WO2013088904A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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WO2013088904A1
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light emitting
emitting layer
organic electroluminescence
refractive index
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PCT/JP2012/079823
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English (en)
French (fr)
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正人 山名
将啓 中村
山木　健之
一 桑原
昭雄 海保
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パナソニック株式会社
住友化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence element.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-294266: hereinafter referred to as Patent Document 1).
  • This organic electroluminescent element has a low refractive index layer 111, a high refractive index layer 110, a transparent electrode 102, a hole injection layer 103, a hole transport layer 104, an organic light emitting layer 105, an electron transport on one surface side of the transparent substrate 101.
  • a stack of the layer 106, the electron injection layer 107, and the metal electrode 108 is provided.
  • the organic electroluminescence element extracts light from the transparent substrate 101 side.
  • light emitted from the organic light emitting layer 105 and directed toward the metal electrode 108 is reflected by the metal mirror 108 a formed by the metal electrode 108, and passes through the transparent electrode 102 and the transparent substrate 101. It is taken out.
  • Patent Document 1 does not specify optical loss due to surface plasmons on the metal surface of the metal electrode 108 (metal mirror 108a).
  • the present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element capable of improving the light extraction efficiency with a simple configuration.
  • the organic electroluminescence element of the present invention has a first electrode made of a metal electrode, a second electrode facing the first electrode, and a function between at least the first electrode and the second electrode and including at least a light emitting layer.
  • the light emitting layer is formed of a polymer material, and the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer is in the film thickness direction of the light emitting layer. It is larger than a refractive index,
  • the said 1st electrode is a cathode,
  • the said 2nd electrode is an anode, It is characterized by the above-mentioned.
  • the organic electroluminescent element having a reverse laminated structure means an organic electroluminescent element having a structure in which a cathode, a functional layer including at least a light emitting layer, and an anode are laminated in this order, and the cathode may be laminated on a substrate.
  • the cathode may also serve as the substrate.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer is preferably larger than 1.05.
  • the refractive index ratio is preferably 1.1 or more.
  • the refractive index ratio is preferably 1.2 or more.
  • the refractive index ratio is preferably 1.4 or more.
  • the refractive index ratio is preferably 2.5 or less.
  • the metal electrode also serves as a substrate that supports a laminate of the functional layer and the second electrode.
  • the second electrode is preferably formed in a mesh shape.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic electroluminescence element of Embodiment 1.
  • FIG. It is a graph which shows the simulation result of the relationship between the ratio of the refractive index of the in-plane direction of the said light emitting layer with respect to the refractive index of the film thickness direction of a light emitting layer, and external quantum efficiency ratio.
  • 3 is a schematic cross-sectional view of an organic electroluminescence element of Embodiment 2.
  • FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the organic electroluminescence element of Embodiment 3.
  • FIG. 4B is a plan view of a principal part of the organic electroluminescence element of Embodiment 3.
  • 6 is a schematic cross-sectional view of an organic electroluminescence element according to Embodiment 4.
  • FIG. It is the schematic which shows an example of the laminated constitution of the conventional organic electroluminescent element.
  • the organic electroluminescence element of this embodiment is an organic electroluminescence element having a reverse laminated structure.
  • the organic electroluminescence element includes a substrate 10, a first electrode 20 formed on one surface side of the substrate 10, a second electrode 40 facing the first electrode 20, a first electrode 20, and a second electrode 40. And a functional layer 30 including at least the light emitting layer 31.
  • the organic electroluminescence element is provided on the one surface side of the substrate 10 in which the laminated body of the first electrode 20, the functional layer 30, and the second electrode 40 is on the opposite side of the first electrode 20 from the functional layer 30 side. And supported by the substrate 10.
  • the first electrode 20 is a metal electrode and is a light-reflective electrode
  • the second electrode 40 is a light-transmissive electrode, and takes out light from the second electrode 40 side. .
  • the functional layer 30 includes a light emitting layer 31, a hole transport layer 32, and a hole injection layer 33 in order from the side closer to the first electrode 20.
  • a transparent electrode 102 made of an ITO thin film is formed on the one surface side of the transparent substrate 101 by a DC magnetron sputtering method at the time of manufacturing the organic electroluminescence element having the configuration shown in FIG. ,
  • the hole injection layer 103, the hole transport layer 104, the organic light emitting layer 105, the electron transport layer 106, the electron injection layer 107, and the metal electrode 108 are sequentially formed.
  • a method for forming the ITO thin film not only the DC magnetron sputtering method but also various sputtering methods and vapor deposition methods are known.
  • a manufacturing method using a roll-to-roll method using a coating method has been attracting attention from the viewpoint of reducing manufacturing costs.
  • a coating method that can reduce the cost and the refractive index without requiring an expensive film forming apparatus such as a sputtering apparatus or a vapor deposition apparatus is considered.
  • a method for manufacturing a transparent plate with a transparent conductive film a dispersion liquid in which a conductive wire-like conductor is dispersed in a dispersion medium is applied to the surface of the transparent plate body to form a transparent conductive film.
  • the transparent conductive film formed by such a method has a surface roughness larger than that of the transparent conductive film formed by sputtering or vapor deposition, and short-circuiting the organic electroluminescence element. There is a concern that it may cause a decrease in reliability.
  • the functional layer 30 is formed on one surface of the first electrode 20 made of the metal electrode formed on the one surface of the substrate 10, and this functional layer 30.
  • a light transmissive second electrode 40 is formed on the side opposite to the first electrode 20 side.
  • an arbitrary substrate such as a glass substrate, a plastic plate, or a metal plate can be used, but is not limited thereto.
  • a material for the glass substrate for example, soda glass, non-alkali glass, or the like can be employed.
  • a material for the plastic plate for example, polycarbonate, polyethylene terephthalate, or the like can be employed.
  • a material of the metal plate for example, aluminum, copper, stainless steel, or the like can be employed.
  • the substrate 10 may be rigid or flexible. When a metal plate is adopted as the substrate 10, a metal foil can be used as the metal plate.
  • the smoothness of the one surface of the substrate 10 is very important in order to suppress a short circuit of the organic electroluminescence element.
  • the arithmetic average roughness Ra specified in JIS B 0601-2001 (ISO 4287-1997) is preferably 10 nm or less, and preferably several nm or less. More preferable.
  • the first electrode 20 can be formed as a cathode.
  • the material of the first electrode 20 for example, aluminum or silver or a compound containing these metals can be used.
  • the first electrode 20 may be configured by combining aluminum and other electrode materials to form a laminated structure. .
  • Such electrode material combinations include a laminate of an alkali metal thin film and an aluminum thin film, a laminate of an alkali metal thin film and a silver thin film, a laminate of an alkali metal halide thin film and an aluminum thin film. Bodies, laminates of alkali metal oxide thin films and aluminum thin films, alkaline earth metal or rare earth metal thin films and aluminum thin films, alloys of these metal species with other metals, etc. It is done.
  • a laminate of the above thin film, a laminate of an aluminum thin film and an aluminum oxide thin film, and the like can be given.
  • the organic electroluminescence element it is more preferable to provide an electron injection layer that promotes electron injection from the first electrode 20 to the light emitting layer 31 between the first electrode 20 and the light emitting layer 31.
  • the material of the electron injection layer include materials common to the material of the first electrode 20, metal oxides such as titanium oxide and zinc oxide, and organic semiconductor materials mixed with a dopant that promotes electron injection. It is not limited.
  • the material of the light emitting layer 31 will be described later.
  • a low molecular material or a polymer material having a low LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) level can be used as the material of the hole transport layer 32.
  • Examples include polymers containing aromatic amines such as polyarylene derivatives having aromatic amines in the main chain, but are not limited thereto.
  • Examples of the material of the hole injection layer 33 include organic materials including thiophene, triphenylmethane, hydrazoline, arylamine, hydrazone, stilbene, triphenylamine, and the like.
  • organic materials including thiophene, triphenylmethane, hydrazoline, arylamine, hydrazone, stilbene, triphenylamine, and the like.
  • PVCz polyvinyl carbazole
  • PEDOT-PSS polyethylene dioxythiophene-polystyrene sulfonate
  • N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4 ′ -An aromatic amine derivative such as diamine (TPD) or the like and these materials may be used alone or in combination of two or more materials.
