光強度の利得が少なくなる。特に、透明電極とＡｇ層との屈折率差が大きいため、上記導波特性は顕著に発生すると考えられる。【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層を備える。【０００９】
上記課題を解決するために、請求項７記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層を備える、発光素子によって各画素が構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。【００１１】
図１は、本実施形態としての発光素子が表示パネルの有機電界発光素子３に適用された場合の一例を示す部分断面図である。なお各層の厚さは説明の都合上簡素化しているが、これに限られない。【００１２】
有機電界発光素子３は有機半導体素子の一例であり、例えば赤色、緑色及び青色に対応させて各々形成される。図示の有機電界発光素子３は１画素を構成している。【００１３】
有機電界発光素子３は、例えばボトムエミッション型の有機電界発光素子であり、例えば赤色、緑色及び青色の各画素に対応させて各々形成される。有機電界発光素子３は、ガラス基板４５上に、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２が順次積層された構造となっている。なお有機電界発光素子３は、発光層４９内に電荷及び励起子を各々閉じ込めるための電荷及び励起子拡散層が積層された構造を採用しても良い。【００１４】
陽極４６上には、隣り合う有機電界発光素子３間に、１画素の発光エリアを限定するための発光エリア限定層５４が形成されている。この発光エリア限定層５４は、絶縁材料で構成されている。【００１５】
ガラス基板４５は、透明、半透明又は不透明な材質によって構成されている。陽極４６は第１電極に相当し、ガラス基板４５に沿って覆うように形成されている。この陽極４６は、後述する発光層４９に対してホールを供給する機能を有する。陽極４６は、本実施形態では、主としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を材質とした金属電極であるものとする。なお、これ以外にも、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）を材質としても良く、それらの合金も採用することができる。またその他にも陽極４６は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｇ又はＰｔなどを採用することができる。【００１６】
ホール注入層４７は、この陽極４６からホールを取り出し易くする機能を有する。このホール注入層４７は、例えば、正孔注入層としては、特に限定はないが、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類および無金属フタロシアニン類、カーボン膜、ポリアニリン等の導電性ポリマーを好適に採用することができる。上記ホール輸送層４８は、ホール注入層４７によって陽極４６から取り出されたホールを発光層４９に輸送する機能を有する。このホール輸送層４８は、例えば、正孔輸送性を有する有機化合物として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニル）−シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノ−ビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノ−ビフェニルＮ−フェニルカルバゾール、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ｐ−ターフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ナフタレン、４，４’−ビス［Ｎ−（９−アントリル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’’−ビス［Ｎ−（１−アントリル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ｐ−ターフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナントリル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランテニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン、２，６−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン、４．４’’−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］ターフェニル、４．４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］アミノ｝ビフェニル、４，４’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）−アミノ］ビフェニル、２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］フルオレン、４，４’’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）ターフェニル、ビス（Ｎ−１−ナフチル）（Ｎ−２−ナフチル）アミン等が挙げられる。また、このホール輸送材質はホール注入層を兼ねる事ができる材質でもある。【００１７】
光取り出し向上層９９は、ホール注入層４７とホール輸送層４８との間に形成されている。光取り出し向上層９９は、例えば銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する。この光取り出し向上層９９の詳細については後述する。【００１８】
ホール輸送層４８は、ホール注入層４７と発光層４９の間に形成されており、その材質であるＮＰＢがホール移動度を持つホール輸送性の材料として一般的であるが、本実施形態では発光効率向上又は発光効率低下抑止層という機能を発揮する。【００１９】
上記発光層４９は光電変換層に相当し、例えば有機物を材質としており、電界発光現象、つまり、いわゆるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を使った発光素子である。この発光層４９は、複数の電極４６，５２の間のいずれかに積層されており、印加電圧によって複数の電極４６，５２の間に生じた電界によって発光する機能を有する。この発光層４９は、その外部から電界を用いて受け取ったエネルギーに基づく光を放出する現象を利用し、自ら光を出力する。【００２０】
電子輸送層５０は、発光層４９と電子注入層５１との間に形成されている。電子輸送層５０は、電子注入層５１によって陰極５２から取り出された電子を効率的に発光層４９に輸送する。例えば、発光層４９や電子輸送性有機半導体層の主成分の電子輸送性を有する有機化合物としては、ｐ−テルフェニルやクアテルフェニル等の多環化合物およびそれらの誘導体、ナフタレン、テトラセン、ピレン、コロネン、クリセン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ナフタセン、フェナントレン等の縮合多環炭化水素化合物及びそれらの誘導体、フェナントロリン、バソフェナントロリン、フェナントリジン、アクリジン、キノリン、キノキサリン、フェナジン等の縮合複素環化合物およびそれらの誘導体や、フルオロセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、オキシン、アミノキノリン、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、キナクリドン、ルブレン等およびそれらの誘導体等を挙げることができる。金属キレート錯体化合物、特に金属キレート化オキサノイド化合物では、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス［ベンゾ（ｆ）−８−キノリノラト］亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム等の８−キノリノラト或いはその誘導体を配位子として少なくとも一つ有する金属錯体も挙げることができる。【００２１】
また、電子輸送性を有する有機化合物として、オキサジアゾール類、トリアジン類、スチルベン誘導体およびジスチリルアリーレン誘導体、スチリル誘導体、ジオレフィン誘導体も好適に使用され得る。【００２２】
さらに、電子輸送性を有する有機化合物として使用できる有機化合物として、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアゾール、４，４’−ビス（５，７−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス［５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル］スチルベン、２，５−ビス（５．７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス［５−（α，α−ジメチルベンジル）−２−ベンゾオキサゾリル］チオフェン、２，５−ビス［５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル］−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−｛２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル｝ベンゾオキサゾール、２−［２−（４−クロロフェニル）ビニル］ナフト（１，２−ｄ）オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレンジピニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−｛２−［４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル｝ベンゾイミダゾール、２−［２−（４−カルボキシフェニル）ビニル］ベンゾイミダゾール等も挙げられる。【００２３】
さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−メチルベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−エチルベンゼン等も挙げられる。【００２４】
また、さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ナフチル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（４−ビフェニル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ピレニル）ビニル］ピラジン等が挙げられる。【００２５】
その他、さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、１，４−フェニレンジメチリディン、４，４’−フェニレンジメチリディン、２，５−キシリレンジメチリディン、２，６−ナフチレンジメチリディン、１，４−ビフェニレンジメチリディン、１，４−ｐ−テレフェニレンジメチリディン、９，１０−アントラセンジイルジメチリディン、４，４’−（２，２−ジ−ｔ−ブチルフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。【００２６】
発光層４９上には電子注入層５１が積層されている。この電子注入層５１は、その陰極５２から電子を取り出し易くする機能を有する。この電子注入層５１上には陰極５２が形成されている。なお、この電子注入層５１はバッファー層や陰極５２としての機能を含んでいても良い。この有機電界発光素子３は、陽極４６と陰極５２との間の印加電圧に応じた電界により発光層４９が光を出力する。【００２７】
本実施形態のように有機電界発光素子３が、例えばボトムエミッションタイプである場合、この発光層４９は、主として下方に光Ｌ（外部光）を放射するが、実際上においては一例として右側に示したように意図しない方向にも光Ｌを放射してしまう。有機電界発光素子３は、上述した光取り出し向上層９９が存在しない構成である場合、発光層４９が放射した一部の光Ｌは、外部光として有機電界発光素子３の外部に取り出されることなく、有機電界発光素子３内において消失してしまいがちである。本実施形態では、このように発光層４９が放出した光Ｌのうち外部光として取り出すことができない光を「内部光」と呼ぶ。【００２８】
図２は、図１に示す有機電界発光素子３内における光路の一例を示す断面のイメージ図である。なお図示の各層の間には隙間が存在しているが、これは図面の見やすさを考慮し、設けたものであるため、実際には存在していない。また請求項の有機半導体層とは、例えばホール注入層４７、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０及び電子注入層５１のいずれか又はこれらいずれかの組み合わせを表している。【００２９】
この有機半導体層においては、その一部、例えば上述した光取り出し向上層９９に、金属、例えば銀又は銀の合金を含有させている。つまり光取り出し向上層９９は、例えば銀或いは銀の合金又は粒子を含んでいる。この光取り出し向上層９９は、その他にも、例えば銀又は銀の合金の薄膜であっても良い。なおこのような金属としては銀に限られず、その代わりに、例えば金を採用しても良い。【００３０】
有機電界発光素子３は、発光層４９は、ホールと電子の再結合によって陽極４６、陰極５２及び発光層４９に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。ここで、一般的な構成を採用した有機電界発光素子を例示した場合、当該一般的な有機電界発送素子においては、電子注入層５１、電子輸送層５０、発光層４９、ホール輸送層４８及びホール注入層４７などの有機半導体中の横方向への光伝搬は発光量の約４０％と云われている。ここでいう横方向とは発光層４９に沿った方向に相当する。発光層４９では発光点４９ａにおいて次のような光が生成される。【００３１】
＜第１発光＞
第１発光は、左側に例示しているように通常の発光を表している。陽極４６側への発光線Ｌは、透過性を有する光取り出し向上層９９及び陽極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。ここでいう発光線Ｌは、上述した光Ｌに相当する。一方、陰極５２側への発光線Ｌは陰極５２で反射され、発光層４９、光取り出し向上層９９及び陽極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。【００３２】
＜第２発光＞
第２発光は、中央に図示しているようにマイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用した発光を表している。第２発光では上述した第１発光とは異なる点のみを説明する。第２発光では、陽極４６側への発光線Ｌがホール輸送層４８にて反射し陰極５２側に戻り、この陰極５２が反射して再度陽極４６へ向かって有機電界発光素子３の外部に出力される。【００３３】
＜第３発光＞
第３発光は、ここで、陽極４６側への発光線Ｌのうち発光層４９にやや沿った方向への発光線Ｌは、一般的な構成を採用した従来の有機電界発光素子の内部で消滅しがちであったが、この有機電界発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて発光線Ｌが散乱されて、陽極４６から有機電界発光素子３の外部に出力される。有機電界発光素子３は、発光層４９に備えられた光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として発光量が増大する。このとき各層の屈折率が上述のように設定されていると、横方向への光伝搬を抑制し、さらに光取り出し効率を向上することができる。【００３４】
＜光取り出し効率の検証＞
図３は、本実施形態による効果を検証するための第１の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。この第１の比較例では光取り出し向上層９９が設けられていない。【００３５】
図３に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／ＮＰＢ（３８ｎｍ）／Ａｌｑ３(６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、Ａｌｑ３は電子輸送性の発光層であり、発光層４９と電子輸送層５０とを兼ねるものである（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【００３６】
また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７〜１．８であり、発光層４９が１．７〜１．８であり、ホール輸送層４８が１．７〜１．８である。この比較例では、駆動電圧Ｖは４．５０［Ｖ］であり、輝度Ｌは２７４［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは３．７［ｃｄ／Ａ］である。【００３７】
図４は、本実施形態による効果を検証するための第２の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。この第２の比較例ではホール注入層４７及び光取り出し向上層９９が設けられていない。【００３８】
図４に示す一例においては、陽極４６、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３(６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。この第２の比較例では、駆動電圧Ｖは４．９［Ｖ］であり、輝度Ｌは３１２［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは４．２［ｃｄ／Ａ］である。【００３９】
図５は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。【００４０】
図５に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、ＭｏＯ３は、上述した図２に示す積層構成では特に示さなかったが、光取り出し向上層９９であるＡｇに接して設けられ、光取り出し向上層９９と隣接するその他の有機半導体層４７〜５１等との電荷注入壁の増大、素子の駆動電圧の上昇等を回避する機能を有する機能層である（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【００４１】
また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７〜１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．２であり、発光層４９が１．７〜１．８であり、ホール輸送層４８が１．７〜１．８である。本実施形態における検証例における電流密度は、例えば７．５［ｍＡ／ｃｍ２］としている。【００４２】
光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．２７［Ｖ］であり、輝度Ｌは５８０［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは７．７［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが１５［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。【００４３】
