有機発光装置およびこれを用いた光源装置
【課題】有機発光素子およびこれを用いた光源装置の外部量子効率を向上させる。
【解決手段】第二の基板の第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、第二の基板の第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。（式１）（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos５０°（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【解決手段】第二の基板の第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、第二の基板の第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。（式１）（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos５０°（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置およびこれを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１には次のような技術が開示されている。作製プロセスが簡便であり、高い外部量子効率となる有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を提供することを目的とし、基板／透明電極／有機ＥＬ層／反射電極の構成において、該基板は、透明電極側に表面凹凸を有する高屈折率層を設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光取出し層を有する有機発光素子において、従来技術の光取出し層では外部量子効率の向上が難しい。本発明は、有機発光素子を用いた有機発光装置およびこれを用いた光源装置において、外部量子効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）有機発光素子基板および光取出し基板を有する有機発光装置であって、有機発光素子基板は、第一の基板，第一の電極，有機層および第二の電極を有し、第一の基板上に第一の電極が形成され、第一の電極上に有機層が形成され、有機層上に第二の電極が形成され、第二の電極上に光取出し基板が形成され、有機層には発光層が含まれ、光取出し基板は、第一の光取出し層，第二の基板および第二の光取出し層を有し、第二の基板の第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、第二の基板の第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。
【０００６】
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（２）上記（１）において、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.１μｍ以上１μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上５μｍ以下である有機発光装置。
（３）上記（１）において、有機発光素子基板および光取出し基板は高屈折率樹脂層で密着され、高屈折率樹脂層の屈折率は１.６以上であり、高屈折率樹脂層の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下である有機発光装置。
（４）上記（１）において、発光層は青色発光層であり、有機層および第二の電極の間に発光ユニットが形成され、発光ユニットは赤色発光層および緑色発光層を含み、発光ユニットおよび有機層の間に電荷発生層が形成され、赤色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ2、緑色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式２）および（式３）を満たす有機発光装置。
【０００７】
（式２）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は赤色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【０００８】
（式３）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（５）上記（１）において、発光層は赤色発光層であり、有機層上に第一の電荷発生層が形成され、第一の電荷発生層上に緑色発光層が形成され、緑色発光層上に第二の電荷発生層が形成され、第二の電荷発生層上に青色発光層が形成され、青色発光層上に第二の電極が形成され、緑色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ2、青色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式４）および（式５）を満たす有機発光装置。
【０００９】
（式４）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【００１０】
（式５）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は青色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（６）上記（１）において、第一の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
（７）上記（１）において、第二の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウム，チタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、有機発光素子およびこれを用いた光源装置の外部量子効率を向上できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【図２】本発明の一実施例に係る光取出し基板の作製図。
【図３】本発明の一実施例に係る光取出し層の作製図。
【図４】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【図５】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、有機発光素子基板１３および光取出し基板１８を有する。有機発光素子基板１３は、第一の基板１，下部電極２，有機層１００，上部電極１２を有する。有機層１００には、正孔輸送層４，電子阻止層５，発光層（青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８），正孔阻止層９，電子輸送層１０およびバッファ層１１などが含まれる。有機層１００を構成する各層は接していてもよく、別の層を介在させてもよい。光取出し基板１８は、第一の光取出し層１５，第二の基板１６および第二の光取出し層１７を有する。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂層１４で密着されている。図１における有機発光装置に駆動装置等が備えられることで光源装置となる。下部電極２または上部電極１２のどちらか一方の電極は反射機能を有する。ここでは、上部電極１２を発光光が透過する透明電極とし、下部電極２を反射電極とする。
【００１５】
有機発光装置は、例えば薄型照明装置，液晶表示装置の照明装置として期待されている。下部電極２と上部電極１２との間に電圧を印加することにより、下部電極２及び上部電極１２から注入された正孔と電子とが発光層で再結合して発光する。
【００１６】
＜反射電極＞
反射電極として、Ａｌ膜，インジウム，モリブデン，ニッケル等の金属、これらの合金，ポリシリコン，アモルファスシリコンの無機材料が挙げられる。また、上記の金属または合金の上に、錫酸化物，酸化インジウム，インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ），インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜を形成した積層膜が挙げられる。
【００１７】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層４は、正孔を輸送し、発光層へ注入するものである。そのため、正孔輸送層４は正孔移動度が高い正孔輸送性材料からなることが望ましい。また、正孔輸送層４として、化学的に安定で、イオン化ポテンシャルが小さく、電子親和力が小さく、ガラス転移温度が高いことが望ましい。正孔輸送層としては、例えば、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１′−ビフェニル］−４，４′ジアミン（ＴＰＤ）、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾール）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（２−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｏ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｐ−ＭＴＤＡＢ）、４，４′，４″−トリス［１−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［２−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［ビフェニル−４−イル−（３−メチルフェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［９，９−ジメチルフルオレン−２−イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ＴＦＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾイル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス｛４−［メチルフェニル（フェニル）アミノ］フェニル｝ベンゼン（ＭＴＤＡＰＢ）、Ｎ，Ｎ′−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン（ｐ−ＢＰＤ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルフルオレン−２，７−ジアミン（ＰＦＦＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラキス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−［１，１−ビフェニル］−４，４′−ジアミン（ＦＦＤ）、（ＮＤＡ）ＰＰ、４−４′−ビス［Ｎ，Ｎ′−（３−トリル）アミノ］−３−３′−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）等が望ましく、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
必要に応じて、下部電極２と正孔輸送層４との間には正孔注入層を配置してもよい。下部電極２と正孔輸送層４との注入障壁を下げるため、正孔注入層は適当なイオン化ポテンシャルを有する材料により形成されることが望ましい。また、正孔注入層は下地層の表面の凹凸を埋める役割を果たすことが望ましい。正孔注入層としては、例えば、銅フタロシアニン，スターバーストアミン化合物，ポリアニリン，ポリチオフェン，酸化バナジウム，酸化モリブテン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム等が挙げられる。
【００１９】
また、正孔輸送性材料に酸化剤を含有してもよい。これにより、下部電極２と正孔輸送層４との障壁を低下させる、または、電気伝導度を向上させることができる。酸化剤としては、例えば、塩化第II鉄，塩化アンモニウム，塩化ガリウム，塩化インジウム，五塩化アンチモン等のルイス酸化合物，トリニトロフルオレン等の電子受容性化合物、正孔注入材料として挙げられる酸化バナジウム，酸化モリブテン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム，酸化タングステンなどを用いることができ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
＜電子阻止層＞
電子阻止層５は、発光層を伝搬した電子を発光層内に閉じ込める役割を有する。そのため、発光層を構成する有機材料に比べて、電子親和力が小さい事が望ましい。また、正孔輸送層４から注入された正孔を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。以上より、電子阻止層５は正孔移動度が高く、電子親和力が小さい正孔輸送性材料からなることが望ましい。例えば、ジ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジオチル−アミノ）−フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、２，２′，７，７′−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９，９−スピロビフルオレン（ｓｐ−ＴＡＤ）、トリス（フェニルピラゾール）イリジウム（Ｉｒ(ppz)3）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
＜発光層＞
青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８は、発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合と、ホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合がある。発光スペクトルの中心波長が４３０〜４９０ｎｍの範囲にあるものを青色発光、５００〜５５０ｎｍの範囲にあるものを緑色発光、５８０〜６５０ｎｍの範囲にあるものを赤色発光と定義する。
【００２２】
ホスト材料としては、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ），骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体（２ＰＳＰ），トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体（ＥＭ２），フェナンスレン基を有するペリノン誘導体（Ｐ１），トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体（ＢＭＡ−３Ｔ），ペリレン誘導体（ｔＢｕ−ＰＴＣ），トリス（８−キノリノール）アルミニウム，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，カルバゾール誘導体，フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
発光層に含まれるドーパント材料としては、例えば、キナクリドン，クマリン６，ナイルレッド，ルブレン，４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤCM），ジカルバゾール誘導体，ポルフィリン白金錯体（ＰｔＯＥＰ），イリジウム錯体（Ｉｒ(ppy)3）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
＜正孔阻止層＞
正孔阻止層９は、発光層を伝搬した正孔を発光層内に閉じ込める役割を有する。そのため、発光層を構成する有機材料に比べて、イオン化ポテンシャルが大きい事が望ましい。
また、後述する電子輸送層１０から注入された電子を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。以上より、正孔阻止層９は電子移動度が高く、イオン化ポテンシャルが大きい電子輸送性材料からなることが望ましい。例えば、バソキュプロイン（ＢＣＰ），ビス（２−メチル−８−キノリネート）−４−（フェニルフェノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ），トリス（２，４，６−トリメチル−３−（ピリジン−３−イル）フェニル）ボラン（３ＴＰＹＭＢ）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
＜電子輸送層＞
電子輸送層１０は、電子を輸送し、発光層へ注入する。そのため、電子輸送層１０は電子移動度が高い電子輸送性材料からなることが望ましい。電子輸送層１０としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，オキサジアゾール誘導体，シロール誘導体，亜鉛ベンゾチアゾール錯体等或いは上記正孔阻止層に用いた有機材料が望ましく、１種単独、または、２種以上を併用することもできる。
【００２６】
電子輸送層１０は、上記の電子輸送性材料に還元剤を含有して、バッファ層１１と電子輸送層１０との障壁を低くすること、または、電子輸送層１０の電気伝導度を向上させることが望ましい。還元剤としては、例えば、アルカリ金属，アルカリ土類金属，アルカリ金属酸化物，アルカリ土類酸化物，希土類酸化物，アルカリ金属ハロゲン化物，アルカリ土類ハロゲン化物，希土類ハロゲン化物，アルカリ金属，芳香族化合物等で形成される錯体が挙げられる。特に、好ましいアルカリ金属はＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋである。これらの材料に限られず、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。
【００２７】
また、電子注入層を、上部電極１２またはバッファ層１１と電子輸送層１０との間に挿入して、電子注入効率を向上させてもよい。電子注入層としては、例えば、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウム等が望ましい。これらの材料に限られず、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。
【００２８】
＜バッファ層＞
バッファ層１１は、透明電極を形成する際、下地層となる有機膜にダメージが入らないよう、下地層となる有機膜と透明電極との間に形成される層である。バッファ層１１は、無機系の材料で形成される。図１に示されたトップカソード構造のバッファ層１１の材料としては、マグネシウム，銀、等の金属材料が望ましい。また、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用した合金状態にしてもよい。また、上部電極１２を陽極として用いるトップアノード構造のバッファ層１１の材料としては、酸化バナジウム，酸化モリブデン，酸化タングステン等が挙げられる。
