有機エレクトロルミネッセンス素子
【課題】光取り出し効率の高い有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に有機ＥＬ素子は、第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１および第２電極間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【数１】
を満たすことを特徴とする。
【解決手段】本発明に有機ＥＬ素子は、第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１および第２電極間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【数１】
を満たすことを特徴とする。
【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、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する場合がある）は、一対の電極と有機発光層とを含んで構成される。有機ＥＬ素子は、電圧を印加すると、各電極から正孔および電子がそれぞれ注入され、これら正孔と電子とが有機発光層において結合することによって発光する。このような有機ＥＬ素子を光源として備える表示装置および照明装置などが注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は通常、支持基板上に設けられる。例えばアクティブマトリックス駆動方式の表示装置では、駆動回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板を支持基板として用い、この支持基板上に複数の有機ＥＬ素子が設けられる。駆動回路が形成された基板側から光を出射するいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では通常、駆動回路などによって光が遮られるために、有機ＥＬ素子の開口率は低くなる。そこで光を遮る駆動回路などの影響を回避するために、支持基板とは反対側に向けて光を出射するいわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ素子が検討されている。
【０００４】
トップエミッション型の有機ＥＬ素子は、支持基板とは反対側に設けられる電極が透明電極によって構成される。例えば第１〜第３層の３層からなる透明電極を陰極とした有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この有機ＥＬ素子では、第１および第３層が酸化物薄膜層によって構成され、第２層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＰｄおよびＰｔから選択される金属の薄膜からなる層によって構成されている。しかしながら特許文献１に記載の有機ＥＬ素子では、その発光効率が必ずしも十分ではないという問題がある。
【０００５】
また外気に接触することによって有機ＥＬ素子が劣化することを抑制するために、透明電極上には通常、透明封止基板（または透明封止膜）が設けられている。このような構成の有機ＥＬ素子では、発光層から放射された光の一部が、透明封止基板（または透明封止膜）と第３層との間において反射するために、発光層から放射された光の全てが外に出射するわけではない。従来の有機ＥＬ素子では光取り出し効率が低いために、結果として素子全体の発光効率がさらに低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光効率の高い有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、下記の構成を採用した有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供する。
【０００９】
[１] 第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１および第２電極間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００１０】
【数１】
を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１１】
[２] 前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む、上記[１]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１２】
[３] 前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[１]または[２]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１３】
[４] 前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[３]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
[５] 前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[３]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
[６] 前記第３層が塗布法により形成されたものであることを特徴とする、上記[１]〜[５]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
[７] 前記第３層が、透明の膜本体と、該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体と、を含むことを特徴とする、上記[１]〜[６]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
[８] 前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする、上記[７]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
[９] 前記ワイヤ状の導電体が前記膜本体中において網目構造を構成していることを特徴とする、上記[７]または[８]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
[１０] 前記膜本体が導電性を有する樹脂を含んでいることを特徴とする、上記[７]〜[９]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
[１１] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【００２１】
[１２] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【００２２】
[１３] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【００２３】
なお本明細書では「透明基板」、「透明な電極」とは、これら両部材にそれぞれ入射した光の少なくとも一部が透過する基板、電極をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００２４】
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、透明な第２電極が、発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、第３層の屈折率をｎ１、透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００２５】
【数１】
を満たす。
かかる特徴を有する構成により、光取り出し効率が高く、発光効率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を実現することができ、照明装置、スキャナ及びバックライトなどに適用される面状光源、並びにフラットパネルディスプレイ等の表示装置に好適な有機ＥＬ素子として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の有機ＥＬ素子をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお以下の説明において参照する図面における各部材の縮尺は実際と異なる場合がある。
【００２８】
本発明にかかる有機ＥＬ素子は、第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００２９】
【数１】
を満たすことを特徴としている。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。なお以下の説明において、支持基板１の厚み方向の一方を上方（または上）といい、支持基板１の厚み方向の他方を下方（または下）という場合がある。この上下関係の表記は説明の便宜のために設定したものであり、実際に有機ＥＬ素子が製造される工程および使用される状況に適用されるものでは必ずしもない。
【００３１】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、支持基板１上に、陽極（第１電極）２、発光部３、透明な陰極（第２電極）４、封止基板５がこの順で積層されて構成される。
透明な第２電極４は、３層の積層体から構成されており、発光部３側から以下の順に積層された第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの３層からなる。
封止基板５は、支持基板１上に配置された陽極２、発光部３，陰極４からなる発光機能部を保護するために設けられる。この封止基板５は、本実施形態では光が出射する側の透明基板に相当し、第２電極４の発光部３側とは反対側に接して配置される。
上記発光部３は、発光層７と、陽極（第１電極）２と発光層７との間に必要に応じて設けられる層６と、発光層７と陰極（第２電極）４との間に必要に応じて設けられる層８とから構成されている。
【００３２】
まず本発明の特徴構成である第２電極４の３層構造について説明し、続いて第２電極４の第３層４ｃと透明な封止基板５との物性上の関係について説明する。その後、有機ＥＬ素子の他の構成要素について説明する。
【００３３】
（透明な第２電極）
第２電極４は第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの３層の積層体から構成されている。第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃは、発光部６側からこの順に配置されている。
【００３４】
第１層４ａは、金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む。また第２層４ｂは、前記第１層４ａに含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含む。
【００３５】
第１層４ａは、金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料から実質的になる層とすることができる。金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物の中では金属が好ましい。第１層４ａに含まれる金属としては、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を挙げることができ、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等を挙げることができ、これらの中ではバリウム、ナトリウム、ルビジウムであることが好ましい。第２層４ｂを構成する材料がカルシウム又はマグネシウムを含む場合、第１層４ａを構成する金属は、これら以外の金属であることが好ましい。
【００３６】
前記第２層４ｂは、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含むことが好ましい。第２層４ｂがカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む場合、第２層４ｂは、これらの金属、これらの金属の酸化物、これらの金属のフッ化物、又はこれらの混合物のみから実質的になる層とすることができ、これらの金属のみから実質的になることが好ましい。
【００３７】
材料Ａ（例えば金属）「のみから実質的になる」とは、蒸着等の製造工程、及び使用に際しての酸化等の過程において混入した、材料Ａとは異なる他の元素が含まれてもよいことを意味し、具体的には材料Ａの含有割合が９０モル％以上である場合に「のみから実質的になる」とすることができる。
【００３８】
材料間の還元作用の有無およびその程度は、例えば化合物間の結合解離エネルギー（ΔｒＨ°）から決定することができる。第２層４ｂを構成する材料による、第１層４ａを構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような材料の組み合わせの場合、第２層４ｂの材料が第１層４ａの材料に対して還元作用を有するといえる。
【００３９】
結合解離エネルギーは例えば、電気化学便覧第５版（丸善、２０００）、熱力学データベースＭＡＬＴ（科学技術社、１９９２）などで参照できる。例を挙げると、ＬｉＦとＡｌの組み合わせでは、
３ＬｉＦ＋Ａｌ→３Ｌｉ＋ＡｌＦ３、ΔｒＨ°＝−３６．２８
となり、吸熱反応であることからＡｌはＬｉＦに対して還元作用を有しない。またＬｉＦとＣａの組み合わせでは、
２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２、ΔｒＨ°＝＋３８．５８
となり、放熱反応であることからＣａはＬｉＦに対して還元作用を有する。
【００４０】
第２層４ｂの材料が第１層４ａの材料に対して還元作用を有する場合の第１層４ａ及び第２層４ｂの材料の組み合わせの例を以下に列挙する。以下の式においては、左辺の左側の材料が第１層４ａの材料、左辺の右側の材料が第２層４ｂの材料であり、左辺の右側の材料が左辺の左側の材料に対して還元作用を有する。
（１）２ＢａＯ＋Ａｌ→２Ｂａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ°＝＋１９７．６
（２）ＢａＯ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＯ，ΔｒＨ°＝＋１７２．４
（３）ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ，ΔｒＨ°＝＋２１７．２
（４）ＢａＦ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋５５．２
（５）２ＢａＦ＋Ｃａ→２Ｂａ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋５１.０
（６）ＢａＦ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１３５．９
（７）２ＢａＦ＋Ｍｇ→２Ｂａ＋ＭｇＦ２，ΔｒＨ°＝＋１３９．３
（８）２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋３８．５
（９）ＣｓＦ＋Ｃａ→Ｃｓ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋１４．７
（１０）ＣｓＦ＋Ａｇ→Ｃｓ＋ＡｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１５８．０
（１１）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｌ→２Ｃｓ＋ＡｌＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋３０３．０
