CN103460797A - 有机发光二极管及其制造方法、图像显示装置及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机发光二极管及其制造方法，该有机发光二极管的特征在于，至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金或者由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构、或者设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，源自有机发光二极管的光的提取波长(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部或前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用特定的座标(例如A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A等)依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度或前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下。根据本发明，可以提供光提取效率优异的有机发光二极管及其制造方法、具备前述有机发光二极管的图像显示装置和照明装置。

Description

有机发光二极管及其制造方法、图像显示装置及照明装置

技术领域

本发明涉及有机发光二极管及其制造方法、具备该有机发光二极管的图像显示装置以及照明装置。

本申请基于2010年11月2日在日本申请的日本特愿2010-246653号主张优先权，并将其内容引入于此。

背景技术

有机发光二极管为利用有机电致发光(以下称为有机EL)的发光元件，通常具有下述结构：在具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层的两面分别设置有阳极、阴极。作为有机EL层，除了发光层之外，根据需要还设置电子传输层、空穴传输层等。有机发光二极管有下述类型：在玻璃基板等透明基板上依次形成由ITO等透明导电材料形成的阳极、具有发光层的有机EL层、由金属形成的阴极，从基板侧提取光的底部发光(Bottom Emission)型的有机发光二极管；在基板上依次形成阴极、有机EL层、阳极，从与基板侧相反的一侧提取光的顶部发光(Top Emission)型有机发光二极管等。

有机发光二极管具有视场角依赖性小、耗电量少、能够形成极薄的厚度等优点，另一方面存在光提取效率低的问题。光提取效率为由光的提取面(例如底部发光型的情况为基板面)释放到大气中的光能与由发光层出射的光能的比例。例如源自发光层的光在全部方向上出射，因此形成出射光大部分在折射率不同的多层的界面反复全反射的波导模式，在层间导波中转换为热、或从侧面释放而光提取效率降低。另外，由于与作为金属的阴极之间的距离近，源自发光层的近场光的一部分在阴极的表面转换为表面等离子体激元而失去，结果光提取效率降低。

关于光提取效率，由于对具备该有机发光二极管的显示器、照明等的亮度造成影响，因此为了改善光提取效率而对各种方法进行了研究。作为改善光提取效率的方法之一，提出了利用表面等离子体激元共振的方法。例如专利文献1～4中公开了在金属层(阴极)的表面设置一维或二维的周期性的微细结构的方法。这些方法中，周期性的微细结构发挥作为衍射光栅的功能。由此，在阴极表面作为表面等离子体激元失去的能量以光形式提取，从而光提取效率提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-270891号公报

专利文献2：日本特开2004-31350号公报

专利文献3：日本特表2005-535121号公报

专利文献4：日本特开2009-158478号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，设置上述周期性的微细结构的情况下，目前没有有效地将表面等离子体激元转换为传播光的凹部或凸部的中心间距离、结构高度的信息，因此难以将光提取效率最大化。

本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于，提供光提取效率优异的有机发光二极管及其制造方法、具备该有机发光二极管的图像显示装置及照明装置。

用于解决问题的方案

本发明人等进行了深入地研究，结果发现，通过以满足特定参数的方式形成二维的周期性的微细结构，光提取效率飞跃性地提高，从而完成了本发明。

本发明具有以下的方式。

[1]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[2]一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造[1]所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板，在前述结构上依次层叠前述阳极导电层、前述有机EL层、和前述阴极导电层。

[3]根据[2]所述的有机发光二极管的制造方法，其中，前述基板通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作。

[4]根据[2]所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以前述二维点阵结构作为模板来制作前述基板，

前述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模(matrix)、或者转印前述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

[5]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[6]一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造[5]所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部周期性地二维排列而成的结构的基板，在前述结构上依次层叠前述阴极导电层、前述有机EL层、和前述阳极导电层。

[7]根据[6]所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以前述二维点阵结构作为模板来制作前述基板，

前述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模、或者转印前述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

[8]根据[6]所述的有机发光二极管的制造方法，其中，前述基板如下制作：在表面制作颗粒单层膜后，从前述颗粒单层膜之上真空蒸镀选自由Cr、Ni、Fe和Co组成的组中的金属、制作从前述颗粒单层膜的颗粒的间隙到达前述基板的原板(raw glass)的表面的网状的金属蒸镀层后，去除前述颗粒单层膜，通过以前述网状的金属蒸镀层作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作前述基板。

[9]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[10]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[11]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[12]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[13]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[14]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[15]根据[1]、[5]、[11]或[12]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凹部的深度为15nm以上且70nm以下。

[16]根据[1]、[5]、[11]或[12]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凹部的形状为转印前述基板上的截锥形状或圆柱形状而成的形状，并且深度为15nm以上且70nm以下。

[17]根据[1]、[5]、[11]或[12]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凹部的形状为转印前述基板上的正弦波形状而成的形状，并且深度为50nm以上且160nm以下。

[18]根据[1]、[5]、[11]或[12]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凹部的形状为转印前述基板上的圆锥形状而成的形状，并且深度为60nm以上且170nm以下。

[19]根据[9]、[10]、[13]或[14]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凸部的形状为前述基板上的截锥形状或圆柱形状，并且高度为15nm以上且70nm以下。

[20]根据[9]、[10]、[13]或[14]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凸部的形状为前述基板上的正弦波形状，并且高度为50nm以上且160nm以下。

[21]根据[9]、[10]、[13]或[14]所述的有机发光二极管，其特征在于，前述凸部的形状为前述基板上的圆锥形状，并且高度为60nm以上且170nm以下。

[22]一种图像显示装置，其具备[1]、[5]和[9]～[14]中任一项所述的有机发光二极管。

[23]一种照明装置，其具备[1]、[5]和[9]～[14]中任一项所述的有机发光二极管。

[24]一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造[10]、[11]或[14]所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板，在前述结构上依次层叠前述阳极导电层、前述有机EL层、和前述阴极导电层。

[25]根据[24]所述的有机发光二极管的制造方法，其中，前述基板通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作。

[26]根据[24]所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以前述二维点阵结构作为模板来制作前述基板，

前述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模、或者转印前述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

[27]一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造[9]、[12]或[13]所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部周期性地二维排列而成的结构的基板，在前述结构上依次层叠前述阴极导电层、前述有机EL层、和前述阳极导电层。

[28]根据[27]所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以前述二维点阵结构作为模板来制作前述基板，

前述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模、或者转印前述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

[29]根据[27]所述的有机发光二极管的制造方法，其中，前述基板如下制作：在表面制作颗粒单层膜后，从前述颗粒单层膜之上真空蒸镀选自由Cr、Ni、Fe和Co组成的组中的金属、制作从前述颗粒单层膜的颗粒的间隙到达前述基板的原板的表面的网状的金属蒸镀层后，去除前述颗粒单层膜，通过以前述网状的金属蒸镀层作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作前述基板。

前述二维点阵结构为正方点阵的情况下，优选前述凹部的中心间的距离p(nm)、或前述凸部的中心间的距离p(nm)的座标的值分别乘以(√3/2)进行校正。即，本发明也包含以下的方式。

[30]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=(√3/2)(258+W(1/2)))、B(λ=500、p=(√3/2)(319+W(1/2)))、C(λ=600、p=(√3/2)(406+W(1/2)))、D(λ=700、p=(√3/2)(484+W(1/2)))、E(λ=800、p=(√3/2)(561+W(1/2)))、F(λ=800、p=(√3/2)(493-W(1/2)))、G(λ=700、p=(√3/2)(425-W(1/2)))、H(λ=600、p=(√3/2)(353-W(1/2)))、I(λ=500、p=(√3/2)(262-W(1/2)))、J(λ=450、p=(√3/2)(110-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[31]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机EL层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=(√3/2)(258+W(1/2)))、B(λ=500、p=(√3/2)(319+W(1/2)))、C(λ=600、p=(√3/2)(406+W(1/2)))、D(λ=700、p=(√3/2)(484+W(1/2)))、E(λ=800、p=(√3/2)(561+W(1/2)))、F(λ=800、p=(√3/2)(493-W(1/2)))、G(λ=700、p=(√3/2)(425-W(1/2)))、H(λ=600、p=(√3/2)(353-W(1/2)))、I(λ=500、p=(√3/2)(262-W(1/2)))、J(λ=450、p=(√3/2)(110-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[32]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=(√3/2)(258+W(1/2)))、B(λ=500、p=(√3/2)(319+W(1/2)))、C(λ=600、p=(√3/2)(406+W(1/2)))、D(λ=700、p=(√3/2)(484+W(1/2)))、E(λ=800、p=(√3/2)(561+W(1/2)))、F(λ=800、p=(√3/2)(493-W(1/2)))、G(λ=700、p=(√3/2)(425-W(1/2)))、H(λ=600、p=(√3/2)(353-W(1/2)))、I(λ=500、p=(√3/2)(262-W(1/2)))、J(λ=450、p=(√3/2)(110-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[33]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=(√3/2)(258+W(1/2)))、B(λ=500、p=(√3/2)(319+W(1/2)))、C(λ=600、p=(√3/2)(406+W(1/2)))、D(λ=700、p=(√3/2)(484+W(1/2)))、E(λ=800、p=(√3/2)(561+W(1/2)))、F(λ=800、p=(√3/2)(493-W(1/2)))、G(λ=700、p=(√3/2)(425-W(1/2)))、H(λ=600、p=(√3/2)(353-W(1/2)))、I(λ=500、p=(√3/2)(262-W(1/2)))、J(λ=450、p=(√3/2)(110-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[34]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=(√3/2)(220+W(1/2)))、B’(λ=400、p=(√3/2)(295+W(1/2)))、C’(λ=500、p=(√3/2)(368+W(1/2)))、D’(λ=600、p=(√3/2)(438+W(1/2)))、E’(λ=700、p=(√3/2)(508+W(1/2)))、F’(λ=800、p=(√3/2)(575+W(1/2)))、G’(λ=800、p=(√3/2)(505-W(1/2)))、H’(λ=700、p=(√3/2)(438-W(1/2)))、I’(λ=600、p=(√3/2)(368-W(1/2)))、J’(λ=500、p=(√3/2)(298-W(1/2)))、K’(λ=400、p=(√3/2)(225-W(1/2)))、L’(λ=300、p=(√3/2)(150-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[35]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=(√3/2)(220+W(1/2)))、B’(λ=400、p=(√3/2)(295+W(1/2)))、C’(λ=500、p=(√3/2)(368+W(1/2)))、D’(λ=600、p=(√3/2)(438+W(1/2)))、E’(λ=700、p=(√3/2)(508+W(1/2)))、F’(λ=800、p=(√3/2)(575+W(1/2)))、G’(λ=800、p=(√3/2)(505-W(1/2)))、H’(λ=700、p=(√3/2)(438-W(1/2)))、I’(λ=600、p=(√3/2)(368-W(1/2)))、J’(λ=500、p=(√3/2)(298-W(1/2)))、K’(λ=400、p=(√3/2)(225-W(1/2)))、L’(λ=300、p=(√3/2)(150-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[36]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=(√3/2)(220+W(1/2)))、B’(λ=400、p=(√3/2)(295+W(1/2)))、C’(λ=500、p=(√3/2)(368+W(1/2)))、D’(λ=600、p=(√3/2)(438+W(1/2)))、E’(λ=700、p=(√3/2)(508+W(1/2)))、F’(λ=800、p=(√3/2)(575+W(1/2)))、G’(λ=800、p=(√3/2)(505-W(1/2)))、H’(λ=700、p=(√3/2)(438-W(1/2)))、I’(λ=600、p=(√3/2)(368-W(1/2)))、J’(λ=500、p=(√3/2)(298-W(1/2)))、K’(λ=400、p=(√3/2)(225-W(1/2)))、L’(λ=300、p=(√3/2)(150-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

[37]一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构(正方点阵结构)，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=(√3/2)(220+W(1/2)))、B’(λ=400、p=(√3/2)(295+W(1/2)))、C’(λ=500、p=(√3/2)(368+W(1/2)))、D’(λ=600、p=(√3/2)(438+W(1/2)))、E’(λ=700、p=(√3/2)(508+W(1/2)))、F’(λ=800、p=(√3/2)(575+W(1/2)))、G’(λ=800、p=(√3/2)(505-W(1/2)))、H’(λ=700、p=(√3/2)(438-W(1/2)))、I’(λ=600、p=(√3/2)(368-W(1/2)))、J’(λ=500、p=(√3/2)(298-W(1/2)))、K’(λ=400、p=(√3/2)(225-W(1/2)))、L’(λ=300、p=(√3/2)(150-W(1/2)))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

发明的效果

根据本发明，提供光提取效率优异的有机发光二极管及其制造方法、具备该有机发光二极管的图像显示装置以及照明装置。

附图说明

图1为表示第一方式和第五方式的有机发光二极管的结构的一例的示意图。

图2为以源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)作为横轴、以二维点阵结构中的凹部的中心间的距离p(nm)或凸部的中心间的距离p(nm)作为纵轴的表示本发明的第一方式～第四方式中的提取波长λ与距离p的关系的图。

