JP2016018755A

JP2016018755A - 発光素子

Info

Publication number: JP2016018755A
Application number: JP2014142928A
Authority: JP
Inventors: 信彦加藤; Nobuhiko Kato
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2016-02-01

Abstract

【課題】より効果的に発光素子の光取り出し効率を向上する。【解決手段】発光素子１００は、相互に積層された複数の層を有し、複数の層には発光層が含まれている。複数の層には、第１の層（例えば透光層１１０）と、第１の層とは屈折率が異なる第２の層（例えば第１電極１３０）と、一方の面が凹凸面１１５となっている凹凸層１２０と、が含まれている。凹凸層１２０の一方の面は、第１の層と接しており、凹凸層１２０の他方の面は第２の層に接している。凹凸層１２０は、凹凸層１２０の内部で光を散乱させる散乱層である。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子に関する。

有機発光層を有する有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光素子、或いはその他の発光素子においては、発生した光のうち外部に放射される光の割合（光取り出し効率）を向上することが望まれている。

発光素子の光取り出し効率向上に関して、各種の先行技術がある。

特許文献１には、透光性基板と、透光性基板の表面に形成される透明導電膜とからなる面発光素子用基板が記載されている。透光性基板は、ピラミッド形状、レンズ形状などの凹凸面を有している。この凹凸面は、透明平坦化膜により平坦化されている。そして、透明平坦化膜の屈折率ｎｄ１と、透明導電膜の屈折率ｎｄ２との関係が、ｎｄ１／ｎｄ２≧０．９である。

特許文献２には、単結晶基板の光出射面側に光取出し膜を有するＬＥＤ用基板が記載されている。このＬＥＤ用基板の光取出し膜はミクロンオーダーの凹凸を有している。光取出し膜の最表面は、アモルファスアルミナあるいはアルミナ水和物を主成分とするナノオーダーのランダム微細凹凸構造からなる。

特許文献３には、可視光に対する透光性を有する構造体と、構造体の一方の面上に設けられた高屈折率材料層と、高屈折率材料層上に設けられた発光領域を含む発光体と、を有する発光素子が記載されている。高屈折率材料層および発光領域の屈折率は、それぞれ１．６以上である。構造体の屈折率は、１．０より高く、且つ、高屈折率材料層の屈折率よりも低い。そして、構造体の表裏には、それぞれ凹凸構造が形成されている。

特許文献４には、透明電極層と透光体との間に、低屈折率材料からなるマトリックス中に光を散乱させる粒子を含有させた浸み出し光拡散層が設けられたＥＬ素子が記載されている。

特許文献５には、基板上に光散乱層が形成された有機ＥＬ素子が記載されている。

特開２０１２−１３３９４４号公報特開２０１３−２２２９２５号公報特開２０１２−０８４５１６号公報特開２００４−２９６４３７号公報特開２００５−６３７０４号公報

しかしながら、上記の各特許文献１〜５の技術においても、光取り出し効率について改善の余地がある。

本発明が解決しようとする課題としては、より効果的に発光素子の光取り出し効率を向上することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
相互に積層された複数の層を有し、
前記複数の層には発光層が含まれ、
前記複数の層には、第１の層と、前記第１の層とは屈折率が異なる第２の層と、一方の面が凹凸面となっている凹凸層と、が含まれ、
前記凹凸層の前記一方の面は、前記第１の層と接しており、前記凹凸層の他方の面は前記第２の層に接しており、
前記凹凸層は、当該凹凸層の内部で光を散乱させる散乱層である発光素子である。

実施形態に係る発光素子の模式的な断面図である。凹凸層の凹凸面近傍の模式的な断面図である。比較形態に係る発光素子の構造を示す図であり、凹凸層の凹凸面近傍の模式的な断面図である。発光点から放射される光の取り出し効率を説明するための模式的な断面図である。実施例１に係る発光素子の模式的な断面図である。発光素子の有機機能層の層構造を示す断面図であり、このうち（ａ）は第１例を、（ｂ）は第２例を、それぞれ示す。実施例１に係る発光素子の凹凸層の凹凸面近傍の断面の撮像画像を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は実施形態に係る発光素子１００の模式的な断面図である。図２は凹凸層１２０の凹凸面１１５近傍の模式的な断面図である。

