JP2012059609A - 補助電極を有する透明電極、発光素子、太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】補助電極の反射率を高めることで、光の利用効率を向上させた透明電極を提供することである。
【解決手段】透明基板１４との間に補助電極１６を有する透明電極１３において、補助電極１６の透明基板１４側に透明基板１４よりも屈折率の低い第１低屈折率層１７を、補助電極１６の透明電極１３側に透明電極１３よりも屈折率の低い第２低屈折率層１８を設けた構成とする。
【選択図】図１
【解決手段】透明基板１４との間に補助電極１６を有する透明電極１３において、補助電極１６の透明基板１４側に透明基板１４よりも屈折率の低い第１低屈折率層１７を、補助電極１６の透明電極１３側に透明電極１３よりも屈折率の低い第２低屈折率層１８を設けた構成とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、補助電極を有する透明電極と、それを備えた発光素子又はそれを備えた太陽電池に関する。
現在、薄型の発光材料として有機ＥＬ（Electro Luminescence）又は無機ＥＬといった面状の発光素子が注目されている。この発光素子は、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れている。
一般に面状の発光素子は不透明な金属電極と透明電極との間に、電圧をかけると発光する材料を挟んだ構成となっている。ここで、発光面積を大面積化すると、透明電極は材質上、抵抗値を十分低くできないので、給電点から遠くなるにつれ透明電極の抵抗により電圧降下が生じ、十分な発光が得られず均一な発光を得ることが難しいという問題がある。
この問題の解決策としては、透明電極表面にストライプ状又はグリッド状の金属製の補助電極を設け、電圧降下を抑制するという技術がある（特許文献１、２参照）。
しかしながら、補助電極を用いる場合、光の利用効率を上げるために発光面の面積に対して補助電極が占有していない割合（開口率）を大きくする必要があるが、補助電極を用いる以上、開口率を１００％にすることはできない。
また、このような発光素子においては基板内で全反射する光があるため、光の取り出し効率（光の利用効率）が低いという問題もある。この問題の解決策としては、出射面にマイクロレンズや拡散板等の光取り出しシートを設けて全反射を抑制する技術がある。
しかしながら、光取り出しシートでは全反射を完全には抑制できないため、全ての光を一度で取り出すことは困難である。したがって、光の一部は全反射により再び基板内部に戻され、補助電極又は金属電極で反射されて再び光取り出しシートに入射することで、外部へ出るチャンスが与えられる。よって、補助電極や金属電極の反射率によって光の利用効率が変わってくる。
本発明は、補助電極の反射率を高めることで、光の利用効率を向上させた透明電極を提供することを目的とする。また、該透明電極を用いた発光素子又は太陽電池を提供することも目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、透明基板との間に補助電極を有する透明電極において、前記補助電極の前記透明基板側に前記透明基板よりも屈折率の低い第１低屈折率層及び／又は前記補助電極の前記透明電極側に前記透明電極よりも屈折率の低い第２低屈折率層を設けたことを特徴とする。
上記の透明電極において、前記第１低屈折率層が前記透明基板の全面に亘って形成されている構成としてもよい。
また上記の透明電極において、前記第２低屈折率層が前記透明電極の全面に亘って形成されている構成としてもよい。
また上記の透明電極において、前記第１及び／又は第２低屈折率層の光学厚みが使用波長の１／２以下であることが望ましい。
また上記の透明電極において、前記第１及び／又は第２低屈折率層の光学厚みが使用波長の１／４以下であることが望ましい。
また本発明は、上記の透明電極を用いた発光素子又は太陽電池とする。
本発明によると、透明電極において補助電極の反射率を高めることで、補助電極に吸収される光を減らし、光の利用効率を向上させることができる。
以下、本発明において透明とは使用波長に対して透過性があるという意味で用いる。図１は、本発明の発光素子の概略断面図である。発光素子１０は面状の有機発光素子であり、図中の下層から順に、裏面電極１１、有機発光層１２、透明電極１３、透明基板１４、光の角度を変える素子１５が積層されて構成される。この発光素子１０は、透明基板１４の透明電極１３とは反対面を光取り出し面とする、いわゆるボトムエミッション方式である。
裏面電極１１は、陽極又は陰極としての役割と光を透明基板１４側に反射させるミラーとしての役割があり、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、チタン、ナトリウム、カルシウム等の高反射率（例えば６０％以上）の金属材料又はそれらの何れかを含む合金などを用いることができる。
有機発光層１２は、発光層を含む有機化合物または錯体の単層または複数層であり、例えば、陽極と接する正孔輸送層、発光材料で形成された発光層、陰極と接する電子輸送層等からなり、数ｎｍから数百ｎｍの厚みである。屈折率は１．８前後である。また、フッ化リチウム層や無機金属塩の層或いはそれらを含有する層等が、任意の位置に形成されていてもよい。発光層は少なくとも一種の発光材からなるもので、蛍光発光性化合物又は燐光発光性化合物等を用いることができる。
有機発光層１２の構成としては、上述の構成も含めて例えば、以下の（ｉ）〜（ｖ）の構成などを採用できる。
（ｉ）（陽極）／発光層／電子輸送層／（陰極）
（ii）（陽極）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／（陰極）
（iii）（陽極）／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／（陰極）
（iv）（陽極）／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
（ｖ）（陽極）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
（ｉ）（陽極）／発光層／電子輸送層／（陰極）
（ii）（陽極）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／（陰極）
（iii）（陽極）／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／（陰極）