【００２９】
＜透明電極＞
透明電極材料としては、透明性と高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にホトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
【００３０】
＜高屈折率樹脂層＞
高屈折率樹脂層１４は、上述の下部電極２から上部電極１２まで形成された有機発光素子基板１３と後述する光取出し基板１８とを密着させて貼り付ける機能を有する。青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８で発光した光は、高屈折率樹脂層１４を経て光取出し基板１８に入射される。青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８の屈折率は１.８前後である。そのため、高屈折率樹脂層１４の屈折率を高くして、上部電極１２と高屈折率樹脂層１４との界面での全反射光を低減し、光取出し基板１８への入射光量を増大させることが望ましい。
【００３１】
高屈折率樹脂層１４の屈折率は、１.６以上である事が望ましい。また、高屈折率樹脂層１４は透明性を有するため、高屈折率樹脂層１４の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下が望ましい。高屈折率樹脂層１４の膜厚が５μｍより小さいと、有機発光素子の光干渉設計に影響を与えてしまうためである。また、高屈折率樹脂層１４の膜厚が２００μｍより大きいと、引っ張ったときに破断しやすいためである。
【００３２】
高屈折率樹脂層１４は、バインダに無機樹脂が分散された構成となっている。以下、構成材料について説明する。
【００３３】
［バインダ］
高屈折率樹脂層１４の構成要素であるバインダには、アクリル系，シリコーン系などの粘着性、タックを有する樹脂が利用できる。具体的には、２−エチルヘキシルアクリレート，ブチルアクリレート，２−メトキシエチルアクリレート，酢酸ビニル，アクリロニトリル，スチレン，メチルメタクリレート，エチルアクリレート，メチルアクリレート等のモノマーを単独で重合あるいは数種を共重合させた樹脂，付加反応型シリコーン，過酸化物シリコーンやエポキシ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合あるいは共重合して用いてもよい。また、バインダに粘着性がある方が望ましい。
【００３４】
また、無機粒子のバインダ中への含有量が多い場合、すなわち、無機粒子の体積率が３０vol％以上である場合、表面に露出した無機粒子が高屈折率樹脂層の粘着力に寄与する割合が高い。そのため、無機粒子の体積含有率が高い場合には、バインダに非粘着性のゴム系や炭化水素系，シリコーン系などの各種樹脂を利用することもできる。具体的には、イソプレン，スチレンブタジエン，ポリイソブチレン，スチレンブタジエンスチレン，スチレンイソプレンスチレン，スチレンエチレンブチレンスチレン，スチレンエチレンプロピレンスチレン，ポリブタジエンや付加反応型シリコーン，過酸化物シリコーン，ポリプロピレン，ポリエチレン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合あるいは共重合して用いてもよい。無機粒子の体積率は５vol％以上５０vol％以下が望ましい。無機粒子の体積率とは、無機粒子およびバインダの合計量に対する無機粒子の体積率を言う。
【００３５】
［無機粒子］
高屈折率樹脂層１４の構成要素である無機粒子は使用する光の波長に対して吸収が少なく、バインダよりも屈折率が高いものであればよい。特に、使用する光の波長が可視光（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の場合、無機粒子として酸化チタン，酸化ジリコニウム，酸化スズ，チタン酸バリウムなどの高屈折率（屈折率１.６以上２.６以下）で、可視光域で透明性の高い金属酸化物が好ましい。また、無機粒子のサイズを光の波長よりも小さくすることで高屈折率樹脂層１４中の散乱を抑えられる。可視光の利用を想定した場合、１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下の平均粒子径を有する無機粒子を利用することで、無機粒子とバインダとの屈折率差による散乱を低減できる。一方、粒径が微細になりすぎると、金属酸化物の結晶構造が非晶質になるため、金属酸化物の屈折率がバルクの屈折率よりも低くなり、屈折率上昇の効果が落ちる。そのため、無機粒子の平均粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましい。ここでいう平均粒子径とは、動的散乱法により求められたものである。高屈折率樹脂層１４およびバインダの屈折率はプリズムカプラ法によって計測される。「粘着性」は、２枚のガラス基板を、粘着性を計測する対象物を介して張り合わせ、ガラス基板を接着面に対して垂直に引っ張り、ガラスが離れた際の力の単位面積当たりの力によって求められる。
【００３６】
高屈折率樹脂層１４への無機粒混入量を増やすと、バインダの割合が減るため、粘着性が低下する。そのため、無機粒子の全体或いは一部を覆う高分子を有する事が望ましい。
【００３７】
［高分子］
無機粒子の全体或いは一部を覆う高分子は結合部位Ｘと置換基Ｙとを持ち、高分子の側鎖である結合部位Ｘを介して無機粒子と化学結合している。例えば、次のようにして作製する。
【００３８】
まず、結合部位Ｘの一部である置換基Ｘ′を持つシランカップリング剤と無機粒子とを結合させ、無機粒子表面にシランカップリング剤を付着させる。このとき、置換基Ｘ′が無機粒子とは直接反応せず、無機粒子を覆ったシランカップリング剤の最表面側（無機粒子と接しない側）に来るようにシランカップリング剤を無機粒子の表面に付着させる。次に、置換基Ｙを持つ高分子と置換基Ｘ′が化学結合し、結合部位Ｘを構成する。ここで、置換基Ｙの数が置換基Ｘ′の数より多い場合、結合部位Ｘを形成後も置換基Ｙが残る。無機粒子をエチレングリコールなどの分散溶媒に分散させて、シランカップリング剤と無機粒子とを結合させてもよい。分散溶媒として、グリセリンや水などが挙げられる。分散溶媒がシランカップリング剤を溶解し、無機粒子の表面にシランカップリング剤がなじみやすくなる。無機粒子をエチレングリコールなどの分散溶媒に分散させた場合、微小量の分散溶媒が残る場合がある。
【００３９】
シランカップリング剤としてはＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが考えられる。
【００４０】
例えば、置換基Ｘ′がアミノ基，イソシアネート基，ヒドロキシル基，カルボキシル基のいずれかであり、置換基Ｙがヒドロキシル基、またはカルボキシル基であった場合、結合部位Ｘはアミド結合（ＮＨＣＯ），エステル結合（ＯＣＯ），エーテル結合（Ｏ），ウレタン結合（ＮＨＣＯＯ）のいずれかとなる。なお、上記の結合部位Ｘを１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４１】
置換基Ｙは置換基Ｘ′と結合して結合部位Ｘを形成でき、かつ粘着性を発現するものが好ましく、親水性のヒドロキシル基やカルボキシル基，アミノ基，スルホ基が好適である。ここでいう「粘着性を発現する」とは、２枚のガラス基板を、高分子を介して張り合わせ、ガラス基板を接着面に対して垂直に引っ張り、ガラスが離れた際の力の単位面積当たりの力が０.００５ｇ重Ｎ／mm2以上の物をいう。なお、上記の置換基Ｙを１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４２】
高分子の数平均分子量は２００以上５００００以下が好ましく、２０００以上３００００以下にすることが好ましい。高分子の数平均分子量が小さすぎると、無機粒子の表面を高分子で十分に被覆できないため、バインダ中への分散性が低下する。一方、高分子の数平均分子量が大きすぎると、無機粒子に比べて高分子の体積が増大するため、無機粒子および高分子の結合物（粘着粒子）としての屈折率が低下する。数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフにより測定する。高分子としては、ポリアクリル酸，ポリビニルアルコール，ポリアスパラギン酸，ポリグルタミン酸，アルギン酸，ポリビニルスルホン酸，ポリスチレンスルホン酸，アミロースなどが挙げられる。上記の高分子を１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４３】
さらに、前述したように、高分子を無機粒子と結合させることから、重合反応によりモノマーをポリマーに変えるプロセスと比較して、決まった分子量の高分子を無機粒子につけることができ、作製プロセスが安定する。
【００４４】
＜光取出し基板＞
図２は、本発明の一実施例に係る光取出し基板の作製図である。第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７を有する光取出し基板１８を、高屈折率樹脂層１４を用いて、有機発光素子基板１３の上部電極１２と密着させる。第二の基板１６の上部電極１２が存在する側の表面に第一の光取出し層１５が形成され、第二の基板１６の上部電極１２が存在しない側の表面に第二の光取出し層１７が形成される。
【００４５】
有機層１００の屈折率は１.５以上１.９以下程度の範囲にあり、上部電極１２に用いる透明電極の屈折率は２.０程度、第二の基板１６の代表例であるガラス基板の屈折率が１.５程度である。第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７がない構成では、発光層で等方的に発光した光は、空気層へ出射されるまで、高屈折率樹脂層１４と第二の基板１６との界面、及び、第二の基板１６と空気層の界面において、広角側で全反射が起こる。
そのため、有機層１００内に閉じ込められる光と第二の基板１６の中に閉じ込められる光が存在し、空気層に取出される光の光取出し効率は２０％程度である。光取出し効率は、外部量子効率を内部量子効率で除した値として定義される。外部量子効率とは、有機層１００に注入された電子或いは正孔数に対する、空気層に取出された光子数で定義される。
また、内部量子効率は、有機層１００内部での発光効率として定義される。
【００４６】
第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率は、第二の基板１６の屈折率以上であることが望ましい。具体的には、第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率を１.５以上１.８以下とすることが望ましい。第一の光取出し層１５に入射する光量を増やすために、第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率を１.７以上１.８以下とすることが望ましい。第二の光取出し層１７に含まれるバインダの屈折率は、第二の基板１６の屈折率以上であることが望ましい。具体的には、第二の光取出し層１７に含まれるバインダの屈折率を１.５以上１.８以下とすることが望ましい。本発明における屈折率は、エリプソメトリ法，分光反射率・透過率測定法を用いて求められる。光取出し層に含まれる微粒子の屈折率が十分に高ければ、光取出し層に含まれるバインダの屈折率を１.５以下としてもよい。
【００４７】
図３は、本発明の一実施例に係る光取出し層の作製図である。始めに、粒子の溶剤への分散性を高め、塗布後の粒子同士の凝集を抑制するため、粒子表面をシランカップリング剤で化学修飾する、または、粒子に分散剤を添加する。この粒子をバインダ材料とともに有機溶剤に分散する。こうして第一の光取出し層１５または第二の光取出し層１７の形成塗料を調製する。図３のように、この塗料を第二の基板１６に塗布し、バインダ材料を硬化させ、光取出し層を形成する。この方法で用いる材料について下記する。
【００４８】
（Ａ）粒子の種類
光取出し層を形成する粒子の屈折率はバインダ材料より高い必要がある。具体的には、屈折率が２.０以上のものを選択する。また照明の場合は、発せられる光が着色しないよう可視領域で白又は淡色のものが望ましい。具体的には酸化チタン（屈折率：２.５〜２.７），酸化ジルコニウム（屈折率：２.４），チタン酸バリウム（屈折率：２.４），チタン酸ストロンチウム（屈折率：２.３７），酸化ビスマス（屈折率：２.４５）等が挙げられる。これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。また、信号機（緑色，黄色，赤色）や警告灯（赤色）のように所望の発光色が有色の場合は、その色と類似の色の粒子を使用できる。青色を発光させる場合は酸化銅（屈折率：２.７１）等の青色粒子を、赤色を発光させる場合は酸化第二鉄（屈折率：３.０１）等の赤色粒子を、黄色を発光させる場合は酸化カドミウム（屈折率：２.４９）等の黄色粒子を使用できる。
【００４９】
また、粒子は変性しにくい無機物の酸化物が好適である。更に、バインダ材料がシリカゾルの場合は酸化物と結合性が高いので好適である。
【００５０】
（Ｂ）粒子のサイズ
高屈折率樹脂層１４と第一の光取出し層１５との界面で全反射角より広角に入射した光は、同界面上にエバネセント波として局在する。第一の光取出し層１５の粒子は、臨界角より広角側のエバネセント波を散乱させる粒径が望ましい。具体的には、粒子の平均粒子径は、０.０５μｍ以上２μｍ以下が好適である。更に、波長と同サイズの０.１μｍ以上１μｍ以下が好適である。
【００５１】
一方、第二の基板１６から第二の光取出し層１７に入射された光は第二の光取出し層１７の微粒子によって散乱され、空気層に取り出させる。同粒子の平均粒子径は、１μｍ以上１０μｍ以下が好適である。更に、同粒径は１μｍ以上５μｍ以下が更に好適である。
ここでいう平均粒子径とは、動的散乱法により求められたものである。
【００５２】
（Ｃ）粒子の比重
これら屈折率の大きな粒子は一般に比重も大きい。例えば、酸化ジルコニウムの比重は６.１、酸化チタンの比重は４.１以上４.２以下、チタン酸バリウムの比重は６.１もある。そのため、粒子の表面をシランカップリング剤で化学修飾することにより溶剤中での分散性を高める。但し、粒径が１μｍ程度以上の粒子では、体積に対する表面積が大きくなるので、表面に化学修飾をしなくてもよい場合がある。
【００５３】
（Ｄ）粒子表面の化学修飾
まず、有機溶剤にシランカップリング剤を添加し、これに粒子を加え、数時間攪拌する。溶剤をエバポレータで揮発させた後、粒子を１２０℃で３０分間加熱する。これにより、シランカップリング剤がケイ素−酸素結合を介して粒子表面に結合する。
【００５４】
なお、用いるシランカップリング剤の添加量が多すぎると、基板に塗布後、粒子が凝集しやすくなる。そこで、粒子の表面積をあらかじめＢＥＴ法等で測定しておき、この面積を被覆するのに必要最小限のシランカップリング剤の量を用いることで、粒子の凝集を抑制できる。
【００５５】
シランカップリング剤として、ケイ素原子にアルコキシシラン基が２，３個結合しているもの、クロル基が２，３個結合しているなどが挙げられる。アルコキシシラン基，クロル基以外のケイ素の置換基としては以下の構造のものが粒子の分散に好適である。
【００５６】
〔化合物群Ａ〕
−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣＨ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ3Ｈ7，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ4Ｈ9，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ5Ｈ11，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ6Ｈ13，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ7Ｈ15，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ8Ｈ15
これらは、予め粒子表面に−(ＣＨ2)3ＮＨ2基を有するシランカップリング剤を結合させておいて、その後、対応するカルボン酸をアミノ基と反応させることにより作製する。
【００５７】
〔化合物群Ｂ〕
−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2ＣＨ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ3Ｈ7，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ4Ｈ9，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ5Ｈ11，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ6Ｈ13，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ7Ｈ15，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ8Ｈ15
これらは、予め粒子表面に−(ＣＨ2)3ＮＣＯ基を有するシランカップリング剤を結合させておいて、その後、対応するアルコールをイソシアネート基と反応させることにより作製する。
【００５８】
そのほか、イソシアネート基，ビニル基，３−グリシドキシプロピル基，３−クロルプロピル基などを有するシランカップリング剤が粒子の分散に好適である。
【００５９】
炭化水素系の置換基、例えば−Ｃ6Ｈ13，−Ｃ8Ｈ15，−Ｃ10Ｈ21、または芳香環の置換基、例えば−Ｃ6Ｈ5，−Ｃ10Ｈ7等は、溶剤に対する分散性を改善できる。しかし、上記した置換基は膜にした場合の分散性が芳しくなく、粒子の凝集を作りやすい。置換基内にアミド結合等、ヘテロ原子を有する結合部位を有するシランカップリング剤を用いることで、膜にした場合の分散が良好になる傾向がある。
【００６０】
（Ｅ）バインダ材料
粒子が無機物であるため、バインダ材料として無機物との密着性が高いエポキシ樹脂が好適である。これ以外の有機物ではアクリル樹脂，ポリカーボネート樹脂，シクロオレフィン系樹脂等の透明性が高く、好適である。
【００６１】
発光層で発光した光は、以下の複数の光路により光学干渉が起こる。有機発光素子から空気層へ出射される。一つ目の光路は、発光層→上部電極１２→第一の光取出し層１５→第二の基板１６→第二の光取出し層１７→空気層、二つ目の光路は、発光層→下部電極２での反射→上部電極１２→空気層、である。これらの光路を経た光及び上記光路で更に多重反射された光により、光学干渉が起こる。そのため、有機発光素子を構成する層は、最適な光干渉条件を満たす必要がある。
【００６２】
従来の技術では、有機発光素子を構成する有機層および透明電極からなる全光学長が発光中心波長の半分の整数倍、または全光学長に発光中心波長の四分の一を足した値が発光中心波長の半分の整数倍であることを規定している。ここで、光学長は、有機層または透明電極を構成する材料の屈折率と膜厚とを乗じた値で定義される。
