(57)【要約】  本発明の課題は、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に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である。当該有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、透明基板１３上に、光の指向性を変化させる光取り出し層２、透明電極１、有機機能層３、対向電極５ａが順次積層されてなり、光取り出し層２が、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有する光散乱層２ａを有し、光散乱層２ａは、前記光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％であって、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍであることを特徴とする。
2015045599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記光取り出し層が、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、
前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％であって、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【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。特に、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に優れた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】
現在、薄型の発光材料として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）が注目されている。
有機材料のエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有している。このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。【０００３】
有機ＥＬ素子は、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れている。一方で、有機ＥＬ素子の光の利用効率は２０％程度であり、素子内での損失が大きいという問題も有している。
この発光光の損失について図６を参照して以下説明する。【０００４】
図６は、従来の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
有機ＥＬ素子１００は、図中の下層から順に、金属電極１０１、屈折率が約１．８の有機機能層１０２、屈折率が約１．８の透明電極１０３、屈折率が約１．５の透明基板１０４が積層されて構成されている。なお、図中の符号１１０ａ〜１１０ｅで表される矢印は、有機機能層１０２から発生した光のうち特徴的なものを示している。
光１１０ａは、有機機能層１０２の発光面に対して垂直方向の光であり、透明基板１０４を透過して光取り出し側（空気側）に取り出される。
光１１０ｂは、透明基板１０４と空気との界面に臨界角以下の浅い角度で入射した光であり、透明基板１０４と空気との界面で屈折して光取り出し側に取り出される。
光１１０ｃは、透明基板１０４と空気との界面に臨界角より深い角度で入射した光であり、透明基板１０４と空気との界面で全反射して光取り出し側に取り出せない光である。これによる損失を「基板損失」と呼び、通常２０％程度の損失がある。
光１１０ｄは、透明電極１０３と透明基板１０４との界面に臨界角より深い角度で入射した光のうち共振条件を満たした光であり、透明電極１０３と透明基板１０４との界面で全反射して導波モードが発生し、有機機能層１０２及び透明電極１０３内に閉じ込められる光である。これによる損失を「導波損失」と呼び、通常２０〜２５％程度の損失がある。
光１１０ｅは、金属電極１０１へ入射して金属電極１０１内の自由電子と作用し、導波モードの一種であるプラズモンモードが発生して金属電極１０１の表面近傍に閉じ込められる光である。これによる損失を「プラズモン損失」と呼び、通常３０〜４０％程度の損失がある。【０００５】
このように、従来の有機ＥＬ素子においては、基板損失、導波損失及びプラズモン損失が発生するため、発光光の利用効率が低下している。【０００６】
このような基板損失等による光の損失を抑え、より多くの光を取り出す技術として、有機ＥＬ素子の光取り出し側に、発光光の指向性を変化させる光取り出し層を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。この光取り出し層は、光散乱粒子とバインダーとから構成され、当該光散乱粒子により発光光を散乱させることにより光の取り出し効率を高めている。【０００７】
光取り出し効率を更に向上させるべく、光散乱層中の光散乱粒子を増大させると、光散乱粒子による光散乱効果により、有機ＥＬ素子の正面方向（有機ＥＬ素子の光出射面に対して垂直な方向）に対して斜めの方向の光取り出し効率は向上するが、有機ＥＬ素子の正面方向の光取り出し効率が低下してしまう。【０００８】
このような問題に対し、特許文献３では、光散乱層において、光散乱粒子が凝集した光散乱領域と、光散乱粒子の含有比率が低い光透過領域とが混在する構造とすることにより、有機ＥＬ素子の正面方向の光取り出し効率を向上させている。
しかしながら、特許文献３に記載の技術にあっては、光散乱層の層厚が大きく、また、光散乱層表面の凹凸が大きいため光散乱層の表面を平滑にする平滑層の層厚も大きくなり、光散乱層及び平滑層の吸収によって光取り出し効率が低下してしまうおそれがある。
また、特許文献３に記載の技術にあっては、光散乱層に含有される光散乱粒子の平均粒径が有機機能層で生じる発光光の波長よりも大きいため、部分的に発光光を遮蔽してしまうおそれがあり、有機ＥＬ素子の光出射面において発光均一性が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−０５４４２４号公報
【特許文献２】特開２００９−２５９７９２号公報
【特許文献３】特許第５０１０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に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である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機ＥＬ素子であって、前記光取り出し層が、平均粒径が特定の範囲内である光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、前記光散乱層の前記光散乱粒子の面内占有率、層厚、表面粗さＲａ及び最大高さＲｔを特定の範囲内として、発光光の吸収や散乱を調整することにより、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に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ができることを見出した。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。【００１２】
１．透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記光取り出し層が、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、
前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％であって、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１３】
２．前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に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ができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については明確にはなっていないが、以下のように推察している。
光散乱粒子の平均粒径が１５０〜３５０ｎｍであって、光散乱層の層厚が１５０〜５００ｎｍであるため、光散乱層は光散乱粒子１個分又は２個分の層厚となっている。このため、光散乱層による発光光の吸収が抑制され、光取り出し効率が向上する。また、光散乱層の表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍであるため、光散乱層は光散乱粒子が大きな凝集をすることなく、均一な疎密構造を有するものとなっている。また、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍであるため、光散乱粒子が凝集して極端に凸になっている部分が存在しているわけではないので、透明電極や有機発光層といった隣接する層に高い平滑性が要求される層を、電流リークを生じることなく形成することができる。そして、光散乱層において光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％となっているため、光散乱層に対して０〜９０°の入射角で入射する光において、光散乱粒子の粒子数に対して光散乱粒子の表面積が大きくなっているため、入射する光の散乱機会が増大している。更に、光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％であるため、光散乱層中に光散乱粒子の存在率の低い光透過領域が形成されており、光の透過も確保される。このため、光取り出し効率が向上するものと推定している。
また、光散乱粒子の平均粒径が１５０〜３５０ｎｍであるため、有機機能層で生じた発光光を遮蔽することがないため、有機ＥＬ素子の光出射面において発光均一性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の概略断面図
【図２】光取り出し層形成装置の概略構成を示す図
【図３】波長制御赤外線ヒーターの概略構成を示す断面図
【図４】図３の波長制御赤外線ヒーターの変形例を示す断面図
【図５Ａ】比較例の有機ＥＬ素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図
【図５Ｂ】実施例の有機ＥＬ素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図
【図５Ｃ】実施例の有機ＥＬ素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図
【図６】従来の有機ＥＬ素子の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機ＥＬ素子は、透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機ＥＬ素子であって、前記光取り出し層が、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％であって、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍであることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項２までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明は、前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有することが好ましい。これにより、光散乱層の表面の凹凸を平滑にすることができ、光取り出し層上に形成される他の層を平滑にすることができる。よって、高品質な有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１７】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００１８】
《有機ＥＬ素子の構成》
図１に示すとおり、本発明の有機ＥＬ素子１０は、透明基板１３側から順に、光取り出し層２、透明電極１、有機材料等を用いて構成された有機機能層３、及び対向電極５ａをこの順に積層して構成されている。
透明電極１の端部には、取り出し電極１６が設けられている。透明電極１と外部電源（図示略）とは、取り出し電極１６を介して、電気的に接続される。有機ＥＬ素子１０は、発生させた光（発光光ｈ）を、少なくとも透明基板１３側から取り出すように構成されている。
【００１９】
また、有機ＥＬ素子１０の層構造は以下に説明する構造に限定されることはなく、一般的な層構造であっても良い。ここでは、透明電極１がアノード（すなわち陽極）として機能し、対向電極５ａがカソード（すなわち陰極）として機能することとする。この場合、例えば、有機機能層３としては、アノードである透明電極１側から順に正孔注入層３ａ／正孔輸送層３ｂ／発光層３ｃ／電子輸送層３ｄ／電子注入層３ｅを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層３ｃを有することが必須である。正孔注入層３ａ及び正孔輸送層３ｂは、正孔輸送注入層として設けられていても良い。電子輸送層３ｄ及び電子注入層３ｅは、電子輸送注入層として設けられていても良い。また、これらの有機機能層３のうち、例えば、電子注入層３ｅが無機材料で構成されている場合もある。
【００２０】
また、有機機能層３は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていても良い。更に、発光層３ｃは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させた構成としても良い。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能しても良い。更に、カソードである対向電極５ａも、必要に応じた積層構造であっても良い。このような構成において、透明電極１と対向電極５ａとで有機機能層３が挟持された部分のみが、有機ＥＬ素子１０における発光領域となる。
【００２１】
また、以上のような層構成においては、透明電極１の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極１に接して補助電極１５が設けられていても良い。
【００２２】
以上のような構成の有機ＥＬ素子１０は、有機材料等を用いて構成された有機機能層３を水分や酸素による劣化から防止することを目的として、透明基板１３上において封止材１７で封止されている。この封止材１７は、接着剤１９を介して透明基板１３側に固定されている。ただし、透明電極１（取り出し電極１６）及び対向電極５ａの端子部分は、透明基板１３上において有機機能層３によって互いに絶縁性を保った状態で封止材１７から露出させた状態で設けられていることとする。
【００２３】
以下、上述した有機ＥＬ素子１０を構成するための主要各層の詳細とその製造方法について説明する。
【００２４】
《透明基板》
本発明で用いられる透明基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルム等いずれの材料で構成されていても良く、有機ＥＬ素子に必要な耐湿性／耐気体透過性等のガスバリアー性能を有することが好ましい。フィルム基材においては、ガスバリアー性能向上の層を設けることが好ましい。
なお、本発明の「透明基板」とは、波長５５０ｎｍでの光透過率が７０％以上の基板をいい、その光透過率が好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。
【００２５】
また、透明基板は、可撓性を有することが好ましい。ここでいう「可撓性」とは、φ（直径）５０ｍｍロールに巻き付け、一定の張力で巻き取る前後で割れ等が生じることのない基板をいい、より好ましくはφ３０ｍｍロールに巻き付け可能な基板をいう。
