(57)【要約】【課題】内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０（１４，１６，１８）と、有機ＥＬ層３０（１４，１６，１８）上に配置された特性分離層２２と、特性分離層２２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える有機ＥＬ装置２。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された光学特性調整層と、
前記光学特性調整層上に配置された第２電極層と
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ層上に配置された特性分離層を備え、前記光学特性調整層は、前記特性分離層上に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された光学特性調整層と、
前記光学特性調整層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記光学特性調整層上に配置された特性分離層を備え、前記有機ＥＬ層は、前記特性分離層上に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記光学特性調整層は、可視光領域で透明な有機材料層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記特性分離層は、電荷発生層若しくは透明電極層であることを特徴とする請求項２または４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記光学特性調整層は、正孔輸送性材料層または電子輸送性材料を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記特性分離層は、電荷発生層、透明電極層、或いは導電性薄膜層であることを特徴とする請求項２または４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
前記第２電極層は、高反射率を有する金属膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
前記光学特性調整層は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
前記光学特性調整層は、多結晶性有機材料層であることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１２】
前記光学特性調整層と前記第２電極層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１３】
前記光学特性調整層と前記特性分離層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１４】
前記光学特性調整層と前記第１電極層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項３または４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１５】
前記第２電極層は、部分的に特性分離層と接していることを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１６】
前記光学特性調整層は、所定のパターン構造でパターニングされ、かつ前記第２電極層は、部分的に特性分離層と接していることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１７】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項１６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１８】
前記光学特性調整層のガラス転移点は、前記有機ＥＬ層のガラス転移点よりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１９】
前記光学特性調整層の厚さは、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２０】
前記多結晶性有機材料層の厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２１】
前記光学特性調整層には、金属がドープされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２２】
前記光学特性調整層には、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２３】
前記第１電極層と前記第２電極層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか1項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２４】
前記第１電極層と前記特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２５】
前記第１電極層と、前記第２電極層に短絡された特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２６】
前記第２電極層と前記特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２７】
前記第２電極層と、前記第１電極層に短絡された特性分離層からそれぞれ主電極を取出すことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２８】
波長域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのうち少なくとも一部の波長域において、前記光学特性調整層を形成する材料のバルクの屈折率が、前記基板、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層、もしくは前記第２電極層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか1項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項２９】
基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と、
前記第２電極層上に配置された高屈折率散乱層と
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３０】
前記高屈折率散乱層は、可視光領域で透明な有機材料層または多結晶性有機材料層であることを特徴とする請求項２９に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３１】
前記第２電極層は、透明電極層もしくは導電性薄膜層であることを特徴とする請求項２９または３０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３２】
前記高屈折率散乱層の表面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３３】
前記高屈折率散乱層は、所定のパターン構造でパターニングされていることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３４】
前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項３３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３５】
前記高屈折率散乱層は、結晶粒界を有することを特徴とする請求項２９〜３４のいずか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３６】
前記第１電極層は、金属電極層であることを特徴とする請求項２９〜３５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３７】
前記高屈折率散乱層上に配置された高反射率を有する金属膜を備えることを特徴とする請求項２９〜３６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３８】
前記高屈折率散乱層上に配置された保護層を備えることを特徴とする請求項２９〜３６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３９】
前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記有機ＥＬ層、前記第２電極層および前記高屈折率散乱層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記有機ＥＬ層、前記第２電極層および前記高屈折率散乱層が封止されることを特徴とする請求項２９〜３８のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４０】
前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項３９に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４１】
前記封止板および前記基板の少なくとも一方の表面に、光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項３９または４０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４２】
前記封止板および前記基板の少なくとも一方の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有することを特徴とする請求項３９または４０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４３】
前記高屈折率散乱層の厚さは、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２９〜４２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４４】
前記高屈折率散乱層の厚さが結晶粒径と同程度か若しくはそれ以下であることを特徴とする請求項３５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４５】
波長域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのうち少なくとも一部の波長域において、前記高屈折率散乱層を形成する材料のバルクの屈折率が、前記基板、前記有機ＥＬ層、前記第１電極層、もしくは前記第２電極層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項２９〜４４のいずれか1項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４６】
前記有機ＥＬ層は、１層以上の電荷発生層と、２層以上の発光層を有するマルチフォトンエミッション型の有機ＥＬ層であることを特徴とする請求項１〜４５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置に関し、特に、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光素子として有機ＥＬ（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いた表示装置や照明装置が実用化に向けて開発が進められている。このような有機ＥＬ素子は、一般的には、ガラス基板、透明プラスチックフィルムなどの透明支持基板上に陽極である透明電極と、有機層と、陰極である金属電極を順に積層して作製される。
【０００３】
透明電極と金属電極との間に印加された電圧により、陰極から供給された電子と、陽極から供給された正孔とが有機層内で再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際にＥＬ発光する。ＥＬ発光した光は、透明電極を透過し、透明支持基板の側から外部に取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０１０６３４号
【特許文献２】特開２００９−９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような有機ＥＬ素子においては、有機層で生じた光を外部に十分に取り出すことができないという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された光学特性調整層と、前記光学特性調整層上に配置された第２電極層とを備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された光学特性調整層と、前記光学特性調整層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層とを備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置された高屈折率散乱層とを備える有機ＥＬ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２】比較例に係る有機ＥＬ装置において、キャリア注入バランスの動作原理を説明する模式的断面構造図。