  • the second electrode 40 can be formed as an anode.
  • the conductive material that is the material of the second electrode 40 include fine particles of metal such as silver, indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), tin oxide, and gold, conductive polymers, Examples include conductive organic materials, organic materials containing dopants (donors or acceptors), mixtures of conductors and conductive organic materials (including polymer materials), and mixtures of these conductive materials and non-conductive materials. However, it is not limited to these.
  • Non-conductive materials include acrylic resin, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyethersulfone, polyarylate, polycarbonate resin, polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl acetal, polyamide, polyimide, and diacryl.
  • Examples include phthalate resins, cellulosic resins, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, other thermoplastic resins, and copolymers of two or more monomers constituting these resins. It is not limited. Moreover, in order to improve electroconductivity, you may perform doping using the following dopants. Examples of the dopant include, but are not limited to, sulfonic acid, Lewis acid, proton acid, alkali metal, alkaline earth metal, and the like.
  • the light emitting layer 31 is formed of a polymer material, and the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 is larger than the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31 is preferably larger than 1.05 and not larger than 2.5.
  • Each refractive index of the light emitting layer 31 is preferably a value with respect to light having an emission peak wavelength of the light emitting layer 31.
  • the inventors of the present application as a structural model for evaluating the external quantum efficiency, are a stack of the first electrode / light emitting layer / hole injection layer / second electrode / matching oil / hemisphere lens shown in the first column of Table 1.
  • the inventors set the structural parameter (thickness) shown in the second column of Table 1 and the optical parameters shown in the third and fourth columns of Table 1 for this structural model, and the film thickness direction of the light emitting layer 31 is set.
  • the results shown in Table 2 were obtained.
  • Reference 1 Gaertner, et al, "Light extraction from OLEDs with (high) index matched glass substrates", Proc.of SPIE Vol.6999,69992T1-T12,2008]
  • Reference 2 [Naraoka Ryo, et al., “Excitation energy transfer phenomenon by surface plasmons”, Organic EL discussion, Proceedings of the 9th Regular Meeting, S9-6, 2008]
  • Reference 3 [Akiyoshi Mikami, “Optical analysis of organic EL devices” "Technology and High Efficiency Technique”, Applied Physics, Applied Physics Society, April 2011, Vol. 80, No. 4, p277-283].
  • the metal layer of Reference 3 corresponds to the first electrode of the structural model.
  • the laminated thin film of Reference 3 corresponds to a laminated film of a light emitting layer, a hole injection layer, and a second electrode of a structural model. Further, in the simulation, it is necessary to use optical constants (refractive index and extinction coefficient), but the inventors of the present application set the refractive index in the in-plane direction to a constant value (1) in order to consider the anisotropy of the refractive index. .69), the refractive index in the film thickness direction was changed to various values for analysis. As the refractive index in the in-plane direction and the refractive index in the film thickness direction, values for light having a wavelength of 530 nm were used. The extinction coefficient was assumed to be 0 for light having a wavelength of 530 nm.
  • the material of the first electrode is Al
  • the material of the light emitting layer is an electron transporting polymer material
  • the material of the hole injection layer is PEDOT
  • the material of the second electrode was made of ITO and hemispherical lens was made of glass.
  • the matching oil in the structural model in the first column of Table 1 is omitted because it has a refractive index comparable to that of the glass of a hemispherical lens, but is 1 nm or less and extremely thin compared to the hemispherical lens and the second electrode.
  • the thickness was ⁇ .
  • the light emission position in the structural model was assumed to be at the interface between the light emitting layer and the hole injection layer because the light emitting layer has electron transport properties and PEDOT has hole transport properties.
  • an electric field component that vibrates in the in-plane direction in the light emitting layer (TE mode electric field component) and an electric field component that vibrates in the film thickness direction (TM mode electric field component) are calculated.
  • TE mode electric field component the refractive index in the in-plane direction
  • TM mode electric field component the refractive index in the film thickness direction
  • the TE mode electric field component and the TM mode electric field component were converted into an s-polarized component and a p-polarized component. Thereafter, an average value of the s-polarized component and the p-polarized component was calculated, and a radiant flux proportional to the external quantum efficiency was obtained in consideration of the solid angle.
  • the external quantum efficiency ratio in Table 2 is the radiant flux when the ratio of the radiant flux when the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer is 1.05 is 1. Is the relative value of.
  • FIG. 2 is a graph in which the horizontal axis represents the refractive index in the in-plane direction / the refractive index in the film thickness direction of Table 2, and the vertical axis represents the external quantum efficiency ratio of Table 2.
  • the light extraction efficiency in the structural model is proportional to the external quantum efficiency, and the larger the external quantum efficiency, the larger the value.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31 is preferably 1.1 or more.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31 is more preferably 1.2 or more. Therefore, the organic electroluminescence device can further improve the light extraction efficiency.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31 is more preferably 1.4 or more.
  • the organic electroluminescence device can greatly improve the light extraction efficiency and can reduce the variation range of the light extraction efficiency due to the change in the refractive index ratio, thereby reducing the variation in the light extraction efficiency of each product. It becomes possible. Therefore, the organic electroluminescence element has a high degree of freedom in material design of the polymer material of the light emitting layer 31.
  • the spectroscopic ellipsometer (FE-5000S manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) uses the ellipsometric parameters p and s polarized amplitude ratio ⁇ and The phase difference ⁇ was measured and analyzed by Tauc-Lorentz equation using a uniaxial anisotropic optical model.
  • the measurement sample used here was a polymer material coated on a glass substrate with a spin coater and baked at 150 ° C. for 10 minutes.
  • the measurement conditions were an incident angle of 70 ° and a light wavelength range of 300 to 800 nm. did.
  • the incident angle is not limited to 70 °, and may be an angle that is surely totally reflected.
  • the molecular orientation of the thin film made of the light emitting layer 31 formed of a polymer material can be confirmed by a spectroscopic analysis method described in Japanese Patent No. 4340814.
  • Such a light emitting layer 31 is a polymer material in which the dipole moment of horizontal alignment along the in-plane direction of the light emitting layer 31 at the time of light emission is larger than the dipole moment of vertical alignment along the film thickness direction of the light emitting layer 31. It is thought that it is formed by.
  • the first electrode 20 is formed on the one surface of the substrate 10.
  • a non-wet process dry process
  • a wet process wet process
  • the non-wet process include a vacuum deposition method, a sputtering method, and a laminating method in which a metal thin film is thermocompression bonded.
  • the wet process include spin coating, casting, micro gravure printing, gravure printing, die coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, and screen.
  • the coating method include a printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method. Since the first electrode 20 is an underlayer of the functional layer 30 and preferably has a small surface roughness, it is preferably formed by a non-wet process that can form a smooth surface more easily than a wet process.
  • the functional layer 30 is formed on the one surface side of the substrate 10 (here, on the one surface of the first electrode 20).
  • various forming methods can be adopted in consideration of the material of the functional layer 30. For example, the above-described wet process can be given.
  • the functional layer 30 is formed in the order of the light emitting layer 31, the hole transport layer 32, and the hole injection layer 33.
  • each layer of the functional layer 30 (in the example of FIG. 1, the light emitting layer 31, the hole transport layer 32, and the hole injection layer 33) is formed by a wet process such as a coating method, the underlying layer is made of a coating solution. There is a concern that problems such as dissolution, coating solution not spreading uniformly, and poor wettability may occur.
  • the order of formation of the functional layers (hole injection layer 103, hole transport layer 104, organic light emitting layer 105, electron transport layer 106, electron injection layer 107) of the organic electroluminescence element having the configuration shown in FIG. Even in the case where there is no such problem, the above-described problem may occur remarkably when a configuration that requires the order of formation such as the functional layer 30 in the present embodiment is used.
  • a countermeasure when the underlying layer is dissolved by the coating solution for example, Make the solvent of the base layer different from the solvent of the coating solution, if the solvent is the same, make the base layer cross-linkable, and the thickness of the base layer is dissolved by the coating solution of the next layer Taking into consideration, a method of forming a film thicker than a desired film thickness can be mentioned. Moreover, as a countermeasure when the coating solution does not spread uniformly, a method of increasing the drying speed or changing the solvent can be used. Moreover, as a countermeasure when the wettability is poor, there is a method of adding a solvent (alcohol or the like) that improves the wettability to the coating solution in order to improve the wettability.