（iv）（陽極）／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
（ｖ）（陽極）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
正孔輸送層は正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送層は電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
正孔注入層及び電子注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と発光層間に設けられる層のことである。
透明電極１３は、裏面電極１１の反対電極であり、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の透過率が４０％以上の導電性透明材料の層上に、補助電極１６と、補助電極１６の透明基板１４側に積層された第１低屈折率層１７と、補助電極１６の透明電極１３側（導電性透明材料側）に積層された第２低屈折率層１８とを有するものである。導電性透明材料は有機発光層１２と同じく１．８前後の屈折率のものを用いることが多い。
補助電極１６は導電性の高い、例えば、銀等の金属であり、グリッド状又はストライプ状などの形状とする。そして、第１低屈折率層１７には透明基板１４よりも屈折率の低い材料を用い、第２低屈折率層１８には透明電極１３の導電性透明材料よりも屈折率の低い材料を用いる。第１低屈折率層１７、第２低屈折率層１８の材料としては、例えば、フッ化マグネシウム、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホン酸）などを用いることができる。なお、第１低屈折率層１７又は第２低屈折率層１８の一方だけ設けるようにしてもよい。
透明基板１４は、ガラスや樹脂であり、例えば、０．１〜１ｍｍの厚みである。好ましくは、有機発光素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。透明基板１４をフレキシブルなフィルム状の基材で形成することにより、面光源を湾曲させることができ、種々の方向に向かって発光させることができる。
光の角度を変える素子１５は、光取り出し側の表面が凹凸形状であればよく、例えば、マイクロレンズ、プリズム台、円錐、角錐、円錐台、角錐台、ランダムな凹凸などの形状を採用できる。
そして、透明基板１４上に、透明電極１３と有機発光層１２と裏面電極１１とを積層し、一方の端部で透明電極１３を露出させ、他方の端部で裏面電極１１を露出させて電極部を形成し、この電極部を電源部（不図示）の各々の電源配線（不図示）に接続し、有機発光層１２に所定の直流電圧を印加して発光させる。
なお、発光素子１０を構成する有機化合物は、水分や大気中の酸素により劣化するため、透湿防止層（ガスバリア層）で封止して外部雰囲気から遮断して使用される。この透湿防止層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
次に、有機発光素子１０の作製方法の一例として、透明基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる素子の作製法を説明する。
まず、透明基板１４上に補助電極の形状の開口部を有するステンレス製のステンシルテンプレートを載せ、第１低屈折率層１７としてフッ化マグネシウムを蒸着し、次に補助電極１６として銀を蒸着し、次に第２低屈折率層１８としてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを塗布し、次にステンシルテンプレートを外して導電性透明材料としてＩＴＯの薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、スパッタリングすることで陽極を作製する。
そして、この上に有機発光層１２である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機化合物薄膜を形成させる。
これら各層の形成方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があり、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点からは、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。
有機発光層１２を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる裏面電極１１の薄膜を１μｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陰極を作製する。このようにして発光素子１０が得られる。
次に、このような発光素子１０で発生した光が取り出されるまでの経路を説明する。図１に示すように、有機発光層１２で発生したある光２０は、透明電極１３、透明基板１４、光の角度を変える素子１５を透過して素子外に取り出される。またある光２１は、透明電極１３、透明基板１４を透過し、光の角度を変える素子２１に入射し、その凹凸形状の表面で反射し、透明基板１４を透過し、第１低屈折率層１７の表面で反射し、光の角度を変える素子１５を透過して素子外に取り出される。またある光２２は、透明電極１３に入射し、第２低屈折率層１８の表面で反射し、有機発光層１２を透過し、裏面電極１１の表面で反射し、透明電極１３、透明基板１４、光の角度を変える素子１５を透過して素子外に取り出される。
このように、光２１は補助電極１６で反射されるが、補助電極１６の表面に第１低屈折率層１７が設けられていることにより、光２１は屈折率の相対的に高い透明基板から屈折率の相対的に低い第１低屈折率層１７に入射することになるので、第１低屈折率層１７を設けない場合よりも反射率が高く、すなわち吸収が少なくロスが少ないので、最終的により多くの光を取り出すことができる。
同様に、光２２も補助電極１６で反射されるが、補助電極１６の表面に第２低屈折率層１８が設けられていることにより、光２２は屈折率の相対的に高い透明電極１３の導電性透明材料から屈折率の相対的に低い第２低屈折率層１８に入射することになるので、第２低屈折率層１８を設けない場合よりも反射率が高く、最終的により多くの光を取り出すことができる。つまり、補助電極１６の表面に第１低屈折率層１７や第２低屈折率層１８を設けて反射率を高めることで、光の利用効率を向上させている。
