(57)【要約】【課題】本発明は、高い光の取出し効率を実現できる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子は、光透過性基板と、前記基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、および第２電極をこの順に含み、前記構造層は、前記第２電極側の表面に、複数の凸部、および平坦部を有し、一つの凸部は平坦部に囲まれ、隣り合う２つの凸部の頂部間の距離が０．５μｍ以上、５μｍ以下であり、且つ、凸部面積比Ａｐが所定の関係を満たすことを特徴とする。本発明は、上記有機ＥＬ素子を含む照明装置、面状光源および表示装置を包含する。【選択図】図１
2019079725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、前記基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、および第２電極をこの順に含み、
前記構造層は、前記第２電極側の表面に、複数の凸部、および平坦部を有し、一つの凸部は平坦部に囲まれ、隣り合う２つの凸部の頂部間の距離が０．５μｍ以上、５μｍ以下であり、且つ、凸部面積比Ａｐが、（式１）の関係を満たす有機ＥＬ素子。
０．１２  ≦  凸部面積比Ａｐ  ≦  ０．６４        （式１）
（但し、凸部面積比Ａｐは、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積に対する、この所定面積内の凸部の投影面積の総和の比である。）
【請求項２】
前記複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の幅をｗ１ａとした場合、前記ｗ１ａが４００ｎｍから１０００ｎｍの範囲である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記凸部（Ａ）の幅をｗ１ａとし、当該凸部（Ａ）に隣り合う２つの凸部と前記凸部（Ａ）との間の２つの平坦部における幅をそれぞれｗ１ｂおよびｗ１ｃとした場合、以下の（式２）の関係を満たす、請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
０．５  ≦  ｗ１a／［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２］  ≦  ４．０        （式２）
【請求項４】
前記複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の見かけ上の高さが、５０ｎｍから３００ｎｍである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記光透過性基板と前記構造層との間に、バリア層および／または光散乱層をさらに含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
光透過性基板と前記光透過性基板の前記構造層が設けられた面とは反対側の面に、光取出しレンズ層をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を含む照明装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を含む面状光源。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の取り出し効率を改善した、有機エレクトロミネッセンス（ＥＬ）素子、ならびに当該有機ＥＬ素子を含む照明装置、面状光源、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置、表示装置などに用いられる次世代発光デバイスとして、有機ＥＬ現象を利用した発光素子（有機ＥＬ素子）が大きな注目を集めている。有機ＥＬ素子は、面発光が可能であること、低温動作が可能であること、低コスト化が可能であること、軽量化が可能であること、フレキシブルな素子の作製が可能であること、視野角依存性が少ないこと、消費電力が少ないこと、極めて薄い素子の作製が可能であることなどの利点を有する。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、一般的に、陽極、陰極、ならびに陽極および陰極に挟持される有機ＥＬ層（機能層）を備える。ここで、有機ＥＬ層は、有機発光材料を含有する発光層を含む。必要に応じて、有機ＥＬ層は、電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層、正孔注入層などをさらに含んでいてもよい。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板等の透明な基板上に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの透明導電材料からなる陽極、有機ＥＬ層、金属からなる陰極をこの順に備え、基板側から光を取り出すボトムエミッション構造を有してもよい。あるいはまた、有機ＥＬ素子は、基板上に陰極、有機ＥＬ層、透明導電材料からなる陽極をこの順で備え、基板側とは反対の側から光を取り出すトップエミッション構造を有してもよい。
【０００５】
有機ＥＬ素子は、上述の利点を有するものの、光の取出し効率が低いという問題点を有する。光の取出し効率は、発光層で発生した光の総エネルギー量に対する、光の取出し面（例えばボトムエミッション型の場合は基板面）から大気中に放出される光の総エネルギー量の比である。例えば、発光層で発生する光は全方向に放射されるため、光の多くが、異なる屈折率を有する２つの層の界面で全反射を繰り返す導波モードとなる。このため、導波モード中の熱への変化、および素子の側面からの光の出射により、目的の方向への光の取出し効率が低下する。
【０００６】
また、有機ＥＬ素子では、発光層と金属である陰極との間の距離が近いので、発光層からの光の一部は陰極の表面で表面プラズモンに変換されて失われる。これによっても、光の取出し効率が低下する。光の取出し効率は、有機ＥＬ素子を備えた表示装置、照明装置などの明るさに影響するので、光の取出し効率の改善のために種々の方法が検討されている。
【０００７】
光の取出し効率を改善する方法の１つとして、集光性を有する集光層を備えたガラス基板を用いた有機ＥＬ素子が提案されている。例えば、特開２００３−８６３５３号公報には、マイクロレンズなどの集光性構造物と、この集光性構造物を覆う透明樹脂とから成る集光層が開示されている（特許文献１参照）。この提案では、透明樹脂は、集光性構造物よりも高い屈折率を有する。集光層をガラス基板上に設けることで、ガラス基板の表面で生じる全反射を抑制し、光の取出し効率を改善している。
【０００８】
また、光の取出し効率を改善する方法の１つとして、表面プラズモン共鳴を利用する方法が提案されている。例えば、特許第４７６２５４２号明細書には、金属層（陰極）の表面に１次元または２次元の周期的微細構造を設ける方法が開示されている（特許文献２参照）。この提案において、周期的微細構造は、回折格子として機能する。これにより、陰極表面で表面プラズモンに変換されたエネルギーが光へと再変換され、光の取出し効率が向上する。
【０００９】
さらに、特許文献３には、有機ＥＬ素子の背面電極が、金属領域と誘電体領域を含み、且つ金属領域同士の一部が連結していることを特徴とする有機ＥＬ素子が開示されている。この有機ＥＬ素子では、背面電極に凹凸構造を設けることなく表面プラズモン吸収の減少を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−８６３５３号公報
【特許文献２】特許第４７６２５４２号明細書
【特許文献３】特開２０１６−１７３９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の集光層をガラス基板に設けたとしても、集光層とガラス基板との界面で全反射が生じるので、有機ＥＬ素子からの光の取出し効率は十分に高いとはいえない。また、上述の周期的微細構造を金属層に設ける場合、金属層の凹凸構造に起因してリーク電流が発生すること、金属層上に積層した各層の不均一性により発光むらが発生すること、および有機ＥＬ素子の経時的安定性が低下することなどの問題点もあった。このため、理論上効率の高い周期的微細構造を金属層に設けたとしても、有機ＥＬ素子を安定的に製造できるとは限らなかった。加えて、有機ＥＬ照明装置の省電力化および／またはフレキシブル有機ＥＬ照明装置の製造に向けて、さらに改善された光の取出し効率を有する有機ＥＬ素子が求められている。
【００１２】
本発明は、高い光の取出し効率を実現できる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この有機ＥＬ素子を含む照明装置、面状光源および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面は有機ＥＬ素子である。この有機ＥＬ素子は、光透過性基板と、前記基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、および第２電極をこの順に含み、前記構造層は、前記第２電極側の表面に、複数の凸部、および平坦部を有し、一つの凸部は平坦部に囲まれ、隣り合う２つの凸部の頂部間の距離が０．５μｍ以上、５μｍ以下であり、且つ、凸部面積比Ａｐが、以下の（式１）の関係を満たすことを特徴とする。  
０．１２  ≦  凸部面積比Ａｐ  ≦  ０．６４        （式１）
【００１４】
但し、凸部面積比Ａｐは、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積に対する、この所定面積内の凸部の投影面積の総和の比である。
【００１５】
具体的には、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積の領域（本明細書において、これを領域Ｘと称する）を設定する。この領域Ｘ内の各凸部の投影面積の総和を求める。凸部面積比Ａｐは、上記所定面積に対する凸部の投影面積の総和の比［下記（式１ａ）］である。
【００１６】
【数１】
2019079725.tif 000003
【００１７】
但し、領域Ｘは、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積を有する領域である。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子では、前記複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の幅をｗ１ａとした場合、前記ｗ１ａが４００ｎｍから１０００ｎｍの範囲であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子では、前記凸部（Ａ）の幅をｗ１ａとし、その凸部に隣り合う２つの凸部と前記凸部（Ａ）との間の２つの平坦部における幅をそれぞれｗ１ｂおよびｗ１ｃとした場合、以下の式２の関係を満たすことを特徴とする。  
０．５  ≦  ｗ１a／［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２］  ≦  ４．０        （式２）
【００２０】
本発明の有機ＥＬ素子では、前記複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の見かけ上の高さが、５０ｎｍから３００ｎｍであることを特徴とする。
【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記光透過性基板と前記構造層との間に、バリア層および／または光散乱層をさらに含んでいてもよい。また、本発明の有機ＥＬ素子は、光透過性基板の構造層が設けられた面とは反対側の面に、光取出しレンズ層をさらに含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の第２の側面は、本発明の有機ＥＬ素子を含む照明装置に関する。本発明の第３の側面は、本発明の有機ＥＬ素子を含む面状光源に関する。本発明の第４の側面は、第１の側面の有機ＥＬ素子を含む表示装置に関する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の有機ＥＬ素子は、光の取出し効率を高めることができる。さらに、本発明の有機ＥＬ素子を用いることで、優れた特性を有する照明装置、面状光源および表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の側面に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の構造層を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は切断線ＩＩｂ−ＩＩｂに沿った断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の別の例を示す断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子のさらに別の例を示す断面図であり、（ａ）はバリア層を含む例であり、（ｂ）はバリア層と光散乱層を含む例である。