图3A为由表面等离子体激元向光的转换效率的计算中使用的阴极导电层的有机EL层侧的表面的示意图。

图3B为图3A的阴极导电层的截面图。

图4A为表示用于对有机EL层为2层时的均匀电介体的等效折射率的求算方法进行说明的多层电介体结构的图。

图4B为表示用于对有机EL层为3层时的均匀电介体的等效折射率的求算方法进行说明的多层电介体结构的图。

图4C为表示用于对有机EL层为4层时的均匀电介体的等效折射率的求算方法进行说明的多层电介体结构的图。

图5为表示第二方式和第六方式的有机发光二极管的结构的一例的示意图。

图6为实施例1中制作的基板的侧视图。

图7为试验例1中制作的图。

图8为表示第三方式和第七方式的有机发光二极管的结构的一例的示意图。

图9为表示第四方式和第八方式的有机发光二极管的结构的一例的示意图。

图10为以源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)作为横轴、以二维点阵结构中的凹部的中心间的距离p(nm)或凸部的中心间的距离p(nm)作为纵轴的表示本发明的第五方式～第八方式中的提取波长λ与距离p的关系的图。

图11为试验例3中制成的图。

图12为表示在有机EL层侧的表面具有截锥形状的凹部的阴极导电层的一例的立体图。

图13为表示在有机EL层侧的表面具有截锥形状的凸部的阴极导电层的一例的立体图。

图14为表示在有机EL层侧的表面具有正弦波形状的凹部的阴极导电层的一例的立体图。

图15为表示在有机EL层侧的表面具有正弦波形状的凸部的阴极导电层的一例的立体图。

图16为表示在有机EL层侧的表面具有圆柱形状的凹部的阴极导电层的一例的立体图。

图17为表示在有机EL层侧的表面具有圆柱形状的凸部的阴极导电层的一例的立体图。

图18为表示在有机EL层侧的表面具有圆锥形状的凹部的阴极导电层的一例的立体图。

图19为表示在有机EL层侧的表面具有圆锥形状的凸部的阴极导电层的一例的立体图。

图20为用于对本发明的正弦波形状的凸部的结构的一例进行说明的图。

图21为表示本发明的正弦波形状的凸部的排列的一例的俯视图。

具体实施方式

《第一方式的有机发光二极管》

本发明的第一方式的有机发光二极管的特征在于，其为在基板上至少依次层叠阳极导电层、含有发光层的有机EL层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构的有机发光二极管，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为15nm以上且70nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。

图1为本发明的第一方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

本实施方式的有机发光二极管10通常为具有称为底部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，在透明体的基板11上依次层叠有由透明导电体形成的阳极导电层12、有机EL层13、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层14。

有机EL层13由从阳极导电层12侧起依次层叠的空穴注入层13a、空穴传输层13b、含有有机发光材料的发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e构成。这些层存在一层的作用为一种的情况、也存在兼具两种以上作用的情况。例如可以以一层兼具电子传输层和发光层的功能。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层14施加电压。

上述有机发光二极管10中，对阳极导电层12和阴极导电层14施加电压时，分别由它们向有机EL层13注入空穴和电子。所注入的空穴和电子在发光层13c结合、生成激发子。该激发子再结合时产生光。

在基板11的层叠阳极导电层12一侧的表面设置多个凸部15周期性地二维排列而成的结构(二维点阵结构)。通过在该结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13(空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e)，在各层的阴极导电层14侧的表面形成与基板11表面相同的结构。因此，最终在有机EL层13上层叠阴极导电层14时，在阴极导电层14的有机EL层13侧的表面能够形成基板11表面的结构反转的结构、即多个凹部16周期性地二维排列而成的二维点阵结构。

通过设置这种二维点阵结构，在阴极导电层14表面将表面等离子体激元转换为传播光。

在发光层13c中由发光分子发光时，在极其附近处产生近场光。由于发光层13c与阴极导电层14的距离非常近，因此近场光在阴极导电层14的表面转换为传播型的表面等离子体激元的能量。

对于金属表面的传播型表面等离子体激元而言，通过入射的电磁波(近场光等)产生的自由电子的疏密波伴随有表面电磁场。存在于平坦的金属表面的表面等离子体激元的情况下，该表面等离子体激元的分散曲线与光(空间传播光)的分散直线不会交叉，因此不能以光形式提取表面等离子体激元的能量。与此相对，在金属表面存在点阵结构时，通过该点阵结构而衍射的空间传播光的分散曲线与表面等离子体激元的分散曲线交叉，从而可以以辐射光形式提取表面等离子体激元的能量。

如此，通过设置二维点阵结构，能够提取作为表面等离子体激元失去的光能。所提取的能量，以辐射光形式由阴极导电层14表面放射。此时由阴极导电层14辐射的光的指向性高，其大部分朝向提取面。因此，由提取面出射高强度的光，提取效率提高。

在此，“周期性地二维排列”指的是多个凹部16在平面上的至少两个方向周期性地配置的状态。通过二维排列，与一维的情况(排列方向为一个方向。例如多个槽(或突起)平行地配置的结构)相比，提取效率高。

作为二维点阵结构的优选具体例，可列举出排列方向为两个方向、其交叉角度为90度的例子(正方点阵)，排列方向为三个方向、其交叉角度为60度的例子(三角点阵(也称为六方点阵))等，特别优选为三角点阵结构。排列方向多时，能得到衍射光的条件多，可以高效地将表面等离子体激元转换为传播光。

对三角点阵结构的制作方法没有特别限定，例如可以使用电子束光刻、机械式切削加工、激光热刻蚀、具体而言诸如双光束干涉曝光等干涉曝光、缩小曝光、氧化铝的阳极氧化法、以及使用通过这些方法制作的原模的纳米压印法等。关于使用后述的颗粒单层膜的方法，由于构成颗粒单层膜的颗粒可以采用二维上的六方最密填充配置，通过以上述颗粒单层膜作为蚀刻掩模、进行干蚀刻，可以简便地形成上述三角点阵结构。

对正方点阵结构的制作方法没有特别限定，例如可以利用电子束光刻、机械式切削加工、激光热刻蚀、具体而言诸如双光束干涉曝光等干涉曝光、以及使用通过这些方法制作的原模的纳米压印法等。

从阴极金属层的发光层侧表面直至发光层为止的距离越近则发光能量转移到表面等离子体激元的比例越大。本发明对于这种元件更有效地发挥功能。

凹部16的深度为12nm以上且180nm以下，更优选为15nm以上且70nm以下。

若深度不足12nm或超过180nm，则光提取效率的提高效果不充分。

凹部16的深度的上述范围是基于以下的理由来确定的。即，若凹部16的深度不足12nm，则作为二维点阵结构不能生成充分的表面等离子体激元的衍射波，以辐射光形式提取表面等离子体激元的效果降低。另外，若凹部16的深度超过180nm，则表面等离子体激元开始具有局域型的性质，变成并非传播型，因此辐射光的提取效率降低。进而，若凹部16的深度超过180nm，则依次层叠有机发光二极管的阳极层、有机薄膜层、阴极层时凹凸陡峭，因此阳极与阴极短路的可能性也提高，所以不优选。

凹部16的深度由于与凸部15的高度相同，因此可以通过利用AFM(原子间力显微镜)测定凸部15的高度来间接性地定量。具体而言，首先对于二维点阵结构内的随机选择的1处5μm×5μm的区域得到AFM图像。接着在该AFM图像的对角线方向划线，分别单独求得与该线交叉的凸部15的高度。然后，求出这些凸部15的高度的平均值。对于随机选择的总计25处5μm×5μm的区域同样地进行这种处理，求出各区域中的凸部15的高度的平均值。将如此得到的25处区域中的平均值进一步平均得到的值作为凸部15的高度。

对于凸部15的形状，只要具有本发明的效果则没有特别限定，可列举出例如圆柱形状、圆锥形状、截锥形状、正弦波形状、半球体形状、大致半球体形状、椭圆体形状、或以它们作为基本的派生形状等。对于凸部15的形状的另外的看法而言，沿着前述轴的截面为长方形、三角形、梯形、正弦波形、半圆形、大致半圆形、椭圆形、或以它们作为基本的派生形状等。而各凸部15与基板面的切线只要具有本发明的效果则可以彼此连接或分离。

根据凸部的形状和高度变化，源自表面等离子体激元的光的提取效率变化。

凸部15的形状为截锥形状的情况下，优选的高度为12nm以上且180nm以下，进一步优选为15nm以上且70nm以下，最优选为20nm以上且50nm以下。在此所列举出的截锥形状指的是上底和下底为圆形、两圆形的直径比处于10/100～90/100的范围内、上底与下底的面平行、并且母线为直线的结构体。作为微细结构体，优选为从邻接的两个圆柱的下底连接而成的排列离开下底的直径的5倍左右的距离形成的排列。

另外，凸部15的形状为正弦波形状的情况下，优选的高度为12nm以上且180nm以下，进一步优选为50nm以上且160nm以下，最优选为70nm以上且140nm以下。在此，正弦波形状指的是，例如考虑对于平面上的六方最密排列的阵点α绘制连接邻接的两点的直线、并且以包括该直线和Z轴的面作为振动面的正弦波，假设各阵点α都为极大值、邻接的阵点的中间点β都为极小值的波长的正弦波时，由某阵点α在±1/2波长的位置β切取正弦波，由以通过前述阵点的Z轴作为中心使前述所切取的正弦波旋转而得到的面构成的立体形状(图20)。图21示出以前述立体形状15’作为结构单元时，使正弦波的顶点α相应于六方最密排列的各阵点α来配置多个结构单元而成的结构体的俯视图。图21中，处于由彼此最近的三个阵点构成的正三角形的中心附近的未被旋转面覆盖的区域为基板11的上部水平面，表现出与旋转面最低的高度(正弦波的极小值)相同高度。

凸部15的形状为圆锥形状的情况下，优选的高度为12nm以上且180nm以下，进一步优选为60nm以上且170nm以下，最优选为80nm以上且150nm以下。在此圆锥形状例如指的是下底为圆形、并且母线为直线的结构体。作为微细结构体，优选为从邻接的两个圆柱的下底连接而成的排列离开下底的直径的5倍左右的距离形成的排列。

另外，凸部15的形状为圆柱形状的情况下，优选的高度为12nm以上且180nm以下，进一步优选为15nm以上且70nm以下，最优选为20nm以上且50nm以下。在此所列举出的圆柱形状例如指的是上底和下底为圆形、其上底与下底的直径相同、上底与下底的面平行、并且母线为直线的结构体。作为微细结构体，优选为从邻接的两个圆柱的下底连接而成的排列离开下底的直径的5倍左右的距离形成的排列。

以上列举出的截锥形状、正弦波形状、圆锥形状、圆柱形状表示典型的形状，本发明的凸部或凹部的结构只要具有本发明的效果，则无需严格限定于前述形状中的任意一种。即，稍微偏离上述基本形状的定义的形状(大致形状)只要具有本发明的效果，则也处于本发明的范围内。

以上说明的截锥形状、正弦波形状、圆锥形状、圆柱形状的结构体全部是对于凸型进行的说明，但是对于作为它们的反转型的凹型，也可以得到本发明的效果。凹型的结构体的形状的定义如下：以凸型的表面结构体的基底面(包括多个结构体突起物的最低部分的平面)作为基准面(镜面)，制作面对称结构体(镜像)而成的形状。例如面对称结构体形成在玻璃基板表面时，从结构体表面到基准面侧的空间为空隙，从结构体表面到与基准面相反侧的空间由玻璃材料构成。

图12为示出使用具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11时的阴极导电层14的有机EL层侧的表面的立体图的图。是分离并周期性地形成截锥形状的多个凹部16的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图13为后述的第三方式的在阴极导电层14的有机EL层侧的表面分离并周期性地形成截锥形状的多个凸部116的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图14为示出使用具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11时的阴极导电层14的有机EL层侧的表面的立体图的图。是周期性地形成正弦波形状的多个凹部16a的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图15为后述的第三方式的在阴极导电层14的有机EL层侧的表面周期性地形成正弦波形状的多个凸部116a的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图16为示出使用具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11时的阴极导电层14的有机EL层侧的表面的立体图的图。是分离并周期性地形成圆柱形状的多个凹部16b的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图17为后述的第三方式的在阴极导电层14的有机EL层侧的表面分离并周期性地形成圆柱形状的多个凸部116b的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图18为示出使用具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11时的阴极导电层14的有机EL层侧的表面的立体图的图。是分离并周期性地形成圆锥形状的多个凹部16c的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

图19为后述的第三方式的在阴极导电层14的有机EL层侧的表面分离并周期性地形成圆锥形状的多个凸部116c的例子。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的有机EL层13连接。

本发明的第一方式中，源自有机发光二极管10的光的提取波长λ(nm)与上述二维点阵结构中的凹部16的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且凹部16的深度为12nm以上且180nm以下，优选为15nm以上且70nm以下。由此，光提取效率飞跃性地提高。