【００６３】
始めに、発光層の発光点を定義する。発光点とは、発光層断面方向における、正孔と電子の再結合が一番多くなる位置である。発光層の正孔移動度と電子移動度の比が、０.２から５の値では発光点は発光層の中心となる。また、同移動度の比が０.２未満の場合は、発光点は発光層と陰極側に位置する隣接有機層の界面となる。また、同移動度の比が５より大きい場合は、発光点は発光層と陽極側に位置する隣接有機層の界面となる。同発光点と下部電極２の間の光学長をｄ１とする。
【００６４】
本発明に用いた第一の光取出し層１５と第二の光取出し層１７を用いた光取出し層では、上記光学長Ｌ1を（式１）の条件にする事が望ましい。これは、後述するが、第一の光取出し層がない場合の厚膜モードの光量を最大にする光学条件である。下記の（式１′）は従来の干渉条件である。
【００６５】
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
ここで、λ0は発光スペクトルが最大となる中心波長である。
【００６６】
（式１′）
Ｌ1＝（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
以下に具体的な実施例を示して、本発明の内容をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００６７】
実施例１に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例１に係る有機発光装置である。
【００６８】
第一の基板１上に、厚さ１５０ｎｍのＡｌ膜からなる下部電極２と厚さ３０ｎｍのＩＴＯ膜からなるＩＴＯ電極を形成した。
【００６９】
次に、ＩＴＯ電極上に、真空蒸着法により膜厚５９ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（以下、α−ＮＰＤとする。）の蒸着膜を形成した。この蒸着膜は正孔輸送層４として機能する。
【００７０】
次に、正孔輸送層４上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＴＡＰＣ膜を形成した。このＴＡＰＣ膜は電子阻止層５として機能する。
【００７１】
次に、電子阻止層５上に、膜厚４０ｎｍのＮ，Ｎ′−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン（ｍＣＰ）及びビス−［２−（４′，６′−ジフルオロフェニル）ピリジネイト−Ｎ，Ｃ2′］イリジウム（III）ピコリネイト（FIrpic）の共蒸着膜を形成した。このＣＢＰ，FIrpicの蒸着速度は、それぞれ、０.２ｎｍ／sec，０.０１４ｎｍ／secとした。この共蒸着膜は青色発光層６として機能する。青色発光層６からの発光光の発光スペクトルは中心波長が４５０ｎｍであった。
【００７２】
次に、青色発光層６の上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＣＢＰ及びイリジム錯体（以下、Ｉｒ(ppy)3とする。）を共蒸着した膜を形成した。このＣＢＰ及びＩｒ(ppy)3の蒸着速度は、それぞれ０.２０ｎｍ／sec及び０.０２ｎｍ／secとした。Ｉｒ(ppy)3が発光色を決定するドーパントとして機能する。ＣＢＰおよびＩｒ(ppy)3との共蒸着膜は、中心波長５２０ｎｍの緑色の光を発する緑色発光層７として機能する。
【００７３】
次に、緑色発光層７の上に、真空蒸着法により、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ及びビス（２−（２′−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネイト−Ｎ，Ｃ3′）イリジウム（アセチル−アセトネイト）（ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)）を共蒸着した膜を形成した。ＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)の蒸着速度は、それぞれ、０.２ｎｍ／sec，０.０１４ｎｍ／secとした。
この共蒸着膜は赤色発光層８として機能する。赤色発光層８の発光スペクトルの中心波長は６１０ｎｍであった。
【００７４】
次に、赤色発光層８の上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのBphenを蒸着した膜を形成した。この蒸着膜は正孔阻止層９として機能する。
【００７５】
次に、正孔阻止層９上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3とする。）を蒸着した膜を形成した。この蒸着膜は電子輸送層１０として機能する。
【００７６】
次に、電子輸送層１０の上に、バッファ層１１としてＭｇとＡｇとの混合膜を形成した。この場合、２元同時真空蒸着法を用いてＭｇ及びＡｇの蒸着速度をそれぞれ０.１４ｎｍ／ｓ及び０.０１ｎｍ／ｓに設定し、膜厚１０ｎｍの膜を蒸着した。
【００７７】
次に、バッファ層１１上に、スパッタリング法により膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜を形成した。このＩＺＯ膜は上部電極１２として機能する。ＩＺＯ膜は非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）＝０.８３を満たすものを用いる。成膜条件は、Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として、真空度０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜の透過率は６５％であった。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【００７８】
次に、第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径０.２μｍの酸化チタンであった。第一の光取出し層１５の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。バインダはエポキシ樹脂、バインダに分散する粒子は、２μｍのチタン酸バリウムであった。第二の光取出し層１７の膜厚は１０μｍであった。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【００７９】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、高露点を保った封止室で密着させた。光取出し基板１８のエッジ部分に、周知のシールディスペンサ装置を用いて光硬化樹脂を描画した（図示省略）。封止室内で、光取出し基板１８と有機発光素子基板１３とを貼り合せて圧着させた。２つの基板の間に空気の隙間ができないよう、屈折率１.８の高屈折率樹脂層１４を充填した。次に、光取り出し基板１８の外側に、有機発光素子全体にＵＶ光が当たらないよう周知の遮光板を置き、光取出し基板１８側からＵＶ光を照射させて光硬化樹脂を硬化させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８０】
青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６と緑色発光層７の界面である。そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８）＝１８３ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、（式１）の左辺は１６３ｎｍ、右辺は２０８ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【００８１】
次に、緑色発光層７で発光する緑色発光の発光点は緑色発光層７の中間に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８）＝２０１ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、（式１）の左辺は１８１ｎｍ、右辺は２３０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【００８２】
最後に、赤色発光層８で発光した赤色光の発光点は緑色発光層７と赤色発光層８の界面である、そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８）＝２１９ｎｍとなる。λ0＝６１０ｎｍである事から、（式１）の左辺は２１２ｎｍ、右辺は２７０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。よって、青，緑，赤発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。
【００８３】
第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５がない場合、第二の基板１６内に入射される光は７０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件（（式１′））の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.４倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例２】
【００８４】
次に、実施例２に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例２に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板１８では、第一の光取出し層１５に分散する散乱微粒子の粒径と第二の光取出し層１７に分散する散乱微粒子の粒径が異なることを除いては、実施例１の光取出し基板１８と等しい構成である。第一の光取出し層１５に分散される酸化チタンの粒径は５０ｎｍであった。また、第二の光取出し層１７に分散されるチタン酸バリウムの粒径は１μｍであった。また、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件、プロセスも実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８５】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光が第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、７５％の光が第二の基板１６内に入射された。エバネセント光の第二の基板１６内への染み出し長は５０ｎｍ程度である。第一の光取出し層１５に分散された微粒子の平均粒径が５０ｎｍであるため、取出し効率が実施例１に比べて低下したと考えられる。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５３％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.７倍向上した。また、実施例１同様、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例３】
【００８６】
次に、実施例３に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例３に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径５０ｎｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１０μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８７】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、７５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。第二の光取出し層１７に分散された微粒子の平均粒径が１０μｍと大きくなったため、後方散乱が増加し、第二の基板１６から空気層への取出し光の割合が実施例１に比べて低下したと考えられる。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例４】
【００８８】
次に、実施例４に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例４に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径１μｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８９】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、６０％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、３.０倍向上した。各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例５】
【００９０】
次に、実施例５に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例５に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径５０ｎｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１０μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００９１】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【００９２】
〔比較例１〕
次に、比較例１として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例１に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、一部の有機層の膜厚を除いて、実施例１と同様である。具体的には、正孔輸送層４に用いたα−ＮＰＤ膜の膜厚を１６ｎｍ、電子阻止層５に用いたＴＡＰＣ膜の膜厚を１０ｎｍ、青色発光層６に用いたＣＢＰとFIrpic共蒸着膜の膜厚を９ｎｍ、緑色発光層７に用いたＣＢＰとＩｒ(ppy)3共蒸着膜の膜厚を１２ｎｍである。一方、光取出し基板１８の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径１.２μｍの酸化アルミニウムであった。第一の光取出し層１５の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。バインダはエポキシ樹脂、バインダに分散する粒子は、１２μｍの酸化アルミニウムであった。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件、プロセスも実施例１と同様である。
【００９３】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光の発光点は実施例１と同様である。そのため、青，緑，赤発光のＬ1は、それぞれ、１０７ｎｍ，１２３ｎｍ，１４５ｎｍとなった。そのため、全ての発光色のＬ1は、（式１′）の光学干渉条件を満足した。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.６であるため、第一の光取出し層１５と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５及び第二の基板１６内に入射される光は４５％であった。第一の光取出し層１５に分散された微粒子の平均粒径が１.２μｍであるため、エバネセント波となる臨界角より狭角側の光を散乱し、第二の基板１６への取出し効率が低下したと考えられる。また、第一の光取出し層１５の平均屈折率が低下したため、微粒子における散乱効果が低下し、取出し効率が低下したと考えられる。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、２３％の光が空気層に取り出された。第二の光取出し層１７に分散された微粒子の平均粒径が１２μｍと大きくなったため、後方散乱が増加し、第二の基板１６から空気層への取出し光の割合が実施例１に比べて低下したと考えられる。
【００９４】
〔比較例２〕
次に、比較例２として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例２に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径０.２μｍの酸化チタンであった。光取出し層の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。作製条件は比較例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件，プロセスも実施例１と同様である。
【００９５】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.８であり、散乱粒子の粒径が２００ｎｍであるため、第一の光取出し層１５により、反射されるエバネセント光が微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板内１６に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、４０％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.０倍程度向上した。
【００９６】
〔比較例３〕
次に、比較例３として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例３に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板１８の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径１.２μｍの酸化チタンであった。光取出し層の膜厚は５μｍであった。
次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。酸化アルミニウムの粒径２μｍをした以外は比較例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板と光取出し基板を密着させる条件，プロセスも実施例１と同様である。
【００９７】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.８であり、散乱粒子の粒径が２００ｎｍであるため、第一の光取出し層１５により、反射されるエバネセント光が微粒子により散乱され、６０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、４３％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.２倍程度向上した。
