WO2014084308A1

WO2014084308A1 - 有機ｅｌ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置

Info

Publication number: WO2014084308A1
Application number: PCT/JP2013/082046
Authority: WO
Inventors: 祐介山▲崎▼; 伸浩名取
Original assignee: 昭和電工株式会社
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-06-05

Abstract

この有機ＥＬ素子（１０）は、基板（１）上に、陽極（２）と、有機ＥＬ材料からなる発光層（３）を含む有機層（１０３）と、陰極（４）とを順に具備し、さらに、前記陰極（４）の前記有機層（３）とは反対側に、低屈折率層（５）と金属層（６）とを順に具備し、前記低屈折率層（５）の屈折率は前記有機層（１０３）の屈折率よりも低く、前記有機層（１０３）は、前記発光層（３）と前記陰極（４）との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層（１８）を含み、前記発光層（３）と前記金属層（６）の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする。

Description

有機ＥＬ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置

　本発明は、有機ＥＬ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置に関するものである。本願は、２０１２年１１月３０日に、日本に出願された特願２０１２－２６３８４５に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、広視野角、高速応答、鮮明な自発光表示等の特徴を有する。また、薄型軽量で低消費電力であること等の理由から、次世代の照明装置や画像表示装置等の柱として期待されている。
　有機ＥＬ素子は、有機発光層で発生した光が取り出される向きに応じて、支持基板側から光が取り出されるボトムエミッション型と、支持基板の反対側から光が取り出されるトップエミッション型とに分けられる。

　ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子において、発光層で発光した光のうち、透明基板に垂直に入射した光は透明基板を透過して素子の外部に取り出される。発光層で発光した光のうち、透明基板（例えば、ガラス（屈折率：１．５２））と空気（屈折率：１．０）との界面に臨界角以下の小さい入射角で入射した光は、その界面で屈折して素子の外部に取り出される。本明細書では、これらの光を外部モード（External Mode）光という。
　これに対して、発光層で発光した光のうち、透明基板と空気との界面に臨界角より大きい入射角で入射した光はその界面で全反射されて素子の外部に取り出されず、最終的に材料に吸収されうる。本明細書では、この光を基板モード（Substrate Mode）光といい、これによる損失を基板損失という。
　発光層で発光した光のうち、透明導電性酸化物からなる陽極（例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ（屈折率：１．８２））と透明基板（例えば、ガラス（屈折率：１．５２））との界面や陽極と陰極間に配置する高屈折率層と低屈折率層との界面等の基板と陰極との間の界面に臨界角より大きい入射角で入射した光もその界面で全反射されて素子の外部に取り出されず、最終的に材料に吸収されうる。本明細書では、この光を導波モード（Waveguide Mode）光といい、これによる損失を導波損失という。
　発光層で発光した光のうち、金属陰極に入射して金属陰極の自由電子振動と結合し、表面プラズモンポラリトン（SPP；Surface Plasmon Polariton）として金属陰極の表面に捕捉された光も素子の外部に取り出されず、最終的に材料に吸収されうる。本明細書では、この光をSPPモード（SPP Mode）光といい、これによる損失をプラズモン損失という。

　有機EL素子の光取り出し効率（発光層で発光した光に対して素子の外部に取り出される光の割合）は一般に２０％程度に留まっている（例えば、特許文献１）。すなわち、発光層で発光した光のうち、約８０％が損失となっており、これらの損失を低減して光の取り出し効率を向上させることが大きな課題となっている。
　ここで、基板モード光の取り出しについては透明基板上に光拡散シートなどを設けることで対処できる（例えば、特許文献２）。導波モード光及びSPPモード光の低減や取り出し、特にSPPモード光の低減や取り出しについては研究が緒に就いたばかりといえる。

　導波モード光は、光が高屈折率材料から低屈折率材料に入射する際に全反射が起きることにより生じるので、導波モード光を低減するには全反射を起きにくくする、あるいは、全反射を生じる光の割合を低減することによって導波モード光を低減する方策が知られている。
　特許文献３には、有機発光層の近傍に有機発光層や透明電極よりも屈折率の高い高屈折率層を挿入する構成が開示されている。特許文献２には、有機発光層及び透明電極に有機発光層及び透明電極よりも低屈折率の微粒子を分散させることで、等価的に有機発光層及び透明電極の屈折率を下げる構成が開示されている。

特許文献４及び特許文献５には、基板上に順に形成された陽極層及び誘電体層にキャビティ（孔部）を有する構成が開示されている。
このキャビティの側面（基板に対して垂直に延びる界面）に入射する光は、この界面において基板側に屈折する。この効果により、導波モード光の入射角を小さい角度に変えることで全反射を生じる光の割合を低減することができる。

　一方、金属陰極の表面に捕捉されたSPPモード光を取り出す方法として、金属陰極の表面に周期的な凹凸構造を形成する構成が知られている（特許文献６～９）。

　有機ＥＬ素子は通常、陽極と陰極の間に発光層が挟まれて構成され、発光層と陰極の間に電子輸送層や電子注入層などが積層されている。そのため陰極に捕捉されるSPPの影響を抑制し、光取り出し効率を上げる方法として、電子輸送層や電子注入層などの膜厚を厚くして、発光層を陰極から物理的に遠ざけることが提案されている（例えば、非特許文献1及び非特許文献２）。

特開２００８－２１０７１７号公報特開２０１１－２４３６２５号公報特開２０１１－２３３２８８号公報特表２００３－５２２３７１号公報特開２０１１－８２１９２号公報特開２００６－３１３６６７号公報特開２００９－１５８４７８号公報特表２００５－５３５１２１号公報特開２００４－３１３５０号公報

A. Otto, Z. Physik 216, 398 (1968) Meerheim et al, Appl. Phys. Lett. 97, 253305(2010)

　しかしながら、従来技術の方法では発光層と陰極の間の有機層を厚膜化するため有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する問題がある。そのため、電力効率を向上させる観点からは、有機層をSPPの影響を抑制するのに十分な膜厚にすることは困難であった。また有機層を厚膜化すると導波モード光の割合が増加し、発光層で発光した光が有機層内に閉じ込められ、有機ＥＬ素子の外部まで取り出される光の割合が減少し、発光効率が低下してしまうという問題があった。
　さらに、SPPモード光を抑制して、有機層中に光を取り出しても、その有機層中の伝播光を素子の外部に取り出すことができなければ、光取り出し効率を向上させることができない。

　本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、SPPモード光の発生自体を抑制し、かつ、SPPモード光及び導波モード光が生じた場合にも、これらを効果的に取り出すことにより、光取り出し効率が向上した有機ＥＬ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置を提供することを目的とする。

　本発明者らは、まず、電子輸送層や電子注入層などの有機層内に配置されて少なくとも電子を輸送する性質を有する層を厚膜化することにより、発光位置と陰極との距離を大きくしてエネルギー移動を抑制し、SPPの発生自体を低減する構成とした。次に、その厚膜化によっても抑制されず、発生したSPPモード光も有機層中まで取り出す構成を備えるものとした。さらに、そうして取り出した有機層中の光を導波モード光とせずに素子の外部に取り出すという光取り出し機構を想定して、多数の構造の中から、光取り出し効率を向上させる有効な構造を鋭意検討した。

　発生したSPPモード光の光取り出し機構は、次の２ステップからなる。生成されたSPPモード光を有機層中に取り出すOtto型配置（非特許文献１）の第２電極側構造と、その有機層中の光を外部に取り出す第１電極側構造とである。
　本発明において、第１電極及び第２電極は一方が陽極で他方が陰極であるが、以下では、第１電極を陽極、第２電極を陰極とする構成を例に挙げて説明する。

　本発明の構成の概要を説明する。
　まず、陰極側構造（第２電極側構造）について以下に説明する。
　平坦な金属表面に生成されるSPPの角振動数をω、波数ベクトルをｋ_ｓｐとすると、この分散関係は、金属の誘電率の実部ε_１と、金属表面に接触する誘電体の誘電率ε_２によって決まり、近似的に次式（１）によって与えられる（ｃは入射光の速さ）。

　これに対して、誘電率ε_２の誘電体中を伝播する通常の伝播光の分散関係（角振動数ω、波数の大きさｋ）は、次式（２）によって与えられる。

　有機ＥＬ素子の電極や反射層として用いられる金属材料においては、素子の発光周波数域ではε_１＜０かつ｜ε_１｜＞ε_２を常に満たす。そのため、ＳＰＰの波数ｋ_ｓｐは伝播光の波数ｋより大きく、SPPの分散曲線は通常の伝播光の分散直線と交差しない。つまり、通常の伝播光では平坦な金属表面にSPPを励起することはできない。また、平坦な金属表面に存在するSPPから直接伝播光を取り出すこともできない。

　これに対して、Otto型配置（高屈折率誘電体層（誘電率ε_３）／低屈折率誘電体層（誘電率ε_２）／金属（誘電率ε_１）の積層構造）において、全反射減衰法により発生させたエバネッセント波の分散直線（波数の界面に平行な成分）は、次式（３）によって与えられる。ここで、θは高屈折率誘電体層から低屈折率誘電体層への入射光の入射角、である。

　従って、入射角θを変えることにより、任意の角周波数ωの位置に、SPPの分散曲線とエバネッセント波の分散直線の交点（ｋ＝ｋ_ｓｐ）を持たせることが可能となる。つまり、高屈折率誘電体層中の伝播光とＳＰＰとがエネルギーをやりとりできるようになる。言い換えると、エバネッセント波を用いれば、高屈折率誘電体層中の伝播光を用いて平坦な金属表面にSPPを励起することができる。また、平坦な金属表面に存在するSPPからエバネッセント波を介して高屈折率誘電体層中に取り出す（再放射させる）ことが可能となる。　

従って、有機EL素子において、例えば、有機層を高屈折率誘電体としたOtto型配置構造を設けると、有機層で発光した光のうち、所定の入射角（SPPの分散曲線とエバネッセント波の分散直線とが交点を有する角度）で有機層から低屈折率誘電体層へ入射した光はエバネッセント波となって金属表面にSPPモード光を励起する。逆の仮定として、金属表面に励起されたSPPモード光はOtto型配置構造において生成されるエバネッセント波を介して有機層中に伝播光として取り出すことが可能となる。こうしてSPPから取り出される光は上記の通り、SPPの分散曲線とエバネッセント波の分散直線との交点に対応する所定の角度を有して放射されるものである。

　ただし、上記のOtto型配置により有機層まで取り出されたSPPモード光は、陰極の有機層とは反対側の表面で全反射して有機層中に閉じ込められて導波モードとなることがある。そのため、SPPモード光を取出すことができても、光取り出し効率を向上させる効果は不十分であった。そこでさらに有機層中の発光層と金属層の間に電子輸送層や電子注入層や正孔ブロック層などの有機層を配置する。
有機層を構成するこれらの層により、金属層と発光層との距離を離すことが可能になり、よりSPPモード光を抑制することが可能になる。
　電子輸送層や電子注入層などの有機層内に配置されて少なくとも電子を輸送する性質を有する層を厚膜化することで、発光位置と陰極との間のエネルギー移動を有効に抑制するために、これらの層の総厚を、１００ｎｍ以上とした。

　次に、陽極側構造（第１電極側構造）について以下に説明する。
　陽極側構造としては、有機層中を伝播する光が屈折して屈折後の伝播角が小さくなるように、基板面（発光面に対して平行な平面）に対して垂直または垂直に近い屈折率の界面を導入した。

　上記課題を解決するため、概要を説明した本発明は以下の構成を採用する。
（１）第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
（２）前記有機厚膜層がｎ層（ｎは１以上の整数）のサブレーヤーからなり、ｉ番目（ｉは１からｎまでの整数）のサブレーヤーの膜厚と移動度をそれぞれｄｉ及びμｉとするとき、以下の式の関係を満たすことを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ素子；
　　１０^－１５[ｓ・Ｖ]≦　Σ（ｄ_i ^２／μ_i）　≦１０^－４[ｓ・Ｖ]（ｉ＝１，２，３、・・・・）
　ここで、Σは、すべての前記サブレーヤーについての和をとることを示す。前記式の単位はＳＩ単位系である。
（３）前記低屈折率層の屈折率はさらに、前記第２電極の屈折率よりも低いことを特徴とする（１）又は（２）のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
（４）前記第２電極の屈折率は、前記有機層の屈折率よりも低いことを特徴とする（３）に記載の有機ＥＬ素子。
（５）前記低屈折率層は、前記第２電極及び前記有機層のうちの少なくとも一方よりも屈折率が０．２以上小さい材料からなることを特徴とする（１）～（４）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
（６）前記第１電極と前記第２電極との間に、前記有機層の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部を備えた誘電体層を具備し、前記有機層は、前記孔部の内側面を被覆する孔内側面被覆部を有するものである、ことを特徴とする（１）～（５）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
（７）前記有機層はさらに、前記誘電体層及び前記孔内側面被覆部と前記第２電極との間に配置される層状部を有することを特徴とする（６）に記載の有機ＥＬ素子。
（８）前記第１電極は、前記孔部に連通する第１電極孔部を備え、前記有機層はさらに、前記第１電極孔部の内側面を被覆する第１電極孔内側面被覆部を有することを特徴とする（６）に記載の有機ＥＬ素子。
（９）前記有機層はさらに、前記誘電体層及び前記孔内側面被覆部と前記第２電極との間に配置される層状部を有することを特徴とする（８）に記載の有機ＥＬ素子。
（１０）前記第１電極の有機層と反対側に基板を備え、前記基板は、前記第１電極孔部に連通する凹部を備え、前記有機層はさらに、前記凹部の内側面を被覆する凹内側面被覆部を有することを特徴とする（８）又は（９）のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
（１１）第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記第１電極は、前記第１電極の屈折率より低い屈折率を有する誘電体層によってその内側面を被覆された複数の第１電極孔部を備え、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（１２）第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記第１電極は、複数の第１電極孔部を備え、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記有機層は、前記第１電極孔部の内側面を被覆する第１電極孔内側面被覆部を有するものである、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（１３）誘電体層と、第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記誘電体層は、前記第１電極の屈折率より低い屈折率を有すると共に開口部を有するパターンで形成されており、前記第１電極と、前記有機層、前記第２電極、前記低屈折率層及び前記金属層は、前記誘電体層の前記パターンを追従するように形成されている、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（１４）第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記第１電極の前記有機層と反対側に回折格子、レンズ構造、鋸歯状構造、散乱層のいずれかの構造を有する、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（１５）前記有機厚膜層がｎ層（ｎは１以上の整数）のサブレーヤーからなり、ｉ番目（ｉは１からｎまでの整数）のサブレーヤーの膜厚と移動度をそれぞれｄｉ及びμｉとするとき、以下の式の関係を満たすことを特徴とする（１１）～（１４）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子；
　　　１０^－１５[ｓ・Ｖ]≦　Σ（ｄ_i ^２／μ_i）　≦１０^－４[ｓ・Ｖ]（ｉ＝１，２，３、・・・・）
　ここで、Σは、すべての前記サブレーヤーについての和をとることを示す。前記式の単位はＳＩ単位系である。
（１６）（１）～（１５）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする画像表示装置。
（１７）（１）～（１５）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする照明装置。