【図５】（ａ）は本発明の有機ＥＬ素子の構造層の一例を示す上面図であり、（ｂ）は本発明の有機ＥＬ素子の構造層の別の例を示す上面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子の構造層を示す斜視断面図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ素子の構造層を示す斜視断面図である。
【図８】図７の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って切断した、本発明の有機ＥＬ素子の構造層の断面図である。
【図９】本発明の有機ＥＬ素子の構造層の別の例を示す上面図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ素子の構造層のさらに別の例を示す上面図である。
【図１１】本発明の第２の側面の照明装置および第３の側面の面状光源の一例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第４の側面の表示装置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】
【００２５】
本発明を、図面を参照して説明する。本発明は、有機ＥＬ素子、ならびにこの有機ＥＬ素子を含む照明装置、面状光源および表示装置を包含する。なお、本発明は、以下に記載する側面に限定されるものではない。本発明に対して、当業者の知識に基づいて種々の変更または修正を加えることが可能である。そして、そのような変更または修正が加えられた側面も本発明の範囲に含まれる。
【００２６】
（Ｉ）有機ＥＬ素子
本発明の第１の側面の有機ＥＬ素子は、基板、構造層、第１電極、発光層を含む機能層、および第２電極をこの順に含む。この有機ＥＬ素子１００の一実施形態を図１に示す。有機ＥＬ素子１００は、光透過性基板１０２、光透過性の構造層１０４、光透過性の第１電極１０６、発光層を含む機能層１０８、および第２電極１１０を、この順に積層した構造を有する。本発明の有機ＥＬ素子は、光透過性基板１０２の側から光を取り出す、ボトムエミッション構造を有する。
【００２７】
本発明の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。構造層１０４は、図２（ａ）に示すように、第２電極側の表面に、正方形の底面形状を有する複数の凸部２０２、および、この複数の凸部２０２の周囲に平坦部２０４を有する。図２に示す例では、複数の凸部２０２は、正方格子状に配列されている。すなわち、複数の凸部２０２のそれぞれは、最も接近した４つの凸部２０２によって形成される正方形の頂点部分に配置される。本発明の有機ＥＬ素子の構造層は、複数の凸部２０２が平坦部２０４により取り囲まれる構造を有することが特徴である。
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子のより具体的な構造を、図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の切断線ＩＩｂ−ＩＩｂに沿った断面図である。本発明において、構造層１０４は、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向いた複数の凸部２０２を有する。また、複数の凸部２０２とその周りの平坦部２０４の形状は、構造層１０４の上の第１電極１０６、機能層１０８および第２電極１１０へ、それぞれ維持される。第２電極１１０に構造層１０４の凸部および平坦部から転写された形状は、第２電極１１０の基板側の面およびこれと対向する面の両面に維持されうる。また、構造層１０４の形状が第２電極で維持される限り、第２電極１１０の形状は、第２電極１１０の機能層１０８側の面にのみ形成されてもよい。ここで、構造層の凸部の形状は、第２電極の機能層１０８側の面上では、凹部２０６に転写され、構造層の平坦部２０４は、第２電極上では平坦な部分（第２電極の平坦部）２０８に転写される。このような凹部２０６および第２電極の平坦部２０８の形状を有する第２電極１１０は、図２（ａ）に示すように、機能層１０８で発光された光２１０を効率よく光透過性基板１０２側への光２１２として取り出すことを可能にする。
【００２９】
本発明における構造層１０４の凸部２０２、および平坦部２０４の具体的形状、ならびに、第２電極１１０の凹部２０６、および第２電極の平坦部２０８の具体的形状は、以下の「構造層」および「第２電極」の欄で詳述する。
【００３０】
本実施形態において、第１電極１０６は、光透過性を有し、陽極となる電極である。機能層１０８は発光層を含む。第２電極１１０は、第１電極１０６の対極となる電極であり、陰極となるものである。
【００３１】
本明細書において、「光透過性」とは、光に対して透明である性質（透光性）を意味する。本発明で用いる光透過性の材料は、好ましくは紫外領域から赤外領域の光を透過する。波長領域にすると３５０ｎｍから８００ｎｍにおいて平均透過率が５０％以上であることが好ましく、平均透過率が８０％以上であることがさらに好ましい。
【００３２】
図３に示すように、本発明の第１の側面の有機ＥＬ素子の別の例は、光透過性基板１０２の構造層１０４とは反対側の表面に、集光レンズ層３０２と光透過性層３０４とを含む光取出しレンズ層３１０をさらに含む。
【００３３】
本発明の有機ＥＬ素子は、図４（ａ）に示すように、バリア層４０２をさらに含んでもよい。バリア層４０２は、第１電極１０４、機能層１０６および第２電極１１０にとって有害な水分などの侵入を防止するための層である。この機能をより効果的に発現するために、図４（ａ）に示すように、光透過性基板１０２と第１電極１０６との間にバリア層４０２を設けることが望ましい。図４（ｂ）に示すように、本発明の有機ＥＬ素子のさらに別の例は、光散乱層４０４をさらに含む。光散乱層４０４は、好ましくは、図４（ｂ）に示すように、光透過性基板１０２と構造層１０４との間に設けられる。また、この例においても、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、光取出しレンズ層３１０をさらに含んでもよい。
【００３４】
本明細書において、光透過性基板１０２、構造層１０４および第１電極１０６を含む部分を「光取り出し基板１２０」とも称する。また、本明細書において、任意要素である光取出しレンズ層３１０、バリア層４０２および光散乱層４０４を光取り出し基板１２０に含めることができる。
【００３５】
次に、有機ＥＬ素子１００の各部について詳細に説明する。
【００３６】
［光透過性基板］
光透過性基板１０２は、所定の光（好ましくは可視領域の光）を透過する板状部材である。その材料は、ガラス、プラスチックなどの従来から有機ＥＬ素子に利用されているものであれば特に限定されない。光透過性基板１０２は、ガラス板、またはポリマーから構成される板もしくはフィルムなどであることが好ましい。
【００３７】
ガラスの例は、例えば、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを含む。
【００３８】
ポリマーの例は、例えば、以下の材料：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン；セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースニトレートなどのセルロースエステル類またはそれらの誘導体；ポリ塩化ビニリデン；ポリビニルアルコール；ポリエチレンビニルアルコール；シンジオタクティックポリスチレン；ポリカーボネート；ポリエーテルケトン；ポリイミド；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリフェニレンスルフィド；ポリスルホン類；ポリエーテルイミド；ポリエーテルケトンイミド；ポリアリレート；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂；ノルボルネン樹脂などのシクロオレフィン系樹脂などを含む。
【００３９】
［バリア層］
バリア層４０２は、本発明の有機ＥＬ素子の任意選択的な要素である。バリア層４０２は、有機ＥＬ素子１００（特に、機能層１０８）の劣化をもたらす水分、酸素などの侵入を抑制する機能を有する。バリア層４０２は、無機物の被膜、または無機物の被膜および有機物の被膜の両者を含むハイブリッド被膜であってよい。バリア層４０２の膜厚は、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００４０】
バリア層４０２を形成するための無機物は、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素などを含む。ハイブリッド被膜は、無機物の被膜の機械的脆弱性を解消する点で有用である。ハイブリッド被膜は、好ましくは、無機物の被膜と有機物の被膜とが積層された構造を有する。ハイブリッド被膜において用いられる有機物は、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂などを含む。ハイブリッド被膜中の無機物の被膜および有機物の被膜の数ならびに積層順序は特に制限されない。より好ましくは、バイブリッド被膜は、無機物の被膜と有機物の被膜とが交互に積層された構造を有する。
【００４１】
バリア層４０２は、１．０×１０-2ｇ／（ｍ2・２４ｈ）以下の、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定される水蒸気透過度（２５±０．５℃、９０±２％ＲＨ）を有することが好ましい。より好ましくは、バリア層４０２は、１．０×１０-5ｇ／（ｍ2・２４ｈ）以下の水蒸気透過度を有する。さらに、バリア層４０２は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定される、１．０×１０-3ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以下の酸素透過度を有することが好ましい。最も好ましくは、バリア層４０２は、１．０×１０-3ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以下の酸素透過度、および１．０×１０-3ｇ／（ｍ2・２４ｈ）以下の水蒸気透過度の両方を有する。
【００４２】
バリア層４０２は、当技術分野において慣用的に利用されている任意の手段を用いて形成することができる。これらの手段は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを含む。
【００４３】
本発明の有機ＥＬ素子において、光透過性基板１０２としてポリマー板またはポリマーフィルムを用いる場合、このポリマー板またはポリマーフィルムの表面は、バリアコーティングを有していてもよい。このバリアコーティングは、バリア層４０２として機能しうる。
【００４４】
［光散乱層］
光散乱層４０４は、本発明の有機ＥＬ素子の任意選択的な要素である。光散乱層４０４は、有機ＥＬ素子の発光のうち、発光層を含む機能層１０８と光透過性基板１０２との間に存在する各層の屈折率の差に起因する、各層の界面における全反射による光のロスを低減し、光の取出効率を向上させる機能を有する。光散乱層４０４の膜厚は、０．５μｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００４５】
光散乱層４０４は、光透過性であることが要求される。光散乱層４０４は、光透過性樹脂に微粒子を添加することによって調製することができる。光透過性樹脂は：低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体［エチレン−ドモン（ＤＭＯＮ）共重合体］、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体などのポリオレフィン系樹脂；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などのポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、メタキシレンジアミン−アジピン酸縮重合体などのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリルイミドなどのイミド系アクリル樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体などのスチレン−アクリロニトリル系樹脂；ポリスチレン；ポリアクリロニトリル；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどのセルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの水素結合性樹脂；アイオノマー樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂などを含む。また、微粒子は、無機微粒子、有機微粒子またはこれらの組み合わせであってよい。有機微粒子は、アクリル系ポリマー、スチレンポリマー、スチレン−アクリルポリマーおよびその架橋体、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物、ポリウレタン、ポリエステル、シリコーン、フッ素系ポリマー、これらの共重合体からなる微粒子を含む。無機微粒子は：スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子；シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物からなる微粒子；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウムなどの無機化合物からなる微粒子；および２種以上の無機酸化物を焼結して得られるガラス材料からなる微粒子を含む。２種以上の有機微粒子および／または無機微粒子の組み合わせを用いてもよい。