本実施形態に係る発光素子１００は、相互に積層された複数の層を有し、複数の層には発光層が含まれている。複数の層には、第１の層（例えば透光層１１０）と、第１の層とは屈折率が異なる第２の層（例えば第１電極１３０）と、一方の面が凹凸面１１５となっている凹凸層１２０と、が含まれている。
凹凸層１２０の一方の面（凹凸面１１５）は、第１の層と接しており、凹凸層１２０の他方の面は第２の層に接している。すなわち、第２の層は、凹凸層１２０における第１の層とは反対側に隣接する層である。
凹凸層１２０は、凹凸層１２０の内部で光を散乱させる散乱層である。この発光素子１００は、例えばディスプレイ、照明装置、又は光通信装置の光源として用いることができる。

以下においては、説明を簡単にするため、発光素子の各構成要素の位置関係（上下関係等）が各図に示す関係であるものとして説明を行う。ただし、この説明における位置関係は、発光素子の使用時の位置関係とは必ずしも一致しない。

発光素子は、どのような発光方式のものであっても良い。発光素子は、例えば、有機ＥＬ発光素子、無機ＥＬ発光素子とすることができる。或いは、発光素子は、ＬＥＤを有するもの、例えばアレイ状に配列された複数のＬＥＤを有するものであっても良い。

本実施形態では、一例として、発光素子１００が有機ＥＬ発光素子である例を説明する。

この発光素子１００は、例えば図１に示すように、発光層を含む有機機能層１４０と、第１電極１３０と、第２電極１５０と、透光層１１０と、散乱層である凹凸層１２０と、を備えている。

有機機能層１４０は、第１電極１３０と第２電極１５０との間に配置されている。図１において、第１電極１３０は有機機能層１４０の上面に設けられ、第２電極１５０は有機機能層１４０の下面に設けられている。

第１電極１３０は、例えばＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）などの金属酸化物導電体からなる透明電極である。ただし、第１電極１３０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。

第２電極１５０は、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどの金属層からなる反射電極である。第２電極１５０は、有機機能層１４０から第２電極１５０側に向かう光を、透光層１１０側に向けて反射する。ただし、第２電極１５０をＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物導電体からなる透明電極とし、第２電極１５０よりも下層に光反射層（図示略）を設けても良い。

第１電極１３０と第２電極１５０とのうちの何れか一方が陽極で、何れか他方が陰極である。陰極を構成する材料と陽極を構成する材料とは、仕事関数が互いに異なっている。

第１電極１３０の上面側には、凹凸層１２０が設けられている。なお、凹凸層１２０と第１電極１３０は、相互に接していても良いし、それらの間に他の透光性の層が存在していても良い。後者の場合、凹凸層１２０と第１電極１３０との間に存在していて凹凸層１２０の下面に接している層が、第２の層である。

凹凸層１２０は、例えば、高屈折率のガラスペースト、ガラスフリット、又は、透光性絶縁膜（例えば樹脂膜など）である。

凹凸層１２０の上面には、透光層１１０が設けられている。

透光層１１０は、例えば、ガラスや樹脂などの透光性を有する材料からなる板状部材（基材）である。なお、透光層１１０は、透光性のフィルムであっても良い。

透光層１１０と凹凸層１２０とは互いに接している。凹凸層１２０において、透光層１１０に接する面が凹凸面１１５となっている。また、透光層１１０における凹凸層１２０側の面は、凹凸面１１５と対応する凹凸面となっている。

有機機能層１４０の発光層で発光した光は、透光層１１０の上面側へ放射される。ここで、透光層１１０の上面が、発光素子１００から外部に光を放射する光取り出し面となっていても良いし、透光層１１０の上面に光取り出し膜が設けられ、この光取り出し膜の上面が光取り出し面となっていても良い。