【００２６】
上記のようなロールに巻き付け可能な透明基板としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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（ＰＥＮ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の各樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名Ｓｉｌａ−ＤＥＣ、チッソ株式会社製）、更には樹脂を２層以上積層してなる樹脂フィルム等を挙げることができる。
【００２７】
コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が好ましく用いられ、また光学的透明性、耐熱性、無機層、ガスバリアー性層との密着性の点においては、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムが好ましく用いることができる。
中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルムが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムがより好ましい。
更に、熱膨張時の収縮を最大限抑えるため、熱アニール等の処理を行った低熱収処理品が最も好ましい。
【００２８】
透明基板の厚さは、１０〜５００μｍの範囲内が好ましく、より好ましくは２０〜２５０μｍの範囲内であり、更に好ましくは３０〜１５０μｍの範囲内である。透明基板の厚さが１０〜５００μｍの範囲にあることで、安定したガスバリアー性を得られ、また、ロール・トゥ・ロール方式の搬送に適したものになる。
【００２９】
（ガスバリアー層）
（１）特性及び形成方法
本発明においては、透明基板に対し、屈折率が１．４〜１．７の範囲内である１層以上のガスバリアー層（低屈折率層）を設けることが好ましい。このようなガスバリアー層としては、公知の素材を特に制限なく使用できるが、例えば、以下のような素材を好ましく使用できる。
【００３０】
ガスバリアー層は、無機前駆体化合物を含有する層であって、透明基板上に少なくとも１層の無機前駆体化合物を含有する塗布液を塗布することにより形成される。
【００３１】
塗布方法としては、任意の適切な方法が採用することができる。
具体例としては、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【００３２】
塗布厚さは、目的に応じて適切に設定することができる。例えば、塗布厚さは、乾燥後の厚さが好ましくは１ｎｍ〜１０μｍ程度、更に好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍ程度、最も好ましくは３０ｎｍ〜１μｍ程度となるように設定される。
【００３３】
（２）無機前駆体化合物
本発明に用いられる無機前駆体化合物とは、特定の雰囲気下で真空紫外線照射によって、金属酸化物、金属窒化物又は金属酸化窒化物を形成する化合物であれば特に限定されないが、本発明の製造方法に適する化合物としては、特開平８−１１２８７９号公報に記載されているように比較的低温で改質処理される化合物であることが好ましい。
【００３４】
具体的には、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有するポリシロキサン（ポリシルセスキオキサンを含む。）、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を有するポリシラザン、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合とＳｉ−Ｎ−Ｓｉ結合の両方を含むポリシロキサザン等を挙げることができる。これらは、２種以上を混合して使用しても良い。また、異なる化合物を逐次積層したり、同時積層したりしても使用可能である。
【００３５】
（２．１）ポリシロキサン
本発明で用いられるポリシロキサンとしては、一般構造単位としての〔Ｒ３ＳｉＯ１／２〕、〔Ｒ２ＳｉＯ〕、〔ＲＳｉＯ３／２〕及び〔ＳｉＯ２〕を含むことができる。ここで、Ｒは、水素原子、１〜２０の炭素原子を含むアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）及び不飽和アルキル基（例えば、ビニル基（Ｖｉ）等）からなる群より独立して選択される。特定のポリシロキサン基の例には、〔ＰｈＳｉＯ３／２〕、〔ＭｅＳｉＯ３／２〕、〔ＨＳｉＯ３／２〕、〔ＭｅＰｈＳｉＯ〕、〔Ｐｈ２ＳｉＯ〕、〔ＰｈＶｉＳｉＯ〕、〔ＶｉＳｉＯ３／２〕、〔ＭｅＨＳｉＯ〕、〔ＭｅＶｉＳｉＯ〕、〔Ｍｅ２ＳｉＯ〕及び〔Ｍｅ３ＳｉＯ１／２〕等が挙げられる。また、ポリシロキサンの混合物やコポリマーも使用可能である。
【００３６】
（２．２）ポリシルセスキオキサン
本発明においては、上述のポリシロキサンの中でもポリシルセスキオキサンを用いることが好ましい。ポリシルセスキオキサンは、シルセスキオキサンを構造単位に含む化合物である。「シルセスキオキサン」とは、［ＲＳｉＯ３／２］で表される化合物であり、通常、ＲＳｉＸ３（Ｒは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアルキル基等であり、Ｘは、ハロゲン、アルコキシ基等である。）型化合物が加水分解−重縮合して合成されるポリシロキサンである。シスセスオキサンの分子配列の形状としては、代表的には無定形構造、ラダー状構造、籠型構造又はその部分開裂構造体（籠型構造からケイ素原子が１原子欠けた構造や籠状構造のケイ素−酸素結合が一部切断された構造）等が知られている。
【００３７】
これらのポリシルセスキオキサンの中でも、いわゆる水素シルセスキオキサンポリマーを用いることが好ましい。水素シルセスキオキサンポリマーには、式：ＨＳｉ（ＯＨ）ｘ（ＯＲ）ｙＯｚ／２のヒドリドシロキサンポリマーが挙げられ、各々のＲは有機基又は置換された有機基であり、酸素原子によってケイ素に結合した場合、加水分解性置換基を形成し、ｘ＝０〜２、ｙ＝０〜２、ｚ＝１〜３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３である。Ｒの例には、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、アルケニル基（例えば、アリル基、ビニル基等）が挙げられる。
これらの樹脂は、完全に縮合され（ＨＳｉＯ３／２）ｎ、あるいは部分的にのみ加水分解され（すなわち、一部のＳｉ−ＯＲを含む。）及び／又は部分的に縮合される（すなわち、一部のＳｉ−ＯＨを含む。）ことができる。
【００３８】
籠型シルセスキオキサンの例としては、［ＲＳｉＯ３／２］８の化学式で表される下記一般式（Ｉ）のシルセスキオキサン、［ＲＳｉＯ３／２］１０の化学式で表される下記一般式（II）のシルセスキオキサン、［ＲＳｉＯ３／２］１２の化学式で表される下記一般式（III）のシルセスキオキサン、［ＲＳｉＯ３／２］１４の化学式で表される下記一般式（IV）のシルセスキオキサン及び［ＲＳｉＯ３／２］１６の化学式で表される下記一般式（Ｖ）のシルセスキオキサンが挙げられる。
【００３９】
【化１】
2015045599.tif 000003
【００４０】
［ＲＳｉＯ３／２］ｎで表される籠型シルセスキオキサンにおけるｎの値としては、６〜２０の整数であり、好ましくは８、１０又は１２であり、特に好ましくは８又は８、１０及び１２の混合物である。また、籠型シルセスキオキサンの一部のケイ素−酸素結合が部分的に開裂した［ＲＳｉＯ３／２］ｎ−ｍ（Ｏ１／２Ｈ）２＋ｍ（ｎは６〜２０の整数であり、ｍは０又は１である。）で表される籠型シルセスキオキサンの好ましい例としては、一般式（Ｉ）の一部が開裂したトリシラノール体、［ＲＳｉＯ３／２］７（Ｏ１／２Ｈ）３で表される下記一般式（VI）のシルセスキオキサン、［ＲＳｉＯ３／２］８（Ｏ１／２Ｈ）２の化学式で表される下記一般式（VII）のシルセスキオキサン及び［ＲＳｉＯ３／２］８（Ｏ１／２Ｈ）２の化学式で表される下記一般式（VIII）のシルセスキオキサンが挙げられる。
【００４１】
【化２】
2015045599.tif 000004
【００４２】
上記一般式（Ｉ）〜（VIII）におけるＲとしては、水素原子、炭素数１〜２０の飽和炭化水素基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数７〜２０のアラアルキル基及び炭素数６〜２０のアリール基が挙げられる。中でも、Ｒは重合反応が可能な重合性官能基であることが好ましい。
【００４３】
炭素数１〜２０の飽和炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基（ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基等）、ペンチル基（ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基等）、ヘキシル基（ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基、シクロヘキシル基等）、ヘプチル基（ｎ−ヘプチル基、ｉ−ヘプチル基等）、オクチル基（ｎ−オクチル基、ｉ−オクチル基、ｔ−オクチル基等）、ノニル基（ｎ−ノニル基、ｉ−ノニル基等）、デシル基（ｎ−デシル基、ｉ−デシル基等）、ウンデシル基（ｎ−ウンデシル基、ｉ−ウンデシル基等）、ドデシル基（ｎ−ドデシル基、ｉ−ドデシル基等）等が挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数１〜１６の飽和炭化水素であり、特に好ましくは炭素数１〜１２の飽和炭化水素である。
【００４４】
炭素数２〜２０のアルケニル基としては、非環式アルケニル基及び環式アルケニル基が挙げられる。その例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニルエチル基、ノルボルネニルエチル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基等が挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数２〜１６のアルケニル基であり、特に好ましくは炭素数２〜１２のアルケニル基である。
【００４５】
炭素数７〜２０のアラアルキル基の例としては、ベンジル基、フェネチル基、炭素数１〜１３、好ましくは炭素数１〜８のアルキル基のうち１置換又は複数置換されたベンジル基又はフェネチル基等が挙げられる。
【００４６】
炭素数６〜２０のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、炭素数１〜１４、好ましくは炭素数１〜８のアルキル基で置換されたフェニル基又はトリル基、キシリル基等が挙げられる。
【００４７】
上記の籠型シルセスキオキサン類は、Ａｌｄｒｉｃｈ社、Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ社、チッソ株式会社、アヅマックス社等から市販されている化合物をそのまま用いても良く、また、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ誌、第１１１巻、１７４１頁（１９８９年）等に基づいて合成された化合物を用いても良い。
【００４８】
ポリシルセスキオキサンの籠型構造の部分開裂構造体とは、［ＲＳｉＯ３／２］８の化学式で表される一つの籠型ユニットからＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が開裂して生成したＳｉ−ＯＨが３個以下の化合物、又は［ＲＳｉＯ３／２］８の化学式で表される閉じた籠型構造の中からＳｉ原子の欠損が１個以下の化合物を示す。
【００４９】
籠型シルセスキオキサンにおいても、［ＨＳｉＯ３／２］８等の水素シルセスキオキサンを好ましく用いることができる。
【００５０】
（２．３）ポリシラザン
本発明で用いられるポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ（ｘ：０．１〜１．９、ｙ：０．１〜１．３）等の無機前駆体ポリマーである。
【００５１】
本発明に好ましく用いられるポリシラザンとしては、下記一般式（Ａ）で表される。
【００５２】
一般式（Ａ）
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］−
【００５３】
一般式（Ａ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基又はアルコキシ基を表す。
【００５４】
本発明では、得られるガスバリアー層としての緻密性の観点からは、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。
【００５５】
一方、そのＳｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより、透明基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック層に靭性を持たせることができるため、より層厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択して良く、混合して使用することもできる。
【００５６】
パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と、６及び８員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ポリスチレン換算）であり、分子量により異なるが液体又は固体の物質である。これらは、有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。
【００５７】
低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（特開平７−１９６９８６号公報）等が挙げられる。
【００５８】
ポリシラザンを含有する液体を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応するようなアルコール系や水分を含有するものを用いることは好ましくない。好ましく用いられる有機溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が挙げられる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリコロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度等、目的にあわせて選択し、複数の溶剤を混合しても良い。
【００５９】
ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザン濃度は、目的とするシリカ層厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、０．２〜３５質量％程度である。
【００６０】
有機ポリシラザンは、そのＳｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であっても良い。アルキル基、特に最も分子量の少ないメチル基を有することにより透明基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいシリカ層に靭性を持たせることができ、より層厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる。
【００６１】
また、酸化ケイ素化合物への改質処理を促進するために、アミンや金属の触媒を添加することもできる。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製  アクアミカ  ＮＡＸ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＮ３１０、ＮＮ３２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０、ＳＰ１４０等が挙げられる。