（１２）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ｃａ→２Ｃｓ＋ＣａＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋４３１．６
（１３）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｇ→２Ｃｓ＋ＡｇＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋５９５．４
（１４）２Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｎａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１５）２Ｒｂ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｒｂ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１６）Ｒｂ２Ｏ＋Ｃａ→２Ｒｂ＋ＣａＯ，ΔｒＨ゜＝＋９４．４
【００４１】
本実施形態において、酸化物又はフッ化物などで無い金属のみから第１層４ａの材料が実質的になる場合は、前記金属の酸化物、前記金属のフッ化物、または前記金属酸化物および金属フッ化物の両方に対して、第２層４ｂの材料が還元作用を有する場合に、「第２層の材料が第１層の材料に対して還元作用を有する」ものとする。金属のみから実質的になる第１層４ａを意図して製造した場合であっても、製造工程等の過程において微量の酸素、水分等が混入することによって、第１層４ａに酸化物、フッ化物等が生じうる。その酸化物、フッ化物等に対して、第２層４ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明の効果を得ることができる。したがって、第２層４ｂの材料は、第１層４ａを構成する金属の酸化物およびフッ化物の両方に対して還元作用を有することが好ましい。このような材料として、上記に列挙したように、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムを第２層４ｂの材料として好適に用いることができる。
【００４２】
第１層４ａ、第２層４ｂを形成する方法としては、形成時に発光層等へ与えるダメージの少ない方法が好ましく、真空蒸着法等の蒸着法が好ましい。真空蒸着法により第１層４ａ、第２層４ｂを形成する場合、操作の簡便性、及び異物混入による品質低下の防止の観点から、真空蒸着装置のチャンバー内に基板を設置して減圧し、真空を保ったまま第１層４ａ、第２層４ｂを連続して形成することが好ましい。
【００４３】
（透明な第２電極の第３層と、透明基板との関係）
第３層４ｃは、当該第３層４ｃの屈折率をｎ１、透明基板（封止基板５）の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００４４】
【数１】
を満たす部材によって構成される。また第３層４ｃは可視光領域の光の透過率が４０％以上であることが好ましい。
以下、第３層４ｃについて、さらに詳しく説明する。
【００４５】
（透明な第２電極の第３層）
上記第２電極４の第３層４ｃは、透明の膜本体と、膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体とを含んで構成されることが好ましい。透明の膜本体は、可視光領域の光の透過率が高いものが好適に用いられ、樹脂や無機ポリマー、無機−有機ハイブリッド化合物などを含んで構成される。透明の膜本体としては、樹脂の中でも導電性を有する樹脂が好適に用いられる。このようにワイヤ状の導電体に加えて、導電性を有する膜本体を用いることによって、第３層４ｃの低電気抵抗化（以下、電気抵抗を略して抵抗という場合がある）を図ることができる。このように第３層４ｃの抵抗を小さくすることによって、透明な第２電極４での電圧降下を抑制し、有機ＥＬ素子の低電圧駆動を実現するとともに、輝度ムラを抑制することができる。
【００４６】
第３層４ｃの膜厚は、電気抵抗および可視光の透過率などによって適宜設定され、例えば、０.０２μｍ〜２μｍであり、好ましくは０．０２〜１μｍであるである。
【００４７】
ワイヤ状の導電体は、径の小さいものが好ましく、例えば径が４００ｎｍ以下のものが用いられる。ワイヤ状の導電体としては、径が２００ｎｍ以下であることが好ましく、径が１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。膜本体に配置されるワイヤ状の導電体は、第３層４ｃを通る光を回折または散乱するので、第３層４ｃのヘイズ値を高めるとともに、光の透過率を低下させるが、可視光の波長程度または可視光の波長よりも小さい径のワイヤ状の導電体を用いることによって、可視光に対するヘイズ値を低く抑えるとともに、光の透過率の低下を抑制することができる。またワイヤ状の導電体の径は、小さすぎると抵抗が高くなるので、径が１０ｎｍ以上のものが好ましい。
【００４８】
なお照明装置などでは広い範囲を照らすものが好ましい場合もある。第３層４ｃのヘイズ値はある程度高い方が拡散機能を付与することも可能となるので、有機ＥＬ素子を例えば照明装置などに用いる場合には、ヘイズ値の高い第３層４ｃが好ましいこともある。したがって第３層４ｃの光学的特性は、有機ＥＬ素子が用いられる装置に応じて適宜設定される。
【００４９】
膜本体中に配置されるワイヤ状の導電体は、１本でも複数本でもよく、膜本体中において網目構造を形成していることが好ましい。例えば膜本体中において、１つまたは複数のワイヤ状の導電体は、膜本体の全体に渡って複雑に絡み合って配置され、網目構造を形成していることが好ましい。具体的には１本のワイヤ状の導電体が複雑に絡み合ったり、複数本のワイヤ状の導電体が互いに接触し合って配置されたりする構造が、２次元的または３次元的に広がって網目構造を形成している。この網目構造を形成するワイヤ状の導電体によって第３層４ｃの体積抵抗率を下げることができる。
またワイヤ状の導電体は、一部が第３層４ｃの封止基板５の表面寄りに配置されることが好ましい。このようにワイヤ状の導電体を配置することによって、第３層４ｃの表面部の抵抗を下げることができる。
ワイヤ状の導電体は、例えば曲線状でも、針状でもよい。曲線状及び／又は針状の導電体が互いに接触し合って網目構造を形成することによって、体積抵抗率の低い第３層４ｃを実現することができる。
【００５０】
（ワイヤ状の導電体）
ワイヤ状の導電体の材料としては、抵抗の低い金属が好適に用いられ、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌおよびこれらの合金などを挙げることができる。ワイヤ状の導電体は、例えばN.R.Jana, L.Gearheart and C.J.Murphyによる方法（Chm.Commun.,2001, p617-p618）や、C.Ducamp-Sanguesa, R.Herrera-Urbina, and M.Figlarz等による方法（J. Solid State Chem.,Vol.100, 1992, p272〜p280）によって製造することができる。
【００５１】
（透明な第２電極の第３層の成膜方法）
第３層４ｃを成膜する方法としては、例えばワイヤ状の導電体を樹脂に練り込むことによって、ワイヤ状の導電体を樹脂に分散させる方法、ワイヤ状の導電体と、樹脂とを分散媒に分散させた分散液を、塗布液に用いる塗布法によって成膜化する方法、およびワイヤ状の導電体を樹脂から成る膜の表面にコーティングし、導電体を膜中に分散させる方法などを挙げることができる。
なお第３層４ｃには必要に応じて界面活性剤や酸化防止剤などの各種添加剤を加えてもよい。樹脂の種類は、屈折率、透光率および電気抵抗などの第３層４ｃの特性に応じて適宜選ばれる。
また、ワイヤ状の導電体を分散させる量は、第３層４ｃの電気抵抗、ヘイズ値および透光率などに影響するので、第３層４ｃの特性に応じて適宜設定される。
【００５２】
本実施の形態の第３層４ｃは、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を、前記第２層４ｂの表面に塗布し、さらにこの塗膜を硬化することによって得られる。
【００５３】
分散液は、ワイヤ状の導電体と樹脂とを分散媒に分散させることによって調製される。分散媒としては、たとえば樹脂を溶解または分散するものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。
【００５４】
また樹脂としては例えば、低密度または高密度のポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−ドモン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂などのポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、メタキシレンジアミン−アジピン酸縮重合体；ポリメチルメタクリルイミドなどのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリルなどのスチレン−アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどの疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体などの水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂などが挙げられる。
【００５５】
例示した樹脂の中でも、導電性を有する樹脂が好適に用いられ、導電性を有する樹脂としては例えば、ポリアニリン、ポリチオフェンの誘導体などが挙げられる。
【００５６】
第３層４ｃの屈折率は、樹脂などによって構成される膜本体の屈折率によって主に決まる。この膜本体の屈折率は例えば、用いる樹脂の種類によって主に決まるので、用いる樹脂を選択することによって、意図する屈折率を示す第３層４ｃを容易に形成することができる。
【００５７】
なお感光性フォトレジストに用いられる感光性材料および光硬化性モノマーに、ワイヤ状の導電体を分散させた分散液を用いれば、塗布法およびフォトリソグラフィによって所定のパターン形状を有する第３層４ｃを容易に形成することができる。
【００５８】
第３層４ｃとしては、有機ＥＬ素子を形成する工程において加熱される温度で変形しないものが好ましく、第３層４ｃを構成する樹脂としては、ガラス転移点Ｔｇが、１５０℃以上のものが好ましく、１８０℃以上のものがより好ましく、２００℃以上のものがさらに好ましい。このような樹脂としては、例えばガラス転移点Ｔｇが２３０℃のポリエーテルサルホンや高耐熱性フォトレジスト材料などを挙げることができる。
【００５９】
ワイヤ状の導電体の分散量、並びに必要に応じて分散液に混入されるバインダーおよび添加剤などは、成膜の容易さ、および第３層４ｃの特性などの条件に応じて適宜設定および選択することができる。
【００６０】
ワイヤ状の導電体を分散した分散液の塗布方法としては、ディッピング法、バーコータによるコーティング法、スピンコータによるコーティング法、ドクターブレード法、噴霧塗布法、スクリーンメッシュ印刷法、刷毛塗り、吹き付け、ロールコーティングなどを挙げることができる。なお熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いる場合には、分散液を塗布した後に、加熱または光照射によって塗膜を硬化させることができる。
【００６１】
従来のボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に形成されたＩＴＯが、光を取出す透明電極として用いられてきた。ＩＴＯの屈折率は、２程度であり、ガラス基板の屈折率は、１．５程度であり、ＩＴＯに接する部分（たとえば発光層）の屈折率は、１．７程度なので、従来の有機ＥＬ素子は、屈折率の低いガラス基板と発光層との間に、屈折率の高いＩＴＯが挟まれた構造を有していた。したがって発光層からの光の一部が、全反射などによってＩＴＯで反射されるので、発光層から放射される光を効率的に取出すことができなかった。
【００６２】
これに対して本実施形態の有機ＥＬ素子では、前述した式（１）を満たす第３層４ｃ（屈折率：ｎ１）と封止基板５（屈折率：ｎ２）とを用いることによって、従来の有機ＥＬ素子に比べて、透明封止基板５と透明な第２電極４との屈折率差が小さい有機ＥＬ素子を構成することができる。これによって、発光層７から放出された光が第２電極４で反射することを抑制し、有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上することができる。これによって、発光効率が高い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００６３】
また、第２電極４の第３層４ｃは工程が簡易な塗布法によって形成することができるので、３層構造の第２電極４を低コストで形成することができる。さらに第３層４ｃの特性は、樹脂およびワイヤ状の導電体の種類、並びにワイヤ状の導電体の形状などによって決まるので、これらを適宜選択するだけで、意図する光学特性および電気的特性などを示す第２電極４を容易に得ることができる。
【００６４】
第３層４ｃの可視光透過率は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。このような可視光透過率とすることにより、第２電極４を透明な電極とすることができる。
【００６５】
第２電極４を構成する第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの厚さは、特に限定されないが、特に可視光透過率に鑑みて適宜設定され、第１層４ａが０．５〜１０ｎｍ、第２層４ｂが０．５〜１０ｎｍ、第３層４ｃが０．０２μｍ〜２μｍであることが好ましい。
また第２電極４の全層を通る光の可視光透過率は、４０％以上であることが好ましい。
【００６６】
続いてこれら第２電極４以外の有機ＥＬ素子の構成要素について以下に詳しく説明する。
【００６７】
（支持基板）
支持基板１としては、有機ＥＬ素子を形成する工程において変化しないものが好ましく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよい。支持基板１には例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などが好適に用いられる。
【００６８】
本実施形態の有機ＥＬ素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、この基板１上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、この駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、平坦化膜の中心線上の平均粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ未満であることが好ましい。
【００６９】
（第１電極）
本実施形態において第１電極２は、所定の層を介して、又は介さずに基板１上に設けられる。第１電極２は、発光層７から放射される光を第２電極４側へ反射させる反射電極として設けられることが好ましく、可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。また第１電極２は、支持基板１に形成される駆動回路に接続されることが好ましい。例えばアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板に形成された電極を第１電極として用いればよい。
【００７０】
第１電極２は、第２電極１２とは極性が異なり、好ましくは陽極として設けられる。第１電極２上に設けられる層に用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点からは、第１電極２の発光層７側の表面部の仕事関数は４．０ｅＶ以上であることが好ましい。このように第１電極２を反射電極かつ陽極として用いる場合には、光反射率が高い金属からなる光反射層と、４．０ｅＶ以上の仕事関数を有する材料からなる高仕事関数材料層とを積層した多層構造の電極を第１電極として設けることが好ましい。
