有機電界発光装置
【課題】放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置の提供。
【解決手段】一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、前記光取り出し部材が、前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する有機電界発光装置とする。
【解決手段】一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、前記光取り出し部材が、前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する有機電界発光装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称することがある。）は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ＥＬディスプレイは、従来のＣＲＴやＬＣＤと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機ＥＬ照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。
【０００３】
このように有機ＥＬ装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気（屈折率ｎ＝１．０）より高い。例えば、有機ＥＬ装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率はｎ＝１．８程度である。このため、トップエミッション型でも、ボトムエミッション型でも、発光した光は空気層との屈折率差に起因する全反射角により、外に放射される強度（光量）は制限されるという問題がある。
前記全反射角によって閉じこめられる光を取り出すために、光取り出し部材として、半球レンズを用いることが知られている。前記半球レンズを用いることで、出射層表面まで来ている光成分が取り出される。その時、半球レンズの屈折率を有機層の屈折率と同等にすることにより屈折率段差が無くなり、光閉じ込めロスがなくなり、ほぼ全光量を外に取り出すことができる。ちなみに、該半球レンズが有機層と同等以上の屈折率を持つことで有機層内への光閉じ込めロスは原理的には無くなる。
【０００４】
また、有機電界発光装置では、微小共振器として機能するマイクロキャビティ構造を有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称することがある。）に形成することで、マイクロキャビティ構造のない構成と比較すると、波長選択性が良くなり、スペクトル半値幅が狭くなるので色味が良くなる効果がある。更に、波長が選択され、その選択された波長の光強度が高められるので輝度の向上も図れる。
しかしながら、共振器を構成する層の膜厚に特性が敏感に反応するため、傾いた角度から発光部を観察すると、コヒーレント性が保たれない角度領域が存在して、その角度領域においては、スペクトルがコヒーレントなものとは異なり、色味がずれるという問題が生じる。
そのため、光の全成分を取り出すことより、コヒーレント性の保たれていない色味を悪くするスペクトルの成分も外に取り出されることになるという問題がある。例えば、有機ＥＬディスプレイでは、どの角度から見ても色味が一緒であることが求められるため、この問題は、早急に解決する必要がある。
【０００５】
これまでに、微小共振器と、遮光膜とを有する有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案では、微小共振器から射出される光を遮光する遮光膜を有していることにより、ある放射角より広角側の光は遮断され外に出てこない。前記提案では、前記遮光膜を共振器の光学長が変動する部分に対応して設けると記載されているが、前記遮光膜は、実質色味の悪くなる光の広角成分を遮光する機能を果たしていると考えられる。したがって、色味の悪い成分を遮光することにより、遮光膜を用いない場合と比較して色味は改善する。
しかしながら、輝度（放射強度）も低下してしまうという問題がある。
【０００６】
また、反射電極に挟まれた有機層内にバンドパスフィルター層を挿入した有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、反射電極に挟まれた有機層内にバンドパスフィルター層を挿入することにより、特定の波長のみ反射・透過させることで色選択制を改善している。
一般的にバンドパスフィルターを有機層内に組み込むことで、吸収・透過ロスなどが生じ、放射強度が低下する傾向にあることは、知られている。
特に前記特許文献２では、バンドパスフィルターの役割が、青色に対し透明で、緑、赤に対し反射特性をもつ波長特性を示すフィルターを用い、前記バンドパスフィルターが３色素子に共通層として積層されていることから、単色に対する色度の角度依存性はあまり改善されないという問題がある。
【０００７】
従って、放射強度（輝度）、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置の速やかな開発が求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０８７３６
【特許文献２】特開２００７−３３５１８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、発光層と、光取り出し部材の屈折率を略同一とし、光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、前記光取り出し部材が、前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することにより、光のコヒーレント性の保たれていない色味が悪くなるスペクトルの成分を全反射角により、内部に閉じ込め、外に出ないようにすることができ、色味の良いスペクトル成分のみを外に出すことができるという知見である。
【００１１】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、
前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、
前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、
前記光取り出し部材が、
前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、
前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、
該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することを特徴とする有機電界発光装置である。
＜２＞ 有機電界発光素子が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有する前記＜１＞に記載の有機電界発光装置である。
＜３＞ 光取り出し部材が、
球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心における前記発光層表面に垂直な断面において、
前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線を引き、
該直線と、前記半球の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部を、
光取り出し面上に同軸に配置してなる前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜４＞ 光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜５＞ 有機電界発光素子がトップエミッション型であり、一方の電極上に封止層と、光取り出し部材とをこの順に有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜６＞ 有機電界発光素子がボトムエミッション型であり、基板を有し、前記基板の各発光層上の位置における形状が、光取り出し部材の形状である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の光取り出し部材の形状の一例を説明するための断面模式図であって、Ａ形状を切り出すための説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、図１Ａにおいて切り出したあと（Ａ形状）の断面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の光取り出し部材の形状の一例を説明するための断面模式図であって、Ｂ形状を切り出すための説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせた形状（Ｃ形状）の断面模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせた形状（Ｃ形状）の断面模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の有機電界発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の有機電界発光装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、比較例１の有機電界発光装置（１）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図７】図７は、比較例１の有機電界発光装置（１）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図８】図８は、比較例２の有機電界発光装置（３）、及び実施例２の有機電界発光装置（４）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図９】図９は、比較例３の有機電界発光装置（５）、及び実施例３の有機電界発光装置（６）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図１０】図１０は、実施例１の有機電界発光装置（２）、及び実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図１１】図１１は、比較例４の有機電界発光装置（７）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施例４の有機電界発光素子（８）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１３】図１３は、試験例１の有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（有機電界発光装置）
本発明の有機電界発光装置は、有機電界発光素子と、光取り出し部材とを少なくとも有し、基板、バリア層、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
【００１５】
＜有機電界発光素子＞
前記有機電界発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機電界発光素子は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかを含む画素として構成される。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する３色発光法など、公知の構成を適用することができる。
【００１６】
−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。
前記陽極の材料としては、例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが特に好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００１７】
前記陽極としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスを用いる場合には、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上がより好ましい。
【００１８】