【００６２】
（２．４）ポリシロキサザン
ポリシロキサザンは、主たる繰り返し単位が−［（ＳｉＨ２）ｎ（ＮＨ）ｒ］−と−［（ＳｉＨ２）ｍＯ］−（式中ｎ、ｍ及びｒは、１、２又は３を表す。）で示される化合物である。
【００６３】
（２．５）触媒
本発明に係る無機前駆体を含有する溶液（塗布液ともいう。）中には、必要に応じて、触媒を添加することができる。
【００６４】
具体的には、１−メチルピペラジン、１−メチルピペリジン、４，４′−トリメチレンジピペリジン、４，４′−トリメチレンビス（１−メチルピペリジン）、ジアザビシクロ−［２，２，２］オクタン、シス−２，６−ジメチルピペラジン、４−（４−メチルピペリジン）ピリジン、ピリジン、ジピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン、ルチジン、ピリミジン、ピリダジン、４，４′−トリメチレンジピリジン、２−（メチルアミノ）ピリジン、ピラジン、キノリン、キノクサリン、トリアジン、ピロール、３−ピロリン、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、１−メチルピロリジン等のＮ−ヘテロ環状化合物、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ペンチルアミン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ジヘプチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等のアミン類、更にＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］７−ウンデセン）、ＤＢＮ（１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］５−ノネン）、１，５，９−トリアザシクロドデカン、１，４，７−トリアザシクロノナン等が挙げられる。
【００６５】
また、有機酸、無機酸、金属カルボン酸塩、アセチルアセトナ錯体及び金属微粒子も好ましい触媒として挙げられる。
有機酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、マレイン酸及びステアリン酸等が挙げられ、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、過酸化水素、塩素酸及び次亜塩素酸等が挙げられる。
金属カルボン酸塩としては、式：（ＲＣＯＯ）ｎＭ〔式中、Ｒは脂肪族基又は脂環族基で、炭素数１〜２２のものを表し、ＭはＮｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の金属を表し、ｎはＭの原子価と同値である。〕で表される化合物である。金属カルボン酸塩は、無水物でも水和物でも良い。
アセチルアセトナ錯体としては、アセチルアセトン（２，４−ペンタジオン）から酸解離により生じた陰イオンａｃａｃ−が金属原子に配位した錯体であり、一般的には、式（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）ｎＭ〔式中、Ｍはイオン価ｎの金属を表す。〕で表される。好適な金属Ｍとしては、例えば、ニッケル、白金、パラジウム、アルミニウム、ロジウム等が挙げられる。また、金属微粒子も好適に用いることができ、具体的には、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ又はＮｉが好ましく、特にＡｇが好ましい。金属微粒子の粒径は、０．５μｍより小さいことが好ましく、０．１μｍ以下がより好ましく、０．０５μｍより小さいことが更に好ましい。
これら以外にも、過酸化物、メタルクロライド、フェロセン、ジルコノセン等の有機金属化合物等も用いることができる。また、シリコーンポリマーの硬化剤として用いられる白金ビニルシロキサンも用いることができる。
【００６６】
これら触媒は、無機前駆体化合物に対して、０．０１〜１０質量％の範囲内で配合することが好ましく、０．０５〜２質量％の範囲内で配合することがより好ましい。
【００６７】
《光取り出し層》
（１）構成及び特性
光取り出し層２は、透明基板１３と透明電極１との間に配設されており、透明基板１３側から順に、光散乱層２ａと平滑層２ｂとが積層され、構成されている（図１参照）。
【００６８】
光取り出し層の波長５５０ｎｍにおける屈折率は、１．７以上２．５未満の範囲内であることが好ましい。
有機ＥＬ素子の発光層内に閉じ込められる導波モード光や陰極から反射されるプラズモンモード光は特異な光学モードの光であり、これらの光を取り出すためには少なくとも１．７以上の屈折率が必要である。一方、最も高次側のモードであっても屈折率２．５以上の領域の光はほぼ存在せず、これ以上の屈折率としても取り出せる光の量が増えることはない。
実際には、光散乱層及び平滑層の屈折率が、それぞれ１．７以上２．５未満の範囲内であることが好ましいが、各層の屈折率を個別に測定することは困難である場合が多いことから、光取り出し層全体として、屈折率が上記範囲を満たしていれば良い。
なお、屈折率の測定は、２５℃の雰囲気下で発光ユニットからの発光光の発光極大波長のうち最も短い発光極大波長の光線を照射し、アッベ屈折率計（ＡＴＡＧＡ社製、ＤＲ−Ｍ２）を用いて行う（光散乱層及び平滑層の屈折率の測定も同様である。）。
【００６９】
また、光取り出し層のヘイズ値（全光線透過率に対する散乱透過率の割合）は、３０％以上であることが好ましい。ヘイズ値が３０％以上であれば、発光効率を向上させることができる。
なお、ヘイズ値とは、（ｉ）層中の組成物の屈折率差による影響と、（ii）表面形状による影響とを受けて算出される物性値である。本発明においては、光散乱層上に平滑層を積層した光取り出し層としてのヘイズ値を測定する。すなわち、表面粗さを一定程度未満に抑えてヘイズ値を測定することにより、上記（ii）による影響を排除したヘイズ値が測定されることとなる。
【００７０】
また、本発明の光取り出し層は、透過率が５０％以上であることが好ましく、５５％以上であることがより好ましく、６０％以上であることが特に好ましい。
光取り出し層の透過率は高いことが好ましいが、実際上は８０％未満の数値にとどまると想定される。光取り出し層の透過率は、より好ましくは８５％未満であり、特に好ましくは９０％未満である。
【００７１】
（２）光散乱層
本発明に係る光散乱層２ａは、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有してなる層であって、当該光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍの層である。
光散乱層２ａは、光散乱粒子及びバインダーを含有する光散乱層塗布液を透明基板１３上に塗布・乾燥し、硬化させることにより形成される。
【００７２】
（２．１）屈折率
光散乱層は、温度２５℃、湿度５５％ＲＨの環境下において、屈折率が１．７以上３．０未満の範囲内である高屈折率層であることが好ましい。この場合、光散乱層は、屈折率１．７以上３．０未満を有する単独の素材で層を形成しても良いし、２種類以上の化合物を混合して屈折率１．７以上３．０未満の層を形成しても良い。このような混合系の場合、光散乱層の屈折率は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率でも代用可能である。また、この場合、各々の素材の屈折率は、１．７未満若しくは３．０以上であっても良く、混合した層の屈折率として１．７以上３．０未満を満たしていれば良い。
【００７３】
また、本発明の光散乱層は、層媒体と光散乱粒子との混合物による屈折率差を利用した混合光散乱層（散乱膜）である。
【００７４】
光散乱層は、光取り出し効率を向上させる層であり、透明基板の透明電極側の最表面に形成される。
光散乱層は、層媒体と該層媒体に含有される光散乱粒子とから構成されている。
層媒体である後述の樹脂材料（モノマー又はポリマー）と含有される光散乱粒子との屈折率差は、０．０３以上であり、好ましくは０．１以上であり、より好ましくは０．２以上であり、特に好ましくは０．３以上である。層媒体と光散乱粒子との屈折率差が０．０３以上であれば、層媒体と光散乱粒子との界面で散乱効果が発生する。屈折率差が大きいほど、界面での屈折が大きくなり、散乱効果が向上するため好ましい。
【００７５】
（２．２）光散乱粒子の平均粒径
光散乱層は、上記のように、層媒体と光散乱粒子との屈折率の違いにより光を散乱させる層である。そのため、含有される光散乱粒子としては、可視光域のＭｉｅ散乱を生じさせる領域以上の粒径を有する透明な粒子であることが好ましく、その平均粒径は１５０〜３５０ｎｍである。
平均粒径の上限を３５０ｎｍとすることにより、光散乱層の層厚を薄くすることができるとともに、当該光散乱層の表面を平滑にする平滑層の層厚を薄くすることができ、また、工程の負荷、層の吸収の観点でも有利である。一方、平均粒径の下限を１５０ｎｍとすることにより、発光光の散乱効果を確実に得ることができる。
ここで、高屈折率粒子（光散乱粒子）の平均粒径は、透過型電子顕微鏡写真（ＴＥＭ断面）の画像処理により測定することができる。
【００７６】
なお、光散乱粒子の平均粒径は１５０〜３５０ｎｍの範囲内において、平均粒径が小さいほど短波長の波長成分の光を散乱しやすく、平均粒径が大きいほど高波長の波長成分の光を散乱しやすい。したがって、平均粒径が小さい光散乱粒子と平均粒径が大きい光散乱粒子とを組み合わせて用いるようにしても良い。
【００７７】
（２．３）光散乱粒子の種類等
光散乱粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機微粒子であっても、無機微粒子であっても良いが、中でも高屈折率を有する無機微粒子であることが好ましい。
【００７８】
高屈折率を有する有機微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ、アクリル−スチレン共重合体ビーズ、メラミンビーズ、ポリカーボネートビーズ、スチレンビーズ、架橋ポリスチレンビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ及びベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ等が挙げられる。
【００７９】
高屈折率を有する無機微粒子としては、例えば、ジルコニウム、チタン、インジウム、亜鉛、アンチモン、セリウム、ニオブ及びタングステン等の中から選ばれる少なくとも一つの酸化物からなる無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、具体的には、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＣｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３等が挙げられ、中でも、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２及びＮｂ２Ｏ５が好ましく、ＴｉＯ２が最も好ましい。また、ＴｉＯ２の中でも、アナターゼ型よりルチル型の方が、触媒活性が低いため高屈折率層や隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。
【００８０】
また、これらの粒子は、高屈折率の光散乱層に含有させるために、後述の分散液とした場合の分散性や安定性向上の観点から、表面処理を施したものを用いるか、あるいは表面処理を施さないものを用いるかを選択することができる。
【００８１】
表面処理を行う場合、表面処理の具体的な材料としては、酸化ケイ素や酸化ジルコニウム等の異種無機酸化物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、オルガノシロキサン、ステアリン酸等の有機酸等が挙げられる。これら表面処理材は、１種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。中でも、分散液の安定性の観点から、表面処理材としては、異種無機酸化物及び／又は金属水酸化物が好ましく、金属水酸化物がより好ましい。
【００８２】
無機酸化物粒子が、表面処理材で表面被覆処理されている場合、その被覆量（一般的に、この被覆量は、粒子の質量に対する当該粒子の表面に用いた表面処理材の質量割合で示される。）は、０．０１〜９９質量％の範囲内であることが好ましい。表面処理材の被覆量が０．０１質量％以上であると、表面処理による分散性や安定性の向上効果を十分に得ることができ、また、９９質量％以内であると高屈折率の光散乱層の屈折率が低下するのを抑制することができる。
【００８３】
その他、高屈折率材料として、国際公開第２００９／０１４７０７号や米国特許第６６０８４３９号明細書等に記載の量子ドットも好適に用いることができる。
【００８４】
上記高屈折率粒子は、その屈折率が１．７以上であり、１．８５以上が好ましく、２．０以上が特に好ましい。屈折率が１．７以上であると、バインダーとの屈折率差が大きくなるため散乱量が増大し、光取り出し効率の向上効果が得られる。
一方で、高屈折率粒子の屈折率の上限は３．０未満である。バインダーとの屈折率差が大きければ十分な散乱量を得ることができ、光取り出し効率の向上効果が得られる。
【００８５】
上記高屈折率粒子の配置は、光散乱粒子が光散乱層と平滑層との界面に接触又は近接するように平均粒径の厚さ程度で配置されるのが好ましい。これにより、平滑層内で全反射が起きたとき、光散乱層に染み出してくるエバネッセント光を粒子で散乱させることができ、光取り出し効率が向上する。
【００８６】
高屈折率粒子の光散乱層における含有量は、体積充填率で、１．０〜７０％の範囲内であることが好ましく、５〜５０％の範囲内であることがより好ましい。これにより、光散乱層と平滑層との界面に屈折率分布の粗密を作ることができ、光散乱量を増加させて光取り出し効率を向上させることができる。
【００８７】
（２．４）層厚と粒子の平均粒径との関係
本発明においては、光散乱層の層厚は、１５０〜５００ｎｍに設定されているものであるが、光散乱層の層厚をＴと、光散乱層に含有される光散乱粒子の平均粒径をＤとしたとき、Ｔ／Ｄの値が０．７５〜３．０の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、Ｔ／Ｄの値が１．０〜２．５の範囲内であり、更に好ましくは、Ｔ／Ｄの値が１．２５〜２．０の範囲内である。
Ｔ／Ｄの値が０．７５未満であると、光散乱粒子に光が衝突する確率が低くなり好ましくなく、Ｔ／Ｄの値が３．０を超えると、光散乱粒子による吸収が大きくなり、光の吸収損が大きく好ましくない。
【００８８】
（２．５）光散乱層における光散乱粒子の面内占有率
光散乱層に含有される光散乱粒子の当該光散乱層における面内占有率は、２０〜６０％に設定されている。
「光散乱粒子の光散乱層における面内占有率」とは、光散乱層を平面視してこれを透視したときに、その面内における光散乱粒子の面積占有率をいう。
【００８９】
ここで、本発明の光散乱層は上記のように構成されているため、層厚方向から見て、光散乱粒子の量が多い光散乱領域と、光散乱粒子の量が少ない光透過領域とが、面方向で海島構造状に混在して形成されている。このため、光散乱層を透過する光のうち光散乱領域を透過する光は、光散乱粒子で散乱され、斜め方向への光の取り出しの効率を増大させることができるものであり、また、光散乱層を透過する光のうち光透過領域を透過する光は、ほとんど散乱されることなく直進して、有機ＥＬ素子の正面方向へ取り出すことができるものである。したがって、正面への取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を増大して、高効率で光を取り出すことができるものである。
【００９０】