  • the second layer is formed on the one surface side of the substrate 10 (here, on the surface opposite to the first electrode 20 side in the functional layer 30).
  • the electrode 40 is formed.
  • the second electrode 40 is preferably formed by a wet process. When the wet process is adopted, an expensive thin film forming apparatus such as a vacuum evaporation apparatus or a sputtering apparatus is not required, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the transparent electrode 102 that is a translucent electrode is formed by a wet process
  • the transparent electrode 102, the metal electrode 108 In order to suppress the occurrence of short circuit, it is necessary to reduce the surface roughness of the transparent electrode 102. Further, the transparent electrode 102 formed by a wet process needs to be patterned in order to define a light emitting area or prevent a short circuit with the metal electrode 108.
  • a method of patterning the transparent electrode 102 there are a method of forming a bank after film formation, and a patterning method by etching and printing.
  • the method of patterning by bank formation or etching requires a step of applying a resist, a step of immersing in a developing solution, and a step of immersing in a resist stripping solution, and the transparent electrode 102 is easily damaged and is translucent. There is a possibility of degrading the characteristics as an electrode.
  • the patterning by the printing method for example, when the screen printing method is adopted, the surface of the transparent electrode 102 is highly likely to be uneven due to the plate mesh, and the gravure printing method, the slit die coating method, etc. Is used, the film thickness may change at the start of coating and at the end of coating, and a step may be generated on the surface of the transparent electrode 102.
  • Such irregularities and steps formed on the surface of the transparent electrode 102 may cause a short circuit between the metal electrode 108 and the transparent electrode 102.
  • the leveling property after application is improved by reducing the viscosity of the printing ink, it is possible to reduce the surface roughness of the transparent electrode 102, but when the viscosity is reduced, the film It becomes difficult to increase the thickness.
  • a conductive polymer material such as a highly conductive type PEDOT-PSS, which is commonly used, is used as a material for the translucent electrode formed by the wet process, the film thickness is 100 to 100 nm.
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment has a laminated structure in which the second electrode 40 that is a translucent electrode is formed after the functional layer 30. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit, and the reliability is improved. Moreover, in the manufacturing method of the organic electroluminescent element of this embodiment, a flexible thing is employ
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment described above is between the first electrode 20 made of a metal electrode, the second electrode 40 facing the first electrode 20, and the first electrode 20 and the second electrode 40.
  • the functional layer 30 including at least the light emitting layer 31 is provided, and light is extracted from the second electrode 40 side.
  • the light emitting layer 31 is formed of a polymer material in which the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 is larger than the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31.
  • the organic electroluminescence element is a polymer material in which the dipole moment of horizontal alignment along the in-plane direction of the light emitting layer 31 during light emission is larger than the dipole moment of vertical alignment along the film thickness direction of the light emitting layer 31. It is thought that it is formed by.
  • the organic electroluminescence device of this embodiment light that causes surface plasmon or light of a high angle component that is lost inside the device during light emission (also referred to as thin-film guided light or in-device guided mode light). It is presumed that it becomes possible to reduce the vertical alignment dipole that emits).
  • the high-angle component light has a large angle formed by the straight line along the film thickness direction of the light emitting layer 31 passing through the light emitting point and the radiation direction of the light emitted from the light emitting point.
  • the light component is totally reflected at the refractive index interface with the electrode 40 side.
  • the light emitting layer 31 is formed of a polymer material in which the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 is larger than the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31.
  • the light extraction efficiency can be improved with a simple configuration.
  • the light emitting layer 31 is formed of a polymer material in which the horizontal dipole moment during light emission is larger than the vertical dipole moment.
  • the optical loss due to surface plasmons on the metal surface of the metal electrode constituting 20 can be reduced, and the optical loss due to the guided light component in the functional layer 30 can be reduced, improving the light extraction efficiency. It is assumed that this is possible.
  • the one in which the ratio of the refractive index in the in-plane direction of the light emitting layer 31 to the refractive index in the film thickness direction of the light emitting layer 31 is greater than 1.05 and 2.5 or less is selected.
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and is different in that the first electrode 20 also serves as the substrate 10 described in the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the first electrode 20 that is a metal electrode also serves as the substrate 10 that supports the stacked body of the functional layer 30 and the second electrode 40, so that the cost can be reduced. It becomes. Further, by forming the first electrode 20 from a metal foil, the same sealing can be achieved at a lower cost as compared with the case where a barrier film in which a gas barrier layer is laminated on a plastic plate is used as the substrate 10 in the configuration of the first embodiment. It becomes possible to have performance.
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and is different in that the second electrode 40 is formed in a mesh shape (network shape). Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the second electrode 40 can be formed of the above-described conductive material.
  • each of a plurality of fine wires made of a metal material such as silver or copper or a conductive material such as carbon black is appropriately used as a thin wire portion. They can be formed in combination.
  • the line width of each thin line portion of the mesh-like second electrode 40 may be set to, for example, about 1 to 100 ⁇ m, but is not particularly limited. Moreover, what is necessary is just to set suitably also about the pitch of a fine wire part, and the height of the fine wire part in the thickness direction of the functional layer 30.
  • the mesh-like second electrode 40 can also be formed by applying a conductive paste containing the above-described conductive material by a screen printing method or the like. In addition, the formation method of the 2nd electrode 40 is not limited to these.
  • the planar view shape of the mesh (opening) 41 of the mesh-like second electrode 40 can be set as appropriate.
  • the mesh-like second electrode 40 has a grid structure (lattice structure).
  • the planar view shape of the mesh 41 can be a rectangular shape.
  • the planar view shape of the mesh 41 can be formed in an arbitrary shape such as a triangular shape, a hexagonal shape, or a circular shape.
  • the light emitted from the light emitting layer 30 can be extracted through the mesh 41 of the second electrode 40.
  • the second electrode 40 has a plurality of meshes 41 serving as openings for extracting light from the functional layer 30.
  • the second electrode 40 has a resistivity and a resistance higher than those of the thin film formed of a transparent conductive oxide (Transparent Conducting Oxide: TCO). Since the sheet resistance can be reduced and the resistance of the second electrode 40 can be reduced, the luminance unevenness can be reduced.
  • TCO Transparent Conducting Oxide
  • the transparent conductive oxide include ITO, AZO, GZO, and IZO.
  • a conductive polymer layer is formed on the outermost layer (here, the hole injection layer 33) of the functional layer 30, and a mesh-like first layer is formed on the conductive polymer layer. It is preferable to form the two electrodes 40.
  • the organic electroluminescence element of the present embodiment has substantially the same configuration as that of the third embodiment, and is different in that the first electrode 20 also serves as the substrate 10 described in the third embodiment. Since other configurations are the same as those of the third embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first electrode 20 which is a metal electrode, serves also as the substrate 10 that supports the laminate of the functional layer 30 and the second electrode 40. Can be achieved.
  • the first electrode 20 by forming the first electrode 20 from a metal foil, it is possible to have the same sealing performance at a lower cost as compared with the case where a barrier film is used as the substrate 10 in the configuration of the third embodiment.
  • the organic electroluminescent element described in the above-described embodiment can be suitably used as, for example, an organic electroluminescent element for illumination.
  • the organic electroluminescent element is not limited to illumination, and other uses (for example, a display, a backlight, a display device) Etc.).
  • each figure demonstrated in each above-mentioned embodiment is typical, and ratio of each magnitude
  • Example 1 In Example 1, in the configuration shown in FIG. 1, the thickness of the substrate 10 is 0.7 mm, the thickness of the first electrode 20 is 80 nm, the thickness of the light emitting layer 31 is 80 nm, and the thickness of the hole injection layer 33 is 15 nm. Then, an organic electroluminescence element having a thickness of the second electrode 40 of 300 nm was produced.
  • Example 1 an alkali-free glass substrate (“1737” manufactured by Corning) was used as the substrate 10.
  • aluminum was used as the material of the first electrode 20.
  • the polymeric fluorescent substance 1 (hereinafter referred to as the polymeric material 1) described in the published patent publication 2003-147347 was used.
  • PEDOT-PSS was used as a material for the hole injection layer 33.
