JP2003036969A

JP2003036969A - 発光素子、及びそれを用いた表示装置と照明装置

Info

Publication number: JP2003036969A
Application number: JP2001328011A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Sugiura; 久則杉浦; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤; Mikiko Matsuo; 三紀子松尾; Shinichiro Hatta; 真一郎八田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易で、かつ、外部への光の取り出し
効率が高く、漏れ光による画像のにじみの少ない発光素
子、発光素子を用いた表示装置と照明装置の提供をその
目的とする。【解決手段】少なくとも、発光領域３を有する発光層
４と、前記発光領域３で発光した光を反射する反射電極
２とを備えた積層構造であり、前記発光領域３と離隔し
た光取り出し面６より前記発光領域３で発光する光を取
り出す発光素子であって、前記反射電極２の一部に、光
散乱部が存在していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自発光型の発光素
子、及びそれを用いた発光素子付き基板、並びに表示装
置と照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素
子、発光ダイオード等の電場発光素子は、自発光のため
視認性が高く薄型化が可能なため、バックライト等の照
明装置、平板状ディスプレイ等の表示素子として注目を
集めている。なかでも、有機化合物を発光体とする有機
ＥＬ素子は、低電圧駆動が可能なこと、大面積化が容易
なこと、適当な色素を選ぶことにより、所望の発光色を
容易に得られること等の特徴を有し、次世代ディスプレ
イとして活発に開発が行われている。

【０００３】有機発光体を用いたＥＬ素子としては、例
えば厚み１μｍ以下のアントラセン蒸着膜に３０Ｖの電
圧を印加することにより、青色発光が得られている(Thi
n Solid Films, 94(1982) 171)。しかし、この素子
は高電圧を印加しても十分な輝度が得られず、さらに発
光効率を向上する必要があった。

【０００４】これに対し、Tangらは透明電極（陽極）、
正孔輸送材料層、電子輸送性発光材料層、仕事関数の低
い金属を用いた陰極を積層することにより、発光効率の
向上を図り、１０Ｖ以下の印加電圧で、１０００ｃｄ／
ｍ² の輝度を実現した(Appl.Phys.Lett.,51(1987)913)
。

【０００５】さらに、正孔輸送材料層と電子輸送材料層
とで発光材料層を挟み込んだ３層構造の素子(Jpn.J.App
l.Phys.,27(1988)L269) や、発光層にドーピングされた
色素からの発光を得る素子(J.Appl.Phys.,65(1989)361
0) が報告されている。

【０００６】従来の有機ＥＬ素子の一般的な構成の断面
図を図２６に示す。図において、７１は例えばガラス、
プラスチック等からなる透明基板、７２は例えばインジ
ウムティンオキサイド（ＩＴＯ）からなる透明な陽極、
７３は例えばＮ，Ｎ' ージフェニル−Ｎ，Ｎ' −ビス
（３−メチルフェニル）−１，１' −ビフェニルー４，
４' −ジアミン（ＴＰＤ）からなる正孔輸送材料層、７
４は例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム
（Ａｌｑ₃）からなる電子輸送性発光材料層、７５は例
えばＡｌＬｉ合金からなる陰極である。そして、７６は
発光層である。この素子に、図に示す方向に電圧を印加
すると、陽極７２から正孔が正孔輸送材料層７３に注入
され、陰極７５から電子が電子輸送性発光材料層７４に
注入される。陽極７２から注入された正孔は正孔輸送材
料層７３中を通過して、さらに電子輸送性発光材料層７
４に注入される。そして、電子輸送性発光材料層７４中
で、正孔と電子が再結合し、これによって励起されたＡ
ｌｑ₃分子からの発光が得られる。

【０００７】ＩＴＯからなる透明な陽極は、通常、スパ
ッタ法あるいは電子ビーム蒸着法等により形成され、Ｔ
ＰＤ、Ａｌｑ₃等の有機物からなる正孔輸送材料層や電
子輸送性発光材料層、ＡｌＬｉ合金等からなる陰極は、
通常、抵抗加熱蒸着法により形成される。

【０００８】前記有機ＥＬ素子以外の発光素子として
は、無機ＥＬ素子がある。無機ＥＬ素子の一般的な構成
の断面図を図２７に示す。図において、８１は例えばガ
ラスからなる透明基板、８２は例えばＩＴＯからなる透
明電極、８３は例えばＴａ₂Ｏ5 からなる第１絶縁材料
層、８４は例えばＭｎをドープしたＺｎＳからなる発光
材料層、８５は例えばＴａ₂Ｏ5 からなる第２絶縁材料
層、８６は例えばＡｌからなる背面電極である。そし
て、８７は発光層である。この素子の両電極に交流電界
を印加すると、絶縁材料層と発光材料層の界面から出た
電子が加速されて、発光中心であるＭｎを衝突励起し、
これが基底状態に戻る際に発光する。

【０００９】これら発光素子の発光効率を制限している
要因として、発光層で発光した光の外部へ取り出し効率
（外部取り出し効率）がある。例えば、図２８に示すよ
うに、陽極９２と陰極９５に電圧が印加されて電子輸送
性発光材料層９４で発生した光のうち臨界角以上の光
は、正孔輸送材料層９３と透明電極９２との界面、透明
電極９２と透明基板９１との界面、あるいは透明基板９
１と空気との界面（光取り出し面）で全反射するので、
外部に取り出すことができない。外部取り出し効率は、
発光材料層の屈折率をｎとすると、１／（２ｎ²）で表
される(Adv.Mater.6(1994)p491) 。一般的な有機ＥＬ素
子の場合、発光材料層の屈折率が約１．６で、外部取り
出し効率は約２０％となる。また、無機ＥＬ素子におい
て、発光材料層として屈折率約２．３のＺｎＳを用いた
場合、外部取り出し効率は約１０％である。従って、た
とえ内部量子効率（注入された電荷の光への変換効率）
が１００％であったとしても、外部取り出し効率による
制限のため、外部量子効率は１０％〜２０％程度となっ
てしまう。

【００１０】外部取り出し効率を向上するため、様々な
手法が検討されてきた。例えば、（１）基板の端面に光
反射膜を形成する方法（特開昭６１−１９５５８８号公
報等参照）、（２）レンズ等の集光性を有する基板を用
いる方法（特許第２６７０５７２号公報、特開平４−１
９２２９０号公報、特許第２７７３７２０号公報、特開
平１０−１７２７５６号公報、特開平１０−２２３３６
７号公報等参照）、（３）発光層あるいは基板をメサ形
状とする方法（特開平４−３０６５８９号公報、Opt.Le
tt. vol.27,No.6(1997)p396 等参照）等が提案されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記（１）の方法は、
基板端面に光反射膜を設けたことにより、主に基板中を
伝播して基板端面から分散してしまう光を光取り出し面
へ集光させるものである。しかし、例えば微小な発光素
子をマトリクス状に並べたいわゆるドットマトリクスデ
ィスプレイ等の場合、単位画素に対応する発光素子ごと
に前記のような反射膜を形成することは非常に困難であ
る。

【００１２】また、前記（２）の方法において、基板の
光取り出し側をレンズ形状にした場合、前記したような
ドットマトリクスディスプレイで、たとえ発光素子とレ
ンズが１対１となるように配置されていたとしても、１
つの微小な発光素子から発せられた光は等方的に放射さ
れるため、ある程度の厚みを持った基板を通過して、光
取り出し側に到達した光のうちの大部分が隣接画素側の
レンズに入射してしまう。従って、目的とする発光素子
の効率向上に対する効果が少ない上、画像のにじみが生
じてしまうという問題がある。この問題を解決するた
め、レンズを基板中に埋め込む等して、発光領域とレン
ズをなるべく近づける方法が提案されている（特開平１
０−１７２７５６号公報）。この方法では前記したよう
な画像のにじみ等は抑えられるが、製造が困難であると
いう問題がある。

【００１３】また、前記（３）の方法は、基板の加工が
困難であるという問題を有する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような事
情に鑑みなされたものであり、製造が容易で、かつ、外
部への光の取り出し効率が高い発光素子の提供をその目
的とする。また、漏れ光による画像のにじみの少ない発
光素子付き基板の提供をその目的とする。さらに、この
ような発光素子、発光素子付き基板を用いた表示装置と
照明装置の提供をその目的とする。

【００１５】本発明者らは、前記目的を達成するため鋭
意検討を行った結果、光が閉じ込められる層の厚みに着
目して発光層の発光領域と光取り出し面とを全反射しな
い程度にまで近づけると共に屈折率が略１の層を設ける
か（第１の態様）、光散乱部を設けて光取り出し面への
入射角を変えるか（第２の態様）、光散乱部を設けると
共に幾何光学的な光路を検討するか（第３の態様）、第
１の態様の構成と第２の態様の構成の一部とを組み合わ
せるか（第４の態様）、又は、第１の態様の構成と第３
の態様の構成とを組み合わせるかすれば（第５の態
様）、従来は発光層、透明電極あるいは透明基板中に閉
じこめられて外部には取り出せなかった光を取り出すこ
とができ、外部取り出し効率の向上による高発光効率を
実現するに至った。同時に、高品位の表示装置および照
明装置を提供可能とするに至った。

【００１６】〔発光素子〕（第１の態様）第１の態様に係る第１の発光素子は、少
なくとも、発光領域を有する発光層を備えた積層構造で
ある発光素子であって、前記発光素子中に屈折率が略１
の屈折率が略１の層を有し、且つ前記発光領域における
前記屈折率が略１の層側の面と前記屈折率が略１の層に
おける前記発光領域側の面との距離が、光のピーク波長
の５０％以下となるように規制されることを特徴とす
る。

【００１７】上記構成であれば、発光領域における屈折
率が略１の層側の面と屈折率が略１の層における発光領
域側の面との距離が非常に短いので、スネルの法則等が
成立しない。そのため、全反射により発光素子内に閉じ
込められて外部に取り出せなかった光を取り出すことが
可能となる。よって、外部取り出し効率が向上し、その
結果として発光効率が高い発光素子を提供できる。ま
た、このような発光素子は、各層の厚みに着目して発光
領域と光取り出し面とが近くなるよう各層を薄くすれば
よいので、製造が容易である。さらに、この発光素子
は、各層が非常に薄いので、表示装置や照明装置の薄型
化に寄与するという利点もある。