【００４６】
光散乱層４０４と構造層１０４の間に、光散乱層４０４の表面の凹凸を埋包し、平滑性を向上させる緩衝層（図示せず）を設けてもよい。また、緩衝層に屈折率を調整する微粒子を含んでもよい。緩衝層は光透過性であることが要求され、光散乱層と同様の光透過性樹脂を用いることができる。屈折率を調整する微粒子は、酸化チタン、ジルコニアなどの無機酸化物からなる微粒子を含む。
【００４７】
また、光散乱層４０４は光透過性で表面に凹凸形状を有する層と、その上に凹凸形状を緩衝し、さらに屈折率を調整する層を積層してもよい。これらは、上述した光透過性樹脂および微粒子で説明した材料を用いることができる。
【００４８】
［構造層］
本発明の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。本発明では、構造層１０４は、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて突出した複数の凸部２０２と、この複数の凸部２０２のうちの隣り合った凸部の間に、平坦部２０４を有する（例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。凸部２０２および平坦部２０４は、構造層１０４の上に積層される第１電極１０６、機能層１０８および第２電極１１０へ、それぞれの形状が転写され、維持される。本発明では、構造層１０４は、０．１μｍ〜５μｍの膜厚（凸部を含む）を有することが好ましい。
【００４９】
以下に、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した有機ＥＬ素子を例にとり、本発明の有機ＥＬ素子について詳細に説明する。この実施形態（第１の実施形態）では、構造層１０４は、正方形の底面形状を有する凸部２０２および、その周りを囲む平坦部２０４を含む。
【００５０】
図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、構造層１０４は、第２電極１１０側の面（すなわち、第１電極１０６との界面）に、複数の凸部２０２、および平坦部２０４を有する。複数の凸部２０２は、第１の実施形態の例では正方形の底面を有する。また、凸部２０２は、底面から頂部に向けてなだらかな曲面を持つ（すなわち、稜線を持たない）形状を有する（図５〜図８参照）。第１の実施形態の例では、複数の凸部２０２は、正方格子状に配列されている。すなわち、複数の凸部２０２のそれぞれは、最も接近した４つの凸部２０２が形成する正方形の頂点部分に配置されている。また、複数の凸部２０２のそれぞれは、周囲が平坦部２０４と接触している。すなわち、凸部の一つ一つが、その周りを平坦部２０４により囲まれている。このように、本発明の有機ＥＬ素子では、複数の凸部２０２は、隣り合った凸部と接することはなく、有機ＥＬ素子の表示領域内で、それぞれが孤立して存在することが特徴である。
【００５１】
本発明において、凸部２０２は、構造層１０４の表示領域に相当する部分の６０％以上、好ましくは８０％以上の領域を占めることが好ましい。
【００５２】
図５（ａ）および図５（ｂ）を参照して、第１の実施形態の構造層１０４について、さらに詳細に説明する。図５（ａ）は、有機ＥＬ素子の表示領域を上面から見た図であり、図２（ａ）と同様の形態である。図５（ａ）では、凸部２０２が正方格子状に構造層上に配置されている。また、図５（ａ）では、凸部２０２が構造層上に投影された形状（底面の形状である正方形）で示されている。
【００５３】
本発明の有機ＥＬ素子では、凸部２０２および平坦部２０４は、以下の第１の条件（式１）を満たすことが必要である。すなわち、凸部２０２の面積比（凸部面積比）Ａｐが０．１２以上、０．６４以下であることが必要である。  
０．１２  ≦  凸部面積比Ａｐ  ≦  ０．６４        （式１）
【００５４】
但し、凸部面積比Ａｐは、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積に対する、この所定面積内の凸部の投影面積の総和の比である。
【００５５】
凸部面積比Ａｐについて以下に説明する。まず、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積の領域（領域Ｘ）を設定する。この領域Ｘ内の凸部の投影面積の総和を求める。凸部面積比Ａｐは、上記所定面積に対する凸部の投影面積の総和の比［下記（式１ａ）］である。
【００５６】
【数２】
2019079725.tif 000004
【００５７】
但し、領域Ｘは、有機ＥＬ素子の表示領域内における所定面積を有する領域である。
【００５８】
このように、凸部面積比Ａｐは、有機ＥＬ素子の表示領域内の領域Ｘの面積に対する、この領域Ｘ内の凸部の投影面積の総和の比である。言い換えると、有機ＥＬ素子を表示領域の上面から見た場合、上記領域Ｘの面積に対する凸部の総投影面積の比である。
【００５９】
具体的には、図５（ａ）に示されるように、構造層１０４上の領域Ｘ５１０を決定し、その面積を求める。次いで、この領域Ｘ５１０の中にある複数の凸部２０２の投影面積をそれぞれ求め、その総和を求める。上記領域Ｘ５１０の面積に対する、上記投影面積の総和の比を、凸部面積比Ａｐと定義する。本明細書において、凸部２０２の「投影された形状」は、構造層１０４上の凸部２０２を真上から見たとき、構造層上に投影された凸部の形状をいう。具体的には、図２（ａ）および図２（ｂ）のような底面が正方形の形状の凸部の場合、図５（ａ）に示されるような正方形に投影された形状をいう。本明細書において、凸部２０２の「投影面積」は、上記の凸部２０２の「投影された形状」内の面積（図５（ａ）等の凸部２０２を斜線で示した領域）をいう。
【００６０】
本発明では、上記領域Ｘを複数設定することが望ましい。好ましくは、領域Ｘは１０箇所以上設定する。領域Ｘは、構造層１０４上の表示領域の全領域において、偏りがないように設定することが望ましい。本発明では、複数の領域Ｘは、図５（ａ）の領域５１０、５１２のように、同じ面積を有していてよい。あるいは、これらの複数の領域Ｘは異なる面積を有していてもよい。また、上記領域Ｘは３個以上の凸部２０２を含むことが望ましい。領域Ｘの各々は、３個以上の凸部２０２を含むことを条件に、５０μｍ□（□はスクエア）、好ましくは、２μｍ□以上、１０μｍ□以下の面積を有することが好ましい。
【００６１】
本発明では、図５（ａ）に示したように、凸部２０２が正方格子状に規則正しく整列した構造層１０４が特に好ましい。但し、図５（ａ）のような規則正しく配列した凸部２０２を有する構造層１０４以外に、凸部２０２がランダムに配列された構造層１０４であってもよい。例えば、図５（ｂ）に示されるように、構造層１０４は、ランダムに配列された凸部２０２とその周囲の平坦部２０４を有していてもよい。また、例えば、領域Ｘ５１０’、５１２’を設定することができる。このように凸部２０２がランダムに配置される場合であっても、規則的に配置された凸部２０２で説明したとおりの領域Ｘ、および凸部２０２の条件が満たされることが必要である。更に、本発明では、構造層１０４は、規則正しく配列した凸部を含む領域と、ランダムに配列した凸部を有する領域の両方を含んでいてもよい。
【００６２】
凸部面積比Ａｐは、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製ＡＦＭ５４００）などにより機能層１０４の所望の領域を観察することによって得ることができる。本発明では、平坦部２０４は、光透過性基板１０２の光が出射される面と平行な部分をいう。凸部２０２は平坦部２０４以外の、構造層１０４の機能層側表面上に突出した領域をいう。また、平坦部２０４は、構造層１０４の凸部２０２を除いた領域において、高さ方向の分布が、最も低い位置と最も高い位置の平均値に対し、プラスマイナス１０ｎｍの高さの分布を有していてもよい。また、全ての平坦部２０４は、構造層１０４の凸部２０２が設けられていない面から同じ高さを有していることが特に好ましい。
【００６３】
本発明では、１０箇所以上の領域Ｘを観察し、それぞれの領域Ｘで得られる凸部面積比を求める。次いで、得られた領域Ｘ毎の凸部面積比の算術平均値を求め、（式１）を満たすか否かを判断する。
【００６４】
凸部２０２が（式１）の条件を満たすことは、（ｉ）第２電極１１０の機能層側表面において、第２電極の平坦部２０８を伝播する表面プラズモンが凹部２０６部分で再変換され、光として再放射される効果と、（ｉｉ）第２電極の平坦部２０８における高い反射率による直接反射の効果を得る上で重要である。
【００６５】
凸部２０２、および平坦部２０４を含む構造層１０４の形状は、その上に形成される層（すなわち、第１電極１０６、機能層１０８、および第２電極１１０）に転写され、その形状が維持される。例えば、第２電極１１０は、第２電極１１０と機能層１０８との界面に、構造層１０４の凸部２０２、および平坦部２０４にそれぞれ対応する、凹部２０６、および第２電極の平坦部２０８を有する。
【００６６】
構造層１０４に設けられる凸部２０２、および平坦部２０４は、上記（式１）の条件に加え、図６〜図８を参照して以下に説明する諸条件を満たすことが好ましい。
【００６７】
第１の追加の条件は、構造層１０４において、隣り合う凸部２０２の頂点間の距離が所定の範囲内にあることである。具体的には、隣り合う凸部２０２の頂点間の距離は好ましくは０．５μｍ以上、５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上、３μｍ以下の範囲である。この頂点間の距離を設定することにより、第２電極１１０の凹部２０６が、機能層１０８が発した光を高い効率で光透過性基板１０２側に反射することができる形状となる。
【００６８】
上記頂点間を、図６を参照して説明する。凸部２０２ａの１つの頂点に「隣り合う」頂点は、平坦部２０４を介した、凸部２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄおよび２０２ｈの頂点、ならびに、凸部２０２ｅ、２０２ｆ、２０２ｉおよび２０２ｊの頂点を意味する。本発明においては、凸部２０２ａの頂点と、凸部２０２ｂ〜ｊの頂点のそれぞれとの間の距離が０．５μｍ以上、５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上、３μｍ以下の範囲にある。
【００６９】
本発明では、上記（式１）の条件と、上記頂点間の距離の両方の条件を満たすことが好ましい。
【００７０】
次に、図７および図８を参照して、構造層１０４の凸部２０２と平坦部２０４との関係を説明する。図７は、図６と同様の凸部２０２および平坦部２０４を含む構造層１０４を示す斜視断面図である。図７には、この構造層１０４の一部を切り出すための切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ（７０２）が示されている。図８は、図７の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ（７０２）に沿った面で切断した断面図である。切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ（７０２）は、凸部２０２ａ、凸部２０２ｂおよび２０２ｃの頂点を通る直線である。切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ（７０２）に沿った面で切断した断面は、光透過性基板１０２の主面に対して垂直である。
【００７１】
本発明において、構造層１０４の凸部２０２と平坦部２０４との関係を考察する場合、図７に示すように、（ｉ）凸部２０２ａと、凸部２０２ａを中心とした隣り合う凸部２０２ｂおよび２０２ｃ、ならびに、（ｉｉ）凸部２０２ａと凸部２０２ｂの間の平坦部２０４ａおよび）凸部２０２ａと凸部２０２ｃの間の平坦部２０４ｂを考える。
【００７２】
次に、図８を参照すると、凸部２０２ａは頂点８０２ａを有する。この頂点８０２ａは、構造層１０４の底面８０４からの高さが最大である凸部２０２ａの位置である。本発明では、この構造層１０４の底面８０４から頂点８０２ａまでの高さをＨ１０と定義する。また、図８に示すように、凸部２０２ａと凸部２０２ｂとの間の平坦部２０４ａの底面８０４からの高さをＨ１１と定義する。また、第１の実施形態では、凸部２０２ａと凸部２０２ｃとの間の平坦部２０４ａの底面８０４からの高さもＨ１１とする。そして、Ｈ１０の値からＨ１１の値を引いた高さを、凸部２０２ａの「見かけ上の高さ」Ｈ１ａと定義する。また、凸部２０２ａの幅（平坦部２０４ａと平坦部２０４ｂの間の水平方向距離）を、凸部２０２ａの幅ｗ１ａと定義する。なお、本発明では、上述したとおり、平坦部２０４ａと２０４ｂの高さＨ１１は、平坦部のばらつきなどにより同じ値とならないことがある。その場合は、両方の高さの算術平均を平坦部の高さＨ１１とすればよい。本発明では、凸部２０２の頂点（例えば図８の頂点８０２ａ）は、底面の中心（または重心）にあることが好ましい。しかし、本発明において、凸部２０２の頂点は、凸部の底面の中心（または重心）にある必要はない。凸部２０２の頂点は、底面の範囲内にあればよい。
【００７３】