【図３】比較例に係る有機ＥＬ装置において、光取り出し効率の動作原理を説明する模式的断面構造図。
【図４】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、キャリア注入バランスの動作原理を説明する模式的断面構造図。
【図５】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光取り出し効率の動作原理を説明する模式的断面構造図。
【図６】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の動作方法を説明する模式的断面構造図であって、（ａ）アノード電極層とカソード電極層間に電圧を印加する例、（ｂ）アノード電極層と特性分離層間に電圧を印加する例、（ｃ）アノード電極層とカソード電極層と短絡された特性分離層間に電圧を印加する例。
【図７】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図８】第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図９】第３の実施の形態の変形例に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１０】第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１１】第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、光学特性調整層２４の模式的平面パターン構成図であって、（ａ）円形パターン例、（ｂ）正方形パターン例、（ｃ）三角形を基調とする円形パターン例、（ｄ）長方形パターン例。
【図１２】（ａ）第４の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図、（ｂ）第４の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１３】（ａ）第４の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図、（ｂ）第４の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１４】第５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１５】第６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１６】第７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１７】第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置であって、（ａ）模式的断面構造図、（ｂ）粒径分布とグレインサイズとの関係の模式図、（ｃ）多結晶性有機材料層内におけるグレインの様子を示す模式図。
【図１８】第９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図１９】第１０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２０】第１１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２１】第１２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２２】第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２３】第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２４】第１５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２５】第１６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２６】第１７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２７】第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２８】第１９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２９】第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３０】第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３１】第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３２】第２３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３３】第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３４】第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３５】第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３６】第２７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３７】第２８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３８】第２８の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３９】第２８の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４０】１，４−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼン（ＤＰＢ）の化学構造式。
【図４１】２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）の化学構造式。
【図４２】２，５−ビス（４−ビフェニルイル）チオフェン（ＢＰ１Ｔ）の化学構造式。
【図４３】ｐ−クオターフェニル（ｐ−４Ｐ）の化学構造式。
【図４４】ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物（ＮＴＤＡ）の化学構造式。
【図４５】第２９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４６】第２９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、高屈折率散乱層３４の模式的平面パターン構成図であって、（ａ）円形パターン例、（ｂ）正方形パターン例、（ｃ）三角形を基調とする円形パターン例、（ｄ）長方形パターン例。
【図４７】（ａ）第２９の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図、（ｂ）第２９の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４８】（ａ）第２９の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図、（ｂ）第２９の実施の形態の変形例４に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４９】第３０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５０】第３１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５１】第３２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５２】第３３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５３】第３４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５４】第３５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５５】第３５の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５６】第３５の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図５７】第３５の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第７の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１３】
又、以下に示す第１〜第７の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
[第１の実施の形態]
（有機ＥＬ装置）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図１に示すように表される。また、比較例に係る有機ＥＬ装置において、キャリア注入バランスの動作原理を説明する模式的断面構造は、図２に示すように表され、比較例に係る有機ＥＬ装置において、光取り出し効率の動作原理を説明する模式的断面構造は、図３に示すように表される。
【００１５】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された特性分離層２２と、特性分離層２２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える。
【００１６】
一方、比較例に係る有機ＥＬ装置は、図２に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。
【００１７】
一般的に、発光効率は、[キャリア注入バランス]×[励起子生成効率]×[励起子の輻射再結合確率]×[光取り出し効率]で表される。
【００１８】
キャリア注入バランスは、図２に示すように、カソード電極層２０から注入される電子（ｅ）とアノード電極層１２から注入される正孔（ｈ）がバランス良く発光層１６内において電子−正孔対を生成する確率で表される。カソード電極層２０から注入される電子（ｅ）が、直接アノード電極層１２まで到達するなど、発光層１６内において電子−正孔対を生成しない場合には、発光ロスになる。
【００１９】
励起子生成効率は、発光層１６内で有効に励起子を生成する確率で表される。発光層１６内で有効に励起子が生成されず、再結合しない場合には、発光ロスになる。
【００２０】
キャリア注入バランスおよび励起子生成効率は、有機ＥＬ層各層内の電子移動度・正孔移動度などの電気的特性、および膜厚によって決定される。
【００２１】
励起子の輻射再結合確率は、材料に依存する値である。
【００２２】
光取り出し効率は、図３に示すように、発光層１６で発光した光が直接光、若しくはカソード電極層２０と電子輸送層１８の界面での反射光として、アノード電極層１２・基板１０を透過して、外部に出射される確率で表される。発光層１６で発光した光がカソード電極層２０と電子輸送層１８の界面での反射光との光学干渉によって、出射光が打ち消されると発光ロスになる。
【００２３】
光取り出し効率は、有機ＥＬ層各層内の屈折率などの光学的特性、および膜厚によって決定される。
【００２４】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、キャリア注入バランスの動作原理を説明する模式的断面構造は、図４に示すように表される。また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、光取り出し効率の動作原理を説明する模式的断面構造は、図５に示すように表される。
【００２５】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図４に示すように、特性分離層２２を備えることによって、特性分離層２２よりも下部の有機ＥＬ層３０内のキャリアバランスや励起子生成効率を一定に保つことができる。例えば、光学特性調整層２４の膜厚を変更しても有機ＥＬ層３０内のキャリアバランスはほとんど変化しない。すなわち、特性分離層２２よりも下部の有機ＥＬ層３０内の各層を膜厚調整することで、キャリアバランスと励起子生成効率を最適化することができ、結果として、内部量子効率を最大化することができる。
【００２６】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５に示すように、光学特性調整層２４を備えることによって、光学特性調整層２４の膜質や膜厚を調整することによって、光学的特性を調整して、光取り出し効率を向上することができる。すなわち、光学特性調整層２４の膜厚を調整することによって、光学干渉の最適化を図ることができ、結果として、光取り出し効率の最大化することができる。このとき、上述の通り、光学特性調整層２４の膜厚を変更しても、有機ＥＬ層３０内のキャリアバランスは維持されている。
【００２７】
以上により、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、内部量子効率と光取り出し効率のそれぞれの調整が独立して行えるため、最終的な外部量子効率の最大化を容易に図ることができる。