前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３号公報、特開昭５８−２１７３４４号公報）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３号公報）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１号公報、特開２００６−２６３９８９号公報）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７号公報、米国特許第６４１３６４５号明細書、Ａｆｆｉｎｉｔｏら著 Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ １９９６年 ２９０−２９１頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許出願公開公報２００４−４６４９７号明細書）などが挙げられる。
【００１９】
前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理などが効果的である。
【００２０】
−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が４ｅＶ以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
【００２１】
前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍが更に好ましい。
前記陰極の作製方法としては、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、また予め調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００２２】
−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
【００２３】
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体；ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、ＬＢ法などが挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
【００２４】
−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００２６】
−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
前記電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層、電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００２８】
前記発光層と、後述する光取り出し部材の屈折率は、略同一である。
ここで、前記略同一とは、前記発光層の屈折率と、光取り出し部材の屈折率との比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が、０．９〜１．１のことをいう。
前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝としては、０．９〜１．１であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．９５〜１．０５であることが特に好ましい。前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が、０．９未満、又は１．１を超えると、前記発光層と、前記光取り出し部材との間の屈折率段差が大きく、光取り出し効率が低下することがある。一方、前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が前記特に好ましい範囲内であると、光取り出し効率を上げることができる点で、有利である。
【００２９】
ここで、前記有機電界発光素子の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）有機電界発光素子における光出射側の電極（陽極）の反射率、（２）マイクロキャビティ構造の光学長、（３）ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などに応じた構造が挙げられる。
【００３０】
前記（１）の有機電界発光素子の光出射側の電極（陽極）としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が１０％以下である透明電極（例えばＩＴＯ）、又は発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極（例えばＡｇ電極）を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極（陽極）として、発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
【００３１】
前記（２）のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機電界発光素子を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味する。
【００３２】
前記マイクロキャビティ構造の光学長（光学距離）Ｌは、Ｌ＝２×Σｎｉｄｉ（ただし、ｉは積層数で１〜ｉまでの整数を表す）及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さｄとその層の屈折率ｎの積の和で表される。
前記光学長Ｌは、発光波長λに対し、光学長Ｌ（λ）＝ｍλ（ｍ＝１：１次、ｍ＝２：２次、ｍ＝３：３次）で示す関係があり、光学長Ｌ（λ）は、下記数式で表される。
【数１】
ただし、前記数式中、Ｌ（λ）は光学長〔＝２Σｎｊｄｊ＋ΣＡＢＳ（φｍｉλ／２π）〕、λは、発光波長、ｉは、金属反射層を示すサフィックス、ｊは、金属反射層以外の金属層間の層（有機層や誘電体層等）を示すサフィックスを表す。
【００３３】
前記マイクロキャビティ構造が１次であるとは、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が２次であるとは、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から２番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が３次であるとは、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から３番目に短い光学長であることを意味する。
【００３４】
前記有機電界発光素子は、マイクロキャビティ構造を有することが、放射強度、色味に優れる点で、有利である。中でも、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有することが、１次のマイクロキャビティ構造と比較した場合、正面放射強度は、同等もしくはそれ以上に高く、共振効果がより顕著なためスペクトルがシャープになり色味がよく、また３次のマイクロキャビティ構造と比較した場合、正面放射強度が大きく勝っている点で、有利である。また、３次より高次のマイクロキャビティ構造では、共振構造の理屈より取り出し光強度は減衰する方向である。製膜についても１次のマイクロキャビティ構造は薄い膜設計が必要で、２次のマイクロキャビティ構造に比べると製造性に難があり、この点でも２次のマイクロキャビティ構造が有利である。
【００３５】
＜光取り出し部材＞
前記光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の一部の形状である。
前記光取り出し部材は、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にある。
前記光取り出し部材は、１画素に１個配置される。
【００３６】
前記光取り出し部材を配置する面としては、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ボトムエミッション型では、例えば、ガラス基板上などが挙げられ、前記基板の各発光層上の位置における形状が光取り出し部材の形状である態様が、ボトムガラス基板の屈折率は、発光層と略同一の屈折率の素材であり、光取り出し部材形状の底面と半透過金属層がごく近い距離構成になっている点で、好ましい。
トップエミッション型では、光が取り出される有機層直上に配置できる点で、封止層上が好ましい。
【００３７】
前記光取り出し部材の形状を、図１Ａ、及び１Ｂを参照して説明する。
図１Ａ、及び１Ｂは、光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面の模式図である。図１Ａ、及び１Ｂ中、符号１は半球レンズを示し、符号２は発光層を示し、符号３は前記半球レンズを切り出した後の本発明の一実施形態である光取り出し部材を示す。
【００３８】
前記光取り出し部材は、前記光取り出し部材の中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線（符号「５」）を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点（符号「６」）同士を直線（符号「７」）で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する（図１Ｂ参照、以下「Ａ形状」と称することがある。）。
【００３９】
前記形状とすることにより、視野角における色味が悪くなる角度範囲のスペクトル成分の空気との境界面（光取り出し面）が平坦となり、全反射領域とし、色味が悪くなる角度範囲のスペクトル成分（３５°〜６０°）をカットすることができる。そして、前記色味が悪くなる角度範囲以外の角度範囲において、半球レンズの弧の形態（該当角度成分に対して垂直入射になる形態）を適用することで、色味の良い角度範囲のスペクトル成分（６０°以降（広角側））を外に取り出すことができ、広い視野角において色度変化を少なくすることができる。また、広角側において、光取り出し部材を用いなかった場合と比べて輝度を向上させることができる。
【００４０】
前記光取り出し部材の形状は、以下の形状であることが更に好ましい。
前記光取り出し部材の更に好ましい形状を図２Ａ〜２Ｃを参照して説明する。
【００４１】
図２Ａ〜２Ｃは、光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面の模式図である。図２Ａ〜２Ｃ中、符号１は半球レンズを示し、符号２は発光層を示し、符号３は前記半球レンズを切り出した後の本発明の一実施形態である光取り出し部材を示す。
【００４２】
前記図２Ｂ、及び２Ｃで表される光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心（符号「８」）における前記発光層表面に垂直な断面（図２Ａ参照）において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線（符号「９」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「１０」）同士を直線（符号「１１」）で結び、前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部（以下「Ｂ形状」と称することがある。）を、光取り出し面上に同軸に配置してなる。
【００４３】
前記Ｂ形状では、色味の良い角度範囲のスペクトル成分（３５°以内（狭角側））を外に取り出すことができる。そして、光取り出し部材を前記Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせたＣ形状とすることにより、広い視野角において色度変化を少なくすることができ、また、前記Ａ形状と比較して、放射強度を更に向上することができる。
【００４４】
前記光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、前記発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７以上が特に好ましい。前記比（Ａ／Ｂ）が、７未満であると、レンズ集光効果が発光する光の一部にしか寄与しなくなり効果減となることがあり、例えば、２０を超えるなど、この比が大きくなると発光サイズが相対的に小さくなることを意味するので輝度落ちにつながってしまう。
【００４５】
前記光取り出し部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
【００４６】
前記光取り出し部材の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、切削加工、インクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば、離型剤及びＵＶ硬化樹脂を含む組成物を、前記光取り出し部材を形成可能に成形した透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機電界発光素子上に圧着し、ＵＶ光を照射した後、離型することによって有機電解発光素子上に前記光取り出し部材を形成することができる。