　本発明によれば、SPPモード光の発生自体を抑制し、かつ、それでも発生したSPPモード光及び導波モード光を効果的に取り出すことにより、光取り出し効率が向上した有機ＥＬ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第５の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第６の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第７の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の有機ＥＬ素子を備えた画像表示装置の一例を説明するための断面模式図である。本発明の有機ＥＬ素子を備えた照明装置の一例を説明するための断面模式図である。本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の第５の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の第６の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の第８の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第９の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。本発明の第１０の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。

　以下、本発明を適用した有機ＥＬ素子並びにそれを備えた画像表示装置及び照明装置について、図面を用いてその構成を説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではない。その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。同じ構成要素については説明を省略する場合がある。以下の実施形態では全て、ボトムエミッション型の場合の構成について説明するが、本発明に係る有機ＥＬ素子はトップエミッション型でも構わない。

　以下の実施形態では、第１電極を陽極、第２電極を陰極として説明しているが、第１電極を陰極、第２電極を陽極とした構成でも構わない。

（有機ＥＬ素子（第１の実施形態））
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　　本発明の第１の一実施形態に係る有機ＥＬ素子１０は、基板１上に、陽極（第１電極）２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層１０３と、陰極（第２電極）４とを順に具備し、前記陰極４の前記有機層３とは反対側に、低屈折率層５と金属層６とを順に具備する。前記低屈折率層１５の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低い。前記有機層１０３は、前記発光層３と前記陰極４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層６の間の距離は、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。ここで有機厚膜層の膜厚とは発光層３と金属層６側の陰極４の平均距離をいう。
　低屈折率層５の屈折率はさらに、陰極４の屈折率よりも低いことが好ましい。
　陰極４の屈折率は、有機層３の屈折率よりも低いことが好ましい。
　陰極側構造について屈折率の比較を行う場合に、有機層の屈折率とは、有機層を構成する全ての層（有機ＥＬ材料からなる発光層を含む）の平均の屈折率をいう。後述の実施形態でも同様である。
　図１に示す有機層３はさらに、正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　本発明の有機ＥＬ素子に共通する陰極側の構成である、金属層／低屈折率層／陰極／有機層の積層構造において、低屈折率層の屈折率が有機層の屈折率よりも低い構成としては、低屈折率層、陰極、有機層の屈折率をそれぞれｎ_Ｌ、ｎ_Ｃ、ｎ_Ｏとすると、ｎ_Ｌ＜ｎ_Ｏ＜ｎ_Ｃの場合（以下「Ｂパターン」という）、ｎ_Ｌ＜ｎ_Ｃ＜ｎ_Ｏの場合（以下「Ｃパターン」という）と、ｎ_Ｃ＜ｎ_Ｌ＜ｎ_Ｏの場合（以下「Ｄパターン」という）の３通りがある。ところで、Otto型配置では、金属層／低屈折率層／高屈折率層の順で層を配置する必要がある。Ｂパターンの場合は、金属層／低屈折率層／陰極の構成がOtto型配置になっている。Ｃパターンの場合は、金属層／低屈折率層／陰極の構成がOtto型配置である他、金属層／低屈折率層＋陰極／有機層の構成もOtto型配置になっている。Ｄパターンの場合は、金属層／低屈折率層＋陰極／有機層の構成がOtto型配置になっている。
　陰極及び低屈折率層の厚さは３０ｎｍ～１μｍが好ましいこと、Ｂパターン及びＣパターンでは、陰極の厚さによらず、光取り出し効率が向上すること、また、Ｄパターンでは陰極の厚さが厚くなるほどOtto型配置の効果が低下することが後で詳述するシミュレーションで確認された。

　Ｂ～Ｄパターンで最も好ましいのは、Ｃパターンである。この場合は、金属層／低屈折率層／陰極の構成がOtto型配置になっていると共に、金属層／低屈折率層+陰極／有機層の構成でもOtto型配置になっている。そのため、金属層からＳＰＰモード光の再放射が最も生じやすい。さらに、低屈折率層、陰極、有機層の順に屈折率が高くなるため各界面で全反射が生じず、再放射されたＳＰＰモード光がそのまま基板側へ取り出される。この具体的な構成としては、低屈折率層が空気やＳＯＧ（スピンオングラス）で、陰極がＩＴＯなどの透明導電材料層である場合が挙げられる。
　次に好ましいのは、Ｂパターンである。この場合は、金属層／低屈折率層／陰極の構成がOtto型配置になっている。そのため、金属層からＳＰＰモード光の再放射が生じる。但し、有機層の屈折率が低屈折率層と陰極の中間の値なので再放射されたＳＰＰモード光のうちの一部の光は陰極／有機層の界面で全反射して、残りの光が有機層に透過する。
　次に好ましいのは、Ｄパターンである。この場合は、金属層／低屈折率層／陰極の構成はOtto型配置になっていない。しかし、金属層／低屈折率層+陰極／有機層の構成はOtto型配置になっているため、金属層からＳＰＰモード光の再放射が生じる。しかし、Ｂパターンの場合よりもさらにＳＰＰモード光の再放射が少なくなる。この具体的な構成としては、屈折率の大小関係でｎ_Ｃ＜ｎ_Ｏを満たすように陰極（例えばＩＴＯ）と有機層を選び、低屈折率層としてその屈折率ｎ_Ｌがｎ_Ｃとｎ_Ｏの中間となるような材料、例えば、ＳＯＧを採用すればよい。

　ｎ_Ｏ＜ｎ_Ｃ＜ｎ_Ｌの場合（以下「Ｅパターン」という）、ｎ_Ｃ＜ｎ_Ｏ＜ｎ_Ｌの場合（以下「Ｆパターン」ということがある）ではOtto型配置にはならない。ｎ_Ｏ＜ｎ_Ｌ＜ｎ_Ｃの場合（以下「Ａパターン」という）では、金属層／低屈折率層／陰極がOtto型配置になっており、金属層からＳＰＰモード光の再放射は生じる。しかし、有機層の屈折率が低屈折率層よりも低いため、陰極／有機層の界面で再放射されたＳＰＰモード光のほとんどが全反射してしまい、陽極側の導波モードに取り出すことが困難である。

　基板１は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の場合は透光性の基板であり、通常、可視光に対して透明であることが必要である。ここで、「可視光に対し透明である」とは、発光層から発する波長の可視光を透過することができればよいという意味であり、可視光領域全域にわたり透明である必要はない。４００～７００ｎｍの可視光における透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。

　具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。

　発光光が可視光でない場合は、少なくとも発光波長領域に対して、可視光の場合と同様に透明であることが必要である。透過率としては、発光が最大強度となる波長に対し、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。

本実施形態および後述の実施形態においては、基板側から光を取り出すボトムエミッション型の素子としているが、本発明に係る有機ＥＬ素子においては、基板とは反対側（第２電極側）から光を取り出すトップエミッション型としてもよい。トップエミッション型の場合には、上記記載と同様なものの他に、不透明な材料も使用できる。具体的には、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌの単体、またはこれらの元素を含んだ合金、あるいはステンレスなどの金属材料、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、サファイアなどの非金属材料、その他のトップエミッション型の有機ＥＬ素子で通常用いられる基板材料を用いることができる。素子の発光に伴い生じる熱を逃がすため、熱伝導率の高い材料を基板に用いることが好ましい。

　基板１の厚さは、要求される機械的強度にもよるため、限定するものではないが、好ましくは、０．０１ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．０５ｍｍ～２ｍｍである。

　陽極２は陰極４との間で有機層３に電圧を印加し、陽極２より発光層を含む有機層３に正孔を注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、導電性化合物、あるいはこれらの混合物からなる材料を用いることが好ましい。陽極に接する有機層のＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）準位との差が過大にならないように仕事関数が４ｅＶ以上６ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陽極２の材料としては透光性でかつ導電性の材料であれば特に制限はない。例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫、酸化亜鉛などの透明無機酸化物、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）－ポリ（スチレンスルホン酸））、ポリアニリンなどの導電性高分子および任意のアクセプタなどでドープした導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェンなどの透明カーボン材料を挙げることができる。ここにおいて、陽極２は、基板１上に例えば、スパッタ法、真空蒸着法、塗布法などによって形成することができる。

　陽極２の厚さは特に限定するものではないが、例えば１０～２０００ｎｍであり、好ましくは５０～１０００ｎｍである。陽極２の厚さが１０ｎｍより薄いと導波モード光の散乱がされにくくなる。陽極２の厚さが２０００ｎｍより厚いと有機層１０３の平坦度を保てなくなると共に、陽極の透過率が低下する。

　陰極４は、発光層に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物、あるいはこれらの混合物からなる材料を用いることが好ましい。陰極４に接する有機層３のＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位との差が過大にならないように仕事関数が１．９ｅＶ以上５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。
　陰極４の材料としては、Otto型配置の陰極側構造を形成するために、透光性の導電材料とする必要がある。そのため、上記の陽極材料と同じものを用いることができる。
　陰極４の屈折率は、有機層３の屈折率よりも低いことが好ましい。

　陰極４の厚さは特に限定されないが、例えば３０ｎｍ～１μｍであり、好ましくは５０～５００ｎｍであり、さらに好ましくは３０～３５０ｎｍである。陰極４の厚さが３０ｎｍより薄いとシート抵抗が増加して、駆動電圧が上昇する。陰極４の厚さが１μｍより厚いと成膜時の熱や放射線によるダメージ、膜応力による機械的ダメージが電極や有機層に蓄積する。

　有機層１０３は、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含み、発光層３と陰極２との間に、厚さが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。有機厚膜層１８の厚さは、好ましくは２０～３００ｎｍ、より好ましくは５０～２００ｎｍ、さらに好ましくは１００～１５０ｎｍである。
　有機厚膜層１８の厚さが１０ｎｍ未満の場合には、ホールと電子のキャリアバランスが崩れ、内部量子効率が低下するし、Otto型配置を組み合わせても、SPPモードの抑制が不十分である。有機厚膜層１８の厚さ３００ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する。
　有機厚膜層１８は発光位置と陰極との間のエネルギー移動を有効に抑制するために厚くしてなる層であり、少なくとも電子を輸送する性質を有する層であれば、材料について特に制限はない。

　有機厚膜層１８は電子注入層や電子輸送層であってもよいし、それらを含む複数層の層からなってもよい。電子注入層は一般には、陰極４からの電子注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有する層である。電子輸送層は電子を能率的に輸送する機能を有する層である。さらに正孔の移動を抑制する機能を有する場合もある。
　図１に示す層１９は正孔注入層や正孔輸送層であってもよいし、それらを含む複数層の層からなってもよい。

　本実施形態および後述の実施形態においては、第１電極を陽極、第２電極を陰極としている。しかし、本発明に係る有機ＥＬ素子においては、前述のように第１電極を陰極、第２電極を陽極とする構成でもよい。このような構成の場合、有機厚膜層１８は正孔注入層または正孔輸送層を含んでもよいし、図１に示す層１９には電子注入層または電子輸送層を含んでいてもよい。
　有機層３は他の有機材料からなる層を備えてもよい。

有機厚膜層は導電性がそれほど高くないため、厚くすると駆動電圧が上昇するという問題があった。そこで、有機厚膜層を厚膜化する場合でも駆動電圧の向上を抑制するには、移動度の高い材料を用いることが好ましい。駆動電圧を考える指標として、有機厚膜層の膜厚と移動度の関係　ｄ^２／μ（ｄは膜厚、μは移動度）で示すことができる。これは層の抵抗に相当するものである。

有機厚膜層がｎ層（ｎは１以上の整数）のサブレーヤーからなり、ｉ番目（ｉは１からｎまでの整数）のサブレーヤーの膜厚と移動度をそれぞれｄ_ｉ及びμ_ｉとするときは、以下の式の関係を満たすのが好ましい；
　１０^－１５［ｓ・Ｖ］≦　Σ（ｄ_ｉ ^２／μ_ｉ）　≦１０^－４［ｓ・Ｖ］（ｉ＝１，２，３、・・・・）
　ここで、Σは、すべての前記サブレーヤーについての和をとることを示す。有機厚膜層が単層の場合は、Σの値はｄ^２／μとなる。上記の式の単位はＳＩ単位系である。

　有機厚膜層は上記式の範囲が好ましい。上記式が１０^－１５[ｓ・Ｖ]以上であれば、キャリアが少なくなり有機層による光吸収抑制が可能である。上記式が１０^－４[ｓ・Ｖ]以下であれば、有機層が低抵抗となり駆動電圧が高くなるのを抑制できるという効果を奏する。
　光吸収抑制効果をさらに向上させるためには、上記式が好ましくは１０^－１１[ｓ・Ｖ]以上、より好ましくは１０^－７[ｓ・Ｖ]以上、さらに好ましくは１０^－５[ｓ・Ｖ]以下とするとよい。