【００１８】ここで、本発明において発光領域とは、電
圧を印加した場合に実際に発光する領域をいう。そし
て、発光領域における屈折率が略１の層側の面と屈折率
が略１の層における発光領域側の面との距離が特定の距
離（光学距離）以下となっていれば、その部分で発光し
た光についてスネルの法則等が成立せず、従来取り出せ
なかった光を取り出すことができる。尚、屈折率が略１
の層を設けるのは、後述の保護層を透明電極層（後述の
第２の電極層）上に直接形成すると、発光領域と外部と
の距離が大きくなって、全反射する光量が多くなるが、
屈折率が空気（屈折率：１）と略同じとなるような屈折
率が略１の層を保護層と透明電極層との間に介在させて
いれば、上記の欠点が解消できるからである。

【００１９】また、基板上に、光反射性の第１の電極層
と、前記発光領域を有する発光層と、透明な第２の電極
層と、前記屈折率が略１の層とがこの順で設けることが
できる。上記構成のように、基板上に、反射電極、発
光層、透明電極の順で積層された発光素子であっても、
前記と同様に、外部取り出し効率が高くなる。また、基
板と反対側から光を取り出すため、厚みの大きい基板中
を光が伝播してしまうといったことがない。

【００２０】更に、前記屈折率が略１の層の膜上に保護
層を形成することができる。

【００２１】このように屈折率が略１の層の膜上に保護
層を形成すると、外部取り出し効率が低下するのを防止
しつつ、発光素子が十分に保護され、機械的強度が大き
くなる。

【００２２】また、基板上に、反射層と、透明な第１の
電極層と、発光領域を有する発光層と、透明な第２の電
極層と、前記屈折率が略１の層とがこの順で設けること
ができる。

【００２３】更に、屈折率が略１の層の膜上に保護層を
形成することができる。

【００２４】また、前記発光領域における前記屈折率が
略１の層側の面と前記屈折率が略１の層における前記発
光領域側の面との距離が、光のピーク波長の３０％以
下、望ましくは２０％以下、特に望ましくは１０％以下
になるように規制する。

【００２５】このような構成であれば、外部取り出し効
率がより一層高くなる。

【００２６】また、前記反射層と前記境界面との間の距
離ｔを５００μｍ以下に規制することができる。

【００２７】このような構成とすれば、前記と同様に、
外部取り出し効率が高くなる。また、基板と反対側から
光を取り出すため、厚みの大きい基板中を光が伝播して
しまうといったことがない。

【００２８】尚、基板側から光を取り出す場合には、基
板上に屈折率が略１の層、ＳｉＯ₂からなる下地層と、
透明な第１の電極層と、発光領域を有する発光層と、反
射型の電極である第２電極層とを設けるような構成とし
た場合には、ＳｉＯ₂からなる下地層の分だけ、発光領
域における屈折率が略１の層側の面と屈折率が略１の層
における発光領域側の面との距離が長くなるので、この
ような構造とするのは望ましくない。

【００２９】また、屈折率が略１の層としてはエアロゲ
ル層が例示される。このことは、以下の形態においても
同様である。

【００３０】（第２の態様）本態様は、光散乱部を設け
て光取り出し面への入射角を変えることにより外部取り
出し効率の改善を図ると共に、幾何光学的な見地から漏
れ光による画像にじみ等が抑制するものであり、具体的
には以下のとおりである。

【００３１】第２の態様に係る発光素子は、発光層と、
前記発光層で発光する光を取り出す光取り出し面と、前
記発光層と対向するように設けられ前記発光層から発光
する光を反射する反射層と、前記発光層から光を取り出
す方向に屈折率が大から小に変化する境界面と、少なく
とも前記反射層表面、前記境界面に接する部位、又は、
前記反射層と前記発光層との間に設けられた光散乱部
と、を備えた積層構造を有する発光素子であって、前記
反射層と前記境界面との間の距離をｔ、前記発光素子の
面内方向の任意の二点間距離のうち最も長い距離をＬ、
前記境界面における臨界角をθ、前記発光層の屈折率を
ｎとした場合、下記の式（１）を満たしていることを特
徴とする発光素子。

【００３２】ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）前記発光領域で発光した光は、全方位的に出射した後、
光取り出し面への入射角に応じて、外部へ取り出される
か、あるいは光取り出し面で反射して内部に閉じ込めら
れることになる。すなわち、前記入射角が臨界角未満で
ある光は外部へ取り出され、臨界角以上の光は全反射し
て内部に閉じ込められることになる。したし、上記構成
の発光素子では、素子内部に光散乱部を有しているの
で、閉じ込められた光を素子内部で散乱でき、その結果
として光取り出し面への入射角を変えることができる。
よって、その入射角が臨界角未満であれば外部へ取り出
せるので、従来よりも外部取り出し効率が高まる。

【００３３】加えて、前記式（１）を満たす発光素子付
き基板であれば、１の発光素子の発光領域で発光した光
の大部分がその発光素子の光取り出し面から外部へ光が
取り出され、隣接する他の発光素子の光取り出し面から
光が取り出されるのが抑えられる。その結果、漏れ光に
よる画像にじみ等が抑制された表示装置や照明装置を提
供できる。

【００３４】前記発光素子において、前記光散乱部は、
前記反射層の表面の凹凸面とすることができる。また、
前記前記光散乱部は、前記光反射性の第１電極層の表面
の凹凸面とすることができる。また、前記光散乱部は、
絶縁反射層の表面の凹凸面とすることができる。また、
前記発光素子において、前記光散乱部は、前記光取り出
し面の凹凸面とすることができる。このように光散乱部
が凹凸面であれば、容易に光を散乱させることができ
る。前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）は、光の
ピーク波長の１／４以上であることが好ましい。そし
て、これら凹凸面に、凹凸面を平坦化するための平坦化
層を設けた構成とすることができる。前記平坦化層は、
ポリマーからなる構成とすることができる。また、前記
平坦化層は、導電性ポリマーからなる構成とすることが
できる。

【００３５】また、前記光散乱部は母材とこの母材に分
散される添加材とからなり、前記母材と前記添加材との
屈折率が異なっているような構成でも良い。前記分散は
均一に分散されていてもよく、不均一に分散されていて
も良い。また、前記光散乱部は、母材であるＩＴＯ中に
無機物微粒子及び金属微粒子からなる群から選択される
一種の添加材が分散された透明な第２の電極層が兼用し
てもよく、更に、母材であるポリマー中に無機物微粒子
及び金属微粒子からなる群から選択される一種の添加材
が分散された光散乱層を別途形成してもよい。

【００３６】また、光散乱部は、反射層表面、前記境界
面に接する部位、又は、前記反射層と前記発光層との間
に設けることができる。

【００３７】また、境界面の膜上に屈折率が略１の層を
形成してもよく、この場合には、屈折率が略１の層の露
出表面が光取り出し面となる。更に、前記屈折率が略１
の層の膜上に保護層を形成してもよく、この場合には、
保護層の露出表面が光取り出し面となる。

【００３８】また、境界面の膜上にに別途の層を設け
ず、境界面が光取り出し面となるような構成としてもよ
い。

【００３９】（第３の態様）本態様は、反射層の一部
に、光散乱部を設けることにより主に外部への取り出し
効率のさらなる改善を図るものであり、具体的には以下
のとおりである。

【００４０】少なくとも、発光領域を有する発光層と、
前記発光領域で発光した光を反射する反射層とを備えた
積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取り出し面
より前記発光領域で発光する光を取り出す発光素子であ
って、前記反射層の一部に、光散乱部が存在しているこ
とを特徴とする。

【００４１】前記発光領域で発光した光は、全方位的に
出射した後、光取り出し面への入射角に応じて、外部へ
取り出されるか、あるいは光取り出し面で反射して内部
に閉じ込められることになる。すなわち、前記入射角が
臨界角未満である光は外部へ取り出され、臨界角以上の
光は全反射して内部に閉じ込められることになる。しか
し、上記構成の発光素子は、素子内部に光散乱部を有し
ているので、閉じ込められた光を素子内部で散乱でき、
その結果として光取り出し面への入射角を変えることが
できる。よって、その入射角が臨界角未満であれば外部
へ取り出せるので、従来よりも外部取り出し効率が高ま
る。

【００４２】また、少なくとも、発光領域を有する発光
層と、前記発光領域で発光した光を反射する第１の電極
層とを備えた積層構造であり、前記反射層が前記第１の
電極層で構成することができる。

【００４３】また、前記第１の電極層の一部に非発光面
が存在し、この非発光面に前記光散乱部が設けらること
もできる。

【００４４】また、前記反射層が島状又は格子状とすれ
ば、その分だけ電極層の相対面積が少なくなるので、電
力消費量を低減することができる。

【００４５】また、特に、島状であることが望ましい。

【００４６】なぜなら、反射層が島状であると、その形
状に対応した発光領域で発光した光を効果的に取り出す
ことが可能となる。すなわち、面内方向の全てに反射層
が形成された発光素子であると、例えば隣接する発光素
子の光取り出し面から光が取り出される場合があるが、
島状の反射層であると、目的とする光取り出し面から光
が多く取り出せるので、目的とする光取り出し面の外部
取り出し効率が向上する。また、島状の反射層と同一の
面内に光散乱部が存在しているので、薄型化が可能とな
るからである。

【００４７】また、前記反射層が島状である場合に、こ
の島状の反射層が複数存在させることもできる。

【００４８】また、前記発光層と前記光取り出し面との
間に、発光層から光取り出し面方向に屈折率が大から小
に変化する境界面を有する場合に、前記反射層と前記境
界面との間の距離をｔ、前記発光素子の面内方向の任意
の二点間距離のうち最も長い距離をＬ、前記境界面にお
ける臨界角をθ、前記発光層の屈折率をｎとした場合、
下記の式（１）を満たすような構成としてもよい。

【００４９】ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）このような構成であれば、前記の如く、漏れ光による画
像にじみ等が抑制される。

【００５０】また、前記発光素子において、前記光散乱
部は、前記反射層の表面の凹凸面とすることができる。
また、前記前記光散乱部は、前記光反射性の第１電極層
の表面の凹凸面とすることができる。また、前記光散乱
部は、絶縁反射層の表面の凹凸面とすることができる。
また、前記発光素子において、前記光散乱部は、前記光
取り出し面の凹凸面とすることができる。このように光
散乱部が凹凸面であれば、容易に光を散乱させることが
できる。前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）は、
光のピーク波長の１／４以上であることが好ましい。そ
して、これら凹凸面に、凹凸面を平坦化するための平坦
化層を設けた構成とすることができる。前記平坦化層
は、ポリマーからなる構成とすることができる。また、
前記平坦化層は、導電性ポリマーからなる構成とするこ
とができる。