また、ボトムエミッション型では、例えば、図３Ａ〜図３Ｇに示すような工程で作製することができる。即ち、ガラス基板１２上に撥水材１３、レジスト（ネガ）１４をこの順に積層する（図３Ｂ参照）。次いで、レジスト１４とガラス基板１２のエッチングレートを同一に合わせる条件でドライエッチングにより加工し、ガラス基板上の各発光層上の位置に半球１５を形成する（図３Ｃ、図３Ｄ参照）。その後、研磨シート１６により、前記半球部分を研磨して、ガラス基板上に光取り出し部材の形状を形成することができる（図３Ｅ、図３Ｆ参照）。なお、この場合、前記ガラス基板の光取り出し部材の形状２０を形成した面と反対側の面に有機電界発光素子を形成することにより、有機電界発光装置が得られる（図３Ｇ）。なお、図３Ｇ中、符号１７は反射電極を示し、符号１８は有機化合物層を示し、符号１９は半透過電極を示す。
【００４７】
−バリア層（封止層）−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、７ｎｍ〜７５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、５ｎｍ未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、１，０００ｎｍを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＶＤ法、真空蒸着法、などが挙げられる。
【００４８】
−基板−
前記基板としては、その材料、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記基板の形状としては、板状であることが好ましい。前記基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４９】
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５０】
前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの（例えば、バリアフィルム基板）を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００５１】
前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００５２】
ここで、図４は、本発明の有機電界発光装置の一例であるボトムエミッション型の有機電界発光装置を示す概略断面図である。図５は、本発明の有機電界発光装置の一例であるトップエミッション型の有機電界発光装置を示す概略断面図である。
【００５３】
図４のボトムエミッション型の有機電界発光装置１００は、ガラス基板６１上に、有機電界発光素子１０１（陽極５１、ホール注入層５２、ホール輸送層５３、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６、陰極５７）を有し、光取り出し面としてのガラス基板６１上に光取り出し部材５８が形成されている。
図５のトップエミッション型の有機電界発光装置２００は、ガラス基板６１上に、有機電界発光素子２０１（陰極６２、ホール注入層６３、第１のホール輸送層６４、第２のホール輸送層６５、発光層６６、第１の電子輸送層６７、第２の電子輸送層６８、電子注入層６９、陽極７０及び７１）を有し、基板上の有機電界発光素子を被覆するようにバリア層７２が形成され、光取り出し面としてのバリア層７２上に光取り出し部材７３が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取り出し面から有機電界発光装置の外部に出射される方向を示す。図４に示すボトムエミッション型の有機電界発光装置１００の場合、矢印で示した通り、発光層５４からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図５に示すトップエミッション型の有機電界発光装置２００の場合、矢印で示した通り、発光層６６からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
【００５４】
本発明の有機電界発光装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機電界発光装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【００５５】
また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【００５６】
本発明の有機電界発光装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５８】
（比較例１）
＜有機電界発光装置（１）の作製＞
−有機電界発光素子（１）の作製−
トップエミッション型の有機電界発光素子を以下のようにして作製した。
【００５９】
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００６０】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが３０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化１】
【００６１】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが４９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（１）を作製した。
得られた有機電界発光素子（１）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６２】
作製した有機電界発光素子（１）は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００６３】
−有機電界発光装置（１）の作製−
図５に示すように基板上の有機電界発光素子（１）を被覆するように、バリア層としてＳｉＯＮ層を、真空蒸着により、２，０００ｎｍ形成した。
【００６４】
前記バリア層の上に、以下のようにして作製した半球レンズ（発光層側の面の直径１０ｍｍ、発光層側の面から頂部までの高さ約２ｍｍ、屈折率１．８）を、前記有機電界発光素子の発光層の中心と、前記半球レンズの中心とが同位置となるように配置した。レンズの固定（接着）は、バリア層の上にＵＶ接着剤を薄く塗布し、その後、前記半球レンズを載せてＵＶ光を照射することにより行った。前記ＵＶ接着剤は、長瀬産業のＴ−８５７／ＵＲ００９を用いた。
これにより、空気（屈折率ｎ＝１．０）との境界で全反射角となる約３３°までは光が外に取り出される。
【００６５】
−半球レンズの作製−
前記半球レンズは、半球状素材（材質：硝種名ＦＤ６０ ＨＯＹＡ株式会社製）を切削、研磨加工することにより、作製した。
【００６６】
（実施例１）
＜有機電界発光装置（２）の作製＞
前記比較例１における半球レンズを、図１Ｂの形状の光取り出し部材に代えた以外は、比較例１と同様にして有機電界発光装置（２）を作製した。
【００６７】
前記図１Ｂの形状の光取り出し部材は、前記比較例１の半球レンズの中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線（符号「５」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「６」）同士を直線（符号「７」）で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する（以下、「Ａ形状」と称することがある。）。
前記光取り出し部材は、底面の直径が１０ｍｍであり、底面から光取り出し面までの高さは、２．３ｍｍである。
【００６８】
前記Ａ形状の光取り出し部材は、以下のようにして作製した。
比較例１と同じ材質の半球状素材を、底面から光取り出し面までの高さが２．３ｍｍとなるように硝材にて削り、研磨加工することにより作製した。
【００６９】
（比較例２）
＜有機電界発光装置（３）の作製＞
−有機電界発光素子（２）の作製−
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１９５ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００７０】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンと、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ｂを、９４：６の割合で、厚みが３０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化２】
【００７１】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（２）を作製した。
得られた有機電界発光素子（２）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００７２】
作製した有機電界発光素子（２）は、赤（約６３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００７３】
−有機電界発光装置（３）の作製−
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、有機電界発光素子（１）を有機電界発光素子（２）に代えた以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（３）を作製した。
【００７４】
（実施例２）
＜有機電界発光装置（４）の作製＞
前記実施例１の有機電界発光装置（２）の作製において、有機電界発光素子（１）を前記比較例２で作製した有機電界発光素子（２）に代えた以外は、実施例１と同様にして、有機電界発光装置（４）を作製した。
【００７５】
（比較例３）
＜有機電界発光装置（５）の作製＞
−有機電界発光素子（３）の作製−
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１２０ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００７６】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンと、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ｃを、８７：１３の割合で、厚みが３３ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化３】
【００７７】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが２９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（３）を作製した。
得られた有機電界発光素子（３）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００７８】
作製した有機電界発光素子（３）は、青（約４７０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００７９】
−有機電界発光装置（５）の作製−
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、有機電界発光素子（１）を有機電界発光素子（３）に代えた以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（５）を作製した。
【００８０】
（実施例３）
＜有機電界発光装置（６）の作製＞
前記実施例１の有機電界発光装置（２）の作製において、有機電界発光素子（１）を前記比較例３で作製した有機電界発光素子（３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、有機電界発光装置（６）を作製した。
【００８１】
（比較例４）
＜有機電界発光装置（７）の作製＞
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、半球レンズを用いなかった以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（７）を作製した。
【００８２】
（実施例４）
＜有機電界発光装置（８）の作製＞
前記実施例１における光取り出し部材を、図２Ｃの形状の光取り出し部材（Ｃ形状）に代えた以外は、実施例１と同様にして有機電界発光装置（８）を作製した。
【００８３】