図６は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。【００４４】
図６に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／４０％−ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層（３２ｎｍ）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。ここで「４０％−ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層」とは、ＴＰＴ−１（トリフェニルアミン誘導体）に４０％ＭｏＯ３を混合させた層を示している。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【００４５】
また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が２．０より大きく、光取り出し向上層９９が約０．２であり、発光層４９が１．７〜１．８であり、ホール輸送層４８が１．７〜１．８である。なお電子注入層５１、電子輸送層５０、発光層４９、ホール輸送層４８及びホール注入層４７などの有機半導体層は、全てできる限り屈折率ｎが低いことが好ましい。【００４６】
光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．１０［Ｖ］であり、輝度Ｌは５０３［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは６．７［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが１５［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。【００４７】
図７は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。【００４８】
図７に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／Ａｕ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【００４９】
また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７〜１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．６であり、発光層４９が１．７〜１．８であり、ホール輸送層４８が１．７〜１．８である。この例では既に説明した例と比べて、光取り出し向上層９９の反射率が低下しているとともに屈折率が低下している。【００５０】
光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．２９［Ｖ］であり、輝度Ｌは３６１［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは４．９［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが２０［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。【００５１】
図８は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。【００５２】
図８に示す一例においては、上述した図２に示す積層構成に加え、光取り出し向上層９９とホール輸送層４８との間に第２のホール注入層を設けている。すなわち、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、第２のホール注入層、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ)／Ａｇ（Ｘｎｍ）／４０％−ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層（２８ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【００５３】
また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７〜１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．２であり、第２のホール注入層が２．０より大きく、発光層４９が１．７〜１．８であり、ホール輸送層４８が１．７〜１．８である。すなわちこの例では、光取り出し向上層９９を挟む２つのホール注入層のうち、陰極５２側である第２のホール注入層側の屈折率ｎの方が、陽極４６側であるホール注入層４７の屈折率ｎより大きくなっている。このため、光取り出し向上層９９の厚さが１０，１５，２０ｎｍのいずれの場合であっても、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率が低下している。【００５４】
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。【００５５】
上記実施形態における有機電界発光素子３は、各層を次のように構成することもできる。【００５６】
つまり光取り出し向上層９９は透明或いは半透明の薄膜であり、反射率が高い薄膜が好ましく、更に隣接する層より屈折率が低くことが好ましい。この光取り出し向上層９９の材質としては、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｍｇの単体の金属、ＭｇＡｇ，ＭｇＡｕなどの合金系の薄膜、酸化物の薄膜、フッ化物の薄膜、酸化物、フッ化物と金属の混合系の薄膜などを採用することができる。特にＡｇ，Ａｇ合金、Ｍｇ合金系は反射率が高く、Ａｇはバルクの屈折率は１以下と低い性質を有する。これらの金属、合金系材料を使用した薄膜は、例えば半透明の１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚として使用することができる。酸化物の薄膜、フッ化物の薄膜、フッ化物と金属の混合系の薄膜は、透明性が高い場合もあるので膜厚は限定されない。さらに、その薄膜は１０ｎｍ以下でラフネス（界面が平坦ではない）があるので、そのラフネスによって横方向への伝播した光が散乱され、正面方向へ放射される。基板４５上の厚さ３ｎｍのＡｕのラフネスは２．６ｎｍである。【００５７】
光取り出し向上層９９は、膜厚を、例えば１０〜５０ｎｍとした場合、その透過率が４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域で１％〜９９％以下、特に１０〜９０％、更には２０〜７０％とすることができる。また光取り出し向上層９９は、その反射率が４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域で１％〜９９％以下、特に５〜９５％、更には１０〜７０％とすることができる。【００５８】
発光層４９は隣接する層より屈折率が同程度、或いは低いのが望ましい。【００５９】
１．積層構成の変形例
（１）ボトムエミッションタイプ（第１構成に相当）
有機電界発光素子３の積層構成としては、上述した図２に示す積層構成のように、ホール注入層４７とホール輸送層４８との間に光取り出し向上層９９が形成されている上記実施形態のような構成の他にも、次のような構成を採用することができる。【００６０】
有機電界発光素子の層構成としては、上述した図２に示す積層構成の代わりに、図９に示すように、光取り出し向上層９９の前後に第１ホール注入層４７ａ及び第２ホール注入層４７ｂが形成されていても良い。この場合、ホール注入層４７の屈折率ｎを、第１ホール注入層４７ａと第２ホール注入層４７ｂ、ホール輸送層４８の屈折率ｎと同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用し、光取り出し効率を向上することができる。【００６１】
有機電界発光素子の層構成としては、図９に示す上述した積層構成において第１ホール注入層４７ａ及びホール注入層４７に代えて、図１０に示すようにそれらの位置に混合系ホール注入層４７ｃが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６２】
有機電界発光素子の層構成としては、図９に示す積層構成においてホール輸送層４８及び第２ホール注入層４７ｂに代えて、図１１に示すようにそれらの位置に混合系ホール輸送層４８ａが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６３】
有機電界発光素子の層構成としては、図９に示す積層構成において第１ホール注入層４７ａ及びホール注入層４７並びに、ホール輸送層４８及び第２ホール注入層４７ｂに代えて、図１２に示すように各々それらの位置に混合系ホール注入層４７ｃ並びに混合系ホール輸送層４８ａが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６４】
（２）トップエミッションタイプ（第２構成に相当）
上述した実施形態は、主としてボトムエミッションタイプの有機電界発光素子３について説明してきたが、光Ｌが発光層４９から陰極５２を経由して出力されるトップエミッションタイプの有機電界発光素子にも適用することができる。【００６５】
有機電界発光素子の層構成としては、上述した図２に示す積層構成において光取り出し向上層９９を、ホール輸送層４８とホール注入層４７との間の代わりに、図１３に示すように電子輸送層５０と電子注入層５１との間の位置に形成するようにしても良い。このようにすると、光取り出し効率が向上する。【００６６】