【実施例６】
【００９８】
次に、実施例６に係る有機発光装置を説明する。図４は、実施例６に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、第一の基板である基板１及び基板１上に有機発光素子が配置された有機発光素子基板１３を有する。有機発光素子は、陽極となる下部電極２及びＩＴＯ電極の上に、正孔輸送層４，電子阻止層５，青色発光層６，正孔阻止層９，電子輸送層１０からなる第一の発光ユニット２２，正孔輸送層４′，電子阻止層５′，緑色発光層７，赤色発光層８，正孔阻止層９′，電子輸送層１０′からなる第二の発光ユニット２３，正孔輸送層４″，電子阻止層５″，緑色発光層７′，赤色発光層８′，正孔阻止層９″，電子輸送層１０″からなる第三の発光ユニット２４，バッファ層１１、及び陰極となる上部電極１２を有する。第一の発光ユニット２２および第二の発光ユニット２３の間に電荷発生層２１が形成される。第二の発光ユニット２３および第三の発光ユニット２４の間に電荷発生層２１′が形成される。第二の基板１６であるガラス基板の両側に第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７が形成されることで光取出し基板１８となる。
有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂１４で密着されている。基板１上に、実施例１と同様の条件で、下部電極２とＩＴＯ電極を形成した。
【００９９】
次に、ＩＴＯ電極上に、膜厚６０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４、膜厚１０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５、膜厚４０ｎｍのｍＣＰとFIrpicの共蒸着膜からなる青色発光層６、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第一の発光ユニット２２が形成される。
【０１００】
次に、電子輸送層１０の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１として形成した。その上に、膜厚１００ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４′、膜厚２０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５′、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ、ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９′、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０′を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第二の発光ユニット層２３が形成される。
【０１０１】
次に、電子輸送層１０′の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１′として形成した。その上に、膜厚１２０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４″、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５″、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７′、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８′、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９″、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０″を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第三の発光ユニット層２４が形成される。
【０１０２】
次に、電子輸送層１０″の上に、ＭｇとＡｇの混合膜からなるバッファ層１１、膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜からなる上部電極１２を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【０１０３】
次に、第二の基板１６，第一の光取出し層１５，第二の光取出し層１７を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【０１０４】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、実施例１と同様の作製条件で密着させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【０１０５】
青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６の中間に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝１８６ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、（式１）の左辺は、ｍ＝１において、１６３ｎｍ、右辺は２０８ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
次に、第二の発光ユニット２３で発光する緑色発光と赤色発光の発光点は緑色発光層７と赤色発光層８の界面に位置する。そのため、緑色発光及び赤色発光の光学長Ｌ1＝５９２ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、４９８ｎｍ、右辺は６３５ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。また、赤色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、５３１ｎｍ、右辺は６７７ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【０１０６】
最後に、第三の発光ユニット２４で発光する緑色発光と赤色発光の発光点は緑色発光層７′と赤色発光層８′の界面に位置する。そのため、緑色発光及び赤色発光の光学長Ｌ1＝９９８ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、８３１ｎｍ、右辺は１０５９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。また、赤色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、９５７ｎｍ、右辺は１２１９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。よって、青，緑，赤色発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１６がない場合、第二の基板１６内に入射される光は５０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。本実施例により、一定輝度を得るために必要な電流を低減できた。
【実施例７】
【０１０７】
次に、実施例７に係る有機発光装置を説明する。図５は、実施例７に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、第一の基板である基板１及び基板１上に有機発光素子が配置された有機発光素子基板１３を有する。有機発光素子は、陽極となる下部電極２及びＩＴＯ電極の上に、正孔輸送層４，電子阻止層５，赤色発光層８，正孔阻止層９，電子輸送層１０からなる第一の発光ユニット２２，正孔輸送層４′，電子阻止層５′，緑色発光層７，正孔阻止層９′，電子輸送層１０′からなる第二の発光ユニット２３，正孔輸送層４″，電子阻止層５″，青色発光層６，正孔阻止層９″，電子輸送層１０″からなる第三の発光ユニット２４，バッファ層１１、及び陰極となる上部電極１２を有する。第一の発光ユニット２２および第二の発光ユニット２３の間に電荷発生層２１が形成される。第二の発光ユニット２３および第三の発光ユニット２４の間に電荷発生層２１′が形成される。第二の基板１６であるガラス基板の両側に第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７が形成されることにより光取出し基板１８となる。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂１４で密着されている。
【０１０８】
基板１上に、実施例１と同様の条件で、下部電極２とＩＴＯ電極を形成した。
【０１０９】
次に、ＩＴＯ電極上に、膜厚８０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４、膜厚１０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５、膜厚４０ｎｍのＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第一の発光ユニット２２が形成される。
【０１１０】
次に、電子輸送層１０の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１として形成した。その上に、膜厚８５ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４′、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５′、膜厚４０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９′、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０′を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第二の発光ユニット２３が形成される。
【０１１１】
次に、電子輸送層１０′の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１′として形成した。その上に、膜厚７５ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４″、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５″、膜厚４０ｎｍのｍＣＰとFIrpicの共蒸着膜からなる青色発光層６、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９″、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０″を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第三の発光ユニット２４が形成される。
【０１１２】
次に、電子輸送層１０″の上に、ＭｇとＡｇの混合膜からなるバッファ層１１、膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜からなる上部電極１２を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【０１１３】
次に、第二の基板１６，第一の光取出し層１５，第二の光取出し層１７を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【０１１４】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、実施例１と同様の作製条件で密着させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【０１１５】
第一の発光ユニット２２の赤色発光層８で発光する赤色発光の発光点は赤色発光層８と電子阻止層５の界面に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝２２０ｎｍとなる。λ0＝６１０ｎｍである事から、（式１）の左辺は、ｍ＝１において、２１２ｎｍ、右辺は２７０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。次に、第二の発光ユニット２３の緑色発光層７で発光する緑色発光の発光点は緑色発光層７と電子阻止層５′の界面に位置する。そのため、緑発光の光学長Ｌ1＝５６５ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、４９８ｎｍ、右辺は６３５ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。最後に、第三の発光ユニット２４の青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６と電子阻止層５″の界面に位置する。そのため、青発光の光学長Ｌ1＝８３６ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、青発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、７０６ｎｍ、右辺は８９９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【０１１６】
よって、青，緑，赤発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５がない場合、第二の基板１６内に入射される光は５０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。
これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。本実施例では有機層の積層数が少ないため、製造プロセスを簡素化できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 基板
２ 下部電極
３ 透明電極
４ 正孔輸送層
５ 電子阻止層
６ 青色発光層
７ 緑色発光層
８ 赤色発光層
９ 正孔阻止層
１０ 電子輸送層
１１ バッファ層
１２ 上部電極
１３ 有機発光素子基板
１４ 高屈折率樹脂層
１５ 第一の光取出し層
１６ 第二の基板
１７ 第二の光取出し層
１８ 光取出し基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置およびこれを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１には次のような技術が開示されている。作製プロセスが簡便であり、高い外部量子効率となる有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を提供することを目的とし、基板／透明電極／有機ＥＬ層／反射電極の構成において、該基板は、透明電極側に表面凹凸を有する高屈折率層を設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光取出し層を有する有機発光素子において、従来技術の光取出し層では外部量子効率の向上が難しい。本発明は、有機発光素子を用いた有機発光装置およびこれを用いた光源装置において、外部量子効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）有機発光素子基板および光取出し基板を有する有機発光装置であって、有機発光素子基板は、第一の基板，第一の電極，有機層および第二の電極を有し、第一の基板上に第一の電極が形成され、第一の電極上に有機層が形成され、有機層上に第二の電極が形成され、第二の電極上に光取出し基板が形成され、有機層には発光層が含まれ、光取出し基板は、第一の光取出し層，第二の基板および第二の光取出し層を有し、第二の基板の第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、第二の基板の第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。
【０００６】
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（２）上記（１）において、第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.１μｍ以上１μｍ以下であり、第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上５μｍ以下である有機発光装置。
（３）上記（１）において、有機発光素子基板および光取出し基板は高屈折率樹脂層で密着され、高屈折率樹脂層の屈折率は１.６以上であり、高屈折率樹脂層の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下である有機発光装置。
（４）上記（１）において、発光層は青色発光層であり、有機層および第二の電極の間に発光ユニットが形成され、発光ユニットは赤色発光層および緑色発光層を含み、発光ユニットおよび有機層の間に電荷発生層が形成され、赤色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ2、緑色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式２）および（式３）を満たす有機発光装置。
【０００７】
（式２）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は赤色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【０００８】
（式３）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（５）上記（１）において、発光層は赤色発光層であり、有機層上に第一の電荷発生層が形成され、第一の電荷発生層上に緑色発光層が形成され、緑色発光層上に第二の電荷発生層が形成され、第二の電荷発生層上に青色発光層が形成され、青色発光層上に第二の電極が形成され、緑色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ2、青色発光層の発光点と第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式４）および（式５）を満たす有機発光装置。
【０００９】
（式４）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【００１０】