【００５１】（第４の態様）本態様は、第１の態様の構
成と第２の態様の構成の一部とを組み合わせることによ
り主に外部への取り出し効率のさらなる改善を図るもの
であり、具体的には以下のとおりである。

【００５２】少なくとも、発光領域を有する発光層を備
えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取り出
し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光素子
であって、前記発光素子中に屈折率が略１の屈折率が略
１の層を有し、且つ前記発光領域における前記屈折率が
略１の層側の面と前記屈折率が略１の層における前記発
光領域側の面との距離が、光のピーク波長の５０％以下
となるように規制され、更に、前記発光素子中に光散乱
部を有することを特徴とする。

【００５３】上記構成であれば、発光領域で発光した光
の大部分が反射せずに外部へ取り出されるとともに、反
射したとしても光散乱部によって光取り出し面への入射
角が臨界角未満となり外部へ取り出されるので、外部取
り出し効率がより高くなる。

【００５４】但し、屈折率が略１の層は必須ではなく、
屈折率が略１の層がなくても上記と同様の作用効果があ
る。この場合には、発光領域における光取り出し面側の
面と光取り出し面との距離が、光のピーク波長の５０％
以下となっていればよい。

【００５５】尚、本態様においては、前記第１の態様の
構成及び前記第２の態様の構成における従属請求項のよ
うな変形をすることができる。

【００５６】（第５の態様）本態様は、第１の態様の構
成と第３の態様の構成とを組み合わせることにより主に
外部への取り出し効率のさらなる改善を図るものであ
り、具体的には以下のとおりである。

【００５７】少なくとも、発光領域を有する発光層を備
えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取り出
し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光素子
であって、前記発光素子中に屈折率が略１の屈折率が略
１の層を有し、且つ前記発光領域における前記屈折率が
略１の層側の面と前記屈折率が略１の層における前記発
光領域側の面との距離が、光のピーク波長の５０％以下
となるように規制され、更に、前記積層構造中に前記発
光領域で発光した光を反射する反射層を有し、この反射
層の一部に光散乱部が存在していることを特徴とする。

【００５８】上記構成であれば、発光領域で発光した光
の大部分が反射せずに外部へ取り出されるとともに、反
射したとしても光散乱部によって光取り出し面への入射
角が臨界角未満となり外部へ取り出されるので、外部取
り出し効率がより高くなる。

【００５９】但し、屈折率が略１の層は必須ではなく、
屈折率が略１の層がなくても上記と同様の作用効果があ
る。この場合には、発光領域における光取り出し面側の
面と光取り出し面との距離が、光のピーク波長の５０％
以下となっていればよい。

【００６０】尚、本態様においては、前記第１の態様の
構成及び前記第３の態様の一部の構成における従属請求
項のような変形をすることができる。

【００６１】〔表示装置〕本発明に係る表示装置は、前
記第１の態様〜第５の態様のいずれか一つの発光素子を
用いた構成とすることができる。

【００６２】〔照明装置〕本発明に係る照明装置は、前
記第１の態様〜第５の態様いずれか一つの発光素子を用
いた構成とすることができる。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。

【００６４】（実施の形態１）図１は、前記第１の態様
に対応した、実施の形態１に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、基板１上に、反射電
極（光反射性の第１電極層）２、発光領域３を有する発
光層（具体的には、電子注入層、電子輸送性発光材料
層、正孔輸送材料層、バッファ層等からなる）４、透明
電極（透明な第２電極層）５、屈折率が略１の層である
エアロゲル層７、保護層８をこの順で積層した構成であ
る。そして、保護層８の表面が光取り出し面６である。

【００６５】基板１としては、発光素子を坦持できるも
のであればよく、ガラス基板の他、ポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレー
トなどの樹脂基板や、シリコン基板等を用いることがで
きる。

【００６６】反射電極２は、反射率が高く、発光層４を
効率良く発光させることができる電極機能を備えていれ
ばよく、ＡｌあるいはＡｌ化合物、銀あるいは銀化合物
等の金属膜を用いることが好ましい。銀化合物として
は、銀・パラジウム・銅（ＡｇＰｄＣｕ）の合金あるい
は銀・金・銅（ＡｇＡｕＣｕ）の合金を用いるのが好ま
しい。また、有機化合物を発光材料層として用いるいわ
ゆる電流注入型の有機ＥＬ素子の場合、通常反射電極は
陰極又は陽極となり、陰極の場合、電子の注入効率のよ
い材料、すなわち仕事関数の低い材料を用い、陽極の場
合、正孔の注入効率のよい材料、すなわち仕事関数ある
いはイオン化ポテンシャルの高い材料を用いることが多
い。有機ＥＬ素子の陰極としては例えばＡｌＬｉ合金、
ＭｇＡｇ合金等の、仕事関数が低いが反応性の高い金属
（Ｌｉ、Ｍｇ等）と反応性が低く安定な金属（Ａｌ、Ａ
ｇ等）との合金を用いればよい。あるいは、Ｌｉ／Ａ
ｌ、ＬｉＦ／Ａｌ等の仕事関数の低い金属あるいはその
化合物と仕事関数の高い金属の積層電極などを用いるこ
とができる。反射電極の形成方法としては、スパッタ、
エレクトロンビーム蒸着、抵抗加熱蒸着等の方法を用い
ればよい。

【００６７】発光層４の発光領域３は、有機ＥＬ素子の
場合、Ａｌｑ₃等の有機化合物から構成される。発光層
４は、単層構造であっても、機能分離した多層構造であ
ってもよい。多層構造の場合、従来の構造と同様に、例
えば、ＴＰＤ等を用いた正孔輸送材料層とＡｌｑ₃等を
用いた電子輸送性発光材料層とを積層した２層構造や、
ＴＰＤ等を用いた正孔輸送材料層とペリレン等を用いた
発光材料層とオキサジアゾール等を用いた電子輸送材料
層とを積層した３層構造や、あるいはそれ以上の多層構
造にして用いられる。なお、ＩＴＯ等の正孔注入電極側
に正孔輸送材料層を、ＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ等の電子注入
電極側に電子輸送材料層を配置する。有機ＥＬ素子の場
合、発光層の形成は主に抵抗加熱蒸着法を用いるが、エ
レクトロンビーム蒸着法、スパッタ法等を用いてもよ
い。

【００６８】また、無機ＥＬ素子の場合、例えば、従来
構造と同様に、ＭｎなどをドープしたＺｎＳ等からなる
発光材料層を、Ｔａ₂Ｏ₅等からなる絶縁材料層で挟ん
だ構造にする。これらの層の形成は、主にスパッタ法を
用いるが、エレクトロンビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着
法、イオンプレーティング法等を用いてもよい。

【００６９】透明電極５としては、通常、光透過率が５
０％を超えるものが用いられる。例えば、インジウムテ
ィンオキサイド（ＩＴＯ）、酸化錫等の酸化物透明電極
や、５〜数十ｎｍ程度の金属薄膜電極を用いればよい。
透明電極の形成は、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレ
クトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等が用
いられる。

【００７０】有機ＥＬ素子の場合、発光層が形成された
基板を高温に加熱すると、発光層が劣化してしまうた
め、透明電極は低温にして成膜する必要がある。さら
に、透明電極としてのＩＴＯ膜等をスパッタ法やエレク
トロンビーム蒸着法等によって形成する場合、発光層へ
のダメージを軽減するため、発光層と透明電極との間
に、バッファ層を形成するのが好ましい。バッファ層と
しては、銅フタロシアニンなどの熱的に安定な有機化合
物等が好適に用いられる。なお、例えば膜厚１０ｎｍ程
度のＭｇＡｇなどの透明金属薄膜等を用いれば、発光層
へのダメージを軽減できるので、バッファ層を設けなく
てもよい。

【００７１】エアロゲル層７は、以下のようにして作製
した。即ち、メチルシリケート、メタノール、水、アン
モニアを混合した溶液を、メタノール蒸気飽和雰囲気の
下、上記透明電極５にスピンコートした後、これを所定
時間メタノール蒸気飽和雰囲気の下に置くことにより、
湿潤ゲルを形成した。次に、この湿潤ゲル薄膜中のシリ
カ微細骨格をヘキサメチルジシラザンにより疎水化した
後、８０℃、１６Ｍｐの炭酸ガスにより湿潤ゲル薄膜が
含む溶液を抽出除去することで、疎水性シリカエアロゲ
ル薄膜（エアロゲル層）を作製した。

【００７２】また、保護層８は、エアロゲル層７上にＥ
Ｂ蒸着法、或いはスパッタ法によりＳｉＯ₂を形成する
ことにより作製した。

【００７３】ここで、前記発光領域３における前記エア
ロゲル層７側の面と前記エアロゲル層７における前記発
光領域３側の面との距離ｄが、光のピーク波長の５０％
以下となるように規制していれば、発光した光のうちの
大部分は反射せず、外部へ取り出される。そのため、従
来の発光素子に比べ、外部取り出し効率が高く、高発光
効率の発光素子となる。特に、前記発光領域３における
前記エアロゲル層７側の面と前記エアロゲル層７におけ
る前記発光領域３側の面との距離ｄが、光のピーク波長
の３０％以下、さらに好ましくは２０％以下、最適には
１０％以下である。

【００７４】ここで、本形態における外部取り出し効率
向上の原理を説明する。従来の素子の構成は、透明基板
側から、陽電極（透明電極）／発光層／陰電極（反射電
極）であり、発光層の発光領域で発光した光は、透明電
極、透明基板を透過して透明基板側から取り出される。
発光領域で発光した光は、透明電極等を透過する際、界
面でスネルの法則に従って屈折し、光取り出し面すなわ
ち透明基板と空気の界面において、臨界角以上の光は全
反射して透明基板、発光層、あるいは透明電極中に閉じ
込められてしまう。例えば有機ＥＬ素子の場合、発光層
の屈折率を１．６とすると、発光層中で発生した光のう
ち立体角３９゜以内の光しか外部に取り出せない。一
方、本形態の素子の構成は、基板側から、陰電極（反射
電極）／有機発光層／陽電極（透明電極）であり、発光
層の発光領域で発光した光は透明電極を透過して取り出
されるか、反射電極で反射したのち取り出される。その
場合、発光領域におけるエアロゲル層側の面とエアロゲ
ル層における発光領域側の面との距離ｄが、光のピーク
波長の５０％以下であると、非常に光路長が短いために
スネルの法則等が成り立たない。その結果、臨界角以上
の光の大部分は光取り出し面で反射せず、外部に取り出
すことができる。