有機電界発光素子の積層構成としては、上述した図１３に示す積層構成の代わりに、図１４に示すように、光取り出し向上層９９の前後に第１電子注入層５１ａ及び第２電子注入層５１ｂが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６７】
有機電界発光素子の層構成としては、上述した図１４に示す積層構成において第１電子注入層５１ａ及び電子注入層５１に代えて、図１５に示すようにそれらの位置に混合系電子注入層５１ｃが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６８】
有機電界発光素子の層構成としては、上述した図１５に示す積層構成において混合系電子注入層５１ｃ及び第２電子注入層５１ｂに代えて、それぞれ図１６に示すようにそれらの位置に第１電子注入層５１ａ及び混合系電子輸送層５０ｃが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００６９】
有機電界発光素子の層構成としては、上述した図１５に示す積層構成において第２電子注入層５１ｂ及び電子輸送層５０に代えて、図１７に示すように各混合系電子注入層５１ｃが形成されていても良い。このようにすると、上述のように光取り出し効率を向上することができる。【００７０】
上記各変形例においては、陽極４６は透明或いは半透明の薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を使用することができる。第２構成の場合、反射率高い薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を一部使用でき、かつ金属系、合金系の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。【００７１】
＜ホール注入層＞
ホール注入層４７は、第１ホール注入層４７ａと第２ホール注入層４７ｂ、ホール輸送層４８（図９に示す構造)より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７２】
＜第１ホール注入層＞
第１ホール注入層４７ａは、ホール注入層４７より屈折率を同程度或いは低く、第２ホール注入層４７ｂ或いはホール輸送層４８より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７３】
＜第２ホール注入層＞
第２ホール注入層４７ｂは、ホール注入層４７、第１ホール注入層４７ａより屈折率を同程度或いは低くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７４】
＜ホール輸送層＞
ホール輸送層４８については上述した第２ホール注入層４７ｂとほぼ同様であるので説明を省略する。【００７５】
＜陰極＞
陰極５２は、図２、図９〜図１２のいずれかに示す構成（第１構成：ボトムエミッションタイプに相当）の場合、反射率高い薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を一部使用でき、かつ金属系、合金系の膜厚は５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。陰極５２は、図１３〜図１７のいずれかに示す構造（第２構成：トップエミッションタイプに相当）の場合、透明或いは半透明の薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を使用することができ、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。【００７６】
＜電子注入層＞
電子注入層５１には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属などの仕事関数が３．０ｅＶより浅いエネルギーの材料を含有する化合物が使用される。特にＣｓは２．０ｅＶ付近と低い。電子注入層５１に電子輸送性を有する有機分子を混合した場合、図１０、図１１、図１５及び図１６に示す電子輸送層５０は必要なくなる場合がある。電子注入層５１は、第１電子注入層５１ａと第２電子注入層５１ｂ、電子輸送層５０（図１４に示す構造）より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７７】
＜第１電子注入層＞
第１電子注入層５１ａは、ドープする材料が異なるものの考え方は上述した第１ホール注入層４７ａとほぼ同様であり、屈折率の考えもほぼ同様である。すなわちこの第１電子注入層５１ａは、電子注入層５１或いは電子輸送層５０（図１４に示す構造）より屈折率を同程度或いは低く、第２電子注入層５１ｂより屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７８】
＜第２電子注入層＞
第２電子注入層５１ｂは、ドープする材料が異なるものの考え方は上述した第２ホール注入層４７ｂとほぼ同様であり、屈折率の考えもほぼ同様である。この第２電子注入層５１ｂは、電子注入層５１、第１電子注入層５１ａ（図１４に示す構造）より屈折率を同程度或いは低くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。【００７９】
＜電子輸送層＞
電子輸送層５０は、上述した電子注入層５１及び第１電子注入層５１ａとほぼ同様であるので、説明を省略する。【００８０】
以上説明したように、本実施形態における発光素子は、透明又は半透明な第１電極４６（陽極に相当）と、前記第１電極４６と対をなす光を反射する第２電極５２（陰極に相当）と、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の一方から取り出されたホールと、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層４９（発光層に相当）を備える有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１とを有し、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１は、前記第１電極４６と前記光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備えることを特徴とする。なおこのような構成の発光素子は、上述した有機電界発光素子３のみならず、半導体レーザなどの他の発光素子も適用することができる。【００８１】
以上説明したように、本実施形態における表示パネルは、透明又は半透明な第１電極４６（陽極に相当）と、前記第１電極４６と対をなす光を反射する第２電極５２（陰極に相当）と、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の一方から取り出されたホールと、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層４９（発光層に相当）を備える有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１とを有し、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１が、前記第１電極４６と前記光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備える、発光素子が各画素を構成することを特徴とする。【００８２】
まず発光素子３は、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１において、ホールと電子の再結合によって第１電極４６側、第２電極５２側及び有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。第１電極４６側への光は、透過性を有する光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して発光素子３の外部に出力される。【００８３】
一方、第２電極５２側への光は、マイクロキャビティ効果、多重反射干渉効果により、第２電極５２で反射され、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して発光素子の外部に出力される。【００８４】
ここで、第１電極４６側への光のうち有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１にやや沿った方向への光は、一般的な構成を採用する従来の有機電界発光素子の内部で消滅しがちであったが、この発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて散乱されて、第１電極４６を経由して発光素子３の外部に出力される。発光素子３は、基板４５に工夫をしなくても、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１に備えられた光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として輝度を上げることができる。【００８５】
なお、例えば特開２００８−２８３７１公報（段落［００３１］、［００６２］乃至［００７３］、表６、図２）や、特開２００８−５９９０５号公報（段落［００４４］乃至［００４７］、［００５７］、［００５８］、図２）、特開２００４−７９４５２号公報（段落［００４１］、［００７５］乃至［００８１］、図３）等には、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層９９を透明電極（ボトムエミッションの場合には第１電極４６、トップエミッションの場合には第２電極５２）に接して形成した構成が開示されている。この場合、透明電極の屈折率ｎの値は約２．０以上と大きく、光は屈折率ｎが高い方向に導波する性質を有するため、発光強度の利得が少なくなる。特に、透明電極とＡｇ層との屈折率差が大きいため、上記導波特性は顕著に発生すると考えられる。これに対し、本実施形態では、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内に光取り出し向上層９９を形成しているため、透明電極（ボトムエミッションの場合には第１電極４６、トップエミッションの場合には第２電極５２）中の導波特性を、光取り出し向上層９９を形成しない従来構成の場合と同等とできる上、さらに、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内の導波光を取り出すことが可能である。したがって、上記構成に比べ、光取り出し効率を向上させて、全体として輝度を上げることができる。【００８６】