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))

W(1/2)表示发光层13c中含有的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。半峰半宽指的是将前述发光峰在该峰高度的一半的高度的位置横切时的宽度(半峰宽)的一半的值。

发光材料的光谱是发光材料所固有的特性，W(1/2)由所使用的发光材料确定。单一的发光材料的光谱出现多个峰的情况下，测定最高的峰的W(1/2)。

发光材料的光谱通过可见光分光光度计等求得。

凹部16的中心间的距离p(nm)由提取波长λ(nm)确定。

提取波长λ(nm)为由表面等离子体激元以辐射光形式提取能量时的波长，最普通地为发光材料的发光峰波长。

该特定的提取波长为λ₁[λ₁为450nm～800nm的范围内的特定的值]时，凹部16的中心间的距离p可以采用前述区域内的对应于λ=λ₁的座标的任意的值。例如λ₁为600nm的情况下，距离p可以采用从[353-W(1/2)]nm直至[406+W(1/2)]nm为止的任意的值。

凹部16的中心间的距离p由于与基板11表面的二维点阵结构中的凸部15的中心间的距离相同，通过利用激光衍射法测定凸部15的中心间的距离，作为该二维点阵结构的点阵常数间接地求得。即，激光通过点阵(衍射光栅)时，产生光绕射现象(衍射)。所衍射的光，由于从点阵的各点出射后前进直至到达屏幕的某一点的距离分别不同，根据所前进的距离而相位不同的光在屏幕上叠加，产生干涉(光的相长和相消)。

对于以点阵的间隔为特征的参数而言，作为Λ，使用以下的定义。三角点阵的情况下，由凹凸的阵点(顶点)形成的最小的正三角形的高度作为Λ，正方点阵的情况下，最接近的点阵间距离(点阵常数)作为Λ。

该点阵的参数为Λ、激光的波长为λ_x、衍射光对于入射光所形成的角度为θ时，数学式：Λsinθ=nλ_x[n=0、±1、±2、...]成立，以角度θ从点阵出射的光在屏幕上变亮。

该角度θ下，从一个凸部和与其邻接的凸部出射的衍射光的前进距离正好为仅整数(在此为n)波长长度的不同，在屏幕上产生相长干涉。利用该性质测定θ，由此可以求出点阵参数Λ。由该点阵参数Λ可以求出凸部15的中心间的距离、即凹部16的中心间的距离p。例如正方点阵的情况下，所算出的点阵参数Λ直接为凹部16的中心间的距离p，三方点阵(六方点阵)的情况下，所算出的点阵参数Λ乘以2/√3得到的值为凹部16的中心间的距离p。

使用图2对提取波长λ(nm)与凹部16的中心间的距离p(nm)的关系进行详细说明。

图2为以提取波长λ(nm)作为横轴、以凹部的中心间的距离p(nm)作为纵轴的图。

如图2所示，座标A、B、C、D、E分别为座标(λ、p)=(450、258)、(500、319)、(600、406)、(700、484)、(800、561)的p在正方向上偏移W(1/2)而得到的座标，座标F、G、H、I、J分别为座标(λ、p)=(800、493)、(700、425)、(600、353)、(500、262)、(450、110)的距离p在负方向上偏移W(1/2)而得到的座标。该偏移宽度超过W(1/2)时，虽然光提取效率提高，但是其效果与偏移宽度为W(1/2)以内的情况相比大幅变差。

前述偏移宽度越小越良好，优选为1/5W，更优选为1/10W，特别优选为0。即，特别优选提取波长λ(nm)与凹部16的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用座标(λ、p)=(450、258)、(500、319)、(600、406)、(700、484)、(800、561)、(800、493)、(700、425)、(600、353)、(500、262)、(450、110)依次连接而成的直线包围的区域内。

前述A～J的10点座标通过计算由表面等离子体激元向光的转换效率来求得。另外，实际上在后述的[实施例]中，对于提取波长λ为625nm或565nm的情况，确认了处于用这10点的座标依次连接而成的直线包围的区域内时光的提取效率飞跃性地提高，

以下对为了特定前述座标而进行的由表面等离子体激元向光的转换效率的计算方法进行说明。

首先，如图3所示将有机发光二极管10的结构模型化。图3A为以有机EL层13侧的表面为上方的方式配置时的阴极导电层14的立体图，图3B为该阴极导电层14的截面图。

图3A和图3B所示的模型中，阴极导电层14为银。阴极导电层14的厚度为半无限大，在xy方向上也无限扩大。阴极导电层14的上侧与未图示的折射率n的半无限厚的有机EL层13连接。

在阴极导电层14的有机EL层13侧的表面形成凹部16。凹部16为由3段同心圆柱形成的孔，各同心圆柱的高度为d/3，凹部16的深度为d。各同心圆柱的半径从凹部16的底侧起依次为r1、r2、r3。如图3A所示，凹部16以三角(六方)点阵状配置，邻接的凹部16之间的中心间的间隔以p表示。

使用超级计算机计算由有机EL层侧向上述结构垂直入射单色平面波时的反射率。计算所使用的方法为严格耦合波分析(Rigorous Coupled-WaveAnalysis：RCWA)法。RCWA法不是标量分析，而是考虑到电场-磁场为向量场的点阵结构的严格的电磁场分析方法中微分法的一种。该方法中，以傅立叶级数展开表现衍射光栅，求出与电磁场的结合方程式，在边界条件下数值上解开该方程式，由此算出衍射效率[关于RCWA法，具体参照L.Li、"Newformulation of the Fourier modal method for crossed surface-relief gratings、"J.Opt.Soc.Am.A14、2758-2767(1997)]。计算的精度依赖于计算引进的衍射次数，越多则精度越高，但是也消耗计算时间和存储。此次计算中考虑的衍射次数为2601次(51次×51次)。将有机EL层的折射率n假设为1.6、1.7或1.8，对于单色平面波的波长(对应于提取波长λ)为450nm、500nm、600nm、700nm、800nm的情况，系统性地改变孔的中心间的间隔p和深度d来计算反射率。

所得到的反射率越低，则意味着入射光以越高的效率转换为表面等离子体激元。由于劳仑兹倒易定理，这意味着反射率小时，由表面等离子体激元向光的转换效率高。

而前述座标中，折射率n为1.6的情况下，反射率为最小值的是(λ、p)=(450、258)、(500、319)、(600、406)、(700、484)、(800、561)，折射率n为1.8的情况下，反射率为最小值的是(λ、p)= (450、110)、(500、262)、(600、353)、(700、425)、(800、493)。折射率n为1.7的情况下，反射率为最小值的是折射率n为1.6的情况与1.8的情况的大致中间的值。

上述计算中，将有机EL层的折射率n的下限假设为1.6、将上限假设为1.8是由于，通常有机发光二极管的有机EL层的折射率处于1.6～1.8的范围内。

有机EL层为多层的情况下，有机EL层中的折射率未必均匀，但是上述转换效率的计算中，可以将有机EL层用表面等离子体激元的波数与多层的情况相同的具有均匀的折射率的电介体(均匀电介体)置换来进行计算。只要各层处于1.6～1.8的范围内，则可以置换为折射率处于1.6～1.8的范围内的均匀电介体。

需要说明的是，有机EL层为多层的情况和将它们置换为均匀电介体的情况中，表面等离子体激元的波数相同的均匀电介体的等效折射率可以如下求得。

图4A、图4B和图4C为表示均匀电介体的等效折射率的计算中使用的多层电介体结构的图。

图4A、图4B和图4C分别表示有机EL层为2层、3层、4层的情况，灰色部分为阴极导电层。

首先，求出原来系统(实际的多层结构)中的对于表面等离子体激元模的等效折射率n_eff。等效折射率n_eff使用表面等离子体激元的波数k_sp和真空中传播光的波数k₀通过下式(1)提供。

[数学式1]

$n_{\mathrm{eff}}=k_{\mathrm{sp}}/k_0---\left(1\right)$

表面等离子体激元的波数k_sp作为系统的反射系数的极限提供。

作为例子，提出图4A所示那样的电介体为2层(作为介质，包括阴极导电层，全部为3层)的情况。

图4A所示的系统中的反射系数r₁₂₃通过下式(2)提供。

[数学式2]

$r_{123}=\frac{r_{12}+r_{23}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}{1+r_{12}{r}_{23}\exp \left(2{\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}---\left(2\right)$

在此，h_i为介质i的厚度、r_ij为从介质i侧看到的与介质j的界面的p偏振光的反射系数，通过下式(3)提供。

[数学式3]

$r_{\mathrm{ij}}=\frac{\frac{k_{\mathrm{zi}}}{{\mathrm{\ϵ}}_i}-\frac{k_{\mathrm{zj}}}{{\mathrm{\ϵ}}_j}}{\frac{k_{\mathrm{zi}}}{{\mathrm{\ϵ}}_i}-\frac{k_{\mathrm{zj}}}{{\mathrm{\ϵ}}_j}}---\left(3\right)$

ε_i是介质i的介电常数、与介质i的折射率n_i以下式(4)所示的关系相联系。

k_zi是介质i中的波数向量的法线成分，满足下式(5)所示的关系。

[数学式4]

${\mathrm{\ϵ}}_i=n_i^2---\left(4\right)$

[数学式5]

$k_{\mathrm{zi}}^2+k_x^2={\mathrm{\ϵ}}_i{k}_0^2---\left(5\right)$

在此，k_x是波数向量的切线成分，各层具有共通的值。

使用这些关系，求出反射系数的极限。更具体而言，极限为满足反射系数r₁₂₃的分母为0的方程式的k_x，因此由前式(2)，为下式(6)的根。

[数学式6]

$1+r_{12}{r}_{23}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)=0---\left(6\right)$

作为该根的k_x的值为表面等离子体激元的波数k_sp。由该波数k_sp求出等效折射率n_eff，进而，通过使用下式(7)求出均匀电介体的折射率n_a。

[数学式7]

$n_{\mathrm{eff}}^2=\frac{n_a^2{n}_3^2}{n_a^2+n_3^2}---\left(7\right)$

对于4层以上的情况，也可以同样地求得。

例如图4B所示的4层(有机EL层为3层、阴极导电层为1层)时的反射系数r₁₂₃₄，可以使用上述3层时的反射系数r₁₂₃递归地求出。具体而言，可以通过下式(8)、使用前述r₁₂₃作为r₂₃₄来求出。

图4C所示的5层的情况、6层以上的情况也可以同样地导出。

[数学式8]

$r_{1234}=\frac{r_{12}+r_{234}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}{1+r_{12}+r_{234}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}$

$=\frac{r_{12}+[1+r_{23}{r}_{34}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z3}{h}_3\right)]+\left[r_{23}{r}_{34}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z3}{h}_3\right)\right]\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}{1+r_{23}{r}_{34}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z3}{h}_3\right)+r_{12}[r_{23}+r_{34}\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z3}{h}_3\right)]\exp \left({2\mathrm{ik}}_{z2}{h}_2\right)}---\left(8\right)$

需要说明的是，如后述的制造方法所说明，通过制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11，在该结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13和阴极导电层14来进行有机发光二极管10的制造的情况下，形成在阴极导电层14的有机EL层13侧表面的二维点阵结构对应于基板11表面的结构。即，凹部16的中心间的距离p与基板11表面的凸部的中心间的距离一致，凹部16的深度与凸部的高度一致。因此，通过分别测定基板11表面的凸部15的中心间的距离、凸部15的高度，可以求出阴极导电层14表面的二维点阵结构中的凹部16的中心间的距离p、凹部16的深度。

如上所述，前述凹部16的中心间的距离p可以通过利用激光衍射法测定凸部15的中心间的距离来间接性地知道。另外同样地，凹部16的深度可以通过利用AFM测定凸部15的高度来间接性地求出。

以下对构成有机发光二极管10的各层进行更详细的说明。

[基板11]

本实施方式中，基板11使用透过可见光的透明体。

作为构成基板11的材质，可以为无机材料、有机材料、或它们的组合。作为无机材料，可列举出例如石英玻璃、无碱玻璃、超白玻璃等各种玻璃，云母等透明无机矿物等。作为有机材料，可列举出环烯烃系薄膜、聚酯系薄膜等树脂薄膜，在该树脂薄膜中混入了纤维素纳米纤维等微细纤维的纤维增强塑料原材料等。

虽然依赖于用途，但是通常基板11使用可见光透过率高的基板。透过率在可见光范围(波长380nm～800nm)内对光谱不会带来偏向，使用透过率为70%以上、优选80%以上、更优选90%以上的基板。

[阳极导电层12]

本实施方式中，阳极导电层12使用透过可见光的透明导电体。

对构成阳极导电层12的透明导电体没有特别限定，作为透明导电材料，可以使用公知的材料。可列举出例如铟-锡氧化物(Indium Tin Oxide(ITO))、铟-锌氧化物(Indium Zinc Oxide(IZO))、氧化锌(Zinc Oxide(ZnO))、锌-锡氧化物(Zinc Tin Oxide(ZTO))等。

