WO2009125519A1 - 発光素子及び表示パネル - Google Patents

発光素子及び表示パネル Download PDF

Info

Publication number
WO2009125519A1
WO2009125519A1 PCT/JP2008/072067 JP2008072067W WO2009125519A1 WO 2009125519 A1 WO2009125519 A1 WO 2009125519A1 JP 2008072067 W JP2008072067 W JP 2008072067W WO 2009125519 A1 WO2009125519 A1 WO 2009125519A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
light
light extraction
electrode
light emitting
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/072067
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇人 小山田
Original Assignee
パイオニア株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US12/936,878 priority Critical patent/US20110042695A1/en
Application filed by パイオニア株式会社 filed Critical パイオニア株式会社
Priority to EP08873863A priority patent/EP2265093A4/en
Priority to JP2010507120A priority patent/JP5181019B2/ja
Publication of WO2009125519A1 publication Critical patent/WO2009125519A1/ja
Priority to US14/107,563 priority patent/US20140151669A1/en
Priority to US14/666,816 priority patent/US20150207103A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/856—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/50—Oxidation-reduction potentials, e.g. excited state redox potentials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element that emits light from a light emitting layer in accordance with an applied voltage applied between a pair of electrodes.
  • An organic EL display is a self-luminous display that displays an image by utilizing the light emission phenomenon of an organic electroluminescent element. Therefore, the organic EL display has a wide viewing angle, low power consumption, and can be configured to be lightweight and thin. It is.
  • the organic electroluminescent element an organic semiconductor layer is formed between two electrodes, and a light emitting layer is formed on a part of the organic semiconductor layer (see Patent Document 1).
  • the conventional organic EL display In the conventional organic EL display, the light generated by the light emitting layer inside each organic electroluminescent element is optically guided in the direction (lateral direction) in which the layer extends in the substrate or the organic semiconductor layer, and the ratio is about It reaches 80%. Therefore, the conventional organic electroluminescence device generally has a light extraction efficiency of about 20% in the front direction of the organic display, so that the light extraction efficiency is poor and it is difficult to increase the luminance.
  • an organic electroluminescent element in which a functional layer (hereinafter referred to as “light extraction improving layer”) is provided in the organic semiconductor layer in order to improve the light extraction efficiency from the light emitting layer has been conventionally known (for example, patents).
  • Reference 2 and Patent Document 3 This prior art discloses a configuration in which a light extraction improving layer containing Ag as at least a part of a component is formed in contact with a transparent electrode.
  • JP 2007-12369 A JP 2008-28371 A Table 6, FIG. 2)
  • JP 2008-59905 A FIG. 2
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a configuration in which a light extraction improving layer containing Ag as at least a part of a component is formed in contact with a transparent electrode.
  • the value of the refractive index n of the transparent electrode is as large as about 2.0 or more, and light has a property of being guided in a direction in which the refractive index n is high.
  • the difference in refractive index between the transparent electrode and the Ag layer is large, it is considered that the above-mentioned waveguide characteristics are remarkably generated.
  • the problems to be solved by the present invention include the above-mentioned problems as an example.
  • the invention described in claim 1 includes a transparent or translucent first electrode, a second electrode that reflects light paired with the first electrode, the first electrode, and the first electrode.
  • An organic semiconductor layer including a photoelectric conversion layer that emits light by recombination of holes extracted from one of two electrodes and electrons extracted from the other of the first electrode and the second electrode, and the organic semiconductor
  • the layer includes a light extraction improving layer which contains silver or gold as at least a part of the component between the first electrode and the photoelectric conversion layer and partially reflects light and has transparency.
  • the light extraction improving layer includes, for example, an organic semiconductor material, oxide, fluoride, or inorganic compound having a strong acceptor property or a strong donor property having an ionization potential of 5.5 eV or more in the organic semiconductor layer.
  • the functional layer is to have or pinched against the.
  • the invention described in claim 16 includes a transparent or translucent first electrode, a second electrode that reflects light paired with the first electrode, the first electrode, and the first electrode.
  • An organic semiconductor layer including a photoelectric conversion layer that emits light by recombination of holes extracted from one of two electrodes and electrons extracted from the other of the first electrode and the second electrode, and the organic semiconductor
  • the layer includes a light extraction improving layer which contains silver or gold as at least a part of the component between the first electrode and the photoelectric conversion layer and partially reflects light and has transparency.
  • the light extraction improving layer is made of, for example, an organic semiconductor material, oxide, fluoride, or inorganic compound having a strong acceptor property or a strong donor property having an ionization potential of 5.5 eV or more.