上記実施形態における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体層は、前記第１電極４６と前記第２電極５２の一方（例えば実施形態では陽極に相当）上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層４７と、前記ホール注入層３７によって取り出されたホールを前記光電変換層４９に輸送するホール輸送層４８と、前記第１電極４６と前記第２電極５２の他方（例えば実施形態では陰極に相当）から電子を取り出し易くする電子注入層５１と、前記電子注入層５１によって取り出された電子を前記光電変換層４９に輸送する電子輸送層５０とを有することを特徴とする。【００８７】
このような構成の発光素子は有機電界発光素子と呼ばれている。このような構成とすると、有機電界発光素子２は、光電変換層４９は、ホールと電子の再結合によって第１電極４６側、第２電極５２側及び光電変換層４９に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。第１電極４６側への光は、透過性を有する光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。【００８８】
一方、第２電極５２側への光は、マイクロキャビティ効果、多重反射干渉効果により、第２電極４２で反射され、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。【００８９】
ここで、第１電極４６側への光のうち光電変換層４９にやや沿った方向への光は、一般的な構成を採用した従来の有機電界発光素子３の内部で消滅しがちであったが、この有機電界発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて光が散乱されて第１電極４６を経由して有機電界発光素子３の外部に出力される。有機電界発光素子３は、光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として発光量が増大する。【００９０】
上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記第１電極４６、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、前記光取り出し向上層９９の順に屈折率が小さくなる又は、前記第１電極４６、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、前記光取り出し向上層９９の屈折率が各々同等であることを特徴とする。【００９１】
このように各層の屈折率が設定されていると、発光素子３は、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。【００９２】
上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９の膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。【００９３】
このようにすると、光取り出し向上層９９を挿入した場合でも発光素子３の機能を維持しつつ光取り出し効率を向上させることができる。【００９４】
上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９は、前記ホール注入層４７と前記ホール輸送層４８との間に形成されていることを特徴とする。【００９５】
このようにすると、発光層４９が出力した光は、光取り出し向上層９９によって効率よく、陽極４６側から有機電界発光素子３の外部へと取り出されるようになる。このため有機電界発光素子３は、いわゆるボトムエミッションタイプである場合には特に光取り出し効率が向上するようになる。【００９６】
上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９は、前記電子注入層５１と前記電子輸送層５０との間に形成されていることを特徴とする。【００９７】
このようにすると、発光層４９が出力した光は、光取り出し向上層９９によって効率よく、陰極５２側から有機電界発光素子３の外部へと取り出されるようになる。このため有機電界発光素子３は、いわゆるトップエミッションタイプである場合には特に光取り出し効率が向上する。【００９８】
２．発光層の発光スペクトルを限定する場合
一般に、反射電極である陰極５２（トップエミッションタイプでは陽極４６。以下同様）と透明又は半透明な陽極４６（トップエミッションタイプでは陰極５２。以下同様）を有する有機電界発光素子の場合、陽極４６とガラス基板４５との間に材質の違いによる屈折率差がある上、陰極５２の有機半導体層側の面は鏡面であるため、干渉効果によって、発光スペクトルが素子の表示を見る角度（視角）に応じてブルーシフト（青色化）する可能性がある。特に、上述した実施形態のように、光取り出し効率を向上させるために光取り出し向上層９９を形成し、マイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用した有機電界発光素子の場合、干渉効果を最大限に活用しているため、視角によってより大きく色調がずれる上に、特に白色光を発光させる場合にはホワイトバランスが大きく崩れるという問題が生じる可能性がある。このような場合に、例えばカラーフィルタを用いても、色純度を高めることはできるが、上述のような見る角度によって色が変わるという視角依存性（視野角特性）を改善することはできない。本変形例は、このような問題を解決するために、発光層４９の発光スペクトルを限定するものである。【００９９】
本願発明者等は、発光層４９を構成する発光材料を複数種類において変更しつつ、光取り出し向上層９９等の厚さを適宜変更し、有機電界発光素子３の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  Ｌ’ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色度座標の変化量等の測定を行った。以下、その詳細について説明する。【０１００】
本変形例では、発光層４９を構成する発光材料として、Ａｌｑ３、Ｉｒｐｐｙ、Ｃ５４５Ｔ、赤色Ｉｒ錯体、ＰｔＯＥＰの５種類を用いている。これらの発光材料の化学構造式を図１８にそれぞれ示す。【０１０１】
図１９は、発光層４９を構成する上記５種類の発光材料の発光スペクトルの一例を示す図であり、図２０は、それらのスペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積の一例を示す図である。【０１０２】
図１９に示す例では、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に発光強度をとっており、各スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化したものを示している。この例では、５種類の発光材料のうち、Ａｌｑ３を実線、Ｉｒｐｐｙを破線、Ｃ５４５Ｔを点線、赤色Ｉｒ錯体を一点鎖線、ＰｔＯＥＰを二点鎖線にて示している。【０１０３】
図２０に示すように、５種類の発光材料Ａｌｑ３、Ｉｒｐｐｙ、Ｃ５４５Ｔ、赤色Ｉｒ錯体、ＰｔＯＥＰのスペクトルの半値幅（ｎｍ）はそれぞれ、１１０，９０，６５，９０，２０となっており、規格化した発光スペクトル面積はそれぞれ、１１１，８８，６７，９８，３３となっている。ここで、規格化した発光スペクトル面積とは、発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和のことであり、次式で求められる。【０１０４】
【数１】
2009125518.tif 000003
上式において、Ｔは規格化した発光スペクトル面積、Ｉλは発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長がλ（１ｎｍ単位）であるときの発光強度、λｍａｘ及びλｍｉｎは発光スペクトルの波長域の最大値及び最小値である。【０１０５】
図２１は、発光材料としてＡｌｑ３を用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。【０１０６】
図２１に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ホール注入層）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、前述したように、ＭｏＯ３は機能層であり、またＡｌｑ３は発光層４９と電子輸送層５０とを兼ねるものである（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。【０１０７】