前記図２Ｃの形状の光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面（図２Ａ参照）において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線（符号「９」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「１０」）同士を直線（符号「１１」）で結び、前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部（以下「Ｂ形状」と称することがある。）を、前記実施例１の光取り出し部材（Ａ形状）の光取り出し面上に、同軸に配置させたものである（図２Ｂ、及び２Ｃ参照、以下「Ｃ形状」と称することがある。）。
前記Ｂ形状は、前記Ａ形状の側の面の直径が２ｍｍであり、前記Ａ形状の側の面から頂部までの高さは、０．２ｍｍである。
【００８４】
前記光取り出し部材（Ｃ形状）は、以下のようにして作製した。
前記Ａ形状の部材と、前記Ｂ形状の部材を別々に、切削、研磨加工により作製した。次いで、前記Ｂ形状の部材を前記Ａ形状の光取り出し面上に同軸に配置するように貼り合わせて、前記Ｃ形状の光取り出し部材を作製した。
前記貼り合わせは、接着剤（商品名、オプスター ＪＳＲ社製）により行った。なお、前記貼り合わせは、硝材の熱融着により行ってもよい。
【００８５】
＜評価＞
前記実施例、及び比較例で得られた有機電界発光装置について、以下の評価を行った。
【００８６】
−視野角による色度変化−
有機電界発光装置の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、ＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’を、スペクトルより割り出したｘ、ｙ色度座標よりＣＩＥ１９７６の規格に基づいて求めた。
【００８７】
図６は、比較例１の有機電界発光装置（１）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図６の結果から、半球レンズを用いた比較例１の有機電界発光装置（１）では、３５°〜６０°の角度範囲で色度変化が大きくなっていることがわかった。
【００８８】
図７は、比較例１の有機電界発光装置（１）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図７の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）では、５０°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００８９】
図８は、比較例２の有機電界発光装置（３）、及び実施例２の有機電界発光装置（４）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図８の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例２の有機電界発光装置（４）では、４０°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９０】
図９は、比較例３の有機電界発光装置（５）、及び実施例３の有機電界発光装置（６）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図９の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例３の有機電界発光装置（６）では、５５°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９１】
図１０は、実施例１の有機電界発光装置（２）、及び実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図１０の結果から、本発明の光取り出し部材（Ｃ形状）を用いた実施例４の有機電界発光装置（８）では、４０°〜５５°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９２】
−放射強度（輝度）−
有機電界発光装置の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、放射強度及び光スペクトルを輝度計（ＣＳ−２０００ コニカミノルタ製）により測定した。
【００９３】
図１１は、比較例４の有機電界発光装置（７）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
図１１の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）では、広角側（６０°より大、−６０°より小）で放射強度が向上されていることがわかった。
【００９４】
図１２Ａは、実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示し、図１２Ｂは、実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。なお、図１２Ａ、及び図１２Ｂの縦軸の放射強度は、任意単位であり同一条件である。
図１２Ａ及びＢの結果から、本発明の光取り出し部材（Ｃ形状）を用いた実施例４の有機電界発光装置（８）では、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）より放射強度が向上されていることがわかった。
【００９５】
（試験例１：比（Ａ／Ｂ）の検討）
光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）について、検討した。
【００９６】
＜有機電界発光装置（ａ）の製造＞
比較例１と同様にして、有機電界発光装置（ａ）を作製した。
有機電界発光装置（ａ）における、光取り出し部材の発光層側の面の直径は１０ｍｍであり、面積（Ａ）は、７８．５ｍｍ２である。また、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）は、４ｍｍ２である。
【００９７】
＜有機電界発光装置（ｂ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が３ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｂ）を作製した。
【００９８】
＜有機電界発光装置（ｃ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が４ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｃ）を作製した。
【００９９】
＜有機電界発光装置（ｄ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が６ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｄ）を作製した。
【０１００】
表１に有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の構成を示す。
【表１】
【０１０１】
−放射強度（輝度）−
有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、放射強度及び光スペクトルを輝度計（ＣＳ−２０００ コニカミノルタ製）により測定した。
【０１０２】
図１３は、有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
図１３の結果から、光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である有機電界発光装置（ａ）、及び有機電界発光装置（ｄ）は、前記比（Ａ／Ｂ）が７未満である有機電界発光装置（ｂ）及び（ｃ）よりも放射強度が優れていることがわかり、光取り出し部材の効果をより得るためには、比（Ａ／Ｂ）を７以上にすることが好ましいことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の有機電界発光装置は、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化が少ないので、ボトムエミッション型有機電界発光装置、及びトップエミッション型有機電界発光装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 半球レンズ
２ 発光層
３ 光取り出し部材
４ 垂線
５ 直線
６ 接点
７ 直線
８ 中心
９ 直線
１０ 接点
１１ 直線
１２ ガラス基板
１３ 撥水材
１４ レジスト（ネガ）
１５ 半球
１６ 研磨シート
１７ 反射電極
１８ 有機化合物層
１９ 半透過電極
２０ 光取り出し部材の形状
５１ 陽極
５２ ホール注入層
５３ ホール輸送層
５４ 発光層
５５ 電子輸送層
５６ 電子注入層
５７ 陰極
５８ 光取り出し部材
６１ ガラス基板
６２ 陰極
６３ ホール注入層
６４ 第１のホール輸送層
６５ 第２のホール輸送層
６６ 発光層
６７ 第１の電子輸送層
６８ 第２の電子輸送層
６９ 電子注入層
７０ 陽極
７１ 陽極
７２ バリア層
７３ 光取り出し部材
１００ 有機電界発光装置
１０１ 有機電界発光素子
２００ 有機電界発光装置
２０１ 有機電界発光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称することがある。）は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ＥＬディスプレイは、従来のＣＲＴやＬＣＤと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機ＥＬ照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。
【０００３】
このように有機ＥＬ装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気（屈折率ｎ＝１．０）より高い。例えば、有機ＥＬ装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率はｎ＝１．８程度である。このため、トップエミッション型でも、ボトムエミッション型でも、発光した光は空気層との屈折率差に起因する全反射角により、外に放射される強度（光量）は制限されるという問題がある。
前記全反射角によって閉じこめられる光を取り出すために、光取り出し部材として、半球レンズを用いることが知られている。前記半球レンズを用いることで、出射層表面まで来ている光成分が取り出される。その時、半球レンズの屈折率を有機層の屈折率と同等にすることにより屈折率段差が無くなり、光閉じ込めロスがなくなり、ほぼ全光量を外に取り出すことができる。ちなみに、該半球レンズが有機層と同等以上の屈折率を持つことで有機層内への光閉じ込めロスは原理的には無くなる。
【０００４】
また、有機電界発光装置では、微小共振器として機能するマイクロキャビティ構造を有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称することがある。）に形成することで、マイクロキャビティ構造のない構成と比較すると、波長選択性が良くなり、スペクトル半値幅が狭くなるので色味が良くなる効果がある。更に、波長が選択され、その選択された波長の光強度が高められるので輝度の向上も図れる。
しかしながら、共振器を構成する層の膜厚に特性が敏感に反応するため、傾いた角度から発光部を観察すると、コヒーレント性が保たれない角度領域が存在して、その角度領域においては、スペクトルがコヒーレントなものとは異なり、色味がずれるという問題が生じる。
そのため、光の全成分を取り出すことより、コヒーレント性の保たれていない色味を悪くするスペクトルの成分も外に取り出されることになるという問題がある。例えば、有機ＥＬディスプレイでは、どの角度から見ても色味が一緒であることが求められるため、この問題は、早急に解決する必要がある。
【０００５】
これまでに、微小共振器と、遮光膜とを有する有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案では、微小共振器から射出される光を遮光する遮光膜を有していることにより、ある放射角より広角側の光は遮断され外に出てこない。前記提案では、前記遮光膜を共振器の光学長が変動する部分に対応して設けると記載されているが、前記遮光膜は、実質色味の悪くなる光の広角成分を遮光する機能を果たしていると考えられる。したがって、色味の悪い成分を遮光することにより、遮光膜を用いない場合と比較して色味は改善する。
しかしながら、輝度（放射強度）も低下してしまうという問題がある。
【０００６】
また、反射電極に挟まれた有機層内にバンドパスフィルター層を挿入した有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、反射電極に挟まれた有機層内にバンドパスフィルター層を挿入することにより、特定の波長のみ反射・透過させることで色選択制を改善している。