このように、発光素子１００は、相互に積層された複数の層、例えば、透光層１１０、凹凸層１２０、第１電極１３０、有機機能層１４０および第２電極１５０を有している。

なお、透光層１１０と第１電極１３０とは互いに屈折率が異なっている。

凹凸面１１５の凸部の形状及び凹部の形状は、特に限定されないが、例えば、円錐形状、ピラミッド形状（四角錐形状）、その他の角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、レンズ形状等の形状とすることができる。凹凸面１１５の凸部及び凹部は、規則的に（周期的に）配置されていても良いし、不規則に配置されていても良い。

凹凸面１１５における凹部及び凸部の直径（図２に示す直径Ｄ１、Ｄ２）は、それぞれ可視光の波長よりも大きいことが好ましい。凹凸面１１５における凹部及び凸部の直径は、例えば、７６０ｎｍ以上とすることができ、１μｍ以上であることが更に好ましい。すなわち、凹凸面１１５は、例えば、ミクロンオーダーの凹凸形状とすることができる。ここで、凹凸面１１５における凹部の直径とは、例えば、発光素子１００を平面視したときの凹凸面１１５における凹部の円相当径を意味する。同様に、凹凸面１１５における凸部の直径とは、例えば、発光素子１００を平面視したときの凹凸面１１５における凸部の円相当径を意味する。

凹凸層１２０は、当該凹凸層１２０の内部で光を散乱させる散乱層である。凹凸層１２０は、例えば、内部に多数の気泡が形成されているか、又は、内部に多数の粒子が混入されていることなどにより、光散乱性を有している。なお、凹凸層１２０は、気泡と粒子との双方を内部に有していても良い。

なお、凹凸層１２０の下面は、例えば平坦化されている。

ここで、透光層１１０の屈折率は、例えば、１．４０以上１．７０未満とすることができる。
また、第１電極１３０の屈折率は、例えば、１．７０以上２．１０以下とすることができる。
ただし、透光層１１０と第１電極１３０との屈折率差は、例えば、０．１５よりも大きい。すなわち、第１の層と第２の層（凹凸層１２０における第１の層とは反対側に隣接する層）との屈折率差は０．１５よりも大きい。

次に、動作を説明する。

第１電極１３０と第２電極１５０との間に電圧が印加されることにより、有機機能層１４０の発光層が発光する。透光層１１０、凹凸層１２０、第１電極１３０及び有機機能層１４０は、いずれも、有機機能層１４０の発光層が発光した光の少なくとも一部を透過させる。発光層が発光した光の一部は、透光層１１０の上面側の光取り出し面から、発光素子１００の外部に放射される（取り出される）。

凹凸層１２０における透光層１１０側の面が凹凸面１１５となっているので、凹凸面１１５における光の全反射を抑制し、光取り出し効率を向上することができる。つまり、凹凸面１１５が存在しない場合と比べて、光取り出し効率を向上することができる。

ここで、比較形態について説明する。

図３は比較形態に係る発光素子の構造を示す図であり、凹凸層１２０の凹凸面１１５近傍の模式的な断面図である。比較形態に係る発光素子は、凹凸層１２０が散乱層ではない点で、実施形態に係る発光素子１００と相違し、その他の点では、実施形態に係る発光素子１００と同様に構成されている。

比較形態に係る発光素子の場合、発光層側から光取り出し面側に向かう光のうち、図３に示す光Ｌ１１のように、凹凸面１１５と透光層１１０との界面における臨界角以上の光は、この界面において全反射し（光Ｌ１２、Ｌ１３）、例えば、発光層側へ戻ってしまう。つまり、凹凸層１２０と透光層１１０との界面に凹凸面１１５が形成されているだけの場合、界面を透過できない光が存在する。

これに対し、図２に示すように、本実施形態のように、凹凸層１２０が内部で光を散乱させる光散乱層である場合、図２に示す光Ｌ１のように、凹凸層１２０と透光層１１０との界面における臨界角以上の光であっても、凹凸層１２０の内部で様々な方向に向けて散乱させることができるので、その一部（光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６等）については、凹凸層１２０と透光層１１０との界面を透過させて、光取り出し面側に向かわせることができる。つまり、散乱層である凹凸層１２０の内部において、凹凸層１２０と透光層１１０との界面に到達する光の向きを変化させ、この界面における臨界角以上の光の一部を発光素子１００の外部に取り出せるようにすることができる。
よって、本実施形態によれば、単に界面に凹凸面１１５が形成されている場合（図３の比較形態）と比べて、光取り出し効率を向上することができる。