本発明では、凸部２０２ａの幅ｗ１ａは４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。凸部２０２ａの幅ｗ１ａが上記の範囲内の数値であれば、当該幅ｗ１ａを、機能層からの発光波長と同程度の寸法に維持することができる。これは、第２電極１１０における表面プラズモンの再変換による光の再放射の効果を得る上で重要である。
【００７４】
図８に示されるように、平坦部２０４ａおよび平坦部２０４ｂの水平方向の距離をそれぞれ平坦部２０４ａの幅ｗ１ｂおよび平坦部２０４ｂの幅ｗ１ｃと定義する。ここで、本発明における幅ｗ１ａ、幅ｗ１ｂおよび幅ｗ１ｃは、注目の切断線（図８の例では、図７の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ）に沿った距離である。本発明では、切断線は、一つの凸部の頂点と、これに隣り合う２つの凸部の頂点を結ぶ直線であることが好ましい。
【００７５】
本発明では、平坦部２０４ａおよび平坦部２０４ｂの水平方向の距離の算術平均値ｗ１ｆ［ｗ１ｆ＝（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２］に対する凸部２０２ａの幅ｗ１ａの比が、０．５以上、４．０以下であることが好ましい。すなわち、ｗ１ａとｗ１ｆが、以下の（式２）を満たすことが好ましい。  
０．５  ≦  ｗ１ａ／ｗ１ｆ≦  ４．０      （式２）
【００７６】
ｗ１ｆに対するｗ１ａの比が、上記の範囲内であることは、有機ＥＬ素子の第２電極内を水平方向に伝播する電磁波が、平坦部と凹部の境界点で表面プラズモンの再変換により光として再放射される効果を得る上で重要である。すなわち、構造層１０４の形状が転写される第２電極１１０の表面において、第２電極の平坦部２０８を有機ＥＬ素子の水平方向に伝播する電磁波が、当該平坦部２０８と凹部２０６の境界部分で表面プラズモンの再変換により光として再放射される効果を得ることができる。
【００７７】
構造層１０４の凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａは、５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。Ｈ１ａが上記の範囲内の数値を有することによって、表面プラズモンの再変換に有効な範囲に第２電極１１０の凹部２０６の深さを維持することができる。これは、表面プラズモンの再変換による光の再放射の効果を得る上で重要である。また、Ｈ１ａが上記の範囲内の数値を有することによって、機能層１０８に含まれる層（例えば発光層など）の表面の均一性を維持し、リーク電流による発光不良を防止することが可能となる。
【００７８】
上記凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａおよび（式２）の計算に必要な寸法（ｗ１ａ、ｗ１ｂ、およびｗ１ｃ）の値は、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製ＡＦＭ５４００）などを使用して求めることができる。例えば、構造層１０４上の図７および図８に相当する測定点を１０箇所以上設け、それぞれの測定点で、Ｈ１ａ、ｗ１ａ、ｗ１ｂ、およびｗ１ｃを測定すればよい。１０箇所以上の測定点は、構造層１０４上の１０箇所以上の領域Ｘ（上で説明した領域Ｘ５１０、５１２など）内に、それぞれ設定することが好ましい。なお、同一の領域Ｘ内に複数の測定点を設けてもよい。また、測定点は構造層１０４の表示領域の全領域において、偏りがないように設定することが望ましい。本明細書では、上記領域Ｘを、測定点を含む概念で呼ぶ場合、「エリア」と称する。
【００７９】
上記（式２）の条件を満たすか否かを検討するには、まず、上記の１０箇所以上の測定点で、ｗ１ａ、ｗ１ｂ、およびｗ１ｃを測定する。次に、それぞれの測定で得られたｗ１ａ、ｗ１ｂ、およびｗ１ｃの寸法を、以下の（式３）に代入して、各測定点におけるｗ１ａ／ｗ１ｆの値を求める。  
ｗ１ａ／ｗ１ｆ＝ｗ１ａ／［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２］      （式３）
【００８０】
得られた１０箇所以上の（式３）の比の算術平均値を求める。得られた平均値が（式２）を満足するかどうかを判定する。
【００８１】
本発明では、上述したとおり、１０箇所以上の各「エリア」で測定した数値に基づいて、凸部面積比およびｗ１ａ／ｗ１ｆの算術平均を求める。本発明では、当該算術平均が上記（式１）および（式２）を満たしていればよい。すなわち、上述した１０箇所以上の「エリア」のそれぞれが、（式１）の凸部面積比Ａｐおよび（式２）のｗ１ａ／ｗ１ｆの条件を満たす必要はない。１０箇所以上の「エリア」のうち、（式１）および（式２）の何れかまたは両方を満たさないものが存在してもよい。このような場合、（式１）および（式２）の両方を満たす「エリア」は、構造層１０４上で周期的に配列されていてもよいし、ランダムに配列されていてもよい。本発明において、（式１）および（式２）の両方を満たす「エリア」は、好ましくは、構造層１０４の表示領域の全領域に対し、５０〜１００％、より好ましくは、８０％〜１００％である。最も好ましくは、（式１）および（式２）の両方を満たす「エリア」は、構造層１０４上の１００％を占める。
【００８２】
本発明では、（式１）および（式２）の条件については、（式１）を満たせば十分であるが、（式１）および（式２）の両方の条件を満たすことが特に好ましい。
【００８３】
上述した第１の実施形態は、図２、図５〜８に具体的に示された構造層に基づいて説明した。しかし、本発明は、図２、図５〜８に具体的に形状を示した凸部２０２および平坦部２０４を有する構造層に限定されない。特に、本発明の凸部２０２および平坦部２０４の形状は、第２電極１１０へ転写された形状が、機能層１０８から発せられた光を効率よく光透過性基板１０２側へ反射する限り、特に限定されない。
【００８４】
例えば、凸部は、底面が円形で半球形状の凸部を有する形状であってもよい。別の凸部の例として、底面が四角形状ではなく、三角形状、五角形状、六角形状等の多角形の形状を挙げることができる。本発明では、凸部の突出部分および凸部の配置は、上述した各条件（Ｈ１ａ、ｗ１ａ、ｗ１ａ／ｗ１ｆなど）を満たす限り、どのような形状であってもよい。
【００８５】
例えば、凸部の形状および配置は，図９に示すような第２の実施形態、または図１０に示すような第３の実施形態のものであってよい。具体的には、図９に示す構造層１０４の凸部２０２は、図２（ａ）に示す凸部２０２と同じ形状を有する。また、図９に示す構造層１０４の凸部は、１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれ、１つの凸部２０２を中心にして、その周りに６つの凸部が正六角形の各頂点に位置する。
【００８６】
図１０に示す構造層１０４の凸部２０２は、その底面が真円形であり、突出部が半球状である。また、図１０に示す構造層１０４の凸部は、１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれ、１つの凸部２０２を中心にして、その周りに６つの凸部が六角形の各頂点に位置する。ここで、第３の実施形態で、図１０に示すように、縦方向の凸部の頂部を通る１つの列（図１０中でｐ１で表した点線の列）と、この列と隣り合ったと粒の頂点を通る列（図１０中でｐ２で表した点線の列）との間の距離をｘと定義し、この縦方向の２つの列に直行する横方向の２つの隣り合った列（図１０中でｑ１およびｑ２で表した点線の列）の間の距離をｙと定義する。第３の実施形態では、ｘとｙの比は１：１ではない。このｘとｙの比は、ｘ：ｙ＝３２：２３〜３２：２９、好ましくは３１：２５〜３１：２６である。
【００８７】
なお、図１０の凸部は、図２（ａ）または図９に示すような形状の凸部であってもよい。特に、本発明では、凸部２０２の突出部分は凸状の曲面（図５〜８に示すような稜線のない曲面）または半球状であることが好ましい。
【００８８】
本発明において、幅ｗ１ａ、幅ｗ１ｂおよび幅ｗ１ｃを求めるための切断線は、図７に示すように、有機ＥＬ素子の表示領域の外周の一辺に対して平行な方向に採ることが好ましい。幅ｗ１ｂおよび幅ｗ１ｃを測定する断面の方向によって、これらの測定値が同じ値とならない場合（例えば、図９および図１０に示す凸部の配置、ランダムな配置など）、幅ｗ１ａ、幅ｗ１ｂおよび幅ｗ１ｃを求めるための切断線は、１つの凸部を中心として２つの隣り合った凸部ができるだけ接近するように採ることが好ましい。
【００８９】
構造層１０４は光透過性である。構造層１０４は、好ましくは光透過性樹脂を含む。光透過性樹脂は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体［エチレン−ドモン（ＤＭＯＮ）共重合体］、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体などのポリオレフィン系樹脂；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などのポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、メタキシレンジアミン−アジピン酸縮重合体などのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリルイミドなどのイミド系アクリル樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体などのスチレン−アクリロニトリル系樹脂；ポリスチレン；ポリアクリロニトリル；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどのセルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの水素結合性樹脂；アイオノマー樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂などを含む。
【００９０】
屈折率の調整および／または光散乱性の付与を目的として、構造層１０４に微粒子を添加してもよい。屈折率の調整を目的として添加される微粒子は、酸化チタン、ジルコニアなどの無機酸化物からなる微粒子を含む。
【００９１】
光散乱性の付与を目的として添加される微粒子は、無機微粒子、有機微粒子またはこれらの組み合わせからであってよい。有機微粒子は、アクリル系ポリマー、スチレンポリマー、スチレン−アクリルポリマーおよびその架橋体、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物、ポリウレタン、ポリエステル、シリコーン、フッ素系ポリマー、これらの共重合体からなる微粒子を含む。無機微粒子は、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子；シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物からなる微粒子；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウムなどの無機化合物からなる微粒子；および２種以上の無機酸化物を焼結して得られるガラス材料からなる微粒子を含む。２種以上の有機微粒子および／または無機微粒子の組み合わせを用いてもよい。
【００９２】
［電極］
以下、第１電極１０６および第２電極１１０について説明する。ここでは、第１電極１０６を陽極として用い、第２電極１１０を陰極として用いる場合を説明する。ただし、本発明は、この場合に限定されない。本発明において、第１電極１０６を陰極として用い、第２電極１１０を陽極として用いてもよい。この場合には、第１電極１０６を光透過性陰極として用い、第２電極１１０を反射性陽極として用いることが好ましい。
【００９３】
（第１電極１０６：陽極）
第１電極１０６を陽極として用いる場合、第１電極１０６は、大きな仕事関数を有する材料から形成される。用いることができる材料は、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、およびこれらの混合物を含む。陽極として用いる第１電極１０６を形成するための材料は：アンチモンをドープ（添加）した酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケルなどの金属；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物；ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料などを含む。第１電極１０６は積層体であってもよい。例えば、第１電極１０６は、上記材料からなる層の積層体であってもよい。本発明では、導電性金属酸化物を用いて第１電極１０６を形成すること好ましい。生産性、高導電性、透明性などの点から、ＩＴＯを用いて第１電極１０６を形成することが特に好ましい。
【００９４】
陽極として用いる第１電極１０６側から発光した光を取り出す場合には、第１電極１０６は、５０％より大きい光透過率を有することが望ましい。また、第１電極１０６は、数百Ω／□以下のシート抵抗を有することが好ましい。さらに、使用する材料にもよるが、第１電極１０６は、通常１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲内、好ましくは１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。
【００９５】
（第２電極：陰極）