一般的にバンドパスフィルターを有機層内に組み込むことで、吸収・透過ロスなどが生じ、放射強度が低下する傾向にあることは、知られている。
特に前記特許文献２では、バンドパスフィルターの役割が、青色に対し透明で、緑、赤に対し反射特性をもつ波長特性を示すフィルターを用い、前記バンドパスフィルターが３色素子に共通層として積層されていることから、単色に対する色度の角度依存性はあまり改善されないという問題がある。
【０００７】
従って、放射強度（輝度）、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置の速やかな開発が求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０８７３６
【特許文献２】特開２００７−３３５１８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、発光層と、光取り出し部材の屈折率を略同一とし、光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、前記光取り出し部材が、前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することにより、光のコヒーレント性の保たれていない色味が悪くなるスペクトルの成分を全反射角により、内部に閉じ込め、外に出ないようにすることができ、色味の良いスペクトル成分のみを外に出すことができるという知見である。
【００１１】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、
前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、
前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、
前記光取り出し部材が、
前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、
前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、
該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することを特徴とする有機電界発光装置である。
＜２＞ 有機電界発光素子が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有する前記＜１＞に記載の有機電界発光装置である。
＜３＞ 光取り出し部材が、
球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心における前記発光層表面に垂直な断面において、
前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線を引き、
該直線と、前記半球の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部を、
光取り出し面上に同軸に配置してなる前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜４＞ 光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜５＞ 有機電界発光素子がトップエミッション型であり、一方の電極上に封止層と、光取り出し部材とをこの順に有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
＜６＞ 有機電界発光素子がボトムエミッション型であり、基板を有し、前記基板の各発光層上の位置における形状が、光取り出し部材の形状である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化の少ない有機電界発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の光取り出し部材の形状の一例を説明するための断面模式図であって、Ａ形状を切り出すための説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、図１Ａにおいて切り出したあと（Ａ形状）の断面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の光取り出し部材の形状の一例を説明するための断面模式図であって、Ｂ形状を切り出すための説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせた形状（Ｃ形状）の断面模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の光取り出し部材の形状の一例であって、Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせた形状（Ｃ形状）の断面模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、光取り出し部材、及び有機電界発光装置の製造方法の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の有機電界発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の有機電界発光装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、比較例１の有機電界発光装置（１）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図７】図７は、比較例１の有機電界発光装置（１）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図８】図８は、比較例２の有機電界発光装置（３）、及び実施例２の有機電界発光装置（４）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図９】図９は、比較例３の有機電界発光装置（５）、及び実施例３の有機電界発光装置（６）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図１０】図１０は、実施例１の有機電界発光装置（２）、及び実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
【図１１】図１１は、比較例４の有機電界発光装置（７）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施例４の有機電界発光素子（８）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【図１３】図１３は、試験例１の有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（有機電界発光装置）
本発明の有機電界発光装置は、有機電界発光素子と、光取り出し部材とを少なくとも有し、基板、バリア層、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
【００１５】
＜有機電界発光素子＞
前記有機電界発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機電界発光素子は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかを含む画素として構成される。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する３色発光法など、公知の構成を適用することができる。
【００１６】
−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。
前記陽極の材料としては、例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが特に好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００１７】
前記陽極としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスを用いる場合には、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上がより好ましい。
【００１８】
前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３号公報、特開昭５８−２１７３４４号公報）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３号公報）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１号公報、特開２００６−２６３９８９号公報）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７号公報、米国特許第６４１３６４５号明細書、Ａｆｆｉｎｉｔｏら著 Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ １９９６年 ２９０−２９１頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許出願公開公報２００４−４６４９７号明細書）などが挙げられる。
【００１９】
前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理などが効果的である。
【００２０】
−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が４ｅＶ以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
【００２１】
前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料に応じて適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍが更に好ましい。
前記陰極の作製方法としては、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、また予め調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００２２】
−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
【００２３】
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体；ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
前記発光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、ＬＢ法などが挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
【００２４】
−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００２６】
−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
前記電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層、電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００２８】
前記発光層と、後述する光取り出し部材の屈折率は、略同一である。
ここで、前記略同一とは、前記発光層の屈折率と、光取り出し部材の屈折率との比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が、０．９〜１．１のことをいう。
前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝としては、０．９〜１．１であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．９５〜１．０５であることが特に好ましい。前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が、０．９未満、又は１．１を超えると、前記発光層と、前記光取り出し部材との間の屈折率段差が大きく、光取り出し効率が低下することがある。一方、前記比｛（発光層の屈折率）／（光取り出し部材）｝が前記特に好ましい範囲内であると、光取り出し効率を上げることができる点で、有利である。
【００２９】