（式５）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は青色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（６）上記（１）において、第一の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
（７）上記（１）において、第二の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウム，チタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、有機発光素子およびこれを用いた光源装置の外部量子効率を向上できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【図２】本発明の一実施例に係る光取出し基板の作製図。
【図３】本発明の一実施例に係る光取出し層の作製図。
【図４】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【図５】本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、有機発光素子基板１３および光取出し基板１８を有する。有機発光素子基板１３は、第一の基板１，下部電極２，有機層１００，上部電極１２を有する。有機層１００には、正孔輸送層４，電子阻止層５，発光層（青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８），正孔阻止層９，電子輸送層１０およびバッファ層１１などが含まれる。有機層１００を構成する各層は接していてもよく、別の層を介在させてもよい。光取出し基板１８は、第一の光取出し層１５，第二の基板１６および第二の光取出し層１７を有する。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂層１４で密着されている。図１における有機発光装置に駆動装置等が備えられることで光源装置となる。下部電極２または上部電極１２のどちらか一方の電極は反射機能を有する。ここでは、上部電極１２を発光光が透過する透明電極とし、下部電極２を反射電極とする。
【００１５】
有機発光装置は、例えば薄型照明装置，液晶表示装置の照明装置として期待されている。下部電極２と上部電極１２との間に電圧を印加することにより、下部電極２及び上部電極１２から注入された正孔と電子とが発光層で再結合して発光する。
【００１６】
＜反射電極＞
反射電極として、Ａｌ膜，インジウム，モリブデン，ニッケル等の金属、これらの合金，ポリシリコン，アモルファスシリコンの無機材料が挙げられる。また、上記の金属または合金の上に、錫酸化物，酸化インジウム，インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ），インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜を形成した積層膜が挙げられる。
【００１７】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層４は、正孔を輸送し、発光層へ注入するものである。そのため、正孔輸送層４は正孔移動度が高い正孔輸送性材料からなることが望ましい。また、正孔輸送層４として、化学的に安定で、イオン化ポテンシャルが小さく、電子親和力が小さく、ガラス転移温度が高いことが望ましい。正孔輸送層としては、例えば、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１′−ビフェニル］−４，４′ジアミン（ＴＰＤ）、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾール）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（２−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｏ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｐ−ＭＴＤＡＢ）、４，４′，４″−トリス［１−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［２−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［ビフェニル−４−イル−（３−メチルフェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［９，９−ジメチルフルオレン−２−イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ＴＦＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾイル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス｛４−［メチルフェニル（フェニル）アミノ］フェニル｝ベンゼン（ＭＴＤＡＰＢ）、Ｎ，Ｎ′−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン（ｐ−ＢＰＤ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルフルオレン−２，７−ジアミン（ＰＦＦＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラキス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−［１，１−ビフェニル］−４，４′−ジアミン（ＦＦＤ）、（ＮＤＡ）ＰＰ、４−４′−ビス［Ｎ，Ｎ′−（３−トリル）アミノ］−３−３′−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）等が望ましく、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
必要に応じて、下部電極２と正孔輸送層４との間には正孔注入層を配置してもよい。下部電極２と正孔輸送層４との注入障壁を下げるため、正孔注入層は適当なイオン化ポテンシャルを有する材料により形成されることが望ましい。また、正孔注入層は下地層の表面の凹凸を埋める役割を果たすことが望ましい。正孔注入層としては、例えば、銅フタロシアニン，スターバーストアミン化合物，ポリアニリン，ポリチオフェン，酸化バナジウム，酸化モリブテン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム等が挙げられる。
【００１９】
また、正孔輸送性材料に酸化剤を含有してもよい。これにより、下部電極２と正孔輸送層４との障壁を低下させる、または、電気伝導度を向上させることができる。酸化剤としては、例えば、塩化第II鉄，塩化アンモニウム，塩化ガリウム，塩化インジウム，五塩化アンチモン等のルイス酸化合物，トリニトロフルオレン等の電子受容性化合物、正孔注入材料として挙げられる酸化バナジウム，酸化モリブテン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム，酸化タングステンなどを用いることができ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
＜電子阻止層＞
電子阻止層５は、発光層を伝搬した電子を発光層内に閉じ込める役割を有する。そのため、発光層を構成する有機材料に比べて、電子親和力が小さい事が望ましい。また、正孔輸送層４から注入された正孔を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。以上より、電子阻止層５は正孔移動度が高く、電子親和力が小さい正孔輸送性材料からなることが望ましい。例えば、ジ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジオチル−アミノ）−フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、２，２′，７，７′−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９，９−スピロビフルオレン（ｓｐ−ＴＡＤ）、トリス（フェニルピラゾール）イリジウム（Ｉｒ(ppz)3）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
＜発光層＞
青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８は、発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合と、ホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合がある。発光スペクトルの中心波長が４３０〜４９０ｎｍの範囲にあるものを青色発光、５００〜５５０ｎｍの範囲にあるものを緑色発光、５８０〜６５０ｎｍの範囲にあるものを赤色発光と定義する。
【００２２】
ホスト材料としては、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ），骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体（２ＰＳＰ），トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体（ＥＭ２），フェナンスレン基を有するペリノン誘導体（Ｐ１），トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体（ＢＭＡ−３Ｔ），ペリレン誘導体（ｔＢｕ−ＰＴＣ），トリス（８−キノリノール）アルミニウム，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，カルバゾール誘導体，フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
発光層に含まれるドーパント材料としては、例えば、キナクリドン，クマリン６，ナイルレッド，ルブレン，４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤCM），ジカルバゾール誘導体，ポルフィリン白金錯体（ＰｔＯＥＰ），イリジウム錯体（Ｉｒ(ppy)3）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
＜正孔阻止層＞
正孔阻止層９は、発光層を伝搬した正孔を発光層内に閉じ込める役割を有する。そのため、発光層を構成する有機材料に比べて、イオン化ポテンシャルが大きい事が望ましい。
また、後述する電子輸送層１０から注入された電子を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。以上より、正孔阻止層９は電子移動度が高く、イオン化ポテンシャルが大きい電子輸送性材料からなることが望ましい。例えば、バソキュプロイン（ＢＣＰ），ビス（２−メチル−８−キノリネート）−４−（フェニルフェノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ），トリス（２，４，６−トリメチル−３−（ピリジン−３−イル）フェニル）ボラン（３ＴＰＹＭＢ）等が挙げられ、これらを１種単独、または、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
＜電子輸送層＞
電子輸送層１０は、電子を輸送し、発光層へ注入する。そのため、電子輸送層１０は電子移動度が高い電子輸送性材料からなることが望ましい。電子輸送層１０としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，オキサジアゾール誘導体，シロール誘導体，亜鉛ベンゾチアゾール錯体等或いは上記正孔阻止層に用いた有機材料が望ましく、１種単独、または、２種以上を併用することもできる。
【００２６】
電子輸送層１０は、上記の電子輸送性材料に還元剤を含有して、バッファ層１１と電子輸送層１０との障壁を低くすること、または、電子輸送層１０の電気伝導度を向上させることが望ましい。還元剤としては、例えば、アルカリ金属，アルカリ土類金属，アルカリ金属酸化物，アルカリ土類酸化物，希土類酸化物，アルカリ金属ハロゲン化物，アルカリ土類ハロゲン化物，希土類ハロゲン化物，アルカリ金属，芳香族化合物等で形成される錯体が挙げられる。特に、好ましいアルカリ金属はＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋである。これらの材料に限られず、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。
【００２７】
また、電子注入層を、上部電極１２またはバッファ層１１と電子輸送層１０との間に挿入して、電子注入効率を向上させてもよい。電子注入層としては、例えば、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウム等が望ましい。これらの材料に限られず、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。
【００２８】
＜バッファ層＞
バッファ層１１は、透明電極を形成する際、下地層となる有機膜にダメージが入らないよう、下地層となる有機膜と透明電極との間に形成される層である。バッファ層１１は、無機系の材料で形成される。図１に示されたトップカソード構造のバッファ層１１の材料としては、マグネシウム，銀、等の金属材料が望ましい。また、これらの材料を１種単独、または、２種以上併用した合金状態にしてもよい。また、上部電極１２を陽極として用いるトップアノード構造のバッファ層１１の材料としては、酸化バナジウム，酸化モリブデン，酸化タングステン等が挙げられる。
【００２９】
＜透明電極＞
透明電極材料としては、透明性と高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物が挙げられる。電極のパターン形成は、一般的にはガラス等の基板上にホトリソグラフィーなどを用いて行うことができる。
【００３０】
＜高屈折率樹脂層＞
高屈折率樹脂層１４は、上述の下部電極２から上部電極１２まで形成された有機発光素子基板１３と後述する光取出し基板１８とを密着させて貼り付ける機能を有する。青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８で発光した光は、高屈折率樹脂層１４を経て光取出し基板１８に入射される。青色発光層６，緑色発光層７，赤色発光層８の屈折率は１.８前後である。そのため、高屈折率樹脂層１４の屈折率を高くして、上部電極１２と高屈折率樹脂層１４との界面での全反射光を低減し、光取出し基板１８への入射光量を増大させることが望ましい。
【００３１】
高屈折率樹脂層１４の屈折率は、１.６以上である事が望ましい。また、高屈折率樹脂層１４は透明性を有するため、高屈折率樹脂層１４の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下が望ましい。高屈折率樹脂層１４の膜厚が５μｍより小さいと、有機発光素子の光干渉設計に影響を与えてしまうためである。また、高屈折率樹脂層１４の膜厚が２００μｍより大きいと、引っ張ったときに破断しやすいためである。
【００３２】
高屈折率樹脂層１４は、バインダに無機樹脂が分散された構成となっている。以下、構成材料について説明する。
【００３３】
［バインダ］
高屈折率樹脂層１４の構成要素であるバインダには、アクリル系，シリコーン系などの粘着性、タックを有する樹脂が利用できる。具体的には、２−エチルヘキシルアクリレート，ブチルアクリレート，２−メトキシエチルアクリレート，酢酸ビニル，アクリロニトリル，スチレン，メチルメタクリレート，エチルアクリレート，メチルアクリレート等のモノマーを単独で重合あるいは数種を共重合させた樹脂，付加反応型シリコーン，過酸化物シリコーンやエポキシ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合あるいは共重合して用いてもよい。また、バインダに粘着性がある方が望ましい。
【００３４】
また、無機粒子のバインダ中への含有量が多い場合、すなわち、無機粒子の体積率が３０vol％以上である場合、表面に露出した無機粒子が高屈折率樹脂層の粘着力に寄与する割合が高い。そのため、無機粒子の体積含有率が高い場合には、バインダに非粘着性のゴム系や炭化水素系，シリコーン系などの各種樹脂を利用することもできる。具体的には、イソプレン，スチレンブタジエン，ポリイソブチレン，スチレンブタジエンスチレン，スチレンイソプレンスチレン，スチレンエチレンブチレンスチレン，スチレンエチレンプロピレンスチレン，ポリブタジエンや付加反応型シリコーン，過酸化物シリコーン，ポリプロピレン，ポリエチレン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合あるいは共重合して用いてもよい。無機粒子の体積率は５vol％以上５０vol％以下が望ましい。無機粒子の体積率とは、無機粒子およびバインダの合計量に対する無機粒子の体積率を言う。
【００３５】
［無機粒子］
高屈折率樹脂層１４の構成要素である無機粒子は使用する光の波長に対して吸収が少なく、バインダよりも屈折率が高いものであればよい。特に、使用する光の波長が可視光（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の場合、無機粒子として酸化チタン，酸化ジリコニウム，酸化スズ，チタン酸バリウムなどの高屈折率（屈折率１.６以上２.６以下）で、可視光域で透明性の高い金属酸化物が好ましい。また、無機粒子のサイズを光の波長よりも小さくすることで高屈折率樹脂層１４中の散乱を抑えられる。可視光の利用を想定した場合、１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下の平均粒子径を有する無機粒子を利用することで、無機粒子とバインダとの屈折率差による散乱を低減できる。一方、粒径が微細になりすぎると、金属酸化物の結晶構造が非晶質になるため、金属酸化物の屈折率がバルクの屈折率よりも低くなり、屈折率上昇の効果が落ちる。そのため、無機粒子の平均粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましい。ここでいう平均粒子径とは、動的散乱法により求められたものである。高屈折率樹脂層１４およびバインダの屈折率はプリズムカプラ法によって計測される。「粘着性」は、２枚のガラス基板を、粘着性を計測する対象物を介して張り合わせ、ガラス基板を接着面に対して垂直に引っ張り、ガラスが離れた際の力の単位面積当たりの力によって求められる。
【００３６】
高屈折率樹脂層１４への無機粒混入量を増やすと、バインダの割合が減るため、粘着性が低下する。そのため、無機粒子の全体或いは一部を覆う高分子を有する事が望ましい。
【００３７】
［高分子］
無機粒子の全体或いは一部を覆う高分子は結合部位Ｘと置換基Ｙとを持ち、高分子の側鎖である結合部位Ｘを介して無機粒子と化学結合している。例えば、次のようにして作製する。
