(57)【要約】【課題】表面プラズモンによる光の損失を抑制することで光取り出し効率の向上を図ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極を構成する金属層２０と、金属層２０の一面に設けられ表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部６０と、変換部６０が設けられた金属層２０の上記一面側に設けられ少なくとも発光層３１を含む機能層３０と、機能層３０を介して金属層２０に対向する第２電極４０とを備える。変換部６０は、機能層３０の金属層２０への投影領域の面積に対する面積占有率が０．２２％より大きく９１％以下となるように構成されている。発光層３１における金属層２０側とは反対側の界面から金属層２０の上記一面までの距離は、発光層３１の厚み方向において２００ｎｍ以下である。【選択図】図１
2013175403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を構成する金属層と、前記金属層の一面に設けられ表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部と、前記変換部が設けられた前記金属層の前記一面側に設けられ少なくとも発光層を含む機能層と、前記機能層を介して前記金属層に対向する第２電極とを備え、前記変換部は、前記機能層の前記金属層への投影領域の面積に対する面積占有率が０．２２％より大きく９１％以下となるように構成されており、前記発光層における前記金属層側とは反対側の界面から前記金属層の前記一面までの距離は、前記発光層の厚み方向において２００ｎｍ以下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】
前記変換部は、３次元構造の集合により構成され、前記３次元構造は、前記金属層の厚み方向における高さ寸法が１０ｎｍ以上で２００ｎｍより小さく、幅寸法が前記高さ寸法以上であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記金属層は、前記機能層と前記第２電極との積層体を支持する基板を兼ねていることを特徴とする請求項１又は２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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図７に示す構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この有機エレクトルミネッセンス素子は、透明支持基板１０１、透明電極１０３、有機層１１４及び金属電極１１５を備えている。有機層１１４は、陽極バッファー層１１１、正孔輸送層１１２及び電子輸送層１１３からなる積層体である。
【０００４】
また、上述の有機エレクトロルミネッセンス素子は、光の外部取り出し効率を向上させる目的で、透明支持基板１０１上に、表面に凹凸形状が形成された硬化性樹脂層１０２を設けてある。そして、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、硬化性樹脂層１０２の表面に形成されている凹凸の形状が維持されるようにして、硬化性樹脂層１０２上に、透明電極１０３、有機層１１４及び金属層１１５が順次積層されている。
【０００５】
特許文献１には、硬化性樹脂層１０２の凹凸のピッチが１０〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、凹凸のピッチが１０ｎｍ未満では必要な回折が生じなくなる傾向にあり、１０００ｎｍを超えると回折角が小さくなる傾向にある旨が記載されている。また、特許文献１には、硬化性樹脂層１０２の凹凸の高さが１０〜１０００ｎｍの範囲が好ましい旨が記載されている。そして、特許文献１には、凹凸の高さが１０ｎｍ未満では必要な回折が生じなくなる傾向にある旨が記載されている。また、特許文献１には、凹凸の高さが１０００ｎｍを超えると有機層１１４内部の電界分布が不均一となり、特定の箇所に電界が集中することによる有機エレクトロルミネッセンス素子の破壊や短寿命化の傾向にある旨が記載されている。
【０００６】
また、特許文献１には、陽極バッファー層１１１、正孔輸送層１１２及び電子輸送層１１３の厚みが、それぞれ１〜５０ｎｍの範囲、５〜２００ｎｍの範囲及び５〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい旨が記載されている。また、特許文献１には、金属電極１１５の厚みが５０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい旨が記載されている。
【０００７】
また、特許文献１には、透明電極１０３、有機層１１４及び金属電極１１５がそれぞれコルゲート構造を有することにより、有機層１１４で生じた光が各界面において全反射して有機エレクトロルミネッセンス素子の内部において多重反射を繰り返すことを抑制できる旨が記載されている。
【０００８】
また、特許文献１には、透明支持基板１０１と空気との界面において全反射してしまった光を、コルゲート構造による回折効果により再出射させることができる旨が記載されている。
【０００９】
また、特許文献１には、透明電極１０３、有機層１１４及び金属電極１１５がそれぞれコルゲート構造を有することから、透明電極１０３と金属電極１１５との距離が部分的に短くなっている旨が記載されている。そして、特許文献１には、図７に示す構成の有機エレクトロルミネッセンス素子では、透明電極１０３と金属電極１１５との距離が均一なものと比較して、電界強度の増加を見込むことができ、発光効率を向上させることができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】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】
【００１１】
ところで、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子の分野においては、光取り出し効率の向上を図るために、金属電極における発光層側の表面での表面プラズモンによる光の損失を低減させることが重要であることが知られている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１には、金属電極１１５の有機層１１４側の表面での表面プラズモンによる光の損失について記載されていない。
【００１３】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、表面プラズモンによる光の損失を抑制することで光取り出し効率の向上を図ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極を構成する金属層と、前記金属層の一面に設けられ表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部と、前記変換部が設けられた前記金属層の前記一面側に設けられ少なくとも発光層を含む機能層と、前記機能層を介して前記金属層に対向する第２電極とを備え、前記変換部は、前記機能層の前記金属層への投影領域の面積に対する面積占有率が０．２２％より大きく９１％以下となるように構成されており、前記発光層における前記金属層側とは反対側の界面から前記金属層の前記一面までの距離は、前記発光層の厚み方向において２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記変換部は、３次元構造の集合により構成され、前記３次元構造は、前記金属層の厚み方向における高さ寸法が１０ｎｍ以上で２００ｎｍより小さく、幅寸法が前記高さ寸法以上であることが好ましい。