ここで、前記有機電界発光素子の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）有機電界発光素子における光出射側の電極（陽極）の反射率、（２）マイクロキャビティ構造の光学長、（３）ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などに応じた構造が挙げられる。
【００３０】
前記（１）の有機電界発光素子の光出射側の電極（陽極）としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が１０％以下である透明電極（例えばＩＴＯ）、又は発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極（例えばＡｇ電極）を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極（陽極）として、発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
【００３１】
前記（２）のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機電界発光素子を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味する。
【００３２】
前記マイクロキャビティ構造の光学長（光学距離）Ｌは、Ｌ＝２×Σｎｉｄｉ（ただし、ｉは積層数で１〜ｉまでの整数を表す）及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さｄとその層の屈折率ｎの積の和で表される。
前記光学長Ｌは、発光波長λに対し、光学長Ｌ（λ）＝ｍλ（ｍ＝１：１次、ｍ＝２：２次、ｍ＝３：３次）で示す関係があり、光学長Ｌ（λ）は、下記数式で表される。
【数１】
ただし、前記数式中、Ｌ（λ）は光学長〔＝２Σｎｊｄｊ＋ΣＡＢＳ（φｍｉλ／２π）〕、λは、発光波長、ｉは、金属反射層を示すサフィックス、ｊは、金属反射層以外の金属層間の層（有機層や誘電体層等）を示すサフィックスを表す。
【００３３】
前記マイクロキャビティ構造が１次であるとは、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が２次であるとは、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から２番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が３次であるとは、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強めあう条件となる最小の光学長から３番目に短い光学長であることを意味する。
【００３４】
前記有機電界発光素子は、マイクロキャビティ構造を有することが、放射強度、色味に優れる点で、有利である。中でも、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有することが、１次のマイクロキャビティ構造と比較した場合、正面放射強度は、同等もしくはそれ以上に高く、共振効果がより顕著なためスペクトルがシャープになり色味がよく、また３次のマイクロキャビティ構造と比較した場合、正面放射強度が大きく勝っている点で、有利である。また、３次より高次のマイクロキャビティ構造では、共振構造の理屈より取り出し光強度は減衰する方向である。製膜についても１次のマイクロキャビティ構造は薄い膜設計が必要で、２次のマイクロキャビティ構造に比べると製造性に難があり、この点でも２次のマイクロキャビティ構造が有利である。
【００３５】
＜光取り出し部材＞
前記光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の一部の形状である。
前記光取り出し部材は、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にある。
前記光取り出し部材は、１画素に１個配置される。
【００３６】
前記光取り出し部材を配置する面としては、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ボトムエミッション型では、例えば、ガラス基板上などが挙げられ、前記基板の各発光層上の位置における形状が光取り出し部材の形状である態様が、ボトムガラス基板の屈折率は、発光層と略同一の屈折率の素材であり、光取り出し部材形状の底面と半透過金属層がごく近い距離構成になっている点で、好ましい。
トップエミッション型では、光が取り出される有機層直上に配置できる点で、封止層上が好ましい。
【００３７】
前記光取り出し部材の形状を、図１Ａ、及び１Ｂを参照して説明する。
図１Ａ、及び１Ｂは、光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面の模式図である。図１Ａ、及び１Ｂ中、符号１は半球レンズを示し、符号２は発光層を示し、符号３は前記半球レンズを切り出した後の本発明の一実施形態である光取り出し部材を示す。
【００３８】
前記光取り出し部材は、前記光取り出し部材の中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面において、前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線（符号「５」）を引き、該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点（符号「６」）同士を直線（符号「７」）で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する（図１Ｂ参照、以下「Ａ形状」と称することがある。）。
【００３９】
前記形状とすることにより、視野角における色味が悪くなる角度範囲のスペクトル成分の空気との境界面（光取り出し面）が平坦となり、全反射領域とし、色味が悪くなる角度範囲のスペクトル成分（３５°〜６０°）をカットすることができる。そして、前記色味が悪くなる角度範囲以外の角度範囲において、半球レンズの弧の形態（該当角度成分に対して垂直入射になる形態）を適用することで、色味の良い角度範囲のスペクトル成分（６０°以降（広角側））を外に取り出すことができ、広い視野角において色度変化を少なくすることができる。また、広角側において、光取り出し部材を用いなかった場合と比べて輝度を向上させることができる。
【００４０】
前記光取り出し部材の形状は、以下の形状であることが更に好ましい。
前記光取り出し部材の更に好ましい形状を図２Ａ〜２Ｃを参照して説明する。
【００４１】
図２Ａ〜２Ｃは、光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面の模式図である。図２Ａ〜２Ｃ中、符号１は半球レンズを示し、符号２は発光層を示し、符号３は前記半球レンズを切り出した後の本発明の一実施形態である光取り出し部材を示す。
【００４２】
前記図２Ｂ、及び２Ｃで表される光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心（符号「８」）における前記発光層表面に垂直な断面（図２Ａ参照）において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線（符号「９」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「１０」）同士を直線（符号「１１」）で結び、前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部（以下「Ｂ形状」と称することがある。）を、光取り出し面上に同軸に配置してなる。
【００４３】
前記Ｂ形状では、色味の良い角度範囲のスペクトル成分（３５°以内（狭角側））を外に取り出すことができる。そして、光取り出し部材を前記Ａ形状と、Ｂ形状とを組み合わせたＣ形状とすることにより、広い視野角において色度変化を少なくすることができ、また、前記Ａ形状と比較して、放射強度を更に向上することができる。
【００４４】
前記光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、前記発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７以上が特に好ましい。前記比（Ａ／Ｂ）が、７未満であると、レンズ集光効果が発光する光の一部にしか寄与しなくなり効果減となることがあり、例えば、２０を超えるなど、この比が大きくなると発光サイズが相対的に小さくなることを意味するので輝度落ちにつながってしまう。
【００４５】
前記光取り出し部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
【００４６】
前記光取り出し部材の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、切削加工、インクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば、離型剤及びＵＶ硬化樹脂を含む組成物を、前記光取り出し部材を形成可能に成形した透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機電界発光素子上に圧着し、ＵＶ光を照射した後、離型することによって有機電解発光素子上に前記光取り出し部材を形成することができる。
また、ボトムエミッション型では、例えば、図３Ａ〜図３Ｇに示すような工程で作製することができる。即ち、ガラス基板１２上に撥水材１３、レジスト（ネガ）１４をこの順に積層する（図３Ｂ参照）。次いで、レジスト１４とガラス基板１２のエッチングレートを同一に合わせる条件でドライエッチングにより加工し、ガラス基板上の各発光層上の位置に半球１５を形成する（図３Ｃ、図３Ｄ参照）。その後、研磨シート１６により、前記半球部分を研磨して、ガラス基板上に光取り出し部材の形状を形成することができる（図３Ｅ、図３Ｆ参照）。なお、この場合、前記ガラス基板の光取り出し部材の形状２０を形成した面と反対側の面に有機電界発光素子を形成することにより、有機電界発光装置が得られる（図３Ｇ）。なお、図３Ｇ中、符号１７は反射電極を示し、符号１８は有機化合物層を示し、符号１９は半透過電極を示す。
【００４７】
−バリア層（封止層）−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、７ｎｍ〜７５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、５ｎｍ未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、１，０００ｎｍを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＶＤ法、真空蒸着法、などが挙げられる。
【００４８】
−基板−
前記基板としては、その材料、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記基板の形状としては、板状であることが好ましい。前記基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００４９】
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５０】
前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの（例えば、バリアフィルム基板）を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００５１】
前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００５２】
ここで、図４は、本発明の有機電界発光装置の一例であるボトムエミッション型の有機電界発光装置を示す概略断面図である。図５は、本発明の有機電界発光装置の一例であるトップエミッション型の有機電界発光装置を示す概略断面図である。
【００５３】
図４のボトムエミッション型の有機電界発光装置１００は、ガラス基板６１上に、有機電界発光素子１０１（陽極５１、ホール注入層５２、ホール輸送層５３、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６、陰極５７）を有し、光取り出し面としてのガラス基板６１上に光取り出し部材５８が形成されている。
図５のトップエミッション型の有機電界発光装置２００は、ガラス基板６１上に、有機電界発光素子２０１（陰極６２、ホール注入層６３、第１のホール輸送層６４、第２のホール輸送層６５、発光層６６、第１の電子輸送層６７、第２の電子輸送層６８、電子注入層６９、陽極７０及び７１）を有し、基板上の有機電界発光素子を被覆するようにバリア層７２が形成され、光取り出し面としてのバリア層７２上に光取り出し部材７３が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取り出し面から有機電界発光装置の外部に出射される方向を示す。図４に示すボトムエミッション型の有機電界発光装置１００の場合、矢印で示した通り、発光層５４からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図５に示すトップエミッション型の有機電界発光装置２００の場合、矢印で示した通り、発光層６６からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