阳极导电层12的厚度通常为50～500nm。

需要说明的是，构成有机发光二极管10的各层的厚度可以通过光谱型椭偏仪、接触式步距规、AFM等来测定。

[有机EL层13]

本发明中，有机EL层(电致发光)层至少为具有含有有机发光材料的发光层的层，可以仅由发光层构成，但是通常也具有发光层以外的其它的层。关于该其它的层，只要不损害发光层的功能，则可以由有机材料或无机材料构成。

本实施方式中，有机EL层13由空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e这5层构成。这些层中，最重要的是发光层，例如可以根据层结构而省略空穴注入层、电子注入层。另外，电子传输层也可以兼具发光层的功能。对构成这些层的材质没有特别限定，可以使用公知的材质。

上述之中，作为构成发光层13c的材质，使用有机发光材料。

作为有机发光材料，可列举出例如三[1-苯基异喹啉-C2,N]铱(III)(Ir(piq)₃)、1,4-双[4-(N,N-二苯基氨基苯乙烯基苯)](DPAVB)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(ZnPBO)等色素化合物。另外，也可以使用将荧光性色素化合物、磷光发光性材料掺杂到其它的物质(主体材料)而成的材料。这种情况下，作为主体材料，可列举出空穴传输材料、电子传输材料等。

作为构成空穴注入层13a、空穴传输层13b、电子传输层13d的材质，通常分别使用有机材料。

例如作为构成空穴注入层13a的材质(空穴注入材料)，可列举出例如4,4’,4’’-三(N,N-2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)等化合物等。

作为构成空穴传输层13b的材质(空穴传输材料)，可列举出例如N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(NPD)、铜酞菁(CuPc)、N,N’-二苯基-N,N’-二(间甲苯基)联苯胺(TPD)等芳香族胺化合物等。

作为构成电子传输层13d的材质(电子传输材料)，可列举出例如2,5-双(1-萘基)-1,3,4-噁二唑(BND)、2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-联苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)等噁二唑系化合物，三(8-羟基喹啉)铝(Alq)等金属络合物系化合物等。

电子注入层13e不是必须的，但是在电子传输层13d与阴极导电层14之间设置电子注入层13e时，可以减小功函数的差异，电子容易从阴极导电层14移动到电子传输层13d。

其中，使用Mg/Ag=10/90等镁合金作为阴极导电层14时，即使不设置电子注入层13e，也能得到电子注入效果。

作为构成电子注入层13e的材质，可以使用氟化锂(LiF)等。

有机EL层13整体的厚度通常为30～500nm。

[阴极导电层14]

阴极导电层14由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成。

作为Ag的含有率为70质量%以上的合金的具体例，可列举出例如上述的Mg/Ag=10/90等镁合金。

阴极导电层14的厚度通常为50～3000nm。

[有机发光二极管10的制造方法]

对有机发光二极管10的制造方法没有特别限定，优选如下制造：作为基板11，制作在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板11，在前述结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13(空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d、电子注入层13e)和阴极导电层14，由此制造有机发光二极管10。

作为在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板的制作方法，可列举出例如电子束光刻、机械式切削加工、激光热刻蚀、具体而言诸如双光束干涉曝光等干涉曝光、缩小曝光、氧化铝的阳极氧化法、以及使用通过这些方法制作的原模的纳米压印法等。但是，这些方法中，双光束干涉曝光和激光热刻蚀以外的方法由于不适于大面积地制作周期点阵结构，因此在工业上的利用方面受到面积的限制。另外，双光束干涉曝光能够制作某种程度的小面积，但是一边为数cm以上的大面积的情况下，受到对于光学装置整体的振动、风、热收缩-膨胀、空气的摇晃、电压变动等各种干扰因素的影响，极其难以制作均匀且正确的周期点阵结构。

因此，本发明中，作为前述基板的制作方法，优选为以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法。该方法为利用下述技术的方法：利用朗格缪尔(Langmuir–Blodgett)法(以下也称为LB法)的原理在基材表面制作具有发光光的实效波长程度以下的一次粒径的颗粒的单层膜，由此得到以高精度进行了颗粒间隔的控制的二维的最密填充点阵，该方法例如详细公开于日本特开2009-158478号公报。

该颗粒单层膜中，由于颗粒二维地最密填充，因此通过将其作为蚀刻掩模来对基板原板表面进行干蚀刻，可以形成高精度的三角点阵(六方点阵)状的二维点阵结构。使用具有这种二维点阵结构的基板形成的阴极导电层14表面的二维点阵结构由于精度高，通过使用这种结构，即使大面积的情况下，也可以高效地得到表面等离子体激元的衍射波，光提取效率进一步提高，能够得到高亮度的有机发光二极管10。

更具体而言，前述基板通过进行下述工序来制作：用颗粒单层膜覆盖基板原板(形成前述结构之前的基板)的表面的覆盖工序、和使用该颗粒单层膜作为蚀刻掩模来对基板原板进行干蚀刻的工序(干蚀刻工序)。

以下对各工序进行更具体的说明。

{覆盖工序}

覆盖工序可以通过进行下述工序来实施：向水槽中加入用于在其液面上展开颗粒的液体(下层液)，向该下层液的液面滴加颗粒分散在溶剂中而成的分散液，挥发溶剂，从而在液面上形成由颗粒形成的颗粒单层膜的颗粒单层膜形成工序；和将颗粒单层膜移取到基板上的移动工序。

需要说明的是，在此示出了选择疏水性的颗粒和有机溶剂作为颗粒和有机溶剂，使用亲水性的液体作为下层液的例子，但是也可以选择亲水性的颗粒和有机溶剂作为颗粒和有机溶剂，使用疏水性的液体作为下层液。

[颗粒单层膜形成工序]

颗粒单层膜形成工序中，首先在挥发性高的溶剂(例如氯仿、甲醇、乙醇、甲乙酮、甲基异丁基酮、己烷等)中加入表面为疏水性的颗粒，制备分散液。另外，准备水槽(trough)，向该水槽(trough)中加入水(以下有时也称为下层水)作为下层液。接着，将前述分散液滴加到前述下层水的液面时，分散液中的颗粒通过分散介质而在下层水的液面上展开。因此，通过将作为分散介质的溶剂挥发，形成颗粒二维地最密填充而成的单层膜。

颗粒单层膜的形成中使用的颗粒的粒径考虑到想要形成的凸部15的中心间的距离来设定。使用的颗粒的粒径为在基板11表面的凸部15的中心间的距离、即凹部16的中心间的距离p。

另外，该颗粒优选粒径的变动系数(标准偏差除以平均值得到的值)为15%以下，更优选为10%以下，进一步优选为5%以下。使用如此粒径的变动系数小、粒径的偏差小的颗粒时，不易在所形成的颗粒单层膜产生不存在颗粒的缺陷部位，可以形成排列的偏移小的颗粒单层膜。颗粒单层膜排列的偏移小时，最终形成在阴极导电层14表面的二维点阵结构中的排列的偏移也减小。二维点阵结构中的排列的偏移越小，则在阴极导电层14表面越有效地将表面等离子体激元转换为光，所以优选。

作为构成颗粒单层膜的颗粒的材料，可列举出例如Al、Au、Ti、Pt、Ag、Cu、Cr、Fe、Ni、Si等金属，SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、MgO₂、CaO₂等金属氧化物，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等有机高分子，其它的半导体材料、无机高分子等。它们可以单独使用任意一种或组合使用两种以上。

通过选择该颗粒的材质、后述的干蚀刻条件，可以调节所形成的凸部的高度、形状，即凹部16的深度、形状。

颗粒在使用水作为下层液的情况下优选表面为疏水性的颗粒。只要颗粒的表面为疏水性，则如上所述在水槽(trough)的下层液的液面上展开颗粒的分散液而形成颗粒单层膜时，可以使用水作为下层液来容易地形成颗粒单层膜，而且可以容易地将颗粒单层膜移动到基板表面。

上述例示的颗粒中，聚苯乙烯等有机高分子的颗粒由于表面为疏水性，因此可以直接使用，而对于金属颗粒、金属氧化物颗粒而言，可以通过利用疏水化剂使表面形成疏水性来使用。

作为疏水化剂，可列举出例如表面活性剂、烷氧基硅烷等。

使用表面活性剂作为疏水化剂的方法对于广泛的材料的疏水化来说是有效的，适于颗粒由金属、金属氧化物等形成的情况。

作为表面活性剂，可以适当使用十六烷基三甲基溴化铵、癸基三甲基溴化铵等阳离子性表面活性剂，十二烷基硫酸钠、4-辛基苯磺酸钠等阴离子性表面活性剂。另外，也可以使用链烷烃硫醇、二硫醚化合物、十四烷酸、十八烷酸等。

关于使用这种表面活性剂进行的疏水化处理，可以将颗粒分散在有机溶剂、水等液体中而在液体中进行，也可以对处于干燥状态的颗粒进行。

在液体中进行的情况下，例如可以向包含氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮、乙基乙基酮、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯等的一种以上的挥发性有机溶剂中加入并分散疏水化对象的颗粒，然后混合表面活性剂，进而继续分散。如此预先分散颗粒、然后加入表面活性剂时，可以将表面更均匀地疏水化。这种疏水化处理后的分散液可以直接用作用于滴加到下层水的液面的分散液。

疏水化对象的颗粒为水分散体的状态的情况下，向该水分散体中加入表面活性剂，以水相进行颗粒表面的疏水化处理后，加入有机溶剂，将完成了疏水化处理的颗粒进行油相萃取的方法也是有效的。如此得到的分散液(颗粒分散在有机溶剂中而成的分散液)可以直接用作用于滴加到下层水的液面的分散液。

需要说明的是，为了提高该分散液的颗粒分散性，优选适当选择、组合有机溶剂的种类和表面活性剂的种类。通过使用颗粒分散性高的分散液，可以抑制颗粒以簇状聚集，更容易地得到各颗粒以高精度二维地最密填充而成的颗粒单层膜。例如选择氯仿作为有机溶剂的情况下，优选使用癸基三甲基溴化铵作为表面活性剂。此外，可以优选例示出乙醇与十二烷基硫酸钠的组合、甲醇与4-辛基苯磺酸钠的组合、甲乙酮与十八烷酸的组合等。

关于疏水化对象的颗粒与表面活性剂的比率，优选相对于疏水化对象的颗粒的质量，表面活性剂的质量处于1/3～1/15倍的范围内。

另外，进行这种疏水化处理时，搅拌处理中的分散液、或对分散液照射超声波在提高颗粒分散性方面是有效的。

使用烷氧基硅烷作为疏水化剂的方法在将Si、Fe、Al等颗粒、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂等氧化物颗粒疏水化时是有效的。但是，不限于这些颗粒，基本上只要为表面具有羟基等的颗粒，则可以对任意颗粒适用。

作为烷氧基硅烷，可列举出单甲基三甲氧基硅烷、单甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-酰脲丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。

使用烷氧基硅烷作为疏水化剂的情况下，烷氧基硅烷中的烷氧基甲硅烷基水解为硅烷醇基，该硅烷醇基与颗粒表面的羟基脱水缩合，由此进行疏水化。因而使用烷氧基硅烷的疏水化优选在水中进行。

如此在水中进行疏水化的情况下，优选例如组合使用表面活性剂等分散剂，使疏水化之前的颗粒的分散状态稳定化。但是，由于根据分散剂的种类而烷氧基硅烷的疏水化效果有可能降低，因此适当选择分散剂和烷氧基硅烷的组合。

作为利用烷氧基硅烷进行疏水化的具体方法，首先在水中分散颗粒，将其与含有烷氧基硅烷的水溶液(含有烷氧基硅烷的水解物的水溶液)混合，在室温～40℃的范围内适当搅拌的同时反应规定时间、优选6～12小时。通过在这种条件下进行反应，反应适度地进行，可以得到充分疏水化了的颗粒的分散液。若反应过度进行，则硅烷醇基之间反应而颗粒之间结合，分散液的颗粒分散性降低，所得到的颗粒单层膜易形成颗粒部分地以簇状聚集而成的两层以上的膜。另一方面，若反应不充分，则颗粒表面的疏水化也不充分，所得到的颗粒单层膜易形成颗粒间的间距变宽的膜。

另外，胺系以外的烷氧基硅烷，由于在酸性或碱性的条件下水解，反应时需要将分散液的pH调整为酸性或碱性。对pH的调整方法没有限制，只要利用添加0.1～2.0质量%浓度的乙酸水溶液的方法，则由于除了促进水解以外、还能得到硅烷醇基稳定化的效果，所以优选。