【００７１】
このような第１電極２の材料としては、仕事関数が大きく、発光層７へのホール注入が容易な材料および／または電気伝導度が高い材料および／または可視光反射率の高い材料が好ましい。かかる材料としては、具体的には、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。
【００７２】
なお第１電極２には必要に応じて透明電極が用いられるが、その場合の第１電極の材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：インジウム亜鉛酸化物）などの導電性酸化物；ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
【００７３】
なお第１電極２は２層以上の積層構造としてもよい。また第１電極２の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７４】
第１電極の具体的な材料の例としては、以下の（１）〜（１５）を例示することができる。
（１） Ａｌ
（２） Ａｇ
（３） Ａｇ−ＭｏＯ３
（４） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＴＯ
（５） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＴＯ
（６） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＴＯ
（７） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（８） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（９） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ−ＭｏＯ３
（１０） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＺＯ
（１１） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＺＯ
（１２） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＺＯ
（１３） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１４） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１５） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ−ＭｏＯ３
なお上記（３）〜（１５）までの表記において、記号「−」は、各積層間の界面を表し、表記の左側が基板側である。十分な光反射率を得る為に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金などの高光反射性金属層の膜厚は５０ｎｍ以上である事が好ましく、より好ましくは８０ｎｍ以上である。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、５ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７５】
また短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、第１電極２の発光層７側表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）はＲａ＜５ｎｍを満たす事が好ましく、より好ましくはＲａ＜２ｎｍである。中心線平均粗さＲａは、日本工業規格ＪＩＳのＪＩＳ−Ｂ０６０１−２００１に基づいて、ＪＩＳ−Ｂ０６５１からＪＩＳ−Ｂ０６５６およびＪＩＳ−Ｂ０６７１−１等を参考に計測できる。
【００７６】
上述の第１電極２を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
【００７７】
（陽極と発光層との間に設けられる層）
陽極（第１電極２）と発光層７との間に必要に応じて設けられる層６としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００７８】
上記正孔注入層は、陽極（第１電極）２からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。上記正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層らの正孔注入を改善する機能を有する層である。電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【００７９】
（正孔注入層）
正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができる。例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００８０】
正孔注入層の成膜方法としては例えば、正孔注入層となる材料（正孔注入材料）を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
【００８１】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８２】
正孔注入層の厚みとしては、５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが５ｎｍ未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、３００ｎｍを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。
【００８３】
（正孔輸送層）
正孔輸送層を構成する材料としては例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。
【００８４】
これらの中でも、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００８５】
上記芳香族アミン化合物としては、第３級アミンが好ましく、具体的には下記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む化合物が挙げられる。
【００８６】
【化１】
式（１）中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基を表し、Ａｒ５、Ａｒ６及びＡｒ７は置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、ｎ及びｍはそれぞれ独立に、０又は１を表し、０≦ｎ＋ｍ≦２である。
【００８７】
式（１）中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、１価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。
【００８８】
また置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等）を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ（例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など）なども架橋基として利用できる。
【００８９】
なお正孔輸送層を構成する芳香族アミン化合物としては、上記一般式（１）で表される繰り返し単位において、Ａｒ２とＡｒ３が直接または、−Ｏ−、−Ｓ−等の２価の基を介して結合した構造の繰り返し単位を含む化合物でもよい。
【００９０】
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、２価の複素環基としては、ピリジンジイル基等が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、１価の複素環基としては、ピリジル基等が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【００９１】
上記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
【００９２】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００９３】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
【００９４】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００９５】
正孔輸送層の厚みは、目的とする設計に応じて適宜変更することができ、１〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧および正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向がある。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、好ましくは１〜１０００ｎｍであるが、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００９６】
（発光層）
発光層７は通常、主として蛍光または燐光を発光する有機物を有する。発光層７は、有機物として低分子化合物及び／又は高分子化合物を含んでいる。発光層７はさらにドーパント材料を含んでいてもよい。発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお陽極（第１電極）２と陰極（第２電極）４との間には、一層の発光層に限らず、複数の発光層が配置されてもよい。
【００９７】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【００９８】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
【００９９】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【０１００】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１０１】
（ドーパント材料）
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【０１０２】
（発光層の成膜方法）
有機物を含む発光層の成膜方法としては、溶液からの成膜方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒として例示した溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
【０１０３】
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
【０１０４】
（陰極と発光層との間に設けられる層）
記発光層７と第２電極（陰極）４との間に必要に応じて設けられる層８としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。
【０１０５】
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【０１０６】
（電子注入層）
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【０１０７】
（電子輸送層）
電子輸送層を形成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
【０１０８】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０１０９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。
【０１１０】
（透明な第２電極）
本実施形態では透明な第２電極４は３層構造を有しており、その構成は先に詳述した通りである。
【０１１１】
本実施の形態の有機ＥＬ素子において陽極（第１電極）２から陰極（第２電極）４までの層構成の組み合わせ例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【０１１２】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、上記ａ）〜ｎ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極と陰極とに挟持された積層体を「繰り返し単位Ａ」とすると、以下のｏ）に示す層構成を挙げることができる。
ｏ）陽極／（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層／（繰り返し単位Ａ）／陰極
また３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、「（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層」を「繰り返し単位Ｂ」とすると、以下のｐ）に示す層構成を挙げることができる。
ｐ）陽極／（繰り返し単位Ｂ）ｘ／（繰り返し単位Ａ）／陰極
なお記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、（繰り返し単位Ｂ）ｘは、繰り返し単位Ｂがｘ段積層された積層体を表す。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
【０１１３】
（封止基板）
上述のように封止基板５は第２電極（陰極）４が形成された後に、陽極２、発光部３，陰極４からなる発光機能部を保護するために設けられる。この封止基板５は通常、前記支持基板１と同様の部材によって構成される。本実施形態では封止基板５は、光透過性を有する。封止基板５の屈折率ｎ２と第２陰極４の第３層４ｃの屈折率ｎ１とは、上記式（１）に示す関係にある。封止基板５としては通常、支持基板の部材として例示したものを使用するので、例示した部材のうちで、第２陰極４の第３層４ｃの屈折率ｎ１との関係において式（１）を満たす部材が適宜選択される。
【０１１４】
ガラス基板に比べると、プラスチック基板は酸素および水などのガスの透過性が高い。発光層７などの発光物質は酸化されやすく、酸素および水などと接触することにより劣化しやすいので、前記支持基板１または封止基板５としてプラスチック基板が用いられる場合には、ガスバリア性を高めるための処理を予め施した基板を用いることが好ましい。例えば支持基板１にプラスチック板を用いる場合、ガスなどに対するバリア性の高い下部封止膜をプラスチック板に積層し、その後、この下部封止膜の上に発光機能部を積層することが好ましい。この下部封止膜は通常、１層以上の無機層と１層以上の有機層を有する。積層数は必要に応じて決定される。無機層と有機層とは通常交互に積層される。
【０１１５】
なお図１では、支持基板１と封止基板５との間の積層体の側面は露出しているが、通常は、上記下部封止膜と同じ構成の封止膜により封止されるか、樹脂により封止される。
【０１１６】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置では、第２電極よりも支持基板寄りに配置される第１電極はアクティブマトリックス駆動方式を実現するための回路に電気的に接続される。例えば前述したようにアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成することによって、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイ装置を実現することができる。
【０１１７】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置は、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。