【００１６】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記金属層は、前記機能層と前記第２電極との積層体を支持する基板を兼ねていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、簡単な構成で光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。
【図２】面積占有率の模式説明図である。
【図３】面積占有率の模式説明図である。
【図４】一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の電界分布の説明図である。
【図５】比較形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。
【図６】実施例および比較例の有機エレクトロルミネッセンス素子それぞれの発光層の膜厚と外部量子効率との関係説明図である。
【図７】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の模式側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１について図１〜図３に基づいて説明する。
【００２０】
有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第１電極を構成する金属層２０と、金属層２０の一面に設けられ表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部６０と、変換部６０が設けられた金属層２０の上記一面側に設けられ少なくとも発光層３１を含む機能層３０と、機能層３０を介して金属層２０に対向する第２電極４０とを備えている。
【００２１】
有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第１電極が金属層２０により構成された光反射性の電極であり、第２電極４０が光透過性の電極である。要するに、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第２電極４０側から光を取り出すものである。有機エレクトロルミネッセンス素子１は、金属層２０と機能層３０と第２電極４０との積層体が、金属層２０における機能層３０側とは反対側にある基板１０の一表面側に設けられ、基板１０により支持されている。基板１０の上記一表面側には、金属層２０の上記一面に変換部６０を形成するための凹凸構造部５０が設けられている。
【００２２】
有機エレクトロルミネッセンス素子１は、金属層２０が上述の積層体を支持する基板を兼ねるようにしてもよく、この場合、別途に基板１０及び凹凸構造部５０を設ける必要はない。
【００２３】
以下、有機エレクトロルミネッセンス素子１の各構成要素について詳細に説明する。
【００２４】
基板１０は、平面視形状を矩形状としてある。ここで、基板１０の平面視形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状、円形状などでもよい。
【００２５】
基板１０としては、ガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、プラスチック板や、金属板などを用いてもよい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなどを採用することができる。また、金属板の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などを採用することができる。プラスチック板を用いる場合は、プラスチック板の表面にＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜などが成膜されたものを用いることで、水分の透過を抑えることが好ましい。基板１０は、リジッドなものでもよいし、フレキシブルなものでもよい。基板１０として金属板を採用する場合は、金属板として、金属箔を用いることもできる。
【００２６】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、金属層２０からなる第１電極が陰極を構成し、第２電極４０が陽極を構成している。この場合、第１電極から機能層３０へ注入する第１キャリアは電子であり、第２電極４０から機能層３０へ注入する第２キャリアは正孔である。機能層３０は、第１電極側から順に、発光層３１、第２キャリア注入層３２を備えている。ここにおいて、第２キャリア注入層３２は、ホール注入層である。なお、第１電極が陽極を構成し、第２電極４０が陰極を構成する場合には、例えば、第２キャリア注入層３２として、電子注入層を採用すればよい。
【００２７】
上述の機能層３０の構造は、図１の例に限らず、例えば、第１電極と発光層３１との間に、第１電極側から順に、第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層を設けたり、発光層３１と第２キャリア注入層３２と間に第２キャリア輸送層を設けたり、発光層３１と第２キャリア輸送層との間にインターレイヤーを設けたりした構造でもよい。第１電極が陰極を構成し、第２電極４０が陽極を構成している場合、第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層および第２キャリア輸送層は、それぞれ、ホール注入層、ホール輸送層および電子輸送層である。
【００２８】
また、機能層３０は、少なくとも発光層３１を含んでいればよく（つまり、機能層３０は、発光層３１のみでもよく）、発光層３１以外の、第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層、インターレイヤー、第２キャリア輸送層、第２キャリア注入層３２などは適宜設ければよい。発光層３１は、単層構造でも多層構造でもよい。例えば、所望の発光色が白色の場合には、発光層中に赤色、緑色、青色の３種類のドーパント色素をドーピングするようにしてもよいし、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよいし、青色電子輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよい。
【００２９】
第１電極は、上述のように陰極として形成することができる。第１電極の材料としては、例えば、アルミニウムや銀など、もしくはこれら金属を含む化合物を用いることができるが、アルミニウムと他の電極材料を組み合わせて積層構造などとして構成するものであってもよい。このような電極材料の組み合わせとしては、アルカリ金属の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ金属の薄膜と銀の薄膜との積層体、アルカリ金属のハロゲン化物の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ金属の酸化物の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ土類金属や希土類金属の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、これらの金属種と他の金属との合金などが挙げられる。具体的には、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウムなどの薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、フッ化リチウムの薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルミニウムの薄膜と酸化アルミニウムの薄膜との積層体などを例として挙げることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第１電極と発光層３１との間に、第１電極から発光層３１への電子注入を促進させる電子注入層を設けるのが、より好ましい。電子注入層の材料としては、第１電極の材料と共通のもの、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物、電子注入を促進させるドーパントを混合した有機半導体材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