【００５４】
本発明の有機電界発光装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機電界発光装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【００５５】
また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【００５６】
本発明の有機電界発光装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５８】
（比較例１）
＜有機電界発光装置（１）の作製＞
−有機電界発光素子（１）の作製−
トップエミッション型の有機電界発光素子を以下のようにして作製した。
【００５９】
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００６０】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが３０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化１】
【００６１】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが４９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（１）を作製した。
得られた有機電界発光素子（１）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００６２】
作製した有機電界発光素子（１）は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００６３】
−有機電界発光装置（１）の作製−
図５に示すように基板上の有機電界発光素子（１）を被覆するように、バリア層としてＳｉＯＮ層を、真空蒸着により、２，０００ｎｍ形成した。
【００６４】
前記バリア層の上に、以下のようにして作製した半球レンズ（発光層側の面の直径１０ｍｍ、発光層側の面から頂部までの高さ約２ｍｍ、屈折率１．８）を、前記有機電界発光素子の発光層の中心と、前記半球レンズの中心とが同位置となるように配置した。レンズの固定（接着）は、バリア層の上にＵＶ接着剤を薄く塗布し、その後、前記半球レンズを載せてＵＶ光を照射することにより行った。前記ＵＶ接着剤は、長瀬産業のＴ−８５７／ＵＲ００９を用いた。
これにより、空気（屈折率ｎ＝１．０）との境界で全反射角となる約３３°までは光が外に取り出される。
【００６５】
−半球レンズの作製−
前記半球レンズは、半球状素材（材質：硝種名ＦＤ６０ ＨＯＹＡ株式会社製）を切削、研磨加工することにより、作製した。
【００６６】
（実施例１）
＜有機電界発光装置（２）の作製＞
前記比較例１における半球レンズを、図１Ｂの形状の光取り出し部材に代えた以外は、比較例１と同様にして有機電界発光装置（２）を作製した。
【００６７】
前記図１Ｂの形状の光取り出し部材は、前記比較例１の半球レンズの中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線（符号「５」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「６」）同士を直線（符号「７」）で結び、前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有する（以下、「Ａ形状」と称することがある。）。
前記光取り出し部材は、底面の直径が１０ｍｍであり、底面から光取り出し面までの高さは、２．３ｍｍである。
【００６８】
前記Ａ形状の光取り出し部材は、以下のようにして作製した。
比較例１と同じ材質の半球状素材を、底面から光取り出し面までの高さが２．３ｍｍとなるように硝材にて削り、研磨加工することにより作製した。
【００６９】
（比較例２）
＜有機電界発光装置（３）の作製＞
−有機電界発光素子（２）の作製−
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１９５ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００７０】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンと、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ｂを、９４：６の割合で、厚みが３０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化２】
【００７１】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが３９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（２）を作製した。
得られた有機電界発光素子（２）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００７２】
作製した有機電界発光素子（２）は、赤（約６３０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００７３】
−有機電界発光装置（３）の作製−
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、有機電界発光素子（１）を有機電界発光素子（２）に代えた以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（３）を作製した。
【００７４】
（実施例２）
＜有機電界発光装置（４）の作製＞
前記実施例１の有機電界発光装置（２）の作製において、有機電界発光素子（１）を前記比較例２で作製した有機電界発光素子（２）に代えた以外は、実施例１と同様にして、有機電界発光装置（４）を作製した。
【００７５】
（比較例３）
＜有機電界発光装置（５）の作製＞
−有機電界発光素子（３）の作製−
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、陰極としてアルミニウム（Ａｌ）を、厚みが１００ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、Ａｌ膜上に、ホール注入層として２−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〕とＭｏＯ３を７：３の割合で、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、ホール注入層上に、第１のホール輸送層として２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１２０ｎｍの厚みとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、第２のホール輸送層としてα−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
【００７６】
次に、第２のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンと、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ｃを、８７：１３の割合で、厚みが３３ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化３】
【００７７】
次に、発光層上に、第１の電子輸送層としてＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが２９ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、第２の電子輸送層としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、電子注入層としてＬｉＦを、厚みが１．０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。
次に、電子注入層上に、陽極として、Ａｌを、厚みが１．５ｎｍとなるように、真空蒸着により形成し、更にＡｌ上にＡｇを、厚みが２０ｎｍとなるように、真空蒸着により形成した。作製したＡｇ膜の発光層からみた反射率は４７％、透過率は４５％であった。
以上により、有機電界発光素子（３）を作製した。
得られた有機電界発光素子（３）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【００７８】
作製した有機電界発光素子（３）は、青（約４７０ｎｍ）の発光に最適化したものであり、有機電界発光素子の発光部分（発光層）の面積は、２ｍｍ×２ｍｍであった。
前記有機電界発光素子の発光層の屈折率は、略１．８であった。
【００７９】
−有機電界発光装置（５）の作製−
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、有機電界発光素子（１）を有機電界発光素子（３）に代えた以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（５）を作製した。
【００８０】
（実施例３）
＜有機電界発光装置（６）の作製＞
前記実施例１の有機電界発光装置（２）の作製において、有機電界発光素子（１）を前記比較例３で作製した有機電界発光素子（３）に代えた以外は、実施例１と同様にして、有機電界発光装置（６）を作製した。
【００８１】
（比較例４）
＜有機電界発光装置（７）の作製＞
前記比較例１の有機電界発光装置（１）の作製において、半球レンズを用いなかった以外は、比較例１と同様にして、有機電界発光装置（７）を作製した。
【００８２】
（実施例４）
＜有機電界発光装置（８）の作製＞
前記実施例１における光取り出し部材を、図２Ｃの形状の光取り出し部材（Ｃ形状）に代えた以外は、実施例１と同様にして有機電界発光装置（８）を作製した。
【００８３】
前記図２Ｃの形状の光取り出し部材は、球体を半分に割った半球の中心（符号「８」）における発光層表面に垂直な断面（図２Ａ参照）において、前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線（符号「４」）を引き、このときの角度を０°とし、前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線（符号「９」）を引き、該直線と、前記半球の弧の部分との接点（符号「１０」）同士を直線（符号「１１」）で結び、前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部（以下「Ｂ形状」と称することがある。）を、前記実施例１の光取り出し部材（Ａ形状）の光取り出し面上に、同軸に配置させたものである（図２Ｂ、及び２Ｃ参照、以下「Ｃ形状」と称することがある。）。
前記Ｂ形状は、前記Ａ形状の側の面の直径が２ｍｍであり、前記Ａ形状の側の面から頂部までの高さは、０．２ｍｍである。
【００８４】
前記光取り出し部材（Ｃ形状）は、以下のようにして作製した。
前記Ａ形状の部材と、前記Ｂ形状の部材を別々に、切削、研磨加工により作製した。次いで、前記Ｂ形状の部材を前記Ａ形状の光取り出し面上に同軸に配置するように貼り合わせて、前記Ｃ形状の光取り出し部材を作製した。
前記貼り合わせは、接着剤（商品名、オプスター ＪＳＲ社製）により行った。なお、前記貼り合わせは、硝材の熱融着により行ってもよい。
【００８５】
＜評価＞
前記実施例、及び比較例で得られた有機電界発光装置について、以下の評価を行った。
【００８６】
−視野角による色度変化−
有機電界発光装置の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、ＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’を、スペクトルより割り出したｘ、ｙ色度座標よりＣＩＥ１９７６の規格に基づいて求めた。
【００８７】
図６は、比較例１の有機電界発光装置（１）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図６の結果から、半球レンズを用いた比較例１の有機電界発光装置（１）では、３５°〜６０°の角度範囲で色度変化が大きくなっていることがわかった。
【００８８】