【００７５】（実施の形態２）図２は、前記第１の態様
に対応した、実施の形態２に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、透明電極５に接触し
た状態で発光領域３が存在する。このような素子構成に
おいては、透明電極５の膜厚が発光領域で発光する光の
ピーク波長の５０％以下になっておれば、前記と同様の
原理で臨界角以上の光の大部分が反射せず、外部取り出
し効率が高くなる。

【００７６】なお、前記実施形態１，２では、反射電極
を用いた場合について説明したが、基板と第１電極との
間、あるいは第１電極と発光層との間に、ＴｉＯ₂、Ｂ
ａＴｉＯ₃等の高光反射性物質とシアノエチルセルロー
ス等の高誘電性物質との混合物等を用いてなる絶縁反射
層を設けた場合であっても同様の原理で外部取り出し効
率が高くなる。

【００７７】（実施の形態３）図３は、前記第２の態様
に対応した、実施の形態３に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、基板１上に、光散乱
部としての光散乱面（凹凸面）１１を有する反射電極１
２、発光領域３を有する発光層４、透明電極５の順で積
層した構成である。そして、透明電極５の表面が光取り
出し面６である。

【００７８】ここで、本形態は、基板と、その上に配置
された、複数の、前記で説明した発光素子とを備えた発
光素子付き基板において、発光素子を構成する反射層
（反射電極、絶縁反射層）と光取り出し面との間の距離
と発光素子の面内方向（反射層が存在する面）の任意の
二点間距離のうち最も長い距離との関係を臨界角等によ
り規定して、隣接する発光素子間で光が混じり合わない
ようにした。以下、具体的に説明する。

【００７９】本形態の発光素子付き基板において、前記
反射層と光取り出し面との間の距離ｔと発光素子の面内
方向の任意の二点間距離のうち最も長い距離Ｌは、下記
の式（１）を満たすよう決定されている。

【００８０】ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）ここで、θは光取り出し面に対する臨界角、ｎは発光領
域の屈折率である。

【００８１】以下に、前記式の導入について図４を参照
しながら説明する。なお、本図は、式の導入を説明する
ために簡略化して記載している。

【００８２】本図において、発光素子３２の発光領域で
発光した光のうち反射層３０で反射した光は、光取り出
し面６に向かう。この際、光取り出し面６に対して臨界
角θ未満の光は外部へ取り出されるが、臨界角θ以上の
光は全反射する。このような場合、ｔとＬがｔ＜Ｌ／
（２ｔａｎθ）の関係を満たせば、全反射した光が、同
一素子内の反射層に到達し、隣接する発光素子の反射層
へは向かわない。ここで、θは臨界角であるのでｎ×ｓ
ｉｎθ＝１が成立し、またｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓ
θであるから、これらをまとめて前記式（１）が導入さ
れる。なお、図４において、３１は発光領域で発光した
光が透過する部分であり、具体的には透明電極、発光層
等である。

【００８３】前記式（１）を満たせば、１の発光素子内
で発光した光の大部分は、その発光素子の光取り出し面
から取り出されることになるので、隣接する発光素子が
異なる色の光を発光する場合、混色せず、画像にじみ等
の不具合が抑えられる。

【００８４】また、本形態によれば外部取り出し効率が
向上するが、これは以下に示す理由による。すなわち、
従来の素子の構成は、透明基板側から、陽電極（透明電
極）／発光層／陰電極（表面平滑な反射電極）であり、
発光層の発光領域で発光した光は、透明電極、透明基板
を透過して透明基板側から取り出される。この際、透明
基板と空気との界面（光取り出し面）等で臨界角以上の
光は全反射して、透明基板、透明電極、あるいは発光層
中に閉じ込められてしまう。一方、本形態の素子構成で
は、光散乱面が存在しているので、光取り出し面と反射
電極表面との間での多重反射中にその光散乱面で散乱す
ることにより、その一部が臨界角未満の角度に入り、そ
のまま外部に取り出されることになる。よって、外部取
り出し効率が向上する。

【００８５】光散乱面１１は、発光領域で発光した光を
等方的に散乱できるようになっていることが好ましい。
光散乱面１１の表面粗さとしては、充分な散乱効果を得
るために、その最大値（Ｒmax ）が発光領域で発光した
光のピーク波長の１／４以上であることが好ましい。

【００８６】光散乱面１１の形成方法としては、反射電
極の形成時に基板加熱を行うか、あるいは形成後に熱処
理することにより、金属膜を結晶成長させて表面に凹凸
をつければよい。その他の方法としては、反射電極を形
成後に、サンドブラスト法等を用いて機械的に表面を粗
面化してもよい。さらに別の方法として、基板の表面を
サンドブラスト法等の機械的方法、あるいはイオンビー
ム等による物理的エッチング法、酸、アルカリ等による
化学的エッチング法等の方法で粗面化した後に、その粗
面形状に沿うようにして反射電極を形成する方法を用い
てもよい。

【００８７】また、本形態の素子構成のように、透明基
板側から、反射電極／発光層／透明電極であると、透明
電極側から光が取り出されるので、厚みの大きい基板中
を多重反射している間に光が横方向に進んでしまうとい
ったことがなくなる。よって、ドットマトリックスディ
スプレイのように、１つの素子の大きさが数百μｍ角程
度の素子が複数配置した場合、発光した素子から横方向
に離れた位置から光が放射されてしまうことが抑制され
る。

【００８８】（実施の形態４）図５は、前記第２の態様
に対応した、実施の形態４に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、実施形態３に比べ、
反射電極１２に代えて、透明電極１３を用い、その下
（基板側）に、光散乱部としての光散乱面（凹凸面）を
有する光散乱層１４とその光散乱面を平坦化するための
平坦化層１５とを設けた点で異なる。

【００８９】光散乱層１４は、電極として機能しないた
め、導電率が低くても、光反射率が高く、発光領域で発
光した光を等方的に散乱できるものであれば好適に用い
られる。よって、材料選択の幅が広いという利点があ
る。具体的には、ＡｌあるいはＡｌ化合物、銀あるいは
銀化合物等の金属膜の他、ＴｉＯ₂、ＢａＴｉＯ₃等の
高光反射性物質とシアノエチルセルロース等の高誘電性
物質との混合物等も用いることができる。光散乱層の形
成方法としては、これら材料を用いて成膜した後、サン
ドブラスト法等の機械的方法、イオンビーム等の物理的
エッチング法、酸、アルカリ等を用いた化学的エッチン
グ法等で粗面化する方法が採用される。

【００９０】平坦化層１５は、透明な絶縁膜であればよ
く、例えばＳｉＯ₂等の無機材料あるいはポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のポリマー材料を用いること
ができる。ＳｉＯ₂等の無機材料は、スパッタ法、エレ
クトロンビーム蒸着法等の方法で成膜すればよい。ＰＭ
ＭＡ等のポリマー膜は、スピンコート法、キャスト法等
の塗布法により、成膜すればよい。本形態のように平坦
化層１５を設ければ、前記実施形態３に比べ短絡のおそ
れが軽減される。

【００９１】透明電極１３は、透明電極５と同様、ＩＴ
Ｏ、酸化錫などの酸化物透明電極、あるいは５〜数十ｎ
ｍ程度の金属薄膜等を用いればよい。

【００９２】なお、前記実施形態４では、平坦化層とし
て絶縁材料を用いた場合について説明したが、導電性ポ
リマーのような導電材料を用い、このような平坦化層を
電極として用いる構成としてもよい。この構成であれ
ば、前記したと同様の原理で外部取り出し効率が向上す
るとともに、薄型化・小型化に寄与する。

【００９３】（実施の形態５）図６は、前記第２の態様
に対応した、実施の形態５に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、実施の形態３に比
べ、反射電極１２の表面を光散乱面とせずに、光取り出
し面を光散乱面１６にした点で異なる。このような構成
にしたことにより、臨界角未満で入射する光が多くな
り、外部取り出し効率が高くなる。

【００９４】光散乱面１６の形成方法は、透明電極５を
形成した後、その表面をサンドブラスト法などの機械的
方法、イオンビームなどによる物理的エッチング法等の
粗面化処理法があげられる。また、透明電極の上に、透
明材料層を形成した後、透明材料層をエッチングする方
法であってもよい。

【００９５】（実施の形態６）図７は、前記第２の態様
に対応した、実施の形態６に係る発光素子を模式的に示
す断面図である。この発光素子は、実施の形態３に比
べ、反射電極１２の表面を光散乱面とせずに、光取り出
し面側に光散乱層９を別途形成した点で異なる。このよ
うな構成にしたことにより、臨界角未満で入射する光が
多くなり、外部取り出し効率が高くなる。

【００９６】この光散乱層９は、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ、屈折率：約１．７）やポリカーボネー
ト（ＰＣ、屈折率：約１．７）等のポリマーに、ＳｉＯ
₂（屈折率：約１．５）等を分散させることにより作製
する。

【００９７】尚、上記作用効果を得るためには、必ずし
も別途光散乱層９を形成する必要はなく、例えば、図８
に示すように、透明電極５中にＳｉＯ₂（屈折率：約
１．５）等を分散させることにより作製することもでき
る。このような構造であれば、別途光散乱層９を形成す
る必要がないので、製造コストが低減できる。

【００９８】（実施の形態７）図９は、前記第３の態様
に対応した、実施の形態７に係る発光素子を模式的に示
す図であって、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は反
射電極２と光散乱層１４とが存在する面の平面図であ
る。この発光素子は、実施形態３に比べ、反射電極（平
滑面）２と光散乱層（光散乱部）１４とを同一面内に区
画して設けた点で異なる。すなわち、実施形態３では反
射電極を発光層片面全てに配置し、かつその反射電極表
面の全てを光散乱面とした構成であるのに対し、本形態
は発光層４片面の一部に反射電極２を配置し、かつ他部
に光散乱層１４を配置した構成にしたものである。