発光層３１の材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体など、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したものなどや、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、ピラン、キナクリドン、ルブレン、およびこれらの誘導体、あるいは、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、およびこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物などが挙げられる。また、上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えばイリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体、ユーロピウム錯体などの発光材料、又はそれらを分子内に有する化合物若しくは高分子も好適に用いることができる。これらの材料は、必要に応じて、適宜選択して用いることができる。発光層３１は、塗布法（例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することが好ましい。ただし、発光層３１の成膜方法は、塗布法に限らず、例えば、真空蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって発光層３１を成膜してもよい。
【００３１】
電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、チタン、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムなどの酸化物、などを用いることができる。これらの材料の場合、電子注入層は、真空蒸着法により形成することができる。また、電子注入層の材料は、例えば、電子注入を促進させるドーパント（アルカリ金属など）を混合した有機半導体材料を用いることができる。このような材料の場合、電子注入層は、塗布法により形成することができる。
【００３２】
また、電子輸送層の材料は、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Ａｌｑ３などの電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。
【００３３】
電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、チタン、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムなどの酸化物、などを用いることができる。これらの材料の場合、電子注入層は、真空蒸着法により形成することができる。また、電子注入層の材料は、例えば、電子注入を促進させるドーパント（アルカリ金属など）を混合した有機半導体材料を用いることができる。このような材料の場合、電子注入層は、塗布法により形成することができる。
【００３４】
ホール輸送層の材料としては、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位が小さい低分子材料や高分子材料を用いることができる。例えば、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）や、ポリピリジン、ポリアニリンなどの側鎖や主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体などの芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、ホール輸送層の材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢ、ＴＦＢ（Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4’-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenyl amine)]）などを用いることが可能である。
【００３５】
ホール注入層３２の材料としては、例えば、チオフェン、トリフェニルメタン、ヒドラゾリン、アミールアミン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニルアミンなどを含む有機材料が挙げられる。具体的には、たとえば、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ＴＰＤなどの芳香族アミン誘導体などで、これらの材料を単独で用いてもよいし、２種類以上の材料を組み合わせて用いてもよい。このようなホール注入層は、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。
【００３６】
インターレイヤーは、発光層３１側からの第２電極４０側への第１キャリア（ここでは、電子）の漏れを抑制する第１キャリア障壁（ここでは、電子障壁）としてのキャリアブロッキング機能（ここでは、電子ブロッキング機能）を有することが好ましく、更に、第２キャリア（ここでは、正孔）を発光層３１へ輸送する機能、発光層３１の励起状態の消光を抑制する機能などを有していることが好ましい。なお、本実施形態では、インターレイヤーが、発光層３１側からの電子の漏れを抑制する電子ブロッキング層を構成している。
【００３７】
有機エレクトロルミネッセンス素子１では、インターレイヤーを設けることにより、発光効率の向上および長寿命化を図ることが可能となる。インターレイヤーの材料としては、例えば、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などを用いることができる。このようなインターレイヤーは、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。
【００３８】
第２電極４０は、陽極として形成することができる。第２電極４０の材料としては、例えば、無機導電性材料の微粒子と有機バインダとを含む材料を採用することができる。この種の無機導電性材料としては、例えば、銀、金、銅などを採用することができる。また、無機導電性材料としては、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物、合金や、カーボンブラックなどを用いることも可能である。また、第２電極４０の材料としては、導電性高分子、導電性高分子以外の導電性有機材料、ドーパント（ドナー又はアクセプタ）を含有させた有機材料などを採用することができる。有機バインダとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の２種以上の共重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