  • ITO nanoparticles having an average particle diameter of 40 nm (NanoTek (registered trademark) ITCW 15 wt% -G30, manufactured by CI Kasei Co., Ltd.) were used.
  • the first electrode 20 made of an aluminum film having a film thickness of 80 nm was formed on the one surface side of the substrate 10 by a vacuum deposition method. Thereafter, a solution obtained by dissolving the polymer material 1 as the material of the light emitting layer 31 in a xylene solvent so as to be 1.3 wt% is formed on the one surface side of the substrate 10 so that the film thickness on the first electrode 20 is about 80 nm.
  • the light emitting layer 31 was obtained by applying with a spin coater and baking at 130 ° C. for 10 minutes.
  • a solution in which PEDOT-PSS and isopropyl alcohol were mixed at a ratio of 1: 1 was applied to the one surface side of the substrate 10 with a spin coater so that the film thickness on the polymer material 1 was 15 nm, and at 150 ° C.
  • the hole injection layer 33 was obtained by baking for 10 minutes.
  • a solution in which 5 wt% of methylcellulose (METOLOSE (registered trademark) 60SH manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is mixed with ITO nanoparticles having an average particle diameter of 40 nm is mixed with the one surface side (here, the substrate 10).
  • the second electrode 40 was formed by patterning on the hole injection layer 33) so as to have a film thickness of about 300 nm and drying at 120 ° C. for 15 minutes.
  • Example 2 In Example 2, in the configuration shown in FIG. 3, the thickness of the first electrode 20 is 30 ⁇ m, the thickness of the light emitting layer 31 is 80 nm, the thickness of the hole injection layer 33 is 15 nm, and the thickness of the second electrode 40 is 300 nm. An organic electroluminescence device was produced.
  • Example 2 an aluminum foil having a thickness of 30 ⁇ m was used as the first electrode 20.
  • the hole injection layer 33, and the second electrode 40 all of the materials, the film thickness, and the forming method are the same as those in the first embodiment.
  • Example 3 In Example 3, in the configuration shown in FIG. 4A, the thickness of the substrate 10 is 0.7 mm, the thickness of the first electrode 20 is 80 nm, the thickness of the light emitting layer 31 is 80 nm, and the thickness of the hole injection layer 33 is 15 nm.
  • a conductive polymer layer having a thickness of 200 nm is provided between the hole injection layer 33 and the second electrode 40, and the line width of the fine line portion is 40 ⁇ m and the center of the fine line portion is between the mesh-like second electrode 40.
  • An organic electroluminescence element having a pitch of 1000 ⁇ m and a height of about 5 ⁇ m was produced.
  • Example 3 an alkali-free glass substrate (“1737” manufactured by Corning) was used as the substrate 10.
  • the first electrode 20 the light emitting layer 31, and the hole injection layer 33, all of materials, film thicknesses, and formation methods are the same as those in the first embodiment.
  • the material of the conductive polymer layer high conductivity type PEDOT-PSS was used.
  • a material for the second electrode 40 a silver paste was used.
  • a highly conductive type PEDOT-PSS is applied to the one surface side of the substrate 10 (here, on the hole injection layer 33) to form a conductive polymer layer having a thickness of 200 nm. Formed.
  • the mesh-like second electrode 40 as shown in FIGS. 4A and 4B is screen-printed on the one surface side of the substrate 10 (here, on the conductive polymer layer). Formed by machine.
  • Example 4 In Example 4, in the configuration shown in FIG. 5, the thickness of the first electrode 20 is 30 ⁇ m, the thickness of the light emitting layer 31 is 80 nm, the thickness of the hole injection layer 33 is 15 nm, the hole injection layer 33 and the second electrode A conductive polymer layer having a film thickness of 200 nm is provided between the second electrode 40 and the mesh-like second electrode 40, the line width of the fine line portion is 40 ⁇ m, the pitch between the centers of the fine line portions is 1000 ⁇ m, and the height is about 5 ⁇ m. An organic electroluminescence device was produced.
  • Example 4 an aluminum foil having a thickness of 30 ⁇ m was used as the first electrode 20.
  • the hole injection layer 33, the conductive polymer layer, and the second electrode 40 all of the materials, the film thickness, and the forming method are the same as those in the third embodiment.
  • Comparative Example 1 As Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was produced in which only the material of the light emitting layer 31 was different from that in Example 1.
  • a solution obtained by dissolving a polymer material (“Green 1302” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in a xylene solvent so as to be 1.3 wt% is used on the one surface side of the substrate 10 (here, The light emitting layer 31 was obtained by applying the film on the first electrode 20 with a spin coater so as to have a film thickness of 80 nm and baking at 130 ° C. for 10 minutes.
  • Comparative Example 2 As Comparative Example 2, an organic electroluminescence element was produced in which only the material of the light emitting layer 31 was different from that in Example 2.
  • a solution obtained by dissolving a polymer material (“Green 1302” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in a xylene solvent to 1.3 wt% is formed on the one surface of the first electrode 20.
  • the light emitting layer 31 was obtained by apply
  • Comparative Example 3 As Comparative Example 3, an organic electroluminescence element was produced in which only the material of the light emitting layer 31 was different from that in Example 3.
  • a solution obtained by dissolving a polymer material (“Green 1302” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in a xylene solvent so as to be 1.3 wt% is used on the one surface side of the substrate 10 (here, The light emitting layer 31 was obtained by applying the film on the first electrode 20 with a spin coater so as to have a film thickness of 80 nm and baking at 130 ° C. for 10 minutes.
  • Comparative Example 4 As Comparative Example 4, an organic electroluminescence element was produced in which only the material of the light emitting layer 31 was different from that in Example 4.
  • a solution obtained by dissolving a polymer material (“Green 1302” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in a xylene solvent to 1.3 wt% is formed on the one surface of the first electrode 20.
  • the light emitting layer 31 was obtained by apply
  • the polymer materials used in the organic electroluminescence elements of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were coated on a glass substrate under the same conditions as described above, and baked at 130 ° C. for 10 minutes.
  • Table 3 shows the ratio of the refractive index in the in-plane direction to the refractive index in the film thickness direction at a wavelength of 530 nm using a spectroscopic ellipsometer (FE-5000S manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Show.
  • the wavelength 530 nm is the emission peak wavelength of the polymer material (“Green 1302”) used in each comparative example.
  • the ratio of the refractive index in the in-plane direction to the refractive index in the film thickness direction of the polymer material 1 used in each of Examples 1 to 4 is the polymer material used in each of Comparative Examples 1 to 4 (“Green 1302”). It can be confirmed that it is larger.
  • a constant current having a current density of 10 mA / cm 2 was applied to each of the organic electroluminescence elements of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 from a DC power source (2400 manufactured by Caseley).
  • the external quantum efficiency was determined by measuring the emission luminance with a luminance meter (SR-3 manufactured by Topcon Corporation) every 10 ° in an angular orientation of ⁇ 80 ° to + 80 °.