前述の通り、第２電極１１０には、構造層１０４の形状が転写される。具体的には、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、構造層１０４の凸部２０２、および平坦部２０４の形状が、第２電極１１０１凹部２０６、および第２電極の平坦部２０８にそれぞれ転写される。構造層１０４の形状は、少なくとも、第２電極１１０の光透過性基板１０２側の面（第２電極１１０と機能層１０８との界面）に転写される。第２電極１１０の光透過性基板１０２とは反対側の面（いわゆる上面）には、構造層１０４の形状が転写されてもよいし、転写されなくてもよい。凹部２０６、および第２電極の平坦部２０８を有する第２電極１１０と機能層１０８との界面は、高い効率で光を反射して、光透過性基板１０２から効率的に光を取り出すことを可能にする。本明細書において、第２電極１１０と機能層１０８との界面における「反射」は、（１）機能層１０８の発光層から発した光の一部が第２電極１１０で光透過性基板１０２側へ反射されること（通常の反射）、および（２）発生した表面プラズモンが再変換され、光透過性基板１０２側に光が出射されること（表面プラズモン吸収の抑制）の両方を意味する。
【００９６】
第２電極１１０を陰極として用いる場合、第２電極１１０は、小さい仕事関数を有する材料から形成される。陰極として用いることができる材料は、望ましくは４．５ｅＶ以下の仕事関数を有する金属（以下、「電子注入性金属」と称する）を含む。電子注入性金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、希土類金属などを含む。陰極として用いることができる材料は、２つ以上の電子注入性金属の合金または混合物であってもよい。そのような材料の例は、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物などを含む。あるいはまた、電子注入性と酸化などに対する耐久性とを両立させるために、電子注入性金属と、より大きな仕事関数を有する金属または金属酸化物との混合物を用いて、陰極である第２電極１１０を形成してもよい。そのような材料の例は、マグネシウム／銅（４．６５ｅＶ）混合物、マグネシウム／銀（４．６４ｅＶ）混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物などを含む。
【００９７】
第２電極１１０は、数百Ω／□以下のシート抵抗を有することが好ましい。第２電極１１０は、通常１０ｎｍ以上、５μｍ以下の範囲内、好ましくは４０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。
【００９８】
［機能層］
第１電極１０６と第２電極１１０との間に設けられる機能層１０８は、発光層を少なくとも含む。機能層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、および／または電子注入層をさらに含んでもよい。
【００９９】
第１電極１０６、機能層１０８および第２電極１１０は、様々な積層構造をとることができる。採用できる積層構造の具体例は、例えば、以下の層構造（ａ）〜（ｐ）を含むが、それらに限定されるものではない。以下の層構造において、「陽極」は第１電極１０６であり、「陰極」は第２電極１１０であってもよい。また、記号「／」は、２つの層が隣接して積層されていることを示す。  
（ａ）陽極／発光層／陰極
（ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
（ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
（ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（ｌ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｍ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｎ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（ｏ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｐ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【０１００】
以下、機能層１０８の各層について説明する。
【０１０１】
（発光層）
発光層は、電極から注入される電子と正孔（ホール）とが再結合して発光する層である。発光する部分は、発光層の層内であってもよく、発光層と発光層に隣接する層との界面であってもよい。
【０１０２】
発光層は、発光ホスト化合物と、リン光ドーパント、蛍光ドーパントなどの発光性ドーパント化合物とを含有してもよい。発光ホスト化合物は、例えば、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物などの基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体などを含む。発光性ドーパント化合物は、例えば、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、希土類錯体などを含む。
【０１０３】
発光層は、単一層であってもよいし、複数層の積層体であってもよい。単一層である発光層は、青色発光層、緑色発光層および赤色発光層の少なくとも１層であってもよい。本明細書において、「青色発光層」は４３０ｎｍ以上、４８０ｎｍ以下の発光極大波長を有する単色発光層を意味し、「緑色発光層」は５１０ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の発光極大波長を有する単色発光層を意味し、「赤色発光層」は６００ｎｍ以上、６４０ｎｍ以下の発光極大波長を有する単色発光層を意味する。上記以外の発光極大波長を有する発光層を用いてもよい。
【０１０４】
複数層を含む積層体である発光層の１つの例は、３色（青色発光性副層、緑色発光性副層、および赤色発光性副層）を含む白色発光層である。発光性副層に係る「青色」、「緑色」および「赤色」は、上記の発光極大波長を有することを意味する。複数層を含む積層体である発光層では、２つの発光性副層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
【０１０５】
本発明の有機ＥＬ素子１００の発光層は、白色発光層であることが好ましい。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子１００は、有機ＥＬ素子の発光層が白色発光層である場合が特に有効である。また、本発明の照明装置、面状光源および表示装置は、白色発光層を含むことが好ましい。したがって、本発明の照明装置、面状光源および表示装置は、白色発光層を含む有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有することが好ましい。
【０１０６】
発光層の総膜厚は特に制限されない。発光層は、好ましくは２ｎｍ以上、５μｍ以下の範囲内、より好ましくは２ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲内、特に好ましくは１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。上記の範囲内の膜厚は、膜の均質性の向上、発光層への高電圧の印加を不要にすること、および駆動電流に対する発光色の安定性の向上に寄与する。
【０１０７】
（注入層：正孔注入層、電子注入層）
注入層は、駆動電圧の低下、発光輝度の向上などのために、必要に応じて電極と発光層との間に設けられる層である。
【０１０８】
（正孔注入層）
正孔注入層は、陽極と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｂ）〜（ｅ））に設けられてもよいし、陽極と正孔輸送層との間（例えば、上記の層構造（ｊ）〜（ｍ））に設けられてもよい。正孔注入層を形成するための材料は：銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン類；酸化バナジウムに代表される酸化物；アモルファスカーボン；ポリアニリン（エメラルディン）、ポリチオフェンなどの導電性高分子などを含む。
【０１０９】
（電子注入層）
電子注入層は、陰極と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｃ）、（ｇ）、（ｋ）、および（ｎ））に設けられてもよいし、陰極と電子輸送層との間（例えば、上記の層構造（ｅ）、（ｉ）、（ｍ）、および（ｐ））に設けられてもよい。電子注入層を形成するための材料は：ストロンチウムおよびアルミニウムに代表される金属；フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物；フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物；酸化アルミニウムに代表される酸化物などを含む。
【０１１０】
用いる材料に依存するが、正孔注入層および電子注入層は、０．１ｎｍ以上、５μｍ以下の範囲内の膜厚を有することが好ましい。
【０１１１】
（輸送層：正孔輸送層、電子輸送層）
輸送層は、正孔または電子の輸送のために、必要に応じて電極と発光層との間に設けられる層である。
【０１１２】
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、陽極と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｆ）〜（ｉ））に設けられてもよいし、正孔注入層と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｊ）〜（ｍ））に設けられてもよい。正孔輸送層を形成するための正孔輸送材料は、高い正孔の移動速度を有することが望ましい。加えて、正孔輸送材料は、正孔注入の促進または電子移動の障壁となる特性を有してもよい。
【０１１３】
正孔輸送材料は、有機物であっても、無機物であってもよい。正孔輸送材料の非限定的な例は、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ならびに、アニリン系共重合体およびチオフェンオリゴマーなどの導電性高分子オリゴマーを含む。正孔輸送層は、１種または複数種の正孔輸送材料を含んでもよい。
【０１１４】
正孔輸送層は、１種または複数種の正孔輸送材料を含んでもよい。あるいはまた、正孔輸送層は、単一層であってもよいし、複数の副層からなる積層構造を有してもよい。正孔輸送層は、真空蒸着法などの当該技術においてよく知られている技術を用いて形成することができる。正孔輸送層は、通常５ｎｍ以上、５μｍ以下の範囲内、好ましくは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。
【０１１５】
（電子輸送層）
電子輸送層は、陰極と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｄ）、（ｈ）、（ｌ）、および（ｏ））に設けられてもよいし、電子注入層と発光層との間（例えば、上記の層構造（ｅ）、（ｉ）、（ｍ）、および（ｐ））に設けられてもよい。電子輸送層を形成するための電子輸送材料は、高い電子の移動速度を有することが好ましい。加えて、電子輸送材料は、電子注入の促進または正孔移動の障壁となる特性を有してもよい。
【０１１６】
電子輸送材料の非制限的の例は、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体を含む。ここで、オキサジアゾール誘導体は、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有してもよい。あるいはまた、ニトロ置換フルオレン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン、オキサジアゾール、およびチアジアゾールからなる群から選択される部分構造を有する高分子材料を、電子輸送材料として用いてもよい。
【０１１７】
電子輸送材料の非制限的な例は、８−キノリノール誘導体の金属錯体を含む。用いることができる８−キノリノール誘導体の非制限的な例は、８−キノリノール、５，７−ジクロロ−８−キノリノール、５，７−ジブロモ−８−キノリノール、２−メチル−８−キノリノール、５−メチル−８−キノリノール）アルミニウムを含む。用いることができる中心金属は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ、およびＰｂを含む。８−キノリノール誘導体の金属錯体は、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、およびビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）を含むが、これらに限定されるものではない。
【０１１８】
電子輸送材料の非制限的な例は、フタロシアニン誘導体およびその金属錯体を含む。フタロシアニン誘導体は、アルキル基、スルホン酸基などの置換基を有してもよい。層構造に依存するが、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体を、電子輸送材料として用いることができる。
【０１１９】