关于疏水化对象的颗粒与烷氧基硅烷的比率，优选相对于疏水化对象的颗粒的质量，烷氧基硅烷的质量处于1/10～1/100倍的范围内。

反应规定时间后，对于该分散液加入前述挥发性有机溶剂中的一种以上，将在水中经过疏水化的颗粒进行油相萃取。此时，添加的有机溶剂的体积优选相对于添加有机溶剂之前的分散液处于0.3～3倍的范围内。如此得到的分散液(颗粒分散在有机溶剂中而成的分散液)可以直接用作用于在滴加工序中滴加到下层水的液面的分散液。需要说明的是，这种疏水化处理中，为了提高处理中的分散液的颗粒分散性，优选实施搅拌、超声波照射等。通过提高分散液的颗粒分散性，可以抑制颗粒以簇状聚集，更容易地得到各颗粒以高精度二维地最密填充而成的颗粒单层膜。

分散液的颗粒浓度优选为1～10质量%。另外，滴加速度优选为0.001～0.01ml/秒。若分散液中的颗粒的浓度、滴加量处于这种范围内，则颗粒部分地以簇状聚集而形成两层以上、产生不存在颗粒的缺陷部位、颗粒间的间距变宽等倾向受到抑制，更容易地得到各颗粒以高精度二维地最密填充而成的颗粒单层膜。

颗粒单层膜形成工序优选在超声波照射条件下实施。从下层水向着水面照射超声波的同时进行颗粒单层膜形成工序时，颗粒的最密填充得到促进，能得到各颗粒以更高的精度二维地最密填充而成的颗粒单层膜。

此时，超声波的输出功率优选为1～1200W，更优选为50～600W。

另外，对超声波的频率没有特别限制，例如优选为28kHz～5MHz，更优选为700kHz～2MHz。通常频率过高时，水分子开始吸收能量，产生水蒸气或水滴从水面冒起的现象，因此对于本发明的LB法而言是不优选的。另外，通常频率过低时，下层水中的空化半径增大，气泡产生于水中并向着水面浮出。若这种气泡集聚在颗粒单层膜之下，则水面的平坦性丧失，因此，对于实施本发明而言是不妥当的。另外，由于超声波照射而在水面产生驻波。任意一种频率下，若输出功率过高、或根据超声波振子和振荡机调谐条件而水面的波高过高，则颗粒单层膜有可能被水面波破坏。

由此，若适当设定超声波的频率，则不会破坏正在形成的颗粒单层膜，可以有效地促进颗粒的最密填充。但是，若形成粒径例如为100nm以下的小的颗粒，则颗粒的声学上的固有振动频率非常高，因此，难以提供如计算结果那样的超声波振动。

这种情况下，假设提供对应于直至颗粒二聚物、三聚物、…二十聚物程度为止的质量的固有振动来进行计算时，可以将必要的振动频率降低至现实的范围。即使在提供对应于颗粒的聚集体的固有振动频率的超声波振动的情况下，也表现出颗粒的填充率提高效果。超声波的照射时间对于颗粒的再排列完成而言充分即可，根据粒径、超声波的频率、水温等变化而所需要的时间变化。但是通常的制作条件下优选为10秒～60分钟，更优选为3分钟～30分钟。

关于通过超声波照射得到的优点，除了颗粒的最密填充化(使随机排列六方最密化)之外，还具有破坏在分散液制造时易产生的颗粒的软聚集体的效果，在某种程度上修复随时产生的点缺陷、线缺陷、或晶相转变等的效果。

前述颗粒单层膜的形成通过颗粒的自组装来进行。其原理在于，若颗粒集结，则由于存在于该颗粒间的分散介质而表面张力发挥作用，其结果，颗粒之间不会随机存在、而是自动地形成二维地最密填充而成的结构。利用这种表面张力进行的最密填充若另外表示则也称为利用横向的毛细管力进行的排列化。

尤其是例如胶态二氧化硅那样球形且粒径的均匀性也高的颗粒以浮在水面上的状态三个聚集、接触时，表面张力发挥作用使得颗粒组的吃水线的总长度最小，三个颗粒以正三角形作为基本的配置稳定化。假设吃水线到达颗粒组的顶点的情况下、即颗粒潜入到液面下的情况下，不会产生这种自组装，不会形成颗粒单层膜。因而，关于颗粒和下层水，一者为疏水性的情况下，使另一者为亲水性、使颗粒组不会潜入到液面下是重要的。

作为下层液，如以上说明所述优选使用水，使用水时，比较大的表面自由能发挥作用、易使暂且生成的颗粒的最密填充配置在液面上稳定地持续。

[移动工序]

移动工序中，将通过颗粒单层膜形成工序形成在下层水的液面上的颗粒单层膜仍然以单层的状态移取到作为蚀刻对象物的基板原板上。

对将颗粒单层膜移取到基板原板上的具体方法没有特别限制，例如有：使疏水性的基板原板对于颗粒单层膜保持在大致平行的状态的同时，从上方下降而与颗粒单层膜接触，通过均为疏水性的颗粒单层膜与基板的亲和力，将颗粒单层膜移动、移取到基板原板的方法；在形成颗粒单层膜之前预先在水槽的下层水内以大致水平方向配置基板原板，在液面上形成颗粒单层膜之后，使液面缓慢地下降，由此将颗粒单层膜移取到基板原板上的方法等。利用这些方法时，无需使用特别的装置就可以将颗粒单层膜移取到基板上，但是在即使是更大面积的颗粒单层膜、也容易维持其二维的最密填充状态的同时移取到基板原板上方面考虑，优选采用所谓LB槽法。

LB槽法中，在水槽内的下层水中预先以大致铅直方向浸渍基板原板，在该状态下进行上述颗粒单层膜形成工序，形成颗粒单层膜。然后，在颗粒单层膜形成工序之后，将基板原板向上方提升，由此可以将颗粒单层膜移取到基板原板上。

此时，颗粒单层膜由于通过颗粒单层膜形成工序在液面上已经形成为单层的状态，因此即使移动工序的温度条件(下层水的温度)、基板原板的提升速度等稍微变动，颗粒单层膜也不会存在破坏而多层化等的风险。

下层水的温度通常依赖于因季节、天气而变动的环境温度，大致为10～30℃左右。

另外，此时，作为水槽使用具备测定颗粒单层膜的表面压力的以Wilhelmy吊板作为原理的表面压力传感器、和在沿着液面的方向压缩颗粒单层膜的可动屏障的LB槽装置时，可以将更大面积的颗粒单层膜更稳定地移取到基板原板上。根据这种装置，可以一边测定颗粒单层膜的表面压力、一边以将颗粒单层膜压缩到优选的扩散压力(密度)，另外，可以使颗粒单层膜以恒定的速度向基板原板移动。因此，顺利地进行将颗粒单层膜从液面移动到基板原板上，不易产生仅可以将小面积的颗粒单层膜移动到基板原板上等问题。

优选的扩散压力为5～80mNm^-1，更优选为10～40mNm^-1。若为这种扩散压力，则易得到各颗粒以更高的精度二维地最密填充而成的颗粒单层膜。另外，提升基板原板的速度优选为0.5～20mm/分钟。

通过上述移动工序，可以用颗粒单层膜覆盖基板原板表面。

移动工序之后，进而根据需要可以进行用于将颗粒单层膜固定在基板原板上的固定工序。通过将颗粒单层膜固定在基板原板上，此后的干蚀刻时颗粒在基板原板上移动的可能性受到抑制，可以更稳定且高精度地对基板原板表面进行蚀刻。尤其是随着干蚀刻进展，各颗粒的直径缓慢地减小，因此在基板原板上移动的可能性增大。

作为固定工序的方法，有使用粘结剂的方法、烧结法、

使用粘结剂的方法中，向形成了颗粒单层膜的基板原板的该颗粒单层膜侧供给粘结剂溶液，使该粘结剂溶液浸渗到颗粒单层膜与基板原板之间。

粘结剂的用量优选为颗粒单层膜的质量的0.001～0.02倍。只要处于该范围内，则不会产生粘结剂过多而在颗粒间堆满粘结剂、对颗粒单层膜的精度造成不良影响的问题，而可以充分固定颗粒。供给了很多粘结剂溶液的情况下，浸渗粘结剂溶液之后，可以使用旋涂机、或倾斜基板来去除粘结剂溶液的多余部分。

作为粘结剂的种类，可以使用先前作为疏水化剂例示的烷氧基硅烷、通常的有机粘结剂、无机粘结剂等，浸渗粘结剂溶液之后，根据粘结剂的种类可以适当进行加热处理。使用烷氧基硅烷作为粘结剂的情况下，优选在40～80℃、3～60分钟的条件下进行加热处理。

采用烧结法的情况下，可以对形成了颗粒单层膜的基板原板进行加热，使构成颗粒单层膜的各颗粒热粘到基板上。加热温度可以根据颗粒的材质和基板的材质确定，但是粒径为1μm以下的颗粒由于在比该物质本来的熔点低的温度下开始界面反应，因此在比较低的温度侧完成烧结。若加热温度过高，则颗粒的热粘面积增大，其结果，存在作为颗粒单层膜的形状变化等对精度造成影响的可能性。另外，若在空气中进行加热，则基板、各颗粒有可能氧化，因此优选在非活性气氛下进行。在含有氧气的气氛下进行烧结的情况下，需要在后述的蚀刻工序中设定考虑到氧化层的条件。

如上所述得到的颗粒单层膜中，优选下式(9)定义的颗粒的排列的偏移D(%)为10%以下。

[数学式9]

D(％)=|B-A|×100/A    (9)

[式(9)中，A表示前述颗粒的平均粒径，B表示前述颗粒单层膜中的前述颗粒间的平均间距。]

式(9)中，A的“颗粒的平均粒径”指的是构成颗粒单层膜的颗粒的平均一次粒径，可以如下求得：通过颗粒动态光散射法求得粒度分布，将该粒度分布拟合到高斯曲线而得到峰，由该峰通过常规方法求得上述颗粒的平均粒径。

B“颗粒间的间距”指的是邻接的两个颗粒的顶点与顶点的距离，“平均间距”指的是颗粒单层膜内的平均值。需要说明的是，只要颗粒为球形，则邻接的颗粒的顶点与顶点的距离和邻接的颗粒的中心与中心的距离相等。

颗粒单层膜中的颗粒间的平均间距通过AFM与前述凸部15的中心间的距离p同样地求得。

对于该颗粒的排列的偏移D为10%以下的颗粒单层膜而言，各颗粒二维地最密填充，颗粒的间隔受到控制，该排列的精度高。

{干蚀刻工序}

通过对如以上所述用颗粒单层膜覆盖的基板表面进行干蚀刻，可以得到具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板。

具体而言，开始干蚀刻时，首先蚀刻气体穿过构成颗粒单层膜的各颗粒的间隙而到达基板原板的表面，在该部分形成凹部，在对应于各颗粒的位置分别出现凸部。接着继续干蚀刻时，各凸部上的颗粒也缓慢地被蚀刻而减小，同时基板原板表面的凹部也变深。然后，最终各颗粒通过干蚀刻而消失，与此同时，在基板原板的表面形成多个凸部周期性地二维排列而成的结构。

此时，通过调节干蚀刻条件(偏置、气体流量、沉积气体的种类和量等)，可以调节所形成的凸部的高度、形状。

作为干蚀刻中使用的蚀刻气体，可列举出例如Ar、SF₆、F₂、CF₄、C₄F₈、C₅F₈、C₂F₆、C₃F₆、C₄F₆、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F、C₃F₈、Cl₂、CCl₄、SiCl₄、BCl₂、BCl₃、BC₂、Br₂、Br₃、HBr、CBrF₃、HCl、CH₄、NH₃、O₂、H₂、N₂、CO、CO₂等，在不阻碍本发明效果的范围内，不会限定于它们。根据构成颗粒单层膜的颗粒、基板的材质等，可以使用它们中的一种以上。

作为能够使用的蚀刻装置，只要为反应性离子蚀刻装置、离子束蚀刻装置等能够进行各向异性蚀刻、可以产生最小为20W左右的偏置电场的装置，则对等离子体产生的方式、电极的结构、腔的结构、高频电源的频率等规格没有特别限制。

本发明中，优选使得干蚀刻工序中的蚀刻选择比(基板的蚀刻速度/颗粒单层膜的蚀刻速度)为1.0以下来设定蚀刻的各条件(构成颗粒单层膜的颗粒的材质、基板的材质、蚀刻气体的种类、偏置功率、天线功率、气体的流量和压力、蚀刻时间等)。

例如选择胶态二氧化硅颗粒作为构成颗粒单层膜蚀刻掩模的颗粒、选择石英基板作为基板并将它们组合的情况下，蚀刻气体使用Ar、CF₄等气体，由此可以进行比较低的振幅和间距比的蚀刻。

另外，将电场的偏置设定为数十～数百W时，处于等离子体状态的蚀刻气体中的正电荷颗粒，被加速而以高速大致垂直入射到基板。因而，使用对于基板具有反应性的气体的情况下，可以提高垂直方向的物理化学蚀刻的反应速度。