【００２８】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２と光学特性調整層２４を備え、特性分離層２２よりも下部の有機ＥＬ層３０内のキャリアバランスや励起子生成効率を一定に保ちつつ、光学特性調整層２４の膜質や膜厚を調整することによって、光学的特性を調整が独立に実行可能であるため、最終的な外部量子効率の最大化が容易となる。
【００２９】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の動作方法を説明する模式的断面構造であって、アノード電極層１２とカソード電極層２０間に電圧を印加する例は、図６（ａ）に示すように表され、アノード電極層１２と特性分離層２２間に電圧を印加する例は、図６（ｂ）に示すように表され、アノード電極層１２と、カソード電極層２０と短絡された特性分離層２２間に電圧を印加する例は、図６（ｃ）に示すように表される。
【００３０】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の電極端子の取り出し方法においては、図６（ａ）に示すように、アノード電極層１２とカソード電極層２０からそれぞれ主電極を取り出しても良い。また、図６（ｂ）に示すように、アノード電極層１２と特性分離層２２からそれぞれ主電極を取り出しても良い。また、図６（ｃ）に示すように、アノード電極層１２と、カソード電極層２０と短絡された特性分離層２２からそれぞれ主電極を取り出しても良い。
【００３１】
基板１０は、光を透過する透明基板として、例えば、ガラス基板やガスバリア膜付プラスチックフィルムなどを適用することができる。厚さは、例えば、約０．１〜１．１ｍｍ程度である。また、基板１０には、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明な樹脂を用いてフレキシブル性を持たせることも可能である。
【００３２】
第１電極層１２は、厚さが、例えば、約５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極で形成することができる。また、第１電極層１２は、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）、ＡＴＯ（アンチモンースズ酸化物）、或いはＰＥＤＯＴＴ−ＰＳＳで形成することもできる。また、Ａｇなど金属の薄膜による半透明電極でも良い。
【００３３】
有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【００３４】
正孔輸送層１４は、第１電極層１２から注入された正孔を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル−１−）Ｎ−フェニル−アミノ]−ビフェニルなどで形成することができる。
【００３５】
発光層１６は、注入された正孔および電子が再結合して発光するための層であり、例えば、ドーパントとして、ルブレンや、遷移金属原子を含む錯体がドーピングされたアルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
【００３６】
電子輸送層は、第２電極層２０から注入された電子を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、アルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
【００３７】
なお、有機ＥＬ層３０は、上記、正孔輸送層、電子輸送層以外の層、例えば、正孔注入層、電子注入層等を用いて構成しても良い。
【００３８】
光学特性調整層２４は、電子輸送層や正孔輸送層に使用されるような可視光領域で透明な有機材料で形成することができる。すなわち、光学特性調整層２４は、電子輸送性材料層や正孔輸送性材料層で形成することができる。
【００３９】
光学特性調整層２４は、有機ＥＬ層３０と同等以上の屈折率を有することが望ましい。また、光学特性調整層２４には、ＳｉＯ2、ＳｉＮなどの無機化合物が含まれていても良い。また、光学特性調整層２４には、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡｌＯなどの金属化合物が含まれていても良い。
【００４０】
特性分離層２２は、電荷発生層若しくは透明電極層で形成することができる。ここで、電荷発生層としては、例えば、ＨＡＴ−ＣＮなど、透明電極層としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの金属酸化物、若しくはＡｌ、Ａｇ、Ｃｓ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ，Ｚｎなどの金属による半透過状態の導電性薄膜層などを適用可能である。
【００４１】
また、光学特性調整層２４は、正孔輸送性材料層または電子輸送性材料を含んでいても良い。
【００４２】
また、特性分離層２２は、電荷発生層、透明電極層、或いは導電性薄膜層で形成されていても良い。
【００４３】
また、光学特性調整層２４は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を有していても良い。
【００４４】
光学特性調整層２４に正孔輸送性材料層を適用する場合には、特性分離層２２は、電荷発生層であることが望ましい。
【００４５】
また、光学特性調整層２４に電子輸送性材料層を適用する場合には、特性分離層２２は、透明電極層、或いは導電薄膜層であることが望ましい。
【００４６】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、光学特性調整層２４には、金属がドープされていても良い。ドープされる金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｕなどを適用可能である。
【００４７】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、光学特性調整層２４には、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされていても良い。電荷移動錯体の例としては、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）錯体などを適用可能である。
【００４８】
上記において、特性分離層２２を電荷発生層で形成する場合、電荷発生層の厚さは、例えば、約０．１ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。また、このような電荷発生層のＬＵＭＯは、絶対値として４．０ｅＶ以上であることが望ましい。
【００４９】
また、上記において、光学特性調整層２４のＨＯＭＯは、絶対値として６．０ｅＶ以下であることが望ましい。
【００５０】
また、光学特性調整層２４のＨＯＭＯと電荷発生層のＬＵＭＯのエネルギー準位差は、１ｅＶ以下であることが望ましい。
【００５１】
第２電極層２０は、材質が、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの高反射率を有する金属膜で形成することができる。なお、後述するトップエミッション構成の場合には、第１電極層１２と同様の透明電極で構成する。
【００５２】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１に示すように、基板１０が発光面を有する透明基板で形成され、第２電極層２０が金属層で形成されたボトムエミッション構成を備えている。
【００５３】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０が透明基板で形成され、第１電極層１２および第２電極層２０が透明電極で形成されたトップエミッションおよびボトムエミッション構成を備えていても良い。
【００５４】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、基板１０が不透明基板で形成され、第１電極層１２が金属層で形成され、第２電極層２０は透明電極で形成されたトップエミッション構成を備えていても良い。ここで、基板１０は、例えば、シリコン基板やステンレス基板で形成され、第１電極層１２は、例えば、アルミニウム蒸着膜で形成され、第２電極層２０は、例えば、ＩＴＯで形成されていても良い。
【００５５】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、波長域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのうち少なくとも一部の波長域において、光学特性調整層２４を形成する材料のバルクの屈折率が、基板１０、有機ＥＬ層３０、第１電極層１２、もしくは第２電極層２０のいずれかの屈折率よりも高くなされていても良い。尚、この点は、以下の第２〜第２７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においても同様である。
【００５６】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、特性分離層を備えることによって、特性分離層よりも下部の有機ＥＬ層内のキャリアバランスや励起子生成効率を一定に保つことができる。すなわち、特性分離層よりも下部の有機ＥＬ層内の各層を膜厚調整することで、キャリアバランスと励起子生成効率を最適化することができ、結果として、内部量子効率を最大化することができる。
【００５７】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、光学特性調整層を備えることによって、光学特性調整層の膜質や膜厚を調整することによって、光学的特性を調整して、光取り出し効率を向上することができる。すなわち、光学特性調整層の膜厚を調整することによって、光学干渉の最適化を図ることができ、結果として、光取り出し効率の最大化することができる。
【００５８】
以上により、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、内部量子効率と光取り出し効率のそれぞれの調整が独立して行えるため、最終的な外部量子効率の最大化を容易に図ることができる。
【００５９】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、特性分離層と光学特性調整層を備え、特性分離層よりも下部の有機ＥＬ層内のキャリアバランスや励起子生成効率を一定に保ちつつ、光学特性調整層の膜質や膜厚を調整することによって、光学的特性を調整が独立に実行可能であるため、最終的な外部量子効率の最大化が容易となる。
【００６０】
第１の実施の形態によれば、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００６１】
[第２の実施の形態]
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図７に示すように、光学特性調整層２４の代わりに、多結晶性有機材料層２６を備える。多結晶性有機材料層２６は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱特性を有する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６２】
第２の実施の形態によれば、通常では全反射によって有機ＥＬ層内に閉じ込められていた光も、多結晶性有機材料層の散乱を利用して基板外部に取り出すことができるため、光取り出し効率の更なる向上を図ることができる。
【００６３】
第２の実施の形態によれば、多結晶性有機材料層を適用することによって、光散乱特性が増大し、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００６４】
[第３の実施の形態]
第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図８に示すように、光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面は、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６５】
第３の実施の形態の変形例に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図９に示すように、光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面は、ランダムな凹凸面を有すると共に、第２電極層２０は、部分的に特性分離層２２と接している。特性分離層２２は、電荷発生層若しくは透明電極層で形成することができるため、第２電極層２０と部分的に短絡されていても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６６】
第３の実施の形態の変形例によれば、第２電極層２０と特性分離層２２を短絡することで第２電極側からキャリアを注入する際、光学特性調整層２４を介さずに特性分離層２２に直接キャリア注入できるため、駆動電圧を低く抑えることができる。
【００６７】
また、光学特性調整層２４として多結晶化する材料などを用い、光学特性調整層２４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【００６８】