図２は、他の形態の発光素子２５の概略断面図である。第１低屈折率層１７が透明基板１４の全面に亘って形成されており、第２低屈折率層１８が省略されている点以外は図１の構成と同様である。当然、第１低屈折率層１７には透明材料を用いる。
この構成によれば、第１低屈折率層１７を形成する際にステンシルテンプレートなどを使う必要がない。
ここでは有機発光素子を例に説明したが、本発明は無機発光素子にも同様に適用できる。また、上記の実施形態ではボトムエミッション方式を例に説明したが、トップエミッション方式の場合も、透明電極の出射側に透明基板と同じような透明な封止層を設けるので、本明細書では透明基板という用語はトップエミッション方式では封止層のことを指すものとする。
また、本発明は太陽電池などの受光素子にも適用できる。図３は、本発明の受光素子の概略断面図である。図１と同様の部材には同符号を付してその詳細な説明を省略する。受光素子３０は面状であり、図中の下層から順に、裏面電極１１、受光層３２、透明電極１３、透明基板１４、光の角度を変える素子１５が積層されて構成される。
そして、透明基板１４上に、透明電極１３と受光層３２と裏面電極１１とを積層し、一方の端部で透明電極１３を露出させ、他方の端部で裏面電極１１を露出させて電極部を形成し、この電極部を蓄電池などに接続し、電力を取り出す。
このような受光素子３０の受光層３２に光が取り込まれるまでの経路を説明する。図３に示すように、太陽光等の外部からの光４０は、光の角度を変える素子１５に入射し、透明基板１４、透明電極１３を透過して受光層３２で吸収される。またある光４１は、光の角度を変える素子１５に入射し、透明基板１４を透過し、第１低屈折率層１７の表面で反射し、光の角度を変える素子２１に入射し、その凹凸形状の表面で反射し、透明基板１４、透明電極１３を透過して受光層３２で吸収される。またある光４２は、光の角度を変える素子１５に入射し、透明基板１４、透明電極１３、受光層３２を透過し、裏面電極１１の表面で反射し、透明電極１３に入射し、第２低屈折率層１８の表面で反射し、受光層３２で吸収される。
このように、光４１は補助電極１６で反射されるが、補助電極１６の表面に第１低屈折率層１７が設けられていることにより、光４１は屈折率の相対的に高い透明基板から屈折率の相対的に低い第１低屈折率層１７に入射することになるので、第１低屈折率層１７を設けない場合よりも反射率が高く、最終的により多くの光を取り込むことができる。
同様に、光４２も補助電極１６で反射されるが、補助電極１６の表面に第２低屈折率層１８が設けられていることにより、光４２は屈折率の相対的に高い透明電極１３の導電性透明材料から屈折率の相対的に低い第２低屈折率層１８に入射することになるので、第２低屈折率層１８を設けない場合よりも反射率が高く、最終的により多くの光を取り出すことができる。つまり、補助電極１６の表面に第１低屈折率層１７や第２低屈折率層１８を設けて反射率を高めることで、光の利用効率を向上させている。なお、図２の構成は受光素子にも同様に適用することができる。
以下、透明基板１４から第１低屈折率層１７へ入射する光の反射率、透明電極１３の導電性透明材料から第２低屈折率層１８へ入射する光の反射率を低屈折率層の層厚を変化させて計算した実施例を示す。
（実施例１）
実施例１では、屈折率１．５のガラス（透明基板１４）と、層厚５ｎｍで屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）と、銀電極（補助電極１６）とを用いた。そして、透明基板１４から第１低屈折率層１７へ入射する光の反射率を計算した。比較例として、第１低屈折率層１７を省き、屈折率１．５のガラス（透明基板１４）から銀電極（補助電極１６）へ入射する光の反射率も計算した。
実施例１では、屈折率１．５のガラス（透明基板１４）と、層厚５ｎｍで屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）と、銀電極（補助電極１６）とを用いた。そして、透明基板１４から第１低屈折率層１７へ入射する光の反射率を計算した。比較例として、第１低屈折率層１７を省き、屈折率１．５のガラス（透明基板１４）から銀電極（補助電極１６）へ入射する光の反射率も計算した。
図４は、実施例１の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１であり、実線が比較例である。
（実施例２）
実施例２では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図５は、実施例２の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例２であり、実線が比較例である。
実施例２では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図５は、実施例２の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例２であり、実線が比較例である。
（実施例３）
実施例３では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を２０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図６は、実施例３の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例３であり、実線が比較例である。
実施例３では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を２０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図６は、実施例３の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例３であり、実線が比較例である。
（実施例４）
実施例４では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を５０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図７は、実施例４の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例４であり、実線が比較例である。