電子輸送層は、１種または複数種の電子輸送材料を含んでもよい。あるいは、電子輸送層は、単一層であってもよいし、複数の副層からなる積層構造を有してもよい。電子輸送層は、真空蒸着法などの当該技術においてよく知られている技術を用いて形成することができる。電子輸送層は、通常５ｎｍ以上、５μｍ以下の範囲内、好ましくは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。
【０１２０】
［光取出しレンズ層］
任意選択的に、光透過性基板１０２の構造層１０４を設ける面とは反対側の面に、光散乱あるいは集光機能を有する光取出しレンズ層３１０を設けてもよい。図３および図４に示すように、光取出しレンズ層３１０は、光透過性を有する光透過性層３０４と、光透過性層３０４の表面に設けられた集光レンズ層３０２とを備えてもよい。ここで、いわゆる集光シートを集光レンズ層３０２として用いてもよい。あるいはまた、光取出しレンズ層３１０は、表面にマイクロレンズアレイを形成した光透過性層であってもよい（不図示）。光取出しレンズ層３１０を設けることによって、特定方向、例えば、有機ＥＬ素子の光取出し方向（図１の１１２の方向）に集光して、特定方向の輝度を高めることができる。
【０１２１】
光取出しレンズ層３１０（具体的には光透過性層３０４および集光レンズ層３０２）は、前述の光透過性樹脂を用いて形成することができる。
【０１２２】
あるいはまた、光透過性樹脂に微粒子を添加して、光取り出しレンズ層３４０の光散乱効果を向上させることができる。添加できる微粒子は、１種または複数種の無機微粒子、１種または複数種の有機微粒子、およびこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。用いることができる有機微粒子は、アクリル系ポリマー、スチレンポリマー、スチレン−アクリルポリマーおよびその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物、ポリウレタン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー、これらの共重合体のような高分子材料を含む。無機微粒子を形成するための材料の非制限的な例は：スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物；シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウムなどの無機化合物；および２種以上の無機酸化物を焼結して得られるガラス材料を含む。
【０１２３】
［封止部材］
有機ＥＬ素子１００は、封止部材によって覆われることが好ましい。封止部材は、有機ＥＬ素子１００の機能層を含む側を覆うことができる限りにおいて、凹板状でも平板状でもよい。例えば、封止部材と電極および／または支持基板とを接着剤で接着して、有機ＥＬ素子の機能層を含む側の封止を実施してもよい。封止部材は、有機ＥＬ素子の各層（特に機能層）に有害な水分、酸素などの、有機ＥＬ素子への侵入を防止する機能を有する。
【０１２４】
封止部材に対する光透過性および電気絶縁性の要件は存在しない。しかしながら、封止部材は、バリア層４０２と同様に、低い水蒸気透過度および低い酸素透過度を有することが好ましい。封止部材は、１．０×１０-2ｇ／（ｍ2・２４ｈ）以下の、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定される水蒸気透過度（２５±０．５℃、９０±２％ＲＨ）、および／または、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定される、１．０×１０-3ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以下の酸素透過度を有することが望ましい。
【０１２５】
封止部材の非制限的な例は、ガラス板、ポリマーの板およびフィルム、ならびに、金属板およびフィルムなどを含む。用いることができるガラスは、特に、ソーダ石灰ガラス、バリウム−ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを含む。また、用いることができるポリマーは、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフィド、ポリスルホンなどを含む。用いることができる金属は、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム、タンタル、およびそれらを含む合金を含む。
【０１２６】
封止に用いられる接着剤の非制限的な例は：アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーなどの反応性ビニル基を有する光硬化型または熱硬化型接着剤；２−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型接着剤；二液型エポキシ接着剤のような化学硬化型接着剤；ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンなどのホットメルト型接着剤；カチオン硬化性エポキシ樹脂などを含む紫外線硬化型接着剤を含む。
【０１２７】
ここで、加熱による有機ＥＬ素子１００の劣化を防止するために、室温から８０℃までの温度範囲で接着硬化できる接着剤を用いて封止を行うことが望ましい。封止工程において、市販のディスペンサー、あるいはスクリーン印刷のような印刷技術を用いて、接着剤を塗布してもよい。
【０１２８】
封止部材と有機ＥＬ素子１００の機能層を含む側との間隙には、気相または液相の不活性物質を注入することが好ましい。不活性物質の非制限的な例は、窒素、アルゴンなどの不活性気体、および、フッ化炭化水素、シリコーンオイルなどの不活性液体を含む。また、封止部材と有機ＥＬ素子１００の機能層を含む側との間隙を真空とすることも可能である。
【０１２９】
任意選択的に、封止部材と有機ＥＬ素子１００の機能層を含む側との間隙に、吸湿性化合物を含む吸湿部材を配置することもできる。また、あるいはまた、吸湿性化合物を含む接着剤を用いて封止を行ってもよい。吸湿性化合物の非制限的な例は：酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物；硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルトなどの硫酸塩；塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウムなどの金属ハロゲン化物；過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウムなどの過塩素酸類を含む。これらのうち、硫酸塩、金属ハロゲン化物、および過塩素酸類においては、無水塩が好適に用いられる。
【０１３０】
＜有機ＥＬ素子の製造方法＞
本発明は、上記有機ＥＬ素子の製造方法を包含する。この製造方法は、
（Ａ）光透過性基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記光透過性基板上に構造層を形成する工程と、
（Ｃ）前記構造層上に第１電極を形成する工程と、
（Ｄ）前記第１電極上に機能層を形成する工程と、
（Ｅ）前記機能層上に第２電極を形成する工程と
を含むことができる。
【０１３１】
工程（Ａ）は、適切な材料で形成された光透過性基板１０２を選択し、必要に応じて、光透過性基板１０２に対して洗浄および／または必要な前処理を施す工程である。洗浄および／または必要な前処理は、有機ＥＬ素子の基板で通常行われるものであり、特に制限はない。
【０１３２】
工程（Ｂ）は、複数の凸部２０２、および平坦部２０４を有する構造層１０４を形成する工程である。本工程は、転写法、フォトリソグラフィー法などの技術を用いて実施することができる。転写法を用いる場合、工程（Ａ）で準備した光透過性基板１０２上に、上述した構造層１０４を形成するための光透過性樹脂を均一に塗布し、この樹脂に、所望の形状を形成するための形状（反転形状）を有する形状転写基板を押下し、所望の形状を光透過性樹脂に転写する。所望の形状が転写された光透過性樹脂の層を光または熱により硬化させて、所望の形状の凸部２０２、および平坦部２０４を有する構造層１０４を形成する。
【０１３３】
工程（Ｃ）は、陽極として用いる第１電極１０６を形成する工程である。工程（Ｃ）は、構造層１０４の上面形状を第１電極１０６の上面に反映させることを条件として、当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。例えば、第１電極１０６の材料との適性を考慮して、工程（Ｃ）を、（１）真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの物理的方式、（２）ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法などの化学的方式などの公知の方法の中から適宜選択される方法によって実施することができる。例えば、ＩＴＯを用いて第１電極１０６を形成する場合には、工程（Ｃ）は、直流スパッタ法、高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などによって実施することができる。
【０１３４】
なお、工程（Ｃ）において、フォトリソグラフィー法などによる化学的エッチング、あるいはレーザーなどによる物理的エッチングを使用して、第１電極１０６をパターニングしてもよい。あるいは、マスクを通した真空蒸着法、マスクを通したスパッタ法、または、リフトオフ法などによって、パターン状の第１電極１０６を形成してもよい。
【０１３５】
工程（Ｄ）は、発光層を含む機能層１０８を形成する工程である。工程（Ｃ）は、第１電極１０６の上面形状（すなわち、構造層１０４の上面形状）を機能層１０８の上面に反映させることを条件として、当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。例えば、工程（Ｄ）は、真空蒸着法などを用いて実施してもよい。
【０１３６】
工程（Ｅ）は、陰極として用いる第２電極１１０を形成する工程である。第２電極１１０は、真空蒸着法、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の技術を用いて形成することができる。本工程で形成された第２電極１１０の下面（すなわち、機能層１０８と第２電極１１０との界面）には、構造層１０４の複数の凸部２０２、および平坦部２０４にそれぞれ対応した、複数の凹部２０６、および第２電極の平坦部２０８が形成される。このような形状を有することによって、機能層１０８が発した光を高効率で「反射」し、光透過性基板１０２側から放出することができる。
【０１３７】
＜照明装置および面状光源＞
本発明は、前述の有機ＥＬ素子を含む照明装置および面状光源を包含する。例えば、光の出射側から、光透過性基板、陽極、機能層、陰極、吸湿部材および封止部材を含む照明装置であれば、光透過性基板から陰極までの部分に、本発明の有機ＥＬ素子を使用できる。図１１に、具体的な照明装置の例を示す。この例では、光の出射側から、光透過性基板１０２、構造層１０４、第１電極（陽極）１０６、機能層１０８、第２電極（陰極）１１０、外部接続端子１１２、吸湿部材（デシカント）１２０２、および封止部材１２０４を含む。この例において、光透過性基板１０２から第２電極（陰極）１１０までの構造が、前述の有機ＥＬ素子１００に対応する。ここで、外部接続端子１１２は、第２電極１１０と電源とを接続するための部材である。外部接続端子１１２は、透明導電性酸化物のような、低い水蒸気透過度および低い酸素透過度を有する導電性材料を用いて形成することができる。また、本発明の面状光源も、照明装置と同様の構成とすることができる。本発明の照明装置および面状光源の製造は、前述の有機ＥＬ素子の製造方法に、公知の適切な工程を付加して実施することができる。
【０１３８】
＜表示装置＞
本発明は、前述の有機ＥＬ素子を含む表示装置を包含する。本発明の表示装置は、装置の表示側から、カラーフィルターガラス基板（ガラス基板およびカラーフィルター層を含む）、保護層、陽極、白色有機ＥＬ発光層を含む有機層および陰極を含むことができる。本発明の表示装置では、陽極部は、シリコン駆動基板などの駆動部分を含んでいてもよい。図１２に、具体的な表示装置の例を示す。この表示装置は、装置の表示側から、光透過性基板１０２、カラーフィルター層（例えば、ＲＧＢカラーフィルター層など）１３０２、バリア層４０２、構造層１０４、第１電極（陽極）１０６、機能層１０８、第２電極（陰極）１１０を含む。図１２の例において、カラーフィルター層１３０２以外の部分が、前述の有機ＥＬ素子に対応する。本発明の表示装置の製造は、前述の有機ＥＬ素子の製造方法に適切な工程を付加して実施することができる。例えば、光透過性基板１０２を準備し［工程（Ａ）］、次いで、カラーフィルター層１３０２とバリア層４０２を形成し、さらに上記工程（Ｂ）から工程（Ｅ）を実施すればよい。カラーフィルター層１３０２は、スピンコート法、蒸着法などの当該技術おいて知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【実施例】
【０１３９】