一方、上記層ｉにおける電圧降下量をＶ_ｉ、直流の比誘電率をε_ｉ、真空の誘電率をε_０とすると、空間電荷制限電流領域における層ｉ中の電流密度ｊは次のように表される。

ただし、上式の単位はＳＩ単位系とする。式（４）を用いると、有機厚膜層を構成する層の電圧降下量の総和は

となる。駆動電圧の上昇を抑えるための膜厚、移動度の条件としては、式（５）の電圧値が１．０Ｖ以下であることが好ましく、０．５Ｖ以下であることがより好ましく、０．３Ｖ以下であることが更に好ましい。ここで、電流密度ｊの値としては、有機ＥＬ素子の駆動で通常用いられる典型的な値として、０．１ｍＡ／ｃｍ^２を用いることができる。

　有機層１０３は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって成膜してもよい。またスピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など、湿式プロセスによって成膜してもよい。
　有機層１０３の層厚は限定するものではないが、例えば５０～２０００ｎｍであり、好ましくは１００～１０００ｎｍである。有機層１０３の層厚が５０ｎｍより薄いと突き抜け電流による内部ＱＥの低下や損失性表面波モードカップリング（lossy surface wave mode coupling）など、金属によるSPPカップリング以外の消光が起こる。有機層１０３の層厚が１０００ｎｍより厚いと駆動電圧が上昇する。

　低屈折率層５は、陰極４の有機層１０３とは反対側に備えられており、有機層１０３より低い屈折率を有する材料からなる。さらに、陰極４を構成する透光性導電材料より低い屈折率を有する材料からなることが好ましい。低屈折率層５は、陰極４及び有機層１０３のうちの少なくとも一方よりも屈折率が０．２以上小さい材料からなることがより好ましい。
　発光層で発光した光が陰極側に伝播し、陰極４と低屈折率層５との界面に達したとき、臨界角以上の角度で入射したときに全反射が起きる。

　このような低屈折率層５の材料としては、有機層１０３を構成する材料より低い屈折率を有する材料であれば特に制限はない。例えば、スピンオングラス（ＳＯＧ（代表的な屈折率１．２５））、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２（屈折率１．３８））等のハロゲン化物、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ（屈折率１．３５））等の有機フッ素化合物、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２（屈折率１．４５））、各種の低融点ガラス、多孔性物質が挙げられる。
低屈折率層５は空気層を含む層からなり、陰極４を構成する透光性導電材料より低い屈折率を有するものでもよい。後述の実施形態においても同様である。

　低屈折率層５の厚さは特に限定されないが、例えば２０ｎｍ～１μｍであり、好ましくは、２０～３５０ｎｍさらに好ましくは５０～２００ｎｍである。低屈折率層５の厚さが２０ｎｍより薄いとＳＰＰが陰極４の影響を受けて波数が（１）式よりも大きくなり、ＳＰＰが有機層３中に取り出されなくなる（有機層３の伝播光と分散が交わらなくなる）。低屈折率層５の厚さが１μｍより厚いと有機層３中の伝播光のエバネッセント波が陰極４に届かなくなりＳＰＰが取り出されなくなる。

　金属層６は、陰極４の有機層１０３とは反対側に低屈折率層５を介して備えられている。
　金属層６は発光光の反射層として用いられるため、反射率の良いものが好ましい。そのような金属層６の材料としてはほとんどの金属の単体または合金を用いることができるが、複素誘電率の実部が負で、実部の絶対値が大きな値を持つような材料が好ましい。かかる材料としては例えば、金、銀、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の単体や、金と銀との合金、銀と銅との合金、真鍮等の合金が挙げられる。金属層６は、２層以上の積層構造であってもよい。上記の反射率の良い材料は、発光層における発光光によるプラズモン共鳴が生じやすいが、前述したＯｔｔｏ型配置の陰極側構造、有機厚膜層でプラズモン共鳴を抑制することができる。

　金属層６の厚さは特に限定されないが、例えば２０～２０００ｎｍであり、好ましくは５０～５００ｎｍである。金属層６の厚さが２０ｎｍより薄いと反射率が低くなり正面輝度が低下する。金属層６の厚さが５００ｎｍより厚いと成膜時の熱や放射線によるダメージや、膜応力による機械的ダメージが電極や有機層に蓄積する。

（有機ＥＬ素子（第２の実施形態））
　図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子２０は、基板１１上に、陽極１２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層１３と、陰極１４とを順に具備し、前記陰極１４の前記有機層１３とは反対側に、低屈折率層１５と金属層１６とを順に具備する。前記有機層１３は、前記発光層３と前記陰極１４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層１６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層１５の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低い。陽極１２と陰極１４との間に、有機層１３の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部１７Ａ（図１０（ｆ）参照）を備えた誘電体層１７を具備する。有機層１３は、孔部１７Ａの内側面１７ａを被覆する孔内側面被覆部１３ａを有する。前記陽極１２は、前記孔部１７に連通する陽極孔部１２Ａ（図１０（ｇ）参照）を備える。前記基板１１は、前記陽極孔部１２ａに連通する凹部１１Ａ（図１０（ｈ）参照）を備える。前記有機層１３はさらに、前記陽極（第１電極）孔部１２Ａの内側面１２ａを被覆する陽極（第１電極）孔内側面被覆部１３ｂと、前記凹部１１Ａの内側面１１ａを被覆する凹内側面被覆部１３ｃとを有する。
　孔内側面被覆部、陽極孔内側面被覆部及び凹内側面被覆部は、有機層を構成する層のうちの一部によって構成されていてもよい。
　図２に示す例では、有機層１３はさらに、前記誘電体層１７及び前記孔内側面被覆部１３ａと前記陰極１４との間に配置される層状部１３ｄを有する。層状部１３ｄは、発光層３及び有機厚膜層１８を含む。
　図２に示す有機層１３はさらに、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　孔内側面被覆部、陽極孔内側面被覆部及び凹内側面被覆部は、有機層を構成する層のうちの一部によって構成されていてもよい。

　孔部、陽極孔部及び凹部の形状はそれらの内側面で光を基板側へ屈折させる効果を奏するものであれば特に限定はされない。ただし、有機層１３中の光をより垂直に屈折させる観点からは基板１１側の孔部底面積より陰極１４側の孔部上面積が小さい形状が好ましい。ＢＰ１のような光線を、屈折させることなくまっすぐ基板まで取り出す観点からは陰極１４側の孔部上面積より基板１１側の孔部底面積が小さい形状が好ましい。さらに、有機層１３中の光を強く回折させ、より少ない伝播距離で取り出す観点からは孔部底面の面積ができるだけ小さいほど好ましいので、これら形状自体が小さいことが望ましい。図２で示した例では、それらの内側面は基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成である必要はない。

　陽極孔部の内側面が基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパー（基板１１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）でも構わない。陽極孔部の内側面１２ａをこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層１３中へ再放射された光が陽極孔部の内側面１２ａに外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　本実施形態では、基板１１は複数の凹部１１Ａを備えるので、より精確に加工しやすい材料であるのが好ましい。好ましい材料としては限定するものではないが、例えば、石英が挙げられる。

　陽極１２は、複数の陽極孔部１２Ａ（図１０（ｈ）参照）を備えているが、その陽極孔部１２Ａの内側面１２ａが有機層１３によって被覆されている（陽極孔内側面被覆部１３ｂ）。また、陽極１２の上面が誘電体層１７によって被覆されているという特徴がある。
陽極孔内側面被覆部１３ｂは内側面１２ａを被覆していれば、陽極孔部１２Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。

　誘電体層１７は、有機層１３の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部１７Ａを備えている。この孔部１７Ａの内側面１７ａは有機層１３によって被覆されている（孔内側面被覆部１３ａ）。孔内側面被覆部１３ａは内側面１７ａを被覆していれば、孔部１７Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。
　上記のように誘電体層１７の周辺の構造について屈折率の比較を行う場合には、有機層の屈折率とは、有機層を構成する全ての層（有機ＥＬ材料からなる発光層を含む）の平均の屈折率をいう。後述の実施形態における誘電体層も同様である。

　誘電体層１７の材料としては、有機層１３の屈折率より低い屈折率を有する材料であれば特に制限はされない。有機層１３の屈折率が１．７２である場合は、例えば、ＳＯＧ（屈折率１．２５）、ＭｇＦ_２（１．３８）等の金属フッ化物、ＰＴＦＥ等の有機フッ素化合物、ＳｉＯ_２（１．４５）、各種の低融点ガラス、多孔性物質が挙げられる。

　誘電体層１７の厚さは特に限定されない。例えば１０～２０００ｎｍであり、好ましくは５０～１０００ｎｍである。誘電体層１７の厚さが１０ｎｍより薄いと有機層に対する誘電体層１７の体積が小さくなり、有機層１３中から孔部１７Ａの側面に入射したが屈折されにくくなる。誘電体層１７の厚さが２０００ｎｍより厚いと有機層１３の平坦度を保ちにくくなる。

　有機層１３は、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含み、発光層３と陰極１４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。その前記発光層３と前記金属層１６の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。有機層１３は、正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。また、有機層１３は、孔部１７Ａの内側面１７ａを被覆する孔内側面被覆部１３ａと、前記陽極孔部１２Ａの内側面１２ａを被覆する陽極孔内側面被覆部１３ｂと、前記凹部１１Ａの内側面１１ａを被覆する凹内側面被覆部１３ｃとを有する。図２に示す例ではさらに、有機層１３は前記誘電体層１７及び前記孔内側面被覆部１３ａと前記陰極１４との間に配置される層状部１３ｄを有している。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図２を用いて模式的に説明する。
　本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機厚膜層１８が１０ｎｍ以上の厚さを有し、発光層３と陰極１４との間の距離が大きいので、エネルギー移動がしにくく、SPPモード光の発生自体が抑制されている。
　図２に矢印で示した光の伝播の仕方は、それでも発生したSPPモード光が本実施形態に特徴的な構成によってどのように取り出されるか、その作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。
　本発明の作用効果を説明するために、内側面における屈折を特に誇張して図示しているが、他の界面においても屈折の法則に従って屈折が生じていることは言うまでもない。以下の他の図における矢印についても同様である。

　有機層１３に含まれる発光層３のＡＰｉ点で発光した光のうち、一部が有機層１８中のエバネッセント波（ＡＰ１）を介してＳＰＰ（矢印ＡＰ３）を励起する。
　励起されたＳＰＰモード光は、低屈折率層１５中のエバネッセント波（矢印ＡＰ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極１４に放射され（矢印ＡＰ５）、伝播光として有機層１３に取り出されうる。

　図２において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＰｉは平面視して陽極孔部１２Ａと重なる位置の発光点を示すものであ（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）る。発光点ＡＰｏは平面視して誘電体層１７と重なる位置の発光点を示すものであ（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）る。発光点ＡＰｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すもの（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）である。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極１４と低屈折率層１５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印ＡＰ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。

　電流は陰極と陽極との間に流れる。この構成では、誘電体層１７が陰極１２と陽極１４との間に備えられるため、発光点ＡＰｏでの発光である「ｏｕｔ発光」は電流が流れにくいルートにおける発光となる。これに対して、「ｉｎ発光」は、陰極１２と陽極１４との間の電流の流れを誘電体層１７が直接妨げる位置にないルートにおける発光となる。このため、「ｉｎ発光」の方が「ｏｕｔ発光」より発光量が多い。

　ここで、有機層１３のＡＰｉ点で発光した光は全方位に進むので矢印ＡＰ１以外の方向に進む光も当然存在する。矢印ＡＰ１は本発明の作用効果を説明するために、そのうちの一部の光の伝播を摸式的に示しているに過ぎない。矢印ＡＰ２及び矢印ＢＰ１～ＢＰ４で示した光、並びに後述する矢印ＣＰ１～ＣＰ４で示した光についても一部の光の伝播を摸式的に示しているに過ぎない。ＡＰｏ点及びＡＰｅ点で発光した光についても同様である。
　屈折は屈折率が異なる材料の界面で生じるが、本発明の効果を説明するために特に必要ではない図中の界面では、屈折作用の図示を省略している。

　陰極側構造(陰極１４、低屈折率層１５、金属層１６)から有機層１３のＢＰ点にまで取り出された光は、ＢＰ１のように伝播して基板１１まで取り出される。
　すなわち、ＢＰ点から有機層１３を通って進む光ＢＰ１（導波モード光）は、有機層１３と誘電体層１７との界面（孔部１７Ａの内側面１７ａ）で屈折する。屈折した光は、誘電体層１７を透過し、誘電体層１７と陽極１２との界面で屈折して陽極１２内を進み、陽極１２と基板１１との界面で屈折した後、基板１１内を通って外部に取り出されうる。

　ここで、光ＢＰ１が有機層１３から誘電体層１７へ進む際、光ＢＰ１は有機層１３と誘電体層１７との界面（孔部１７Ａの内側面１７ａ）における屈折により、基板１１への入射角が小さい角度（基板１１に対して垂直方向により近い角度）に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この孔部１７Ａの内側面１７ａでの屈折により、光が屈折して基板１１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、孔部１７Ａの内側面１７ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。
　図示しないが、ＢＰ点から有機層１３を通って進む光ＢＰ１が有機層１３ｃと基板１１との界面で屈折する場合にも、この屈折により基板１１への入射角が小さい角度に変わるので同様に、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する効果が得られる。

　この構成においては、陰極１４と陽極１２との間の最短距離近傍が最も電流密度が高く、発光量が多くなる。有機層１３に含まれる発光層のＣＰｌ及びＣＰｒ点での発光はこの発光量が多い点での発光を摸式的に示すものである。
　有機層１３に含まれる発光層のＣＰｌ点で発光した光のうち、光ＣＰ１は基板に対して垂直方向に基板側に進む光であり、有機層１３と基板１１との界面で屈折することなく基板１１内を進み、外部に取り出される。