【０１１８】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置においては、第１電極２が反射電極、第２電極４が透過電極となり、支持基板１とは反対側の封止基板５側から出光するトップエミッション型の装置とすることができる。かかる構成を採用することにより、第１電極２を駆動電極とし、駆動回路の設計の自由度を確保しながら開口率を高くすることができ、表示品質、輝度半減寿命などの優れた表示装置とすることができる。さらに前述した式（１）の関係を満たす第２電極および封止基板を用いることにより光取出し効率を向上することができ、結果として発光効率が高く、消費電力の小さい装置を実現することができる。
なお以上ではアクティブマトリクス型の表示装置に有機ＥＬ素子を適用する際の形態について説明したが、これに限らずに本実施形態の有機ＥＬ素子を例えばパッシブマトリクス型の表示装置に用いてもよい。
【０１１９】
［第２の実施形態］
次に図２を参照して本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を説明する。
図１に示す第１の本実施形態の有機ＥＬ素子では、封止基板５から光を取りだしているのに対して、図２に示す第２の実施形態の有機ＥＬ素子では、発光機能部の積層順を逆順にして、透明な支持基板１１の上に、透明な陰極（第２電極）１２、発光部１３、陽極（第１電極）１４がこの順で積層されており、発光部１３からの光を支持基板１１から取り出している。
【０１２０】
図２に示す第２の実施形態ではまず、第２電極（陰極）１２の３層の内、第３の層１２ｃが透明基板１１の上に形成される。続いて第２の層１２ｂと第１の層１２ａが形成される。各層の構成材料及び積層方法の詳細は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２１】
発光部１３は、第１の実施形態と同様に発光層１６と陰極（第２電極）１２との間に必要に応じて設けられる層１５と、発光層１６と、陽極（第１電極）１４と発光層１６との間に必要に応じて設けられる層１７とから構成されている。各層の構成材料及び形成方法の詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、陰極（第２電極）１２を構成する第３層１２ｃの屈折率をｎ１、光取り出し側の透明基板（支持基板１１）の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【０１２３】
【数１】
を満たす。
上記式（１）を満たすための具体的な層構成、各層の使用材料、層の形成方法の詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２４】
第２の実施形態の有機ＥＬ素子は、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と光の取り出し方向が異なること以外は実質的に同様の構成なので、第１の実施形態の有機ＥＬ素子において得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２５】
なお図２では素子全体を封止する部材が図示されていないが、例えば第１の実施形態と同様に封止基板と樹脂とを用いて素子全体を封止してもよい。この場合に用いる封止基板は透明である必要はない。
また前述の各実施の形態では第１電極を陽極とし、透明な第２電極を陰極としているが、第１電極を陰極とし、透明な第２電極を陽極として用いてもよい。
【作製例】
【０１２６】
以下、作製例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
【０１２７】
以下に示す作製例１〜５では、透明な第２電極を特定の３層から構成した場合の効果を確認するために、透明な第２電極を特定の３層から構成した有機ＥＬ素子を製造した。
【０１２８】
（作製例１）
（Ａ：第１電極（陽極）の形成）
第１電極（陽極）として厚さ１００ｎｍの銀層をガラス基板上に真空蒸着法にて成膜した。銀層は反射率９０％の光反射陽極である。さらに真空を保ったまま、正孔注入層として厚さ１０ｎｍのＭｏＯ３層を銀層上に成膜した。
【０１２９】
（Ｂ：正孔輸送層の形成）
正孔輸送性高分子材料とキシレンとを混合し、正孔輸送性高分子材料の０．７重量％キシレン溶液（正孔輸送層形成用組成物）を得た。上記（Ａ）において陽極及び正孔注入層が形成された基板を真空装置より取り出し、正孔注入層上に、正孔輸送層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚２０nmの塗膜を得た。塗膜が形成された基板を１９０℃で２０分間加熱し、塗膜を不溶化させた後、室温まで自然冷却し、正孔輸送層を得た。
【０１３０】
（Ｃ：発光層の形成）
発光高分子材料とキシレンとを混合し、発光高分子材料の１．４重量％キシレン溶液（発光層形成用組成物）を得た。上記（Ｂ）において正孔輸送層が形成された基板上に、発光層形成用組成物（有機発光インキ）をスピンコート法により塗布し、膜厚８０ｎｍの塗膜を得た。塗膜が形成された基板を１３０℃で２０分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。
【０１３１】
（Ｄ：第２電極（陰極）の形成）
上記（Ｃ）において発光層が形成された基板上に、真空蒸着法によって、第２電極（陰極）の第１層である５ｎｍのＢａ層、第２層である５ｎｍのＣａ層、第３層である１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金（モル比はＳｎ：Ａｇ＝９６：４）層を連続的に成膜し、第１層〜第３層からなる陰極を形成した。
【０１３２】
（Ｅ：封止）
上記（Ｄ）において第２電極が形成された基板を真空蒸着装置より取り出し、窒素雰囲気下、封止ガラス及び２液混合エポキシ樹脂にて前記基板上の発光機能部を封止し、有機ＥＬ素子Ｅ１を得た。
【０１３３】
（Ｆ：評価）
上記（Ｅ）で得られた素子に０Ｖ〜１２Ｖまでの電圧を印加し、最大発光効率を測定した。さらに初期輝度６０００ｃｄ／ｍ２となる電流で通電し、一定電流を通電の下、輝度半減寿命を測定した。結果を（表１）に示す。
【０１３４】
（作製例２）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ２を得て評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３５】
（作製例３）
第２電極（陰極）の第２層として１ｎｍのＡｌ層、第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ３を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ３を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３６】
（作製例４）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例３と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ４を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ４を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
以上の作製例１〜４の第３層を、上記の材料で上記の膜厚にそれぞれ形成した場合、各作製例の第３層の可視光透過率はそれぞれ４０％以上となる。
【０１３７】
（比較例１）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ５を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ５を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３８】
（比較例２）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ６を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ６を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
作製例１と比較例１とを参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａの第２層、及びＳｎ−Ａｇ合金の第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＳｎ−Ａｇ合金の層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率および輝度半減寿命が顕著に優れていた。
また作製例２、作製例３及び比較例２を参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａ又はＡｌの第２層、及びＣｕの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＣｕの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率および輝度半減寿命が優れていた。
さらに作製例４に示される通り、Ｂａの第１層及びＡｌの第２層に加えて第３層としてＡｇのみからなる層を用いた場合に、発光効率及び輝度半減寿命のいずれもが最も優れていた。
【０１４１】
（作製例５）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層、第２層として４ｎｍのＣａ層、第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ７を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４２】
（比較例３）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層を成膜し、Ｃａ層を成膜せず第１層上に直接１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ８を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４３】
【表２】
【０１４４】
作製例５と比較例３とを参照すれば明らかな通り、ＬｉＦの第１層、Ｃａの第２層、及びＡｇの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＬｉＦの層及びＡｇの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
【０１４５】
以下の作製例６〜８では、上記式（１）の関係を満たす透明な基板と透明な第２電極を備える有機ＥＬ素子を作製する。
【０１４６】
（作製例６）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となる光硬化性モノマーであるトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製、商品名「ＮＫエステル−ＴＭＰＴ」）０．２５ｇとを混合し、さらに重合開始剤（日本チバ・ガイギー社製、商品名「イルガキュア９０７」）０．００２５ｇを添加する。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で１１０℃２０分加熱して溶媒を乾燥し、さらにＵＶランプで光照射（６０００ｍＷ／ｃｍ2）することによって硬化して、膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１４７】
光硬化樹脂の屈折率は１．４７であり、得られる透明導電膜の屈折率も光硬化樹脂の屈折率とほぼ同様に１．４７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板として用いることにより、有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【０１４８】
（作製例７）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇとを混合する。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１４９】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７なので、得られる透明導電膜の屈折率も「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率とほぼ同様に１．７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板として用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では、光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【０１５０】
（作製例８）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇに、ジメチルスルホキシド０．１２５ｇを混合した混合液と、前記銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）とを混合する。この混合溶液を０．７ｍｍ厚のガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１５１】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７なので、得られる透明導電膜の屈折率も「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率とほぼ同様に１．７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板に用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られた有機エレクトロルミネッセンス素子では光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【符号の説明】
【０１５２】
１ 支持基板
２ 陽極（第１電極）
３ 発光部
４ 透明な陰極（透明な第２電極）
４ａ 第２電極の第１層
４ｂ 第２電極の第２層
４ｃ 第２電極の第３層
５ 封止基板（透明基板）
６ 陽極と発光層との間に設けられる層
７ 発光層
８ 陰極と発光層との間に設けられる層
１１ 支持基板（透明基板）
１２ 透明な陰極（透明な第２電極）
１２ａ 第２電極の第１層
１２ｂ 第２電極の第２層
１２ｃ 第２電極の第３層
１３ 発光部
１４ 陽極（第１電極）
１５ 陰極と発光層との間に設けられる層
１６ 発光層
１７ 陽極と発光層との間に設けられる層
【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、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する場合がある）は、一対の電極と有機発光層とを含んで構成される。有機ＥＬ素子は、電圧を印加すると、各電極から正孔および電子がそれぞれ注入され、これら正孔と電子とが有機発光層において結合することによって発光する。このような有機ＥＬ素子を光源として備える表示装置および照明装置などが注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は通常、支持基板上に設けられる。例えばアクティブマトリックス駆動方式の表示装置では、駆動回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板を支持基板として用い、この支持基板上に複数の有機ＥＬ素子が設けられる。駆動回路が形成された基板側から光を出射するいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では通常、駆動回路などによって光が遮られるために、有機ＥＬ素子の開口率は低くなる。そこで光を遮る駆動回路などの影響を回避するために、支持基板とは反対側に向けて光を出射するいわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ素子が検討されている。