第２電極４０は、メッシュ状の形状に形成してもよい。メッシュ状の第２電極４０の各細線部の線幅は、例えば、１〜１００μｍ程度に設定すればよいが、特に限定するものではない。また、細線部のピッチ、機能層３０の厚み方向における細線部の高さについても適宜設定すればよい。
【００４０】
メッシュ状の第２電極４０の網目（開口部）の平面視形状は、適宜設定可能である。網目の平面視形状は、例えば、矩形状、三角形状、六角形状、円形状など、任意の形状に形成することができる。また、第２電極４０は、メッシュ状の形状に限らず、例えば、櫛形状の形状とすることもできる。
【００４１】
第２電極４０は、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。例えば、第２電極４０は、無機導電性材料の微粒子と有機バインダおよび有機溶剤を混合させたペースト（印刷インク）を、スクリーン印刷法などにより印刷して形成することができる。
【００４２】
ところで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、変換部６０の材料と金属層２０の材料とを同一材料としてある。そこで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、金属層２０の上記一面に変換部６０を形成するために、基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０が設けられている。変換部６０は、上述のように表面プラズモンを伝搬光に変換する機能を有する。変換部６０の材料は、金属層２０の材料とは異なる金属でもよい。
【００４３】
変換部６０は、ナノメータオーダサイズの３次元構造６１の集合により構成されている。図１では、変換部６０を構成する３次元構造６１を、円柱状に突出した形状としてある。３次元構造６１の形状は、円柱状に限らず、例えば、錐状（三角錐状、四角錐状、円錐状など）に突出した形状や、錐台状に突出した形状や、半球状に突出した形状としてもよい。また、３次元構造６１の形状は、これらに限らず、例えば、円柱状に凹んだ形状や、錐状に凹んだ形状や、錐台状に凹んだ形状や、半球状に凹んだ形状でもよい。
【００４４】
３次元構造６１は、金属層２０の厚み方向における高さ寸法が１０ｎｍ以上で２００ｎｍより小さく、幅寸法（最大幅寸法）が上記高さ寸法以上であることが好ましい。
【００４５】
３次元構造６１の高さ寸法は、金属層２０と第２電極４０との短絡を防止するために、機能層３０の膜厚よりも小さくするのが好ましい。例えば、機能層３０の膜厚が２００ｎｍの場合、３次元構造６１の高さ寸法は、２００ｎｍよりも小さくするのが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲が、より好ましい。
【００４６】
変換部６０は、３次元構造６１の高さ寸法が１０ｎｍ未満の場合、表面プラズモンによる光の損失を低減する効果を殆ど期待できないものと推考される。
【００４７】
また、変換部６０は、３次元構造６１の構造安定性の観点から、３次元構造６１の幅寸法が高さ寸法よりも小さいのが好ましい。
【００４８】
３次元構造６１の最大幅寸法は、例えば、３次元構造６１が円柱であれば、円の直径、３次元構造６１が四角錐であれば、四角錐の底面における１つの対角線の長さとなる。３次元構造６１は、平面視において異方性の少ない形状が好ましく、平面視形状として円形が、より好ましい。
【００４９】
３次元構造６１が円柱状に突出した形状の場合、上述の凹凸構造部５０は、基板１０の上記一表面における各３次元構造６１各々の投影領域に、円柱状の凸部を有した形状となっている。３次元構造６１が円柱状に凹んだ形状の場合、上述の凹凸構造部５０は、基板１０の上記一表面における各３次元構造６１の各々の投影領域に、円柱状の凹部を有した形状とする。本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、３次元構造６１の高さ寸法が、凹凸構造部５０の高低差と略同じであることが好ましい。これにより、３次元構造６１の所望の高さ寸法と略同じ高低差を有する凹凸構造部５０を基板１０の上記一表面側に形成してから、所定膜厚（例えば、８０ｎｍ）の金属層２０を真空蒸着法などの膜厚均一性の良い成膜方法によって形成することにより、金属層２０に一体で所望の高さ寸法を有する変換部６０を形成することが可能となる。これにより、金属層２０と各３次元構造６１とで構成される構造体における基板１０側とは反対側の表面は、凹凸構造部５０と略同形状の凹凸構造となる。金属層２０の所定膜厚の数値は、一例であり、特に限定するものではない。
【００５０】
変換部６０は、機能層３０の金属層２０への投影領域の面積に対する面積占有率が０．２２％より大きく９１％以下となるように構成されている。この点については、下記に説明する。
【００５１】
本願発明者らは、鋭意研究の結果、３次元構造６１を円柱状の凸部とする場合、機能層３０の厚み方向に直交する２次元面内で３次元構造６１が２次元的な周期構造を有するように配列されていることが好ましいという知見を得た。より具体的には、本願発明者らは、単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点の各々に３次元構造６１が位置していることが好ましいという知見を得た。３次元構造６１の配列方向における周期であるピッチＰ（図２、図３参照）は、平面視において隣り合う３次元構造６１の中心６１ａ間の距離である。したがって、３次元構造６１のピッチＰは、上述の仮想的な２次元三角格子の隣り合う格子点間の距離となる。
【００５２】
図２は、上述の面積占有率の模式説明図である。ここで、面積占有率は、変換部６０の全ての３次元構造６１の平面視形状が同じで、３次元構造６１のピッチが一定であるとすれば、下記の（１）式で求めることができる。
【００５３】
【数１】
2013175403.tif 000003
ここにおいて、Ｓ１は、上述の単位格子の面積であり、Ｓ２は、この単位格子の中に占める３次元構造６１の合計面積である。
【００５４】
図２には、円柱状の３次元構造６１が上述の仮想的な２次元三角格子の各格子点に位置し、最も密となるように位置させた場合を例示してある。ここで、３次元構造６１の平面視形状は円形状となるから、３次元構造６１の平面視形状における半径をｒとし、円周率をπとすると、面積Ｓ１、Ｓ２は、下記の（２）式、（３）式でそれぞれ求められる。
【００５５】
【数２】
2013175403.tif 000004
【００５６】
【数３】
2013175403.tif 000005
上述の（１）式、（２）式および（３）式から、３次元構造６１が円柱状の凸部である場合の変換部６０の面積占有率は、９１％以下とすることが好ましい。なお、変換部６０は、面積占有率が９１％を超えてしまうと、３次元構造６１同士が重なり合った形状となって、殆ど膜厚が一様な連続膜と同様の構造となり、表面プラズモンを伝搬光に変換する効果が得られなくなる懸念がある。
【００５７】
また、変換部６０は、３次元構造６１のサイズを同じのままで上述のピッチＰを大きくするにつれて、隣り合う３次元構造６１間の距離が長くなり、面積占有率が小さくなる。ここにおいて、変換部６０は、隣り合う３次元構造６１間の距離が長くなると、表面プラズモンが、変換部６０によって伝搬光に変換される前に失活してしまう可能性が高くなる傾向にある。