光散乱層における光散乱領域と光透過領域の面積の割合は、光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％となるように形成されている。光散乱粒子の面内占有率が２０％未満であると、光散乱層を通過する光の散乱が不十分になって、斜め方向への取り出しが不十分になる。一方、光散乱粒子の面内占有率が６０％を超えると、光透過領域の面積が小さくなり過ぎて、斜め方向に取り出せる光以上に正面への光の取り出しが大きく低下してトータルの光取り出し量が減少する。したがって、光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％となるように光散乱領域と光透過領域とを形成することで、いずれの光の取り出し効率も十分に高めることができる。
【００９１】
（２．６）光散乱層における表面粗さＲａ及び最大高さＲｔ
本発明においては、光散乱層の表面粗さＲａは１０〜５０ｎｍに設定され、最大高さＲｔは１００〜３００ｎｍに設定されている。
ここで、本発明において、表面粗さＲａは算術平均粗さを表し、当該表面粗さＲａ及び最大高さＲｔは、光干渉粗さ計ＷＹＫＯ ＮＴ３３００（Ｖｅｅｃｃｏ社製）及び解析ソフトＶｉｓｉｏｎ３２（ｖｅｒ．２．３０３）を用い、ＰＳＩモードにて、対物レンズ５０倍、内部１倍（視野９０μｍ×１２０μｍ）で測定した値であるものとする。
光散乱層の表面粗さＲａが上記範囲に設定されていることで、光散乱粒子が面内で均一に配置されているものではなく、上記したような光散乱領域及び光透過領域が存在するものとなっている。
また、光散乱層の最大高さＲｔが上記範囲に設定されていることで、光散乱粒子が凝集して層厚方向に光散乱粒子が積み重なっている箇所がないものとなっている。
【００９２】
（３）平滑層
平滑層は、光散乱層の透明電極に対向する面を平滑にする層である。
本発明に係る平滑層は、屈折率が１．７以上２．５未満の高屈折率層であることが好ましい。屈折率が１．７以上２．５未満であれば、単独の素材で形成されていても良いし、混合物で形成されていても良い。混合物で形成する際の屈折率の考え方は、上記光散乱層の場合と同様である。
【００９３】
平滑層は、この上に透明電極を良好に形成させる平坦性を有することが重要であり、その表面性は表面粗さＲａが１００ｎｍ未満、好ましくは３０ｎｍ未満、特に好ましくは１０ｎｍ未満、最も好ましくは５ｎｍ未満である。
【００９４】
平滑層を構成する材料としては、光散乱層の表面を平滑にすることができ、有機ＥＬ素子の機能を阻害するものでなければいずれの材料であっても用いることができるが、例えば、光散乱層のバインダーとして使用され得る材料（後述参照）と同様のものが用いられる。
また、高屈折率の平滑層とする上で、平滑層には、微粒子ゾルが含有されていることが好ましく、特に金属酸化物微粒子ゾルが含有されていることが好ましい。
【００９５】
高屈折率の平滑層に含まれる金属酸化物微粒子の屈折率の下限としては、バルクの状態で１．７以上であることが好ましく、１．８５以上であることがより好ましく、２．０以上であることが更に好ましく、２．５以上であることが特に好ましい。また、金属酸化物微粒子の屈折率の上限としては、３．０以下であることが好ましい。金属酸化物微粒子の屈折率が１．７以上であると本願の目的効果が向上し好ましい。金属酸化物微粒子の屈折率が３．０以下であると平滑層中での多重散乱が減少し、透明性が向上するため好ましい。
【００９６】
高屈折率の平滑層に含まれる金属酸化物微粒子（無機粒子）の粒径の下限としては、通常５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、１５ｎｍ以上であることが更に好ましい。また、金属酸化物微粒子の粒径の上限としては、７０ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることが更に好ましい。金属酸化物微粒子の粒径が５ｎｍ以上であると、金属酸化物微粒子の凝集を抑えられ、透明性が向上するため好ましい。また、粒径が大きいと表面積が小さくなり、触媒活性が低下し、平滑層や隣接した層の劣化が遅延する可能性があり好ましい。金属酸化物微粒子の粒径が７０ｎｍ以下であると、平滑層の透明性が向上し好ましい。本発明の効果を損なわない限り、粒径の分布は制限されず、広くても狭くても複数の分布を持っていても良い。
【００９７】
平滑層における金属酸化物微粒子の含有量の下限としては、全体質量に対して、７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることが更に好ましい。また、金属酸化物微粒子の含有量の上限としては、９７質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましい。平滑層の金属酸化物微粒子の含有量が７０質量％以上であると、平滑層の屈折率を１．８０以上とすることが実質的に容易になる。平滑層の金属酸化物微粒子の含有量が９５質量％以下であると平滑層の塗布が容易となり、乾燥後の層の脆性も小さくなって、耐屈曲性が向上し好ましい。
【００９８】
平滑層に含有される金属酸化物微粒子としては、安定性の観点から、ＴｉＯ２（二酸化チタンゾル）であることがより好ましい。また、ＴｉＯ２の中でも、特にアナターゼ型よりルチル型の方が触媒活性が低いため、平滑層２ｂや隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。
【００９９】
本発明で用いることのできる二酸化チタンゾルの調製方法としては、例えば、特開昭６３−１７２２１号公報、特開平７−８１９号公報、特開平９−１６５２１８号公報、特開平１１−４３３２７号公報等を参照することができる。
【０１００】
二酸化チタン微粒子の特に好ましい１次粒子径は、５〜１５ｎｍの範囲内であり、最もより好ましくは６〜１０ｎｍの範囲内である。
【０１０１】
（４）光散乱層／平滑層
上記の光散乱層と平滑層とを積層した光取り出し層は、屈折率が１．７以上２．５未満である。
光取り出し層は、波長４５０〜７００ｎｍの範囲内の光に対する吸収率が１５％未満であることが好ましく、より好ましくは１２％未満、更に好ましくは１０％未満、特に好ましくは８％未満である。吸収率が１５％未満であると、発光効率の観点で好ましい。吸収率は少ない側に制約はなく、工業上使用可能な範囲で透明性の高い素材を適時使用することが好ましい。
また、波長４５０〜７００ｎｍの範囲内の光に対する吸収率は、各波長の吸収最大値（ｍａｘ値）と吸収最小値（ｍｉｎ値）の変動が小さい方が好ましく、ｍｉｎ値／ｍａｘ値の比が０．５以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましく、０．７以上であることが更に好ましく、０．８以上で特に好ましい。ｍｉｎ値／ｍａｘ値の比が０．５以上であると、光取り出し層が着色し、有機ＥＬ素子本来の発光スペクトルと異なる発色となり、極端には白色の光を取り出すことができなくなる、といった現象を回避することができる。ｍｉｎ値／ｍａｘ値の比は１であることが理想であり、１に近い程好ましいが、工業上使用可能な範囲で可視光透明性の素材を適時使用することが好ましい。
上記のようにして形成される光散乱層／平滑層の積層体としての光取り出し層において、ヘイズ値が３０％以上９０％未満であることが好ましい。ヘイズ値は、より好ましくは３５％以上８５％未満、更に好ましくは４０％以上８０％未満、特に好ましくは４５％以上７５％未満である。上記のヘイズ値は、表面形状によっても変動するものであり、ここでいう「ヘイズ値」は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定される１μｍのＲａが５ｎｍ未満の層に対して測定した値である。
【０１０２】
《光取り出し層の形成装置と形成方法》
（１）光取り出し層形成装置
図２を参照して、本発明の有機ＥＬ素子の光取り出し層を形成するための装置の一例について説明する。
図２に示すとおり、光取り出し層形成装置２００は、いわゆるロール・トゥ・ロール方式により、ロール状に巻かれた透明基板を、元巻きロール２０２から巻取りロール２０４で巻き取り、その巻取り搬送の途中で、透明基板上に光取り出し層を形成する装置である。このような光取り出し層形成装置２００を用いて光取り出し層を形成する場合には、透明基板は可撓性を有する透明樹脂基板を用いることが好ましい。以下、透明樹脂基板上に光取り出し層を形成するものとして説明する。また、以下の光取り出し層形成装置２００では、光散乱層を構成するバインダーとして紫外線硬化性樹脂を用いたものとして説明する。
【０１０３】
光取り出し層形成装置２００は、主に、搬送部２１０、ＩＪ塗布部２２０、ＩＲ乾燥部２３０、光硬化部２４０、ＩＪ塗布部２５０、ＩＲ乾燥部２６０、光硬化部２７０、搬送部２８０から構成されている。
【０１０４】
搬送部２１０には、複数の搬送ローラー２１２が設置されている。搬送部２１０では、搬送ローラー２１２により、元巻きロール２０２から透明基板が引き出されながら、透明基板の張力調整等が行われる。
搬送部２１０には、アキュムレーターを設置することが可能である。搬送部２１０にアキュムレーターを設置した場合には、連続搬送、間欠搬送の選択が可能となることから、搬送部２１０にアキュムレーターを設置することは好ましい態様である。
【０１０５】
ＩＪ塗布部２２０には、搬送ローラー２２２、プラテン２２４、ＩＪヘッド２２６が設置されている。ＩＪ塗布部２２０では、搬送ローラー２２２により透明基板が搬送され、その途中で透明基板がプラテン２２４により支持されながら、ＩＪヘッド２２６により光散乱層塗布液が塗布・パターニングされる。
【０１０６】
ＩＲ乾燥部２３０には、搬送ローラー２３２、波長制御赤外線ヒーター２０が設置されている。ＩＲ乾燥部２３０では、搬送ローラー２３２により透明基板が搬送され、その途中で、透明基板上に塗布・パターニングされた光散乱層塗布液に対し波長制御赤外線ヒーター２０により赤外線が照射され、当該光散乱層塗布液が乾燥させられる。
【０１０７】
波長制御赤外線ヒーター２０は、波長３．５μｍ以上の赤外線の吸収機構を有するもので、外観が円柱状を有しており、図３に示すとおり、主に、フィラメント２２、保護管２４及びフィルター２６，２８がこの順に同心円状に配置された構成を有している。
ここで、「波長３．５μｍ以上の赤外線を吸収する」とは、波長３．５μｍ以上の遠赤外線領域において、赤外線透過率が５０％以下であることをいい、好ましくは４０％以下、更に好ましくは３０％以下であることをいう。
詳しくは、フィルター２６，２８自体は、フィラメント２２により加熱され高温となるため、自身が赤外線の放射体となり、フィラメント２２が発する赤外線より、長波長の赤外線を放射する。しかし、波長制御赤外線ヒーター２０では、フィルター２６，２８の間の中空部３０に冷媒（例えば、冷却空気）が流通するようになっており、その冷却機能によりフィルター２６，２８の表面温度を低下させ、フィルター２６，２８が発する２次放射を抑制することができるようになっている。その結果、主に透明樹脂基板に吸収領域のある波長３．５μｍ以上の遠赤外線をカットできる。そして、被乾燥物には、溶媒の吸収領域である波長３．５μｍ以下の近赤外線を選択的に照射することで、透明基板を変形させることなく塗布液を乾燥させることができる。
【０１０８】
フィルター２６，２８の材質としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等があり、耐熱性、耐熱衝撃性の点から石英ガラスが好ましい。
フィルター２６，２８の厚さ及び枚数は、必要な赤外線スペクトルにより、適宜選択・変更することができる。
冷却機能としては、上記のとおり、波長制御用のフィルターを中空で二重又は多重積層し、間の中空部分に空気を流すことで冷却できる。
フィルター２６，２８の形状は、上記のとおり、円柱状のフィラメント２２全体を同心円状に覆っても良いし、図４に示すとおり、フィラメント２２（及び保護管２４）の３方向を反射板３２で被覆し、赤外線の放射面側にフィルター２６，２８を平行板状に配置しても良い。
フィルター２６，２８に加えて、更に別のフィルターを配置する多重構造とする場合、冷却用の空気を、フィルター間の中空部同士で互いに逆方向に流すことが冷却効率の点から好ましい。また、排出側の冷却用空気は、系外に排出しても良いし、乾燥工程で使用する熱風の一部として利用しても良い。
【０１０９】
ウィーンの変位則によれば、フィラメント温度を昇温させると、放射される赤外線スペクトルの主波長が溶媒の吸収に相当する３．５μｍ以下となるため、波長制御赤外線ヒーター２０のフィラメント２２の温度は６００℃以上が好ましく、フィラメント２２の耐熱性の点から３０００℃以下とすることが好ましい。フィラメント温度に応じて、これら溶媒の吸収に相当する波長域の輻射エネルギーを増加させることができ、フィラメント温度は所望の塗布、乾燥条件によって、適宜選択・変更することができる。
被乾燥物側に配置される最外側のフィルター２８の表面温度は、自身の赤外線吸収による２次放射を抑制する観点から、２００℃以下とすることが好ましく、１５０℃以下とすることが更に好ましい。フィルター２８の表面温度は、二重又は多重に積層されたフィルター間に空気を流すことで調整できる。
また、ＩＲ乾燥部２３０では、その乾燥ゾーンを赤外線反射性の高い材料で構成（被覆）することにより、被乾燥物に吸収されなかった赤外線を高効率で利用できる。
【０１１０】
なお、図３及び図４に示すとおり、波長制御赤外線ヒーター２０には中空部３０で冷媒を流通（循環）させるための冷却機構４０が接続され、更に冷却機構４０とフィラメント２２とには制御装置５０が接続されている。このような制御回路では、制御装置５０により、冷却機構４０による中空部３０への冷媒の流通量やフィラメント２２の発熱温度等が制御される。
【０１１１】
図２に示すとおり、光硬化部２４０には、搬送ローラー２４２、紫外線照射装置２４４が設置されている。光硬化部２４０では、搬送ローラー２４２により透明基板が搬送され、その途中で赤外線照射後の光散乱層塗布液に対し、紫外線照射装置２４４により紫外線が照射され、当該光散乱層塗布液塗布液が硬化させられる。これにより、透明基板上に光散乱層が形成される。
光硬化部２４０では、紫外線照射装置２４４に代えて、電子線照射装置も好ましく使用できる。
紫外線には、波長１５０〜２３０ｎｍの紫外線（ＵＶ光）が特に好ましく用いられる。
【０１１２】
紫外線の照射量は、照射される塗布物を担持している透明基板がダメージを受けない範囲で照射強度及び／又は照射時間が設定される。透明基板としてプラスチックフィルムが用いられている場合には、透明基板表面に照射される紫外線の照射強度が１０〜３００ｍＷ／ｃｍ２となるように基板−ランプ間距離を設定し、紫外線の照射時間が０．１秒〜１０分間、好ましくは０．５秒〜３分間の範囲内に設定することが好ましい。
【０１１３】
紫外線照射装置は、市販のランプ（例えば、ウシオ電機製）を使用することが可能である。
【０１１４】
紫外線は、ほとんどの物質の原子間結合力より大きいため、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断することが可能である。この作用を用いることにより、加水分解を必要とせず低温で、かつ効率的に改質処理が可能となる。
【０１１５】
これに必要な紫外線照射装置２４４の紫外線光源としては、具体的には、１００〜２３０ｎｍの範囲内の紫外線を発する希ガスエキシマーランプが挙げられる。
Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅ等の希ガスの原子は、化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は、他の原子と結合して分子を作ることができる。
例えば、希ガスがＸｅ（キセノン）の場合には、下記反応式で示されるように、励起されたエキシマー分子であるＸｅ２＊が基底状態に遷移するときに、１７２ｎｍのエキシマー光を発光する。
【０１１６】
ｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋２Ｘｅ→Ｘｅ２＊＋Ｘｅ
Ｘｅ２＊→Ｘｅ＋Ｘｅ＋ｈν（１７２ｎｍ）
【０１１７】
エキシマーランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を比較的低く保つことができる。更には、始動・再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。
【０１１８】
エキシマー光を効率良く照射する光源としては、誘電体バリア放電ランプが挙げられる。