【０００４】
トップエミッション型の有機ＥＬ素子は、支持基板とは反対側に設けられる電極が透明電極によって構成される。例えば第１〜第３層の３層からなる透明電極を陰極とした有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この有機ＥＬ素子では、第１および第３層が酸化物薄膜層によって構成され、第２層がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＰｄおよびＰｔから選択される金属の薄膜からなる層によって構成されている。しかしながら特許文献１に記載の有機ＥＬ素子では、その発光効率が必ずしも十分ではないという問題がある。
【０００５】
また外気に接触することによって有機ＥＬ素子が劣化することを抑制するために、透明電極上には通常、透明封止基板（または透明封止膜）が設けられている。このような構成の有機ＥＬ素子では、発光層から放射された光の一部が、透明封止基板（または透明封止膜）と第３層との間において反射するために、発光層から放射された光の全てが外に出射するわけではない。従来の有機ＥＬ素子では光取り出し効率が低いために、結果として素子全体の発光効率がさらに低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光効率の高い有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、下記の構成を採用した有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供する。
【０００９】
[１] 第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１および第２電極間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００１０】
【数１】
を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１１】
[２] 前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む、上記[１]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１２】
[３] 前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[１]または[２]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１３】
[４] 前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[３]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
[５] 前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、上記[３]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
[６] 前記第３層が塗布法により形成されたものであることを特徴とする、上記[１]〜[５]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
[７] 前記第３層が、透明の膜本体と、該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体と、を含むことを特徴とする、上記[１]〜[６]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
[８] 前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする、上記[７]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
[９] 前記ワイヤ状の導電体が前記膜本体中において網目構造を構成していることを特徴とする、上記[７]または[８]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
[１０] 前記膜本体が導電性を有する樹脂を含んでいることを特徴とする、上記[７]〜[９]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
[１１] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【００２１】
[１２] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【００２２】
[１３] 上記[１]〜[１０]のいずれか一つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【００２３】
なお本明細書では「透明基板」、「透明な電極」とは、これら両部材にそれぞれ入射した光の少なくとも一部が透過する基板、電極をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００２４】
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、透明な第２電極が、発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、第３層の屈折率をｎ１、透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００２５】
【数１】
を満たす。
かかる特徴を有する構成により、光取り出し効率が高く、発光効率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を実現することができ、照明装置、スキャナ及びバックライトなどに適用される面状光源、並びにフラットパネルディスプレイ等の表示装置に好適な有機ＥＬ素子として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の有機ＥＬ素子をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお以下の説明において参照する図面における各部材の縮尺は実際と異なる場合がある。
【００２８】
本発明にかかる有機ＥＬ素子は、第１電極と、該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、前記第１電極および第２電極の間に配置される発光層と、前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００２９】
【数１】
を満たすことを特徴としている。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。なお以下の説明において、支持基板１の厚み方向の一方を上方（または上）といい、支持基板１の厚み方向の他方を下方（または下）という場合がある。この上下関係の表記は説明の便宜のために設定したものであり、実際に有機ＥＬ素子が製造される工程および使用される状況に適用されるものでは必ずしもない。
【００３１】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、支持基板１上に、陽極（第１電極）２、発光部３、透明な陰極（第２電極）４、封止基板５がこの順で積層されて構成される。
透明な第２電極４は、３層の積層体から構成されており、発光部３側から以下の順に積層された第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの３層からなる。
封止基板５は、支持基板１上に配置された陽極２、発光部３，陰極４からなる発光機能部を保護するために設けられる。この封止基板５は、本実施形態では光が出射する側の透明基板に相当し、第２電極４の発光部３側とは反対側に接して配置される。
上記発光部３は、発光層７と、陽極（第１電極）２と発光層７との間に必要に応じて設けられる層６と、発光層７と陰極（第２電極）４との間に必要に応じて設けられる層８とから構成されている。
【００３２】
まず本発明の特徴構成である第２電極４の３層構造について説明し、続いて第２電極４の第３層４ｃと透明な封止基板５との物性上の関係について説明する。その後、有機ＥＬ素子の他の構成要素について説明する。
【００３３】
（透明な第２電極）
第２電極４は第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの３層の積層体から構成されている。第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃは、発光部６側からこの順に配置されている。
【００３４】
第１層４ａは、金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む。また第２層４ｂは、前記第１層４ａに含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含む。
【００３５】
第１層４ａは、金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料から実質的になる層とすることができる。金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物の中では金属が好ましい。第１層４ａに含まれる金属としては、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を挙げることができ、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等を挙げることができ、これらの中ではバリウム、ナトリウム、ルビジウムであることが好ましい。第２層４ｂを構成する材料がカルシウム又はマグネシウムを含む場合、第１層４ａを構成する金属は、これら以外の金属であることが好ましい。
【００３６】
前記第２層４ｂは、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含むことが好ましい。第２層４ｂがカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む場合、第２層４ｂは、これらの金属、これらの金属の酸化物、これらの金属のフッ化物、又はこれらの混合物のみから実質的になる層とすることができ、これらの金属のみから実質的になることが好ましい。
【００３７】
材料Ａ（例えば金属）「のみから実質的になる」とは、蒸着等の製造工程、及び使用に際しての酸化等の過程において混入した、材料Ａとは異なる他の元素が含まれてもよいことを意味し、具体的には材料Ａの含有割合が９０モル％以上である場合に「のみから実質的になる」とすることができる。
【００３８】
材料間の還元作用の有無およびその程度は、例えば化合物間の結合解離エネルギー（ΔｒＨ°）から決定することができる。第２層４ｂを構成する材料による、第１層４ａを構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような材料の組み合わせの場合、第２層４ｂの材料が第１層４ａの材料に対して還元作用を有するといえる。
【００３９】
結合解離エネルギーは例えば、電気化学便覧第５版（丸善、２０００）、熱力学データベースＭＡＬＴ（科学技術社、１９９２）などで参照できる。例を挙げると、ＬｉＦとＡｌの組み合わせでは、
３ＬｉＦ＋Ａｌ→３Ｌｉ＋ＡｌＦ３、ΔｒＨ°＝−３６．２８
となり、吸熱反応であることからＡｌはＬｉＦに対して還元作用を有しない。またＬｉＦとＣａの組み合わせでは、
２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２、ΔｒＨ°＝＋３８．５８
となり、放熱反応であることからＣａはＬｉＦに対して還元作用を有する。
【００４０】
第２層４ｂの材料が第１層４ａの材料に対して還元作用を有する場合の第１層４ａ及び第２層４ｂの材料の組み合わせの例を以下に列挙する。以下の式においては、左辺の左側の材料が第１層４ａの材料、左辺の右側の材料が第２層４ｂの材料であり、左辺の右側の材料が左辺の左側の材料に対して還元作用を有する。
（１）２ＢａＯ＋Ａｌ→２Ｂａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ°＝＋１９７．６
（２）ＢａＯ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＯ，ΔｒＨ°＝＋１７２．４
（３）ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ，ΔｒＨ°＝＋２１７．２
（４）ＢａＦ＋Ｃａ→Ｂａ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋５５．２
（５）２ＢａＦ＋Ｃａ→２Ｂａ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋５１.０
（６）ＢａＦ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１３５．９
（７）２ＢａＦ＋Ｍｇ→２Ｂａ＋ＭｇＦ２，ΔｒＨ°＝＋１３９．３
（８）２ＬｉＦ＋Ｃａ→２Ｌｉ＋ＣａＦ２，ΔｒＨ°＝＋３８．５
（９）ＣｓＦ＋Ｃａ→Ｃｓ＋ＣａＦ，ΔｒＨ°＝＋１４．７
（１０）ＣｓＦ＋Ａｇ→Ｃｓ＋ＡｇＦ，ΔｒＨ°＝＋１５８．０
（１１）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｌ→２Ｃｓ＋ＡｌＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋３０３．０
（１２）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ｃａ→２Ｃｓ＋ＣａＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋４３１．６
（１３）Ｃｓ２ＣＯ３＋Ａｇ→２Ｃｓ＋ＡｇＯ＋ＣＯ２，ΔｒＨ°＝＋５９５．４
（１４）２Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｎａ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１５）２Ｒｂ２Ｏ＋Ａｌ→４Ｒｂ＋ＡｌＯ２，ΔｒＨ゜＝＋４１．７
（１６）Ｒｂ２Ｏ＋Ｃａ→２Ｒｂ＋ＣａＯ，ΔｒＨ゜＝＋９４．４
【００４１】
本実施形態において、酸化物又はフッ化物などで無い金属のみから第１層４ａの材料が実質的になる場合は、前記金属の酸化物、前記金属のフッ化物、または前記金属酸化物および金属フッ化物の両方に対して、第２層４ｂの材料が還元作用を有する場合に、「第２層の材料が第１層の材料に対して還元作用を有する」ものとする。金属のみから実質的になる第１層４ａを意図して製造した場合であっても、製造工程等の過程において微量の酸素、水分等が混入することによって、第１層４ａに酸化物、フッ化物等が生じうる。その酸化物、フッ化物等に対して、第２層４ｂの材料が還元作用を有する場合、本発明の効果を得ることができる。したがって、第２層４ｂの材料は、第１層４ａを構成する金属の酸化物およびフッ化物の両方に対して還元作用を有することが好ましい。このような材料として、上記に列挙したように、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムを第２層４ｂの材料として好適に用いることができる。
【００４２】
第１層４ａ、第２層４ｂを形成する方法としては、形成時に発光層等へ与えるダメージの少ない方法が好ましく、真空蒸着法等の蒸着法が好ましい。真空蒸着法により第１層４ａ、第２層４ｂを形成する場合、操作の簡便性、及び異物混入による品質低下の防止の観点から、真空蒸着装置のチャンバー内に基板を設置して減圧し、真空を保ったまま第１層４ａ、第２層４ｂを連続して形成することが好ましい。
【００４３】
（透明な第２電極の第３層と、透明基板との関係）