【００５８】
図４は、一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造モデルを発光させたと仮定したときの構造モデル中の電界分布（光強度分布に相当する）を、ＦＤＴＤ法（Finite-Difference Time-Domain method）を用いてシミュレーションした結果である。ＦＤＴＤ法は、時間領域差分法や有限差分時間領域法と呼ばれている。
【００５９】
図４に示した一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス基板の一表面側に、ＩＴＯ膜（陽極）、ＰＥＤＯＴ層（ホール輸送層）、発光層およびアルミニウム膜（陰極）を順次積層した構成とした。図４では、発光層の発光点からアルミニウム膜と発光層の界面に垂線（図示せず）を下ろしたときの交点をＸＹＺ直交座標系の原点とし、原点の右側をＸ軸の正方向とし、原点の上側をＺ軸の正方向とし、原点の奥方向をＹ軸の正方向としてある。したがって、上述の電界分布は、Ｙ軸方向の電界成分（ＥＹ成分）である。また、図４では、ＥＹ成分の大きさ（任意単位）および極性を色の違いとして示してあり、正の値と負の値とでは色が異なっている。
【００６０】
図４からは、アルミニウム膜と発光層の界面に表面プラズモンが発生しているのが確認できた。また、図４からは、表面プラズモンが横方向（Ｘ軸方向）に伝搬することで、表面プラズモンが失活する様子も確認できた。また、図４からは、発光層の発光点からアルミニウム膜と発光層の界面に垂線を下ろしたときの交点を基準点として横方向に約２μｍ離れた箇所で、表面プラズモンが約８０％になっていることが確認できた。本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子と図４の有機エレクトロルミネッセンス素子の構造モデルとは構造が異なるが、金属層２０における機能層３０側の表面と、アルミニウム膜における発光層側の表面とでは、本質的には同じ現象（表面プラズモンの発生）が起こるものと推考される。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、発光層３１と金属層２０との距離に関係なく同じ現象が起こるものと推考される。
【００６１】
したがって、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、上述のピッチＰが２μｍ以下であれば、表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部６０の十分な効果が得られるものと推考される。また、変換部６０の各３次元構造６１の各々の幅寸法としては、１００ｎｍ程度あれば、表面プラズモンを伝搬光に変換する効果が得られるものと推考される（参考文献１〔「プラズモニクスによる高効率発光」、表面技術、第６１巻、第９号別冊、２０１０年、ｐ．６１７−６２３）。
【００６２】
ここで、上述の図３のように２次元三角格子の各格子点の各々に平面視円形の３次元構造６１が位置している場合において、半径ｒを５０ｎｍ（２ｒを１００ｎｍ）、ピッチＰを２μｍとすると、変換部６０の面積占有率は、０．２２％となる。したがって、変換部６０の面積占有率は、０．２２％よりも大きいことが好ましい。
【００６３】
変換部６０の平面視における好ましい構造は、仮想三角格子の各格子点の各々に平面視形状が円形状の３次元構造６１が位置するように並んだ構造である。つまり、変換部６０における３次元構造６１の平面視形状は、異方性の少ない円形状が好ましい。また、変換部６０は、ただし、変換部６０の平面視における構造は、これに限らず、例えば、異方性の少ない円形状が、単位格子が正方形である仮想正方格子の各格子点の各々に位置するように並んだ構造でもよい。また、変換部６０の平面視における構造は、例えば、仮想正方格子の各格子点の各々に、平面視形状が正方形状の３次元構造６１が位置するように並んだ構造でもよい。
【００６４】
また、変換部６０は、全ての３次元構造６１の形状が同じ形状や同じサイズでない構成としてもよいし、２次元周期構造を有していない構成としてもよい。すなわち、３次元構造６１の高さ寸法や幅寸法、ピッチＰについては、有機エレクトロルミネッセンス素子の所望の光学特性に基づいて適宜設定すればよい。例えば、特異的な波長依存性や出射角度依存性を期待する場合は、３次元構造６１の高さ寸法を揃え、ピッチＰを揃える（つまり、３次元構造６１を周期的に配置させる）ことが好ましい。また、例えば、ブロードな波長域の光や全出射角度でできるだけ均等に光取り出し効率を向上させたい場合は、３次元構造６１の高さ寸法や幅寸法、ピッチＰがランダムな方が好ましい。
【００６５】
また、３次元構造６１の高さ寸法については、機能層３０の膜厚よりも小さくすることが好ましく、これにより、金属層２０と第２電極４０との短絡を防止することが可能となる。
【００６６】
上述の３次元構造６１の高さ寸法や幅寸法は、例えば、原子間力顕微鏡（atomic force microscope：ＡＦＭ）により測定することができる。
【００６７】
発光層３１における金属層２０側とは反対側の界面（本実施形態では、発光層３１と第２キャリア注入層３２との界面）から金属層２０の上記一面までの距離は、発光層３１の厚み方向において２００ｎｍ以下としてある。なお、この距離は、発光層３１の膜厚と略等しい値である。
【００６８】
この距離の２００ｎｍという上限値は、本願発明者らの鋭意研究を行ったうえでの実験結果に基づいて設定した。本願発明者らは、有機エレクトロルミネッセンス素子１と同様の構成でも、この距離が２００ｎｍを超えている場合、変換部６０を設けてない比較例の有機エレクトロルミネッセンス素子２（図５参照）に比べて外部量子効率が低下するという実験結果を得た。この距離が２００ｎｍを超えると、変換部６０を設けてない場合に比べて外部量子効率が低下する原因としては、表面プラズモンによる光の損失が起こりにくくなる一方で、干渉と吸収の影響で、外部量子効率が低下するものと推考される。
【００６９】
基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を形成する方法としては、例えば、ナノインプリント法が挙げられる。
【００７０】
ここで、ナノインプリント法により、凹凸構造部５０を形成する方法について簡単に説明する。
【００７１】
凹凸構造部５０を形成するには、例えば、まず、基板１０の上記一表面上に凹凸構造部５０の基礎となる樹脂からなる転写層を、スピンコート法を利用して形成する。具体的には、基板１０の上記一表面上に樹脂をスピンコート法により塗布し、プリベークを行うことにより転写層を形成する。転写層を形成した後には、凹凸構造部５０の形状に応じてパターン設計した凹凸パターンを形成したモールドを、転写層に押し付けて当該転写層を変形させ硬化させることにより凹凸構造部５０を形成し、モールドを凹凸構造部５０から離す。なお、モールドとしては、ニッケル製のモールドやシリコン製のモールドを用いることができる。
【００７２】
ナノインプリント法としては、熱ナノインプリント法や、紫外線ナノインプリント法などを採用することができる。ナノインプリント法では、モールド用の金型さえ１度作れば、凹凸構造部５０を再現性良く形成することができ、低コスト化を図ることが可能となる。ここで、金型がマスターモールドを構成し、モールドが反転モールドを構成する。
【００７３】
また、基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を形成する方法としては、例えば、基板１０の上記一表面側にナノ粒子を塗布する方法を採用することもできる。ナノ粒子としの材料としては、例えば、シリカやフッ化マグネシウムなどを採用できるが、これらに限定するものではない。