  • Functional layer is to have, or sandwiched in contact with each pixel by the light-emitting element is formed.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a case where the light emitting device as the first embodiment is applied to the organic electroluminescent device 3 of the display panel.
  • the thickness of each layer is simplified for convenience of explanation, it is not limited to this.
  • the organic electroluminescent element 3 is an example of an organic semiconductor element and is formed corresponding to, for example, red, green, and blue.
  • the illustrated organic electroluminescent element 3 constitutes one pixel.
  • the organic electroluminescent element 3 is, for example, a bottom emission type organic electroluminescent element, and is formed corresponding to each of red, green, and blue pixels, for example.
  • an anode 46, a hole injection layer 47, a light extraction improving layer 99, a hole transport layer 48, a light emitting layer 49, an electron transport layer 50, an electron injection layer 51, and a cathode 52 are sequentially formed on a glass substrate 45. It has a laminated structure.
  • the organic electroluminescent element 3 may adopt a structure in which a charge and exciton diffusion layer for confining charges and excitons in the light emitting layer 49 is laminated.
  • a light emitting area limiting layer 54 for limiting the light emitting area of one pixel is formed between the adjacent organic electroluminescent elements 3.
  • the light emitting area limiting layer 54 is made of an insulating material.
  • the glass substrate 45 is made of a transparent, translucent or opaque material.
  • the anode 46 corresponds to the first electrode and is formed so as to cover the glass substrate 45.
  • the anode 46 has a function of supplying holes to a light emitting layer 49 described later.
  • the anode 46 is assumed to be a metal electrode mainly made of ITO (Indium Tin Oxide).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Au, Ag, Cu, or IZO Indium Zinc Oxide
  • the anode 46 can employ Al, Mo, Ti, Mg, Pt, or the like.
  • the hole injection layer 47 has a function of facilitating extraction of holes from the anode 46.
  • the hole injection layer 47 is not particularly limited, for example, as the hole injection layer, but preferably employs conductive polymers such as metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and metal-free phthalocyanines, carbon films, and polyaniline. Can do.
  • the hole transport layer 48 has a function of transporting holes extracted from the anode 46 by the hole injection layer 47 to the light emitting layer 49.
  • the hole transport layer 48 is formed of, for example, N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N as an organic compound having a hole transport property.
  • the light extraction improving layer 99 is formed between the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48.
  • the light extraction improving layer 99 contains, for example, silver or gold as at least a part of the component and partially reflects light and has transparency.
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48 as a functional layer. By making ohmic contact at the interface between the hole injection layer 47 or the hole transport layer 48, the drive voltage is increased. Can be suppressed.
  • the functional layer mentioned here is not only capable of exhibiting the same effect by each layer of the mixed system described later, but also has a conductive structure accompanying an increase in carrier concentration due to formation of a charge transfer complex inside the thin film. In addition, the driving voltage can be further reduced. Details of the light extraction improving layer 99 will be described later.
  • the hole transport layer 48 is formed between the hole injection layer 47 and the light emitting layer 49, and NPB, which is the material of the hole transport layer 48, is generally used as a hole transport material having hole mobility. The function of improving luminous efficiency or preventing luminous efficiency decrease is exhibited.
  • the light emitting layer 49 corresponds to a photoelectric conversion layer and is made of, for example, an organic material, and is a light emitting element using an electroluminescence phenomenon, that is, a so-called electroluminescence (EL) phenomenon.
  • the light emitting layer 49 is laminated between any of the plurality of electrodes 46 and 52 and has a function of emitting light by an electric field generated between the plurality of electrodes 46 and 52 by an applied voltage.
  • the light emitting layer 49 outputs light by itself utilizing a phenomenon of emitting light based on energy received from the outside using an electric field.
  • the electron transport layer 50 is formed between the light emitting layer 49 and the electron injection layer 51.
  • the electron transport layer 50 efficiently transports electrons taken out from the cathode 52 by the electron injection layer 51 to the light emitting layer 49.
  • the organic compound having an electron transporting property as a main component of the light emitting layer 49 and the electron transporting organic semiconductor layer include polycyclic compounds such as p-terphenyl and quaterphenyl and derivatives thereof, naphthalene, tetracene, pyrene, Fused polycyclic hydrocarbon compounds such as coronene, chrysene, anthracene, diphenylanthracene, naphthacene, phenanthrene and their derivatives, condensed heterocyclic compounds such as phenanthroline, bathophenanthroline, phenanthridine, acridine, quinoline, quinoxaline, phenazine and the like Derivatives, fluorescein, perylene, phthal
  • metal chelate complex compounds particularly metal chelated oxanoid compounds, tris (8-quinolinolato) aluminum, bis (8-quinolinolato) magnesium, bis [benzo (f) -8-quinolinolato] zinc, bis (2-methyl-8- Quinolinolato) aluminum, tris (8-quinolinolato) indium, tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris (5-chloro-8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8)
  • metal complexes having at least one 8-quinolinolato such as calcium or a derivative thereof as a ligand.