上述した第１の側面を具体化した実施例を以下に説明する。また、比較例についても記載する。以下の実施例および比較例では、走査型プローブ顕微鏡を用いて、構造層１０４の凸部２０２の幅および見かけ上の高さＨ１ａ、および凸部面積比Ａｐを測定および算出した。具体的には、ランダムに選択した１０箇所において、１つの凸部２０２ａと、それに隣り合う２つの凸部２０２ｂ、２０２ｃの画像を得た後に、凸部２０２ａの幅ｗ１ａおよび見かけ上の高さＨ１ａ、ならびに２つの平坦部２０４ａ、２０４ｂの幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）の平均値を求めた。加えて、領域Ｘの面積と、領域Ｘ内の凸部２０２の投影面積の総和を求め、凸部面積比Ａｐを求めた。１０箇所の測定値の算術平均値を、構造層１０４の微細構造の特性値とした。また、以下の実施例では構造層１０４の微細構造の特性値を基に説明するが、構造層１０４の微細構造が反転して、第２電極１１０の機能層１０８側に転写されていることを確認した。
【０１４０】
＜実施例１＞
３０ｍｍ×４０ｍｍの寸法および０．７ｍｍの厚さを有する無アルカリガラス板を洗浄して、光透過性基板１０２を準備した。スピンコーターを用いて、光透過性基板１０２上に、ＵＶ（紫外線）硬化型アクリル系樹脂（東洋インキ株式会社製  リオデュラスＴＹＴ）を塗布し、次いで熱風オーブンの中において１００℃で１分間加熱して、膜厚１μｍの樹脂層を形成した。続いて、この樹脂層の表面に、微細パターンを有するフィルム板を押し付け、その状態でＵＶ光（１５０ｍＪ／ｃｍ2）を照射した。次に、フィルム板を剥離して、凸部２０２および平坦部２０４を上面に有する構造層１０４を得た。凸部２０２の底面は正方形の形状を有した。また、構造層１０４は、１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれ、図２に示すパターンを有することを確認した。また、凸部は図５から図８に示す構造の突起を有していた。凸部の幅ｗ１ａは４４８ｎｍであり、高さＨ１ａは６０ｎｍであり、凸部面積比は０．４１であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ２４９ｎｍおよび２５５ｎｍであり、これらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は２５２ｎｍであった。凸部の幅ｗ１ａと平坦部の幅の算術平均値ｗ１ｆの比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、１．８であった。
【０１４１】
次に、スパッタ法を用いて構造層１０４の表面に膜厚１００ｎｍのＩＴＯ膜を堆積させ、続いてＩＴＯ膜をパターニングすることにより、光透過性を有する第１電極１０６（陽極）を形成した。これにより、光取り出し基板１２０を得た。
【０１４２】
第１電極１０６の表面に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層をそれぞれ蒸着法で堆積させて、機能層１０８を形成した。
【０１４３】
本実施例で使用した機能層１０８内の各層の材料は以下のとおりである。  
（１）  正孔輸送層：
４，４’，４’’−トリス（９−カルバゾール）トリフェニルアミン（膜厚３５ｎｍ）；
（２）  発光層：
トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした４，４’，４’’−トリス（９−カルバゾール）トリフェニルアミン（膜厚１５ｎｍ）、および
トリス［１−フェニルイソキノリン−Ｃ２，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（膜厚１５ｎｍ）の積層構造；
（３）  電子輸送層：
１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（膜厚６５ｎｍ）；ならびに
（４）  電子注入層：
フッ化リチウム（膜厚１．５ｎｍ）。
【０１４４】
続いて、機能層１０８の表面に蒸着法によりアルミニウムを堆積して、膜厚５０ｎｍの第２電極１１０を形成した。
【０１４５】
別途、光透過性シートからなる光透過性層３０４として、ＰＥＴフィルムを準備した。光透過性層３０４の一方の表面に、直径５μｍの半球形状のマイクロレンズと５μｍピッチの頂角８９度のクロスプリズム構造とからなる集光レンズ層３０２を形成し、光取出しレンズ層３１０を得た。続いて、光透過性層３０４の他方の表面を、粘着剤を介して光透過性基板１０２に貼り合わせて、図３に示す光取出しレンズ層３１０を有する有機ＥＬ素子１００を得た。このとき、集光レンズ層３０２が光取り出し側の最表面である。
【０１４６】
＜実施例２＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは４００ｎｍであり、高さＨ１ａは５０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．６４であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ１０１ｎｍおよび９９ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は１００ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、４．０であった。
【０１４７】
＜実施例３＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは４１５ｎｍであり、高さＨ１ａは５０ｎｍであり、面積比は１２．０％であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ７８９ｎｍおよび７８１ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は７８５ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、０．５であった。
【０１４８】
＜実施例４＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは５８４ｎｍであり、高さＨ１ａは９０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．５３３であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ２１５ｎｍおよび２１７ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は２１６ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、２．７であった。
【０１４９】
＜実施例５＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは１０００ｎｍであり、高さＨ１ａは１００ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．４４４であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ５０３ｎｍおよび４９７ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は５００ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、２．０であった。
【０１５０】
＜実施例６＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは１０００ｎｍであり、高さＨ１ａは３００ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．２５であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ９８５ｎｍおよび１０１５ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は１０００ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、１．０であった。
【０１５１】
＜実施例７＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の底面は正方形の形状を有した。また、構造層１０４は１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれ、図９に示す、１つの凸部に対して６つの凸部が正六角形の各頂点に位置するパターンを有することを確認した。凸部の幅ｗ１ａは４００ｎｍであり、高さＨ１ａは７０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．１６であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ６１０ｎｍおよび５９０ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は６００ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、０．７であった。
【０１５２】
＜実施例８＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の底面は真円形で半球状の形状を有した。また、構造層１０４は１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれた図１０に示す構造を有した。ここで、図１０に示す一方向の２つの列（ｐ１、Ｐ２）の間の距離ｘとそれに直行する方向の２つの列（ｑ１、ｑ２）の間の距離ｙの比がｘ：ｙ＝６：５となるパターンを有することを確認した。凸部の幅ｗ１ａは４００ｎｍであり、高さＨ１ａは７０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．４４であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ１８９ｎｍおよび１８９ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は１８９ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、２．１であった。なお、本実施例において、上記Ｈ１ａ、ｗ１ａ、ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、図１０のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った切断線による断面で測定した。
【０１５３】
＜実施例９＞
本実施例は、（式１）を満たすが、（式２）を満たさない場合の例である。
【０１５４】
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の底面は真円形の形状を有した。また、構造層１０４は１つの凸部２０２が平坦部２０４に囲まれた図１０に示す構造を有した。ここで、図１０に示す一方向の２つの列（ｐ１、Ｐ２）の間の距離ｘとそれに直行する方向の２つの列（ｑ１、ｑ２）の間の距離ｙの比がｘ：ｙ＝６：５となるパターンを有することを確認した。凸部の幅ｗ１ａは８００ｎｍであり、高さＨ１ａは８０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．６３であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ１８２ｎｍおよび１７８ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は１８０ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、４．４であった。なお、本実施例において、上記Ｈ１ａ、ｗ１ａ、ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、図１０のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った切断線による断面で測定した。
【０１５５】
＜比較例１＞
構造層１０４を形成する際に、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を押し付けなかったことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。構造層１０４の上面は平坦であった。また、第２電極１１０と機能層１０８との界面も平坦であった。
【０１５６】
＜比較例２＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは２９０ｎｍであり、高さＨ１ａは３２０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．６８７であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ６５ｎｍおよび５５ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は６０ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、４．８であった。
【０１５７】