誘電体バリア放電ランプの構成としては、電極間に誘電体を介して放電を起こすものであり、一般的には、誘電体からなる放電容器とその外部とに少なくとも一方の電極が配置されていれば良い。誘電体バリア放電ランプとして、例えば、石英ガラスで構成された太い管と細い管とからなる二重円筒状の放電容器中にキセノン等の希ガスが封入され、該放電容器の外部に網状の第１の電極を設け、内管の内側に他の電極を設けたものがある。誘電体バリア放電ランプは、電極間に高周波電圧等を加えることによって放電容器内部に誘電体バリア放電を発生させ、該放電により生成されたキセノン等のエキシマー分子が解離する際にエキシマー光を発生させる。
【０１１９】
エキシマーランプは、光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域の単一波長でエネルギーを照射するため、照射光自体による照射対象物の温度上昇を抑えられる特徴を持っている。
【０１２０】
上記のように、エキシマー発光を得る方法として、誘電体バリア放電を用いる方法が知られている。誘電体バリア放電とは両電極間に誘電体（エキシマーランプの場合は透明石英）を介してガス空間を配し、電極に数１０ｋＨｚの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じる、雷に似た非常に細いｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅと呼ばれる放電で、ｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅのストリーマが管壁（誘電体）に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、ｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅは消滅する。
誘電体バリア放電は、このｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅが管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため、肉眼でも分かる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。
【０１２１】
効率良くエキシマー発光を得る方法としては、誘電体バリア放電以外に無電極電界放電が挙げられる。容量性結合による無電極電界放電で、別名ＲＦ放電とも呼ばれる。ランプと電極、及びその配置は、基本的には誘電体バリア放電と同じで良いが、両極間に印加される高周波は数ＭＨｚで点灯される。無電極電界放電は、このように空間的・時間的に一様な放電が得られるため、チラツキがない長寿命のランプが得られる。
【０１２２】
誘電体バリア放電の場合は、ｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。
【０１２３】
このため細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は、光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では紫外線により発生するオゾン等により損傷しやすい。
【０１２４】
これを防ぐためには、ランプの周囲、すなわち照射装置内を窒素等の不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は、高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。
【０１２５】
二重円筒型ランプは、外径が２５ｍｍ程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって、仮にランプを密着して並設しても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば、酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。
【０１２６】
無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要はない。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけで、グロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には、通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプの外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため、一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。
【０１２７】
細管エキシマーランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマー発光を行うためのガスを封入しているだけである。
【０１２８】
細管ランプの管の外径は、６〜１２ｍｍ程度で、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。
【０１２９】
放電の形態は、誘電体バリア放電でも無電極電界放電のいずれでも使用できる。電極の形状は、ランプに接する面が平面であっても良いが、ランプの曲面に合わせた形状にすればランプをしっかり固定できるとともに、電極がランプに密着することにより放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板にもなる。
【０１３０】
Ｘｅエキシマーランプは、波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。
【０１３１】
また、有機物の結合を解離させる波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは、能力が高いことが知られている。
【０１３２】
この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーとによって、短時間での反応を実現できる。
【０１３３】
したがって、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの光を発する低圧水銀ランプやプラズマと比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板等への照射を可能としている。
【０１３４】
エキシマーランプは、光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で単一波長でエネルギーを照射するため、照射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるＰＥＴ等のフレシキブルフィルム材料に適している。
【０１３５】
照射強度が高ければ、光子と塗布液内の化学結合が衝突する確率が増え、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため、改質層厚も増加及び／又は層質の良化（高密度化）が可能である。
【０１３６】
ただし、照射時間を長くしすぎると、平面性の劣化や他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、酸化シリコンのように組成は同一でも、様々な構造形態をとる材料においては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。
【０１３７】
したがって、光硬化部２４０では、基板のダメージ、ランプやランプユニットの部材のダメージを抑制する観点から、少なくとも１回は１００〜２００ｍＷ／ｃｍ２の最大照射強度を与える硬化処理を行うことが好ましい。
【０１３８】
紫外線の照射時間は、任意に設定可能であるが、基板ダメージや層欠陥生成の観点から高照度工程での照射時間は０．１秒〜３分間が好ましく、更に好ましくは、０．５秒〜１分間である。
【０１３９】
紫外線として真空紫外線（ＶＵＶ）を使用するとき、真空紫外線照射時の酸素濃度は、５００〜１００００ｐｐｍ（１％）の範囲内とすることが好ましく、更に好ましくは、１０００〜５０００ｐｐｍの範囲内である。
【０１４０】
上記の酸素濃度の範囲に調整することにより、大気との置換時間が不必要に長くなるのを防ぎ、同時に、ロール・トゥ・ロールのような連続生産を行う場合にウェブ搬送によって光硬化部２４０内に巻き込む空気量（酸素を含む。）の増大を防ぎ、酸素濃度の調整不能になることを防ぐことができる。
【０１４１】
また、本発明者らの検討によると、塗布液中には、塗布時に酸素及び微量の水分が混入し、更には塗布液以外にも透明基板に吸着酸素や吸着水があり、光硬化部２４０内にあえて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。
【０１４２】
むしろ、酸素ガスが多く（数％レベル）含まれる雰囲気でＶＵＶ光を照射した場合、塗布液が酸素過多の構造となる。
【０１４３】
また、前述したように１７２ｎｍの真空紫外線（ＶＵＶ）が、酸素により吸収され塗布液の表面に到達する１７２ｎｍの光量が減少してしまい、光による処理の効率が低下しやすい。
すなわち、真空紫外線（ＶＵＶ）照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、ＶＵＶ光が効率良く塗布物まで到達する状態で処理することが好ましい。
【０１４４】
この点は、ＣＶＤ等の原子堆積法のように、あらかじめ制御された組成比の層を堆積して作製する方法と、塗布による前駆体層作製及び改質処理という方法との大きく異なる点であり、大気圧下の塗布法に独特な点である。
【０１４５】
真空紫外線（ＶＵＶ）照射時、酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスとすることがより好ましい。酸素濃度の調整は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【０１４６】
図２に示すとおり、ＩＪ塗布部２５０も、ＩＪ塗布部２２０と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー２５２により透明基板が搬送され、その途中で透明基板がプラテン２５４により支持されながら、ＩＪヘッド２５６により平滑層塗布液が塗布・パターニングされる。
ＩＲ乾燥部２６０も、ＩＲ乾燥部２３０と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー２６２により透明基板が搬送され、その途中で、透明基板上に塗布・パターニングされた平滑層塗布液に対し波長制御赤外線ヒーター２６４により赤外線が照射され、平滑層塗布液が乾燥させられる。波長制御赤外線ヒーター２６４は、波長制御赤外線ヒーター２０と同様のものである。
光硬化部２７０も、光硬化部２４０と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー２７２により透明基板が搬送され、その途中で赤外線照射後の平滑層塗布液に対し、紫外線照射装置２７４により紫外線が照射され、平滑層塗布液が硬化させられる。これにより、光散乱層上に平滑層が形成され、透明基板上に光取り出し層が形成される。なお、紫外線照射装置２７４は、紫外線照射装置２４４と同様のものである。
搬送部２８０も、搬送部２１０と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー２８２により透明基板が搬送されながら透明基板の張力調整などが行われ、透明基板が巻取りロール２０４に巻き取られる。
【０１４７】
以上のようにして、光取り出し層形成装置２００が構成されている。
なお、上記した光取り出し層形成装置２００では、塗布液に紫外線を照射する光硬化部２４０，２７０が設けられているものとしたが、これに限られるものではなく、光散乱層及び平滑層の材料に応じて適宜設けられていれば良い。例えば、光散乱層及び平滑層の材料に熱硬化性材料が用いられる場合には、光硬化部の代わりに熱硬化処理部が設けられていても良いし、光散乱層及び平滑層の材料に硬化性材料が用いられていない場合には、光硬化部は設けられていなくても良い。
また、上記した光取り出し層形成装置２００は、透明基板上に光取り出し層を形成するための独立した装置であるものとして説明したが、上記光取り出し層形成装置２００が有機ＥＬ素子の製造装置等の一部として組み込まれているものとしても良い。
また、光取り出し層形成装置の構成は、上記構成に限られるものではない。
【０１４８】
（２）光取り出し層の形成方法
本発明の有機ＥＬ素子における光取り出し層を形成する方法について説明する。
光取り出し層を形成する方法は、透明基板１３上に光散乱層２ａを形成する工程と、当該光散乱層２ａ上に平滑層２ｂを形成する工程と、を有する。
【０１４９】
（２．１）光散乱層
光散乱層２ａを形成する工程では、主に下記（ｉ）〜（iii）の処理を行う。
（ｉ）光散乱層塗布液を透明基板１３上に塗布・パターニングする。
（ii）透明基板１３上に塗布・パターニングした光散乱層塗布液を乾燥させる。
（iii）乾燥後の光散乱層塗布液を硬化させる。
【０１５０】
（ｉ）の処理では、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍであって、好ましくは屈折率が１．７以上３．０未満の光散乱粒子をバインダー溶液に分散させ、これを光散乱層塗布液として透明基板１３上に塗布する。
光散乱層２ａを構成する材料に硬化性材料が用いられていない場合には、（iii）の処理は行わなくても良い。また、その場合には（ii）の処理が光散乱層塗布液を硬化させる処理を兼ねるものとしても良い。
【０１５１】
（光散乱層塗布液）
光散乱層２ａを形成する工程において用いられる光散乱層塗布液について以下説明する。
【０１５２】
媒体となるバインダー溶液（溶媒としては、光散乱粒子の溶解しないものを用いる。）に上記光散乱粒子を分散させ、これを光散乱層塗布液とする。
光散乱粒子は、実際には、多分散粒子であることや規則的に配置することが困難であることから、局部的には回折効果を有するものの、多くは散乱により光の方向を変化させ光取り出し効率を向上させる。
【０１５３】
本発明に係るバインダーとしては、公知の樹脂が特に制限なく使用可能であり、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド及びポリエーテルイミド等の樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名Ｓｉｌａ−ＤＥＣ、チッソ株式会社製）、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物（例えば、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラデシル）トリエトキシシラン）の他、含フッ素モノマーと架橋性基付与のためのモノマーを構成単位とする含フッ素共重合体等が挙げられる。これら樹脂は、２種以上混合して使用することができる。これらの中でも、有機無機ハイブリッド構造を有するものが好ましい。
【０１５４】
また、以下の親水性樹脂を使うことも可能である。親水性樹脂としては水溶性の樹脂、水分散性の樹脂、コロイド分散樹脂又はそれらの混合物が挙げられる。親水性樹脂としては、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系及びフッ素系等の樹脂が挙げられ、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カゼイン、デンプン、寒天、カラギーナン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸、セルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、デキストラン、デキストリン、プルラン及び水溶性ポリビニルブチラール等のポリマーを挙げることができるが、これらの中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。