第３層４ｃは、当該第３層４ｃの屈折率をｎ１、透明基板（封止基板５）の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【００４４】
【数１】
を満たす部材によって構成される。また第３層４ｃは可視光領域の光の透過率が４０％以上であることが好ましい。
以下、第３層４ｃについて、さらに詳しく説明する。
【００４５】
（透明な第２電極の第３層）
上記第２電極４の第３層４ｃは、透明の膜本体と、膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体とを含んで構成されることが好ましい。透明の膜本体は、可視光領域の光の透過率が高いものが好適に用いられ、樹脂や無機ポリマー、無機−有機ハイブリッド化合物などを含んで構成される。透明の膜本体としては、樹脂の中でも導電性を有する樹脂が好適に用いられる。このようにワイヤ状の導電体に加えて、導電性を有する膜本体を用いることによって、第３層４ｃの低電気抵抗化（以下、電気抵抗を略して抵抗という場合がある）を図ることができる。このように第３層４ｃの抵抗を小さくすることによって、透明な第２電極４での電圧降下を抑制し、有機ＥＬ素子の低電圧駆動を実現するとともに、輝度ムラを抑制することができる。
【００４６】
第３層４ｃの膜厚は、電気抵抗および可視光の透過率などによって適宜設定され、例えば、０.０２μｍ〜２μｍであり、好ましくは０．０２〜１μｍであるである。
【００４７】
ワイヤ状の導電体は、径の小さいものが好ましく、例えば径が４００ｎｍ以下のものが用いられる。ワイヤ状の導電体としては、径が２００ｎｍ以下であることが好ましく、径が１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。膜本体に配置されるワイヤ状の導電体は、第３層４ｃを通る光を回折または散乱するので、第３層４ｃのヘイズ値を高めるとともに、光の透過率を低下させるが、可視光の波長程度または可視光の波長よりも小さい径のワイヤ状の導電体を用いることによって、可視光に対するヘイズ値を低く抑えるとともに、光の透過率の低下を抑制することができる。またワイヤ状の導電体の径は、小さすぎると抵抗が高くなるので、径が１０ｎｍ以上のものが好ましい。
【００４８】
なお照明装置などでは広い範囲を照らすものが好ましい場合もある。第３層４ｃのヘイズ値はある程度高い方が拡散機能を付与することも可能となるので、有機ＥＬ素子を例えば照明装置などに用いる場合には、ヘイズ値の高い第３層４ｃが好ましいこともある。したがって第３層４ｃの光学的特性は、有機ＥＬ素子が用いられる装置に応じて適宜設定される。
【００４９】
膜本体中に配置されるワイヤ状の導電体は、１本でも複数本でもよく、膜本体中において網目構造を形成していることが好ましい。例えば膜本体中において、１つまたは複数のワイヤ状の導電体は、膜本体の全体に渡って複雑に絡み合って配置され、網目構造を形成していることが好ましい。具体的には１本のワイヤ状の導電体が複雑に絡み合ったり、複数本のワイヤ状の導電体が互いに接触し合って配置されたりする構造が、２次元的または３次元的に広がって網目構造を形成している。この網目構造を形成するワイヤ状の導電体によって第３層４ｃの体積抵抗率を下げることができる。
またワイヤ状の導電体は、一部が第３層４ｃの封止基板５の表面寄りに配置されることが好ましい。このようにワイヤ状の導電体を配置することによって、第３層４ｃの表面部の抵抗を下げることができる。
ワイヤ状の導電体は、例えば曲線状でも、針状でもよい。曲線状及び／又は針状の導電体が互いに接触し合って網目構造を形成することによって、体積抵抗率の低い第３層４ｃを実現することができる。
【００５０】
（ワイヤ状の導電体）
ワイヤ状の導電体の材料としては、抵抗の低い金属が好適に用いられ、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌおよびこれらの合金などを挙げることができる。ワイヤ状の導電体は、例えばN.R.Jana, L.Gearheart and C.J.Murphyによる方法（Chm.Commun.,2001, p617-p618）や、C.Ducamp-Sanguesa, R.Herrera-Urbina, and M.Figlarz等による方法（J. Solid State Chem.,Vol.100, 1992, p272〜p280）によって製造することができる。
【００５１】
（透明な第２電極の第３層の成膜方法）
第３層４ｃを成膜する方法としては、例えばワイヤ状の導電体を樹脂に練り込むことによって、ワイヤ状の導電体を樹脂に分散させる方法、ワイヤ状の導電体と、樹脂とを分散媒に分散させた分散液を、塗布液に用いる塗布法によって成膜化する方法、およびワイヤ状の導電体を樹脂から成る膜の表面にコーティングし、導電体を膜中に分散させる方法などを挙げることができる。
なお第３層４ｃには必要に応じて界面活性剤や酸化防止剤などの各種添加剤を加えてもよい。樹脂の種類は、屈折率、透光率および電気抵抗などの第３層４ｃの特性に応じて適宜選ばれる。
また、ワイヤ状の導電体を分散させる量は、第３層４ｃの電気抵抗、ヘイズ値および透光率などに影響するので、第３層４ｃの特性に応じて適宜設定される。
【００５２】
本実施の形態の第３層４ｃは、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を、前記第２層４ｂの表面に塗布し、さらにこの塗膜を硬化することによって得られる。
【００５３】
分散液は、ワイヤ状の導電体と樹脂とを分散媒に分散させることによって調製される。分散媒としては、たとえば樹脂を溶解または分散するものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。
【００５４】
また樹脂としては例えば、低密度または高密度のポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−ドモン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂などのポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、メタキシレンジアミン−アジピン酸縮重合体；ポリメチルメタクリルイミドなどのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリルなどのスチレン−アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどの疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体などの水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂などが挙げられる。
【００５５】
例示した樹脂の中でも、導電性を有する樹脂が好適に用いられ、導電性を有する樹脂としては例えば、ポリアニリン、ポリチオフェンの誘導体などが挙げられる。
【００５６】
第３層４ｃの屈折率は、樹脂などによって構成される膜本体の屈折率によって主に決まる。この膜本体の屈折率は例えば、用いる樹脂の種類によって主に決まるので、用いる樹脂を選択することによって、意図する屈折率を示す第３層４ｃを容易に形成することができる。
【００５７】
なお感光性フォトレジストに用いられる感光性材料および光硬化性モノマーに、ワイヤ状の導電体を分散させた分散液を用いれば、塗布法およびフォトリソグラフィによって所定のパターン形状を有する第３層４ｃを容易に形成することができる。
【００５８】
第３層４ｃとしては、有機ＥＬ素子を形成する工程において加熱される温度で変形しないものが好ましく、第３層４ｃを構成する樹脂としては、ガラス転移点Ｔｇが、１５０℃以上のものが好ましく、１８０℃以上のものがより好ましく、２００℃以上のものがさらに好ましい。このような樹脂としては、例えばガラス転移点Ｔｇが２３０℃のポリエーテルサルホンや高耐熱性フォトレジスト材料などを挙げることができる。
【００５９】
ワイヤ状の導電体の分散量、並びに必要に応じて分散液に混入されるバインダーおよび添加剤などは、成膜の容易さ、および第３層４ｃの特性などの条件に応じて適宜設定および選択することができる。
【００６０】
ワイヤ状の導電体を分散した分散液の塗布方法としては、ディッピング法、バーコータによるコーティング法、スピンコータによるコーティング法、ドクターブレード法、噴霧塗布法、スクリーンメッシュ印刷法、刷毛塗り、吹き付け、ロールコーティングなどを挙げることができる。なお熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いる場合には、分散液を塗布した後に、加熱または光照射によって塗膜を硬化させることができる。
【００６１】
従来のボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に形成されたＩＴＯが、光を取出す透明電極として用いられてきた。ＩＴＯの屈折率は、２程度であり、ガラス基板の屈折率は、１．５程度であり、ＩＴＯに接する部分（たとえば発光層）の屈折率は、１．７程度なので、従来の有機ＥＬ素子は、屈折率の低いガラス基板と発光層との間に、屈折率の高いＩＴＯが挟まれた構造を有していた。したがって発光層からの光の一部が、全反射などによってＩＴＯで反射されるので、発光層から放射される光を効率的に取出すことができなかった。
【００６２】
これに対して本実施形態の有機ＥＬ素子では、前述した式（１）を満たす第３層４ｃ（屈折率：ｎ１）と封止基板５（屈折率：ｎ２）とを用いることによって、従来の有機ＥＬ素子に比べて、透明封止基板５と透明な第２電極４との屈折率差が小さい有機ＥＬ素子を構成することができる。これによって、発光層７から放出された光が第２電極４で反射することを抑制し、有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上することができる。これによって、発光効率が高い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００６３】
また、第２電極４の第３層４ｃは工程が簡易な塗布法によって形成することができるので、３層構造の第２電極４を低コストで形成することができる。さらに第３層４ｃの特性は、樹脂およびワイヤ状の導電体の種類、並びにワイヤ状の導電体の形状などによって決まるので、これらを適宜選択するだけで、意図する光学特性および電気的特性などを示す第２電極４を容易に得ることができる。
【００６４】
第３層４ｃの可視光透過率は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。このような可視光透過率とすることにより、第２電極４を透明な電極とすることができる。
【００６５】
第２電極４を構成する第１層４ａ、第２層４ｂ、第３層４ｃの厚さは、特に限定されないが、特に可視光透過率に鑑みて適宜設定され、第１層４ａが０．５〜１０ｎｍ、第２層４ｂが０．５〜１０ｎｍ、第３層４ｃが０．０２μｍ〜２μｍであることが好ましい。
また第２電極４の全層を通る光の可視光透過率は、４０％以上であることが好ましい。
【００６６】
続いてこれら第２電極４以外の有機ＥＬ素子の構成要素について以下に詳しく説明する。
【００６７】
（支持基板）
支持基板１としては、有機ＥＬ素子を形成する工程において変化しないものが好ましく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよい。支持基板１には例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などが好適に用いられる。
【００６８】
本実施形態の有機ＥＬ素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、この基板１上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、この駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、平坦化膜の中心線上の平均粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ未満であることが好ましい。
【００６９】
（第１電極）
本実施形態において第１電極２は、所定の層を介して、又は介さずに基板１上に設けられる。第１電極２は、発光層７から放射される光を第２電極４側へ反射させる反射電極として設けられることが好ましく、可視光に対する反射率が８０％以上であることが好ましい。また第１電極２は、支持基板１に形成される駆動回路に接続されることが好ましい。例えばアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板に形成された電極を第１電極として用いればよい。
【００７０】
第１電極２は、第２電極１２とは極性が異なり、好ましくは陽極として設けられる。第１電極２上に設けられる層に用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点からは、第１電極２の発光層７側の表面部の仕事関数は４．０ｅＶ以上であることが好ましい。このように第１電極２を反射電極かつ陽極として用いる場合には、光反射率が高い金属からなる光反射層と、４．０ｅＶ以上の仕事関数を有する材料からなる高仕事関数材料層とを積層した多層構造の電極を第１電極として設けることが好ましい。
【００７１】
このような第１電極２の材料としては、仕事関数が大きく、発光層７へのホール注入が容易な材料および／または電気伝導度が高い材料および／または可視光反射率の高い材料が好ましい。かかる材料としては、具体的には、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。
【００７２】
なお第１電極２には必要に応じて透明電極が用いられるが、その場合の第１電極の材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：インジウム亜鉛酸化物）などの導電性酸化物；ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
【００７３】
なお第１電極２は２層以上の積層構造としてもよい。また第１電極２の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７４】
第１電極の具体的な材料の例としては、以下の（１）〜（１５）を例示することができる。
（１） Ａｌ
（２） Ａｇ
（３） Ａｇ−ＭｏＯ３
（４） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＴＯ
（５） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＴＯ
（６） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＴＯ
（７） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（８） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ
（９） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＴＯ−ＭｏＯ３
（１０） ＡｇとＰｄとＣｕとの合金−ＩＺＯ
（１１） ＡｌとＮｄとの合金−ＩＺＯ
（１２） ＭｏとＣｒとの合金−ＩＺＯ
（１３） Ｃｒ−Ａｌ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１４） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ
（１５） Ｃｒ−Ａｇ−Ｃｒ−ＩＺＯ−ＭｏＯ３
なお上記（３）〜（１５）までの表記において、記号「−」は、各積層間の界面を表し、表記の左側が基板側である。十分な光反射率を得る為に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金などの高光反射性金属層の膜厚は５０ｎｍ以上である事が好ましく、より好ましくは８０ｎｍ以上である。ＩＴＯ、ＩＺＯなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、５ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７５】