【００９９】上記構成であると、発光領域３は反射電極
２上に存在し、その発光領域３で発光した光が、光取り
出し面での全反射及び光散乱部での散乱等によって、光
取り出し面６全面から光を取り出すことができるため、
実施形態３と比較してより効率的に光を取り出すことが
できる。具体的に説明すると、動作時に電圧が印加（あ
るいは電流が流れる）されるのは、発光層のうち反射電
極の面内方向の大きさに対応した領域（発光領域３）で
あるが、この領域で発光した光は、光取り出し面で全反
射したり、反射電極で反射したり、光散乱部で散乱され
たりする。このため、発光領域上の光取り出し面は発光
領域の面内方向の大きさより広い面積となり、発光素子
の透明電極側の最表面全てが光取り出し面となって光が
取り出されるので、より効率的に光を取り出すことがで
きる。

【０１００】（実施の形態８）図１０は、前記第３の態
様に対応した、実施の形態７に係る発光素子を模式的に
示す断面図である。この発光素子は、実施形態６に比
べ、島状の反射電極２が複数（４つ）存在する点で異な
る。このような構成にすると、発光領域中の発光する部
分と光散乱部とが近いため、より効率的に光を散乱させ
ることができ、その結果としてより効率良く外部に光を
取り出すことができる。

【０１０１】（実施の形態９）図１１は、前記第３の態
様に対応した、実施の形態９に係る発光素子を模式的に
示す断面図である。この発光素子は、実施形態８に比
べ、島状の反射電極２が光散乱層１４を兼用する点で異
なる。

【０１０２】但し、このような形状に限定するものでは
なく、図１２に示すように、平坦な反射電極２上に光散
乱層１４を形成してもよい。

【０１０３】前記実施形態３〜９では、反射電極を用い
た場合について説明したが、基板と第１電極との間、あ
るいは第１電極と発光層との間に、ＴｉＯ₂、ＢａＴｉ
Ｏ₃等の高光反射性物質とシアノエチルセルロース等の
高誘電性物質との混合物等を用いてなる絶縁反射層を設
けた場合であっても同様の原理で外部取り出し効率が高
くなる。そして、このような絶縁反射層を設けた場合、
この絶縁反射層を光散乱部（光散乱面）にしてもよい。

【０１０４】（実施の形態１０）本形態は、前記第４の
態様に対応したものであって、発光素子中に屈折率が略
１のエアロゲル層を有し、且つ発光領域におけるエアロ
ゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面と
の距離が、光のピーク波長の５０％以下、好ましくは３
０％以下、さらに好ましくは２０％以下、最適には１０
％以下となるように規制され、更に、前記発光素子中に
光散乱部を有する。このように両方を満たす構成にする
ことにより、発光領域で発光した光の大部分が全反射せ
ずに外部へ取り出されるとともに、全反射したとしても
光散乱部によって光取り出し面への入射角が臨界角未満
となり外部へ取り出されるので、従来の発光素子に比
べ、外部取り出し効率がより向上したものとなる。

【０１０５】但し、エアロゲル層は必須ではなく、無く
ても同様の効果を奏する。

【０１０６】（実施の形態１１）本形態は、前記第５の
態様に対応したものであって、発光素子中に屈折率が略
１のエアロゲル層を有し、且つ前記発光領域における前
記エアロゲル層側の面と前記エアロゲル層における前記
発光領域側の面との距離が、光のピーク波長の５０％以
下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以
下、最適には１０％以下となるように規制され、更に、
前記積層構造中に前記発光領域で発光した光を反射する
反射層を有し、この反射層の一部に光散乱部が存在して
いる。このように両方を満たす構成にすることにより、
発光領域で発光した光の大部分が全反射せずに外部へ取
り出されるとともに、全反射したとしても光散乱部によ
って光取り出し面への入射角が臨界角未満となり外部へ
取り出されるので、従来の発光素子に比べ、外部取り出
し効率がより向上したものとなる。

【０１０７】但し、エアロゲル層は必須ではなく、無く
ても同様の効果を奏する。

【０１０８】（実施の形態１２）前記実施形態１〜１１
の発光素子は、例えば、単位画素に対応させてマトリク
ス状に並べることにより表示装置に適用することができ
る。例えば、基板上にストライプ状の反射電極または透
明電極を形成した後、発光層等の各層を成膜し、引き続
いて前記電極に対して直交するようにストライプ状の透
明電極を形成する。そして、発光させたい素子（画素）
の上下の電極に任意の電圧を印加することにより、任意
の発光素子（画素）を任意の輝度で発光させることがで
きる。

【０１０９】さらに、前記実施形態１〜１１の発光素子
は、例えば、基板全面に形成することによってバックラ
イト等の照明装置に適用することができる。

【０１１０】なお、前記実施形態１〜１１では、光を基
板と反対側から取り出す構成について説明したが、本発
明はこの構成に限定するものではなく、例えば厚みが非
常に薄いフィルム基板などを用いて、基板側から光を取
り出す構成にしてもよい。

【０１１１】（実施例１）図１３に示すように、実施例
１の発光素子は、基板５１上に、反射電極５２、電子注
入層５３、電子輸送性発光材料層５４、正孔輸送材料層
５５、バッファ層５６、透明電極５７、エアロゲル層５
８、保護層５９をこの順で積層したものであり、つぎの
ようにして製造した。

【０１１２】まず、基板５１としての厚み０．７ｍｍの
ガラス基板を準備し、この上にＡｌをスパッタ法で蒸着
して約２５０ｎｍのＡｌ膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィにより所定形状にパターニングして反射電極５２
を形成した。ついで、抵抗加熱蒸着法により、Ｌｉから
なる電子注入層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からなる
電子輸送性発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤからな
る正孔輸送材料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシニアン
からなるバッファ層（５ｎｍ）を形成した。その後、室
温（約２０℃）でのスパッタ法により、ＩＴＯからなる
透明電極（厚み２２０ｎｍ）を形成した。しかる後、コ
ーティング、加熱法によりエアロゲル層（厚み２μｍ）
を形成した後、スパッタリング法により保護層（厚み２
０μｍ）を形成することにより、図１３に示す発光素子
を製造した。

【０１１３】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光（ピーク波長：５５０ｎｍ）が確認で
き、この時の電流効率（ｃｄ／Ａ）は、後記の表１に示
す値であり、取り出し効率Ｔは図２５に示す値であっ
た。発光領域（電子輸送性発光材料層５４）におけるエ
アロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の
面との距離は２７５ｎｍであり、光のピーク波長の５０
％であった。尚、図２５においては、ピーク波長をλと
し、発光領域におけるエアロゲル層側の面とエアロゲル
層における発光領域側の面との距離をｄとしている。

【０１１４】（実施例２）電子注入層、電子輸送性発光
材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚み
を、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、５０ｎｍ、５ｎｍ、１
１０ｎｍとした他は、実施例１と同様にして、発光素子
を製造した。

【０１１５】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は１６５ｎｍであり、光のピーク波長の３０％
であった。

【０１１６】（実施例３）電子注入層、電子輸送性発光
材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚み
を、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、５０ｎｍ、５ｎｍ、５
５ｎｍとした他は、実施例１と同様にして、発光素子を
製造した。

【０１１７】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は１１０ｎｍであり、光のピーク波長の２０％
であった。

【０１１８】（実施例４）電子注入層、電子輸送性発光
材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚み
を、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、２０ｎｍ、５ｎｍ、３
０ｎｍとした他は、実施例１と同様にして、発光素子を
製造した。

【０１１９】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は５５ｎｍであり、光のピーク波長の１０％で
あった。

【０１２０】（実施例５）図１４に示すように、実施例
２の発光素子は、基板５１上に、表面凹凸状の反射電極
５２、電子注入層５３、電子輸送性発光材料層５４、正
孔輸送材料層５５、バッファ層５６、透明電極５７、保
護層５９をこの順で積層したものであり、つぎのように
して製造した。

【０１２１】まず、基板５１としての厚み０．７ｍｍの
ガラス基板を準備し、この上にＡｌをスパッタ法で蒸着
して約２５０ｎｍのＡｌ膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィにより所定形状にパターニングした。その後、４
００℃の熱処理を施して、表面粗さ（Ｒmax ）が１５０
ｎｍ（光のピーク波長の約０．２７倍）の凹凸状反射電
極を形成した。続いて、抵抗加熱蒸着法により、Ｌｉか
らなる電子注入層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からな
る電子輸送性発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤから
なる正孔輸送材料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシニア
ンからなるバッファ層（厚み５ｎｍ）を形成した。そし
て、室温でのスパッタ法によって、ＩＴＯからなる透明
電極（厚み２５０ｎｍ）、ＳｉＯ₂からなる保護層（厚
み５５００ｎｍ）を形成することにより、図１４に示す
発光素子を製造した。

【０１２２】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は５８０５ｎｍであり、光のピーク波長の１０
００％以上であった。

【０１２３】（実施例６）図１５に示すように、実施例
６の発光素子は、基板５１上に、表面凹凸状の反射電極
５２、電子注入層５３、電子輸送性発光材料層５４、正
孔輸送材料層５５、バッファ層５６、透明電極５７をこ
の順で積層したものであり、つぎのようにして製造し
た。

【０１２４】まず、基板５１としての厚み０．７ｍｍの
ガラス基板を準備し、この上にＡｌをスパッタ法で蒸着
して約２５０ｎｍのＡｌ膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィにより所定形状にパターニングした。その後、４
００℃の熱処理を施して、表面粗さ（Ｒmax ）が１５０
ｎｍ（光のピーク波長の約０．２７倍）の凹凸状反射電
極を形成した。続いて、抵抗加熱蒸着法により、Ｌｉか
らなる電子注入層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からな
る電子輸送性発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤから
なる正孔輸送材料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシニア
ンからなるバッファ層（厚み５ｎｍ）を形成した。そし
て、室温でのスパッタ法によって、ＩＴＯからなる透明
電極（厚み２２０ｎｍ）を形成することにより、図１５
に示す発光素子を製造した。

【０１２５】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は２７５ｎｍであり、光のピーク波長の５０％
であった。このことは下記実施例７〜１１においても同
様である。

【０１２６】（実施例７）図１６に示すように、実施例
７の発光素子は、表面凹凸状の基板５１上に、その凹凸
形状に沿うように形成された反射電極５２、電子注入層
５３、電子輸送性発光材料層５４、正孔輸送材料層５
５、バッファ層５６、透明電極５７をこの順で積層した
ものであり、つぎのようにして製造した。