バインダーとして用いられる樹脂は、１種類を単独で用いても良いし、必要に応じて２種類以上を混合して使用しても良い。
【０１５５】
また、同様に、従来公知の樹脂粒子（エマルジョン）等も好適に使用可能である。
【０１５６】
また、バインダーとしては、主として紫外線・電子線によって硬化する樹脂、すなわち、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶媒とを混合したものや熱硬化型樹脂も好適に使用できる。
このような樹脂としては、飽和炭化水素又はポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることがより好ましい。
また、上記樹脂は、架橋していることが好ましい。例えば、飽和炭化水素を主鎖として有する樹脂は、エチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。架橋している樹脂を得るためには、二つ以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いることが好ましい。
【０１５７】
また、本発明に係る光散乱層のバインダーとしては、特定の雰囲気下で紫外線照射によって、金属酸化物、金属窒化物又は金属酸化窒化物を形成する化合物が特に好適に使用される。本発明に適する化合物としては、特開平８−１１２８７９号公報に記載されている比較的低温で改質処理され得る化合物が好ましい。
具体的には、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有するポリシロキサン（ポリシルセスキオキサンを含む。）、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を有するポリシラザン、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合とＳｉ−Ｎ−Ｓｉ結合の両方を含むポリシロキサザン等を挙げることができる。これらは、２種以上を混合して使用することができる。また、異なる化合物を逐次積層したり、同時積層したりしても使用可能である。
これらポリシロキサン（ポリシルセスキオキサンを含む。）、ポリシラザン及びポリシロキサザンは、前述の透明基板のガスバリアー層において説明したものと同様である。
【０１５８】
光散乱層塗布液に使用される溶媒は、ヒドロキシ基（−ＯＨ基）を含有することが好ましい。
−ＯＨ基を含有する溶媒により、光散乱粒子（高屈折率粒子）の分散性が非常に良好となり、上述の透明基板との密着性、塗れ性も良好となる。更には、光取り出し効率も向上する。
また、本発明では、可撓性の透明樹脂基板の吸収が低い赤外波長域を効率良く吸収する溶媒により、可撓性の透明樹脂基板上での高速乾燥をも実現できる。
本発明では、−ＯＨ基含有溶媒を少なくとも１０％以上含有することが好ましく、−ＯＨ基含有の溶媒を５０％以上含有することがより好ましく、更に好ましくは６０％以上、特に好ましくは７０％以上含有する。
【０１５９】
また、本発明では、沸点１２０〜２５０℃の範囲内の溶媒を少なくとも１種以上含有することが好ましく、より好ましくは、沸点１５０〜２００℃の範囲内の溶媒を少なくとも１種以上含有することが好ましい。特に、沸点が１５０〜２００℃の範囲内であって、かつ−ＯＨ基を含有する溶媒であることが非常に好ましい。沸点１５０℃以上において、−ＯＨ基を有しない溶媒は含有しない方が好ましく、このような溶媒は３０％未満、より好ましくは２０％未満、特に好ましくは１０％未満に抑えることが重要である。
【０１６０】
−ＯＨ基を含有する溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｎ−アミルアルコール、ｓｅｃ−アミルアルコール：ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３、３−ペンタノール：ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３、２−メチル−１−ブタノール：ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＯＨ、３−メチル−１−ブタノール（イソアミルアルコール）：ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、２−メチル−２−ブタノール（ｔｅｒｔ−アミルアルコール）：ＣＨ３ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）２ＯＨ、３−メチル−２−ブタノール：ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３、２，２−ジメチル−１−プロパノール等が挙げられ、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチセロ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチセロ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチセロ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコール誘導体等を挙げることができる。
【０１６１】
また、溶媒として、例えば、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメトキシメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、モノアセチン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及び２−フェノキシエタノールを用いることもできる。
【０１６２】
更に、溶媒として、例えば、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、３−メトキシ−１−ブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−ペンタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、トリデシルアルコール、ｎ−ウンデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、ジアセトンアルコール、モノエタノールアミン、２−アミノエタノール、Ｎ−メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、２−ジブチルアミノエタノール、２−ジイソプロピルアミノエタノール、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、ジエタノールアミン、２，２′−（ｎ−エチル）イミノジエタノール、２，２′−（ｎ−ブチル）イミノジエタノール、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール及び３−アミノ−１−プロパノールを用いることもできる。
【０１６３】
なお、（ｉ）の塗布・パターニング処理では、パターニング方法として、公知の印刷方法を広く用いることができる。例えば、グラビア、フレキソ、スクリーン、マイクロコンタクト、インクジェット等各種方式が好適に使用できるが、版を用いないインクジェットが最も好ましい方法である。
【０１６４】
（ii）の乾燥処理では、塗布・パターニングした光散乱層塗布液の溶媒を除去することができれば、いずれの乾燥方法であっても良いが、例えば、上記した光取り出し層形成装置２００のＩＲ乾燥部２３０により、波長３．５μｍ以上の赤外線を吸収する波長制御赤外線ヒーター２０を用いて、塗布・パターニング後の光散乱層塗布液に対し、赤外線を照射して光散乱層塗布液を乾燥させることが好ましい。
赤外線として、中心波長が１μｍ以上３．５未満の領域に存在し、かつ全出力の積算値の７０％以上がその領域に存在する赤外線を照射する。
赤外線の「中心波長が１μｍ以上３．５未満の領域に存在する」とは、フィラメント温度が４５０〜２６００℃の範囲内にあることをいい、かかる温度範囲はウィーンの変位則によって導き出される。
【０１６５】
乾燥処理の条件として特に制限はないが、赤外線フィラメント及び波長制御フィルターの表面温度により、照射時間を調節することができる。例えば、フィラメント温度が４５０〜２６００℃（好ましくは６００〜１２００℃。）で、波長制御フィルター表面温度が２００℃未満（好ましくは１５０℃未満。）で、照射時間が１０秒〜３０分間の乾燥処理をすることができる。これにより、層厚分布の高い均一性、高いパターニング精度を有する光散乱層２ａを得ることができる。
【０１６６】
光散乱層塗布液に含有されるバインダーとして、硬化性材料を用いる場合には、上記（iii）の硬化処理を行う。特に、バインダーとして紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、乾燥後の光散乱層塗布液に紫外線を照射することができれば、いずれの紫外線照射方法であっても良いが、例えば、上記した光取り出し層形成装置２００の光硬化部２４０を用いて、乾燥後の光散乱層塗布液に対して光を照射して硬化させることが好ましい。
【０１６７】
また、光散乱層塗布液中に含有されるバインダーとして、電離放射線硬化型樹脂組成物を用いる場合には、電離放射線硬化型樹脂組成物の通常の硬化方法、すなわち、電子線又は紫外線を照射することによって硬化させることができる。
電子線照射によって硬化させる場合には、例えば、コックロフワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される１０〜１０００ｋｅＶの範囲内、好ましくは３０〜３００ｋｅＶの範囲内のエネルギーを有する電子線等が使用される。これらの中でも特に電子線強度の弱い物が好ましく、浜松ホトニクス社製の電子線光源『ＥＢエンジン』等が特に好ましく適用できる。
紫外線照射によって硬化させる場合には、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用でき、好ましくは上記のとおりエキシマーランプによる紫外線が使用される。
【０１６８】
（２．２）平滑層
平滑層２ｂを形成する工程においても、光散乱層２ａを形成する工程と同様に、下記（iv）〜（vi）の処理を行う。
（iv）平滑層塗布液を透明基板１３上に塗布・パターニングする。
（ｖ）透明基板１３上に塗布・パターニングした平滑層塗布液を乾燥させる。
（vi）乾燥後の平滑層塗布液を硬化させる。
【０１６９】
なお、（iv）の塗布・パターニング処理では、平滑層塗布液として、光散乱層２ａを形成する工程において説明したバインダー及び溶媒と同様のものを使用することができ、上記（i）の処理で用いるバインダー及び溶媒を使用しても良いし、（i）の処理で用いるバインダー及び溶媒とは異なるバインダー及び溶媒を使用しても良い。
【０１７０】
また、光取り出し層の形成方法においては、（iii）の硬化処理及び（vi）の硬化処理は必ずしも必須ではなく、（iii）及び（vi）の処理のうち、いずれか一方が省略されても良いし、双方が省略されても良い。
【０１７１】
《透明電極》
本発明に係る透明電極としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。電極材料としては、例えば、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いても良い。
なお、透明金属電極の透明とは、波長５５０ｎｍでの光透過率が５０％以上であることをいう。
【０１７２】
透明電極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成しても良く、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成しても良い。
【０１７３】
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
【０１７４】
また、透明電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に層厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１７５】
なお、透明電極１が、銀又は銀を主成分とする合金を含む金属導電層からなる場合、当該金属導電層と、含窒素化合物を含む非導電性の下地層との２層構造から構成されていることが好ましい。これにより、金属導電層を構成する銀原子の凝集が抑えられ、薄い膜厚であることで光透過性を確保しつつも、均一な膜厚であることで導電性が確保された透明電極とすることができる。
【０１７６】
《有機機能層》
有機機能層には、少なくとも発光層が含まれる。
本発明に用いられる発光層には、発光材料が含有されている。発光材料としては、リン光発光化合物が使用されても良いし、蛍光材料が使用されても良いし、リン光発光化合物と蛍光材料とが併用されても良い。
【０１７７】
この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接する層との界面であっても良い。
【０１７８】
このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あっても良い。この場合、各発光層間には、非発光性の中間層（図示略）を有していることが好ましい。
【０１７９】
発光層の層厚の総和は、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
なお、発光層の層厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。
【０１８０】
複数層を積層した構成の発光層の場合、個々の発光層の層厚としては、１〜５０ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｎｍの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。
【０１８１】
以上のような発光層は、公知の発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。
【０１８２】
また、発光層は、複数の発光材料を混合しても良く、またリン光発光材料と蛍光発光材料（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）とを同一発光層中に混合して用いても良い。
【０１８３】
発光層の構成として、ホスト化合物（発光ホスト等ともいう。）、発光材料（発光ドーパントともいう。）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
【０１８４】
有機機能層は、上記した発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層等の各種機能層のいずれかを備えていても良い。これら各機能層は、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により形成することができる。
【０１８５】
《対向電極》
対向電極は、有機機能層に電子を供給するカソードとして機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物、及びこれらの混合物が用いられる。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、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、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の酸化物半導体等が挙げられる。
【０１８６】
対向電極は、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。また、対向電極としてのシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常５ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１８７】