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Abstract

　有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板の一表面側に形成された第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備える。この有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記第１電極が、金属電極であって光反射性の電極であり、前記第２電極が、光透過性の電極であり、前記第２電極側から光を取り出すものである。発光層は、高分子材料により形成されており、前記発光層の面内方向の屈折率が前記発光層の膜厚方向の屈折率よりも大きい。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子
　本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
　従来から、図６に示す構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案されている（日本国特開２００７－２９４２６６号公報：以下、特許文献１という）。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明基材１０１の一表面側に、低屈折率層１１１、高屈折率層１１０、透明電極１０２、ホール注入層１０３、ホール輸送層１０４、有機発光層１０５、電子輸送層１０６、電子注入層１０７および金属電極１０８の積層体を備えている。
　有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明基材１０１側から光を取り出すものである。この有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機発光層１０５で発光し金属電極１０８側へ向かった光は、金属電極１０８によって形成される金属ミラー１０８ａで反射され、透明電極１０２および透明基材１０１を透過して取り出される。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子では、透明電極１０２と透明基材１０１との間で、高屈折率層１１０を透明電極１０２側に、低屈折率層１１１を透明基材１０１側に配置することにより、光取り出し効率の向上を図っている。
　ところで、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子の分野においては、光取り出し効率の向上を図るために、金属電極の金属表面での表面プラズモンによる光学損失を低減させることが重要であることが知られている。しかしながら、特許文献１には、金属電極１０８の金属表面（金属ミラー１０８ａ）での表面プラズモンによる光学損失について明記されていない。
　本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、簡単な構成で光取り出し効率の向上を図ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、金属電極からなる第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備えた逆積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層は、高分子材料により形成されており、前記発光層の面内方向の屈折率が前記発光層の膜厚方向の屈折率よりも大きく、前記第１電極は陰極であり、前記第２電極は陽極であることを特徴とする。逆積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子とは、陰極、少なくとも発光層を含む機能層、陽極がこの順に積層された構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を意味し、基板上に陰極が積層されたものでもよいし、陰極が基板を兼ねたものでもよい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層の膜厚方向の屈折率に対する前記発光層の面内方向の屈折率の比は、１．０５より大きいことが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記屈折率の比は、１．１以上であることが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記屈折率の比は、１．２以上であることが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記屈折率の比は、１．４以上であることが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記屈折率の比は、２．５以下であることが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記金属電極は、前記機能層と前記第２電極との積層体を支持する基板を兼ねていることが好ましい。
　この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第２電極は、メッシュ状に形成されていることが好ましい。
実施形態１の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。 発光層の膜厚方向の屈折率に対する前記発光層の面内方向の屈折率の比と外部量子効率比との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。 実施形態２の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。 図４Ａは実施形態３の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。図４Ｂは実施形態３の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部平面図である。 実施形態４の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。 従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成の一例を示す概略図である。
　（実施形態１）
　以下、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子について図１に基づいて説明する。
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、逆積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
　有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、この基板１０の一表面側に形成された第１電極２０と、第１電極２０に対向した第２電極４０と、第１電極２０と第２電極４０との間にあり少なくとも発光層３１を含む機能層３０とを備えている。要するに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０と機能層３０と第２電極４０との積層体が、第１電極２０における機能層３０側とは反対側にある基板１０の一表面側に設けられ、基板１０により支持されている。この有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０が金属電極であって光反射性の電極であり、第２電極４０が光透過性の電極であり、第２電極４０側から光を取り出すものである。
　機能層３０は、第１電極２０に近い側から順に、発光層３１、ホール輸送層３２およびホール注入層３３を備えている。
　ところで、特許文献１には、図６に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造時に、ＩＴＯ薄膜からなる透明電極１０２をＤＣマグネトロンスパッタ法により透明基材１０１の上記一表面側に形成し、その後、ホール注入層１０３、ホール輸送層１０４、有機発光層１０５、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、金属電極１０８を順次形成する旨が記載されている。また、ＩＴＯ薄膜の形成方法としては、ＤＣマグネトロンスパッタ法に限らず、各種のスパッタ法や、蒸着法などが知られている。
　また、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子の分野では、製造コストの低減の観点から、塗布法を採用してロールトゥーロール（roll-to-roll）方式を利用した製造方法が注目されている。そして、透明導電膜の形成方法としては、スパッタ装置や蒸着装置などの高価な成膜装置を必要とせず、低コスト化および低屈折率化が可能な塗布法が考えられている。ここで、透明導電膜付き透明板の製造方法としては、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を、透明板本体の表面に塗布して、透明導電膜を成膜する方法が提案されている（例えば、特開２００９－１８１８５６号公報）。しかしながら、このような方法で成膜される透明導電膜では、その表面粗さが、スパッタ法や蒸着法などにより形成される透明導電膜の表面粗さに比べて大きく、有機エレクトロルミネッセンス素子の短絡や信頼性低下の原因となってしまう懸念がある。
　これに対して、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、基板１０の上記一表面上に形成した金属電極からなる第１電極２０の一表面上に、機能層３０が形成され、この機能層３０における第１電極２０側とは反対側に光透過性の第２電極４０が形成されている。このため、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、機能層３０の下地となる第１電極２０の表面の平滑性を向上させることが可能になるとともに、光透過性の電極である第２電極４０をウェットプロセスで形成しても、光透過性の電極の表面粗さに起因した短絡の発生や信頼性の低下を抑制することが可能となる。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、低コスト化および信頼性の向上を図ることが可能となる。
　基板１０としては、例えば、ガラス基板、プラスチック板、金属板など、任意のものを用いることができるが、これらに限定されるものではない。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートなどを採用することができる。また、金属板の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などを採用することができる。基板１０は、リジッドなものでもよいし、フレキシブルなものでもよい。基板１０として金属板を採用する場合、金属板として、金属箔を用いることもできる。また、基板１０は、有機エレクトロルミネッセンス素子の短絡を抑制するために、上記一表面の平滑性が非常に重要である。基板１０の上記一表面の表面粗さについては、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２００１（ＩＳＯ　４２８７－１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍ以下であることが、より好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子では、製造時において、基板１０の上記一表面の表面粗さが第１電極２０の上記一表面の表面粗さに与える影響を少なくすることができ、第１電極２０と第２電極４０との短絡の発生を抑制することが可能となる。