第３の実施の形態およびその変形例によれば、光学特性調整層と第２電極層との界面に、ランダムな凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００６９】
[第４の実施の形態]
第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図１０に示すように表される。また、第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、光学特性調整層２４の模式的平面パターン構成あって、円形パターン例は、図１１（ａ）に示すように表され、正方形パターン例は、図１１（ｂ）に示すように表され、三角形を基調とする円形パターン例は、図１１（ｃ）に示すように表され、長方形パターン例は、図１１（ｄ）に示すように表される。
【００７０】
第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１０に示すように、光学特性調整層２４が所定のパターン構造でパターニングされ、かつ第２電極層２０は、部分的に特性分離層２２と接している。また、パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有する。所定のパターン構造でパターニングされた光学特性調整層２４を有するため、光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面は、規則的な凹凸面を有すると共に、第２電極層２０は、部分的に特性分離層２２と接している。特性分離層２２は、電荷発生層若しくは透明電極層で形成することができるため、第２電極層２０と部分的に短絡されていても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００７１】
図１０に示す光学特性調整層２４の段差は、例えば、約０．１μｍ〜１０μｍ程度である。また、このような凹凸パターンピッチは、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ程度である。
【００７２】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示す光学特性調整層２４のパターン構造は、例えば、メタルマスクを用いて形成可能である。
【００７３】
第４の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図１２（ａ）に示すように、光学特性調整層２４が長方形の断面構造を備える。また、変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、光学特性調整層２４が台形の断面構造を備える。また、変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、光学特性調整層２４が三角形の断面構造を備える。また、変形例４に係る有機ＥＬ装置２は、光学特性調整層２４が半円形の断面構造を備える。変形例１〜４に係る有機ＥＬ装置２は、所定の規則的な断面構造の光学特性調整層２４を有するため、光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面は、規則的な凹凸面を有すると共に、第２電極層２０は、部分的に特性分離層２２と接している。特性分離層２２は、電荷発生層若しくは透明電極層で形成することができるため、第２電極層２０と部分的に短絡されていても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００７４】
第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１０に示すように、パターニングされた光学特性調整層２４を備えることによって、結果として、第２電極層２０に凹凸形状を付与することができる。その結果、有機ＥＬ層３０内や基板１０内に閉じ込められた光が、乱反射されて基板外部の出るようになり、外部発光効率を向上することができる。
【００７５】
第４の実施の形態およびその変形例１〜４によれば、光学特性調整層と第２電極層との界面に、規則的な凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００７６】
[第５の実施の形態]
第５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１４に示すように、図１０に示される第４の実施の形態において、光学特性調整層２４の代わりに、パターンニングされた多結晶性有機材料層２６を備える。多結晶性有機材料層２６は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱特性を有する。その他の構成は、第４の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００７７】
第５の実施の形態によれば、パターンニングされた多結晶性有機材料層を適用することによって、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００７８】
[第６の実施の形態]
第６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図１５に示すように、光学特性調整層２４が波型構造を備え、凹部２８を有する第２電極層２０が部分的に特性分離層２２と接している。光学特性調整層２４として、有機ＥＬ層３０のガラス転移点Ｔよりも低いガラス転移点Ｔｊを有する有機材料を適用することによって、図１５に示す構造を形成可能である。すなわち、第２電極層２０を形成後、光学特性調整層２４のガラス転移点Ｔｊよりも高く、有機ＥＬ層３０のガラス転移点Ｔよりも低い温度で加熱することによって、光学特性調整層２４を柔軟化することができ、かつ第２電極層２０に線形膨張係数の高い材料を用いれば、応力によって第２電極層２０は歪むため、図１５に示す構造が形成可能である。ここで、有機ＥＬ層３０のガラス転移点Ｔは、例えば、約８０℃である。
【００７９】
尚、図１５においては、光学特性調整層２４が規則的な波型構造を有する例が示されているが、このような構成に限定されるものではなく、光学特性調整層２４と第２電極層２０の界面はランダムな凹凸構造としても形成可能である。
【００８０】
第６の実施の形態によれば、光学特性調整層と第２電極層との界面に、凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００８１】
[第７の実施の形態]
第７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１６に示すように、光学特性調整層２４ａを、図１に示す第１の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００８２】
第７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【００８３】
[第８の実施の形態]
第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１７（ａ）に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズｄとの関係は、模式的に図１７（ｂ）に示すように表され、例えば、グレインサイズｄ＝Ｄにおいて、粒径分布はピーク値Ｐを示す。また、多結晶性有機材料層２６ａ内におけるグレインＧの様子は、図１７（ｃ）に示すように模式的に表される。グレインＧのグレインサイズｄは、例えば、Ｄ／１０〜１０Ｄの範囲に分布している。
【００８４】
第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備えることから、正面方向の光（従来の外部射出光）に対しての散乱効果は小さく、水平に近い伝播光（薄膜モード）に対しての散乱効果を増大することができる。多結晶性有機材料層２６ａの厚さは、駆動電圧を低減する上で、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００８５】
さらに、第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、金属がドープされていても良い。ドープされる金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｕなどを適用可能である。
【００８６】
また、第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされていても良い。電荷移動錯体の例としては、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）錯体などを適用可能である。
【００８７】
第８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、多結晶性有機材料層２６ａに、金属若しく電荷移動錯体を形成し得る材料をドープすることによって、駆動電圧を低減することができる。
【００８８】
[第９の実施の形態]
第９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１８に示すように、光学特性調整層２４ａを、図８に示す第３の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００８９】
第９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【００９０】
[第１０の実施の形態]
第１０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１９に示すように、図１に示す第１の実施の形態において、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、光学特性調整層２４および特性分離層２２を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層２４および特性分離層２２を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【００９１】
より具体的には、第１０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１９に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された特性分離層２２と、特性分離層２２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【００９２】
光学特性調整層２４などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【００９３】
したがって、第１０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる光学特性調整層２４をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００９４】
第１０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、第２電極層２０と特性分離層２２からそれぞれ主電極を取り出しても良い。第２電極層２０と、第１電極層１２に短絡された特性分離層２２からそれぞれ主電極を取り出しても良い。尚、このような電極取り出し方法については、以下の第１１〜第２７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においても同様である。
【００９５】
[第１１の実施の形態]
第１１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２０に示すように、光学特性調整層２４ａを、図１９に示す第１０の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００９６】
第１１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【００９７】
[第１２の実施の形態]
第１２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２１に示すように、図７に示す第２の実施の形態において、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、多結晶性有機材料層２６および特性分離層２２を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６で形成され、多結晶性有機材料層２６および特性分離層２２を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【００９８】
より具体的には、第１２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された多結晶性有機材料層２６と、多結晶性有機材料層２６上に配置された特性分離層２２と、特性分離層２２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【００９９】
多結晶性有機材料層２６などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【０１００】
したがって、第１２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる多結晶性有機材料層２６をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１０１】