　光ＣＰ２は、有機層１３ａと誘電体層１７との界面（孔部１７Ａの内側面１７ａ）で屈折する。屈折した光は、誘電体層１７を透過し、誘電体層１７と陽極１２との界面で屈折して陽極１２内を進み、陽極１２と基板１１との界面で屈折した後、基板１１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＣＰ２が有機層１３から誘電体層１７へ進む際、有機層１３ａと誘電体層１７との界面（孔部１７Ａの内側面１７ａ）における屈折により、基板１１への入射角が小さい角度に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この孔部１７Ａの内側面１７ａでの屈折により基板１１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板１１と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。光ＣＰ３についても同様の効果が得られる。

　ＣＰｌ点から有機層１３を通って進む光ＣＰ４は、有機層１３ｃと基板１１の凸部１１Ｂとの界面（凹部１１Ａの内側面１１ａ（基板１１に対して垂直に延びる、基板１１の凸部１１Ｂと有機層１３との界面）で屈折する場合にも、この屈折により基板１１への入射角が小さい角度に変わる。そのため同様に、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する効果が得られる。
　有機層１３に含まれる発光層のＣＰｒ点で発光した光についても、ＣＰｌ点で発光した光と同様な効果が得られる。

（有機ＥＬ素子（第３の実施形態））
　図３は、本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子３０は、基板２１上に、陽極２２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層２３と、陰極２４とを順に具備し、前記陰極２４の前記有機層２３とは反対側に、低屈折率層２５と金属層２６とを順に具備する。前記有機層２３は、前記発光層３と前記陰極２４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層２６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層２５の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低い。さらに前記陽極２２と前記陰極２４との間に、前記有機層２３の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部２７Ａ（図１１（ａ）参照）を備えた誘電体層２７を具備する。前記有機層２３は少なくとも、前記孔部２７Ａの内側面２７ａを被覆する孔内側面被覆部２３ａを有するものである。
　図３に示す例では、前記有機層２３はさらに、前記誘電体層２７及び前記孔内側面被覆部２３ａと前記陰極２４との間に配置される層状部２３ｂを有するものである。層状部２３ｂは、発光層３及び有機厚膜層１８を含む。
　図３に示す有機層２３はさらに、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　孔内側面被覆部２３ａは、有機層２３を構成する層のうちの一部によって構成されていてもよい。

　孔部の形状はその内側面で光を基板側へ屈折させる効果を奏するものであれば特に限定はされない。有機層２３中の光をより垂直に屈折させる観点からは陽極２２側の底面積より陰極２４側の底面積が小さい形状が好ましい。ＢＱ１のような光線を、屈折させることなくまっすぐ基板まで取り出す観点からは陰極２４側の底面積より陽極２２側の面積が小さい形状が好ましい。有機層２３中の光を強く回折させ、より少ない伝播距離で取り出す観点からは底面の面積ができるだけ小さい形状が好ましい。図３で示した例では、内側面は基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成である必要はない。

　孔部２７Ａの内側面２７ａが基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパーでも構わない（基板２１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）。孔部２７Ａの内側面２７ａをこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層２３中へ再放射された光が孔部２７Ａの内側面２７ａに外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　誘電体層２７は、有機層の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部２７Ａを備えている。この孔部２７Ａの内側面２７ａは有機層２３（孔内側面被覆部２３ａ）によって被覆されている。孔内側面被覆部２３ａは内側面２７ａを被覆していれば、孔部２７Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。
　　誘電体層２７の材料及び厚さとしては、第１の実施形態の誘電材料及び厚さと同様なものを用いることができる。

　有機層２３は、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含み、発光層３と陰極２４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。また前記発光層３と前記金属層２６の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。さらに正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。有機層２３は、前記孔部２７Ａの内側面２７ａを被覆する孔内側面被覆部２３ａと、前記誘電体層２７及び前記孔内側面被覆部２３ａと前記陰極２４との間に配置される層状部２３ｂを有している。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図３を用いて模式的に説明する。図３に矢印で示した光の伝播の仕方は、作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。
　まず、本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機厚膜層１８が１０ｎｍ以上の厚さを有し、発光層３と陰極１４との間の距離が大きいので、エネルギー移動がしにくく、SPPモード光の発生自体が抑制されている。
　図３に矢印で示した光の伝播の仕方は、それでも発生したSPPモード光が本実施形態に特徴的な構成によってどのように取り出されるか、その作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。

　有機層２３に含まれる発光層のＡＱｉ点で発光した光のうち、陰極２４側に進んだ光が陰極２４と低屈折率層２５との界面で臨界角以上の大きい入射角で入射して（矢印ＡＱ１）全反射した場合（矢印ＡＱ１ｒ）、低屈折率層２５中にエバネッセント波（矢印ＡＱ２）が発生する。発生したエバネッセント波は、金属層２６と低屈折率層２５との界面まで沁み出し、ＳＰＰ（矢印ＡＱ３）が励起される。
　励起されたＳＰＰモード光は、エバネッセント波（矢印ＡＱ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極２４に放射され（矢印ＡＱ５）、導波モード光として有機層２３に取り出されうる。

　図３において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＱｉは平面視して孔部２７Ａと重なる位置（有機層２３を介して陽極２２と対面する位置）の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）。発光点ＡＱｏは平面視して誘電体層２７と重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）。発光点ＡＱｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すもの（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）である。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極２４と低屈折率層２５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印ＡＱ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。
　電流は陰極と陽極との間に流れるので、「ｉｎ発光」の方が「ｏｕｔ発光」より発光量が多い。

　陰極側構造（陰極２４、低屈折率層２５、金属層２６）から低屈折率層２５のＢＱ点にまで取り出された光は取り出される角度により、ＢＱ１のように伝播して基板２１まで取り出される。
　すなわち、ＢＱ点から有機層２３を通って進む光ＢＱ１は、有機層２３と誘電体層２７との界面（孔部２７Ａの内側面２７ａ）で屈折する。屈折した光は、誘電体層２７を透過し、誘電体層２７と陽極２２との界面で屈折して陽極２２内を進み、陽極２２と基板２１との界面で屈折した後、基板２１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＢＱ１が有機層２３から誘電体層２７へ進む際、有機層２３ａと誘電体層２７との界面（孔部２７Ａの内側面２７ａ）における屈折により、基板２１への入射角が小さい角度に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この孔部２７Ａの内側面２７ａでの屈折により基板２１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板２１と陽極２２の界面及び基板２１と空気の界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、孔部２７Ａの内側面２７ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。

　有機層２３に含まれる発光層のＣＱ点で発光した光のうち、光ＣＱ１は基板に対して垂直方向に基板側に進む光である。有機層２３と陽極２２との界面及び陽極２２と基板２１との界面でも屈折することなく、陽極２２内、基板２１内を進み、外部に取り出される。
　光ＣＱ２は孔部２７Ａの内側面２７ａにおいて基板２１側に屈折し、有機層２３と陽極２２との界面で屈折し、陽極２２内、基板２１内を通って外部に取り出されうる。
この界面（内側面２７ａ）がない構成では基板２１と陽極２２の界面及び基板２１と空気の界面で全反射を生じる。しかし、この界面（内側面２７ａ）を有することにより、孔部２７Ａの内側面２７ａでの屈折により導波モード光の基板２１への入射角が小さい角度に変わるため、全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、孔部２７Ａの内側面２７ａ（基板２１に対して垂直に延びる、誘電体層２７と有機層２３ａとの界面）を備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。
　光ＣＱ３も同様に、孔部２７Ａの内側面２７ａにおいて、基板２１側に屈折して導波モード光の基板２１への入射角が小さい角度に変わり、有機層２３と陽極２２との界面で屈折し、陽極２２内、基板２１内を通って外部に取り出されうる。

（有機ＥＬ素子（第４の実施形態））
　図４は、本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子４０は、基板３１上に、陽極３２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層３３と、陰極３４とを順に具備し、前記陰極３４の前記有機層３３とは反対側に、低屈折率層３５と金属層３６とを順に具備する。前記有機層３３は、前記発光層３と前記陰極３４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層３６の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層３５の屈折率は前記有機層３３の屈折率よりも低い。前記陽極３２と前記陰極３４との間には、前記有機層３３の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部３７Ａ（図１２（ａ）参照）を備えた誘電体層３７を具備する。前記有機層３３は少なくとも、前記孔部３７Ａの内側面３７ａを被覆する孔内側面被覆部３３ａを有するものである。前記陽極３２は、前記孔部３７Ａに連通する陽極孔部３２Ａを備え、前記有機層はさらに、前記陽極孔部３２Ａの内側面３２ａを被覆する陽極孔内側面被覆部３３ｂを備える。
　図４に示す例では、前記有機層３３はさらに、前記誘電体層３７及び前記孔内側面被覆部３３ａと前記陰極３４との間に配置される層状部３３ｃを有するものである。層状部３３ｃは、発光層３及び有機厚膜層１８を含む。
　図４に示す有機層３３はさらに、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　孔内側面被覆部及び陽極孔内側面被覆部は、有機層を構成する層のうちの一部によって構成されていてもよい。

　孔部及び陽極孔部の形状はそれらの内側面で光を基板側へ屈折させる効果を奏するものであれば特に限定はない。有機層３３中の光をより垂直に屈折させる観点からは基板３１側の孔部底面積より陰極３４側の孔部上面積が小さい形状が好ましい。ＢＲ１のような光線を、屈折させることなくまっすぐ基板まで取り出す観点からは陰極３４側の孔部上面積より基板３１側の孔部底面積が小さい形状が好ましい。有機層３３中の光を強く回折させ、より少ない伝播距離で取り出す観点からは孔部底面の面積ができるだけ小さいほど好ましいので、これら形状自体が小さいことが望ましい。図４で示した例では、それらの内側面は基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成である必要はない。

　陽極孔部の内側面及び孔部の内側面が基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパーでも構わない（基板３１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）。陽極孔部の内側面及び孔部の内側面をこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層３３中へ再放射された光が陽極孔部の内側面及び孔部の内側面に外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　陽極３２は複数の陽極孔部３２Ａを備えている。その陽極孔部３２Ａの内側面３２ａは有機層３３によって被覆されている（陽極孔内側面被覆部３３ｂ）。陽極３２の上面は誘電体層３７によって被覆されている。陽極孔内側面被覆部３３ｂは内側面３２ａを被覆していれば、陽極孔部３２Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。

　誘電体層３７は、有機層の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部３７Ａを備えている。この孔部３７Ａの内側面３７ａは有機層３３（孔内側面被覆部３３ａ）によって被覆されている。孔内側面被覆部３３ａは内側面３７ａを被覆していれば、孔部３７Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。

　有機層３３は、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含み、発光層３と陰極３２との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含み、前記発光層３と前記金属層３６の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。有機層３３は、前記孔部３７Ａの内側面３７ａを被覆する孔内側面被覆部３３ａと、陽極孔部３２Ａの内側面を被覆する陽極孔内側面被覆部３３ｂと、前記誘電体層３７及び前記孔内側面被覆部３３ａと前記陰極３４との間に配置される層状部３３ｃを有している。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図４を用いて模式的に説明する。図４に矢印で示した光の伝播の仕方は、作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。
　まず、本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機厚膜層１８が１０ｎｍ以上の厚さを有し、発光層３と陰極３４との間の距離が大きいので、エネルギー移動がしにくく、SPPモード光の発生自体が抑制されている。
　図４に矢印で示した光の伝播の仕方は、それでも発生したSPPモード光が本実施形態に特徴的な構成によってどのように取り出されるか、その作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。

　有機層３３に含まれる発光層のＡＲｉ点で発光した光のうち、陰極３４側に進んだ光が陰極３４と低屈折率層３５との界面で臨界角以上の大きい入射角で入射して（矢印ＡＲ１）全反射した場合（矢印ＡＲ１ｒ）、低屈折率層３５中にエバネッセント波（矢印ＡＲ２）が発生する。発生したエバネッセント波は、金属層３６と低屈折率層３５との界面まで沁み出し、ＳＰＰ（矢印ＡＲ３）が励起される。
　励起されたＳＰＰは、エバネッセント波（矢印ＡＲ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極３４に放射され（矢印ＡＲ５）、導波モード光として有機層３３に取り出されうる。

　図４において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＲｉは平面視して孔部３７Ａと重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）。発光点ＡＲｏは平面視して誘電体層３７と重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）。発光点Ａｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極３４と低屈折率層３５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印ＡＰ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。

　電流は陰極３４と陽極３２との間に流れる。この構成では、誘電体層３７が陰極３４と陽極３２との間に有するため、発光点ＡＲｏでの発光である「ｏｕｔ発光」は電流が流れにくいルートにおける発光となる。これに対して、「ｉｎ発光」は、陰極３４と陽極３２との間の電流の流れを誘電体層３７が直接妨げる位置にないルートにおける発光となる。このため、「ｉｎ発光」の方が「ｏｕｔ発光」より発光量が多い。

　陰極側構造（陰極３４、低屈折率層３５、金属層３６）から低屈折率層３５のＢＲ点にまで取り出された光は所定の角度でＢＲ１のように伝播して基板３１まで取り出される。
　すなわち、ＢＲ点から有機層３３を通って進む光ＢＲ１は、孔部３７Ａの内側面３７ａ（基板３１に対して垂直に延びる、誘電体層３７と有機層３３ａとの界面）において基板３１側に屈折する。屈折した光は、誘電体層３７を透過し、誘電体層３７と陽極３２との界面でさらに屈折して陽極３２内を進み、陽極３２と基板３１との界面で屈折した後、基板３１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＢＲ１が有機層３３から誘電体層３７へ進む際、有機層３３ａと誘電体層３７との界面（孔部３７Ａの内側面３７ａ）における屈折により、基板３１への入射角が小さい角度に変わる。この界面（内側面３７ａ）がない構成では、基板３１と陽極３２の界面及び基板３１と空気の界面で全反射を生じ得る。しかし、この界面（内側面３７ａ）を有することにより、孔部３７Ａの内側面３７ａでの屈折により有機層内の伝播光の基板３１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、孔部３７Ａの内側面３７ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。