【００７４】
また、凹凸構造部５０は、基板１０と同じ材料で一体に形成されたものでもよい。この場合には、例えば、基板１０の上記一表面を加工することにより、凹凸構造部５０を形成すればよい。
【００７５】
また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を設けてあるが、基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を備えていない構成としてもよい。この場合には、例えば、基板１０の上記一表面側に金属層２０を形成した後、金属層２０における基板１０側とは反対側に、変換部６０を形成すればよい。この場合には、例えば、金属層２０の材料としてアルミニウムや銀などを採用すれば、ナノインプリント法により金属層２０の表面に変換部６０を形成することができる。また、この場合には、金属層２０の表面に金属層２０とは異種材料の金属を金属層２０の表面全体に連続膜が形成されないように蒸着してから、加熱することで凝集させることで変換部６０の各３次元構造６１を形成するようにしてもよい。また、変換部６０の形成方法としては、例えば、金属層２０の表面を電子ビーム加工することによって、各３次元構造６１を形成するようにしてもよい。また、基板１０の材料が金属の場合には、基板１０の上記一表面側に基板１０とは異種材料の金属を連続膜が形成されないように蒸着してから、加熱することで凝集させることで変換部６０の各３次元構造６１を形成するようにしてもよい。
【００７６】
ところで、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の最表面の凹凸の高低差が、金属層２０と変換部６０とで構成される構造体における機能層３０側の表面の高低差よりも小さいことが好ましい。このため、機能層３０を構成する各層（第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層、発光層３１、第２キャリア輸送層、第２キャリア注入層３２など）の材料は、上述の通りであるが、塗布法によって成膜可能な材料（いわゆる塗布型材料）が好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０を構成する各層を、一般的に蒸着法に比べて表面平坦化性に優れた塗布法により成膜することが可能となり、金属層２０と第２電極４０とが短絡する可能性を低減でき、信頼性の向上を図れる。ただし、塗布法に限らず、蒸着法でも、蒸着条件などを適宜設定したり、蒸着装置の構造を適宜設計することにより、表面平坦化性を向上させることは可能である。
【００７７】
また、第２電極４０の材料についても、塗布法によって第２電極４０を成膜可能な材料が好ましい。
【００７８】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、塗布法を採用してロールトゥーロール（roll-to-roll）方式を利用した製造方法で製造することが可能である。有機エレクトロルミネッセンス素子１は、ロールトゥーロール（roll-to-roll）方式を利用して製造することにより、低コスト化を図ることが可能となる。
【００７９】
なお、機能層３０の各層（図１の例では、発光層３１、ホール注入層３２）を塗布法などのウエットプロセスで形成する場合には、下地となる層が塗布溶液により溶解されてしまう、塗布溶液が均一に広がらない、濡れ性が悪い、などの問題が起こる懸念がある。下地となる層が塗布溶液により溶解されてしまう場合の対策としては、例えば、下地となる層の溶媒を塗布溶液の溶媒と異なるものにする、溶媒が同じ場合は下地層を架橋型にする、下地となる層の膜厚を、次の層の塗布溶液により溶解する分を考慮に入れて、所望の膜厚よりも厚く形成しておく方法などが挙げられる。また、塗布溶液が均一に広がらない場合の対策としては、乾燥速度を速めたり、溶媒を変える方法などが挙げられる。また、濡れ性が悪い場合の対策としては、濡れ性を改善するために、塗布溶液に、濡れ性を向上させる溶媒（アルコールなど）を添加する方法などが挙げられる。
【００８０】
また、金属層２０が基板１０を兼ねる場合には、金属層２０を金属箔により構成するようにすれば、ロールトゥートール方式を採用することができる。この場合、金属層２０の表面に変換部６０を形成するには、例えば、巻き取りロールにナノオーダーサイズの凹凸構造を設けておき、巻き取りロールにおいて凹凸構造が設けられたところに金属層２０を通過させればよい。
【００８１】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、基板１０の上記一表面側に対向配置され透光性を有する封止層（カバー基板）と、第２電極４０と封止層との間に介在する透光性の樹脂層とを備えることが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第２電極４０側から樹脂層および封止層を通して光を取り出すことが可能となる。
【００８２】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第１電極に第１引出し配線（図示せず）を介して電気的に接続された第１端子部（図示せず）と、第２電極４０に第２引出し配線（図示せず）を介して電気的に接続された第２端子部（図示せず）とを備えている。第１引出し配線、第１端子部、第２引出し配線および第２端子部は、基板１０の上記一表面側に設けられている。
【００８３】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、第１電極を構成する金属層２０と、金属層２０の一面に設けられ表面プラズモンを伝搬光に変換する変換部６０と、変換部６０が設けられた金属層２０の上記一面側に設けられ少なくとも発光層３１を含む機能層３０と、機能層３０を介して金属層２０に対向する第２電極４０とを備えている。ここにおいて、変換部６０は、機能層３０の金属層２０への投影領域の面積に対する面積占有率が０．２２％より大きく９１％以下となるように構成されている。また、発光層３１における金属層２０側とは反対側の界面から金属層２０の上記一面までの距離は、発光層３１の厚み方向において２００ｎｍ以下である。しかして、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１では、金属層２０の上記一面で発生する表面プラズモンを変換部６０により伝搬光に変換することが可能となり、表面プラズモンによる光の損失を抑制することで光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【００８４】
上述の実施形態で説明した有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子として好適に用いることができるが、照明用に限らず、他の用途（例えば、ディスプレイ、バックライト、表示装置など）に用いることも可能である。
【００８５】
なお、上述の各実施形態において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。
【実施例】
【００８６】
（実施例１）
実施例１としては、図１に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子１を下記の製造条件で製造した。
【００８７】