なお、この有機ＥＬ素子が、対向電極側からも発光光を取り出すように構成される場合には、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料を選択して対向電極が構成されていれば良い。
【０１８８】
《取り出し電極》
取り出し電極は、透明電極と外部電源とを電気的に接続するものであって、その材料としては特に限定されるものではなく公知の素材を好適に使用できるが、例えば、３層構造からなるＭＡＭ電極（Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ合金／Ｍｏ）等の金属膜を用いることができる。
【０１８９】
《補助電極》
補助電極は、透明電極の抵抗を下げる目的で設けるものであって、透明金属電極の金属導電層に接して設けられる。補助電極を形成する材料は、例えば、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。これらの金属は光透過性が低いため、光取り出し面からの発光光の取り出しに影響のない範囲でパターン形成される。
【０１９０】
このような補助電極の形成方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法等が挙げられる。補助電極の線幅は、光を取り出す開口率の観点から、５０μｍ以下であることが好ましく、補助電極の厚さは、導電性の観点から、１μ以上であることが好ましい。
【０１９１】
《封止材》
封止材は、有機ＥＬ素子を覆うものであって、板状（フィルム状）の封止部材で接着剤１９によって透明樹脂基板側に固定されるものであっても良いし、封止膜であっても良い。このような封止材は、有機ＥＬ素子における透明電極及び対向電極の端子部分を露出させ、少なくとも有機機能層を覆う状態で設けられている。また、封止材に電極を設け、有機ＥＬ素子の透明電極及び対向電極の端子部分と、この電極とを導通させるように構成されていても良い。
【０１９２】
板状（フィルム状）の封止材としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板、金属基板等が挙げられ、これらの基板材料を更に薄型のフィルム状にして用いても良い。ガラス基板としては、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、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、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、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属基板としては、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、モリブデン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０１９３】
中でも、素子を薄膜化する観点から、封止材としてポリマー基板や金属基板を薄型のフィルム状にしたものを好ましく使用することができる。
【０１９４】
更には、フィルム状としたポリマー基板は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、及びＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０１９５】
また、以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止材として用いても良い。この場合、上述した基板部材に対して、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
【０１９６】
また、このような板状の封止材を透明基板側に固定するための接着剤１９は、封止材と透明基板との間に挟持された有機ＥＬ素子を封止するためのシール剤として用いられる。このような接着剤１９は、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。
【０１９７】
また、このような接着剤１９としては、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０１９８】
なお、有機ＥＬ素子を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤１９は、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤１９中に乾燥剤を分散させておいても良い。
【０１９９】
封止材と透明基板との接着部分への接着剤１９の塗布は、市販のディスペンサーを使っても良いし、スクリーン印刷のように印刷しても良い。
【０２００】
また、板状の封止材と透明基板と接着剤１９との間に隙間が形成される場合、この間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２０１】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、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、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、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等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２０２】
一方、封止材として封止膜を用いる場合、有機ＥＬ素子における有機機能層を完全に覆い、かつ有機ＥＬ素子における透明電極及び対向電極の端子部分を露出させる状態で、透明基板上に封止膜が設けられる。
【０２０３】
このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、水分や酸素等、有機ＥＬ素子における有機機能層の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成されることとする。このような材料として、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料が用いられる。更に、封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜とともに、有機材料からなる膜を用いて積層構造としても良い。
【０２０４】
これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、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、コーティング法等を用いることができる。
【０２０５】
《保護膜、保護板》
図示は省略するが、透明基板との間に有機ＥＬ素子及び封止材を挟んで保護膜又は保護板を設けても良い。この保護膜又は保護板は、有機ＥＬ素子を機械的に保護するためのものであり、特に封止材が封止膜である場合には、有機ＥＬ素子に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護膜又は保護板を設けることが好ましい。
【０２０６】
以上のような保護膜又は保護板は、例えば、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、又はポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち、特に、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２０７】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
ここでは、一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１０の製造方法を説明する。
【０２０８】
まず、透明基板１３を準備し、その上に塗布法により光散乱層２ａを形成する。光散乱層２ａは、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有する光散乱層塗布液を透明基板１３上に塗布して乾燥した後、必要に応じて硬化処理を施すことにより形成する。光散乱層２ａの形成条件は、形成される光散乱層２ａが、光散乱粒子の面内占有率２０〜６０％、層厚１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａ１５０〜３５０ｎｍ、最大高さＲｔ１００〜３００ｎｍとなるように設定する。次いで、この光散乱層２ａの上に塗布法により平滑層２ｂを形成する。平滑層２ｂは、上記光散乱層２ａの形成と同様に、平滑層塗布液を光散乱層２ａ上に塗布して乾燥した後、必要に応じて硬化処理を施すことにより形成する。このようにして、透明基板１３上に、光散乱層２ａ及び平滑層２ｂからなる光取り出し層２を形成する。
【０２０９】
次いで、所定の電極材料を用いて蒸着法等の適宜の方法によりアノードとなる透明電極１を形成する。同時に、透明電極１端部に、外部電源と接続される取り出し電極１６を蒸着法等の適宜の方法に形成する。
【０２１０】
次いで、この上に、正孔注入層３ａ、正孔輸送層３ｂ、発光層３ｃ、電子輸送層３ｄ及び電子注入層３ｅをこの順に積層し、有機機能層３を形成する。
これらの各層の形成は、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等が用いられるが、均質な層が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。更に、層ごとに異なる形成法を適用しても良い。これらの各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１〜５μｍの範囲内で、各条件を適宜選択することが望ましい。
好ましくは、有機機能層３の形成では、その形成領域を、断面視した場合に、光取り出し層２が形成された位置（領域）とほぼ完全に重ならせ、有機機能層３で生じた発光光ｈが光取り出し層２で有効に取り出されるようにするのが良い。
【０２１１】
以上のようにして有機機能層３を形成した後、この上部にカソードとなる対向電極５ａを、蒸着法やスパッタ法などの適宜の形成法によって形成する。この際、対向電極５ａは、有機機能層３によって透明電極１に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層３の上方から透明基板１３の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。これにより、有機ＥＬ素子１０が得られる。また、その後には、有機ＥＬ素子１０における透明電極１（取り出し電極１６）及び対向電極５ａの端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機機能層３を覆う封止材１７を設ける。
【０２１２】
以上により、透明基板１３上に所望の有機ＥＬ素子１０が得られる。このような有機ＥＬ素子１０の作製においては、１回の真空引きで一貫して有機機能層３から対向電極５ａまで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から透明基板１３を取り出して異なる形成法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０２１３】
このようにして得られた有機ＥＬ素子１０に直流電圧を印加する場合には、アノードである透明電極１を＋の極性とし、カソードである対向電極５ａを−の極性として、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加しても良い。なお、印加する交流の波形は任意で良い。
【実施例】
【０２１４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。【０２１５】
《光散乱層塗布液１０１〜１２２の調製》
後述する有機ＥＬ素子１０１〜１２２の作製において、光取り出し層の光散乱層の形成に用いられる光散乱層塗布液１０１〜１２２をそれぞれ以下のように調製した。【０２１６】
（１）光散乱粒子分散液Ｔ−１〜Ｔ−４の調製
（光散乱粒子分散液Ｔ−１の調製）
光散乱粒子分散液Ｔ−１として、屈折率２．４、平均粒径０．２５μｍのＴｉＯ２粒子（テイカ（株）製  ＪＲ６００Ａ）と樹脂溶液（ＡＰＭ社製  ＥＤ２３０ＡＬ（有機無機ハイブリッド樹脂））とをＴｉＯ２粒子と樹脂成分との比率が９５体積％：５体積％となるようにし、ｎ−プロピルアセテートとシクロヘキサノンとを１０質量％：９０質量％となるようにし、ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度が４０質量％となるように、５０ｍｌ量の比率で処方設計した。【０２１７】
具体的には、上記ＴｉＯ２粒子と上記混合溶媒とを混合し、常温で冷却しながら、超音波分散機（エスエムテー社製  ＵＨ−５０）に、マイクロチップステップ（エスエムテー社製  ＭＳ−３  ３ｍｍφ）の標準条件で１０分間分散を加え、ＴｉＯ２の分散液を調製した。
次いで、ＴｉＯ２分散液を１００ｒｐｍで撹拌しながら、樹脂を少量ずつ混合添加し、添加完了後、５００ｒｐｍまで撹拌速度を上げ、１０分間混合した。
その後、ＰＶＤＦ  ０．４５μｍフィルター、ＰＶＤＦ  ０．２０μｍフィルター（ワットマン社製）にて順次濾過し、目的の光散乱粒子分散液Ｔ−１を得た。ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度は３７．８％、分散粒子の平均粒径は１９０ｎｍであった（マルバーン社製  粒度分布計  ゼータサイザー  ｎａｎｏ−Ｓ）。【０２１８】
（光散乱粒子分散液Ｔ−２の調製）
光散乱粒子分散液Ｔ−１の調製において、濾過操作として分散液を０．４５μｍフィルターに２回通した以外は同様にして、分散液Ｔ−２（ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度３８．５％、分散粒子の平均粒径２６０ｎｍ）を得た。【０２１９】
（光散乱粒子分散液Ｔ−３の調製）
光散乱粒子分散液Ｔ−１の調製において、超音波分散機による分散時間を６分とし、濾過操作として分散液を０．４５μｍフィルターに１回通した以外は同様にして、分散液Ｔ−３（ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度３８．９％、分散粒子の平均粒径３４０ｎｍ）を得た。【０２２０】
（光散乱粒子分散液Ｔ−４の調製）
光散乱粒子分散液Ｔ−１の調製において、ＴｉＯ２粒子として、平均粒径０．７μｍ（テイカ（株）製  ＭＰ−７０）を用い、濾過操作として分散液を１．２μｍフィルター及び０．８μｍフィルターに順次通した以外は同様にして、分散液Ｔ−４（ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度３８．７％、分散粒子の平均粒径６８０ｎｍ）を得た。【０２２１】
（２）光散乱層塗布液１０１〜１２２の調製
（光散乱層塗布液１０１の調製）
光散乱粒子分散液Ｔ−１と樹脂溶液（ＥＤ２３０ＡＬ）とを、樹脂成分に対する光散乱粒子の体積比率×１００の値（％）（以下、「Ｐ／Ｂ（pigment／binder）」ともいう。）が９０％となるように混合し、更に、ｎ−プロピルアセテートとシクロヘキサノンとの比率が１０質量％：９０質量％、ＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度が１０質量％となるように、１０ｍｌ量の比率で調整し、光散乱層塗布液１０１を得た。【０２２２】
（光散乱層塗布液１０２〜１２２の調製）
光散乱層塗布液１０１の調製において、光散乱粒子分散液を表１に記載のものに変更し、Ｐ／Ｂを表１に記載の値に変更した以外は同様にして、光散乱層塗布液１０２〜１２２を得た。【０２２３】
【表１】
2015045599.tif 000005
【０２２４】