　この構成においては、陰極３４と陽極３２との間の最短距離近傍が最も電流密度が高く、発光量が多くなる。有機層３３に含まれる発光層のＣＲｌ及びＣＲｒ点での発光はこの発光量が多い点での発光を摸式的に示すものである。
　有機層３３に含まれる発光層のＣＲｌ点で発光した光のうち、光ＣＲ１は基板に対して垂直方向に基板側に進む光である。そのため、有機層３３と基板３１との界面で屈折することなく、基板３１内を進み、外部に取り出される。
　光ＣＲ２は、孔部３７Ａの内側面３７ａで基板３１側に屈折する。屈折した光は、誘電体層３７を透過し、誘電体層３７と陽極３２との界面で屈折して陽極３２内を進み、陽極３２と基板３１との界面で屈折した後、基板３１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＣＲ２が有機層３３から誘電体層３７へ進む際、有機層３３と誘電体層３７との界面（孔部３７Ａの内側面３７ａ）における屈折により、基板３１への入射角が小さい角度に変わる。陽極３２と基板３１との界面及び基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射する光は全反射するが、この孔部３７Ａの内側面３７ａでの屈折により基板３１への入射角が浅い角度に変わる。そのため、その全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。光ＣＲ３についても同様の効果が得られる。
　有機層３３に含まれる発光層のＣＲｒ点で発光した光についても、ＣＲｌ点で発光した光と同様な効果が得られる。

（有機ＥＬ素子（第５の実施形態））
　図５は、本発明の第５の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第５の実施形態に係る有機ＥＬ素子５０は、基板４１上に、陽極４２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層４３と、陰極４４とを順に具備し、前記陰極４４の前記有機層４３とは反対側に、低屈折率層４５と金属層４６とを順に具備する。前記有機層４３は、前記発光層３と前記陰極４４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層４６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層４５の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低い。前記陽極４２は、その陽極４２の屈折率より低い屈折率を有する誘電体層４７によってその内側面４２ａを被覆された複数の陽極孔部４２Ａ（図１３（ｅ）参照）を備える。
　図５に示す有機層４３はさらに、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　陽極孔部の形状はその内側面で光を基板側へ屈折させる効果を奏するものであれば特に限定はされない。有機層４３中の光をより垂直に屈折させる観点からは基板４１側の底面積より陰極４４側の底面積が大きい形状が好ましい。Ｂ２のような光線を、屈折させることなくまっすぐ基板まで取り出す観点からは陰極４４側の底面積より基板４１側の面積が大きい形状が好ましい。有機層４３中の光を強く回折させ、より少ない伝播距離で取り出す観点からは底面の面積ができるだけ大きい形状が好ましい。
　陽極のシート抵抗が高くならないためには、基板４１側及び陰極４４側の孔部の底面積はできるだけ小さい方が良い。

　図５で示した例では、陽極孔部の内側面４２ａは基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成に限定されない。陽極孔部の内側面が基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパー（基板４１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）でも構わない。陽極孔部の内側面４２ａをこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層４３へ再放射された光が陽極孔部の内側面４２ａに外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　陽極４２は、複数の陽極孔部４２Ａ（図１３（ｅ）参照）を備えている。この陽極孔部４２Ａの内側面４２ａは陽極４２の屈折率より低い屈折率を有する誘電体層４７によって被覆されている。誘電体層４７は内側面４２ａを被覆していれば、陽極孔部４２Ａを充填する構成でも、一部を埋める構成でもよい。

　誘電体層４７は、陽極４２の陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを被覆しており、陽極４２の屈折率より低い屈折率を有する材料からなる。
　誘電体層４７をかかる構成及び材料としたのは、陽極孔部４２Ａの内側面４２ａに入射する光を、この界面において基板４１側に屈折させるためである。屈折により、有機層内を伝播する光の入射角を小さい角度に変えることで全反射を生じる光の割合を低減させ、光取り出し効率を向上させる。

　有機層４３は、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含み、発光層３と陰極４２との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含み、前記発光層３と前記金属層４６の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図５を用いて模式的に説明する。図５に矢印で示した光の伝播の仕方は、作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。
　まず、本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機厚膜層１８が１０ｎｍ以上の厚さを有し、発光層３と陰極４４との間の距離が大きいので、エネルギー移動がしにくく、SPPモード光の発生自体が抑制されている。
　図５に矢印で示した光の伝播の仕方は、それでも発生したSPPモード光が本実施形態に特徴的な構成によってどのように取り出されるか、その作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。

　有機層４３に含まれる発光層のＡＳｉ点で発光した光のうち、陰極４４側に進んだ光が陰極４４と低屈折率層４５との界面で臨界角以上の大きな入射角で入射して（矢印ＡＳ１）全反射した場合（矢印ＡＳ１ｒ）、低屈折率層４５中にエバネッセント波（矢印ＡＳ２）が発生する。発生したエバネッセント波は、金属層４６と低屈折率層４５との界面まで沁み出し、ＳＰＰ（矢印ＡＳ３）が励起される。
　励起されたＳＰＰは、エバネッセント波（矢印ＡＳ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極４４に放射され（矢印ＡＳ５）、導波モード光として有機層４３に取り出されうる。

　図５において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＳｉは平面視して電極と重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）。発光点ＡＳｏは平面視して電極と重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）。発光点ＡＳｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すもの（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）である。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極４４と低屈折率層４５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印Ａ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。
　電流は陰極と陽極との間に流れるので、発光点ＡＳｉは発光点ＡＳｏよりも電流密度が高いルートに位置するため、「ｉｎ発光」の方が「ｏｕｔ発光」より発光量が多い。

　陰極側構造（陰極４４、低屈折率層４５、金属層４６）から低屈折率層４５のＢＳ点にまで取り出された光は取り出される角度により、ＢＳ１のように伝播して基板４１まで取り出される。
　すなわち、ＢＳ点から有機層４３を通って進む光ＢＳ１（導波モード光）は、有機層４３と陽極４２との界面で屈折し、陽極４２を透過し、陽極４２と誘電体層４７との界面（陽極孔部４２Ａの内側面４２ａ）で屈折する。屈折した光は、誘電体層４７と基板４１との界面でさらに屈折した後、基板４１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＢＳ１が陽極４２から誘電体層４７へ進む際、誘電体層４７と陽極４２との界面（陽極孔部４２Ａの内側面４２ａ）における屈折により、基板４１への入射角が小さい角度に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射する光は全反射するが、この内側面４２ａでの屈折により基板４１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。

　有機層４３に含まれる発光層のＣＳ点で発光した光のうち、光ＣＳ１は基板に対して垂直に基板側に進む光である。そのため有機層４３と陽極４２との界面及び陽極４２と基板４１との界面でも屈折することなく、陽極４２内、基板４１内を進み、外部に取り出される。
　光ＣＳ２は、有機層４３と陽極４２との界面で屈折して陽極４２に入り、陽極４２を透過して、陽極４２と誘電体層４７との界面（陽極孔部４２Ａの内側面４２ａ）で屈折する。この屈折した光は、陽極４２と基板４１との界面でさらに屈折した後、基板４１内を通って外部に取り出されうる。

　ここで、光ＣＳ２が陽極４２から誘電体層４７へ進む際、誘電体層４７と陽極４２との界面（陽極孔部４２Ａの内側面４２ａ）における屈折により、基板４１への入射角が小さい角度に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この内側面４２ａでの屈折により基板４１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。光ＣＳ３についても同様の効果が得られる。
　上述の通り、有機層４３で発光した光は全方位に進むので当然、陰極側構造に進む光等もあるが、ＣＳ１～ＣＳ３は図５における矢印は本発明の作用効果を説明するために、そのうちの一部の光の伝播を摸式的に示しているに過ぎない。

（有機ＥＬ素子（第６の実施形態））
　図６は、本発明の第６の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第６の実施形態に係る有機ＥＬ素子６０は、基板５１上に、陽極５２と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層５３と、陰極５４とを順に具備し、前記陰極５４の前記有機層５３とは反対側に、低屈折率層５５と金属層５６とを順に具備する。前記有機層５３は、前記発光層３と前記陰極５４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層５６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層５５の屈折率は、前記有機層５３の屈折率よりも低い。前記陽極５２は、複数の陽極孔部５２Ａ（図１４（ｅ）参照）を備える。前記有機層５３は、前記陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを被覆する陽極孔内側面被覆部５３ａと、前記陽極５２及び前記陽極孔内側面被覆部５３ａと前記陰極５４との間に配置される層状部５３ｂとを有するものである。
　図６に示す有機層５３では、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。陽極孔内側面被覆部５３ａは層１９からなるが、陽極孔内側面被覆部５３ａは、有機層５３を構成する層のうちの一部によって構成されていてもよい。

　陽極孔部５２Ａの形状はその内側面で光を基板側へ屈折させる効果を奏するものであれば特に限定はされない。有機層５３中の光をより垂直に屈折させる観点からは基板５１側の底面積より陰極５４側の底面積が小さい形状が好ましい。ＳＰＰから有機層５３に斜めに放射された光を、屈折させることなくまっすぐ基板まで取り出す観点からは陰極５４側の底面積より基板５１側の面積が小さい形状が好ましい。有機層５３中の光を強く回折させ、より少ない伝播距離で取り出す観点からは底面の面積ができるだけ小さい形状が好ましい。図６で示した例では、その内側面は基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成である必要はない。図６では有機層５３の屈折率が陽極５２の屈折率より低い場合の例を示しているが、これに限定されない。逆の場合でも光線の方向を基板への入射角が小さい方向へ変えることができるため、光取出し効率を向上させることができる。例えば、陽極孔部５２Ａで有機層５３から陽極５２内へ光が進む場合、屈折により基板５１への入射角が小さい角度に変わるため、光取出し効率が向上する。

　陽極孔部５２Ａの内側面５２ａが基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパー（基板５１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）でも構わない。陽極孔部５２Ａの内側面５２ａをこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層５３中へ再放射された光が陽極孔部５２Ａの内側面５２ａに外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図６を用いて模式的に説明する。図６に矢印で示した光の伝播の仕方は、作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。
　まず、本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機厚膜層１８が１０ｎｍ以上の厚さを有し、発光層３と陰極５４との間の距離が大きいので、エネルギー移動がしにくく、SPPモード光の発生自体が抑制されている。
　図５に矢印で示した光の伝播の仕方は、それでも発生したSPPモード光が本実施形態に特徴的な構成によってどのように取り出されるか、その作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。

　有機層５３に含まれる発光層３のＡＴｉ点で発光した光のうち、陰極５４側に進んだ光が陰極５４と低屈折率層５５との界面で臨界角以上の大きい入射角で入射して（矢印ＡＴ１）全反射した場合（矢印ＡＴ１ｒ）、低屈折率層５５中にエバネッセント波（矢印ＡＴ２）が発生する。発生したエバネッセント波は、金属層５６と低屈折率層５５との界面まで沁み出し、ＳＰＰ（矢印ＡＴ３）が励起される。
　励起されたＳＰＰモード光は、エバネッセント波（矢印ＡＴ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極５４に放射され（矢印ＡＴ５）、有機層５３に取り出されうる。
　図６において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＴｉは平面視して陽極５２と重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）。発光点Ａｏは平面視して隣接する陽極５２の間の位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）。発光点Ａｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すもの（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）である。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極５４と低屈折率層５５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印ＡＴ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。
　電流は陰極と陽極との間に流れるので、発光点ＡＴｉは発光点ＡＴｏよりも電流密度が高いルートに位置するため、「ｉｎ発光」の方が「ｏｕｔ発光」より発光量が多い。

　陰極側構造(陰極５５、低屈折率層５５、金属層５６)から有機層５３のＢＴ点にまで取り出された光は、ＢＴ１のように伝播して基板５１まで取り出される。
　すなわち、ＢＴ点から有機層５３を通って進む光ＢＴ１は、有機層５３ａと陽極５２との界面（陽極孔部５２Ａの内側面５２ａ）で基板５１側へ屈折する。屈折した光は、陽極５２を透過し、陽極５２と基板５１との界面で屈折した後、基板５１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光Ｂ１が有機層５３から陽極５２へ進む際、有機層５３ａと陽極５２との界面（陽極孔部５２Ａの内側面５２ａ）における屈折により、基板５１への入射角が小さい角度（基板５１に対して垂直方向により近い角度）に変わる。陽極５２と基板（例えば、ガラス）５１の界面、及び、基板５１と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射とするが、この陽極孔部５２Ａの内側面５２ａでの屈折により基板１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、その全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。

　有機層５３に含まれる発光層のＣＴ点で発光した光のうち、光ＣＴ１は基板に対して垂直に基板側に進む光であり、有機層５３と陽極５２との界面及び陽極５２と基板５１との界面でも屈折することなく、陽極５２内、基板５１内を進み、外部に取り出される。
　光ＣＴ２は、有機層５３と陽極５２との界面で屈折して陽極５２に入り、陽極５２を透過して、陽極５２と有機層５３ａとの界面（陽極孔部５２Ａの内側面５２ａ）で屈折する。屈折した光は、陽極５２と基板５１との界面で屈折した後、基板５１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＣＴ２が陽極５２から有機層５３ａへ進む際、有機層５３ａと陽極５２との界面（陽極孔部５２Ａの内側面５２ａ）における屈折により、基板５１への入射角が小さい角度に変わる。基板（例えば、ガラス）と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この内側面５２ａでの屈折により基板５１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、基板と空気との界面での全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。光ＣＴ３についても同様の効果が得られる。
　上述の通り、有機層５３で発光した光は全方位に進むので当然、陰極側構造に進む光等もあるが、ＣＴ１～ＣＴ３は図６における矢印は本発明の作用効果を説明するために、そのうちの一部の光の伝播を摸式的に示しているに過ぎない。