【００３８】
まず、結合部位Ｘの一部である置換基Ｘ′を持つシランカップリング剤と無機粒子とを結合させ、無機粒子表面にシランカップリング剤を付着させる。このとき、置換基Ｘ′が無機粒子とは直接反応せず、無機粒子を覆ったシランカップリング剤の最表面側（無機粒子と接しない側）に来るようにシランカップリング剤を無機粒子の表面に付着させる。次に、置換基Ｙを持つ高分子と置換基Ｘ′が化学結合し、結合部位Ｘを構成する。ここで、置換基Ｙの数が置換基Ｘ′の数より多い場合、結合部位Ｘを形成後も置換基Ｙが残る。無機粒子をエチレングリコールなどの分散溶媒に分散させて、シランカップリング剤と無機粒子とを結合させてもよい。分散溶媒として、グリセリンや水などが挙げられる。分散溶媒がシランカップリング剤を溶解し、無機粒子の表面にシランカップリング剤がなじみやすくなる。無機粒子をエチレングリコールなどの分散溶媒に分散させた場合、微小量の分散溶媒が残る場合がある。
【００３９】
シランカップリング剤としてはＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが考えられる。
【００４０】
例えば、置換基Ｘ′がアミノ基，イソシアネート基，ヒドロキシル基，カルボキシル基のいずれかであり、置換基Ｙがヒドロキシル基、またはカルボキシル基であった場合、結合部位Ｘはアミド結合（ＮＨＣＯ），エステル結合（ＯＣＯ），エーテル結合（Ｏ），ウレタン結合（ＮＨＣＯＯ）のいずれかとなる。なお、上記の結合部位Ｘを１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４１】
置換基Ｙは置換基Ｘ′と結合して結合部位Ｘを形成でき、かつ粘着性を発現するものが好ましく、親水性のヒドロキシル基やカルボキシル基，アミノ基，スルホ基が好適である。ここでいう「粘着性を発現する」とは、２枚のガラス基板を、高分子を介して張り合わせ、ガラス基板を接着面に対して垂直に引っ張り、ガラスが離れた際の力の単位面積当たりの力が０.００５ｇ重Ｎ／mm2以上の物をいう。なお、上記の置換基Ｙを１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４２】
高分子の数平均分子量は２００以上５００００以下が好ましく、２０００以上３００００以下にすることが好ましい。高分子の数平均分子量が小さすぎると、無機粒子の表面を高分子で十分に被覆できないため、バインダ中への分散性が低下する。一方、高分子の数平均分子量が大きすぎると、無機粒子に比べて高分子の体積が増大するため、無機粒子および高分子の結合物（粘着粒子）としての屈折率が低下する。数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフにより測定する。高分子としては、ポリアクリル酸，ポリビニルアルコール，ポリアスパラギン酸，ポリグルタミン酸，アルギン酸，ポリビニルスルホン酸，ポリスチレンスルホン酸，アミロースなどが挙げられる。上記の高分子を１種または２種以上を高分子に用いてもよい。
【００４３】
さらに、前述したように、高分子を無機粒子と結合させることから、重合反応によりモノマーをポリマーに変えるプロセスと比較して、決まった分子量の高分子を無機粒子につけることができ、作製プロセスが安定する。
【００４４】
＜光取出し基板＞
図２は、本発明の一実施例に係る光取出し基板の作製図である。第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７を有する光取出し基板１８を、高屈折率樹脂層１４を用いて、有機発光素子基板１３の上部電極１２と密着させる。第二の基板１６の上部電極１２が存在する側の表面に第一の光取出し層１５が形成され、第二の基板１６の上部電極１２が存在しない側の表面に第二の光取出し層１７が形成される。
【００４５】
有機層１００の屈折率は１.５以上１.９以下程度の範囲にあり、上部電極１２に用いる透明電極の屈折率は２.０程度、第二の基板１６の代表例であるガラス基板の屈折率が１.５程度である。第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７がない構成では、発光層で等方的に発光した光は、空気層へ出射されるまで、高屈折率樹脂層１４と第二の基板１６との界面、及び、第二の基板１６と空気層の界面において、広角側で全反射が起こる。
そのため、有機層１００内に閉じ込められる光と第二の基板１６の中に閉じ込められる光が存在し、空気層に取出される光の光取出し効率は２０％程度である。光取出し効率は、外部量子効率を内部量子効率で除した値として定義される。外部量子効率とは、有機層１００に注入された電子或いは正孔数に対する、空気層に取出された光子数で定義される。
また、内部量子効率は、有機層１００内部での発光効率として定義される。
【００４６】
第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率は、第二の基板１６の屈折率以上であることが望ましい。具体的には、第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率を１.５以上１.８以下とすることが望ましい。第一の光取出し層１５に入射する光量を増やすために、第一の光取出し層１５に含まれるバインダの屈折率を１.７以上１.８以下とすることが望ましい。第二の光取出し層１７に含まれるバインダの屈折率は、第二の基板１６の屈折率以上であることが望ましい。具体的には、第二の光取出し層１７に含まれるバインダの屈折率を１.５以上１.８以下とすることが望ましい。本発明における屈折率は、エリプソメトリ法，分光反射率・透過率測定法を用いて求められる。光取出し層に含まれる微粒子の屈折率が十分に高ければ、光取出し層に含まれるバインダの屈折率を１.５以下としてもよい。
【００４７】
図３は、本発明の一実施例に係る光取出し層の作製図である。始めに、粒子の溶剤への分散性を高め、塗布後の粒子同士の凝集を抑制するため、粒子表面をシランカップリング剤で化学修飾する、または、粒子に分散剤を添加する。この粒子をバインダ材料とともに有機溶剤に分散する。こうして第一の光取出し層１５または第二の光取出し層１７の形成塗料を調製する。図３のように、この塗料を第二の基板１６に塗布し、バインダ材料を硬化させ、光取出し層を形成する。この方法で用いる材料について下記する。
【００４８】
（Ａ）粒子の種類
光取出し層を形成する粒子の屈折率はバインダ材料より高い必要がある。具体的には、屈折率が２.０以上のものを選択する。また照明の場合は、発せられる光が着色しないよう可視領域で白又は淡色のものが望ましい。具体的には酸化チタン（屈折率：２.５〜２.７），酸化ジルコニウム（屈折率：２.４），チタン酸バリウム（屈折率：２.４），チタン酸ストロンチウム（屈折率：２.３７），酸化ビスマス（屈折率：２.４５）等が挙げられる。これらの材料を１種単独、または、２種以上併用してもよい。また、信号機（緑色，黄色，赤色）や警告灯（赤色）のように所望の発光色が有色の場合は、その色と類似の色の粒子を使用できる。青色を発光させる場合は酸化銅（屈折率：２.７１）等の青色粒子を、赤色を発光させる場合は酸化第二鉄（屈折率：３.０１）等の赤色粒子を、黄色を発光させる場合は酸化カドミウム（屈折率：２.４９）等の黄色粒子を使用できる。
【００４９】
また、粒子は変性しにくい無機物の酸化物が好適である。更に、バインダ材料がシリカゾルの場合は酸化物と結合性が高いので好適である。
【００５０】
（Ｂ）粒子のサイズ
高屈折率樹脂層１４と第一の光取出し層１５との界面で全反射角より広角に入射した光は、同界面上にエバネセント波として局在する。第一の光取出し層１５の粒子は、臨界角より広角側のエバネセント波を散乱させる粒径が望ましい。具体的には、粒子の平均粒子径は、０.０５μｍ以上２μｍ以下が好適である。更に、波長と同サイズの０.１μｍ以上１μｍ以下が好適である。
【００５１】
一方、第二の基板１６から第二の光取出し層１７に入射された光は第二の光取出し層１７の微粒子によって散乱され、空気層に取り出させる。同粒子の平均粒子径は、１μｍ以上１０μｍ以下が好適である。更に、同粒径は１μｍ以上５μｍ以下が更に好適である。
ここでいう平均粒子径とは、動的散乱法により求められたものである。
【００５２】
（Ｃ）粒子の比重
これら屈折率の大きな粒子は一般に比重も大きい。例えば、酸化ジルコニウムの比重は６.１、酸化チタンの比重は４.１以上４.２以下、チタン酸バリウムの比重は６.１もある。そのため、粒子の表面をシランカップリング剤で化学修飾することにより溶剤中での分散性を高める。但し、粒径が１μｍ程度以上の粒子では、体積に対する表面積が大きくなるので、表面に化学修飾をしなくてもよい場合がある。
【００５３】
（Ｄ）粒子表面の化学修飾
まず、有機溶剤にシランカップリング剤を添加し、これに粒子を加え、数時間攪拌する。溶剤をエバポレータで揮発させた後、粒子を１２０℃で３０分間加熱する。これにより、シランカップリング剤がケイ素−酸素結合を介して粒子表面に結合する。
【００５４】
なお、用いるシランカップリング剤の添加量が多すぎると、基板に塗布後、粒子が凝集しやすくなる。そこで、粒子の表面積をあらかじめＢＥＴ法等で測定しておき、この面積を被覆するのに必要最小限のシランカップリング剤の量を用いることで、粒子の凝集を抑制できる。
【００５５】
シランカップリング剤として、ケイ素原子にアルコキシシラン基が２，３個結合しているもの、クロル基が２，３個結合しているなどが挙げられる。アルコキシシラン基，クロル基以外のケイ素の置換基としては以下の構造のものが粒子の分散に好適である。
【００５６】
〔化合物群Ａ〕
−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣＨ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ3Ｈ7，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ4Ｈ9，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ5Ｈ11，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ6Ｈ13，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ7Ｈ15，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯＣ8Ｈ15
これらは、予め粒子表面に−(ＣＨ2)3ＮＨ2基を有するシランカップリング剤を結合させておいて、その後、対応するカルボン酸をアミノ基と反応させることにより作製する。
【００５７】
〔化合物群Ｂ〕
−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2ＣＨ2ＣＨ3，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ3Ｈ7，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ4Ｈ9，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ5Ｈ11，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ6Ｈ13，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ7Ｈ15，−(ＣＨ2)3ＮＨＣＯ2Ｃ8Ｈ15
これらは、予め粒子表面に−(ＣＨ2)3ＮＣＯ基を有するシランカップリング剤を結合させておいて、その後、対応するアルコールをイソシアネート基と反応させることにより作製する。
【００５８】
そのほか、イソシアネート基，ビニル基，３−グリシドキシプロピル基，３−クロルプロピル基などを有するシランカップリング剤が粒子の分散に好適である。
【００５９】
炭化水素系の置換基、例えば−Ｃ6Ｈ13，−Ｃ8Ｈ15，−Ｃ10Ｈ21、または芳香環の置換基、例えば−Ｃ6Ｈ5，−Ｃ10Ｈ7等は、溶剤に対する分散性を改善できる。しかし、上記した置換基は膜にした場合の分散性が芳しくなく、粒子の凝集を作りやすい。置換基内にアミド結合等、ヘテロ原子を有する結合部位を有するシランカップリング剤を用いることで、膜にした場合の分散が良好になる傾向がある。
【００６０】
（Ｅ）バインダ材料
粒子が無機物であるため、バインダ材料として無機物との密着性が高いエポキシ樹脂が好適である。これ以外の有機物ではアクリル樹脂，ポリカーボネート樹脂，シクロオレフィン系樹脂等の透明性が高く、好適である。
【００６１】
発光層で発光した光は、以下の複数の光路により光学干渉が起こる。有機発光素子から空気層へ出射される。一つ目の光路は、発光層→上部電極１２→第一の光取出し層１５→第二の基板１６→第二の光取出し層１７→空気層、二つ目の光路は、発光層→下部電極２での反射→上部電極１２→空気層、である。これらの光路を経た光及び上記光路で更に多重反射された光により、光学干渉が起こる。そのため、有機発光素子を構成する層は、最適な光干渉条件を満たす必要がある。
【００６２】
従来の技術では、有機発光素子を構成する有機層および透明電極からなる全光学長が発光中心波長の半分の整数倍、または全光学長に発光中心波長の四分の一を足した値が発光中心波長の半分の整数倍であることを規定している。ここで、光学長は、有機層または透明電極を構成する材料の屈折率と膜厚とを乗じた値で定義される。
【００６３】
始めに、発光層の発光点を定義する。発光点とは、発光層断面方向における、正孔と電子の再結合が一番多くなる位置である。発光層の正孔移動度と電子移動度の比が、０.２から５の値では発光点は発光層の中心となる。また、同移動度の比が０.２未満の場合は、発光点は発光層と陰極側に位置する隣接有機層の界面となる。また、同移動度の比が５より大きい場合は、発光点は発光層と陽極側に位置する隣接有機層の界面となる。同発光点と下部電極２の間の光学長をｄ１とする。
【００６４】
本発明に用いた第一の光取出し層１５と第二の光取出し層１７を用いた光取出し層では、上記光学長Ｌ1を（式１）の条件にする事が望ましい。これは、後述するが、第一の光取出し層がない場合の厚膜モードの光量を最大にする光学条件である。下記の（式１′）は従来の干渉条件である。
【００６５】
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
ここで、λ0は発光スペクトルが最大となる中心波長である。
【００６６】
（式１′）
Ｌ1＝（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４
（λ0は発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
以下に具体的な実施例を示して、本発明の内容をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００６７】
実施例１に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例１に係る有機発光装置である。
【００６８】
第一の基板１上に、厚さ１５０ｎｍのＡｌ膜からなる下部電極２と厚さ３０ｎｍのＩＴＯ膜からなるＩＴＯ電極を形成した。
【００６９】
次に、ＩＴＯ電極上に、真空蒸着法により膜厚５９ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（以下、α−ＮＰＤとする。）の蒸着膜を形成した。この蒸着膜は正孔輸送層４として機能する。
【００７０】
次に、正孔輸送層４上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＴＡＰＣ膜を形成した。このＴＡＰＣ膜は電子阻止層５として機能する。
【００７１】
次に、電子阻止層５上に、膜厚４０ｎｍのＮ，Ｎ′−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン（ｍＣＰ）及びビス−［２−（４′，６′−ジフルオロフェニル）ピリジネイト−Ｎ，Ｃ2′］イリジウム（III）ピコリネイト（FIrpic）の共蒸着膜を形成した。このＣＢＰ，FIrpicの蒸着速度は、それぞれ、０.２ｎｍ／sec，０.０１４ｎｍ／secとした。この共蒸着膜は青色発光層６として機能する。青色発光層６からの発光光の発光スペクトルは中心波長が４５０ｎｍであった。
【００７２】
次に、青色発光層６の上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＣＢＰ及びイリジム錯体（以下、Ｉｒ(ppy)3とする。）を共蒸着した膜を形成した。このＣＢＰ及びＩｒ(ppy)3の蒸着速度は、それぞれ０.２０ｎｍ／sec及び０.０２ｎｍ／secとした。Ｉｒ(ppy)3が発光色を決定するドーパントとして機能する。ＣＢＰおよびＩｒ(ppy)3との共蒸着膜は、中心波長５２０ｎｍの緑色の光を発する緑色発光層７として機能する。
【００７３】
次に、緑色発光層７の上に、真空蒸着法により、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ及びビス（２−（２′−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネイト−Ｎ，Ｃ3′）イリジウム（アセチル−アセトネイト）（ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)）を共蒸着した膜を形成した。ＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)の蒸着速度は、それぞれ、０.２ｎｍ／sec，０.０１４ｎｍ／secとした。
この共蒸着膜は赤色発光層８として機能する。赤色発光層８の発光スペクトルの中心波長は６１０ｎｍであった。
【００７４】
次に、赤色発光層８の上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのBphenを蒸着した膜を形成した。この蒸着膜は正孔阻止層９として機能する。
【００７５】
次に、正孔阻止層９上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3とする。）を蒸着した膜を形成した。この蒸着膜は電子輸送層１０として機能する。
【００７６】
次に、電子輸送層１０の上に、バッファ層１１としてＭｇとＡｇとの混合膜を形成した。この場合、２元同時真空蒸着法を用いてＭｇ及びＡｇの蒸着速度をそれぞれ０.１４ｎｍ／ｓ及び０.０１ｎｍ／ｓに設定し、膜厚１０ｎｍの膜を蒸着した。
【００７７】
次に、バッファ層１１上に、スパッタリング法により膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜を形成した。このＩＺＯ膜は上部電極１２として機能する。ＩＺＯ膜は非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）＝０.８３を満たすものを用いる。成膜条件は、Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として、真空度０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜の透過率は６５％であった。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【００７８】