実施例４では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を５０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図７は、実施例４の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例４であり、実線が比較例である。
（実施例５）
実施例５では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を６０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図８は、実施例５の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例５であり、実線が比較例である。
実施例５では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を６０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図８は、実施例５の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例５であり、実線が比較例である。
（実施例６）
実施例６では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図９は、実施例６の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例６であり、実線が比較例である。
実施例６では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図９は、実施例６の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例６であり、実線が比較例である。
（実施例７）
実施例７では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を２００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１０は、実施例７の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例７であり、実線が比較例である。
実施例７では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を２００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１０は、実施例７の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例７であり、実線が比較例である。
（実施例８）
実施例８では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を３００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１１は、実施例８の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例８であり、実線が比較例である。
実施例８では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を３００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１１は、実施例８の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例８であり、実線が比較例である。
（実施例９）
実施例９では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を５００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１２は、実施例９の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例９であり、実線が比較例である。
実施例９では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を５００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１２は、実施例９の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例９であり、実線が比較例である。
（実施例１０）
実施例１０では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を７００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１３は、実施例１０の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１０であり、実線が比較例である。
実施例１０では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を７００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１３は、実施例１０の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１０であり、実線が比較例である。
（実施例１１）
実施例１１では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１０００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１４は、実施例１１の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１１であり、実線が比較例である。
実施例１１では、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を１０００ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１４は、実施例１１の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１１であり、実線が比較例である。
（比較例１）
比較例１では、屈折率１．５のガラス（透明基板）と、層厚６０ｎｍで屈折率２．０の酸化チタンと、銀電極（補助電極）とを用いた。そして、透明基板から酸化チタンへ入射する光の反射率を計算した。