[第１３の実施の形態]
第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２２に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズｄとの関係は、模式的に図１７（ｂ）と同様に表され、例えば、グレインサイズｄ＝Ｄにおいて、粒径分布はピーク値Ｐを示す。また、多結晶性有機材料層２６ａ内におけるグレインＧの様子は、図１７（ｃ）と同様に模式的に表される。グレインＧのグレインサイズｄは、例えば、Ｄ／１０〜１０Ｄの範囲に分布している。
【０１０２】
第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備えることから、正面方向の光（従来の外部射出光）に対しての散乱効果は小さく、水平に近い伝播光（薄膜モード）に対しての散乱効果を増大することができる。多結晶性有機材料層２６ａの厚さは、駆動電圧を低減する上で、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１０３】
さらに、第１３実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、金属がドープされていても良い。ドープされる金属としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｕなどを適用可能である。
【０１０４】
また、第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされていても良い。電荷移動錯体の例としては、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）錯体などを適用可能である。
【０１０５】
第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、多結晶性有機材料層２６ａに、金属若しく電荷移動錯体を形成し得る材料をドープすることによって、駆動電圧をさらに低減することができる。
【０１０６】
また、第１３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる多結晶性有機材料層２６ａをＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１０７】
[第１４の実施の形態]
第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２３に示すように、図８に示す第３の実施の形態において、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、光学特性調整層２４および特性分離層２２を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層２４および特性分離層２２を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【０１０８】
より具体的には、第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２３に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された特性分離層２２と、特性分離層２２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【０１０９】
第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図２３に示すように、光学特性調整層２４と特性分離層２２との界面は、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層２４と特性分離層２２との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。
【０１１０】
また、第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、図示は省略するが、光学特性調整層２４と第１電極層１２との界面にランダムな凹凸面を有していても良い。
【０１１１】
また、光学特性調整層２４として多結晶化する材料などを用い、光学特性調整層２４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【０１１２】
第１４の実施の形態によれば、光学特性調整層と特性分離層との界面に、ランダムな凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１１３】
光学特性調整層２４などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【０１１４】
したがって、第１４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる光学特性調整層２４をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１１５】
[第１５の実施の形態]
第１５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２４に示すように、光学特性調整層２４ａを、図２３に示す第１４の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１１６】
第１５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【０１１７】
[第１６の実施の形態]
第１６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２５に示すように、図１に示す第１の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第１６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２５に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４は、電子輸送層で形成される。
【０１１８】
第１６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１１９】
[第１７の実施の形態]
第１７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２６に示すように、図７に示す第２の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第１７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２６に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された多結晶性有機材料層２６と、多結晶性有機材料層２６上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、多結晶性有機材料層２６は、電子輸送層で形成される。
【０１２０】
第１７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１２１】
[第１８の実施の形態]
第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２７に示すように、図８に示す第３の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２７に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４は、電子輸送層で形成される。
【０１２２】
第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２７に示すように、光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面に、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層２４と第２電極層２０との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。
【０１２３】
また、第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、光学特性調整層２４として多結晶化する材料などを用い、光学特性調整層２４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【０１２４】
第１８の実施の形態によれば、光学特性調整層と第２電極層との界面に、ランダムな凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１２５】
第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１２６】
[第１９の実施の形態]
第１９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２８に示すように、図１６に示す第７の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第１９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２８に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された光学特性調整層２４ａと、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４ａは、電子輸送層で形成される。
【０１２７】
第１８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図１８に示すように、光学特性調整層２４ａを、図２５に示す第１６の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１２８】
第１９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【０１２９】
第１９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１３０】
[第２０の実施の形態]
第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２９に示すように、図１８に示す第９の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２９に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された光学特性調整層２４ａと、光学特性調整層２４上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４ａは、電子輸送層で形成される。
【０１３１】
第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２９に示すように、光学特性調整層２４ａを、図２５に示す第１６の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１３２】
第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【０１３３】
第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１３４】
第２０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図２９に示すように、光学特性調整層２４ａと第２電極層２０との界面は、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層２４ａと第２電極層２０との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。
【０１３５】
また、光学特性調整層２４ａとして多結晶化する材料などを用い、光学特性調整層２４ａの形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【０１３６】
第２０の実施の形態によれば、光学特性調整層と第２電極層との界面に、ランダムな凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１３７】
[第２１の実施の形態]
第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３０に示すように、図１７に示す第８の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３０に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された多結晶性有機材料層２６ａと、多結晶性有機材料層２６ａ上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、多結晶性有機材料層２６ａは、電子輸送層で形成される。
【０１３８】