次に、第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径０.２μｍの酸化チタンであった。第一の光取出し層１５の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。バインダはエポキシ樹脂、バインダに分散する粒子は、２μｍのチタン酸バリウムであった。第二の光取出し層１７の膜厚は１０μｍであった。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【００７９】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、高露点を保った封止室で密着させた。光取出し基板１８のエッジ部分に、周知のシールディスペンサ装置を用いて光硬化樹脂を描画した（図示省略）。封止室内で、光取出し基板１８と有機発光素子基板１３とを貼り合せて圧着させた。２つの基板の間に空気の隙間ができないよう、屈折率１.８の高屈折率樹脂層１４を充填した。次に、光取り出し基板１８の外側に、有機発光素子全体にＵＶ光が当たらないよう周知の遮光板を置き、光取出し基板１８側からＵＶ光を照射させて光硬化樹脂を硬化させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８０】
青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６と緑色発光層７の界面である。そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８）＝１８３ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、（式１）の左辺は１６３ｎｍ、右辺は２０８ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【００８１】
次に、緑色発光層７で発光する緑色発光の発光点は緑色発光層７の中間に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８）＝２０１ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、（式１）の左辺は１８１ｎｍ、右辺は２３０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【００８２】
最後に、赤色発光層８で発光した赤色光の発光点は緑色発光層７と赤色発光層８の界面である、そのため、光学長Ｌ1＝（２０ｎｍ×２.０＋５０ｎｍ×１.８＋１０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８＋２０ｎｍ×１.８）＝２１９ｎｍとなる。λ0＝６１０ｎｍである事から、（式１）の左辺は２１２ｎｍ、右辺は２７０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。よって、青，緑，赤発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。
【００８３】
第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５がない場合、第二の基板１６内に入射される光は７０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件（（式１′））の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.４倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例２】
【００８４】
次に、実施例２に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例２に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板１８では、第一の光取出し層１５に分散する散乱微粒子の粒径と第二の光取出し層１７に分散する散乱微粒子の粒径が異なることを除いては、実施例１の光取出し基板１８と等しい構成である。第一の光取出し層１５に分散される酸化チタンの粒径は５０ｎｍであった。また、第二の光取出し層１７に分散されるチタン酸バリウムの粒径は１μｍであった。また、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件、プロセスも実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８５】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光が第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、７５％の光が第二の基板１６内に入射された。エバネセント光の第二の基板１６内への染み出し長は５０ｎｍ程度である。第一の光取出し層１５に分散された微粒子の平均粒径が５０ｎｍであるため、取出し効率が実施例１に比べて低下したと考えられる。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５３％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.７倍向上した。また、実施例１同様、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例３】
【００８６】
次に、実施例３に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例３に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径５０ｎｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１０μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８７】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、７５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。第二の光取出し層１７に分散された微粒子の平均粒径が１０μｍと大きくなったため、後方散乱が増加し、第二の基板１６から空気層への取出し光の割合が実施例１に比べて低下したと考えられる。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例４】
【００８８】
次に、実施例４に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例４に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径１μｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００８９】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、６０％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、３.０倍向上した。各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【実施例５】
【００９０】
次に、実施例５に係る有機発光装置を説明する。図１は、実施例５に係る有機発光装置である。第一の光取出し層１５には粒径５０ｎｍの酸化チタン、第二の光取出し層１７には粒径１０μｍのチタン酸バリウムを分散させた以外の層構成及びプロセスは、実施例１と同様である。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【００９１】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８５％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。
【００９２】
〔比較例１〕
次に、比較例１として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例１に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、一部の有機層の膜厚を除いて、実施例１と同様である。具体的には、正孔輸送層４に用いたα−ＮＰＤ膜の膜厚を１６ｎｍ、電子阻止層５に用いたＴＡＰＣ膜の膜厚を１０ｎｍ、青色発光層６に用いたＣＢＰとFIrpic共蒸着膜の膜厚を９ｎｍ、緑色発光層７に用いたＣＢＰとＩｒ(ppy)3共蒸着膜の膜厚を１２ｎｍである。一方、光取出し基板１８の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径１.２μｍの酸化アルミニウムであった。第一の光取出し層１５の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。バインダはエポキシ樹脂、バインダに分散する粒子は、１２μｍの酸化アルミニウムであった。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件、プロセスも実施例１と同様である。
【００９３】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光の発光点は実施例１と同様である。そのため、青，緑，赤発光のＬ1は、それぞれ、１０７ｎｍ，１２３ｎｍ，１４５ｎｍとなった。そのため、全ての発光色のＬ1は、（式１′）の光学干渉条件を満足した。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.６であるため、第一の光取出し層１５と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５及び第二の基板１６内に入射される光は４５％であった。第一の光取出し層１５に分散された微粒子の平均粒径が１.２μｍであるため、エバネセント波となる臨界角より狭角側の光を散乱し、第二の基板１６への取出し効率が低下したと考えられる。また、第一の光取出し層１５の平均屈折率が低下したため、微粒子における散乱効果が低下し、取出し効率が低下したと考えられる。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、２３％の光が空気層に取り出された。第二の光取出し層１７に分散された微粒子の平均粒径が１２μｍと大きくなったため、後方散乱が増加し、第二の基板１６から空気層への取出し光の割合が実施例１に比べて低下したと考えられる。
【００９４】
〔比較例２〕
次に、比較例２として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例２に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径０.２μｍの酸化チタンであった。光取出し層の膜厚は５μｍであった。次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。作製条件は比較例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を密着させる条件，プロセスも実施例１と同様である。
【００９５】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.８であり、散乱粒子の粒径が２００ｎｍであるため、第一の光取出し層１５により、反射されるエバネセント光が微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板内１６に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、４０％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.０倍程度向上した。
【００９６】
〔比較例３〕
次に、比較例３として作製した有機発光装置を説明する。図１は、比較例３に係る有機発光装置である。有機発光素子の層構成、及び作製条件は、実施例１と同様である。一方、光取出し基板１８の作製は以下の通りである。第二の基板１６であるガラス基板の上に第一の光取出し層１５を形成した。バインダはエポキシ樹脂である。バインダに分散する粒子は平均粒径１.２μｍの酸化チタンであった。光取出し層の膜厚は５μｍであった。
次に、第一の光取出し層１５を形成した反対の面の上に第二の光取出し層１７を形成した。酸化アルミニウムの粒径２μｍをした以外は比較例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。有機発光素子基板と光取出し基板を密着させる条件，プロセスも実施例１と同様である。
【００９７】
青色発光層６，緑色発光層７、及び赤色発光層８で発光する青，緑，赤発光とも、実施例１同様、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第一の光取出し層１５の平均屈折率が１.８であり、散乱粒子の粒径が２００ｎｍであるため、第一の光取出し層１５により、反射されるエバネセント光が微粒子により散乱され、６０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に伝搬し、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、４３％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.２倍程度向上した。
【実施例６】
【００９８】
次に、実施例６に係る有機発光装置を説明する。図４は、実施例６に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、第一の基板である基板１及び基板１上に有機発光素子が配置された有機発光素子基板１３を有する。有機発光素子は、陽極となる下部電極２及びＩＴＯ電極の上に、正孔輸送層４，電子阻止層５，青色発光層６，正孔阻止層９，電子輸送層１０からなる第一の発光ユニット２２，正孔輸送層４′，電子阻止層５′，緑色発光層７，赤色発光層８，正孔阻止層９′，電子輸送層１０′からなる第二の発光ユニット２３，正孔輸送層４″，電子阻止層５″，緑色発光層７′，赤色発光層８′，正孔阻止層９″，電子輸送層１０″からなる第三の発光ユニット２４，バッファ層１１、及び陰極となる上部電極１２を有する。第一の発光ユニット２２および第二の発光ユニット２３の間に電荷発生層２１が形成される。第二の発光ユニット２３および第三の発光ユニット２４の間に電荷発生層２１′が形成される。第二の基板１６であるガラス基板の両側に第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７が形成されることで光取出し基板１８となる。
有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂１４で密着されている。基板１上に、実施例１と同様の条件で、下部電極２とＩＴＯ電極を形成した。
【００９９】
次に、ＩＴＯ電極上に、膜厚６０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４、膜厚１０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５、膜厚４０ｎｍのｍＣＰとFIrpicの共蒸着膜からなる青色発光層６、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第一の発光ユニット２２が形成される。
【０１００】
次に、電子輸送層１０の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１として形成した。その上に、膜厚１００ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４′、膜厚２０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５′、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ、ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９′、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０′を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第二の発光ユニット層２３が形成される。
【０１０１】
次に、電子輸送層１０′の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１′として形成した。その上に、膜厚１２０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４″、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５″、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７′、膜厚２０ｎｍのＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８′、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９″、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０″を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第三の発光ユニット層２４が形成される。
【０１０２】
次に、電子輸送層１０″の上に、ＭｇとＡｇの混合膜からなるバッファ層１１、膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜からなる上部電極１２を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【０１０３】
次に、第二の基板１６，第一の光取出し層１５，第二の光取出し層１７を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【０１０４】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、実施例１と同様の作製条件で密着させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【０１０５】