　第１電極２０は、陰極として形成することができる。第１電極２０の材料としては、例えば、アルミニウムや銀など、もしくはこれら金属を含む化合物を用いることができるが、アルミニウムと他の電極材料を組み合わせて積層構造などとして構成するものであってもよい。このような電極材料の組み合わせとしては、アルカリ金属の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ金属の薄膜と銀の薄膜との積層体、アルカリ金属のハロゲン化物の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ金属の酸化物の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルカリ土類金属や希土類金属の薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、これらの金属種と他の金属との合金などが挙げられる。具体的には、例えばナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、リチウム、マグネシウムなどの薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、マグネシウム－銀混合物、マグネシウム－インジウム混合物、アルミニウム－リチウム合金、フッ化リチウムの薄膜とアルミニウムの薄膜との積層体、アルミニウムの薄膜と酸化アルミニウムの薄膜との積層体などを例として挙げることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０と発光層３１との間に、第１電極２０から発光層３１への電子注入を促進させる電子注入層を設けるのが、より好ましい。電子注入層の材料としては、第１電極２０の材料と共通のもの、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物、電子注入を促進させるドーパントを混合した有機半導体材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　発光層３１の材料については、後述する。
　ホール輸送層３２の材料としては、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位が小さい低分子材料や高分子材料を用いることができ、例えば、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）や、ポリピリジン、ポリアニリンなどの側鎖や主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体などの芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　ホール注入層３３の材料としては、チオフェン、トリフェニルメタン、ヒドラゾリン、アリールアミン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニルアミンなどを含む有機材料が挙げられる。具体的には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリエチレンジオキシチオフェン－ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）などの芳香族アミン誘導体などで、これらの材料を単独で用いてもよいし、２種類以上の材料を組み合わせて用いてもよい。
　第２電極４０は、陽極として形成することができる。第２電極４０の材料である導電性物質としては、銀、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物、金などの金属の微粒子、導電性高分子、導電性の有機材料、ドーパント（ドナーまたはアクセプタ）を含有した有機材料、導電体と導電性有機材料（高分子材料を含む）の混合物、これら導電性材料と非導電性材料の混合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、非導電性材料としては、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の２種以上の共重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、導電性を高めるために、以下のようなドーパントを用いたドーピングを行ってもよい。ドーパントとしては、スルホン酸、ルイス酸、プロトン酸、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　ところで、発光層３１は、高分子材料により形成されており、発光層３１の面内方向の屈折率が発光層３１の膜厚方向の屈折率よりも大きい。そして、発光層３１は、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比が、１．０５より大きく２．５以下であることが好ましい。発光層３１の各屈折率は、発光層３１の発光ピーク波長の光に対する値であるのが好ましい。
　ところで、本願発明者らは、外部量子効率を評価するための構造モデルとして、表１の第１列に示す第１電極／発光層／ホール注入層／第２電極／マッチングオイル／半球レンズの積層構造を考えた。本願発明者らは、この構造モデルについて、表１の第２列に示す構造パラメータ（厚み）、表１の第３列並びに第４列に示す光学パラメータを設定し、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比と、外部量子効率との関係についてシミュレーションした結果、表２に示す結果を得た。ここで、表１の第３列の‘波長５３０ｎｍの光に対する屈折率’の項目の‘異方性考慮’については、表２の第１列および第２列のように面内方向の屈折率と膜厚方向の屈折率とを設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上述のシミュレーションは、参考文献１〔Georg Gaertner,et al,"Light extraction from OLEDs with (high) index matched glass substrates",Proc.of SPIE Vol.6999,69992T1～T12,2008〕、参考文献２〔奈良岡亮，他２名，“表面プラズモンによる励起エネルギー移動現象”有機ＥＬ討論会，第９回例会予稿集，Ｓ９－６，２００８年〕および参考文献３〔三上明義，“有機ＥＬ素子の光学解析技術と高効率化手法”，応用物理，応用物理学会，２０１１年４月，第８０巻，第４号，ｐ２７７－２８３〕を参考にして行った。ここで、参考文献３の金属層は、構造モデルの第１電極に相当する。参考文献３の積層薄膜は、構造モデルの発光層とホール注入層と第２電極との積層膜に相当する。また、シミュレーションにあたり、光学定数（屈折率および消衰係数）を使う必要があるが、本願発明者らは、屈折率の異方性を考慮するため、面内方向の屈折率を一定値（１．６９）として、膜厚方向の屈折率を種々の値に変えて解析を行った。面内方向の屈折率および膜厚方向の屈折率それぞれには、波長が５３０ｎｍの光に対する値を用いた。また、消衰係数は、波長が５３０ｎｍの光に対する値が０であるとした。
　このシミュレーションにあたっては、表１の第１列の構造モデルに関して、第１電極の材料をＡｌ、発光層の材料を電子輸送性の高分子材料、ホール注入層の材料をＰＥＤＯＴ、第２電極の材料をＩＴＯ、半球レンズの材料をガラスとした。表１の第１列の構造モデルにおけるマッチングオイルに関しては、半球レンズのガラスと同程度の屈折率を持つが、厚みが１ｎｍ以下であり半球レンズおよび第２電極に比べて極めて薄いため、省略した。半球レンズについては、厚みを∞とした。また、構造モデルにおける発光位置は、発光層が電子輸送性、ＰＥＤＯＴがホール輸送性であることから、発光層とホール注入層との界面にあると仮定した。
　このシミュレーションでは、まず、発光層で面内方向に振動する電界成分（ＴＥモードの電界成分）と膜厚方向に振動する電界成分（ＴＭモードの電界成分）とを計算する。ここにおいては、ＴＥモードの電界成分を計算するときに、面内方向の屈折率を用い、ＴＭモードの電界成分を計算するときに、膜厚方向の屈折率を用いることで、複屈折率を考慮している。
　その後には、ＴＥモードの電界成分、ＴＭモードの電界成分からｓ偏光成分、ｐ偏光成分に変換した。その後には、ｓ偏光成分とｐ偏光成分の平均値を算出し、立体角を考慮して、外部量子効率に比例する放射束を求めた。
　表２の外部量子効率比とは、発光層の膜厚方向の屈折率に対する発光層の面内方向の屈折率の比が１．０５のときの放射束の値を１としたときの放射束の相対値である。
　図２は、横軸を、表２の、面内方向の屈折率／膜厚方向の屈折率、とし、縦軸を表２の外部量子効率比、としたグラフである。構造モデルでの光取り出し効率は、外部量子効率に比例し、外部量子効率が大きいほど、大きな値となる。
　図２の結果から、有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比が、１．１以上であるのが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、光取り出し効率の向上をより確実に図ることが可能となると推考される。
　また、図２の結果から、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比が、１．２以上であるのがより好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、光取り出し効率のより一層の向上を図ることが可能となる。
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比が、１．４以上であるのが更に好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、光取り出し効率を大幅に向上でき且つ屈折率の比の変化による光取り出し効率の変化幅を小さくすることが可能となり、製品ごとの光取り出し効率のばらつきを低減することが可能となる。よって、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層３１の高分子材料の材料設計の自由度が高くなる。
　発光層３１の膜厚方向の屈折率および面内方向の屈折率の測定に関しては、分光エリプソメータ（大塚電子社製のFE-5000S）により、エリプソメトリーパラメータであるp、s偏光の振幅比ψおよび位相差Δを測定し、一軸異方性光学モデルを用いてTauc-Lorentz式により解析を行い算出した。このときの測定サンプルはガラス基板上に高分子材料をスピンコータによって塗布し、１５０℃で１０分間、焼成したものを用い、測定条件は、入射角を７０°、光の波長範囲を３００～８００ｎｍとした。入射角は、７０°に限らず、確実に全反射される角度であればよい。
　また、高分子材料により形成された発光層３１からなる薄膜の分子配向については、日本国特許第４３４０８１４号公報に記載されている分光解析方法によっても確認ができる。
　このような発光層３１は、発光時における発光層３１の面内方向に沿った水平配向の双極子モーメントが発光層３１の膜厚方向に沿った垂直配向の双極子モーメントよりも大きい高分子材料により形成されているものと考えられる。
　以下に、上述の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明する。
　まず、基板１０の上記一表面上に第１電極２０を形成する。第１電極２０の形成方法については、第１電極２０の材料を考慮して、非ウエットプロセス（乾式プロセス）、ウエットプロセス（湿式プロセス）のいずれかを採用すればよい。非ウエットプロセスとしては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属薄膜を熱圧着するラミネート法など挙げることができる。また、ウエットプロセスとしては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア印刷法、グラビア印刷法、ダイコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。第１電極２０は、機能層３０の下地層となることから、表面粗さが小さい方が好ましいので、ウエットプロセスよりも平滑な表面を形成しやすい非ウエットプロセスで形成するのが好ましい。
　上述のように基板１０の上記一表面上に第１電極２０を形成した後、基板１０の上記一表面側（ここでは、第１電極２０の上記一表面上）に機能層３０を形成する。機能層３０の形成方法は、機能層３０の材料を考慮して、各種の形成方法を採用することができるが、例えば、上述のウエットプロセスを挙げることができる。機能層３０は、発光層３１、ホール輸送層３２、ホール注入層３３の順で形成する。
　なお、機能層３０の各層（図１の例では、発光層３１、ホール輸送層３２、ホール注入層３３）を塗布法などのウエットプロセスで形成する場合には、下地となる層が塗布溶液により溶解されてしまう、塗布溶液が均一に広がらない、濡れ性が悪い、などの問題が起こる懸念がある。図６に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子の機能層の各層（ホール注入層１０３、ホール輸送層１０４、有機発光層１０５、電子輸送層１０６、電子注入層１０７）の形成順では問題にはならなかった場合でも、本実施形態における機能層３０のような形成順を必要とする構成にした場合には、上述の問題が顕著に起こる場合がある。下地となる層が塗布溶液により溶解されてしまう場合の対策としては、例えば、