図２１において、ΔＣＩＥは、視角を０°（正面）から６０°まで変化させた場合の色度変化を表している。また、判定欄は、輝度Ｌ、全光束、及びＣＩＥ色度座標の変化量の３項目について良否の判定を行い、良判定である項目が３つ以上である場合を○、２つである場合を△、１つ以下である場合を×としている。判定基準は、輝度Ｌ及び全光束については最上欄に記載した比較例の発光素子と比較し、比較例よりも値が大きければ良判定とし、色度座標の変化量については、おおよそ０．０５０以下であるものを良判定とする。これは、一般に色度座標の変化量が約０．０５０以下である場合には、視角依存性（視野角特性）の向上を実現できると考えられるからである。良判定である項目については図中において斜線で示している。なお、最上欄に記載された比較例は、光取り出し向上層９９が形成されておらず、マイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用しない有機電界発光素子である場合の一例である。この比較例では、ホール注入層４７の材質としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を用いており、その他ではＴＰＡ（トリフェニルアミン）を用いている。【０１０８】
図２１に示す例では、光取り出し向上層９９の厚さが例えば５ｎｍである場合、色度座標の変化量は０．０３８であり０．０５０以下であるので良判定であるが、輝度Ｌ及び全光束については比較例よりも値が小さくなっており、良判定の項目が１つのみであるため判定は×となっている。また、光取り出し向上層９９の厚さが例えば１０，１５，２０，２５ｎｍである場合、輝度Ｌ及び全光束は比較例よりも値が大きく良判定であるが、色度座標の変化量については０．０５０より大きくなっており、良判定の項目が２つのみであるためそれぞれ判定は△となっている。【０１０９】
図２２は、発光材料としてＩｒｐｐｙを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。【０１１０】
図２２に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／９％Ｉｒｐｐｙ：ＴＡＺ（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。ここで「９％Ｉｒｐｐｙ：ＴＡＺ」とは、ＴＡＺ（トリアジン誘導体）に９％Ｉｒｐｐｙを混合させた層を示している。またここでは、Ａｌｑ３は電子輸送層５０として機能する（以下においても同様）。【０１１１】
図２２に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ１５ｎｍ，３７ｎｍである場合、１８ｎｍ，３７ｎｍである場合、及び２２ｎｍ，３７ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についてもおおよそ０．０５０以下（光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さが２２ｎｍ，３７ｎｍである場合の色度座標の変化量は０．０５８であり０．０５０よりも大きな値となっているが、許容範囲内であるためここでは良判定としている）となっており、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるためそれぞれ判定は△となっている。【０１１２】
図２３は、発光材料としてＣ５４５Ｔを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。【０１１３】
図２３に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／Ｃ５４５Ｔ：Ａｌｑ３（０．７５：２，４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。ここで「Ｃ５４５Ｔ：Ａｌｑ３（０．７５：２，４０ｎｍ）」とは、Ｃ５４５ＴとＡｌｑ３とを０．７５：２．０の混合比で混合させた層を示している。【０１１４】
図２３に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ１５ｎｍ，３７ｎｍである場合、２０ｎｍ，３７ｎｍである場合、２０ｎｍ，４２ｎｍである場合、２５ｎｍ，３７ｎｍである場合、及び２５ｎｍ，４２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きく（光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さが２５ｎｍ，３７ｎｍである場合の全光束は０．９５であり比較例の１．００よりも小さな値となっているが、許容範囲内であるためここでは良判定としている）、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０よりも値が小さくなっており、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるためそれぞれ判定は△となっている。【０１１５】
図２４は、発光材料として赤色Ｉｒ錯体を用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。【０１１６】
図２４に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／赤色Ｉｒ錯体：キノリン誘導体（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（３７．５ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。【０１１７】
図２４に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ２０ｎｍ，５２ｎｍである場合、及び２０ｎｍ，６２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０よりも大きな値ではあるが許容範囲内であることから、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるため判定は△となっている。【０１１８】
図２５は、発光材料としてＰｔＯＥＰを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。【０１１９】
図２５に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／９％ＰｔＯＥＰ：Ａｌｑ３（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（３７．５ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。【０１２０】
図２５に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ２０ｎｍ，５２ｎｍである場合、及び２０ｎｍ，６２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０より小さな値であり、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、同等以上の項目が２つであるため判定は△となっている。【０１２１】
図２６は、発光層４９を構成する上記５種類の発光材料について、前述した発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積と、上述した測定結果のうちの色度座標の変化量とを対応させた例を示す図である。【０１２２】
図２６に示す例では、各発光材料について、上述した図２１乃至図２５で示す色度座標の変化量のうち、光取り出し向上層９９の厚さが約２０ｎｍであり、且つ、機能層（ＭｏＯ３：３ｎｍ）とホール輸送層４８を合わせた厚さが、各表の最上欄に示す比較例におけるホール輸送層４８の厚さと同等となる場合の値を選択して示している。なお、この選択した値を含む行を、上述した図２１乃至図２５において矢印にて示す。また図２６において、色度座標の変化量の欄の「μキャビティ構造無し」とは、各表の最上欄に示す比較例における色度座標の変化量のことであり、「μキャビティ構造有り」は上記選択した色度座標の変化量である。【０１２３】
図２７は、上記図２６に示す測定結果に基づく、半値幅と色度座標の変化量（μキャビティ構造有り）の関係の一例を示す図である。【０１２４】
図２７に示すように、発光スペクトルの半値幅が狭いほど色度座標の変化量も小さくなっている。また、各発光材料の測定値に基づく近似曲線Ｘが示すように、半値幅が８０ｎｍ以下の範囲では、色度座標の変化量がほぼ０．０３〜０．０５の範囲に収まっている。すなわち、発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲においては、前述したように色度座標の変化量が約０．０５０以下であることから、視角依存性（視野角特性）の向上を実現することができる。【０１２５】
図２８は、上記図２６に示す測定結果に基づく、発光スペクトル面積と色度座標の変化量（μキャビティ構造有り）の関係の一例を示す図である。【０１２６】
図２８に示すように、規格化した発光スペクトル面積が狭いほど色度座標の変化量も小さくなっている。また、各発光材料の測定値に基づく近似曲線Ｙが示すように、発光スペクトル面積が８０以下の範囲では、色度座標の変化量がほぼ０．０３〜０．０５の範囲に収まっている。すなわち、この発光スペクトル面積が１以上８０以下の範囲においては、前述したように色度座標の変化量が約０．０５０以下であることから、視角依存性（視野角特性）の向上を実現することができる。【０１２７】
上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光電変換層４９の発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下、あるいは発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和である発光スペクトル面積が、１以上８０以下であることを特徴とする。【０１２８】
これにより、ＣＩＥ色度座標の変化量がほぼ０．０３〜０．０５の範囲に収まるため、視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができる。【０１２９】
３．光取り出し向上層を不連続または抵抗値を増大させる場合