【０１２７】まず、基板としての厚み０．７ｍｍのガラ
ス基板を準備し、この表面をサンドブラスト法で粗面化
した。粗面化した面の表面粗さ（Ｒmax ）は１５０ｎｍ
であった。ついで、この上に、Ａｌをスパッタ法により
蒸着し、引き続きフォトリソグラフィによって所定形状
にパターニングして、基板表面の凹凸形状に沿った厚み
２５０ｎｍの反射電極（Ｒmax ＝１５０ｎｍ）を形成し
た。続いて、抵抗加熱蒸着法によって、Ｌｉからなる電
子注入層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からなる電子輸
送性発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤからなる正孔
輸送材料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシニアンからな
るバッファ層（５ｎｍ）を形成した。そして、室温下で
のスパッタ法によって、ＩＴＯからなる透明電極（厚み
２２０ｎｍ）を形成することにより、図１６に示す発光
素子を製造した。

【０１２８】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。

【０１２９】（実施例８）図１７に示すように、実施例
８の発光素子は、基板５１上に、表面凹凸状の反射電極
５２、平坦化層６１、電子注入層５３、電子輸送性発光
材料層５４、正孔輸送材料層５５、バッファ層５６、透
明電極５７をこの順で積層したものであり、つぎのよう
にして製造した。

【０１３０】まず、基板５１としての厚み０．７ｍｍの
ガラス基板を準備し、この上にＡｌをスパッタ法で蒸着
して約２５０ｎｍのＡｌ膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィによって所定形状にパターニングした。その後、
４００℃の熱処理を施して、表面粗さ（Ｒmax 、光のピ
ーク波長の約０．２７倍）が１５０ｎｍの凹凸状反射電
極を形成した。続いて、ポリチオフェンを水に分散した
分散液をスピンコート法で塗布し乾燥して、導電性ポリ
マーからなる平坦化層（厚み１０ｎｍ）を形成した。そ
の後、抵抗加熱蒸着法によって、Ｌｉからなる電子注入
層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からなる電子輸送性発
光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤからなる正孔輸送材
料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシニアンからなるバッ
ファ層（５ｎｍ）を形成した。そして、室温下でのスパ
ッタ法によって、ＩＴＯからなる透明電極（厚み２２０
ｎｍ）を形成することにより、図１７に示す発光素子を
製造した。

【０１３１】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。

【０１３２】（実施例９）図１８に示すように、実施例
９の発光素子は、基板５１上に、表面凹凸状の光散乱層
６２、平坦化層６１、透明電極６３、正孔輸送材料層５
５、電子輸送性発光材料層５４、電子注入層５３、透明
電極５７をこの順で積層したものであり、つぎのように
して製造した。

【０１３３】まず、基板としての厚み０．７ｍｍのガラ
ス基板を準備し、この上にＡｇＰｄＣｕをスパッタ法で
蒸着して約２５０ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜を成膜した。続
いて、成膜時の基板温度を４００℃に設定し、ＳｉＯ₂
をスパッタ法により蒸着することにより、表面粗さ（Ｒ
max ）が１５０ｎｍ（光のピーク波長の約０．２７倍）
の光散乱層を形成するとともに、ＳｉＯ₂膜を形成した
後、ＳｉＯ₂膜を光学研磨して平坦化層（厚み２００ｎ
ｍ）を形成した。続いて、平坦化層上に、ＩＴＯをスパ
ッタ法により蒸着して透明電極（厚み１００ｎｍ）を形
成した。その後、抵抗加熱蒸着法によって、ＴＰＤから
なる正孔輸送材料層（厚み５０ｎｍ）、Ａｌｑ₃からな
る電子輸送性発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＭｇＡｇか
らなる電子注入層（厚み１．５ｎｍ）を形成した。この
ＭｇＡｇ膜は、バッファ層としての機能も兼ねる。な
お、ＭｇＡｇ膜は、ＭｇとＡｇの共蒸着により形成し、
それぞれの蒸着レートの制御により、Ｍｇ：Ａｇ＝１
０：１（重量比）となるようにした。そして、ＩＴＯを
スパッタ法で蒸着して透明電極（厚み２２０ｎｍ）を形
成することにより、図１８に示す発光素子を形成した。

【０１３４】このようにして得られた発光素子の下側の
透明電極に＋、上側の透明電極に−の電圧を印加したと
ころ、上側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率
（ｃｄ／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し
効率Ｔは図２５に示す値であった。

【０１３５】（実施例１０）実施例９における平坦化層
としてＳｉＯ₂の代わりにポリメタクリル酸メチル（Ｐ
ＭＭＡ）を用いた。すなわち、ＰＭＭＡをジエチレング
リコールエチルメチルエーテルに溶解した溶液を準備
し、この溶液を表面凹凸状の光散乱層に対してスピンコ
ート法で塗布し乾燥することにより平坦化層を形成し
た。なお、このようにして平坦化層を形成した場合、光
学研磨等の表面処理を施す必要はない。

【０１３６】このようにして得られた発光素子の下側の
透明電極に＋、上側の透明電極に−の電圧を印加したと
ころ、上側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率
（ｃｄ／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し
効率Ｔは図２５に示す値であった。

【０１３７】（実施例１１）図１９に示すように、実施
例１１の発光素子は、基板５１上に、反射電極５２、電
子注入層５３、電子輸送性発光材料層５４、正孔輸送材
料層５５、バッファ層５６、表面凹凸状の透明電極５７
を積層したものであり、つぎのようにして製造した。

【０１３８】まず、基板としての厚み０．７ｍｍのガラ
ス基板を準備し、この上にＡｌをスパッタ法で蒸着して
約２５０ｎｍのＡｌ膜を成膜し、フォトリソグラフィに
より所定形状にパターニングして反射電極を形成した。
ついで、抵抗加熱蒸着法によって、Ｌｉからなる電子注
入層（厚み１．５ｎｍ）、Ａｌｑ₃からなる電子輸送性
発光材料層（厚み５０ｎｍ）、ＴＰＤからなる正孔輸送
材料層（厚み５０ｎｍ）、銅フタロシアニンからなるバ
ッファ層（厚み５ｎｍ）を形成した。続いて、室温下で
のスパッタ法によりＩＴＯを蒸着して厚み２２０ｎｍの
ＩＴＯ膜を形成した。そして、ＩＴＯ膜に対しアルゴン
イオンビームを照射してエッチングすることにより、表
面凹凸状の透明電極（Ｒmax ＝１５０ｎｍ、光のピーク
波長の約０．２７倍）を形成した。こうして図１９に示
す発光素子を製造した。

【０１３９】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。

【０１４０】（実施例１２）電子注入層、電子輸送性発
光材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚
みを、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、５０ｎｍ、５ｎｍ、
１１０ｎｍとした他は、実施例６と同様にして、発光素
子を製造した。

【０１４１】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は１６５ｎｍであり、光のピーク波長の３０％
であった。

【０１４２】（実施例１３）電子注入層、電子輸送性発
光材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚
みを、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、５０ｎｍ、５ｎｍ、
５５ｎｍとした他は、実施例６と同様にして、発光素子
を製造した。

【０１４３】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は１１０ｎｍであり、光のピーク波長の２０％
であった。

【０１４４】（実施例１４）電子注入層、電子輸送性発
光材料層、正孔輸送材料層、バッファ層、透明電極の厚
みを、順に１．５ｎｍ、５０ｎｍ、２０ｎｍ、５ｎｍ、
３０ｎｍとした他は、実施例６と同様にして、発光素子
を製造した。

【０１４５】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は５５ｎｍであり、光のピーク波長の１０％で
あった。

【０１４６】（実施例１５〜２３）透明電極上に実施例
１と同様のエアロゲル層と保護層とを設ける他は、実施
例６〜１４と同様にして、発光素子を製造した。

【０１４７】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は、各々実施例６〜１４と同様である。

【０１４８】（実施例２４）図２０に示すように、実施
例１４の発光素子は、基板５１上に、反射電極５２及び
表面凹凸状の光散乱層６５及び絶縁層６６と、電子注入
層５３と、電子輸送性発光材料層５４と、正孔輸送材料
層５５と、バッファ層５６と、透明電極５７とを積層し
たものであり、図２１〜図２４に示すようにして製造し
た。

【０１４９】まず、図２１に示すように、厚み０．７μ
ｍのガラス基板５１を準備し、ＡｇＰｄＣｕをスパッタ
法により蒸着して厚み３００ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜６５
ａを形成した。次いで、ＡｇＰｄＣｕ膜６５ａに対し４
００℃の熱処理を行って、表面が凹凸面（Ｒmax ＝１５
０ｎｍ、光のピーク波長の約０．２７倍）となったＡｇ
ＰｄＣｕ膜６５ｂを形成した。続いて、表面凹凸状のＡ
ｌ膜６５ｂに対しフォトリソグラフィにより所定形状に
パターニングして、光散乱層６５を形成した。

【０１５０】次に、図２２に示すように、光散乱層６５
を覆うように、ＳｉＯ₂をスパッタ法で蒸着して厚み５
０ｎｍのＳｉＯ₂膜６６ａを形成した。続いて、フォト
リソグラフィにより所定形状にパターニングして、絶縁
層６６を形成した。

【０１５１】次に、図２３に示すように、Ａｌをスパッ
タ法により蒸着して、厚み３００ｎｍのＡｌ膜５２ａを
形成した。続いて、フォトリソグラフィにより所定形状
にパターニングして島状の反射電極５２を形成した。

【０１５２】その後、図２４に示すように、抵抗加熱蒸
着法により、厚み１．５ｎｍのＬｉからなる電子注入層
５３、厚み５０ｎｍのＡｌｑ₃からなる電子輸送性発光
材料層５４、厚み５０ｎｍのＴＰＤからなる正孔輸送材
料層５５、厚み５ｎｍの銅フタロシアニンからなるバッ
ファ層５６を順次形成した。そして、室温下でのスパッ
タ法により、ＩＴＯを蒸着して厚み１１０ｎｍの透明電
極５７を形成した。こうして、図２０に示す発光素子を
製造した。

【０１５３】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。尚、発光領域におけるエア
ロゲル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面
との距離は１６５ｎｍであり、光のピーク波長の３０％
であった。

【０１５４】（比較例１）透明基板上に、ＩＴＯからな
る透明電極、銅フタロシアニンからなるバッファ層、Ｔ
ＰＤからなる正孔輸送材料層、Ａｌｑ₃からなる電子輸
送性発光材料層、Ｌｉからなる電子注入層、Ａｌからな
る反射電極を順に成膜した。すなわち、実施例１の構成
の上下を逆にして基板上に積層した。全ての層の膜厚は
実施例１と同様にした。