第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３０に示すように、多結晶性有機材料層２６ａを、図２６に示す第１７の実施の形態の多結晶性有機材料層２６に比べ、薄層化した構成を備える。
【０１３９】
第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３０に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズｄとの関係は、模式的に図１７（ｂ）と同様に表され、例えば、グレインサイズｄ＝Ｄにおいて、粒径分布はピーク値Ｐを示す。また、多結晶性有機材料層２６ａ内におけるグレインＧの様子は、図１７（ｃ）と同様に模式的に表される。グレインＧのグレインサイズｄは、例えば、Ｄ／１０〜１０Ｄの範囲に分布している。
【０１４０】
第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備えることから、正面方向の光（従来の外部射出光）に対しての散乱効果は小さく、水平に近い伝播光（薄膜モード）に対しての散乱効果を増大することができる。多結晶性有機材料層２６ａの厚さは、駆動電圧を低減する上で、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１４１】
さらに、第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、金属がドープされていても良い。ドープされる金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｕなどを適用可能である。
【０１４２】
また、第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされていても良い。電荷移動錯体の例としては、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）錯体などを適用可能である。
【０１４３】
第２１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、多結晶性有機材料層２６ａに、金属若しく電荷移動錯体を形成し得る材料をドープすることによって、駆動電圧をさらに低減することができる。
【０１４４】
[第２２の実施の形態]
第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３１に示すように、図１９に示す第１０の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３１に示すように、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、光学特性調整層２４を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層２４を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【０１４５】
より具体的には、第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４は、正孔輸送層で形成される。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【０１４６】
光学特性調整層２４などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【０１４７】
したがって、第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる光学特性調整層２４をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる
第２２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１４８】
[第２３の実施の形態]
第２３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３２に示すように、光学特性調整層２４ａを、図３１に示す第２２の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１４９】
第２３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【０１５０】
[第２４の実施の形態]
第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３３に示すように、図２１に示す第１２の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３３に示すように、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、多結晶性有機材料層２６を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、多結晶性有機材料層２６を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【０１５１】
より具体的には、第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３３に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された多結晶性有機材料層２６と多結晶性有機材料層２６上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、多結晶性有機材料層２６は、正孔輸送層で形成される。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【０１５２】
多結晶性有機材料層２６などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【０１５３】
したがって、第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる多結晶性有機材料層２６をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１５４】
第２４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、特性分離層２２を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
【０１５５】
[第２５の実施の形態]
第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３４に示すように、多結晶性有機材料層２６ａを、図３３に示す第２４の実施の形態の多結晶性有機材料層２６に比べ、薄層化した構成を備える。
【０１５６】
第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３４に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズｄとの関係は、模式的に図１７（ｂ）と同様に表され、例えば、グレインサイズｄ＝Ｄにおいて、粒径分布はピーク値Ｐを示す。また、多結晶性有機材料層２６ａ内におけるグレインＧの様子は、図１７（ｃ）と同様に模式的に表される。グレインＧのグレインサイズｄは、例えば、Ｄ／１０〜１０Ｄの範囲に分布している。
【０１５７】
第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層が多結晶性有機材料層２６ａで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備えることから、正面方向の光（従来の外部射出光）に対しての散乱効果は小さく、水平に近い伝播光（薄膜モード）に対しての散乱効果を増大することができる。多結晶性有機材料層２６ａの厚さは、駆動電圧を低減する上で、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１５８】
さらに、第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、金属がドープされていても良い。ドープされる金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｕなどを適用可能である。
【０１５９】
また、第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、多結晶性有機材料層２６ａには、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされていても良い。電荷移動錯体の例としては、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）錯体などを適用可能である。
【０１６０】
第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、多結晶性有機材料層２６ａに、金属若しく電荷移動錯体を形成し得る材料をドープすることによって、駆動電圧をさらに低減することができる。
【０１６１】
また、第２５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる多結晶性有機材料層２６ａをＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１６２】
[第２６の実施の形態]
第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３５に示すように、図２３に示す第１４の実施の形態において、特性分離層２２を省略した構成を備える。すなわち、第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３５に示すように、有機ＥＬ層３０を第２電極層２０側に配置し、光学特性調整層２４を第１電極層１２側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層２４を有機ＥＬ層３０の下側に配置している。
【０１６３】
より具体的には、第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３５に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された光学特性調整層２４と、光学特性調整層２４上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された第２電極層２０とを備える。ここで、光学特性調整層２４は、正孔輸送層で形成される。有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。
【０１６４】
第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図３５に示すように、光学特性調整層２４と正孔輸送層１４との界面は、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層２４と正孔輸送層１４との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。
【０１６５】
また、第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、図示は省略するが、光学特性調整層２４と第１電極層１２との界面にランダムな凹凸面を有していても良い。
【０１６６】
また、光学特性調整層２４として多結晶化する材料などを用い、光学特性調整層２４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【０１６７】
第２６の実施の形態によれば、光学特性調整層と正孔輸送層１４との界面に、ランダムな凹凸面を有するため、光散乱特性が増大し、かつ内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０１６８】
光学特性調整層２４などの薄膜層内を伝播する薄膜モード光は、ＩＴＯなどで形成される、より屈折率の高い第１電極層１２の内部とその近辺により多く存在している可能性が高い。
【０１６９】
したがって、第２６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、散乱層となる光学特性調整層２４をＩＴＯなどで形成される第１電極層１２に隣接させて配置することで、より光を外部に取り出しやすくすることができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１７０】
[第２７の実施の形態]
第２７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３６に示すように、光学特性調整層２４ａを、図３５に示す第２６の実施の形態の光学特性調整層２４に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層２４ａの厚さは、例えば、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１７１】
第２７の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、光学特性調整層２４ａを薄層化することによって、駆動電圧を低減することができる。
【０１７２】
[第２８の実施の形態]