ここで、図４は発光点２１５から放射される光の取り出し効率を説明するための模式的な断面図である。図４には、相互に隣接している層２１０、２２０が示されている。層２１０の屈折率はｎ_１、層２２０の屈折率はｎ_２であり、且つ、ｎ_１＞ｎ_２である。発光点２１５は層２１０内に存在しているものと考えることができる。
層２１０から層２２０への光取り出し効率ηは、スネルの公式から、下記式で表される。

ここで、層２１０が第１電極１３０であるとみなし、層２２０が凹凸層１２０であるとみなした場合、第１電極１３０の屈折率が１．７〜２．１程度であることを考えると、凹凸層１２０と第１電極１３０との屈折率差が０．１であれば約１／３の光、当該屈折率差が０．１５であれば約２／５の光、当該屈折率差が０．２５であれば約半分の光を第１電極１３０から凹凸層１２０へ取り出せないことになる。
従って、凹凸層１２０の屈折率は、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側（つまり発光層側）に隣接する層と同等の屈折率であることが好ましい。
すなわち、例えば、凹凸層１２０の屈折率は、第１電極１３０の屈折率と同等であることが好ましい。このようにすることにより、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側（発光層側）に隣接する層から、凹凸層１２０への光取り出し効率を向上することができる。
ここで、凹凸層１２０の屈折率と、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側（発光層側）に隣接する層との屈折率差は、０．１５以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。

以上、本実施形態によれば、発光素子１００が有する複数の層には、第１の層（例えば透光層１１０）と、第１の層とは屈折率が異なる第２の層（例えば第１電極１３０）と、一方の面が凹凸面１１５となっている凹凸層１２０と、が含まれている。凹凸層１２０の一方の面は第１の層と接しており、凹凸層１２０の他方の面は第２の層に接している。
よって、凹凸面１１５の存在により、凹凸層１２０と透光層１１０との界面における光の全反射を抑制し、光取り出し効率を向上することができる。
更に、凹凸層１２０は、当該凹凸層１２０の内部で光を散乱させる散乱層であるため、凹凸層１２０と透光層１１０との界面における臨界角以上の光を、凹凸層１２０の内部において様々な方向に向けて散乱させることができるので、その一部の光については、界面を透過させて、光取り出し面側に向かわせることができる。よって、単に界面に凹凸面１１５が形成されている場合と比べて、光取り出し効率を向上することができる。

また、凹凸層１２０が、その内部に気泡又は粒子を有している場合、その気泡又は粒子により光散乱性を得ることができる。
気泡や粒子は、凹凸層１２０の深さ方向にも分散させることができ、凹凸層１２０の深さ方向における随所において、気泡又は粒子によって、光を散乱させることができる。よって、光をより様々な方向に散乱させることができるので、光取り出し効率の更なる向上が期待できる。

また、凹凸面１１５における凹部及び凸部の直径は、それぞれ可視光の波長よりも大きいので、より確実に、透光層１１０と凹凸層１２０との屈折率差を利用して、凹凸面１１５により光取り出し効率を向上させることができる。

また、凹凸層１２０の屈折率と、凹凸層１２０の発光層側に隣接している層（例えば第１電極１３０）の屈折率との差が０．１５以下であることにより、凹凸層１２０の発光層側に隣接している層から凹凸層１２０への光取り出し効率を向上することができる。
また、凹凸層１２０の屈折率と、凹凸層１２０の発光層側に隣接している層（例えば第１電極１３０）の屈折率との差が０．１以下であることにより、凹凸層１２０の発光層側に隣接している層から凹凸層１２０への光取り出し効率を更に向上することができる。

（実施例１）
図５は実施例１に係る発光素子１００の模式的な断面図である。本実施例に係る発光素子１００は、以下に説明する点で、上記の実施形態に係る発光素子１００と相違し、その他の点では、上記の実施形態に係る発光素子１００と同様に構成されている。