《有機ＥＬ素子１０１〜１２２の作製》
（１）有機ＥＬ素子１０１の作製
（１．１）透明樹脂基板の準備
厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製）の下引き加工していない面に、ＪＳＲ株式会社製ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材：ＯＰＳＴＡＲ  Ｚ７５０１を、塗布、乾燥後の平均層厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、８０℃で３分間乾燥させ、その後、空気雰囲気下において高圧水銀ランプを使用して硬化条件１．０Ｊ／ｃｍ２で硬化を行い、平坦層を形成した。【０２２５】
次いで、上記平坦層を設けた基板上に、パーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製アクアミカ  ＮＮ３２０）の２０質量％ジブチルエーテル溶液をワイヤーバーにて、乾燥後の（平均）層厚が、０．３０μｍとなるように塗布し、塗布試料を得た。
得られた塗布試料を、温度８５℃、湿度５５％ＲＨの雰囲気下で１分処理し、乾燥試料を得た。さらに、乾燥試料を温度２５℃、湿度１０％ＲＨ（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行った。
除湿処理を行った試料を、下記の装置を用いて、下記の条件で改質処理を行い、ガスバリアー層を形成した。改質処理時の露点温度は、−８℃で実施した。【０２２６】
（改質処理装置）
株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００、波長１７２ｎｍ、ランプ封入ガス  Ｘｅ
（改質処理条件）
エキシマー光強度      ６０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離      １ｍｍ
ステージ加熱温度      ７０℃
照射装置内の酸素濃度  １％
エキシマー照射時間    ３秒
上記のようにして、ガスバリアー性を有する透明電極用のフィルム基板を作製した。【０２２７】
（１．２）光取り出し層の形成
（１．２．１）光散乱層の形成
上記光散乱層塗布液１０１を、準備したフィルム基板上に、スピンコーターにて塗布した。なお、乾燥後の層厚が表２に記載の値となるように、適宜回転数を調整した。次いで、簡易乾燥し（８０℃、２分）、更に、ホットプレートによる乾燥を行い（１２０℃、６０分）、光散乱層を形成した。【０２２８】
（１．２．２）平滑層の形成
（平滑層塗布液の調製）
次いで、平滑層調液として、屈折率２．４、平均粒径０．０２μｍのナノＴｉＯ２分散液（テイカ（株）製  ＨＤＴ−７６０Ｔ）と樹脂溶液（ＡＰＭ社製  ＥＤ２３０ＡＬ（有機無機ハイブリッド樹脂））とをナノＴｉＯ２粒子と樹脂成分との比率が４５体積％：５５体積％となるようにし、ｎ−プロピルアセテートとシクロヘキサノンとトルエンとを２０質量％：３０質量％：５０質量％となるようにし、ナノＴｉＯ２粒子と樹脂成分との濃度が１５質量％となるように、１０ｍｌ量の比率で処方設計した。【０２２９】
具体的には、上記ナノＴｉＯ２分散液と溶媒を混合し、１００ｒｐｍで撹拌しながら、樹脂溶液を少量ずつ混合添加し、添加完了後、５００ｒｐｍまで撹拌速度を上げ、１０分間混合し、分散液を得た。その後、ＰＶＤＦ  ０．４５μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過し、目的の平滑層塗布液を得た。【０２３０】
（平滑層の形成）
上記平滑層塗布液を、光散乱層上に、スピンコーター（５００ｒｐｍ、３０秒）にて塗布した後、簡易乾燥し（８０℃、２分）、更に、ホットプレートによる乾燥を行い（１２０℃、３０分）、層厚７００ｎｍの平滑層を形成した。
なお、平滑層単層での屈折率は１．８５であった。【０２３１】
（１．３）透明電極の形成
光取り出し層が形成されたフィルム基板上に、厚さ１２０ｎｍのＩＴＯ（インジウムチンオキシド）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、透明電極を形成した。
なお、ＩＴＯ電極の表面抵抗は、１２０Ω／□であった。【０２３２】
（１．４）有機機能層の形成
透明電極が形成されたフィルム基板を、中央部に幅３０ｍｍ×３０ｍｍの開口部があるマスクと重ねて市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、真空蒸着装置内の加熱ボートの各々に、有機機能層を構成する各材料を、それぞれの層の形成に最適な量で充填した。
なお、加熱ボートはタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
次いで、真空蒸着装置の蒸着室内を真空度４×１０−４Ｐａまで減圧し、各材料が入った加熱ボートを順次通電して加熱することにより、以下のように各層を形成した。【０２３３】
まず、正孔輸送注入材料として下記構造式に示すα−ＮＰＤが入った加熱ボートに通電して加熱し、α−ＮＰＤよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送注入層を透明金属電極上に形成した。この際、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒、層厚１４０ｎｍとした。【０２３４】
【化３】
2015045599.tif 000006
【０２３５】
次に、下記構造式に示すホスト材料Ｈ４の入った加熱ボートと、下記構造式に示すリン光発光性化合物Ｉｒ−４の入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ホスト材料Ｈ４とリン光発光性化合物Ｉｒ−４とよりなる発光層を正孔輸送注入層上に形成した。この際、蒸着速度（ｎｍ／秒）の比がホスト材料Ｈ４：リン光発光性化合物Ｉｒ−４＝１００：６となるように、加熱ボートの通電を調節した。発光層の層厚は、３０ｎｍとした。【０２３６】
【化４】
2015045599.tif 000007
【０２３７】
次いで、正孔阻止材料として下記構造式に示すＢＡｌｑが入った加熱ボートに通電して加熱し、ＢＡｌｑよりなる正孔阻止層を発光層上に形成した。この際、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒、層厚１０ｎｍとした。【０２３８】
【化５】
2015045599.tif 000008
【０２３９】
その後、電子輸送材料として下記構造式に示す化合物Ｎｏ．７の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、化合物Ｎｏ．７とフッ化カリウムとよりなる電子輸送層を、正孔阻止層上に形成した。この際、蒸着速度（ｎｍ／秒）の比が化合物Ｎｏ．７：フッ化カリウム＝７５：２５になるように、加熱ボートの通電を調節した。電子輸送層の層厚は、３０ｎｍとした。【０２４０】
【化６】
2015045599.tif 000009
【０２４１】
次に、電子注入材料としてフッ化カリウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、フッ化カリウムよりなる電子注入層を、電子輸送層上に形成した。この際、蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒、層厚１ｎｍとした。【０２４２】
（１．５）対向電極の形成及び封止
その後、電子注入層まで形成した透明基板を、アルミニウム（Ａｌ）を入れたタングステン製の抵抗加熱ボートが取り付けられた第２真空槽へ真空状態を保持したまま移送した。透明電極（アノード）と直交するように配置された幅２０ｍｍ×５０ｍｍの開口部があるマスクと重ねて固定した。
次いで、処理室内において、成膜速度０．３〜０．５ｎｍ／秒で、膜厚１００ｎｍのＡｌからなる反射性の対向電極をカソードとして成膜した。【０２４３】
その後、かかる有機発光体を、大きさ４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ７００μｍのガラス基板であって、中央部３４ｍｍ×３４ｍｍを深さ３５０μｍで削ったガラス基板からなる封止材で覆い、有機発光体を囲む状態で、封止材と透明基板との間に接着剤（シール材）を充填した。接着剤としては、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を用いた。
その後、封止材と透明基板との間に充填した接着剤に対して、ガラス基板（封止材）側からＵＶ光を照射し、接着剤を硬化させて有機発光体を封止した。【０２４４】
なお、有機発光体の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、５ｃｍ×５ｃｍの透明基板における中央の２．０ｃｍ×２．０ｃｍの領域を発光領域とし、発光領域の全周に幅１．５ｃｍの非発光領域を設けた。
また、アノードである透明金属電極とカソードである対向電極とに関し、正孔輸送注入層〜電子輸送層までの有機機能層によって絶縁された状態で、透明基板の周縁に端子部分を引き出した。
以上のようにして、有機ＥＬ素子１０１を作製した。【０２４５】
（２）有機ＥＬ素子１０２〜１２２の作製
有機ＥＬ素子１０１の作製において、光散乱層塗布液１０１の代わりに、光散乱層塗布液１０２〜１２２を用いた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２〜１２２を作製した。【０２４６】
《有機ＥＬ素子１０１〜１２２の評価》
（１）光取り出し層の評価
（１．１）面内占有率
作製した光散乱層（単層膜）について、電子顕微鏡ＴＭ−１０００  Ｍｉｎｉｓｃｏｐｅ（（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、光散乱層の５０００倍拡大画像を得た（ｊｐｇフォーマット）。一例として、有機ＥＬ素子１０３，１１４，１１８のそれぞれについて、光散乱層の電子顕微鏡写真を図５に示す。図５Ａは、比較例の有機ＥＬ素子１０３の光散乱層、図５Ｂは、本発明の有機ＥＬ素子１１４の光散乱層、図５Ｃは、有機ＥＬ素子１１８の光散乱層をそれぞれ示している。
次いで、画像処理ソフトＷｉｎＲＯＯＦ（三谷商事（株）製）を用いて、電子顕微鏡で得られた画像を二値化した後、白色部及び黒色部の面積値から、面内方向における光散乱粒子（白色部）の占有面積の割合を求め、これを面内占有率（％）とした。なお、図５Ａに示す有機ＥＬ素子１０３は面内占有率が７５％、図５Ｂに示す有機ＥＬ素子１１４は面内占有率が６０％、図５Ｃに示す有機ＥＬ素子１１８は面内占有率が４５％であった。【０２４７】
（１．２）光散乱層の層厚
光散乱層の層厚は、触針式表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋ  ＸＴ-Ｓ（ＵＬＶＡＣ社製）を用いて測定し、５点測定した平均値を、光散乱層の層厚（ｎｍ）とした。【０２４８】
（１．３）光散乱層及び光取り出し層（平滑層）の表面粗さＲａ及び最大高さＲｔ
形成した光散乱層及び光取り出し層（平滑層）について、表面粗さとして、光干渉粗さ計ＷＹＫＯ  ＮＴ３３００（Ｖｅｅｃｏ社製）及び解析ソフトＶｉｓｉｏｎ３２（ｖｅｒ．２．３０３）を用い、ＰＳＩモードにて、対物レンズ５０倍、内部１倍（視野９０μｍ×１２０μｍ）で測定した。測定値に対してＴｉｌｔ補正を行った後の値を、光散乱層及び光取り出し層の表面粗さＲａ（ｎｍ）及び最大高さＲｔ（ｎｍ）とした。【０２４９】
（２）有機ＥＬ素子の評価
作製した各有機ＥＬ素子１０１〜１２２について、電力効率及び発光均一性を下記のように評価した。【０２５０】
（２．１）電力効率
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて、正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度が１０００ｃｄ／ｍ２となる駆動電圧及び電流から、電力効率（ｌｍ／ｗ）を測定した。
次いで、光取り出し層が設けられていない以外は有機ＥＬ素子１０１と同様の構成である有機ＥＬ素子の電力効率を１００％とした場合の相対電力効率を求め、下記の基準に従って、各有機ＥＬ素子１０１〜１２２の電力効率の評価を行った。電力効率が高いほど、光取り出し効率に優れていることを示す。評価結果を表２に示す。【０２５１】
◎：１５０％以上
○：１００％以上１５０％未満
△：８０％以上１００％未満
×：５０％以上８０％未満
××：５０％未満【０２５２】
（２．２）発光均一性
ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電圧を各有機ＥＬ素子１０１〜１２２に印加し、１０００ｃｄ／ｍ２で発光させた。倍率５０倍の顕微鏡で各々の発光輝度ムラを観察し、下記の基準で評価した。評価結果を表２に示す。【０２５３】
◎：完全に均一発光している。
○：ほとんど均一発光しており、実用上問題ない。
△：部分的に若干発光ムラが見られるが、許容できる。
×：全面にわたって発光ムラが見られ、許容できない。【０２５４】
【表２】
2015045599.tif 000010
【０２５５】
（３）まとめ
表２から、平均粒径が１５０〜３５０ｎｍの光散乱粒子を含有し、当該光散乱粒子の面内占有率が２０〜６０％、層厚が１５０〜５００ｎｍ、表面粗さＲａが１０〜５０ｎｍ、最大高さＲｔが１００〜３００ｎｍである光散乱層を有する本発明の有機ＥＬ素子１１４〜１２２は、比較例の有機ＥＬ素子１０１〜１１３と比較して、高い電力効率及び発光均一性を示しており、光取り出し効率及び発光均一性に優れていることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０２５６】
以上のように、本発明は、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に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に適している。
【符号の説明】
【０２５７】
１      透明電極
２      光取り出し層
２ａ    光散乱層
２ｂ    平滑層
３      有機機能層
３ａ    正孔注入層
３ｂ    正孔輸送層
３ｃ    発光層
３ｄ    電子輸送層
３ｅ    電子注入層
５ａ    対向電極
１０    有機ＥＬ素子
１３    透明基板
１５    補助電極
１６    取り出し電極
１７    封止材
１９    接着剤
２０    波長制御赤外線ヒーター
２２    フィラメント
２４    保護管
２６，２８  フィルター
３０    中空部
３２    反射板
４０    冷却機構
５０    制御装置
１００  有機ＥＬ素子
１０１  金属電極
１０２  有機機能層
１０３  透明電極
１０４  透明基板
１１０ａ〜１１０ｅ  光
２００  光取り出し層形成装置
２０２  元巻きロール
２０４  巻取りロール
２１０  搬送部
２１２  搬送ローラー
２２０  ＩＪ塗布部
２２２  搬送ローラー
２２４  プラテン
２２６  ＩＪヘッド
２３０  ＩＲ乾燥部
２３２  搬送ローラー
２４０  光硬化部
２４２  搬送ローラー
２４４  紫外線照射装置
２５０  ＩＪ塗布部
２５２  搬送ローラー
２５４  プラテン
２５６  ＩＪヘッド
２６０  ＩＲ乾燥部
２６２  搬送ローラー
２６４  波長制御赤外線ヒーター
２７０  光硬化部
２７２  搬送ローラー
２７４  紫外線照射装置
２８０  搬送部
２８２  搬送ローラー
ｈ      発光光
【図１】
2015045599.tif 000011
【図２】
2015045599.tif 000012
【図３】
2015045599.tif 000013
【図４】
2015045599.tif 000014
【図５Ａ】
2015045599.tif 000015
【図５Ｂ】
2015045599.tif 000016
【図５Ｃ】
2015045599.tif 000017
【図６】
2015045599.tif 000018
【国際調査報告】
2015045599.tif 000019
2015045599.tif 000020
2015045599.tif 000021
2015045599.tif 000022