虽然取决于基板的材质和蚀刻气体的种类的组合，但是干蚀刻中，也同时产生利用通过等离子体生成的自由基进行的各向同性蚀刻。利用自由基进行的蚀刻为化学蚀刻，在蚀刻对象物的任意方向都各向同性地进行蚀刻。自由基由于不具有电荷，不能通过设定偏置功率来控制蚀刻速度，可以以蚀刻气体的腔内浓度进行操作。为了利用带电颗粒进行各向异性蚀刻，必须维持某种程度的气体压力，因此只要使用反应性气体，则自由基的影响不会为零。但是，通过冷却基材来减慢自由基的反应速度的方法得到广泛使用，具备这种机构的装置也多，因此优选利用。

另外，干蚀刻工序中，通过主要调整偏置功率、并且根据状况组合使用所谓沉积气体，可以在基板表面形成凸部的中心间的距离与高度之比(中心间的距离/高度)比较低的二维点阵结构。

对于如此形成在基板表面的结构，若与先前所述的求得颗粒单层膜中的颗粒间的平均间距B的方法同样地求得该凸部的中心间的距离C，则该距离C与所使用的颗粒单层膜的平均间距B为大致相同的值。另外，对于该结构，若求得下式(10)定义的排列的偏移D’(%)，则该值也与所使用的颗粒单层膜中的排列的偏移的D为大致相同的值。

[数学式10]

D'(％)=|C-A|×100/A    (10)

[式(10)中，A表示构成所使用的颗粒单层膜的颗粒的平均粒径，C表示前述凸部的中心间的距离。]

需要说明的是，通过干蚀刻方法制作具有多个凹部周期性地二维排列而成的结构的基板的情况下，有使用利用颗粒单层膜制作的金属网掩模的方法。即，在基板原板的表面制作颗粒单层膜之后，从颗粒单层膜之上真空蒸镀Cr、Ni、Fe、Co等金属，然后进行擦去颗粒单层膜的操作。在真空蒸镀时，金属从颗粒掩模的间隙到达基板原板的表面，而另一方面，在颗粒的正下方未蒸镀金属。因此，在真空蒸镀后擦去颗粒时，形成由在存在颗粒的部位开孔的网状的金属蒸镀层形成的掩模。

使用该网状金属层作为干蚀刻的掩模时，没有金属的部分被削去，因此能得到表面具有很多凹型的孔的微细结构体表面。

另外，也可以使用如上所述形成的表面具有多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板作为模板，将该模板表面的结构以偶数次转印到基板原板，由此制作基板11。

模板表面的结构的转印可以通过公知的方法、例如日本特开2009-158478号公报中公开的纳米压印法、热压法、注射成型法、UV压花法等方法来实施。

由于若转印次数增加则微细凹凸的形状钝化，因此实用上的转印次数优选为2或4次。

通过在如上所述制作的基板11的前述结构上依次层叠阳极导电层12、空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d、电子注入层13e、阴极导电层14，得到有机发光二极管10。

对这些各层的层叠方法没有特别限定，可以利用通常的有机发光二极管的制造中使用的公知的方法。例如，阳极导电层12和阴极导电层14可以分别通过溅射法、真空蒸镀法等形成。另外，空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d、电子注入层13e通过真空蒸镀法形成。

这些各层的厚度非常薄，因此通过如上所述依次层叠各层，基板11表面的结构被反映至阴极导电层14，形成在有机EL层13侧的表面具有前述二维周期结构的阴极导电层14。

以上，使用图1所示的实施方式对本发明的第一方式的有机发光二极管及其制造方法进行了说明，但是本发明不限于此。

例如，本实施方式中，示出了有机EL层13由空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d、电子注入层13e的五层构成的例子，但是本发明不限于此。例如可以一层兼具空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d、电子注入层13e中的两层以上的层的功能。另外，发光层13c是必须的，但是可以省略其它的层，例如空穴注入层13a、空穴传输层13b、电子传输层13d、电子注入层13e。对于最简单的系统而言，有机EL层13仅由发光层13c构成。

另外，示出了设置电子注入层13e的例子，阴极导电层14兼具电子注入层的功能的情况下，也可以不设置电子注入层13e。例如阴极导电层14由Mg/Ag=10/90等镁合金构成时，如上所述，能得到电子注入效果，阴极导电层14兼具电子注入层的功能。

《第二方式的有机发光二极管》

本发明的第二方式的有机发光二极管的特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、含有发光层的有机EL层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机EL层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为15nm以上且70nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为顶部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了基板上的阴极导电层、有机EL层和阳极导电层的层叠顺序相反以外，与前述第一方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图5为本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管20，在基板21上依次层叠有阴极导电层14、有机EL层13、和阳极导电层12。

有机EL层13由从阴极导电层14侧起依次层叠的电子注入层13e、电子传输层13d、发光层13c、空穴传输层13b和空穴注入层13a构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层14施加电压。

本方式中，在基板21的层叠阴极导电层14一侧的表面设置多个凹部22周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上层叠阴极导电层14，在阴极导电层14的有机EL层13侧的表面形成与基板21表面相同的结构、即多个凹部16周期性地二维排列而成的结构(二维点阵结构)。

作为构成基板21的材质，可列举出与前述基板11相同的材质。但是本方式中，由于光从与基板21相反的一侧提取，因此基板21可以不必透明。

阴极导电层14、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管20，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部22周期性地二维排列而成的结构的基板21的前述结构上依次层叠阴极导电层14、有机EL层13、阳极导电层12之外，与前述有机发光二极管10同样地制造。

作为基板21的制作方法，可列举出例如光刻、电子束光刻、机械式切削加工、激光加工、双光束干涉曝光、缩小曝光等。

但是，如上所述，这些之中的双光束干涉曝光以外的方法由于不适于大面积地制作周期点阵结构，因此在工业上的利用方面受到面积的限制。另外，双光束干涉曝光能够制作某种程度的小面积，但是一边为数cm以上的大面积的情况下，受到对于光学装置整体的振动、风、热收缩-膨胀、空气的摇晃、电压变动等各种干扰因素的影响，极其难以制作均匀且正确的周期点阵结构。

因此，本方式中，基板21的制作中与前述基板11同样地也优选利用以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法。

利用以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法的基板21的制作可以如下实施：通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法，制作表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的模板，以奇数次将该模板表面的结构转印到基板原板，由此实施基板21的制作。

通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法进行的模板的制作可以按照与前述第一方式中的基板的制作相同的顺序实施。

模板表面的结构转印可以通过公知的方法、例如日本特开2009-158478号公报中公开的纳米压印法、热压法、注射成型法、UV压花法等方法来实施。

由于若转印次数增加则微细凹凸的形状钝化，因此实用上的转印次数优选为1或3次。

另外，作为其它的方法，有使用利用颗粒单层膜制作的金属网掩模的方法。即，在基板原板的表面制作颗粒单层膜之后，从颗粒单层膜之上真空蒸镀Cr、Ni、Fe、Co等金属，然后进行擦去颗粒单层膜的操作。在真空蒸镀时，金属从颗粒掩模的间隙到达基板原板的表面，另一方面，在颗粒的正下方未蒸镀金属。因此，在真空蒸镀后擦去颗粒时，形成由在存在颗粒的部位开孔的网状的金属蒸镀层形成的掩模。

使用该网状金属层作为干蚀刻的掩模时，没有金属的部分被削去，因此能得到表面具有很多凹型的孔的微细结构体表面。

《第三方式的有机发光二极管》

本发明的第三方式的有机发光二极管的特征在于，其为在基板上至少依次层叠阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构的有机发光二极管，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为底部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了前述第一方式的有机发光二极管的基板的凸部变为凹部、阴极导电层的有机EL层侧的表面的凹部变为凸部之外，与前述第一方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图8为本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管110，在基板111依次层叠有阳极导电层12、有机EL层13、和阴极导电层14。

有机EL层13由从阳极导电层12侧起依次层叠的空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层14施加电压。

本方式中，在基板111的层叠阳极导电层12一侧的表面设置多个凹部22周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13(空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e)，在各层的阴极导电层14侧的表面形成与基板111表面相同的结构。因此，最终在有机EL层13上层叠阴极导电层14时，在阴极导电层14的有机EL层13侧的表面能够形成基板111表面的结构反转的结构、即多个凸部116周期性地二维排列而成的二维点阵结构。

作为构成基板111的材质，可列举出与前述基板11相同的材质。

阴极导电层14、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管20，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部22周期性地二维排列而成的结构的基板111的前述结构上层叠阳极导电层12之外，与前述有机发光二极管10同样地制造。

基板111可以与前述第二方式的基板21同样地制造，优选的制造方法也与前述基板21的优选制造方法相同。

《第四方式的有机发光二极管》

本发明的第四方式的有机发光二极管的特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为顶部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了前述第二方式的有机发光二极管的基板的凹部变为凸部、阴极导电层的有机EL层侧的表面的凸部变为凹部之外，与前述第二方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图9为本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管120，在基板121上依次层叠有阴极导电层14、有机EL层13、和阳极导电层12。

有机EL层13由从阴极导电层14侧起依次层叠的电子注入层13e、电子传输层13d、发光层13c、空穴传输层13b和空穴注入层13a构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层14施加电压。

本方式中，在基板121的层叠阴极导电层14一侧的表面设置多个凸部15周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上层叠阴极导电层14，在阴极导电层14的有机EL层13侧的表面形成与基板121表面相同的结构、即多个凸部116周期性地二维排列而成的结构(二维点阵结构)。

作为构成基板121的材质，可列举出与前述基板21相同的材质。

阴极导电层14、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管120，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部15周期性地二维排列而成的结构的基板121的前述结构上层叠阴极导电层14之外，与前述有机发光二极管20同样地制造。

基板121可以与前述第一方式的基板11同样地制造，优选的制造方法也与前述基板11的优选制造方法相同。

《第五方式的有机发光二极管》

本发明的第五方式的有机发光二极管的特征在于，其为在基板上至少依次层叠阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构的有机发光二极管，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为底部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了前述第一方式的有机发光二极管的阴极导电层的材质由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金替代为Al或Al的含有率为70质量%以上的合金、阴极导电层的多个凹部的中心间的距离p变更为前述范围之外，与前述第一方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图1也表示本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管210，在基板11上依次层叠有阳极导电层12、有机EL层13、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层214。

有机EL层13由从阳极导电层12侧起依次层叠的空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层214施加电压。

本方式中，在基板11的层叠阳极导电层12一侧的表面设置多个凸部15周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13(空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e)，在各层的阴极导电层214侧的表面形成与基板11表面相同的结构。因此，最终在有机EL层13上层叠阴极导电层214时，在阴极导电层214的有机EL层13侧的表面能够形成基板11表面的结构反转的结构、即多个凹部16周期性地二维排列而成的二维点阵结构。

[阴极导电层214]

阴极导电层214由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成。

阴极导电层214的厚度通常为50～3000nm。

基板11、阳极导电层12、有机EL层13分别与前述相同。

从阴极金属层的发光层侧表面直至发光层为止的距离近时，发光能量将表面等离子体激元的能量转换为光的比例大。

本发明，对于向表面等离子体激元转换的能量的比例大的有机发光二极管是特别有效的。对于作为从阴极金属层的发光层侧表面直至发光层为止的距离例如为100nm以下、作为更近的距离例如为50nm以下的有机发光二极管是有效的。

本发明的第五方式中，源自有机发光二极管210的光的提取波长λ(nm)与上述二维点阵结构中的凹部16的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且凹部16的深度为12nm以上且180nm以下，优选为15nm以上且70nm以下。由此，光提取效率飞跃性地提高。

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))

W(1/2)具有与前述第一方式中的W(1/2)相同的意思。

凹部16的中心间的距离p(nm)由提取波长λ(nm)确定。

提取波长λ(nm)为由表面等离子体激元以辐射光形式提取能量时的波长，最普通地为发光材料的发光峰波长。

该特定的提取波长为λ₁[λ₁为300nm～800nm的范围内的特定的值]时，凹部16的中心间的距离p可以采用前述区域内的对应于λ=λ₁的座标的任意的值。例如λ₁为600nm的情况下，距离p可以采用从[368-W(1/2)]nm直至[438+W(1/2)]nm为止的任意的值。

使用图10对提取波长λ(nm)与凹部16的中心间的距离p(nm)的关系进行详细说明。

图10为以提取波长λ(nm)作为横轴、以凹部的中心间的距离p(nm)作为纵轴的图。

如图10所示，座标A’、B’、C’、D’、E’、F’分别为座标(λ、p)=(300、220)、(400、295)、(500、368)、(600、438)、(700、508)、(800、575)的p在正方向上偏移W(1/2)而得到的座标，座标G’、H’、I’、J’、K’、L’分别为座标(λ、p)=(800、505)、(700、438)、(600、368)、(500、298)、(400、225)、(300、150)的距离p在负方向上偏移W(1/2)而得到的座标。该偏移宽度超过W(1/2)时，虽然光提取效率提高，但是其效果与偏移宽度为W(1/2)以内的情况相比大幅变差。