【０１５５】このようにして得られた発光素子の透明電
極に＋、反射電極に−の電圧を印加したところ、透明電
極側から緑色発光が確認でき、この時の電流効率（ｃｄ
／Ａ）は、後記の表１に示す値であり、取り出し効率Ｔ
は図２５に示す値であった。

【０１５６】

【表１】前記表１及び図２５より、実施例１〜２４の発光素子
は、比較例の発光素子に比べ、電流効率や取り出し効率
Ｔが高いことがわかる。特に発光領域におけるエアロゲ
ル層側の面とエアロゲル層における発光領域側の面との
距離が光のピーク波長の３０％以下（望ましくは２０％
以下で、特に望ましくは１０％以下）である場合や、散
乱面を設けた場合には、電流効率や取り出し効率Ｔが格
段に高くなることがわかる。

【０１５７】尚、発光領域におけるエアロゲル層側の面
とエアロゲル層における発光領域側の面との距離が光の
ピーク波長の１０％以下であれば、取り出し効率Ｔは下
記式（２）で近似できる。尚、式２において、発光領域
におけるエアロゲル層側の面とエアロゲル層における発
光領域側の面との距離をｄとし、光のピーク波長をλと
した。

【０１５８】Ｔ≒１−ｄ／λ （２）ちなみに、ガラス基板と複数の実施例２４の発光素子と
を用いて、前記式（１）を満たす発光素子付き基板と、
前記式（１）を満たさない発光素子付き基板とを作製し
た後、両方の発光素子付き基板について、それぞれ１の
発光素子のみに電圧を印加して発光させ、隣接する発光
素子の光取り出し面からの漏れ光を調べたところ、前記
式（１）を満たさない発光素子付き基板は、前記式
（１）を満たす発光素子付き基板に比べ、かなり漏れ光
が多かったことを確認している。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
造が容易で、かつ、外部への光の取り出し効率が高く、
しかも漏れ光による画像のにじみの少ない発光素子、表
示装置、及び照明装置が提供できるといった優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態３に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係る発光素子の理論構
成を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態５に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図７】本発明の実施の形態６に係る発光素子を模式的
に示す断面図である。

【図８】本発明の実施の形態６に係る発光素子の変形例
を模式的に示す断面図である。

【図９】本発明の実施の形態７に係る発光素子を模式的
に示す図であって、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）
は反射電極と光散乱層とが存在する面の平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態８に係る発光素子を模式
的に示す図であって、（ａ）はその断面図であり、
（ｂ）は反射電極と光散乱層とが存在する面の平面図で
ある。

【図１１】本発明の実施の形態９に係る発光素子を模式
的に示す断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態９に係る発光素子の変形
例を模式的に示す断面図である。

【図１３】実施例１に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１４】実施例５に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１５】実施例６に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１６】実施例７に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１７】実施例８に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１８】実施例９に係る発光素子を模式的に示す断面
図である。