（有機ＥＬ素子（第７の実施形態））
　図７は、本発明の第７の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第７の実施形態に係る有機ＥＬ素子７０は、基板６１上に、誘電体層６７と、陽極６２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層６３と、陰極６４とが順に形成されてなり、前記陰極６４の前記有機層６３とは反対側に、低屈折率層６５と金属層６６とを順に具備する。前記有機層６３は、前記発光層３と前記陰極６４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層６６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記低屈折率層６５の屈折率は、前記有機層６３の屈折率よりも低い。前記誘電体層６７は、前記陽極６２の屈折率より低い屈折率を有すると共に前記基板６１が露出するように開口部６７Ａを有するパターンで形成されている。前記陽極６２と、前記有機層６３は、前記誘電体層６７のパターンを追従するように形成されている。
　図７に示す有機層６３はさらに、発光層３より陽極側に正孔輸送層や正孔注入層等の少なくとも正孔を輸送する機能を有する層１９を備える。

　図７で示した例では、開口部６７Ａの内側面６７ａは基板面に対して垂直に配置する構成であるが、かかる構成である必要はない。開口部６７Ａの内側面６７ａが基板面に対する角度は３０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、６０°以上がより一層好ましい。また逆テーパー（基板６１側の孔部底面が発光層３側の孔部上面より大きい）でも構わない。開口部６７Ａの内側面６７ａをこのような角度とすることにより、発光位置から陽極側へ向かう光とＳＰＰモード光から有機層６３中へ再放射された光が開口部の内側面６７ａに外側から入射して基板側に屈折し、基板の外表面から外部へ取り出される。

　次に、本実施形態の有機ＥＬ素子の作用効果を、図７を用いて模式的に説明する。図７に矢印で示した光の伝播の仕方は、作用効果の原理をわかりやすく説明するために摸式的に示したものである。

　有機層６３に含まれる発光層３のＡＵｉ点で発光した光のうち、陰極６４側に進んだ光が陰極６４と低屈折率層６５との界面で臨界角以上の大きい角度で入射して（矢印ＡＵ１）全反射した場合（矢印ＡＵ１ｒ）、低屈折率層６５中にエバネッセント波（矢印ＡＵ２）が発生する。発生したエバネッセント波は、金属層６６と低屈折率層６５との界面まで沁み出し、ＳＰＰ（矢印ＡＵ３）が励起される。
　励起されたＳＰＰモード光は、エバネッセント波（矢印ＡＵ４）との共鳴を介して、所定の角度で陰極６４に放射され（矢印ＡＵ５）、有機層６３に取り出されうる。

　図７において、発光点（あるいは発光箇所）ＡＵｉは平面視して陽極６２の凸部６２Ａと重なる位置の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｉｎ発光」ということがある。）。発光点ＡＵｏは平面視して隣接する凸部６２Ａの間（凹部６２Ｂ）の発光点を示すものである（以下、この点での発光を「ｏｕｔ発光」ということがある。）。発光点ＡＵｅは「ｉｎ発光」と「ｏｕｔ発光」との境界位置での発光を示すもの（以下、この点での発光を「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」ということがある。）である。「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」については、陰極６４と低屈折率層６５との界面での全反射を示す矢印は省略している。
　この作用効果の説明では「ｉｎ発光」の場合についてのみ詳細に説明しているが、「ｏｕｔ発光」及び「ｉｎ－ｏｕｔ端発光」についても、ＳＰＰ（矢印ＡＵ３）励起後の光の伝播は「ｉｎ発光」の場合と同様である。
　陰極６４と凸部６２Ａとの間の電流密度の方が陰極６４と凹部６２Ｂの間の電流密度よりも高いため、「ｏｕｔ発光」の方が「ｉｎ発光」より発光量が多い。

　陰極側構造（陰極６４、低屈折率層６５、金属層６６）から低屈折率層６５のＢＵ点にまで取り出された光は取り出される角度により、ＢＵ１のように伝播して基板６１まで取り出される。
　すなわち、ＢＵ点から有機層３を通って進む光ＢＵ１（導波モード光）は、有機層６３と陽極６２との界面で屈折し、陽極６２を透過し、凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）で基板６１側へ屈折する。屈折した光は、誘電体層６７を透過し、誘電体層６７と基板６１との界面で屈折した後、基板６１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＢＵ１が凹部６２Ｂから誘電体層６７へ進む際、凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）における屈折により、基板６１への入射角が小さい角度に変わる。陽極６２と基板（例えば、ガラス）６１の界面、及び、基板６１と空気との界面では臨界角以上の角度で入射する光は全反射するが、この凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）での屈折により基板６１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、その全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。すなわち、凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）を備える構成を有することにより、光取り出し効率が向上する。

　有機層６３に含まれる発光層のＣＵ点で発光した光のうち、光ＣＵ１は基板に対して垂直方向に基板側に進む光である。基板６１との界面で屈折することなく基板６１内を進み、外部に取り出される。
　光ＣＵ２は、凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）で屈折する。屈折した光は誘電体層６７を透過し、誘電体層６７と基板６１との界面で屈折した後、基板６１内を通って外部に取り出されうる。
　ここで、光ＣＵ２が陽極６２から誘電体層６７へ進む際、凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）における屈折により、基板６１への入射角が小さい角度に変わる。陽極２と基板（例えば、ガラス）６１の界面、及び、基板６１と空気との界面では臨界角以上の角度で入射した光は全反射するが、この凹部６２Ｂと誘電体層６７との界面（誘電体層６７の開口部６７Ａの内側面６７ａ）での屈折により基板６１への入射角が小さい角度に変わる。そのため、その全反射を避けられる光が増えて光取り出し効率が向上する。光ＣＵ３についても同様の効果が得られる。

（有機ＥＬ素子（第８の実施形態））
　図１５は、本発明の第８の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第８の実施形態に係る有機ＥＬ素子８０は、基板８１上に、陽極８２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層８３と、陰極８４とを順に具備し、前記陰極８４の前記有機層８３とは反対側に、低屈折率層８５と金属層８６とを順に具備する。前記有機層８３は、前記発光層３と前記陰極８４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層８６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記基板８１と前記陽極８２の間に、断面視して基板８１側に頂点が向いた三角形形状を有する凸部８７ａを複数備えた高屈折率層８７を具備する。三角形形状を有する凸部８７ａを複数備えた構造は、鋸歯形状構造の一例である。
　ここで、「断面視して基板側に頂点が向いた三角形形状を有する」とは、素子面に対して垂直な面における断面形状が三角形形状を有するという意味である。鋸歯形状構造を構成する複数の凸部としては、断面形状が三角形形状の凸部に限定されるものではなく、例えば凸部の断面が、台形形状、多段形状などであってもよい。
　高屈折率層８７は陽極８２に接しているか、陽極８２との間に他の層を挟んで配置する構成等でもよい。
　図１５に示す高屈折率層８７は陽極側に有する層状部８７ｂと、その層状部８７ｂ上に、断面視して基板側に頂点が向いた三角形形状を有する複数の凸部８７ａを備える構成である。

　陽極側構造の一例である高屈折率層８７は、基板８１側に隣接する層の材料よりも高い屈折率を有する材料からなるものである。本実施形態では、基板８１側に隣接する層は基板８１である。
　この高屈折率層８７と陽極８２の界面が平坦である場合、金属層８６表面から有機層８３中に再放射され、有機層８３側からこの界面へ入射した光の、高屈折率層８７中への出射角θ_hは、SPPの真空中での波数ｋ_０＝ω／ｃと波数k_spを用いて、

の関係を満たす。但し、ε_ｈは高屈折率層８７の誘電率とする。従って、Otto型配置により有機層８３中に再放射された後、高屈折率層８７まで取り出されたＳＰＰの、高屈折率層８７中での伝播角θ_ｈは次の式で表すことができる。

　すなわち伝播角θ_hは、高屈折率層８７の誘電率ε_ｈ、金属層８６の誘電率の実部ε₁、低屈折率層８５の誘電率ε₂から決まる値である。したがって、この角度で高屈折率層８７中を伝播する光が、高屈折率層８７／基板８１の界面で全反射を抑えるように、基板側の凸部８７ａの頂角を調整することで、SPPモード光の基板への取り出し効率を飛躍的に向上させることができる。

（有機ＥＬ素子（第９の実施形態））
　図１６は、本発明の第９の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第９の実施形態に係る有機ＥＬ素子９０は、基板９１上に、陽極９２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層９３と、陰極９４とを順に具備し、前記陰極９４の前記有機層９３とは反対側に、低屈折率層９５と金属層９６とを順に具備する。前記有機層９３は、前記発光層３と前記陰極９４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層９６の間の距離は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記陽極９２と基板９１の間には、透過型の回折格子９８を備えている。
　回折格子９８は基板９１の外表面９１Ａから有機層９３との間のいずれかの位置に配置される構成でもよい。本実施形態は基板９１と陽極９２の間に形成されてなる構成である。
　回折格子９８を構成する格子部９８ａと格子部９８ｂのそれぞれは、互いに異なる屈折率を有する誘電材料からなる。
　回折格子９８は基板９１の表面に対する法線寄りに回折させる（導波モード光の入射角を小さい角度に変える）ことで全反射を生じる光の割合を低減させ、光取り出し効率を向上させる。

（有機ＥＬ素子（第１０の実施形態））
　図１７は、本発明の第１０の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
　本発明の第１０の実施形態に係る有機ＥＬ素子３００は、基板３０１上に、陽極３０２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３を含む有機層３０３と、陰極３０４とを順に具備し、前記陰極３０４の前記有機層３０３とは反対側に、低屈折率層３０５と金属層３０６とを順に具備する。前記有機層３０３は、前記発光層３と前記陰極３０４との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８を含む。前記発光層３と前記金属層３０６の間の距離は、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。前記基板３０１と陽極３０２との間に基板側に突出するレンズ構造３０８を備える。
　レンズ構造３０８は基板３０１の外表面３０１Ａから有機層３０３との間のいずれの位置に配置される構成でもよい。本実施形態は基板３０１と陽極３０２との間に備える構成である。
　レンズ構造３０８は、陰極３０４側からレンズ構造３０８に入射した光を、基板に対してより垂直に近い方向から入射するように屈折させることができ、レンズ構造３０８～外表面３０１Ａの間のいずれかの界面において全反射を生じる光の割合を低減させ、光取り出し効率を向上させる。

（画像表示装置）
　次に、上記の有機ＥＬ素子１０を備えた画像表示装置について説明を行う。上記の有機ＥＬ素子２０～９０および３００を備えた画像表示装置についても同様である。
　図８は、上記の有機ＥＬ素子を備えた画像表示装置の一例を説明した図である。
　図８に示した画像表示装置１００は、いわゆるパッシブマトリクス型の画像表示装置である。有機ＥＬ素子１０の他に、陽極配線１０４、陽極補助配線１０６、陰極配線１０８、絶縁膜１１０、陰極隔壁１１２、封止プレート１１６およびシール材１１８を備えている。

　本実施の形態において、有機ＥＬ素子１０の基板１上には、複数の陽極配線１０４が形成されている。陽極配線１０４は、一定の間隔を隔てて平行に配置される。陽極配線１０４は、透明導電膜により構成され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。陽極配線１０４の厚さは例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍとすることができる。そして、それぞれの陽極配線１０４の端部の上には、陽極補助配線１０６が形成される。陽極補助配線１０６は陽極配線１０４と電気的に接続されている。このように構成することにより、陽極補助配線１０６は、基板１の端部側において外部配線と接続するための端子として機能し、外部に設けられた図示しない駆動回路から陽極補助配線１０６を介して陽極配線１０４に電流を供給することができる。陽極補助配線１０６は、例えば、厚さ５００ｎｍ～６００ｎｍの金属膜によって構成される。

　有機ＥＬ素子１０上には、複数の陰極配線１０８が設けられている。複数の陰極配線１０８は、それぞれが平行となるよう、かつ、陽極配線１０４と直交するように配設されている。陰極配線１０８には、Ａｌ又はＡｌ合金を使用することができる。陰極配線１０８の厚さは、例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍである。陰極配線１０８の端部には、陽極配線１０４に対する陽極補助配線１０６と同様に、図示しない陰極補助配線が設けられ、陰極配線１０８と電気的に接続されている。よって、陰極配線１０８と陰極補助配線との間に電流を流すことができる。

　更に基板１上には、陽極配線１０４を覆うように絶縁膜１１０が形成される。絶縁膜１１０には、陽極配線１０４の一部を露出するように矩形状の開口部１２０が設けられている。複数の開口部１２０は、陽極配線１０４の上にマトリクス状に配置されている。この開口部１２０において、陽極配線１０４と陰極配線１０８の間に有機ＥＬ素子１０が設けられる。すなわち、それぞれの開口部１２０が画素となる。従って、開口部１２０に対応して表示領域が形成される。ここで、絶縁膜１１０の膜厚は、例えば、２００ｎｍ～１００ｎｍとすることができ、開口部１２０の大きさは、例えば、１００μｍ×１００μｍとすることができる。

　有機ＥＬ素子１０は、開口部１２０において陽極配線１０４と陰極配線１０８の間に位置している。そしてこの場合、有機ＥＬ素子１０の陽極２が陽極配線１０４と接触し、陰極４が陰極配線１０８と接触する。有機ＥＬ素子１０の厚さは、例えば、１５０ｎｍ～２００ｎｍとすることができる。

　絶縁膜１１０の上には、複数の陰極隔壁１１２が陽極配線１０４と垂直な方向に沿って形成されている。陰極隔壁１１２は、陰極配線１０８の配線同士が導通しないように、複数の陰極配線１０８を空間的に分離するための役割を担っている。従って、隣接する陰極隔壁１１２の間にそれぞれ陰極配線１０８が配置される。陰極隔壁１１２の大きさとしては、例えば、高さが２μｍ～３μｍ、幅が１０μｍのものを用いることができる。

　基板１は、封止プレート１１６とシール材１１８を介して貼り合わせられている。これにより、有機ＥＬ素子１０が設けられた空間を封止することができる。有機ＥＬ素子１０が空気中の水分により劣化するのを防ぐことができる。封止プレート１１６としては、例えば、厚さが０．７ｍｍ～１．１ｍｍのガラス基板を使用することができる。