第２８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置は、図３７に示すように、図１に示す第１の実施の形態において、光学特性調整層２４の代わりに、透明電極（第２電極層）３２を備え、第２電極層（カソード電極層）２０の代わりに、高屈折率散乱層３４を備える。
【０１７３】
より具体的には、第２８の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図３７に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層３０と、有機ＥＬ層３０上に配置された透明電極３２と、透明電極３２上に配置された高屈折率散乱層３４とを備える。
【０１７４】
ここで、有機ＥＬ層３０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。なお、有機ＥＬ層３０の各層については、積層順序を適宜変更しても良い。また、混合層を用いても良い。
【０１７５】
透明電極３２は、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）などの酸化物半導体や、薄いＭｇＡｇ合金・Ａｌなどの金属半透明膜などで構成される。なお、透明電極３２は、上記材料以外であっても、光を透過し、且つ導電性を備える材料であれば適用可能である。
【０１７６】
高屈折率散乱層３４は、可視光領域で透明な有機材料層または多結晶性有機材料層で構成することができる。
【０１７７】
具体的には、図４０〜図４４に化学構造式を示す、１，４−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼン（ＤＰＢ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ：2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole）、２，５−ビス（４−ビフェニルイル）チオフェン（ＢＰ１Ｔ：2,5-Bis(4-biphenylyl)thiophene）、ｐ−クオターフェニル（ｐ−４Ｐ：p-Quaterphenyl）、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物（ＮＴＤＡ）などを適用することができる。ここで、例えば、ＰＢＤのＬＵＭＯ準位は約２．４ｅＶ、ＨＯＭＯ準位は約５．９ｅＶであり、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のエネルギー差は、約３．５ｅＶである。また、例えば、ＢＰ１ＴのＨＯＭＯ準位は約５．１ｅＶである。また、例えば、ｐ−４ＰのＬＵＭＯ準位は約２ｅＶ、ＨＯＭＯ準位は約５．７ｅＶであり、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のエネルギー差は、約３．７ｅＶである。
【０１７８】
高屈折率散乱層３４の厚さは、約１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは、約１００ｎｍ〜１μｍ）とされる。特に、高屈折率散乱層の厚さは、２００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１７９】
図３７に示すように、高屈折率散乱層３４の表面は、ランダムな凹凸面を有する。また、高屈折率散乱層３４として多結晶化する材料などを用い、高屈折率散乱層３４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。これにより、光散乱特性が向上される。
【０１８０】
第２８の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図３８に示すように、高屈折率散乱層３４は、透明電極３２上に島状に形成されている。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１８１】
高屈折率散乱層３４として多結晶化する材料などを用い、高屈折率散乱層３４の形成条件を調整することによって、ランダムな凹凸面のラフネスＲａを増大させることができる。
【０１８２】
第２８の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図３９に示すように、透明電極３２上に、結晶粒界を有する高屈折率散乱層３４を配置した構成を備えていても良い。これにより、高屈折率散乱層３４の表面に凹凸を設けることなく、光散乱特性を向上できる。
【０１８３】
結晶粒界を有する高屈折率散乱層３４は、多結晶性有機材料層で構成することができる。ここで、多結晶性有機材料層の厚さが結晶粒径と同程度か若しくはそれ以下であると良い。
【０１８４】
その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１８５】
第２８の実施の形態およびその変形例１，２に係る有機ＥＬ装置２では、波長域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのうち少なくとも一部の波長域において、高屈折率散乱層３４を形成する材料のバルクの屈折率が、基板１０、有機ＥＬ層３０、第１電極層１２、もしくは第２電極層（透明電極）３２のいずれかの屈折率よりも高くなされていても良い。尚、この点は、以下の第２９〜第３５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においても同様である。
【０１８６】
第２８の実施の形態およびその変形例１，２に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および高屈折率散乱層３４側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０１８７】
第２８の実施の形態およびその変形例１，２によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０１８８】
また、高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０１８９】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０１９０】
[第２９の実施の形態]
第２９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２の模式的断面構造は、図４５に示すように表される。また、第２９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２において、高屈折率散乱層３４の模式的平面パターン構成あって、円形パターン例は、図４６（ａ）に示すように表され、正方形パターン例は、図４６（ｂ）に示すように表され、三角形を基調とする円形パターン例は、図４６（ｃ）に示すように表され、長方形パターン例は、図４６（ｄ）に示すように表される。
【０１９１】
第２９の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図４５に示すように、図３７に示す第２８の実施の形態において、ランダムな凹凸面を有する高屈折率散乱層３４の代わりに、所定のパターン構造でパターニングされた多結晶材料で構成される高屈折率散乱層３４を備える。
【０１９２】
また、パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有する。所定のパターン構造でパターニングされた高屈折率散乱層３４を有する。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１９３】
高屈折率散乱層３４の段差は、約１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは、約１００ｎｍ〜１μｍ）とされる。
【０１９４】
図４６（ａ）〜図４６（ｄ）に示す高屈折率散乱層３４のパターン構造は、例えば、メタルマスクを用いて形成可能である。
【０１９５】
第２９の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図４７（ａ）に示すように、高屈折率散乱層３４が長方形の断面構造を備える。また、変形例２に係る有機ＥＬ装置２は、図４７（ｂ）に示すように、高屈折率散乱層３４が台形の断面構造を備える。
【０１９６】
また、変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、図４８（ａ）に示すように、高屈折率散乱層３４が三角形の断面構造を備える。また、変形例４に係る有機ＥＬ装置２は、図４８（ｂ）に示すように、高屈折率散乱層３４が半円形の断面構造を備える。
【０１９７】
変形例１〜４に係る有機ＥＬ装置２は、所定の規則的な断面構造の高屈折率散乱層３４を有し、光散乱特性が向上される。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０１９８】
第２９の実施の形態およびその変形例１〜４に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および高屈折率散乱層３４側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０１９９】
第２９の実施の形態およびその変形例１〜４によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２００】
また、規則的な凹凸面を有する高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２０１】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２０２】
[第３０の実施の形態]
第３０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、図４９に示すように、図４５に示される第２９の実施の形態において、多結晶材料で構成される高屈折率散乱層３４の代わりに、パターンニングされた多結晶性有機材料で構成される高屈折率散乱層３４を備える。その他の構成は、第２９の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２０３】
多結晶性有機材料としては、図４０〜図４４に化学構造式を示す、ＤＰＢ、ＰＢＤ、ＢＰ１Ｔ、ｐ−４Ｐ、ＮＴＤＡなどを適用することができる。
【０２０４】
第３０の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および高屈折率散乱層３４側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０２０５】
第３０の実施の形態によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２０６】
また、多結晶材料で構成される高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２０７】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２０８】
[第３１の実施の形態]
第３１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５０に示すように、高屈折率散乱層３４が波型構造を備える。高屈折率散乱層３４として、有機ＥＬ層３０のガラス転移点Ｔよりも低いガラス転移点Ｔｊを有する有機材料を適用することによって、図５０に示す構造を形成可能である。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２０９】
第３１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および高屈折率散乱層３４側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０２１０】
第３１の実施の形態によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２１１】
また、波型構造を備える高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２１２】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２１３】
[第３２の実施の形態]
第３２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５１に示すように、図３７に示される第２８の実施の形態において、アノード電極層１２を金属電極層３８とした構成を備える。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２１４】
金属電極層３８は、ＡｇやＡｌなどで構成することができる。
【０２１５】
金属電極層３８の厚さは、光が実質的に透過しない程度とすることが好ましい。
【０２１６】
図５１に示すように、第３２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、発光層１６で発光した光（ｈν）が金属電極層３８の表面で反射されて高屈折率散乱層３４から出射されるトップエミッション構成となっている。
【０２１７】
第３２の実施の形態によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２１８】