【図１９】実施例１１に係る発光素子を模式的に示す断
面図である。

【図２０】実施例２４に係る発光素子を模式的に示す断
面図である。

【図２１】実施例２４に係る発光素子の製造方法を説明
するための模式的な要部断面図である。

【図２２】実施例２４に係る発光素子の製造方法を説明
するための模式的な要部断面図である。

【図２３】実施例２４に係る発光素子の製造方法を説明
するための模式的な要部断面図である。

【図２４】実施例２４に係る発光素子の製造方法を説明
するための模式的な要部断面図である。

【図２５】取り出し効率Ｔとｄ／λとの関係を示すグラ
フである。

【図２６】従来の有機ＥＬ素子を模式的に示す断面図で
ある。

【図２７】従来の無機ＥＬ素子を模式的に示す断面図で
ある。

【図２８】従来の発光素子における光の取り出しを示す
概念図である。

【符号の説明】

１基板２反射電極３発光領域４発光層５透明電極６光取り出し面７エアロゲル層８保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/04 Ｈ０５Ｂ 33/04 33/14 33/14 Ａ 33/22 33/22 Ｚ 33/24 33/24 33/26 33/26 Ｚ (72)発明者松尾三紀子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者八田真一郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB17 AB18 BB06 CB01 CC01 CC03 CC04 DA01 DA05 DB02 EA04 EB00 FA01 5C094 AA06 AA10 AA43 AA48 BA27 DA13 DA14 EA04 EB04 ED11 ED13 ED20 FA01 FA02 FB01 FB02 FB12 FB15 FB20 GB10 JA01 JA08 JA13 JA20 5G435 AA02 AA03 AA08 AA17 BB05 EE21 FF03 FF06 HH03 HH12 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、発光領域を有する発光層を
備えた積層構造である発光素子であって、前記発光素子中に屈折率が略１の層を有し、且つ前記発
光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前記屈折
率が略１の層における前記発光領域側の面との距離が、
光のピーク波長の５０％以下となるように規制されるこ
とを特徴とする発光素子。
【請求項２】請求項１に記載の発光素子であって、基板上に、光反射性の第１の電極層と、前記発光領域を
有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率が
略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項３】請求項２に記載の発光素子であって、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４】請求項１に記載の発光素子であって、基板上に、反射層と、透明な第１の電極層と、発光領域
を有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率
が略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とす
る発光素子。
【請求項５】請求項４に記載の発光素子であって、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項６】請求項１に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項７】請求項２に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項８】請求項３に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項９】請求項４に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１０】請求項５に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１１】請求項１に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１２】請求項２に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１３】請求項３に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１４】請求項４に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１５】請求項５に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１６】請求項１に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１７】請求項２に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１８】請求項３に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１９】請求項４に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項２０】請求項５に記載の発光素子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項２１】請求項１に記載の発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項２２】請求項２に記載の発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴と１る発光素子。
【請求項２３】請求項３に記載の発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項２４】請求項４に記載の発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項２５】請求項５に記載の発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項２６】発光層と、前記発光層で発光する光を
取り出す光取り出し面と、前記発光層と対向するように
設けられ前記発光層から発光する光を反射する反射層
と、前記発光層から光を取り出す方向に屈折率が大から
小に変化する境界面と、少なくとも前記反射層表面、前
記境界面に接する部位、又は、前記反射層と前記発光層
との間に設けられた光散乱部と、を備えた積層構造を有
する発光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離をｔ、前記発光素
子の面内方向の任意の二点間距離のうち最も長い距離を
Ｌ、前記境界面における臨界角をθ、前記発光層の屈折
率をｎとした場合、下記の式（１）を満たしていること
を特徴とする発光素子。ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）
【請求項２７】請求項２６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記反射層の表面の凹凸面であること
を特徴とする発光素子。
【請求項２８】請求項２６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記光取り出し面上の凹凸面であるこ
とを特徴とする発光素子。
【請求項２９】請求項２７に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項３０】請求項２８に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項３１】請求項２９に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、ポリマーからなることを特徴とする発
光素子。
【請求項３２】請求項３０に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、ポリマーからなることを特徴とする発
光素子。
【請求項３３】請求項２９に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、導電性ポリマーからなることを特
徴とする発光素子。
【請求項３４】請求項３０に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、導電性ポリマーからなることを特徴と
する発光素子。
【請求項３５】請求項２７から３４に記載の発光素子
であって、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項３６】請求項２６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部は母材とこの母材に分散される添加材とか
らなり、前記母材と前記添加材との屈折率が異なってい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項３７】請求項３６に記載の発光素子であっ
て、前記添加材は前記母材に均一に分散されていることを特
徴とする発光素子。
【請求項３８】請求項３６に記載の発光素子であっ
て、前記添加材は前記母材に不均一に分散されていることを
特徴とする発光素子。
【請求項３９】請求項３６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部は、母材であるＩＴＯ中に無機物微粒子及
び金属微粒子からなる群から選択される一種の添加材が
分散された透明な電極層が兼用することを特徴とする発
光素子。
【請求項４０】請求項３６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部は、母材であるポリマー中に無機物微粒子
及び金属微粒子からなる群から選択される一種の添加材
が分散された光散乱層からなることを特徴とする発光素
子。
【請求項４１】請求項２６から４０に記載の発光素子
であって、基板上に、光反射性の第１の電極層と、発光領域を有す
る発光層と、透明な第２の電極層とがこの順で設けられ
ていることを特徴とする発光素子。
【請求項４２】請求項２６から４０に記載の発光素子
であって、基板上に、絶縁反射層と、透明な第１の電極層と、発光
領域を有する発光層と、透明な第２の電極層とがこの順
で設けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項４３】請求項４１に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記光反射性の第１電極層の表面の凹
凸面であることを特徴とする発光素子。
【請求項４４】請求項４２に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記絶縁反射層の表面の凹凸面である
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４５】少なくとも、発光領域を有する発光層
と、前記発光領域で発光した光を反射する反射層とを備
えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取り出
し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光素子
であって、前記反射層の一部に、光散乱部が存在していることを特
徴とする発光素子。
【請求項４６】請求項４５に記載の発光素子であっ
て、少なくとも、発光領域を有する発光層と、前記発光領域
で発光した光を反射する第１の電極層とを備えた積層構
造であり、前記反射層が前記第１の電極層で構成される
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４７】請求項４５に記載の発光素子であっ
て、前記第１の電極層の一部に非発光面が存在し、この非発
光面に前記光散乱部が設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項４８】請求項４５に記載の発光素子であっ
て、前記反射層が島状又は格子状であることを特徴とする発
光素子。
【請求項４９】請求項４８に記載の発光素子であっ
て、前記反射層が島状である場合に、この島状の反射層が複
数存在することを特徴とする発光素子。
【請求項５０】請求項４８に記載の発光素子であっ
て、前記発光層と前記光取り出し面との間に、発光層から光
取り出し面方向に屈折率が大から小に変化する境界面を
有する場合に、前記反射層と前記境界面との間の距離を
ｔ、前記発光素子の面内方向の任意の二点間距離のうち
最も長い距離をＬ、前記境界面における臨界角をθ、前
記発光層の屈折率をｎとした場合、下記の式（１）を満
たしていることを特徴とする発光素子。ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）
【請求項５１】請求項４９に記載の発光素子であっ
て、前記発光層と前記光取り出し面との間に、発光層から光
取り出し面方向に屈折率が大から小に変化する境界面を
有する場合に、前記反射層と前記境界面との間の距離を
ｔ、前記発光素子の面内方向の任意の二点間距離のうち
最も長い距離をＬ、前記境界面における臨界角をθ、前
記発光層の屈折率をｎとした場合、下記の式（１）を満
たしていることを特徴とする発光素子。ｔ＜（ｎｃｏｓθ／２）×Ｌ ... （１）
【請求項５２】請求項４５に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、凹凸面であることを特徴とする発光素
子。
【請求項５３】請求項４６に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、凹凸面であることを特徴とする発光素
子。
【請求項５４】請求項４７に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、凹凸面であることを特徴とする発光素
子。
【請求項５５】請求項５２に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項５６】請求項５３に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項５７】請求項５４に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項５８】請求項５２に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項５９】請求項５３に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項６０】請求項５４に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項６１】請求項５８に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、ポリマーからなることを特徴とする発
光素子。
【請求項６２】請求項５９に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、ポリマーからなることを特徴とする発
光素子。
【請求項６３】請求項６０に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、ポリマーからなることを特徴とする発
光素子。
【請求項６４】請求項５８に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、導電性ポリマーからなることを特徴と
する発光素子。
【請求項６５】請求項５９に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、導電性ポリマーからなることを特徴と
する発光素子。
【請求項６６】請求項６０に記載の発光素子であっ
て、前記平坦化層が、導電性ポリマーからなることを特徴と
する発光素子。
【請求項６７】少なくとも、発光領域を有する発光層
を備えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取
り出し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光
素子であって、前記発光素子中に屈折率が略１の屈折率が略１の層を有
し、且つ前記発光領域における前記屈折率が略１の層側
の面と前記屈折率が略１の層における前記発光領域側の
面との距離が、光のピーク波長の５０％以下となるよう
に規制され、更に、前記発光素子中に光散乱部を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項６８】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、基板上に、光反射性の第１の電極層と、前記発光領域を
有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率が
略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項６９】請求項６８に記載の発光素子であっ
て、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項７０】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、基板上に、反射層と、透明な第１の電極層と、発光領域
を有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率
が略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とす
る発光素子。
【請求項７１】請求項７０に記載の発光素子であっ
て、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項７２】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項７３】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項７４】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項７５】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項７６】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記反射層の表面の凹凸面であること
を特徴とする発光素子。
【請求項７７】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部が、前記光取り出し面上の凹凸面であるこ
とを特徴とする発光素子。
【請求項７８】請求項７６に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項７９】請求項７７に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項８０】請求項７６から７９に記載の発光素子
であって、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項８１】請求項６７に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部は母材とこの母材に分散される添加材とか
らなり、前記母材と前記添加材との屈折率が異なってい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項８２】少なくとも、発光領域を有する発光層
を備えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取
り出し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光
素子であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の５０％以下と
なるように規制され、且つ、前記発光素子中に光散乱部
を有することを特徴とする発光素子。
【請求項８３】請求項８２に記載の発光素子であっ
て、基板上に、光反射性の第１の電極層と、前記発光領域を
有する発光層と、透明な第２の電極層ととがこの順で設
けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項８４】請求項８２に記載の発光素子であっ
て、基板上に、反射層と、透明な第１の電極層と、発光領域
を有する発光層と、透明な第２の電極層とがこの順で設
けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項８５】請求項８２から８４に記載の発光素子
であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の３０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項８６】請求項８２から８４に記載の発光素子
であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の２０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項８７】請求項８２から８４に記載の発光素子
であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の１０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項８８】請求項８２から８７に記載の発光素子
であって、前記光散乱部が、前記反射層の表面の凹凸面であること
を特徴とする発光素子。
【請求項８９】請求項８２から８７に記載の発光素子
であって、前記光散乱部が、前記光取り出し面上の凹凸面であるこ
とを特徴とする発光素子。
【請求項９０】請求項８８に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項９１】請求項８９に記載の発光素子であっ
て、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項９２】請求項８８から９１に記載の発光素子
であって、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項９３】請求項８２に記載の発光素子であっ
て、前記光散乱部は母材とこの母材に分散される添加材とか
らなり、前記母材と前記添加材との屈折率が異なってい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項９４】少なくとも、発光領域を有する発光層
を備えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光取
り出し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発光
素子であって、前記発光素子中に屈折率が略１の屈折率が略１の層を有
し、且つ前記発光領域における前記屈折率が略１の層側
の面と前記屈折率が略１の層における前記発光領域側の
面との距離が、光のピーク波長の５０％以下となるよう
に規制され、更に、前記積層構造中に前記発光領域で発
光した光を反射する反射層を有し、この反射層の一部に
光散乱部が存在していることを特徴とする発光素子。
【請求項９５】請求項９４に記載の発光素子であっ
て、基板上に、光反射性の第１の電極層と、前記発光領域を
有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率が
略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項９６】請求項９５に記載の発光素子であっ
て、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項９７】請求項９４に記載の発光素子であっ
て、基板上に、反射層と、透明な第１の電極層と、発光領域
を有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率
が略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とす
る発光素子。
【請求項９８】請求項９７に記載の発光素子であっ
て、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成されている
ことを特徴とする発光素子。
【請求項９９】請求項９４から９８に記載の発光素子
であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の３０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１００】請求項９４から９８に記載の発光素
子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の２０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１０１】請求項９４から９８に記載の発光素
子であって、前記発光領域における前記屈折率が略１の層側の面と前
記屈折率が略１の層における前記発光領域側の面との距
離が、光のピーク波長の１０％以下となるように規制さ
れることを特徴とする発光素子。
【請求項１０２】請求項９４から１０１に記載の発光
素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項１０３】請求項９４に記載の発光素子であっ
て、少なくとも、発光領域を有する発光層と、前記発光領域
で発光した光を反射する第１の電極層とを備えた積層構
造であり、前記反射層が前記第１の電極層で構成される
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１０４】請求項１０３に記載の発光素子であ
って、前記第１の電極層の一部に非発光面が存在し、この非発
光面に前記光散乱部が設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項１０５】請求項１０３に記載の発光素子であ
って、前記反射層が島状又は格子状であることを特徴とする発
光素子。
【請求項１０６】請求項１０５に記載の発光素子であ
って、前記反射層が島状である場合に、この島状の反射層が複
数存在することを特徴とする発光素子。
【請求項１０７】請求項１０４に記載の発光素子であ
って、前記光散乱部が、凹凸面であることを特徴とする発光素
子。
【請求項１０８】請求項１０７に記載の発光素子であ
って、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項１０９】請求項１０７又は１０８に記載の発
光素子であって、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項１１０】少なくとも、発光領域を有する発光
層を備えた積層構造であり、前記発光領域と離隔した光
取り出し面より前記発光領域で発光する光を取り出す発
光素子であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の５０％以下と
なるように規制され、且つ、前記積層構造中に前記発光
領域で発光した光を反射する反射層を有し、この反射層
の一部に光散乱部が存在していることを特徴とする発光
素子。
【請求項１１１】請求項１１０に記載の発光素子であ
って、基板上に、光反射性の第１の電極層と、前記発光領域を
有する発光層と、透明な第２の電極層とがこの順で設け
られていることを特徴とする発光素子。
【請求項１１２】請求項１１０に記載の発光素子であ
って、基板上に、反射層と、透明な第１の電極層と、発光領域
を有する発光層と、透明な第２の電極層と、前記屈折率
が略１の層とがこの順で設けられていることを特徴とす
る発光素子。
【請求項１１３】請求項１１０から１１２に記載の発
光素子であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の３０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項１１４】請求項１１０から１１２に記載の発
光素子であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の２０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項１１５】請求項１１０から１１２に記載の発
光素子であって、前記発光領域における前記光取り出し面側の面と前記光
取り出し面との距離が、光のピーク波長の１０％以下と
なるように規制されることを特徴とする発光素子。
【請求項１１６】請求項１１０から１１５に記載の発
光素子であって、前記反射層と前記境界面との間の距離ｔが５００μｍ以
下であることを特徴とする発光素子。
【請求項１１７】請求項１１０から１１６に記載の発
光素子であって、少なくとも、発光領域を有する発光層と、前記発光領域
で発光した光を反射する第１の電極層とを備えた積層構
造であり、前記反射層が前記第１の電極層で構成される
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１１８】請求項１１０に記載の発光素子であ
って、前記第１の電極層の一部に非発光面が存在し、この非発
光面に前記光散乱部が設けられていることを特徴とする
発光素子。
【請求項１１９】請求項１１０に記載の発光素子であ
って、前記反射層が島状又は格子状であることを特徴とする発
光素子。
【請求項１２０】請求項１１９に記載の発光素子であ
って、前記反射層が島状である場合に、この島状の反射層が複
数存在することを特徴とする発光素子。
【請求項１２１】請求項１１０に記載の発光素子であ
って、前記光散乱部が、凹凸面であることを特徴とする発光素
子。
【請求項１２２】請求項１２１に記載の発光素子であ
って、前記凹凸面の表面粗さの最大値（Ｒmax ）が、光のピー
ク波長の１／４以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項１２３】請求項１２１又は１２２に記載の発
光素子であって、前記凹凸面を平坦化するための平坦化層が設けられてい
ることを特徴とする発光素子。
【請求項１２４】請求項１から２５に記載の発光素子
であって、前記屈折率が略１の層としてエアロゲル層を用いたこと
を特徴とする発光素子。
【請求項１２５】請求項６７から８１に記載の発光素
子であって、前記屈折率が略１の層としてエアロゲル層を用いたこと
を特徴とする発光素子。
【請求項１２６】請求項９４から１０９に記載の発光
素子であって、前記屈折率が略１の層としてエアロゲル層を用いたこと
を特徴とする発光素子。
【請求項１２７】請求項２６に記載の発光素子であっ
て、前記境界面の膜上に屈折率が略１の層が形成され、この
屈折率が略１の層の露出表面が前記光取り出し面となる
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１２８】請求項１２７に記載の発光素子であ
って、前記屈折率が略１の層の膜上に保護層が形成され、この
保護層の露出表面が前記光取り出し面となることを特徴
とする発光素子。
【請求項１２９】請求項２６に記載の発光素子であっ
て、前記境界面の膜上にに別途の層が存在せず、前記境界面
が前記光取り出し面となることを特徴とする発光素子。
【請求項１３０】請求項１〜１２９に記載の発光素子
を用いたことを特徴とする表示装置。
【請求項１３１】請求項１〜１２９に記載の発光素子
を用いたことを特徴とする表示装置。