実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１の製造にあたっては、まず、基板１０として厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラス板（コーニング社製の「No.1737」）を用意し、この基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を形成する第１工程を行った。この第１工程では、基板１０の上記一表面側に熱可塑性樹脂であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を基板に塗布する。第１工程では、その後、ＰＭＭＡのガラス転移温度である１０５℃以上に昇温してモールドをプレスし、冷却後、モールドと基板１０と引き離すことによりモールドのパターンをＰＭＭＡに転写することで凹凸構造部５０を形成した。ここにおいて、モールドとしては、円柱状に凹んだ３次元構造が、仮想三角格子の各格子点の各々に配置されたモールドを用いた。ここで、モールドの３次元構造は、高さ寸法（深さ寸法）を４０ｎｍ、最大幅寸法（直径）を１００ｎｍとした。また、モールドにおける３次元構造のピッチは、２００ｎｍとした。これにより、第１工程では、基板１０の上記一表面側に、高さ寸法が５０ｎｍ、幅寸法が１００ｎｍの円柱状の三次元構造が２００ｎｍのピッチで並んだ凹凸構造部５０を形成した。
【００８８】
上述の第１工程の後には、真空蒸着法により、膜厚が８０ｎｍのアルミニウム膜からなる金属層２０を第１電極（ここでは、陰極）として形成する第２工程を行った。第２工程を行った後の基板１０の上記一表面側の最表面の形状は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察した。その結果、高さ寸法が４０ｎｍ、幅寸法が１００ｎｍの３次元構造６１が、仮想三角格子の各格子点の各々に配置された変換部６０が形成されていることが確認された。また、ＡＦＭによる観察の結果、この変換部６０における３次元構造６１のピッチは、２００ｎｍであることが確認された。なお、この変換部６０の面積占有率は、１１．３％である。
【００８９】
上述の第２工程の後には、機能層３０を形成する第３工程を行った。第３工程では、発光層３１、第２キャリア注入層３２であるホール注入層を順次形成した。
【００９０】
発光層３１の形成にあたっては、高分子材料（住友化学社製の「Ｇｒｅｅｎ１３０２」）をキシレン溶媒に溶解した溶液を、基板１０の上記一表面側に、金属層２０上での膜厚が６０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間の焼成を行うことによって発光層３１を得た。
【００９１】
第２キャリア注入層３２であるホール注入層の形成にあたっては、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(HERAEUS社製の「CLEVIOUS P  VP AI4083」、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ＝１：６）とイソプロピルアルコールを１：１で混合した溶液を、基板１０の上記一表面側に、発光層３１上での膜厚が１５ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１５０℃で１０分間の焼成を行うことにより、ホール注入層を得た。したがって、機能層３０の膜厚は、６０＋１５＝７５ｎｍである。
【００９２】
第３工程の後には、陽極としての第２電極４０を形成する第４工程を行った。第４工程では、平均粒子径が４０ｎｍのＩＴＯナノ粒子にメチルセルロース（信越化学社製ＭＥＴＯＬＯＳＥ（登録商標）６０ＳＨ）を５ｗｔ％混合した溶液を、スクリーン印刷機を用いて、基板１０の上記一表面側（ここでは、ホール注入層３２上）に、膜厚が３００ｎｍ程度になるようパターン形成し、１２０℃で１５分間、乾燥することによって第２電極４０を形成することで図１のような有機エレクトロルミネッセンス素子１を得た。
【００９３】
（実施例２）
実施例２の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が８０ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、実施例２の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が９５ｎｍである。
【００９４】
（実施例３）
実施例３の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が１００ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、実施例３の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が１１５ｎｍである。
【００９５】
（実施例４）
実施例４の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が１４０ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、実施例４の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が１５５ｎｍである。
【００９６】
（実施例５）
実施例５の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が１８０ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、実施例５の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が１９５ｎｍである。
【００９７】
（実施例６）
実施例６の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が２００ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、実施例５の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が２１５ｎｍである。
【００９８】
（参考例１）
参考例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が２２０ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、参考例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が２３５ｎｍである。
【００９９】
（参考例２）
参考例２の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が２６０ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、参考例２の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が２７５ｎｍである。
【０１００】
（参考例３）
参考例３の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と同じ構成であり、発光層３１の膜厚が３００ｎｍとなるように製造した点のみが実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１と相違する。したがって、参考例３の有機エレクトロルミネッセンス素子１は、機能層３０の膜厚が３１５ｎｍである。
【０１０１】
（比較例１）