また短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、第１電極２の発光層７側表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）はＲａ＜５ｎｍを満たす事が好ましく、より好ましくはＲａ＜２ｎｍである。中心線平均粗さＲａは、日本工業規格ＪＩＳのＪＩＳ−Ｂ０６０１−２００１に基づいて、ＪＩＳ−Ｂ０６５１からＪＩＳ−Ｂ０６５６およびＪＩＳ−Ｂ０６７１−１等を参考に計測できる。
【００７６】
上述の第１電極２を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
【００７７】
（陽極と発光層との間に設けられる層）
陽極（第１電極２）と発光層７との間に必要に応じて設けられる層６としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００７８】
上記正孔注入層は、陽極（第１電極）２からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。上記正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層らの正孔注入を改善する機能を有する層である。電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【００７９】
（正孔注入層）
正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができる。例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００８０】
正孔注入層の成膜方法としては例えば、正孔注入層となる材料（正孔注入材料）を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
【００８１】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００８２】
正孔注入層の厚みとしては、５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが５ｎｍ未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、３００ｎｍを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。
【００８３】
（正孔輸送層）
正孔輸送層を構成する材料としては例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。
【００８４】
これらの中でも、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００８５】
上記芳香族アミン化合物としては、第３級アミンが好ましく、具体的には下記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む化合物が挙げられる。
【００８６】
【化１】
式（１）中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基を表し、Ａｒ５、Ａｒ６及びＡｒ７は置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよい１価の複素環基を表し、ｎ及びｍはそれぞれ独立に、０又は１を表し、０≦ｎ＋ｍ≦２である。
【００８７】
式（１）中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、１価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。
【００８８】
また置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等）を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ（例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など）なども架橋基として利用できる。
【００８９】
なお正孔輸送層を構成する芳香族アミン化合物としては、上記一般式（１）で表される繰り返し単位において、Ａｒ２とＡｒ３が直接または、−Ｏ−、−Ｓ−等の２価の基を介して結合した構造の繰り返し単位を含む化合物でもよい。
【００９０】
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、２価の複素環基としては、ピリジンジイル基等が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、１価の複素環基としては、ピリジル基等が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【００９１】
上記一般式(１)で表される繰り返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
【００９２】
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００９３】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
【００９４】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００９５】
正孔輸送層の厚みは、目的とする設計に応じて適宜変更することができ、１〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧および正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向がある。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、好ましくは１〜１０００ｎｍであるが、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００９６】
（発光層）
発光層７は通常、主として蛍光または燐光を発光する有機物を有する。発光層７は、有機物として低分子化合物及び／又は高分子化合物を含んでいる。発光層７はさらにドーパント材料を含んでいてもよい。発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお陽極（第１電極）２と陰極（第２電極）４との間には、一層の発光層に限らず、複数の発光層が配置されてもよい。
【００９７】
（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【００９８】
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
【００９９】
（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【０１００】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１０１】
（ドーパント材料）
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【０１０２】
（発光層の成膜方法）
有機物を含む発光層の成膜方法としては、溶液からの成膜方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒として例示した溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
【０１０３】
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
【０１０４】
（陰極と発光層との間に設けられる層）
記発光層７と第２電極（陰極）４との間に必要に応じて設けられる層８としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。
【０１０５】
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【０１０６】
（電子注入層）
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【０１０７】
（電子輸送層）
電子輸送層を形成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
【０１０８】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０１０９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。
【０１１０】
（透明な第２電極）
本実施形態では透明な第２電極４は３層構造を有しており、その構成は先に詳述した通りである。
【０１１１】
本実施の形態の有機ＥＬ素子において陽極（第１電極）２から陰極（第２電極）４までの層構成の組み合わせ例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【０１１２】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、上記ａ）〜ｎ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極と陰極とに挟持された積層体を「繰り返し単位Ａ」とすると、以下のｏ）に示す層構成を挙げることができる。
ｏ）陽極／（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層／（繰り返し単位Ａ）／陰極
また３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、「（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層」を「繰り返し単位Ｂ」とすると、以下のｐ）に示す層構成を挙げることができる。
ｐ）陽極／（繰り返し単位Ｂ）ｘ／（繰り返し単位Ａ）／陰極
なお記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、（繰り返し単位Ｂ）ｘは、繰り返し単位Ｂがｘ段積層された積層体を表す。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
【０１１３】
（封止基板）
上述のように封止基板５は第２電極（陰極）４が形成された後に、陽極２、発光部３，陰極４からなる発光機能部を保護するために設けられる。この封止基板５は通常、前記支持基板１と同様の部材によって構成される。本実施形態では封止基板５は、光透過性を有する。封止基板５の屈折率ｎ２と第２陰極４の第３層４ｃの屈折率ｎ１とは、上記式（１）に示す関係にある。封止基板５としては通常、支持基板の部材として例示したものを使用するので、例示した部材のうちで、第２陰極４の第３層４ｃの屈折率ｎ１との関係において式（１）を満たす部材が適宜選択される。
【０１１４】
ガラス基板に比べると、プラスチック基板は酸素および水などのガスの透過性が高い。発光層７などの発光物質は酸化されやすく、酸素および水などと接触することにより劣化しやすいので、前記支持基板１または封止基板５としてプラスチック基板が用いられる場合には、ガスバリア性を高めるための処理を予め施した基板を用いることが好ましい。例えば支持基板１にプラスチック板を用いる場合、ガスなどに対するバリア性の高い下部封止膜をプラスチック板に積層し、その後、この下部封止膜の上に発光機能部を積層することが好ましい。この下部封止膜は通常、１層以上の無機層と１層以上の有機層を有する。積層数は必要に応じて決定される。無機層と有機層とは通常交互に積層される。
【０１１５】
なお図１では、支持基板１と封止基板５との間の積層体の側面は露出しているが、通常は、上記下部封止膜と同じ構成の封止膜により封止されるか、樹脂により封止される。
【０１１６】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置では、第２電極よりも支持基板寄りに配置される第１電極はアクティブマトリックス駆動方式を実現するための回路に電気的に接続される。例えば前述したようにアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたＴＦＴ基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成することによって、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイ装置を実現することができる。
【０１１７】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置は、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。
【０１１８】
本実施形態の有機ＥＬ素子を用いた装置においては、第１電極２が反射電極、第２電極４が透過電極となり、支持基板１とは反対側の封止基板５側から出光するトップエミッション型の装置とすることができる。かかる構成を採用することにより、第１電極２を駆動電極とし、駆動回路の設計の自由度を確保しながら開口率を高くすることができ、表示品質、輝度半減寿命などの優れた表示装置とすることができる。さらに前述した式（１）の関係を満たす第２電極および封止基板を用いることにより光取出し効率を向上することができ、結果として発光効率が高く、消費電力の小さい装置を実現することができる。
なお以上ではアクティブマトリクス型の表示装置に有機ＥＬ素子を適用する際の形態について説明したが、これに限らずに本実施形態の有機ＥＬ素子を例えばパッシブマトリクス型の表示装置に用いてもよい。
【０１１９】
［第２の実施形態］
次に図２を参照して本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を説明する。
図１に示す第１の本実施形態の有機ＥＬ素子では、封止基板５から光を取りだしているのに対して、図２に示す第２の実施形態の有機ＥＬ素子では、発光機能部の積層順を逆順にして、透明な支持基板１１の上に、透明な陰極（第２電極）１２、発光部１３、陽極（第１電極）１４がこの順で積層されており、発光部１３からの光を支持基板１１から取り出している。
【０１２０】
図２に示す第２の実施形態ではまず、第２電極（陰極）１２の３層の内、第３の層１２ｃが透明基板１１の上に形成される。続いて第２の層１２ｂと第１の層１２ａが形成される。各層の構成材料及び積層方法の詳細は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２１】
発光部１３は、第１の実施形態と同様に発光層１６と陰極（第２電極）１２との間に必要に応じて設けられる層１５と、発光層１６と、陽極（第１電極）１４と発光層１６との間に必要に応じて設けられる層１７とから構成されている。各層の構成材料及び形成方法の詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、陰極（第２電極）１２を構成する第３層１２ｃの屈折率をｎ１、光取り出し側の透明基板（支持基板１１）の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【０１２３】
【数１】
を満たす。
上記式（１）を満たすための具体的な層構成、各層の使用材料、層の形成方法の詳細は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２４】
第２の実施形態の有機ＥＬ素子は、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と光の取り出し方向が異なること以外は実質的に同様の構成なので、第１の実施形態の有機ＥＬ素子において得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２５】