下地となる層の溶媒を塗布溶液の溶媒と異なるものにする、溶媒が同じ場合は下地層を架橋型にする、下地となる層の膜厚を、次の層の塗布溶液により溶解する分を考慮に入れて、所望の膜厚よりも厚く形成しておく方法などが挙げられる。また、塗布溶液が均一に広がらない場合の対策としては、乾燥速度を速めたり、溶媒を変える方法などが挙げられる。また、濡れ性が悪い場合の対策としては、濡れ性を改善するために、塗布溶液に、濡れ性を向上させる溶媒（アルコールなど）を添加する方法などが挙げられる。
　上述のように基板１０の上記一表面側に機能層３０を形成した後、基板１０の上記一表面側（ここでは、機能層３０における第１電極２０側とは反対の表面上）に第２電極４０を形成する。第２電極４０は、ウエットプロセスで形成することが好ましい。ウェットプロセスを採用した場合には、真空蒸着装置やスパッタ装置などの高価な薄膜形成装置を必要とせず、製造コストの低コスト化を図ることが可能となる。
　ところで、図６に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にあたって、ウェットプロセスで、透光性の電極である透明電極１０２を形成するようにした場合には、透明電極１０２と金属電極１０８との短絡の発生を抑制するために、透明電極１０２の表面粗さを低減する必要がある。また、ウェットプロセスで形成した透明電極１０２は、発光エリアを規定したり、金属電極１０８との短絡を防ぐために、パターニングする必要がある。透明電極１０２をパターニングする方法としては、膜形成後にバンクを形成する方法やエッチング、印刷法によるパターニングの方法がある。しかしながら、バンクの形成やエッチングによりパターニングする方法では、レジストを塗布する工程、現像液に浸漬する工程およびレジスト剥離液に浸漬する工程が必要であり、透明電極１０２がダメージを受けやすく、透光性の電極としての特性を低下させてしまう可能性がある。これに対して、印刷法によるパターニングでは、例えば、スクリーン印刷法を採用した場合、版メッシュに起因して透明電極１０２の表面に凹凸が発生する可能性が高く、グラビア印刷法やスリットダイコート法などを採用した場合、塗り始め、塗り終わりに膜厚が変化して透明電極１０２の表面に段差が発生する可能性がある。透明電極１０２の表面に形成された、このような凹凸や段差は、金属電極１０８と透明電極１０２とが短絡する要因になる可能性がある。印刷法では、印刷インクの粘度を低下させることで、塗布後のレベリング性が向上するので、これにより、透明電極１０２の表面粗さを小さくすることが可能となるが、粘度を低下させると膜厚を厚くするのが難しくなる。一方、ウェットプロセスで形成する透光性の電極の材料として、一般的によく使用されている高導電タイプのＰＥＤＯＴ－ＰＳＳなどの導電性高分子材料を採用する場合には、膜厚が１００～２００ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる透明導電膜と同等の導電性を得ようとすると、５００～１０００ｎｍ程度の膜厚が必要となる。このため、透光性の電極の材料として、これら導電性高分子材料を採用する場合には、印刷インクの粘度を下げることは難しい。また、透光性の電極の材料として、上述の高導電タイプのＰＥＤＯＴ－ＰＳＳに比べて導電性の高い材料を採用する場合には、透光性の電極の膜厚を薄くすることが可能となるため、所望の導電性を実現する膜厚を確保するという観点において印刷インクの粘度を低くしても問題ない。しかしながら、粘度を低くした場合には、下地との濡れ性の問題やにじみなどの問題があり、透光性の電極を安定的に形成するのは容易ではない。
　これに対して、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、図１に示すように、透光性の電極である第２電極４０が機能層３０よりも後に形成される積層構造を有しているので、短絡の発生を抑制することが可能となり、信頼性が向上する。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、例えば、基板１０としてフレキシブルなものを採用し、ロールトゥーロール方式で各層（図１の例では、発光層３１、ホール輸送層３２、ホール注入層３３および第２電極４０）を塗布法によって形成することにより、製造コストの低減を図ることが可能となる。
　以上説明した本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、金属電極からなる第１電極２０と、第１電極２０に対向した第２電極４０と、第１電極２０と第２電極４０との間にあり少なくとも発光層３１を含む機能層３０とを備え、第２電極４０側から光を取り出すものである。そして、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層３１が、発光層３１の面内方向の屈折率が発光層３１の膜厚方向の屈折率よりも大きい高分子材料により形成されている。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光時における発光層３１の面内方向に沿った水平配向の双極子モーメントが発光層３１の膜厚方向に沿った垂直配向の双極子モーメントよりも大きい高分子材料により形成されているものと推考される。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光時に、表面プラズモンの発生要因となる光や素子内部でロスする高角度成分の光（薄膜導波光や、素子内導波モードの光とも呼ばれる）を放射する垂直配向双極子を低減することが可能となるものと推考される。ここにおいて、高角度成分の光とは、発光点を通る発光層３１の膜厚方向に沿った直線と発光点から放射される光の放射方向とのなす角度が大きく、発光層３１と第２電極４０側との屈折率界面で全反射される成分の光である。
　しかして、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３１が、発光層３１の面内方向の屈折率が発光層３１の膜厚方向の屈折率よりも大きい高分子材料により形成されていることにより、簡単な構成で光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。これは、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３１が、発光時における水平配向の双極子モーメントが垂直配向の双極子モーメントよりも大きい高分子材料により形成されているので、第１電極２０を構成する金属電極の金属表面での表面プラズモンによる光学損失を低減させることが可能となり、また、機能層３０内の導波光成分による光学損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となるからであると推考される。
　また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３１の膜厚方向の屈折率に対する発光層３１の面内方向の屈折率の比が１．０５より大きく２．５以下であるものを選択すれば、前述のようにこれは高分子材料の発光分子が水平配向し、水平双極子モーメントが垂直双極子モーメントより大きいことを意味し、光取り出し効率の向上を図ることができる。
　（実施形態２）
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、図３に示すように、実施形態１と略同じ構成であり、第１電極２０が、実施形態１で説明した基板１０を兼ねている点が相違する。なお、他の構成は、実施形態１と同様なので、説明を省略する。
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、金属電極である第１電極２０が機能層３０と第２電極４０との積層体を支持する基板１０を兼ねているので、低コスト化を図ることが可能となる。また、第１電極２０を金属箔により形成することにより、実施形態１の構成において基板１０として、プラスチック板にガスバリア層が積層されたバリアフィルムを用いる場合に比べて、低コストで同等の封止性能を有ることが可能となる。
　（実施形態３）
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、図４Ａに示すように、実施形態１と略同じ構成であり、第２電極４０を、メッシュ状（網状）に形成してある点が相違する。なお、他の構成は、実施形態１と同様なので、説明を省略する。
　第２電極４０は、上述の導電性材料で形成することができるが、例えば、銀や銅などの金属材料やカーボンブラックなどの導電性材料からなる複数本の細線材の各々を細線部として適宜組み合わせて形成することができる。メッシュ状の第２電極４０の各細線部の線幅は、例えば、１～１００μｍ程度に設定すればよいが、特に限定するものではない。また、細線部のピッチ、機能層３０の厚み方向における細線部の高さについても適宜設定すればよい。また、メッシュ状の第２電極４０は、上述の導電性材料を含む導電性ペーストを、スクリーン印刷法などにより塗布して形成することもできる。なお、第２電極４０の形成方法は、これらに限定されるものではない。
　メッシュ状の第２電極４０の網目（開口部）４１の平面視形状は、適宜設定可能であり、例えば、図４Ｂに示すように、メッシュ状の第２電極４０をグリッド構造（格子構造）として、網目４１の平面視形状を矩形状とすることができる。また、網目４１の平面視形状は、例えば、三角形状や六角形状や円形状など、任意の形状に形成することができる。
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３０から放射された光を第２電極４０の網目４１を通して取り出すことができる。要するに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０が、機能層３０からの光の取り出し用の開口部となる複数の網目４１を有している。ここで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０が、透明導電性酸化物（Transparent Conducting Oxide：ＴＣＯ）により形成された薄膜の場合に比べて、第２電極４０の抵抗率およびシート抵抗を小さくすることが可能となり、第２電極４０の低抵抗化を図れるので、輝度むらを低減することが可能となる。なお、透明導電性酸化物としては、例えば、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯなどがある。
　また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、機能層３０の最表層（ここでは、ホール注入層３３）上に導電性高分子層を形成し、この導電性高分子層上にメッシュ状の第２電極４０を形成することが好ましい。
　（実施形態４）
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、図５に示すように、実施形態３と略同じ構成であり、第１電極２０が、実施形態３で説明した基板１０を兼ねている点が相違する。なお、他の構成は、実施形態３と同様なので、説明を省略する。
　本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０が金属電極である第１電極２０が機能層３０と第２電極４０との積層体を支持する基板１０を兼ねているので、低コスト化を図ることが可能となる。また、第１電極２０を金属箔により形成することにより、実施形態３の構成において基板１０としてバリアフィルムを用いる場合に比べて、低コストで同等の封止性能を有ることが可能となる。
　上述の実施形態で説明した有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子として好適に用いることができるが、照明用に限らず、他の用途（例えば、ディスプレイ、バックライト、表示装置など）に用いることも可能である。
　なお、上述の各実施形態において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施例１）
　実施例１では、図１に示した構成において、基板１０の厚みを０．７ｍｍ、第１電極２０の膜厚を８０ｎｍ、発光層３１の膜厚を８０ｎｍ、ホール注入層３３の膜厚を１５ｎｍ、第２電極４０の膜厚を３００ｎｍ、とした有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