比較例１では、屈折率１．５のガラス（透明基板）と、層厚６０ｎｍで屈折率２．０の酸化チタンと、銀電極（補助電極）とを用いた。そして、透明基板から酸化チタンへ入射する光の反射率を計算した。
図１５は、比較例１の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が比較例１であり、実線が実施例１で計算した比較例である。
（実施例１２）
実施例１２では、透明基板１４として屈折率１．８のガラスを用い、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を６０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１６は、実施例１２の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１２であり、実線が比較例である。
実施例１２では、透明基板１４として屈折率１．８のガラスを用い、屈折率１．３５のフッ化マグネシウム（第１低屈折率層１７）の層厚を６０ｎｍとした。それ以外は実施例１と同条件である。図１６は、実施例１２の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１２であり、実線が比較例である。
（実施例１３）
実施例１３では、透明基板１４として屈折率１．８のガラスを用い、第１低屈折率層１７として層厚６０ｎｍで屈折率１．４５の石英を用いた。それ以外は実施例１と同条件である。図１７は、実施例１３の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１３であり、実線が比較例である。
実施例１３では、透明基板１４として屈折率１．８のガラスを用い、第１低屈折率層１７として層厚６０ｎｍで屈折率１．４５の石英を用いた。それ以外は実施例１と同条件である。図１７は、実施例１３の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１３であり、実線が比較例である。
（実施例１４）
実施例１４では、屈折率１．９のＩＴＯ（透明電極１３の導電性透明材料）と、層厚６０ｎｍで屈折率１．４５のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（第２低屈折率層１８）と、銀電極（補助電極１６）とを用いた。そして、透明電極１３の導電性透明材料から第２低屈折率層１８へ入射する光の反射率を計算した。比較例として、第２低屈折率層１８を省き、屈折率１．９のＩＴＯ（透明電極１３の導電性透明材料）から銀電極（補助電極１６）へ入射する光の反射率も計算した。
実施例１４では、屈折率１．９のＩＴＯ（透明電極１３の導電性透明材料）と、層厚６０ｎｍで屈折率１．４５のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（第２低屈折率層１８）と、銀電極（補助電極１６）とを用いた。そして、透明電極１３の導電性透明材料から第２低屈折率層１８へ入射する光の反射率を計算した。比較例として、第２低屈折率層１８を省き、屈折率１．９のＩＴＯ（透明電極１３の導電性透明材料）から銀電極（補助電極１６）へ入射する光の反射率も計算した。
図１８は、実施例１４の光の波長に対する反射率を示すグラフである。破線が実施例１４であり、実線が比較例である。
実施例１〜１１（図４〜１４）は、第１低屈折率層１７の層厚を順に厚くしたものである。グラフの全波長領域で比べると、実施例１〜６（図４〜９）で比較例の反射率を上回っていることがわかる。したがって、実施例１〜５の条件では４００〜８００ｎｍを使用波長とすれば光の利用効率が向上するといえる。
また、実施例７〜１１（図１０〜１４）では、反射率は波長によって比較例よりも高い場合と低い場合とがある。一般に有機発光素子等の白色光は２又は３色の光を混合して作られているので、例えば、実施例９（図１２）の条件では６３０ｎｍの赤色光、５２０ｎｍの緑色光、４２０ｎｍの青色光を使用すればそれぞれの波長で反射率が向上しているので、光の利用効率が向上する。
また、比較例１（図１５）では酸化チタンを設けない場合に比べてほとんどの波長で反射率が低下している。このことから、透明基板よりも高屈折率の材料を補助電極の透明基板側へ設けると、光の利用効率が低下するといえる。
また、実施例１２〜１４（図１６〜１８）でも実施例１〜６（図４〜９）と同様にグラフの全波長領域で比較例の反射率を上回っているので、４００〜８００ｎｍを使用波長とすれば光の利用効率が向上するといえる。
なお、４００〜８００ｎｍを使用波長とすれば、第１、第２低屈折率層１７、１８の光学厚みが使用波長の１／２以下であることが好ましく、１／４以下であることがさらに好ましい。
本発明は、有機ＥＬや無機ＥＬなどの発光素子、液晶パネル、太陽電池など、補助電極を有する透明電極を用いる素子に利用することができる。
１０、２５ 発光素子
１３ 透明電極
１４ 透明基板
１６ 補助電極
１７ 第１低屈折率層
１８ 第２低屈折率層
３０ 太陽電池
１３ 透明電極
１４ 透明基板
１６ 補助電極
１７ 第１低屈折率層
１８ 第２低屈折率層
３０ 太陽電池
Claims (7)
- 透明基板との間に補助電極を有する透明電極において、
前記補助電極の前記透明基板側に前記透明基板よりも屈折率の低い第１低屈折率層及び／又は前記補助電極の前記透明電極側に前記透明電極よりも屈折率の低い第２低屈折率層を設けたことを特徴とする透明電極。 - 前記第１低屈折率層が前記透明基板の全面に亘って形成されていることを特徴とする請求項１記載の透明電極。
- 前記第２低屈折率層が前記透明電極の全面に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の透明電極。
- 前記第１及び／又は第２低屈折率層の光学厚みが使用波長の１／２以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の透明電極。
- 前記第１及び／又は第２低屈折率層の光学厚みが使用波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の透明電極。
- 請求項１〜５の何れかに記載の透明電極を用いた発光素子。
- 請求項１〜５の何れかに記載の透明電極を用いた太陽電池。
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