なお図２では素子全体を封止する部材が図示されていないが、例えば第１の実施形態と同様に封止基板と樹脂とを用いて素子全体を封止してもよい。この場合に用いる封止基板は透明である必要はない。
また前述の各実施の形態では第１電極を陽極とし、透明な第２電極を陰極としているが、第１電極を陰極とし、透明な第２電極を陽極として用いてもよい。
【作製例】
【０１２６】
以下、作製例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
【０１２７】
以下に示す作製例１〜５では、透明な第２電極を特定の３層から構成した場合の効果を確認するために、透明な第２電極を特定の３層から構成した有機ＥＬ素子を製造した。
【０１２８】
（作製例１）
（Ａ：第１電極（陽極）の形成）
第１電極（陽極）として厚さ１００ｎｍの銀層をガラス基板上に真空蒸着法にて成膜した。銀層は反射率９０％の光反射陽極である。さらに真空を保ったまま、正孔注入層として厚さ１０ｎｍのＭｏＯ３層を銀層上に成膜した。
【０１２９】
（Ｂ：正孔輸送層の形成）
正孔輸送性高分子材料とキシレンとを混合し、正孔輸送性高分子材料の０．７重量％キシレン溶液（正孔輸送層形成用組成物）を得た。上記（Ａ）において陽極及び正孔注入層が形成された基板を真空装置より取り出し、正孔注入層上に、正孔輸送層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚２０nmの塗膜を得た。塗膜が形成された基板を１９０℃で２０分間加熱し、塗膜を不溶化させた後、室温まで自然冷却し、正孔輸送層を得た。
【０１３０】
（Ｃ：発光層の形成）
発光高分子材料とキシレンとを混合し、発光高分子材料の１．４重量％キシレン溶液（発光層形成用組成物）を得た。上記（Ｂ）において正孔輸送層が形成された基板上に、発光層形成用組成物（有機発光インキ）をスピンコート法により塗布し、膜厚８０ｎｍの塗膜を得た。塗膜が形成された基板を１３０℃で２０分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。
【０１３１】
（Ｄ：第２電極（陰極）の形成）
上記（Ｃ）において発光層が形成された基板上に、真空蒸着法によって、第２電極（陰極）の第１層である５ｎｍのＢａ層、第２層である５ｎｍのＣａ層、第３層である１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金（モル比はＳｎ：Ａｇ＝９６：４）層を連続的に成膜し、第１層〜第３層からなる陰極を形成した。
【０１３２】
（Ｅ：封止）
上記（Ｄ）において第２電極が形成された基板を真空蒸着装置より取り出し、窒素雰囲気下、封止ガラス及び２液混合エポキシ樹脂にて前記基板上の発光機能部を封止し、有機ＥＬ素子Ｅ１を得た。
【０１３３】
（Ｆ：評価）
上記（Ｅ）で得られた素子に０Ｖ〜１２Ｖまでの電圧を印加し、最大発光効率を測定した。さらに初期輝度６０００ｃｄ／ｍ２となる電流で通電し、一定電流を通電の下、輝度半減寿命を測定した。結果を（表１）に示す。
【０１３４】
（作製例２）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ２を得て評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３５】
（作製例３）
第２電極（陰極）の第２層として１ｎｍのＡｌ層、第３層として１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ３を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ３を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３６】
（作製例４）
第２電極（陰極）の第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例３と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ４を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ４を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
以上の作製例１〜４の第３層を、上記の材料で上記の膜厚にそれぞれ形成した場合、各作製例の第３層の可視光透過率はそれぞれ４０％以上となる。
【０１３７】
（比較例１）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＳｎ−Ａｇ合金層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ５を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ５を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３８】
（比較例２）
第２電極（陰極）のＣａ層を成膜せず、第１層上に直接１５ｎｍのＣｕ層を成膜した他は、作製例１と同様にして有機ＥＬ素子Ｅ６を作製し、得られた有機ＥＬ素子Ｅ６を作製例１と同様に評価した。結果を（表１）に示す。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
作製例１と比較例１とを参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａの第２層、及びＳｎ−Ａｇ合金の第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＳｎ−Ａｇ合金の層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率および輝度半減寿命が顕著に優れていた。
また作製例２、作製例３及び比較例２を参照すれば明らかな通り、Ｂａの第１層、Ｃａ又はＡｌの第２層、及びＣｕの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＢａの層及びＣｕの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率および輝度半減寿命が優れていた。
さらに作製例４に示される通り、Ｂａの第１層及びＡｌの第２層に加えて第３層としてＡｇのみからなる層を用いた場合に、発光効率及び輝度半減寿命のいずれもが最も優れていた。
【０１４１】
（作製例５）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層、第２層として４ｎｍのＣａ層、第３層として１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ７を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４２】
（比較例３）
第２電極（陰極）の第１層として３．５ｎｍのＬｉＦ層を成膜し、Ｃａ層を成膜せず第１層上に直接１５ｎｍのＡｇ層を成膜した他は、作製例１と同様に操作し、有機ＥＬ素子Ｅ８を得て評価した。結果を（表２）に示す。
【０１４３】
【表２】
【０１４４】
作製例５と比較例３とを参照すれば明らかな通り、ＬｉＦの第１層、Ｃａの第２層、及びＡｇの第３層の３層からなる陰極を使用すると、かかる第２層を省略しＬｉＦの層及びＡｇの層の２層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
【０１４５】
以下の作製例６〜８では、上記式（１）の関係を満たす透明な基板と透明な第２電極を備える有機ＥＬ素子を作製する。
【０１４６】
（作製例６）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となる光硬化性モノマーであるトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製、商品名「ＮＫエステル−ＴＭＰＴ」）０．２５ｇとを混合し、さらに重合開始剤（日本チバ・ガイギー社製、商品名「イルガキュア９０７」）０．００２５ｇを添加する。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で１１０℃２０分加熱して溶媒を乾燥し、さらにＵＶランプで光照射（６０００ｍＷ／ｃｍ2）することによって硬化して、膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１４７】
光硬化樹脂の屈折率は１．４７であり、得られる透明導電膜の屈折率も光硬化樹脂の屈折率とほぼ同様に１．４７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板として用いることにより、有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【０１４８】
（作製例７）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇとを混合する。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１４９】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７なので、得られる透明導電膜の屈折率も「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率とほぼ同様に１．７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板として用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では、光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【０１５０】
（作製例８）
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇに、ジメチルスルホキシド０．１２５ｇを混合した混合液と、前記銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）とを混合する。この混合溶液を０．７ｍｍ厚のガラス基板（透明基板）に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの導電膜（透明な第２電極に相当）を得る。このように成膜することによって透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さが１００ｎｍ以下の透明導電膜が得られる。
【０１５１】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７なので、得られる透明導電膜の屈折率も「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率とほぼ同様に１．７となる。この透明導電膜付き透明板を、透明な第２電極を有する透明基板あるいは封止基板に用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られた有機エレクトロルミネッセンス素子では光取出し効率が向上し、ひいては発光効率が向上する。
【符号の説明】
【０１５２】
１ 支持基板
２ 陽極（第１電極）
３ 発光部
４ 透明な陰極（透明な第２電極）
４ａ 第２電極の第１層
４ｂ 第２電極の第２層
４ｃ 第２電極の第３層
５ 封止基板（透明基板）
６ 陽極と発光層との間に設けられる層
７ 発光層
８ 陰極と発光層との間に設けられる層
１１ 支持基板（透明基板）
１２ 透明な陰極（透明な第２電極）
１２ａ 第２電極の第１層
１２ｂ 第２電極の第２層
１２ｃ 第２電極の第３層
１３ 発光部
１４ 陽極（第１電極）
１５ 陰極と発光層との間に設けられる層
１６ 発光層
１７ 陽極と発光層との間に設けられる層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、
前記第１および第２電極間に配置される発光層と、
前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、
前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、
前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、
前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【数１】
を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第３層が塗布法により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記第３層が、透明の膜本体と、該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体と、を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記ワイヤ状の導電体が前記膜本体中において網目構造を構成していることを特徴とする請求項７または８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記膜本体が導電性を有する樹脂を含んでいることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
第１電極と、
該第１電極とは極性が異なり、透明な第２電極と、
前記第１および第２電極間に配置される発光層と、
前記第２電極の前記発光層側とは反対側に位置する透明基板とを含み、
前記第２電極が、前記発光層側から第１層、第２層および第３層の順に配置された３層の積層体からなり、
前記第１層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、
前記第２層が、前記第１層に含まれる材料に対して還元作用を有する材料を含み、
前記第３層の屈折率をｎ１、前記透明基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）
【数１】
を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記第２層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第１層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第１層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第１層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第３層が塗布法により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記第３層が、透明の膜本体と、該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体と、を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記ワイヤ状の導電体が前記膜本体中において網目構造を構成していることを特徴とする請求項７または８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記膜本体が導電性を有する樹脂を含んでいることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１９２１４４（Ｐ２０１０−１９２１４４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２５１１（Ｐ２００９−３２５１１）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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