　ここにおいて、実施例１では、基板１０として、無アルカリガラス基板（コーニング社製の“１７３７”）を用いた。また、第１電極２０の材料としては、アルミニウムを用いた。また、発光層３１の材料としては、公開特許公報２００３－１４７３４７に記載された高分子蛍光体１（以下、高分子材料１と称する）を用いた。また、ホール注入層３３の材料としては、ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳを用いた。また、第２電極４０の材料としては、平均粒子径が４０ｎｍのＩＴＯナノ粒子（シーアイ化成社製　ＮａｎｏＴｅｋ（登録商標）ＩＴＣＷ１５ｗｔ％－Ｇ３０）を用いた。
　以下、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法について説明する。
　まず、基板１０の上記一表面側に、膜厚が８０ｎｍのアルミニウム膜からなる第１電極２０を、真空蒸着法によって形成した。その後、発光層３１の材料である高分子材料１をキシレン溶媒に１．３ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、基板１０の上記一表面側に、第１電極２０上での膜厚が約８０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することによって発光層３１を得た。その後、ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳとイソプロピルアルコールを１：１で混合した溶液を、基板１０の上記一表面側に、高分子材料１上での膜厚が１５ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１５０℃で１０分間、焼成することにより、ホール注入層３３を得た。その後、平均粒子径が４０ｎｍのＩＴＯナノ粒子にメチルセルロース（信越化学社製ＭＥＴＯＬＯＳＥ（登録商標）６０ＳＨ）を５ｗｔ％混合した溶液を、スクリーン印刷機を用いて、基板１０の上記一表面側（ここでは、ホール注入層３３上）に、膜厚が３００ｎｍ程度になるようパターン形成し、１２０℃で１５分間、乾燥することによって第２電極４０を形成した。
　（実施例２）
　実施例２では、図３に示した構成において、第１電極２０の厚みを３０μｍ、発光層３１の膜厚を８０ｎｍ、ホール注入層３３の膜厚を１５ｎｍ、第２電極４０の膜厚を３００ｎｍ、とした有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
　ここにおいて、実施例２では、第１電極２０として、厚みが３０μｍのアルミニウム箔を用いた。発光層３１、ホール注入層３３、第２電極４０については、材料、膜厚、形成方法のいずれも実施例１と同じである。
　（実施例３）
　実施例３では、図４Ａに示した構成において、基板１０の厚みを０．７ｍｍ、第１電極２０の膜厚を８０ｎｍ、発光層３１の膜厚を８０ｎｍ、ホール注入層３３の膜厚を１５ｎｍとし、ホール注入層３３と第２電極４０との間に膜厚が２００ｎｍの導電性高分子層を設け、メッシュ状の第２電極４０に関して、細線部の線幅を４０μｍ、細線部の中心間のピッチを１０００μｍ、高さを約５μｍ、とした有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
　ここにおいて、実施例３では、基板１０として、無アルカリガラス基板（コーニング社製の“１７３７”）を用いた。第１電極２０、発光層３１、ホール注入層３３については、材料、膜厚、形成方法のいずれも実施例１と同じである。導電性高分子層の材料としては、高導電タイプのＰＥＤＯＴ－ＰＳＳを用いた。また、第２電極４０の材料としては、銀ペーストを用いた。
　導電性高分子層の形成にあたっては、基板１０の上記一表面側（ここでは、ホール注入層３３上）に高導電タイプのＰＥＤＯＴ－ＰＳＳを塗布して膜厚が２００ｎｍの導電性高分子層を形成した。また、第２電極４０の形成にあたっては、基板１０の上記一表面側（ここでは、導電性高分子層上）に、図４Ａ，図４Ｂに示すようなメッシュ状の第２電極４０をスクリーン印刷機により形成した。
　（実施例４）
　実施例４では、図５に示した構成において、第１電極２０の厚みを３０μｍ、発光層３１の膜厚を８０ｎｍ、ホール注入層３３の膜厚を１５ｎｍとし、ホール注入層３３と第２電極４０との間に膜厚が２００ｎｍの導電性高分子層を設け、メッシュ状の第２電極４０に関して、細線部の線幅を４０μｍ、細線部の中心間のピッチを１０００μｍ、高さを約５μｍ、とした有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
　ここにおいて、実施例４では、第１電極２０として、厚みが３０μｍのアルミニウム箔を用いた。発光層３１、ホール注入層３３、導電性高分子層、第２電極４０については、材料、膜厚、形成方法のいずれも実施例３と同じである。
　（比較例１）
　比較例１として、実施例１とは発光層３１の材料のみ異ならせた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ここにおいて、発光層３１の形成にあたっては、高分子材料（住友化学社製の“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）をキシレン溶媒に１．３ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、基板１０の上記一表面側（ここでは、第１電極２０上）に膜厚が８０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することによって発光層３１を得た。
　（比較例２）
　比較例２として、実施例２とは発光層３１の材料のみ異ならせた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ここにおいて、発光層３１の形成にあたっては、高分子材料（住友化学社製の“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）をキシレン溶媒に１．３ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、第１電極２０の上記一表面上に膜厚が８０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することによって発光層３１を得た。
　（比較例３）
　比較例３として、実施例３とは発光層３１の材料のみ異ならせた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ここにおいて、発光層３１の形成にあたっては、高分子材料（住友化学社製の“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）をキシレン溶媒に１．３ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、基板１０の上記一表面側（ここでは、第１電極２０上）に膜厚が８０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することによって発光層３１を得た。
　（比較例４）
　比較例４として、実施例４とは発光層３１の材料のみ異ならせた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ここにおいて、発光層３１の形成にあたっては、高分子材料（住友化学社製の“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）をキシレン溶媒に１．３ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、第１電極２０の上記一表面上に膜厚が８０ｎｍになるようにスピンコータで塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することによって発光層３１を得た。
　ここで、各実施例１～４および各比較例１～４の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いた高分子材料について、前述の条件と同じ条件でガラス基板上に塗布し、１３０℃で１０分間、焼成することで形成した層からなるサンプルについて分光エリプソメータ（大塚電子社製のＦＥ－５０００Ｓ）を用いて、波長５３０ｎｍのときの膜厚方向の屈折率に対する面内方向の屈折率の比を表３に示す。なお、波長５３０ｎｍは各比較例に用いた高分子材料（“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）の発光ピーク波長である。表３より各実施例１～４に用いた高分子材料１の膜厚方向の屈折率に対する面内方向の屈折率の比が各比較例１～４に用いた高分子材料（“Ｇｒｅｅｎ１３０２”）より大きいことが確認できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　そして、各実施例１～４および各比較例１～４の有機エレクトロルミネッセンス素子について、ガラス製の半球レンズを発光面上にガラスと同程度の屈折率を持つマッチングオイルを介して配置し、外部量子効率を測定したところ、下記の表４に示すような結果が得られた。表４では、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の外部量子効率を１．０としたときの各実施例１～４および各比較例２～４の有機エレクトロルミネッセンス素子の外部量子効率の相対値を記載してある。つまり、表４では、外部量子効率比を記載してある。外部量子効率の測定にあたっては、実施例１～４および比較例１～４の各々の有機エレクトロルミネッセンス素子に、ＤＣ電源（ケースレイ社製の２４００）から電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流を流して、－８０°～＋８０°の角度方位で１０°ごとに発光輝度を輝度計（トプコン社製のＳＲ－３）で測定して外部量子効率を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４から、実施例１～４の有機エレクトロルミネッセンス素子では比較例１～４の有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて外部量子効率が向上していることが分かる。また、表２～４から分かるように、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の外部量子効率比は、上述のシミュレーション結果と略一致している。よって、上述のシミュレーション結果は、妥当な結果であると推考される。

Claims (8)

  1. 　金属電極からなる第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備えた逆積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    　前記発光層は、高分子材料により形成されており、前記発光層の面内方向の屈折率が前記発光層の膜厚方向の屈折率よりも大きく、
    　前記第１電極は陰極であり、
    　前記第２電極は陽極であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  2. 　前記発光層の膜厚方向の屈折率に対する前記発光層の面内方向の屈折率の比は、１.０５より大きいことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 　前記屈折率の比は、１．１以上であることを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 　前記屈折率の比は、１．２以上であることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 　前記屈折率の比は、１．４以上であることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 　前記屈折率の比は、２．５以下であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7. 　前記金属電極は、前記機能層と前記第２電極との積層体を支持する基板を兼ねていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 　前記第２電極は、メッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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