本実施例の場合も、凹凸層１２０における透光層１１０側の面は凹凸面１１５である。そして、凹凸面１１５における凹部及び凸部の直径は、それぞれ可視光の波長よりも大きい。凹凸面１１５は、例えば、ミクロンオーダーの凹凸とすることができる。凹凸面１１５における凹部及び凸部の直径Ｄ１、Ｄ２は、例えば、それぞれ１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。したがって、凹凸面１１５における凸部の周期（ピッチ）、並びに、凹部の周期（ピッチ）は、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

凹凸面１１５における凸部の高さと直径との比（高さ／直径）は、例えば、０．２以上０．８以下とすることができる。同様に、凹凸面１１５における凹部の深さと直径との比（深さ／直径）は、例えば、０．２以上０．８以下とすることができる。

凹凸層１２０と透光層１１０との界面において、凹凸面１１５が形成された範囲における平面割合は、２０％以下であることが好ましい。ここで、平面割合とは、凹部でも凸部でもない平坦な部分の面積の割合を意味する。

本実施例の場合、図５に示すように、発光素子１００は、例えば、凹凸層１２０と第１電極１３０との間に設けられたバリア層１７０を有している。すなわち、本実施形態の場合、第２の層（凹凸層１２０における第１の層とは反対側に隣接する層）は、バリア層１７０である。
バリア層１７０は、例えば、ＳｉＯＮ薄膜又はＳｉＮ薄膜などである。バリア層１７０の屈折率は、例えば、１．７０以上２．１０以下とすることができる。

本実施例の場合も、凹凸層１２０の屈折率と、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側に隣接する層（バリア層１７０）の屈折率と、の差が０．１５以下であることが好ましい。
また、凹凸層１２０の屈折率と、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側に隣接する層（バリア層１７０）の屈折率と、の差が０．１以下であることが更に好ましい。

更に、発光素子１００は、透光層１１０の上面に設けられた光取り出し膜１８０を有している。本実施例では、光取り出し膜１８０の上面が、光取り出し面となっている。

光取り出し膜１８０の上面には、凹凸が形成されている。この凹凸の形状は、特に限定されないが、例えば、光取り出し膜１８０の上面は、半球状、ピラミッド状（正四角錐状）、正三角錐状の凸部を正方格子状又は六方最密格子状のアレイ状に配置した形状となっている。光取り出し膜１８０の上面の凹凸は、ミクロンオーダーのものとすることができる。この凸部の高さと直径との比率は、例えば０．４以上０．８以下とすることができる。光取り出し膜１８０の屈折率は、例えば、１．４０以上１．７０以下とすることができる。

また、第２電極１５０の下面側には、有機機能層１４０を大気や水分から保護するための封止層１６０が設けられている。

また、第１電極１３０の屈折率は、例えば、１．７０以上２．１０以下とすることができ、より具体的には、例えば、１．８程度とすることができる。

次に、有機機能層１４０の層構造の例について説明する。

図６（ａ）は有機機能層１４０の層構造の第１例を示す断面図である。この有機機能層１４０は、正孔注入層１４１、正孔輸送層１４２、発光層１４３、電子輸送層１４４、及び電子注入層１４５をこの順に積層した構造を有している。すなわち有機機能層１４０は、有機エレクトロルミネッセンス発光層である。なお、正孔注入層１４１及び正孔輸送層１４２の代わりに、これら２つの層の機能を有する一つの層を設けてもよい。同様に、電子輸送層１４４及び電子注入層１４５の代わりに、これら２つの層の機能を有する一つの層を設けてもよい。

この例において、発光層１４３は、例えば赤色の光を発光する層、青色の光を発光する層又は緑色の光を発光する層である。この場合、平面視において、赤色の光を発光する発光層１４３を有する領域、緑色の光を発光する発光層１４３を有する領域、及び青色の光を発光する発光層１４３を有する領域が繰り返し設けられていても良い。この場合、各領域を同時に発光させると、発光素子は白色等の単一の発光色で発光する。

なお、発光層１４３は、複数の色を発光するための材料を混ぜることにより、白色等の単一の発光色で発光するように構成されていても良い。

図６（ｂ）は有機機能層１４０の層構造の第２例を示す断面図である。この有機機能層１４０の発光層１４３は、発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃをこの順に積層した構成を有している。発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃは、互いに異なる色の光（例えば赤、緑、及び青）を発光する。そして発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃが同時に発光することにより、発光素子は白色等の単一の発光色で発光する。