また、高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２１９】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２２０】
また、第３２の実施の形態によれば、発光層１６で発光した光を金属電極層３８の表面で反射させるトップエミッション構成により開口率を高めることができる。
【０２２１】
[第３３の実施の形態]
第３３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５２に示すように、図３７に示される第２８の実施の形態において、高屈折率散乱層３４上に高反射率の金属層４０を配置した構成を備える。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２２２】
高反射率の金属としては、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａなどが挙げられる。
【０２２３】
図５２に示すように、第３３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２は、発光層１６で発光した光（ｈν）が高反射率の金属層４０で反射されて基板１０側から出射されるボトムエミッション構成となっている。
【０２２４】
第３３の実施の形態によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２２５】
また、高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２２６】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２２７】
[第３４の実施の形態]
第３４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５３に示すように、図３７に示される第２８の実施の形態において、高屈折率散乱層３４上に保護層４２を配置した構成を備える。その他の構成は、第２８の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【０２２８】
保護層４２は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機材料や所定の有機材料の薄膜で構成される。
【０２２９】
第３４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および高屈折率散乱層３４側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０２３０】
第３４の実施の形態によれば、透明電極３２を用いることにより、表面プラズモン損失を軽減または無くすことができる。
【０２３１】
また、高屈折率散乱層３４を設けたことにより、薄膜モードを基板モード、外部モードに変換することができる。
【０２３２】
これにより、割合の多い表面プラズモン損失分や、薄膜導波モード分を取り出すことができ、光取出し効率を大幅に改善することができる。
【０２３３】
また、高屈折率散乱層３４上に保護層４２を配置することにより、後述の第３５の実施の形態のように有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４を樹脂等によって封止する際に、高屈折率散乱層３４および有機ＥＬ層３０にダメージを与える事態を回避することができる。
【０２３４】
[第３５の実施の形態]
第３５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２においては、図５４に示すように、基板１０上に形成される封止部４６と、この封止部４６の上に配置される封止板４８と、封止部４６および封止板４８と、有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４との隙間に充填された充填材４４とを備える。封止部４６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４が封止されている。尚、図５４では、基板１０上に配置された第１電極層１２上に封止部４６が配置されているが、封止部４６は、基板１０上に直接配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板１０上に第１電極層１２が無い領域を形成し、封止部４６をこの部分の基板１０上に直接配置する場合もあるからである。また、補助配線を使用する場合もある。
【０２３５】
封止部４６は、ＵＶ硬化樹脂やガラスフリット等で構成することができる。
【０２３６】
封止板４８は、ポリマー樹脂基板もしくはガラス基板等で構成することができる。
【０２３７】
充填材４４は、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などの不活性オイルまたはゲル材あるいは窒素ガス等の希ガスで構成することができる。これらの充填材４４は、透明または白濁していることが望ましい。
【０２３８】
第３５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２では、基板１０側および封止板４８側の両面から光（ｈν）が出射される。
【０２３９】
また、第３５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２では、封止板および基板の少なくとも一方の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有していても良い。
【０２４０】
（変形例１）
第３５の実施の形態の変形例１に係る有機ＥＬ装置２は、図５５に示すように、封止板４８の表面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム５０ａを貼付した構成を備える。
【０２４１】
（変形例２）
また、第３５の実施の形態の変形例２に係る有機ＥＬ装置は、図５６に示すように、封止板４８の表面および基板の裏面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム５０ａ、５０ｂを貼付した構成を備える。
【０２４２】
（変形例３）
第３５の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２は、図５７に示すように、補助配線３６ａ・３６ｂを備える。
【０２４３】
第３５の実施の形態の変形例３に係る有機ＥＬ装置２においては、図５７に示すように、基板１０上に形成される封止部４６と、この封止部４６の上に配置される封止板４８と、封止部４６および封止板４８と、有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４との隙間に充填された充填材４４とを備える。封止部４６と封止板４８とによって、有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４が封止されている。尚、図５７では、基板１０上に配置された第１電極層１２上に、補助配線３６ａを介して、封止部４６が配置されている。また、図５７では、基板１０上に配置され、第１電極層１２と絶縁された第１電極層１２ｂ上に、透明電極３２に接続された補助配線３６ｂを介して、封止部４６が配置されている。尚、変形例１と同様に、封止板４８の表面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム５０ａを貼付した構成を備えていても良い。また、変形例２と同様に、封止板４８の表面および基板の裏面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム５０ａ、５０ｂを貼付した構成を備えていても良い。
【０２４４】
第３５の実施の形態および変形例１〜３によれば、有機ＥＬ層３０、特性分離層２２、透明電極３２および高屈折率散乱層３４が封止され、充填材４４が充填されているので、有機ＥＬ装置の耐久性を向上させることができる。
【０２４５】
また、第３５の実施の形態の変形例１〜３によれば、光取り出しフィルム５０ａまたは５０ｂを設けているので、封止板４８側および基板１０側から効率的に光（ｈν）を出射させることができる。
【０２４６】
なお、第３５の実施の形態および変形例１〜３に係る有機ＥＬ装置においても、図５３に示すように、高屈折率散乱層３４上に保護層４２を配置した構成を適用しても良い。保護層４２によって、高屈折率散乱層３４と充填材４４との化学反応を抑制することができるからである。
【０２４７】
以上に説明した実施の形態によれば、内部量子効率と光取り出し効率を同時に最適化可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０２４８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態およびその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０２４９】
例えば、有機ＥＬ層３０は、１層以上の電荷発生層と、２層以上の発光層を有するマルチフォトンエミッション型の有機ＥＬ層の構成を備えていても良い。
【０２５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の有機ＥＬ装置は、高輝度有機ＥＬ照明分野、高輝度有機ＥＬディスプレイ分野などに適用可能である。
【符号の説明】
【０２５２】
２…有機ＥＬ装置
１０…基板
１２…第１電極層（アノード電極層）
１４…正孔輸送層
１６…発光層
１８…電子輸送層
２０…第２電極層（カソード電極層）
２２…特性分離層
２４、２４ａ…光学特性調整層
２６、２６ａ…多結晶性有機材料層
２８…凹部
３０…有機ＥＬ層
３２…第２電極層（透明電極）
３４、３４ａ…高屈折率散乱層
３６ａ、３６ｂ…補助配線
３８…金属電極層
４０…金属層
４２…保護層
４４…充填材
４６…封止部
４８…封止板
５０ａ、５０ｂ…光取り出しフィルム
【図１】
2013033706.tif 000003
【図２】
2013033706.tif 000004
【図３】
2013033706.tif 000005
【図４】
2013033706.tif 000006
【図５】
2013033706.tif 000007
【図６】
2013033706.tif 000008
【図７】
2013033706.tif 000009
【図８】
2013033706.tif 000010
【図９】
2013033706.tif 000011
【図１０】
2013033706.tif 000012
【図１１】
2013033706.tif 000013
【図１２】
2013033706.tif 000014
【図１３】
2013033706.tif 000015
【図１４】
2013033706.tif 000016
【図１５】
2013033706.tif 000017
【図１６】
2013033706.tif 000018
【図１７】
2013033706.tif 000019
【図１８】
2013033706.tif 000020
【図１９】
2013033706.tif 000021
【図２０】
2013033706.tif 000022
【図２１】
2013033706.tif 000023
【図２２】
2013033706.tif 000024
【図２３】
2013033706.tif 000025
【図２４】
2013033706.tif 000026
【図２５】
2013033706.tif 000027
【図２６】
2013033706.tif 000028
【図２７】
2013033706.tif 000029
【図２８】
2013033706.tif 000030
【図２９】
2013033706.tif 000031
【図３０】
2013033706.tif 000032
【図３１】
2013033706.tif 000033
【図３２】
2013033706.tif 000034
【図３３】
2013033706.tif 000035
【図３４】
2013033706.tif 000036
【図３５】
2013033706.tif 000037
【図３６】
2013033706.tif 000038
【図３７】
2013033706.tif 000039
【図３８】
2013033706.tif 000040
【図３９】
2013033706.tif 000041
【図４０】
2013033706.tif 000042
【図４１】
2013033706.tif 000043
【図４２】
2013033706.tif 000044
【図４３】
2013033706.tif 000045
【図４４】
2013033706.tif 000046
【図４５】
2013033706.tif 000047
【図４６】
2013033706.tif 000048
【図４７】
2013033706.tif 000049
【図４８】
2013033706.tif 000050
【図４９】
2013033706.tif 000051
【図５０】
2013033706.tif 000052
【図５１】
2013033706.tif 000053
【図５２】
2013033706.tif 000054
【図５３】
2013033706.tif 000055
【図５４】
2013033706.tif 000056
【図５５】
2013033706.tif 000057
【図５６】
2013033706.tif 000058
【図５７】
2013033706.tif 000059