青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６の中間に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝１８６ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、（式１）の左辺は、ｍ＝１において、１６３ｎｍ、右辺は２０８ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
次に、第二の発光ユニット２３で発光する緑色発光と赤色発光の発光点は緑色発光層７と赤色発光層８の界面に位置する。そのため、緑色発光及び赤色発光の光学長Ｌ1＝５９２ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、４９８ｎｍ、右辺は６３５ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。また、赤色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、５３１ｎｍ、右辺は６７７ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【０１０６】
最後に、第三の発光ユニット２４で発光する緑色発光と赤色発光の発光点は緑色発光層７′と赤色発光層８′の界面に位置する。そのため、緑色発光及び赤色発光の光学長Ｌ1＝９９８ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、８３１ｎｍ、右辺は１０５９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。また、赤色発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、９５７ｎｍ、右辺は１２１９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。よって、青，緑，赤色発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１６がない場合、第二の基板１６内に入射される光は５０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。本実施例により、一定輝度を得るために必要な電流を低減できた。
【実施例７】
【０１０７】
次に、実施例７に係る有機発光装置を説明する。図５は、実施例７に係る有機発光装置の断面図である。有機発光装置は、第一の基板である基板１及び基板１上に有機発光素子が配置された有機発光素子基板１３を有する。有機発光素子は、陽極となる下部電極２及びＩＴＯ電極の上に、正孔輸送層４，電子阻止層５，赤色発光層８，正孔阻止層９，電子輸送層１０からなる第一の発光ユニット２２，正孔輸送層４′，電子阻止層５′，緑色発光層７，正孔阻止層９′，電子輸送層１０′からなる第二の発光ユニット２３，正孔輸送層４″，電子阻止層５″，青色発光層６，正孔阻止層９″，電子輸送層１０″からなる第三の発光ユニット２４，バッファ層１１、及び陰極となる上部電極１２を有する。第一の発光ユニット２２および第二の発光ユニット２３の間に電荷発生層２１が形成される。第二の発光ユニット２３および第三の発光ユニット２４の間に電荷発生層２１′が形成される。第二の基板１６であるガラス基板の両側に第一の光取出し層１５及び第二の光取出し層１７が形成されることにより光取出し基板１８となる。有機発光素子基板１３と光取出し基板１８は高屈折率樹脂１４で密着されている。
【０１０８】
基板１上に、実施例１と同様の条件で、下部電極２とＩＴＯ電極を形成した。
【０１０９】
次に、ＩＴＯ電極上に、膜厚８０ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４、膜厚１０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５、膜厚４０ｎｍのＣＢＰ，ｂｔｐ2Ｉｒ(acac)共蒸着膜からなる赤色発光層８、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第一の発光ユニット２２が形成される。
【０１１０】
次に、電子輸送層１０の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１として形成した。その上に、膜厚８５ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４′、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５′、膜厚４０ｎｍのＣＢＰ，Ｉｒ(ppy)3共蒸着膜からなる緑色発光層７、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９′、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０′を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第二の発光ユニット２３が形成される。
【０１１１】
次に、電子輸送層１０′の上に、蒸着法にて膜厚５ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯ3）蒸着膜を電荷発生層２１′として形成した。その上に、膜厚７５ｎｍのα−ＮＰＤ蒸着膜からなる正孔輸送層４″、膜厚４０ｎｍのＴＡＰＣ膜からなる電子阻止層５″、膜厚４０ｎｍのｍＣＰとFIrpicの共蒸着膜からなる青色発光層６、膜厚１０ｎｍのBphen蒸着膜からなる正孔阻止層９″、膜厚１０ｎｍのＡｌｑ3蒸着膜からなる電子輸送層１０″を形成した。各蒸着膜の作製条件は実施例１と同様である。これにより、第三の発光ユニット２４が形成される。
【０１１２】
次に、電子輸送層１０″の上に、ＭｇとＡｇの混合膜からなるバッファ層１１、膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜からなる上部電極１２を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、有機発光素子基板１３が形成される。
【０１１３】
次に、第二の基板１６，第一の光取出し層１５，第二の光取出し層１７を形成した。各層の作製条件は実施例１と同様である。これにより、光取出し基板１８が形成される。
【０１１４】
次に、有機発光素子基板１３と光取出し基板１８を、実施例１と同様の作製条件で密着させた。このようにして本実施例の有機発光装置が得られた。
【０１１５】
第一の発光ユニット２２の赤色発光層８で発光する赤色発光の発光点は赤色発光層８と電子阻止層５の界面に位置する。そのため、光学長Ｌ1＝２２０ｎｍとなる。λ0＝６１０ｎｍである事から、（式１）の左辺は、ｍ＝１において、２１２ｎｍ、右辺は２７０ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。次に、第二の発光ユニット２３の緑色発光層７で発光する緑色発光の発光点は緑色発光層７と電子阻止層５′の界面に位置する。そのため、緑発光の光学長Ｌ1＝５６５ｎｍとなる。λ0＝５２０ｎｍである事から、緑発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝２において、４９８ｎｍ、右辺は６３５ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。最後に、第三の発光ユニット２４の青色発光層６で発光する青色発光の発光点は青色発光層６と電子阻止層５″の界面に位置する。そのため、青発光の光学長Ｌ1＝８３６ｎｍとなる。λ0＝４５０ｎｍである事から、青発光に対する（式１）の左辺は、ｍ＝３において、７０６ｎｍ、右辺は８９９ｎｍであり、Ｌ1は（式１）を満たしている。
【０１１６】
よって、青，緑，赤発光とも、（式１）の光学干渉条件を満足した。それにより、高屈折率樹脂層１４内に入射される光は９２％となった。第二の基板１６と高屈折率樹脂層１４の屈折率差により、第一の光取出し層１５がない場合、第二の基板１６内に入射される光は５０％程度であった。しかし、第一の光取出し層１５を設けた構成では、全反射されるエバネセント光を第一の光取出し層１５内に分散された微粒子により散乱され、８０％の光が第二の基板１６内に入射された。第二の基板１６内に入射された光は、第二の光取出し層１７内に分散された微粒子により散乱され、５６％の光が空気層に取り出された。
これにより光取出し効率が、従来技術の干渉条件の層構成に光取出し層を設けた有機発光素子に比べて、２.８倍向上した。また、空気層に出射された光は光取出し層で散乱されて出射されることにより、各出射方向での発光スペクトルがほぼ等しくなり、発光スペクトルの視野角依存性が抑制された。本実施例では有機層の積層数が少ないため、製造プロセスを簡素化できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 基板
２ 下部電極
３ 透明電極
４ 正孔輸送層
５ 電子阻止層
６ 青色発光層
７ 緑色発光層
８ 赤色発光層
９ 正孔阻止層
１０ 電子輸送層
１１ バッファ層
１２ 上部電極
１３ 有機発光素子基板
１４ 高屈折率樹脂層
１５ 第一の光取出し層
１６ 第二の基板
１７ 第二の光取出し層
１８ 光取出し基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光素子基板および光取出し基板を有する有機発光装置であって、
前記有機発光素子基板は、第一の基板，第一の電極，有機層および第二の電極を有し、 前記第一の基板上に前記第一の電極が形成され、
前記第一の電極上に前記有機層が形成され、
前記有機層上に前記第二の電極が形成され、
前記第二の電極上に前記光取出し基板が形成され、
前記有機層には発光層が含まれ、
前記光取出し基板は、第一の光取出し層，第二の基板および第二の光取出し層を有し、 前記第二の基板の前記第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、 前記第二の基板の前記第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、
第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、
第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は前記発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項２】
請求項１において、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.１μｍ以上１μｍ以下であり、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上５μｍ以下である有機発光装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記有機発光素子基板および前記光取出し基板は高屈折率樹脂層で密着され、
前記高屈折率樹脂層の屈折率は１.６以上であり、
前記高屈折率樹脂層の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下である有機発光装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記発光層は青色発光層であり、
前記有機層および前記第二の電極の間に発光ユニットが形成され、
前記発光ユニットは赤色発光層および緑色発光層を含み、
前記発光ユニットおよび前記有機層の間に電荷発生層が形成され、
前記赤色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ2、前記緑色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式２）および（式３）を満たす有機発光装置。
（式２）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は前記赤色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（式３）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は前記緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項５】
請求項１において、
前記発光層は赤色発光層であり、
前記有機層上に第一の電荷発生層が形成され、
前記第一の電荷発生層上に緑色発光層が形成され、
前記緑色発光層上に第二の電荷発生層が形成され、
前記第二の電荷発生層上に青色発光層が形成され、
前記青色発光層上に前記第二の電極が形成され、
前記緑色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ2、前記青色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式４）および（式５）を満たす有機発光装置。
（式４）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は前記緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（式５）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は前記青色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項６】
請求項１において、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウム，チタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【請求項１】
有機発光素子基板および光取出し基板を有する有機発光装置であって、
前記有機発光素子基板は、第一の基板，第一の電極，有機層および第二の電極を有し、 前記第一の基板上に前記第一の電極が形成され、
前記第一の電極上に前記有機層が形成され、
前記有機層上に前記第二の電極が形成され、
前記第二の電極上に前記光取出し基板が形成され、
前記有機層には発光層が含まれ、
前記光取出し基板は、第一の光取出し層，第二の基板および第二の光取出し層を有し、 前記第二の基板の前記第二の電極が存在する側の表面に第一の光取出し層が形成され、 前記第二の基板の前記第二の電極が存在しない側の表面に第二の光取出し層が形成され、
第一の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、
第二の光取出し層には微粒子およびバインダが含まれ、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.０５μｍ以上２μｍ以下であり、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ1が（式１）を満たす有機発光装置。
（式１）
（２ｍ−１５５／１８０）λ0／４／cos３５°≦Ｌ1≦（２ｍ−１５５／１８０）λ0 ／４／cos５０°
（λ0は前記発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項２】
請求項１において、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は０.１μｍ以上１μｍ以下であり、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子の平均粒子径は１μｍ以上５μｍ以下である有機発光装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記有機発光素子基板および前記光取出し基板は高屈折率樹脂層で密着され、
前記高屈折率樹脂層の屈折率は１.６以上であり、
前記高屈折率樹脂層の膜厚は５μｍ以上２００μｍ以下である有機発光装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記発光層は青色発光層であり、
前記有機層および前記第二の電極の間に発光ユニットが形成され、
前記発光ユニットは赤色発光層および緑色発光層を含み、
前記発光ユニットおよび前記有機層の間に電荷発生層が形成され、
前記赤色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ2、前記緑色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式２）および（式３）を満たす有機発光装置。
（式２）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は前記赤色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（式３）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は前記緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項５】
請求項１において、
前記発光層は赤色発光層であり、
前記有機層上に第一の電荷発生層が形成され、
前記第一の電荷発生層上に緑色発光層が形成され、
前記緑色発光層上に第二の電荷発生層が形成され、
前記第二の電荷発生層上に青色発光層が形成され、
前記青色発光層上に前記第二の電極が形成され、
前記緑色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ2、前記青色発光層の発光点と前記第一の電極との間の光学長Ｌ3が（式４）および（式５）を満たす有機発光装置。
（式４）
（２ｍ−１５５／１８０）λ1／４／cos３５°≦Ｌ2≦（２ｍ−１５５／１８０）λ1 ／４／cos５０°
（λ1は前記緑色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
（式５）
（２ｍ−１５５／１８０）λ2／４／cos３５°≦Ｌ3≦（２ｍ−１５５／１８０）λ2 ／４／cos５０°
（λ2は前記青色発光層の発光中心波長、ｍは１以上の整数）
【請求項６】
請求項１において、
前記第一の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記第二の光取出し層に含まれる微粒子は、酸化チタン，酸化ジルコニウム，チタン酸バリウムのいずれか一つ以上である有機発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５５８６８（Ｐ２０１２−１５５８６８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５０２（Ｐ２０１１−１１５０２）
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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