次に、本実施形態に係る発光素子１００を製造する方法の一例を説明する。

透光層１１０の一方の面（図５における下面）に、凹凸面を形成する。凹凸面は、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング、ホットプレスなどのインプリント、又は、サンドブラストにより形成することができる。なお、このうち、ドライエッチング又はサンドブラストにより凹凸面を形成する場合は、例えば、円形などの所定のパターン形状のマスクを格子状などの規則的な配置で形成した状態で、ドライエッチング又はサンドブラストを行う。

次に、透光層１１０の一方の面に、凹凸層１２０を成膜する。これにより、凹凸層１２０における透光層１１０側の面にも、透光層１１０の凹凸面と対応する形状の凹凸面１１５が形成される。なお、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側の面は、例えば平坦に形成される。

ここで、凹凸層１２０の屈折率は、バリア層１７０の屈折率及び第１電極１３０の屈折率と同等の高屈折率となっている。

一例として、凹凸層１２０は、ガラスペースト（旭硝子株式会社製、ＹＰＴ−５３１）により形成することができる。焼成によりガラスペーストを硬化させる際の条件を適切に設定することにより、一定の寸法の多数の微小な気泡を凹凸層１２０の内部にランダムな配置で分散させて形成することができるとともに、気泡の量を制御することができる。
気泡の寸法は、例えばナノオーダーである。すなわち、凹凸層１２０は、その内部にナノオーダーなどの寸法の微小な散乱体（気泡）を多数有している。
なお、ガラスペーストの軟化点は５８８℃、転移点は５０３℃であり、焼成温度は、例えば５４０℃とした。ガラスペーストの屈折率、すなわち凹凸層１２０の屈折率は、例えば１．８３である。
このため、凹凸層１２０の屈折率は、バリア層１７０及び第１電極１３０と同等の屈折率となっている。

或いは、凹凸層１２０には、散乱体として、粒子径が０．０１μｍ以上５μｍ以下の粒子がランダムな配置で混入されていても良い。このような粒子径の粒子が凹凸層１２０内に存在していることにより、可視光が散乱（主としてミー散乱）する。このような粒子は、可視光が散乱を起こすような粒子サイズのものであれば、屈折率は問わない。このような粒子の屈折率は、凹凸層１２０の基材よりも屈折率が大きくても良いし、凹凸層１２０の基材よりも屈折率が小さくても良い。
より具体的には、凹凸層１２０は、基材としての高屈折率の紫外線硬化樹脂中に、サブマイクロメート径のＴｉＯ_２の粒子を混ぜて分散させることに得られた樹脂ペーストを用いて作製することができる。この場合、粒子の屈折率は、凹凸層１２０の基材よりも大きい。
或いは、凹凸層１２０は、基材としての高屈折率の紫外線硬化樹脂中に、散乱が生じるサイズのマイクロナノバブルを発生させ、このマイクロナノバブルを紫外線硬化樹脂中に分散させることにより構成した樹脂ペーストを用いて作製することができる。
これらの場合、樹脂ペーストを透光層１１０の凹凸面にスピンコート法により塗布した後、紫外線照射により当該樹脂ペーストを硬化させることにより、凹凸層１２０が得られる。

次に、凹凸層１２０における透光層１１０側とは反対側の面（図５における下面）に、ＳｉＮ薄膜又はＳｉＯＮ薄膜等を成膜し、バリア層１７０を形成する。

次に、バリア層１７０における透光層１１０側とは反対側の面（図５における下面）に、スパッタ法などによりＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物導電体からなる透光性の導電膜を成膜し、エッチングによりこれをパターニングして第１電極１３０を形成する。

次に、第１電極１３０における凹凸層１２０側とは反対側の面（図５における下面）に、有機材料を成膜することにより有機機能層１４０を形成する。

次に、有機機能層１４０における第１電極１３０側とは反対側の面（図５における下面）に、マスクを用いた蒸着法などによりＡｇ、Ａｕ、Ａｌ等の金属材料を所望のパターンに堆積させて、第２電極１５０を形成する。