　このような構造の画像表示装置１００において、図示しない駆動装置により、陽極補助配線１０６、図示しない陰極補助配線を介して、有機ＥＬ素子１０に電流を供給し、発光層を発光させることができる。そして基板１から基板１を通し、光を出射させることができる。そして、上述の画素に対応した有機ＥＬ素子１０の発光、非発光を制御装置により制御することにより、画像表示装置１００に画像を表示させることができる。

（照明装置）
　次に、上記の有機ＥＬ素子１０を用いた照明装置について説明を行う。上記の有機ＥＬ素子２０～９０および３００を備えた照明装置についても同様である。
　　図９は、上記の有機ＥＬ素子１０を備える照明装置の一例を説明した図である。
　　図９に示した照明装置２００は、上述した有機ＥＬ素子１０と、有機ＥＬ素子１０の基板１（図１参照）に隣接して設置され陽極２（図１参照）に接続される端子２０２と、陰極４（図１参照）に接続される端子２０３と、端子２０２と端子２０３とに接続し有機ＥＬ素子１０を駆動するための点灯回路２０１とから構成される。

　点灯回路２０１は、図示しない直流電源と図示しない制御回路を内部に有し、端子２０２と端子２０３を通して、有機ＥＬ素子１０の陽極層２と陰極４との間に電流を供給する。そして、有機ＥＬ素子１０を駆動し、発光層を発光させて、基板１から光を出射させ、照明光として利用する。発光層は白色光を出射する発光材料より構成されていてもよく、また緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）を出射する発光材料を使用した有機ＥＬ素子１０をそれぞれ複数個設け、その合成光が白色となるようにしてもよい。

（有機ＥＬ素子の製造方法）
　以下では、本発明の各実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法についてそれぞれ一例に挙げて説明する。特に言及しなくても、一実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法の工程や手法を他の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法に適用することもできるは言うまでもない。

　まず、本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子は、基板１上に、陽極２と、有機ＥＬ材料からなる発光層３及び有機厚膜層１８を含む有機層１０３と、陰極４、低屈折率層５、金属層６を順に形成することにより作製することができる。
陽極２～金属層６の形成には、それぞれ後述する第２の実施形態の製造方法における陽極１２～金属層１６の形成と同様の方法を用いることができる。
　陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法について図１０を参照して説明する。
　まず、図１０（ａ）に示すように、基板１１上に、陽極１２、誘電体層１７を順に形成する。この陽極１２、誘電体層１７の形成方法は特に限定するものではないが、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。
　陽極１２を形成した後に、陽極１２の表面処理を行うことで、オーバーコートされる層の性能（陽極１２との密着性、表面平滑性、ホール注入障壁の低減化など）を改善することができる。表面処理を行うには高周波プラズマ処理を始めとしてスパッタリング処理、コロナ処理、ＵＶオゾン照射処理、紫外線照射処理、または酸素プラズマ処理などがある。

　更に、陽極１２の表面の表面処理を行う代わりに、もしくは表面処理に追加して、図示しない陽極バッファ層を形成することで表面処理と同様の効果が期待できる。そして、陽極バッファ層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などを用いて成膜することができる。

　次に、図１０（ａ）の工程で形成した陽極１２及び誘電体層１７を貫通するように、互いに連通する陽極孔部１２Ａ及び孔部１７Ａの形成を行う。陽極孔部２Ａ及び孔部１７Ａを形成するには、例えば、フォトリソグラフィを用いた方法が使用できる。これを行うには、図１０（ｂ）に示すように、まず誘電体層１７の上にポジ型レジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層２９を形成する。

　そして、陽極孔部１２Ａ及び孔部１７Ａを形成するための所定のパターンが描画されたマスク（図示せず）をかぶせ、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）等により露光を行う。すると図１０（ｃ）に示すように、レジスト層２９に孔部１７Ａ（図１０（ｆ）参照）に対応した所定のパターンが露光される（露光された部分２９ａ）。そして現像液を用いてレジスト層２９の露光されたパターンの部分のレジスト層２９ａを除去する。これにより露光されたパターンの部分に対応して、誘電体層１７の表面が露出する（図１０（ｄ））。

　残存したレジスト層２９をマスクとして、図１０（ｆ）に示すように、誘電体層１７の孔部１７Ａの位置の部分をエッチング除去する。エッチングとしては、ドライエッチングとウェットエッチングの何れをも使用することができる。この際に等方性エッチングと異方性エッチングを組合せることで、孔部１７Ａの形状の制御を行うことができる。ドライエッチングとしては、誘導結合プラズマや容量結合プラズマを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）等が利用できる。ウェットエッチングとしては、希塩酸や希硫酸への浸漬を行う方法などが利用できる。このエッチングにより上記パターンに対応して、陽極１２の表面が露出する。

　次に残ったレジスト層を、レジスト除去液等を用いて除去し（図１０（ｆ））、図１０（ｇ）に示すように、誘電体層１７をマスクとして、露出した陽極１２の部分をエッチング除去する。エッチングとしては、図１０（ｆ）で説明した方法と同様の方法を用いることができる。エッチング条件の変更により、誘電体層１７にあまり影響を及ぼさずに、陽極１２を選択的にエッチングすることができる。これにより、上記パターンに対応して、基板１１の表面が露出し、陽極孔部１２Ａが形成される。図１０（ｆ）および図１０（ｇ）で説明した各工程は、陽極１２および誘電体層１７を貫通し、連通する孔部１７Ａ及び陽極孔部１２Ａを形成する工程として捉えることができる。

　次に、図１０（ｈ）に示すように、連通する孔部１７Ａ及び陽極孔部１２Ａを形成した部分以外の部分をマスクとして、露出した基板１１の部分をエッチング除去する。エッチングとしては、図１０（ｆ）および図１０（ｇ）で説明した方法と同様の方法を用いることができる。エッチング条件の変更により、誘電体層１７及び陽極１２にあまり影響を及ぼさずに、基板１１を選択的にエッチングすることができる。これにより、上記パターンに対応して、孔部１７Ａ及び陽極孔部１２Ａに連通する凹部１１Ａを形成することができる。逆に、凹部１１Ａ以外の部分は凸部１１Ｂとなる。この方法によれば、別途マスクを用意してフォトリソグラフィを行なう必要がないため、より容易に凹部１１Ａを形成することが可能となる。

　次に、図１０（ｉ）に示すように、孔部１７Ａの内側面１７ａ、陽極孔部１２Ａの内側面１２ａ、凹部１１Ａの内側面１１ａを被覆すると共に、誘電体層１７及び孔内側面被覆部１３ａ上を覆う、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層１３を形成する。有機層１３は、孔内側面被覆部１３ａと、陽極孔内側面被覆部１３ｂと、凹内側面被覆部１３ｃと、層状部１３ｄとを有する。有機層１３は発光層３（図２参照）、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層１８（図２参照）と、正孔輸送層等の層１９（図２参照）とを有する。
　有機層１３の形成には従来公知の方法を用いることができ特に限定されないが、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法を用いることができる。

　次に、図１０（ｊ）に示すように、有機層１３上に陰極１４を形成する。陰極１３の形成も陽極１２の形成と同様の方法を用いることができ、限定はされない。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。

　次に、図１０（ｋ）に示すように、陰極１４上に低屈折率層１５を形成する。低屈折率層１５の形成も誘電体層１７の形成と同様の方法を用いることができ、限定はされない。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。

　次に、図１０（ｌ）に示すように、低屈折率層１５上に金属層１６を形成する。金属層１６の形成には特に限定はされない。例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法を用いることができる。

　以上の工程により、有機ＥＬ素子２０を製造することができる。これら一連の工程後、有機ＥＬ素子２０を長期安定的に用い、有機ＥＬ素子２０を外部から保護するための保護層や保護カバー（図示せず）を装着することが好ましい。保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコン化合物などを用いることができる。そして、これらの積層体も用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができる。この保護カバーは、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で基板１１と貼り合わせて密閉する方法を採ることが好ましい。この際に、基板１１と保護カバーの間にスペーサを用いることで所定の空間を維持することができ、有機ＥＬ素子２０が傷つくのを防止できるため好ましい。
そして、この空間に窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性なガスを封入すれば、上側の金属層１６の酸化を防止しやすくなる。特にヘリウムを用いた場合、熱伝導が高いため、電圧印加時に有機ＥＬ素子２０より発生する熱を効果的に保護カバーに伝えることができるため、好ましい。更に酸化バリウム等の乾燥剤をこの空間内に設置することにより上記一連の製造工程で吸着した水分が有機ＥＬ素子２０にダメージを与えるのを抑制しやすくなる。

　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第３の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法は、図１１を参照して説明する。
　図１０（ａ）～図１０（ｅ）までは、第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法と同様である。図１１（ａ）は図１０（ｆ）に相当する。
　図１０（ｅ）に示すように、残存したレジスト層をマスクとして、誘電体層２７をエッチング除去して孔部２７Ａを形成する（図１１（ａ））。

　次に、図１１（ｂ）に示すように、孔部２７Ａの内側面２７ａを被覆する孔内側面被覆部２３ａを形成すると共に、誘電体層２７及び孔内側面被覆部２３ａと陰極２４との間に配置される層状部２３ｂを形成して、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層２３を形成する。有機層２３の形成には第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法と同様な方法を用いることができる。

　次に、図１１（ｃ）に示すように、有機層２３の上に、陰極２４、低屈折率層２５、金属層２６を順に形成する。これらの層の形成には第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法と同様な方法を用いることができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第４の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法は、図１２を参照して説明する。
　図１０（ａ）～図１０（ｆ）までは、第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法と同様である。図１２（ａ）は図１０（ｇ）に相当する。
　図１０（ｅ）に示すように、残存したレジスト層をマスクとして、誘電体層３７をエッチング除去して孔部３７Ａを形成し、次いで、図１２（ａ）に示すように、孔部３７Ａを形成した誘電体層３７をマスクとして陽極孔部３２Ａを形成する。

　次に、図１２（ｂ）に示すように、孔部３７Ａの内側面３７ａを被覆する孔内側面被覆部３３ａ、及び、陽極孔部３２Ａの内側面を被覆する陽極孔内側面被覆部３３ｂを形成すると共に、誘電体層３７及び前記孔内側面被覆部３３ａと前記陰極３４との間に配置される層状部３３ｃとを形成して、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層３３を形成する。
有機層３３の形成には第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法と同様な方法を用いることができる。

　次に、図１２（ｃ）に示すように、有機層３３の上に、陰極３４、低屈折層３５、金属層３６を順に形成する。これらの層の形成には第２の実施形態の製造方法と同様な方法を用いることができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第５の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について図１３を参照して説明する。
　まず、図１３（ａ）に示すように、基板４１上に、陽極４２を形成する。この陽極４２の形成方法は特に限定的されないが、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。

　次に、陽極孔部４２Ａを形成するには例えば、フォトリソグラフィを用いた方法が使用できる。これを行うには、図１３（ｂ）に示すように、まず陽極４２の上にポジ型レジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層４９を形成する。

　そして、陽極孔部４２Ａを形成するための所定のパターンが描画されたマスク（図示せず）をかぶせ、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）等により露光を行う。すると、図１３（ｃ）に示すように、レジスト層４９に陽極孔部４２Ａに対応した所定のパターンが露光される（露光された部分４９ａ）。そして現像液を用いて露光されたパターンの部分のレジスト層４９を除去する。これにより露光されたパターンの部分に対応して、陽極４２の表面が露出する（図１３（ｄ））。

　図１３（ｅ）に示すように、残存したレジスト層４９をマスクとして、露出した陽極４２の部分をエッチング除去して陽極孔部４２Ａを形成する。

　次に、レジスト層４９を除去した後、図１３（ｆ）に示すように、誘電体層４７を形成する。図１３（ｆ）において誘電体層４７は陽極孔部４２Ａを充填して陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを被覆する構成であるが、一部だけ埋めて陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを被覆する構成でもよい。
　誘電体層４７は陽極孔部４２Ａの内側面４２ａを被覆していれば、陽極孔部４２Ａを完全に埋めるか、一部を埋めるかによって形成条件を調整する。

　次に、図１３（ｇ）に示すように、陽極４２及び誘電体層４７上に、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層４３を形成する。

　次に、図１３（ｈ）に示すように、有機層４３上に陰極４４を形成する。陰極４３の形成も陽極４２の形成と同様の方法を用いることができ、限定はされない。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。

　次に、図１３（ｉ）に示すように、陰極４４上に低屈折率層４５を形成する。低屈折率層４５の形成も誘電体層４７の形成と同様の方法を用いることができ、限定はされない。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。

　次に、図１３（ｊ）に示すように、低屈折率層４５上に金属層４６を形成する。金属層４６の形成には第２の実施形態の製造方法と同様な方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子５０を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第６の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について図１４を参照して説明する。

　まず、図１４（ａ）に示すように、基板５１上に、陽極５２を形成する。
　次に、陽極孔部５２Ａを形成するには例えば、フォトリソグラフィを用いた方法が使用できる。これを行うには、図１４（ｂ）に示すように、まず陽極５２の上にポジ型レジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層５９を形成する。

　そして、陽極孔部５２Ａを形成するための所定のパターンが描画されたマスク（図示せず）をかぶせ、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）等により露光を行う。すると、図１４（ｃ）に示すように、レジスト層５９に陽極孔部５２Ａに対応した所定のパターンが露光される。そして現像液を用いて露光されたパターンの部分のレジスト層５９を除去する。これにより露光されたパターンの部分に対応して、陽極５２の表面が露出する（図１４（ｄ））。