上述した実施形態のように、光取り出し効率を向上させるために光取り出し向上層９９を形成した有機電界発光素子の場合、光取り出し向上層９９が反射性、透過性、及び導電性を兼ね備えた材質で構成され、陽極４６（トップエミッションタイプでは陰極５２。以下同様）とほぼ同等の導電性（抵抗値）を有するため、表示パネル上で多数の画素を点灯させる場合に、陽極４６間に短絡が発生してしまい、発光が観測されない、あるいは発光が得られないという問題が生じる可能性がある。本変形例は、このような問題を解決するために、光取り出し向上層９９を所定の領域で不連続とする、あるいは抵抗値を増大させるものである。【０１３０】
図２９は、有機電界発光素子３が適用された表示パネルの概念的な構成例を、部分的に拡大した部分拡大図と共に示す図である。【０１３１】
図２９に示す例では、表示パネルは例えばパッシブマトリックス構成（アクティブマトリックス構成でもよい）となっている。この例では、ガラス基板４５上に複数の陽極４６（陽極４６−１〜４６−ｍ）を平行に配置し、その上にホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を積層し、さらにその上に複数の陰極５２（陰極５２−１〜５２−ｎ）を陽極４６と直交するように積層することにより、表示パネルが構成されている。【０１３２】
図２９中の部分拡大図には、表示パネル中の例えば４つの有機電界発光素子３（４画素）について、各発光素子３と隔壁６０、及び光取り出し向上層９９が有する分断部６５（不連続部に相当）の位置関係を示している。なお、この部分拡大図では、煩雑防止のため、光取り出し向上層９９以外の層構成の図示を省略している。隔壁６０は、陰極５２にほぼ平行な方向に延設されており、陽極４６に沿う方向に隣り合う発光素子３同士におけるホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、及び陰極５２を隔てるように設けられている（後述の図３０参照）。一方、分断部６５は、光取り出し向上層９９が分断されることにより不連続となっている部分であり（後述の図３１参照）、隔壁６０に沿う方向に隣り合う発光素子３同士の間に設けられている。【０１３３】
図３０は、図２９中Ａ−Ａ線による断面例を示す断面図である。なお、この図３０では煩雑防止のため、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を、１つの層として図示している。【０１３４】
図３０に示す例では、ガラス基板４５上に設けられた陽極４６に直交するように発光エリア限定層５４を形成し、この発光エリア限定層５４上に絶縁材料で構成された逆テーパ状の隔壁６０が形成されている。これら発光エリア限定層５４及び隔壁６０により、上述したように、隣り合う発光素子３同士におけるホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、及び陰極５２が隔てられている。【０１３５】
図３１は、図２９中Ｂ−Ｂ線による断面例を示す断面図である。なお、この図３０でも、上記図３０と同様に、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を１つの層として図示している。【０１３６】
図３１に示すように、光取り出し向上層９９は、陽極４６上以外の領域に分断部６５を有している。分断部６５は、光取り出し向上層９９が分断されることにより不連続となっている部分であり、その部分は例えばホール注入層４７又はホール輸送層４８と同じ材質で構成してもよいし、その他の材料で構成してもよい。なお、この図３１に示す例では、陽極４６上以外の領域のみに分断部６５を設けるようにしたが、これに限らず、光取り出し向上層９９の光取り出し向上機能を損なわない限りにおいては、陽極４６上の領域に分断部６５を設けてもよい。【０１３７】
上記分断部６５の形成方法としては、例えば、プラズマエッチングなどで光取り出し向上層９９の所望の箇所をエッチングする、また、ステンレス基材に穴加工し、光取り出し向上層９９を形成する等が挙げられる。あるいは、ドナーシートに光取り出し向上層９９を形成し、当該光取り出し向上層９９を配置したい箇所にレーザー照射によりドナーシートからホール注入層４７へ転写することにより、分断部６５を形成してもよい。この際、ホール注入層４７上にのみ限定されるわけではなく、ホール注入層４７ごと陽極４６上に転写してもよい。また、光取り出し向上層９９の材質を溶解させ、インクジェットで所望のエリアに光取り出し向上層９９を形成することにより分断部６５を形成してもよい。また、ホール注入層４７上に隔壁を設けることにより、光取り出し向上層９９を分断してもよい。【０１３８】
上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、不連続部６５（分断部に相当）を有することを特徴とする。【０１３９】
このようにすると、例えば光取り出し向上層９９に不連続部６５を設けない構成の場合には、光取り出し向上層９９が反射性、透過性、及び導電性を兼ね備えた材質で構成され、陽極４６とほぼ同等の導電性（抵抗値）を有するため、表示パネル上で多数の画素を点灯させる場合に陽極４６間に短絡が発生してしまい、発光が観測されない、あるいは発光が得られないという問題が生じる可能性があったのに対し、上記変形例では、光取り出し向上層９９に不連続部６５を設けるため、陽極４６間の短絡を防止することができる。これにより、各有機電界発光素子３を独立して発光させることが可能となる。【０１４０】
上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、不連続部６５は、光取り出し向上層９９の第１電極４６上以外の領域に形成されていることを特徴とする。これにより、光取り出し向上層９９の光取り出し向上機能を損なうことなく、陽極４６間の短絡を防止することができる。【０１４１】
なお、以上では光取り出し向上層９９に不連続部６５を設ける構成としたが、光取り出し向上層９９に抵抗値を増大させた抵抗増大部を設けるようにしてもよい。図３２は、この場合における図２９中Ｂ−Ｂ線に対応する断面例を示す断面図である。【０１４２】
図３２に示すように、光取り出し向上層９９は、陽極４６上以外の領域に抵抗増大部６６を有している。抵抗増大部６６は、例えば、ある程度酸素が存在する雰囲気下での加熱処理（レーザー）、あるいは光取り出し向上層９９の薄膜化等により、光取り出し向上層９９のその他の部分より抵抗値を増大させた部分である。【０１４３】
上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、第１電極４６上以外の領域に、抵抗値を増大させた抵抗増大部６６を有することを特徴とする。このようにすると、陽極４６間の短絡を防止することができるので、各有機電界発光素子３を独立して発光させることが可能となる。【０１４４】
なお、以上では、一例として基板４５が陽極４６側に配置しているがこれに限られず、陰極５２側に配置していても良い。【０１４５】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本実施形態としての発光素子が表示パネルの有機電界発光素子に適用された場合の一例を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す有機電界発光素子内における光路の一例を示す断面のイメージ図である。
【図３】本実施形態による効果を検証するための第１の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。
【図４】本実施形態による効果を検証するための第２の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。
【図５】光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
【図６】光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
【図７】光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
【図８】光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
【図９】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１０】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１２】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１３】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１４】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１５】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１６】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１７】本実施形態における有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。
【図１８】発光層を構成する５種類の発光材料の化学構造式を示す図である。
【図１９】発光層を構成する５種類の発光材料の発光スペクトルの一例を示す図である。
【図２０】発光層を構成する５種類の発光材料の発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積の一例を示す図である。
【図２１】発光材料としてＡｌｑ３を用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