＜比較例３＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは１０６０ｎｍであり、高さＨ１ａは４５ｎｍであり、凸部面積比Ａｐ０．０９４であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ２３８７ｎｍおよび２３９３ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は２３９０ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、０．４であった。
【０１５８】
＜比較例４＞
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは２４０ｎｍであり、高さＨ１ａは４０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．０９５であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ５４３ｎｍおよび５３７ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は５４０ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、０．４であった。
【０１５９】
＜比較例５＞
構造層１０４形成の際に用いたフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは１２００ｎｍであり、高さＨ１ａは５００ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．６８５であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ２４８ｎｍおよび２５２ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は２５０ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、４．８であった。
【０１６０】
＜比較例６＞
本比較例は、（式１）を満たさず、（式２）を満たす場合の例である。
【０１６１】
構造層１０４を形成する際に用いた、凸部および平坦部を形成するためのフィルム板を変更したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬ素子１００を得た。凸部の幅ｗ１ａは４００ｎｍであり、高さＨ１ａは２５０ｎｍであり、凸部面積比Ａｐは０．１１であった。平坦部２０４の幅ｗ１ｂおよびｗ１ｃは、それぞれ８２０ｎｍおよび７８０ｎｍであり、それらの算術平均値ｗ１ｆ［（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は８００ｎｍであった。凸部の幅と平坦部の幅の算術平均値の比［ｗ１ａ／（ｗ１ｂ＋ｗ１ｃ）／２）］は、０．５であった。
【０１６２】
＜評価＞
実施例１〜６および比較例１〜５の有機ＥＬ素子に、直流（ＤＣ）電源から電流密度２０ｍＡ／ｃｍ2の定電流を流し、出射される全放射光を積分球により計測した。平坦な上面を有する構造層１０４（平坦な第２電極１１０と機能層１０８との界面）を有する比較例１の全放射光の量に対する実施例１〜６および比較例２〜５の全放射光の量の比を計算して、光取出し効率比を求めた。
【０１６３】
また、有機ＥＬ素子に対して、順方向電圧を段階的に印加した際に流れる電流密度を測定し、引き続いて、逆方向電圧を段階的に印加した際に流れる電流密度を測定した。順方向に１．０Ｖの電圧を印加したときに１．０×１０-5ｍＡ／ｃｍ2より小さい電流密度を示し、かつ、逆方向に１．０Ｖの電圧を印加したときに１．０×１０-5ｍＡ／ｃｍ2より小さい電流密度を示した場合を、リーク電流無し（「○」）と判定した。順方向または逆方向に１．０Ｖの電圧を印加したときに１．０×１０-5ｍＡ／ｃｍ2より大きい電流密度を示した場合を、リーク電流有り（「×」）と判定した。前述の２つの評価項目に基づき、以下の表１の基準にしたがって総合判定を決定した。
【０１６４】
【表１】
2019079725.tif 000005
【０１６５】
実施例１〜９および比較例１〜６の構造層１０４の微細構造の特性値および評価結果を第２表にまとめた。
【０１６６】
【表２】
2019079725.tif 000006
【０１６７】
第２表に示すように、（式１）および（式２）を満たす構造層１０４を有する実施例１〜９の有機ＥＬ素子は、１．５１から１．７６の高い光の取出し効率比を有する。これは、構造層１０４から転写された、第２電極１１０と機能層１０８との界面の構造が、表面プラズモン吸収を抑制し、かつ、第２電極１１０の光の反射率を向上させたためと推定される。
【０１６８】
表面プラズモンは、一定の距離以上にわたって同一の高さを有する部分を伝播する際に、減衰することが知られている。しかしながら、本発明において、構造層１０４は凸部２０２を有するため、この形状が転写された第２電極の凹部２０６において、表面プラズモンが再変換されて、光透過性基板１０２に向かう光となって再放射される。また、構造層１０４は、凸部２０２を有するため、構造層１０４の第１電極１０６側は平坦ではない。第２電極１１０と機能層１０８の界面において、この構造層１０４の形状が転写されるので、第２電極１１０の機能層側は、凹部２０６と、第２電極の平坦部２０８を有する。したがって、第２電極の平坦部２０８の機能層側表面を水平方向に伝播した電磁波は、凹部２０６との境界点で再変換されて、光透過性基板１０２に向かう光となって再放射される。加えて、第２電極の平坦部２０８は平滑な面であり、高い反射率を有する。したがって、機能層１０６から第２電極１１０に到達した光の一部は、この第２電極の平坦部２０８で光透過性基板１０２の方向に反射される。
【０１６９】
以上のように、本発明では、第２電極１１０において、表面プラズモンが再変換され、加えて、機能層からの光が効率よく反射される。このため、第１の側面の有機ＥＬ素子は高い光取り出し効率を実現することができる。
【０１７０】
一方、比較例２の有機ＥＬ素子は、０．４２という低い光取り出し効率比を示し、リーク電流も発生した。この結果は、（１）構造層１０４の凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａが幅ｗ１ａに対して大きいため、凸部２０２が極めて急峻な形状を有したこと、（２）構造層１０４の見かけ上の高さＨ１ａが、機能層１０８の膜厚よりも大きいこと、（３）構造層１０４の凸部面積比Ａｐが大きいこと、および（４）平坦部２０４の幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）が凸部２０２の幅（ｗ１ａ）に対して小さいことに起因すると推定される。具体的には、凸部２０２の上方で、第１電極１０６上に急峻な側面を有する凸部が形成され、当該斜面上の機能層１０８の膜厚が他の部分よりも小さくなったと考えられる。そして、機能層１０８の膜厚の減少は、第１電極１０６と第２電極１１０との間のキャリア移動を局所的に優勢にさせ、発光に寄与することなく対向電極に達するキャリアが増加したと考えられる。加えて、比較例２が上記（１）、（２）および（４）の特徴を有することにより、第２電極１１０における光の直接反射の割合が低下したと推定される。
【０１７１】
比較例３の有機ＥＬ素子もまた、１．１３という不充分な光取出し効率比を示した。この結果は、（１）構造層１０４の凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａが低すぎること、および（２）構造層１０４の凸部面積比Ａｐが小さいこと、および（３）構造層１０４の平坦部２０４の幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）が凸部２０２の幅（ｗ１ａ）に対して大きいことに起因すると考えられる。具体的には、上記比較例３の特徴（１）〜（３）により、第２電極上に転写される構造において、凹部２０６の深さが不十分となり、凹部２０６の領域が少なくなり、第２電極の平坦部２０８の幅が凹部２０６の幅に対して大きくなる。このため、第２電極の平坦部２０８が事実上連続した形状を有したと考えられる。よって、比較例３の有機ＥＬ素子は、表面プラズモン吸収を抑制することができなかったと推定される。
【０１７２】
比較例４の有機ＥＬ素子は、１．０５という不充分な光取り出し効率比を示した。この結果は、（１）構造層１０４の凸部２０２の幅（ｗ１ａ）が小さすぎること、および見かけ上の高さＨ１ａが低すぎること、（２）構造層１０４の凸部面積比Ａｐが小さいこと、ならびに（３）構造層１０４の平坦部２０４の幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）が凸部２０２の幅（ｗ１ａ）に対して大きいことに起因すると考えられる。具体的には、上記比較例４の特徴（１）〜（３）により、第２電極１１０上に転写される凹部２０６の深さが不十分となり、凹部２０６の幅が波長よりも著しく小さくなり、凹部２０６が形成される領域が少なくなり、第２電極の平坦部２０８の幅が凹部の幅に対して大きくなる。このため、第２電極の平坦部２０８が事実上連続した形状を有したと考えられる。よって、比較例４の有機ＥＬ素子において、表面プラズモン吸収を抑制することができなかったと推定される。
【０１７３】
比較例５の有機ＥＬ素子は、０．７８という低い光取り出し効率比を示し、リーク電流も発生した。この結果は、（１）構造層１０４の凸部の幅が機能層から発せられる光の波長よりも大きいこと、（２）構造層１０４の見かけ上の高さＨ１ａが、機能層１０８の膜厚よりも大きいこと、（３）構造層１０４の凸部面積比Ａｐが大きいこと、および（４）構造層１０４の平坦部２０４の幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）が凸部２０２の幅（ｗ１ａ）に対して小さいことに起因すると推定される。具体的には、上記比較例５の（１）〜（４）の特徴により、第１電極１０６が急峻な側面を有する凸部を有することになり、この凸部が形成された部分の機能層１０８の膜厚が他の部分よりも小さくなったと考えられる。そして、機能層１０８の膜厚の減少は、第１電極１０６と第２電極１１０との間のキャリア移動を局所的に優勢にさせ、発光に寄与することなく対向電極に達するキャリアが増加したと考えられる。また、上記（１）の特徴により、表面プラズモン吸収を抑制する効果が低下したと考えられる。加えて、構造層１０４の凸部２０２の幅ｗ１ａに比較して、凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａが高いため、この形状が転写された第２電極１１０の凹部２０６における直接反射の反射率が低下したと推定される。
【０１７４】
比較例６の有機ＥＬ素子は、１．２０という不十分な光取り出し効率比を示し、リーク電流も発生した。この結果は、（１）構造層１０４の凸部２０２の見かけ上の高さＨ１ａが幅ｗ１ａに対して大きいため、凸部２０２が極めて急峻な形状を有したこと、（２）構造層１０４の凸部面積比Ａｐが小さいこと、ならびに（３）構造層１０４の平坦部２０４の幅（ｗ１ｂ、ｗ１ｃ）が凸部２０２の幅（ｗ１ａ）に対して大きいことに起因すると考えられる。具体的には、凸部２０２の上方で、第１電極１０６上に急峻な側面を有する凸部が形成され、当該斜面上の機能層１０８の膜厚が他の部分よりも小さくなったと考えられる。そして、機能層１０８の膜厚の減少は、第１電極１０６と第２電極１１０との間のキャリア移動を局所的に優勢にさせ、発光に寄与することなく対向電極に達するキャリアが増加したと考えられる。加えて、凹部２０６が形成される領域が少なくなり、第２電極の平坦部２０８の幅が凹部の幅に対して大きくなる。このため、比較例６の有機ＥＬ素子は、表面プラズモン吸収を抑制することができなかったと推定される。
【符号の説明】
【０１７５】
１００    有機ＥＬ素子
１０２    光透過性基板
１０４    構造層
１０６    第１電極
１０８    機能層
１１０    第２電極
１１２    外部接続端子
１２０    光取り出し基板
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、２０２ｅ、２０２ｆ    構造層の凸部
２０２ｈ、２０２ｉ、２０２ｊ    構造層の凸部
２０４    構造層の平坦部
２０６    第２電極の凹部
２０８    第２電極の平坦部
３０２    集光レンズ層
３０４    光透過性層
３１０    光取出しレンズ層
４０２    バリア層
４０４    光散乱層
５１０、５１２、５１０’、５１２’    凸部と平坦部を含む所定領域（領域Ｘ）
７０２    切断線
８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ    凸部の頂点
１２０２    吸湿部材
１２０４    封止部材
１３０２    カラーフィルター層
【図１】
2019079725.tif 000007
【図２】
2019079725.tif 000008
【図３】
2019079725.tif 000009
【図４】
2019079725.tif 000010
【図５】
2019079725.tif 000011
【図６】
2019079725.tif 000012
【図７】
2019079725.tif 000013
【図８】
2019079725.tif 000014
【図９】
2019079725.tif 000015
【図１０】
2019079725.tif 000016
【図１１】
2019079725.tif 000017
【図１２】
2019079725.tif 000018