なお、必要に応じてバスラインや隔壁部をそれぞれ適切なタイミングで形成しても良い。また、第２電極１５０の下面には、封止層１６０を形成する。

ここで、実施例１、比較例１及び比較例２の場合において、発光素子の光取り出し面の全光束量を測定した結果（発光効率）を説明する。

比較例１に係る発光素子は、透光層１１０とバリア層１７０とが、上記ガラスペーストからなる層を介して相互に接合された構造を有している。ただし、比較例１の発光素子における、ガラスペーストからなる層は、微小気泡が生じない条件で焼成され（従って、内部に微小気泡を実質的に有しておらず）、且つ、表面に凹凸が形成されていない点で、実施例１に係る発光素子１００の凹凸層１２０と相違している。比較例１に係る発光素子は、その他の点では、実施例１に係る発光素子と同様に構成されている。

また、比較例２に係る発光素子は、凹凸層１２０が散乱層ではない点で、実施例１に係る発光素子１００と相違し、その他の点では、実施例１に係る発光素子と同様に構成されている。

実施例１及び比較例２の場合、凹凸層１２０を上記のガラスペーストを用いて作製し、凹凸面１１５の凸部及び凹部の形状を円錐状とし、凹部及び凸部のピッチ（上記直径Ｄ１、Ｄ２）を６０μｍとし、凹部の深さ（凸部の高さ）を３０μｍとした。
なお、このような実施例１に係る発光素子１００の凹凸層１２０の凹凸面１１５の近傍の断面の撮像画像を図７に示す。

比較例１の場合、発光効率は１０．７［ｌｍ］であった。
また、比較例２の場合、発光効率は１３．３［ｌｍ］であった。比較例２では、比較例１よりも良好であることが分かる。

これらに対し、本実施例の場合、発光効率は１４．３［ｌｍ］となった。つまり、本実施例によれば、比較例２よりも更に発光効率が向上することが分かった。

以上のような本実施例によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。

また、凹凸層１２０と第１電極１３０との間にバリア層１７０を有しているので、凹凸層１２０が気泡を有することにより光散乱性を有する場合においても、凹凸層１２０の表面の気泡に起因する欠陥を抑制することができる。

また、透光層１１０の上面には光取り出し膜１８０が設けられていることにより、更に光取り出し効率が向上する。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、凹凸層１２０が気泡を有することにより光散乱性を有する場合に、凹凸層１２０における透光層１１０とは反対側（発光層側）の面をＣＭＰなどによる研磨によって平坦化しても良い。また、気泡による窪みを平滑コーティング剤で埋め込んでもよい。このようにすることにより、凹凸層１２０の表面の気泡に起因する欠陥を抑制することができる。

１００発光素子
１１０透光層（第１の層）
１２０凹凸層
１１５凹凸面
１３０第１電極（第２の層）
１７０バリア層（第２の層）

Claims

相互に積層された複数の層を有し、
前記複数の層には発光層が含まれ、
前記複数の層には、第１の層と、前記第１の層とは屈折率が異なる第２の層と、一方の面が凹凸面となっている凹凸層と、が含まれ、
前記凹凸層の前記一方の面は、前記第１の層と接しており、前記凹凸層の他方の面は前記第２の層に接しており、
前記凹凸層は、当該凹凸層の内部で光を散乱させる散乱層である発光素子。
前記凹凸層は、内部に気泡又は粒子を有している請求項１に記載の発光素子。
前記凹凸面における凹部及び凸部の直径は、それぞれ可視光の波長よりも大きい請求項１又は２に記載の発光素子。
前記第１の層と前記第２の層との屈折率差は０．１５よりも大きく、
前記凹凸層の屈折率と、前記第１の層と前記第２の層とのうち前記凹凸層の前記発光層側に配置されている層の屈折率と、の差が０．１５以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光素子。
前記凹凸層の屈折率と、前記第１の層と前記第２の層とのうち前記凹凸層の前記発光層側に配置されている層の屈折率と、の差が０．１以下である請求項４に記載の発光素子。