前述偏移宽度越小越良好，优选为1/5W，更优选为1/10W，特别优选为0。即，特别优选提取波长λ(nm)与凹部16的中心间的距离p(nm)，在表示它们的关系的图中，处于用座标(λ、p)=(300、220)、(400、295)、(500、368)、(600、438)、(700、508)、(800、575)、(800、505)、(700、438)、(600、368)、(500、298)、(400、225)、(300、150)依次连接而成的直线包围的区域内。

前述A’～L’的12点座标，通过计算由表面等离子体激元向光的转换效率来求得。另外，实际上在后述的[实施例]中，对于提取波长λ为470nm的情况，确认了处于用这12点的座标依次连接而成的直线包围的区域内时光的提取效率飞跃性地提高，

以下，用于特定前述座标的由表面等离子体激元向光的转换效率的计算方法可以适用前述第一方式中说明的计算方法，对于图3所示的模型中的阴极导电层14，可以将银替换为铝来进行计算。

在此，将有机EL层的折射率n假设为1.6、1.7或1.8，对于单色平面波的波长(对应于提取波长λ)为300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm的情况，系统性地改变孔的中心间的间隔p和深度d来计算反射率。

而前述座标中，折射率n为1.6的情况下，反射率为最小值的是(λ、p)=(300、220)、(400、295)、(500、368)、(600、438)、(700、508)、(800、575)，折射率n为1.8的情况下，反射率为最小值的是(λ、p)=(300、150)、(400、225)、(500、298)、(600、368)、(700、438)、(800、505)。折射率n为1.7的情况下，反射率为最小值的是折射率n为1.6的情况与1.8的情况的大致中间的值。

需要说明的是，有机发光二极管210的情况也与有机发光二极管10中使用图3A和3B、以及图4A～C的情况同样地，可以求出由表面等离子体激元向光的转换效率、和折射率。

本方式的有机发光二极管210除了在有机EL层13上层叠阴极导电层214之外，可以与前述有机发光二极管10同样地制造。

本方式的基板11可以与前述第一方式的基板11同样地制造，优选的制造方法也与前述第一方式的基板11的优选制造方法相同。

《第六方式的有机发光二极管》

本发明的第二方式的有机发光二极管的特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为顶部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了基板上的阴极导电层、有机EL层和阳极导电层的层叠顺序相反之外，与前述第五方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图5也表示本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管220，在基板21上依次层叠有阴极导电层214、有机EL层13、和阳极导电层12。

有机EL层13由从阴极导电层214侧起依次层叠的电子注入层13e、电子传输层13d、发光层13c、空穴传输层13b和空穴注入层13a构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层214施加电压。

本方式中，在基板21的层叠阴极导电层214一侧的表面设置多个凹部22周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上层叠阴极导电层214，在阴极导电层214的有机EL层13侧的表面形成与基板21表面相同的结构、即多个凹部16周期性地二维排列而成的结构(二维点阵结构)。

基板21、阴极导电层214、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管220，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部22周期性地二维排列而成的结构的基板21的前述结构上依次层叠阴极导电层214、有机EL层13、阳极导电层12之外，与前述有机发光二极管20同样地制造。

《第七方式的有机发光二极管》

本发明的第七方式的有机发光二极管的特征在于，其为在基板上至少依次层叠阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构的有机发光二极管，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为底部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了前述第五方式的有机发光二极管的基板的凸部变为凹部、阴极导电层的有机EL层侧的表面的凹部变为凸部之外，与前述第五方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图8也表示本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管310，在基板111上依次层叠有阳极导电层12、有机EL层13、和阴极导电层214。

有机EL层13由从阳极导电层12侧起依次层叠的空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层214施加电压。

本方式中，在基板111的层叠阳极导电层12一侧的表面设置多个凹部22周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上依次层叠阳极导电层12、有机EL层13(空穴注入层13a、空穴传输层13b、发光层13c、电子传输层13d和电子注入层13e)，在各层的阴极导电层214侧的表面形成与基板111表面相同的结构。因此，最终在有机EL层13上层叠阴极导电层214时，在阴极导电层214的有机EL层13侧的表面能够形成基板111表面的结构反转的结构、即多个凸部116周期性地二维排列而成的二维点阵结构。

基板111、阴极导电层214、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管310，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凹部22周期性地二维排列而成的结构的基板111的前述结构上层叠阳极导电层12之外，与前述有机发光二极管210同样地制造。

基板111可以与前述第二方式的基板21同样地制造，优选的制造方法也与前述基板21的优选制造方法相同。

《第八方式的有机发光二极管》

本发明的第八方式的有机发光二极管的特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在前述阴极导电层的前述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与前述二维点阵结构中的前述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且前述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))[在此，W(1/2)表示构成前述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽]。

本方式的有机发光二极管为具有通常称为顶部发光型的类型的层结构的有机发光二极管，除了前述第六方式的有机发光二极管的基板的凹部变为凸部、阴极导电层的有机EL层侧的表面的凸部变为凹部之外，与前述第六方式的有机发光二极管相同。

以下参照随附的附图对本方式的有机发光二极管进行说明。需要说明的是，以下记载的实施方式中，对于对应于先前附图所示的结构的结构附加相同的附图标记，省略其详细说明。

图9也表示本方式的有机发光二极管的一实施方式的结构的一部分的截面示意图。

关于本实施方式的有机发光二极管320，在基板121上依次层叠有阴极导电层214、有机EL层13、和阳极导电层12。

有机EL层13由从阴极导电层214侧起依次层叠的电子注入层13e、电子传输层13d、发光层13c、空穴传输层13b和空穴注入层13a构成。

从而可以对阳极导电层12和阴极导电层214施加电压。

本方式中，在基板121的层叠阴极导电层214一侧的表面设置多个凸部15周期性地二维排列而成的结构。通过在该结构上层叠阴极导电层214，在阴极导电层214的有机EL层13侧的表面形成与基板121表面相同的结构、即多个凸部116周期性地二维排列而成的结构(二维点阵结构)。

基板121、阴极导电层214、有机EL层13、阳极导电层12分别与前述相同。

关于本方式的有机发光二极管320，除了在表面具有对应于前述二维点阵结构的、多个凸部15周期性地二维排列而成的结构的基板121的前述结构上层叠阴极导电层214之外，与前述有机发光二极管220同样地制造。

基板121可以与前述第一方式的基板11同样地制造，优选的制造方法也与前述基板11的优选制造方法相同。

如以上说明所述，本发明的第一方式～第八方式的有机发光二极管中，光提取效率飞跃性地提高，能得到高强度的发光。

需要说明的是，前述二维点阵结构为正方点阵的情况下，优选前述凹部的中心间的距离p(nm)、或前述凸部的中心间的距离p(nm)的座标的值分别乘以(√3/2)进行校正。并且，这种方式的有机发光二极管中，光提取效率也飞跃性地提高，也能得到高强度的发光。

因此，本发明的有机发光二极管对于图像显示装置、照明装置等是有用的。从能够低电压驱动方面考虑，能够飞跃性地延长有机EL元件的寿命、另外节能。进而，从光提取效率高方面考虑，能够得到明亮的图像显示装置、照明装置。

实施例

以下对本发明的实施方式的一例进行说明。只要使用本发明的概念，则不必限定成为对象的有机发光二极管的结构、构成、方式。

[实施例1]

准备平均粒径为395.0nm、粒径的变动系数为4.0%的球形胶态二氧化硅的5.0质量%水分散体(分散液)。需要说明的是，平均粒径和粒径的变动系数如下求得：通过利用Malvern Instruments Ltd制Zetasizer Nano-ZS进行的颗粒动态光散射法求得粒度分布，将该粒度分布拟合到高斯曲线而得到峰，由该峰求得上述平均粒径和粒径的变动系数。

接着，用孔径1.2μmφ的膜滤器过滤该分散液，向通过了膜滤器的分散液中加入浓度1.0质量%的苯基三乙氧基硅烷的水解物水溶液，在约40℃下反应3小时。此时，使苯基三乙氧基硅烷的质量为胶态二氧化硅的质量的0.015倍来混合分散液和水解水溶液。

接着，向反应结束之后的分散液中加入该分散液的体积的5倍体积的甲基异丁基酮，并充分搅拌，将疏水化胶态二氧化硅进行油相萃取。

将如此得到的浓度为1.05质量%的疏水化胶态二氧化硅分散液以0.01mL/秒滴加速度滴加到具备测定颗粒单层膜的表面压力的表面压力传感器、和在沿着液面的方向压缩颗粒单层膜的可动屏障的水槽(LB槽装置)中的液面(作为下层水，使用水，水温26.5℃)。需要说明的是，预先在水槽的下层水中以大致铅直方向浸渍用作有机发光二极管的透明基板的石英基板(30mm×30mm×1.0mm、双面镜面研磨)。

然后，从下层水中向着水面照射10分钟超音波(输出功率100W、频率1500kHz)，一边促进颗粒二维地最密填充一边使作为分散液的溶剂的甲基异丁基酮挥发，形成颗粒单层膜。

接着，通过可动屏障将该颗粒单层膜压缩至扩散压力为22～30mNm^-1，以3mm/分钟的速度提升石英基板，将水面的颗粒单层膜移取到基板的一面上。

接着，使作为粘结剂的0.15质量%单甲基三甲氧基硅烷的水解液浸渗到形成了颗粒单层膜的石英基板上，然后，用旋涂机(3000rpm)处理1分钟而将水解液的多余部分去除。然后，在100℃下将其加热10分钟，使粘结剂反应，得到带有由胶态二氧化硅形成的颗粒单层膜的石英基板。

接着，对于所得到的带有颗粒单层膜的石英基板，通过CHF₃气体进行干蚀刻。干蚀刻条件为天线功率1500W、偏置功率50～300W(13.56MHz)、气体流量50～200sccm。

干蚀刻后，通过原子间力显微镜(AFM)对所得到的基板表面进行观察，结果形成了截面形状为如图6所示的截锥形的凸部以三角点阵状配置而成的微细结构。

如此形成在基板表面的微细结构中的凸部的中心间的距离p’(点阵常数)通过激光衍射法测定，结果三次试验的平均值为395.0nm。另外，该微细结构中的凸部的平均高度h如下求得：求出由AFM图像随机选择的总计25处5μm×5μm的区域中的平均值，将这25处区域的各平均值进一步平均，由此求得凸部的平均高度h，结果为30.9nm。另外，排列的偏移D’为4.9%。另外，由上述求得的值算出的平均高度h与中心间的距离p’的平均值之比(中心间的距离p’/平均高度h)为0.078。

在该石英基板的微细结构面一侧以50nm的厚度利用溅射法将IZO成膜作为阳极导电层。接着，以30nm的厚度利用蒸镀法将作为空穴注入材料的4,4’,4’’-三(N,N-2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)成膜，接着以70nm的厚度利用蒸镀法将作为空穴传输材料的4,4’-双[N-1-萘基]-N-苯基-氨基]-联苯(α-NPD)成膜，接着以30nm的厚度利用蒸镀法将三[1-苯基异喹啉-C2,N]铱(III)(Ir(piq)₃)以5%浓度掺杂到主体材料(PH1)而成的材料成膜作为电子传输-发光层，接着以30nm的厚度利用蒸镀法将三(8-羟基喹啉)铝(Alq)成膜作为电子传输层，最后，以150nm的厚度利用蒸镀法将Mg/Ag=10/90(质量比)的镁/银合金成膜作为阴极导电层，完成底部发光型有机发光二极管。通过蒸镀使用阴影掩模，发光区域制作为2×2mm。

[实施例2]

除了变更干蚀刻条件之外，通过与实施例1完全相同的操作进行制作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为395.0nm，凸部的平均高度为100nm。

[比较例1]

除了不在石英基板表面形成微细结构之外，通过与实施例1完全相同的操作得到底部发光型有机发光二极管。因此，该元件的基板的表面平坦。

[比较例2]

除了变更球形胶态二氧化硅的平均粒径之外，通过与实施例1完全相同的操作进行制作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为306.9nm，凸部的平均高度为30.9nm。另外，排列的偏移D’为11.01%。

[比较例3]

除了变更干蚀刻条件之外，通过与实施例1完全相同的操作进行制作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为395.0nm，凸部的平均高度为10.2nm。另外，排列的偏移D’为4.9%。

[比较例4]

除了变更干蚀刻条件之外，通过与实施例1完全相同的操作进行制作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为395.0nm，凸部的平均高度为192.0nm。

<试验例1>

[1.表示提取波长λ(nm)与阴极导电层表面的二维点阵结构中的凹部的中心间的距离p(nm)的关系的图的制作]

对于实施例1、2、比较例1～4中得到底部发光型有机发光二极管，构成发光层的发光材料(Ir(piq)₃以5%浓度掺杂到PH1而成的材料)的发光光谱中的峰的半峰半宽W(1/2)通过峰上的作图来求得，结果为40nm。W(1/2)为40nm时的座标A～J如图7所示。