比較例１としては、図５に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子２を下記の製造条件で製造した。
【０１０２】
比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子１の製造条件と略同じであり、基板１０の上記一表面側に凹凸構造部５０を形成せずに、金属層２０を形成した点が相違するだけである。したがって、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が７５ｎｍである。
【０１０３】
（比較例２）
比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が８０ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が９５ｎｍである。
【０１０４】
（比較例３）
比較例３の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が１００ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例３の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が１１５ｎｍである。
【０１０５】
（比較例４）
比較例４の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が１４０ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例４の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が１５５ｎｍである。
【０１０６】
（比較例５）
比較例５の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が１８０ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例５の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が１９５ｎｍである。
【０１０７】
（比較例６）
比較例６の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が２００ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例６の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が２１５ｎｍである。
【０１０８】
（比較例７）
比較例７の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が２２０ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例７の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が２３５ｎｍである。
【０１０９】
（比較例８）
比較例８の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が２６０ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例８の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が２７５ｎｍである。
【０１１０】
（比較例９）
比較例９の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２の製造条件と略同じであり、発光層３１の膜厚が３００ｎｍとなるように製造した点のみが比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子２と相違する。したがって、比較例９の有機エレクトロルミネッセンス素子２は、機能層３０の膜厚が３１５ｎｍである。
【０１１１】
（実施例１〜６、参考例１〜３および比較例１〜９の評価）
評価としては、実施例１〜６の有機エレクトロルミネッセンス素子１、参考例１〜３の有機エレクトロルミネッセンス素子１および比較例１〜９の有機エレクトロルミネッセンス素子２それぞれについて、外部量子効率を測定した。外部量子効率の測定にあたっては、ガラス製の半球レンズを有機エレクトロルミネッセンス素子１，２の発光面上に当該半球レンズと同程度の屈折率を持つマッチングオイルを介して配置し、外部量子効率を測定した。より具体的な外部量子効率の測定条件としては、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２それぞれに、ＤＣ電源（ケースレイ社製の２４００）から電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流して、０°〜８０°の角度方位で５°ごとに発光輝度を輝度計（トプコン社製のＳＲ−３）で測定して外部量子効率を求めた。
【０１１２】
図６は、外部量子効率の測定結果をまとめたグラフである。図６の横軸は発光層３１の膜厚である。また、図６の縦軸は、比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子２の外部量子効率を１．０としたときの外部量子効率の相対値（外部量子効率比）である。また、図６中の“Ａ１”上の黒丸は、変換部６０を備えた各有機エレクトロルミネッセンス素子１それぞれの外部量子効率比であり、“Ａ２”上の黒四角は、変換部６０を備えていない各有機エレクトロルミネッセンス素子２それぞれの外部量子効率比である。
【０１１３】
図６からは、発光層３１の膜厚が２００ｎｍ以下では、変換部６０を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子１のほうが、変換部６０を備えていない有機エレクトロルミネッセンス素子２よりも外部量子効率が高いことが確認できる。
【０１１４】
また、図６からは、発光層３１の膜厚が２００ｎｍよりも大きくなると、変換部６０を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子１のほうが、変換部６０を備えていない有機エレクトロルミネッセンス素子２よりも外部量子効率が低くなっていることが確認できる。また、図６からは、発光層３１の膜厚の変化に伴って外部量子効率が周期的に変化しており、第１ピークと第２ピークとが現われ、第１ピークの方が第２ピークよりも大きいことが確認できる。このように発光層３１の膜厚の変化に伴って外部量子効率が周期的に変化するのは、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２中の干渉の影響であると推考される。
【０１１５】
したがって、発光層３１の膜厚が２００ｎｍよりも大きくなると、有機エレクトロルミネッセンス素子１のほうが、有機エレクトロルミネッセンス素子２よりも外部量子効率が低くなった原因は、発光点と金属層２０との距離が長くなり、表面プラズモンが励起されにくくなって表面プラズモンによる損失が生じない一方で、干渉や吸収の影響で外部量子効率が低下するためであると推考される。
【符号の説明】
【０１１６】
１  有機エレクトロルミネッセンス素子
２０  金属層（第１電極）
３０  機能層
３１  発光層
４０  第２電極
６０  変換部
６１  ３次元構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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