【図２２】発光材料としてＩｒｐｐｙを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
【図２３】発光材料としてＣ５４５Ｔを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
【図２４】発光材料として赤色Ｉｒ錯体を用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
【図２５】発光材料としてＰｔＯＥＰを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
【図２６】発光層を構成する５種類の発光材料について、発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積と、測定結果のうちの色度座標の変化量とを対応させた例を示す図である。
【図２７】図２６に示す測定結果に基づく、半値幅と色度座標の変化量の関係の一例を示す図である。
【図２８】図２６に示す測定結果に基づく、発光スペクトル面積と色度座標の変化量の関係の一例を示す図である。
【図２９】有機電界発光素子が適用された表示パネルの概念的な構成例を、部分的に拡大した部分拡大図と共に示す図である。
【図３０】図２９中Ａ−Ａ線による断面例を示す断面図である。
【図３１】図２９中Ｂ−Ｂ線による断面例を示す断面図である。
【図３２】光取り出し向上層に抵抗増大部を設ける場合における図２９中Ｂ−Ｂ線に対応する断面例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
４６              陽極（第１電極に相当）
４７              ホール注入層
４８              ホール輸送層
４９              発光層（光電変換層に相当）
５０              電子輸送層
５１              電子注入層
５２              陰極（第２電極に相当）
６５              分断部（不連続部に相当）
６６              抵抗増大部
９９              光取り出し向上層
【図１】
2009125518.tif 000004
【図２】
2009125518.tif 000005
【図３】
2009125518.tif 000006
【図４】
2009125518.tif 000007
【図５】
2009125518.tif 000008
【図６】
2009125518.tif 000009
【図７】
2009125518.tif 000010
【図８】
2009125518.tif 000011
【図９】
2009125518.tif 000012
【図１０】
2009125518.tif 000013
【図１１】
2009125518.tif 000014
【図１２】
2009125518.tif 000015
【図１３】
2009125518.tif 000016
【図１４】
2009125518.tif 000017
【図１５】
2009125518.tif 000018
【図１６】
2009125518.tif 000019
【図１７】
2009125518.tif 000020
【図１８】
2009125518.tif 000021
【図１９】
2009125518.tif 000022
【図２０】
2009125518.tif 000023
【図２１】
2009125518.tif 000024
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年10月1日(2010.10.1)
【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】
透明又は半透明な第１電極と、
前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
前記有機半導体層は、
前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層と、
前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、
前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と、
前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、
前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層と
を備え、
前記光取り出し向上層は、
前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１電極、前記有機半導体層、前記光取り出し向上層の順に屈折率が小さくなる又は、前記第１電極、前記有機半導体層、前記光取り出し向上層の屈折率が各々同等である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層の膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子において、
前記光電変換層の発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下、あるいは前記発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和である発光スペクトル面積が、１以上８０以下である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層は、不連続部を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の発光素子において、
前記不連続部は、前記光取り出し向上層の前記第１電極上以外の領域に形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子において、
前記光取り出し向上層は、前記第１電極上以外の領域に、抵抗値を増大させた抵抗増大部を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
透明又は半透明な第１電極と、
前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
前記有機半導体層が、
前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層と、
前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、
前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と、
前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、
前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層と
を備え、
前記光取り出し向上層は、前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている、発光素子によって各画素が構成されていることを特徴とする表示パネル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層と、前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と、前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層とを備え、前記光取り出し向上層は、前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項８記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層と、前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と、前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層とを備え、前記光取り出し向上層は、前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている、発光素子によって各画素が構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
上記実施形態における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体層は、前記第１電極４６と前記第２電極５２の一方（例えば実施形態では陽極に相当）上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層４７と、前記ホール注入層４７によって取り出されたホールを前記光電変換層４９に輸送するホール輸送層４８と、前記第１電極４６と前記第２電極５２の他方（例えば実施形態では陰極に相当）から電子を取り出し易くする電子注入層５１と、前記電子注入層５１によって取り出された電子を前記光電変換層４９に輸送する電子輸送層５０とを有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
このような構成の発光素子は有機電界発光素子と呼ばれている。このような構成とすると、有機電界発光素子３は、光電変換層４９は、ホールと電子の再結合によって第１電極４６側、第２電極５２側及び光電変換層４９に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。第１電極４６側への光は、透過性を有する光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。
【国際調査報告】
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