　図１４（ｅ）に示すように、残存したレジスト層５９をマスクとして、露出した陽極５２の部分をエッチング除去して陽極孔部５２Ａを形成する。
　次に、レジスト層５９を除去した後、図１４（ｆ）において、有機層５３の陽極孔内側面被覆部５３ａは陽極孔部５２Ａを充填して陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを被覆する構成であるが、一部だけ埋めて陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを被覆する構成でもよい。
　陽極孔内側面被覆部５３ａは陽極孔部５２Ａの内側面５２ａを被覆していれば、陽極孔部５２Ａを完全に埋めるか、一部を埋めるかによって形成条件を調整する。
　上記のように有機層５３の陽極孔内側面被覆部５３ａを形成すると共に、さらに、有機層５３の層状部５３ｂも形成して、有機層５３の形成を行い、図１４（ｇ）に対応する構造を作製する。　　　　　
　次に、図１４（ｈ）に示すように、有機層５３上に陰極５４を形成する。
　次に、図１４（ｉ）に示すように、陰極５４上に低屈折率層５５を形成する。低屈折率層５５の形成方法は特に限定されないが、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。
　次に、図１４（ｊ）に示すように、低屈折率層５５上に金属層５６を形成する。
　有機層５３～金属層５６の形成には第２の実施形態の製造方法と同様な方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子６０を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第７の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、基板６１上に、陽極６２の屈折率より低い屈折率を有する誘電体層６７を形成する。次に、基板６１が露出するように誘電体層６７に開口部６７Ａを有するパターンを形成する。開口部６７Ａの形成方法は、第２の実施形態のフォトリソグラフィ法等を用いることができる。さらにその開口部６７Ａのパターンに追従するように、陽極６２、有機層６３、陰極６４、低屈折率層６５及び金属層６６を形成する。これらの層の形成方法は、第２の実施形態と同様の方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子７０を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第８の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、基板８１に断面が三角形形状を有する凸部８７ａに対応する凹部を形成する。形成方法としては、特に限定されるものではないが、切削や研磨等の機械加工、レーザー加工等を用いることができる。
　次に、形成した凹部を埋めるように、高屈折率層８７を形成する。形成方法としては、スピンオン誘電体を塗布し転化させる方法や硬化性樹脂を塗布し硬化させる方法等がある。塗布方法としては、スピンコート、バーコート、スリットコート、ダイコート、スプレーコート等の各種プロセスを用いることができる。
　そして、高屈折率層８７上に、陽極８２、有機層８３、陰極８４、低屈折率層８５及び金属層８６を形成する。これらの層の形成方法は、第２の実施形態と同様の方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子８０を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　次に、本発明の第９の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、基板９１に回折格子９８を形成する。回折格子９８の形成方法としては、第５の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法における陽極並びに誘電体層と同様の、層の形成方法及びフォトリソグラフィ法等による孔部の形成方法を組み合わせた方法を用いることができる。
形成された回折格子９８上に、陽極９２、有機層９３、陰極９４、低屈折率層９５及び金属層９６を形成する。これらの層の形成方法は、第２の実施形態と同様の方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子９０を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　最後に、本発明の第１０の実施形態である有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、基板３０１にレンズ構造３０８に対応する凹部を形成する。形成方法としては、特に限定されるものではないが、切削や研磨等の機械加工、レーザー加工等を用いることができる。
　次に、形成した凹部を埋めるように、レンズ構造３０８を形成する。形成方法としては、スピンオン誘電体を塗布し転化させる方法や硬化性樹脂を塗布し硬化させる方法等がある。塗布方法としては、スピンコート、バーコート、スリットコート、ダイコート、スプレーコート等の各種プロセスを用いることができる。
　そして、形成されたレンズ構造３０８上に、陽極３０２、有機層３０３、陰極３０４、低屈折率層３０５及び金属層３０６を形成する。これらの層の形成方法は、第２の実施形態と同様の方法を用いることができる。
　以上の工程により、有機ＥＬ素子３００を製造することができる。
　以上の有機ＥＬ素子の製造方法では陽極側から作製する方法を説明したが、陰極側から作製してもよい。

　以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

(実施例１)
　実施例１は本発明の第１の実施形態の一例である。
　ガラス基板１上に、陽極２として膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ層、有機層１０３として、４０ｎｍのpTmTDMPD：F4TCNQ(100:5)からなる正孔注入層（層１９の一部）、２０ｎｍのm-TTAからなる正孔輸送層（層１９の一部）、２０ｎｍのPH-2：BFA-1T(10:90) からなる発光層Ａ（発光層３の一部）、１０ｎｍのPH-1：PyTMB(10:90) からなる発光層Ｂ（発光層３の一部）、２０ｎｍのAlq₃からなる電子輸送層（有機厚膜層１８の一部）、１００ｎｍのBCP：Cs(20:1) からなる電子注入層（有機厚膜層１８の一部）、陰極４として５０ｎｍのＩＴＯ層、低屈折率層５として１５０ｎｍのMgF₂ からなる層、金属層６として１００ｎｍのＡｇ層を順に積層してサンプルを作製した。このサンプルでは、有機厚膜層１８の総厚は１２０ｎｍであった。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は４．３Ｖであった。
　外部量子効率は後述する比較例３を１とすると、１．５であった。

(実施例２)
　実施例２は本発明の第５の実施形態の一例である。陰極側構造、有機厚膜層及び発光層、並びに正孔輸送層については実施例１と同じであるが、陽極側構造の一部が異なる。
　すなわち、ガラス基板４１上に、陽極４２として膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ層、誘電体層４７として１５０ｎｍのＳｉＯ_２膜、有機層４３として、２０ｎｍのpTmTDMPD：F4TCNQ(100:5)からなる正孔注入層（層１９の一部）、２０ｎｍのm-TTAからなる正孔輸送層（層１９の一部）、２０ｎｍのPH-2：BFA-1T(10:90) からなる発光層Ａ（発光層３の一部）、１０ｎｍのPH-1：PyTMB(10:90) からなる発光層Ｂ（発光層３の一部）、２０ｎｍのAlq3からなる電子輸送層（有機厚膜層１８の一部）、１００ｎｍのBCP：Cs(50:50) からなる電子注入層（有機厚膜層１８の一部）、陰極４４として５０ｎｍのＩＴＯ層、低屈折率層４５として１５０ｎｍのMgF₂ からなる層、金属層４６として１００ｎｍのＡｇ層を順に積層してサンプルを作製した。このサンプルも有機厚膜層１８の総厚は１２０ｎｍであった。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は４．４Ｖであった。
　外部量子効率は後述する比較例３を１とすると、１．８であった。

(比較例１)
　実施例１と比較すると、陰極としてのＩＴＯ層及び低屈折率層としてのMgF₂ からなる層がなく、陰極として１００ｎｍのＡｇ層を備える点が異なる。比較例１は実施例１及び２の有機厚膜層に相当する層を備えるが、Otto型配置の陰極側構造を備えていない点が異なる。
　すなわち、ガラス基板上に、陽極として膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜、有機層として、４０ｎｍのpTmTDMPD：F4TCNQ(100:5)からなる正孔注入層、２０ｎｍのm-TTAからなる正孔輸送層、２０ｎｍのPH-2：BFA-1T(10:90) からなる発光層Ａ、１０ｎｍのPH-1：PyTMB(10:90) からなる発光層Ｂ、２０ｎｍのAlq₃からなる電子輸送層、１００ｎｍのBCP：Cs(５０：５０) からなる電子注入層、陰極として１００ｎｍのＡｇ層を積層してサンプルを作製した。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は４．９Ｖであった。
　外部量子効率は後述する比較例３を１とすると、１．１であった。

(比較例２)
　実施例２と比較すると、陰極としてのＩＴＯ層及び低屈折率層としてのMgF₂ からなる層がなく、陰極として１００ｎｍのＡｇ層を備える点が異なる。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は５．０Ｖであった。
　外部量子効率は後述する比較例３を１とすると、１．３であった。

(比較例３)
　比較例１と比較すると、電子注入層の厚さが２０ｎｍである点が異なる。
　すなわち、ガラス基板上に、陽極として膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜、有機層として、４０ｎｍのpTmTDMPD：F4TCNQ(100:5)からなる正孔注入層、２０ｎｍのm-TTAからなる正孔輸送層、２０ｎｍのPH-2：BFA-1T(10:90) からなる発光層Ａ、１０ｎｍのPH-1：PyTMB(10:90) からなる発光層Ｂ、２０ｎｍのAlq₃からなる電子輸送層、２０ｎｍのBCP：Cs(５０：５０) からなる電子注入層、陰極として１００ｎｍのＡｇ層を積層してサンプルを作製した。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は４．６Ｖであった。
　外部量子効率は上述の通り、比較例３を１とした。

(比較例４)
　実施例１と比較すると、電子注入層としてのBCP：Cs(50:50)層の厚さが３５０ｎｍである点が異なる。
　すなわち、ガラス基板上に、陽極として膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜、有機層として、４０ｎｍのpTmTDMPD：F4TCNQ(100:5)からなる正孔注入層、２０ｎｍのm-TTAからなる正孔輸送層、２０ｎｍのPH-2：BFA-1T(10:90) からなる発光層A、１０ｎｍのPH-1：PyTMB(10:90) からなる発光層B、２０ｎｍのAlq₃からなる電子輸送層、３５０ｎｍのBCP：Cs(５０：５０) からなる電子注入層、陰極として５０ｎｍのＩＴＯ層、低屈折率層として１５０ｎｍのMgF₂ からなる層、金属層として１００ｎｍのＡｇ層を順に積層してサンプルを作製した。このサンプルでは、有機厚膜層の総厚は３７０ｎｍであった。
　得られたサンプルについて輝度１００ｃｄ/ｍ^２を得るのに要する駆動電圧は５．２Ｖであった。
　外部量子効率は上述した比較例３を１とすると、０．８であった。

　１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、８１、９１、３０１　基板　１１Ａ　凹部　１１ａ　凹部の内側面　２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、８２、９２、３０２　陽極　１２Ａ、３２Ａ、４２Ａ、５２Ａ　陽極孔部　１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ　陽極孔部の内側面　３、１３、２３、３３、４３、５３、６３、８３、９３、３０３　有機層　４、１４、２４、３４、４４、５４、６４、８４、９４、３０４　陰極　５、１５、２５、３５、４５、５５、６５、８５、９５、３０５　低屈折率層　６、１６、２６、３６、４６、５６、６６、８６、９６、３０６　金属層　１７、２７、３７、４７、６７、８７　誘電体層　１７Ａ、２７Ａ、３７Ａ　孔部　１７ａ、２７ａ、３７ａ　孔部の内側面　６７Ａ　開口部　６７ａ　開口部の内側面　１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、３００　有機ＥＬ素子　１００　画像表示装置　２００　照明装置

Claims

　第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
　前記有機厚膜層がｎ層（ｎは１以上の整数）のサブレーヤーからなり、ｉ番目（ｉは１からｎまでの整数）のサブレーヤーの膜厚と移動度をそれぞれｄｉ及びμｉとするとき、以下の式の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子；
　　　１０^－１５[ｓ・Ｖ]≦　Σ（ｄ_i ^２／μ_i）　≦１０^－４[ｓ・Ｖ]（ｉ＝１，２，３、・・・・）
　ここで、Σは、すべての前記サブレーヤーについての和をとることを示す。前記式の単位はＳＩ単位系である。
　前記低屈折率層の屈折率はさらに、前記第２電極の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
　前記第２電極の屈折率は、前記有機層の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
　前記低屈折率層は、前記第２電極及び前記有機層のうちの少なくとも一方よりも屈折率が０．２以上小さい材料からなることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
　前記第１電極と前記第２電極との間に、前記有機層の屈折率より低い屈折率を有すると共に複数の孔部を備えた誘電体層を具備し、前記有機層は、前記孔部の内側面を被覆する孔内側面被覆部を有するものである、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
　前記有機層はさらに、前記誘電体層及び前記孔内側面被覆部と前記第２電極との間に配置される層状部を有することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子。
　前記第１電極は、前記孔部に連通する第１電極孔部を備え、
　前記有機層はさらに、前記第１電極孔部の内側面を被覆する第１電極孔内側面被覆部を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
　前記有機層はさらに、前記誘電体層及び前記孔内側面被覆部と前記第２電極との間に配置される層状部を有することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子。
　前記第１電極の有機層とは反対側に基板を備え、前記基板は、前記第１電極孔部に連通する凹部を備え、前記有機層はさらに、前記凹部の内側面を被覆する凹内側面被覆部を有することを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
　第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記第１電極は、該第１電極の屈折率より低い屈折率を有する誘電体層によってその内側面を被覆された複数の第１電極孔部を備え、前記有機層は、前記発光層と前記第２透明電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
　第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記第１電極は、複数の第１電極孔部を備え、前記有機層は、前記発光層と前記第２透明電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記有機層は、前記第１電極孔部の内側面を被覆する第１電極孔内側面被覆部を有するものである、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
　誘電体層と、第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記誘電体層は、前記第１電極の屈折率より低い屈折率を有すると共に開口部を有するパターンで形成されており、前記第１電極と、前記有機層、前記第２電極、前記低屈折率層及び前記金属層は、前記誘電体層の前記パターンを追従するように形成されている、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
　第１電極と、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層と、第２電極とを順に具備する有機ＥＬ素子であって、前記第２電極の前記有機層とは反対側に、低屈折率層と金属層とを順に具備し、前記低屈折率層の屈折率は前記有機層の屈折率よりも低く、前記有機層は、前記発光層と前記第２電極との間に、膜厚が１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の有機厚膜層を含み、前記発光層と前記金属層の間の距離が１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であって、前記第１電極の前記有機層と反対側に回折格子、レンズ構造、鋸歯状構造、散乱層のいずれかの構造を有する、ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
　前記有機厚膜層がｎ層（ｎは１以上の整数）のサブレーヤーからなり、ｉ番目（ｉは１からｎまでの整数）のサブレーヤーの膜厚と移動度をそれぞれｄｉ及びμｉとするとき、以下の式の関係を満たすことを特徴とする請求項１１～１４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子；
　　　１０^－１５[ｓ・Ｖ]≦　Σ（ｄ_i ^２／μ_i）　≦１０^－４[ｓ・Ｖ]（ｉ＝１，２，３、・・・・）
　ここで、Σは、すべての前記サブレーヤーについての和をとることを示す。前記式の単位はＳＩ単位系である。
　請求項１～１５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする画像表示装置。
請求項１～１５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする照明装置。