図７は、比較例１の有機電界発光装置（１）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図７の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）では、５０°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００８９】
図８は、比較例２の有機電界発光装置（３）、及び実施例２の有機電界発光装置（４）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図８の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例２の有機電界発光装置（４）では、４０°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９０】
図９は、比較例３の有機電界発光装置（５）、及び実施例３の有機電界発光装置（６）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図９の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例３の有機電界発光装置（６）では、５５°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９１】
図１０は、実施例１の有機電界発光装置（２）、及び実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度におけるＣＩＥ色度座標のｕ’、ｖ’をプロットした図である。
図１０の結果から、本発明の光取り出し部材（Ｃ形状）を用いた実施例４の有機電界発光装置（８）では、４０°〜５５°付近の色度変化が抑えられていることがわかった。
【００９２】
−放射強度（輝度）−
有機電界発光装置の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、放射強度及び光スペクトルを輝度計（ＣＳ−２０００ コニカミノルタ製）により測定した。
【００９３】
図１１は、比較例４の有機電界発光装置（７）、及び実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
図１１の結果から、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）では、広角側（６０°より大、−６０°より小）で放射強度が向上されていることがわかった。
【００９４】
図１２Ａは、実施例１の有機電界発光装置（２）の各角度における放射強度を測定した結果を示し、図１２Ｂは、実施例４の有機電界発光装置（８）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。なお、図１２Ａ、及び図１２Ｂの縦軸の放射強度は、任意単位であり同一条件である。
図１２Ａ及びＢの結果から、本発明の光取り出し部材（Ｃ形状）を用いた実施例４の有機電界発光装置（８）では、本発明の光取り出し部材（Ａ形状）を用いた実施例１の有機電界発光装置（２）より放射強度が向上されていることがわかった。
【００９５】
（試験例１：比（Ａ／Ｂ）の検討）
光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）について、検討した。
【００９６】
＜有機電界発光装置（ａ）の製造＞
比較例１と同様にして、有機電界発光装置（ａ）を作製した。
有機電界発光装置（ａ）における、光取り出し部材の発光層側の面の直径は１０ｍｍであり、面積（Ａ）は、７８．５ｍｍ２である。また、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）は、４ｍｍ２である。
【００９７】
＜有機電界発光装置（ｂ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が３ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｂ）を作製した。
【００９８】
＜有機電界発光装置（ｃ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が４ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｃ）を作製した。
【００９９】
＜有機電界発光装置（ｄ）の製造＞
前記有機電界発光装置（ａ）の製造において、光取り出し部材を、発光層側の面の直径が６ｍｍの形状の光取り出し部材に代えた以外は、有機電界発光装置（ａ）の製造と同様にして、有機電界発光装置（ｄ）を作製した。
【０１００】
表１に有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の構成を示す。
【表１】
【０１０１】
−放射強度（輝度）−
有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度（前記光取り出し部材の光取り出し面から前記発光層へ垂線を引き、この方向から見た視野角を０°とし、±９０°まで５°ずつ）における、放射強度及び光スペクトルを輝度計（ＣＳ−２０００ コニカミノルタ製）により測定した。
【０１０２】
図１３は、有機電界発光装置（ａ）〜（ｄ）の各角度における放射強度を測定した結果を示す図である。
図１３の結果から、光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である有機電界発光装置（ａ）、及び有機電界発光装置（ｄ）は、前記比（Ａ／Ｂ）が７未満である有機電界発光装置（ｂ）及び（ｃ）よりも放射強度が優れていることがわかり、光取り出し部材の効果をより得るためには、比（Ａ／Ｂ）を７以上にすることが好ましいことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の有機電界発光装置は、放射強度、色味に優れ、広い視野角において色度変化が少ないので、ボトムエミッション型有機電界発光装置、及びトップエミッション型有機電界発光装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 半球レンズ
２ 発光層
３ 光取り出し部材
４ 垂線
５ 直線
６ 接点
７ 直線
８ 中心
９ 直線
１０ 接点
１１ 直線
１２ ガラス基板
１３ 撥水材
１４ レジスト（ネガ）
１５ 半球
１６ 研磨シート
１７ 反射電極
１８ 有機化合物層
１９ 半透過電極
２０ 光取り出し部材の形状
５１ 陽極
５２ ホール注入層
５３ ホール輸送層
５４ 発光層
５５ 電子輸送層
５６ 電子注入層
５７ 陰極
５８ 光取り出し部材
６１ ガラス基板
６２ 陰極
６３ ホール注入層
６４ 第１のホール輸送層
６５ 第２のホール輸送層
６６ 発光層
６７ 第１の電子輸送層
６８ 第２の電子輸送層
６９ 電子注入層
７０ 陽極
７１ 陽極
７２ バリア層
７３ 光取り出し部材
１００ 有機電界発光装置
１０１ 有機電界発光素子
２００ 有機電界発光装置
２０１ 有機電界発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、
前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、
前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、
前記光取り出し部材が、
前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、
前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、
該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することを特徴とする有機電界発光装置。
【請求項２】
有機電界発光素子が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有する請求項１に記載の有機電界発光装置。
【請求項３】
光取り出し部材が、
球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心における前記発光層表面に垂直な断面において、
前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線を引き、
該直線と、前記半球の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部を、
光取り出し面上に同軸に配置してなる請求項１から２のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項４】
光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である請求項１から３のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項５】
有機電界発光素子がトップエミッション型であり、一方の電極上に封止層と、光取り出し部材とをこの順に有する請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項６】
有機電界発光素子がボトムエミッション型であり、基板を有し、前記基板の各発光層上の位置における形状が、光取り出し部材の形状である請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項１】
一対の電極の間に少なくとも発光層を含む有機電界発光素子と、球体を半分に割った半球の一部の形状である光取り出し部材と、を少なくとも有し、
前記発光層と、前記光取り出し部材の屈折率が略同一であり、
前記光取り出し部材が、前記発光層から発光される光の光路上に位置し、かつ、前記発光層の中心と、前記光取り出し部材の中心と、が同位置にあり、
前記光取り出し部材が、
前記光取り出し部材の中心における発光層表面に垂直な断面において、
前記光取り出し部材から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記光取り出し部材の底面との交点から、前記光取り出し部材の前記発光層表面の端部と同じ側に、前記垂線から６０°を成す直線を引き、
該直線と、前記光取り出し部材の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記光取り出し部材の底面と水平方向に切り出してなり、かつ、前記半球の底面と平行な光取り出し面を有することを特徴とする有機電界発光装置。
【請求項２】
有機電界発光素子が、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有する請求項１に記載の有機電界発光装置。
【請求項３】
光取り出し部材が、
球体を半分に割った半球の中心と、発光層の中心と、が同位置にあり、前記半球の中心における前記発光層表面に垂直な断面において、
前記半球から、前記発光層表面の端部へ垂線を引き、このときの角度を０°とし、
前記垂線と、前記半球の底面との交点から、前記半球の前記発光層表面の端部と反対側に、前記垂線から３５°を成す直線を引き、
該直線と、前記半球の弧の部分との接点同士を直線で結び、
前記半球の底面と水平方向に切り出してなる球体頂部を、
光取り出し面上に同軸に配置してなる請求項１から２のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項４】
光取り出し部材の発光層側の面の面積（Ａ）と、発光層の光取り出し部材側の面の面積（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、７以上である請求項１から３のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項５】
有機電界発光素子がトップエミッション型であり、一方の電極上に封止層と、光取り出し部材とをこの順に有する請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【請求項６】
有機電界発光素子がボトムエミッション型であり、基板を有し、前記基板の各発光層上の位置における形状が、光取り出し部材の形状である請求項１から４のいずれかに記載の有機電界発光装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−６０７２２（Ｐ２０１１−６０７２２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１２２１８（Ｐ２００９−２１２２１８）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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