另外，实施例1、2、比较例1～4中得到的底部发光型有机发光二极管的构成中的提取波长，通过发光光谱的波形分离求得，结果为625nm。

因此，对应于提取波长625nm的上述座标A～J包围的区域内的凹部的中心间的距离p的范围为335nm～467nm。

实施例1、2、比较例1～4中得到的底部发光型有机发光二极管中，形成在石英基板表面的微细结构中的凸部的中心间的间隔和平均高度、与在层叠在其上的阴极导电层的电子传输层侧的表面形成的二维周期结构中的凹部的中心间的间隔和平均深度一致。

因此，凹部的中心间的间隔为335nm～467nm的范围内的395.0nm并且凹部的深度为30.9nm的实施例1的底部发光型有机发光二极管在本发明的范围内。另外，凹部的中心间的间隔与实施例1同样地为395.0nm并且凹部的深度为100nm的实施例2的底部发光型有机发光二极管在本发明的范围内。另一方面，比较例2的底部发光型有机发光二极管在凹部的中心间的间隔为306.9nm方面在本发明的范围之外，比较例3的底部发光型有机发光二极管在凹部的深度为10.2nm方面在本发明的范围之外，比较例4的底部发光型有机发光二极管在凹部的深度为192.0nm方面在本发明的范围之外。

[2.发光效率特性和亮度特性的评价]

对于实施例1、2、比较例1～4中得到的底部发光型有机发光二极管，分别按照下述顺序评价发光效率特性和亮度特性。

以30mA/cm²的电流密度使所得到的底部发光型有机发光二极管发光时的垂直方向的亮度(cd/m²)利用亮度计测定，求出单位电流密度的亮度特性(电流密度(mA/cm²)-亮度(cd/m²))。另外，测定亮度时也测定电压，由亮度换算光通量(lm)，求得单位电流密度的发光效率(电流密度(mA/cm²)-发光效率(lm/W))。

由这些测定结果，分别对于单位电流密度的发光效率、亮度，通过下式算出实施例1的测定值相对于比较例1的测定值的提高率。对于实施例2、比较例2～4也同样地算出相对于比较例1的测定值的提高率。其结果如表1所示。

提高率=(实施例1的测定值-比较例1的测定值)/比较例1的测定值×100

[表1]

※电流密度30.0mA/cm²

如上述结果所示，对于实施例1和2的底部发光型有机发光二极管而言，与比较例1～4相比，发光强度大幅增大，电流密度-发光效率特性、电流密度-亮度特性都大幅提高。

[实施例3]

变更球形胶态二氧化硅的平均粒径和干蚀刻条件来制作基板，作为发光材料使用红荧烯(Rubrene)以1%浓度掺杂到主体材料(Alq₃)中而成的材料，除此之外通过与实施例1完全相同的操作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为350.0nm，凸部的平均高度为70nm。

[比较例5]

除了在石英基板表面不形成微细结构之外，通过与实施例3完全相同的操作得到底部发光型有机发光二极管。因此，该元件的基板表面平坦。

[比较例6]

变更球形胶态二氧化硅的平均粒径，除此之外通过与实施例3完全相同的操作制作得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为500.0nm，凸部的平均高度为70nm。

<试验例2>

[1.表示提取波长λ(nm)与阴极导电层表面的二维点阵结构中的凹部的中心间的距离p(nm)的关系的图的制作]

对于实施例3、比较例5和6中得到底部发光型有机发光二极管，构成发光层的发光材料(红荧烯(Rubrene)以1%浓度掺杂到主体材料(Alq₃)中而成的材料)的发光光谱中的峰的半峰半宽W(1/2)通过峰上的作图来求得，结果为40nm。W(1/2)为40nm时的座标A～J如图7所示。

另外，实施例3、比较例5和6中得到的底部发光型有机发光二极管的构成中的提取波长通过发光光谱的波形分离求得，结果为565nm。

因此，对应于提取波长565nm的上述座标A～J包围的区域内的凹部的中心间的距离p的范围为280nm～416nm。

实施例3、比较例5和6中得到的底部发光型有机发光二极管中，形成在石英基板表面的微细结构中的凸部的中心间的间隔和平均高度、与在层叠在其上的阴极导电层的电子传输层侧的表面形成的二维周期结构中的凹部的中心间的间隔和平均深度一致。

因此，凹部的中心间的间隔为280nm～416nm的范围内的350.0nm并且凹部的深度为70nm的实施例3的底部发光型有机发光二极管在本发明的范围内。另一方面，比较例6的底部发光型有机发光二极管在凹部的中心间的间隔为500.0nm方面在本发明的范围之外。

[2.发光效率特性和亮度特性的评价]

对于实施例3、比较例5和6中得到的底部发光型有机发光二极管，分别与试验例1同样地评价发光效率特性和亮度特性。

另外，与试验例1同样地算出实施例3的测定值相对于比较例5的测定值的提高率。对于比较例6也同样地算出相对于比较例5的测定值的提高率。其结果如表2所示。

[表2]

※电流密度7.0mA/cm²

如上述结果所示，对于实施例3的底部发光型有机发光二极管而言，与比较例5和6相比，发光强度大幅增大，电流密度-发光效率特性、电流密度-亮度特性都大幅提高。

[实施例4]

变更球形胶态二氧化硅的平均粒径和干蚀刻条件来制作基板，作为发光材料，使用FIlpic以8%浓度掺杂到KLHS-04中而成的材料，以Al成膜阴极导电层，除此之外通过与实施例1完全相同的操作，得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为300.0nm，凸部的平均高度为31.2nm。

[比较例7]

除了在石英基板表面不形成微细结构之外，通过与实施例4完全相同的操作得到底部发光型有机发光二极管。因此，该元件的基板表面平坦。

[比较例8]

变更球形胶态二氧化硅的平均粒径和干蚀刻条件，除此之外通过与实施例4完全相同的操作制作得到底部发光型有机发光二极管。

此时，形成在石英基板表面的微细结构的凸部的中心间的距离为395.0nm，凸部的平均高度为30.2nm。

<试验例3>

[1.表示提取波长λ(nm)与阴极导电层表面的二维点阵结构中的凹部或凸部的中心间的距离p(nm)的关系的图的制作]

对于实施例4、比较例7和8中得到底部发光型有机发光二极管，构成发光层的发光材料(FIlipic以8%浓度掺杂到KLHS-04中而成的材料)的发光光谱中的峰的半峰半宽W(1/2)，通过峰上的作图来求得，结果为20nm。W(1/2)为20nm时的座标A’～L’如图11所示。

另外，实施例4、比较例7和8中得到的底部发光型有机发光二极管的构成中的提取波长通过发光光谱的波形分离求得，结果为470nm。

因此，对应于提取波长470nm的上述座标A’～L’包围的区域内的凹部的中心间的距离p的范围为256nm～366nm。

实施例4、比较例7和8中得到的底部发光型有机发光二极管中，形成在石英基板表面的微细结构中的凸部的中心间的间隔和平均高度、与在层叠在其上的阴极导电层的电子传输层侧的表面上形成的二维周期结构中的凹部的中心间的间隔和平均深度一致。

因此，凹部的中心间的间隔为256nm～366nm的范围内的300.0nm并且凹部的深度为31.2nm的实施例4的底部发光型有机发光二极管在本发明的范围内。另一方面，比较例8的底部发光型有机发光二极管在凹部的中心间的间隔为395.0nm方面在本发明的范围之外。

[2.发光效率特性和亮度特性的评价]

对于实施例4、比较例7和8中得到的底部发光型有机发光二极管，分别与试验例1同样地评价发光效率特性和亮度特性。

另外，与试验例1同样地算出实施例4的测定值相对于比较例7的测定值的提高率。对于比较例8也同样地算出相对于比较例7的测定值的提高率。其结果如表3所示。

[表3]

※电流密度11.0mA/cm²

如上述结果所示，对于实施例4的底部发光型有机发光二极管而言，与比较例7和8相比，发光强度大幅增大，电流密度-发光效率特性、电流密度-亮度特性都大幅提高。

产业上的可利用性

本发明的有机发光二极管由于光提取效率优异，因此能够合适地用于具备前述有机发光二极管的图像显示装置和照明装置。

附图标记说明

10、110、210、310…有机发光二极管(底部发光型)，11、111…基板，12…阳极导电层，13…有机EL层，13a…空穴注入层，13b…空穴传输层，13c…发光层，13d…电子传输层，13e…电子注入层，14、214…阴极导电层，15、116…凸部，16…凹部，20、120、220、320…有机发光二极管(顶部发光型)，21、121…基板，22…凹部

Claims (23)

1.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

2.一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造权利要求1所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于所述二维点阵结构的、多个凸部周期性地二维排列而成的结构的基板，在所述结构上依次层叠所述阳极导电层、所述有机电致发光层、和所述阴极导电层。

3.根据权利要求2所述的有机发光二极管的制造方法，其中，所述基板通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作。

4.根据权利要求2所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以所述二维点阵结构作为模板来制作所述基板，

所述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模、或者转印所述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

5.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

6.一种有机发光二极管的制造方法，其特征在于，其为制造权利要求5所述的有机发光二极管的方法，

制作在表面具有对应于所述二维点阵结构的、多个凹部周期性地二维排列而成的结构的基板，在所述结构上依次层叠所述阴极导电层、所述有机电致发光层、和所述阳极导电层。

7.根据权利要求6所述的有机发光二极管的制造方法，其包括以所述二维点阵结构作为模板来制作所述基板，

所述模板为通过以颗粒单层膜作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作的原模、或者转印所述原模得到的金属电铸模或树脂模具。

8.根据权利要求6所述的有机发光二极管的制造方法，其中，所述基板如下制作：在表面制作颗粒单层膜后，从所述颗粒单层膜之上真空蒸镀选自由Cr、Ni、Fe和Co组成的组中的金属、制作从所述颗粒单层膜的颗粒的间隙到达所述基板的原板的表面的网状的金属蒸镀层后，去除所述颗粒单层膜，通过以所述网状的金属蒸镀层作为蚀刻掩模的干蚀刻法制作所述基板。

9.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

10.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Ag或Ag的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、A依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A(λ=450、p=258+W(1/2))、B(λ=500、p=319+W(1/2))、C(λ=600、p=406+W(1/2))、D(λ=700、p=484+W(1/2))、E(λ=800、p=561+W(1/2))、F(λ=800、p=493-W(1/2))、G(λ=700、p=425-W(1/2))、H(λ=600、p=353-W(1/2))、I(λ=500、p=262-W(1/2))、J(λ=450、p=110-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

11.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

12.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凹部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凹部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凹部的深度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

13.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有阳极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

14.一种有机发光二极管，其特征在于，其在基板上至少依次层叠有由Al或Al的含有率为70质量%以上的合金形成的阴极导电层、具有含有有机发光材料的发光层的有机电致发光层、和阳极导电层，在所述阴极导电层的所述有机电致发光层侧的表面设置有多个凸部周期性地二维排列而成的二维点阵结构，

源自有机发光二极管的光的提取波长λ(nm)与所述二维点阵结构中的所述凸部的中心间的距离p(nm)在表示它们的关系的图中处于用下述座标A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’、H’、I’、J’、K’、L’、A’依次连接而成的直线包围的区域内，并且所述凸部的高度为12nm以上且180nm以下，

A’(λ=300、p=220+W(1/2))、B’(λ=400、p=295+W(1/2))、C’(λ=500、p=368+W(1/2))、D’(λ=600、p=438+W(1/2))、E’(λ=700、p=508+W(1/2))、F’(λ=800、p=575+W(1/2))、G’(λ=800、p=505-W(1/2))、H’(λ=700、p=438-W(1/2))、I’(λ=600、p=368-W(1/2))、J’(λ=500、p=298-W(1/2))、K’(λ=400、p=225-W(1/2))、L’(λ=300、p=150-W(1/2))，在此，W(1/2)表示构成所述发光层的发光材料的光谱中的发光峰的半峰半宽。

15.根据权利要求1、5、11或12所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凹部的深度为15nm以上且70nm以下。

16.根据权利要求1、5、11或12所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凹部的形状为转印所述基板上的截锥形状或圆柱形状而成的形状，并且深度为15nm以上且70nm以下。

17.根据权利要求1、5、11或12所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凹部的形状为转印所述基板上的正弦波形状而成的形状，并且深度为50nm以上且160nm以下。

18.根据权利要求1、5、11或12所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凹部的形状为转印所述基板上的圆锥形状而成的形状，并且深度为60nm以上且170nm以下。

19.根据权利要求9、10、13或14所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凸部的形状为所述基板上的截锥形状或圆柱形状，并且高度为15nm以上且70nm以下。

20.根据权利要求9、10、13或14所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凸部的形状为所述基板上的正弦波形状，并且高度为50nm以上且160nm以下。

21.根据权利要求9、10、13或14所述的有机发光二极管，其特征在于，所述凸部的形状为所述基板上的圆锥形状，并且高度为60nm以上且170nm以下。

22.一种图像显示装置，其具备权利要求1、5和9～14中任一项所述的有机发光二极管。

23.一种照明装置，其具备权利要求1、5和9～14中任一项所述的有机发光二极管。

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