  • organic compounds having electron transport properties oxadiazoles, triazines, stilbene derivatives, distyrylarylene derivatives, styryl derivatives, and diolefin derivatives can be suitably used.
  • organic compound that can be used as an organic compound having an electron transporting property 2,5-bis (5,7-di-t-benzyl-2-benzoxazolyl) -1,3,4-thiazole, 4, 4'-bis (5,7-t-pentyl-2-benzoxazolyl) stilbene, 4,4'-bis [5,7-di- (2-methyl-2-butyl) -2-benzoxazoly Ru] stilbene, 2,5-bis (5.7-di-t-pentyl-2-benzoxazolyl) thiophene, 2,5-bis [5- ( ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl) -2-benzoxa Zolyl] thiophene, 2,5-bis [5,7-di- (2-methyl-2-butyl) -2-benzoxazolyl] -3,4-diphenylthiophene, 2,5-bis (5- Methyl-2-benzoxazolyl) thiophene, 4,
  • 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene 1,4-bis (3-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (4-methylstyryl) benzene, Distyrylbenzene, 1,4-bis (2-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (2-methylstyryl) -2-methylbenzene, 1,4 Examples thereof include -bis (2-methylstyryl) -2-ethylbenzene.
  • organic compound having an electron transporting property 2,5-bis (4-methylstyryl) pyrazine, 2,5-bis (4-ethylstyryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (1- Naphthyl) vinyl] pyrazine, 2,5-bis (4-methoxystyryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (4-biphenyl) vinyl] pyrazine, 2,5-bis [2- (1-pyrenyl) vinyl ] Pyrazine etc. are mentioned.
  • organic compounds having electron transport properties include 1,4-phenylene dimethylidin, 4,4'-phenylene dimethylidin, 2,5-xylylene dimethylidin, and 2,6-naphthylene dimethylidene. Din, 1,4-biphenylenedimethylidin, 1,4-p-terephenylenedimethylidin, 9,10-anthracenediyldimethylidin, 4,4 '-(2,2-di-t-butylphenylvinyl
  • Known materials conventionally used for the production of organic EL devices such as biphenyl and 4,4 ′-(2,2-diphenylvinyl) biphenyl can be appropriately used.
  • the electron injection layer 51 is laminated on the light emitting layer 49.
  • the electron injection layer 51 has a function of easily taking out electrons from the cathode 52.
  • a cathode 52 is formed on the electron injection layer 51.
  • the electron injection layer 51 may include a function as a buffer layer or a cathode 52.
  • the light emitting layer 49 outputs light by an electric field corresponding to an applied voltage between the anode 46 and the cathode 52.
  • the light emitting layer 49 mainly emits light L (external light) downward, but in actuality, it is shown on the right as an example. As described above, the light L is also emitted in an unintended direction.
  • the organic electroluminescence device 3 has a configuration in which the above-described light extraction improving layer 99 does not exist, a part of the light L emitted from the light emitting layer 49 is not extracted outside the organic electroluminescence device 3 as external light. The organic electroluminescent element 3 tends to disappear.
  • light that cannot be extracted as external light out of the light L emitted from the light emitting layer 49 is referred to as “internal light”.
  • FIG. 2 is an image view of a cross section showing an example of an optical path in the organic electroluminescent element 3 shown in FIG. There are gaps between the layers shown in the figure, but these are provided in consideration of the visibility of the drawings, and thus do not actually exist.
  • the organic semiconductor layer in the claims represents, for example, any one of the hole injection layer 47, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, or any combination thereof.
  • the above-described light extraction improving layer 99 contains a metal, for example, silver or a silver alloy. That is, the light extraction improving layer 99 includes, for example, silver or a silver alloy or particles. In addition, the light extraction improving layer 99 may be a thin film of, for example, silver or a silver alloy. Note that such a metal is not limited to silver, and gold, for example, may be used instead.
  • the light extraction improving layer 99 includes an organic semiconductor material, oxide, fluoride, or inorganic compound having a strong acceptor property or a strong donor property having an ionization potential of 5.5 eV or more in the organic semiconductor layers 47 to 51.
  • the structure is in contact with or sandwiched between layers.
  • the light extraction improving layer 99 is formed between the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48 when, for example, a strong acceptor material having an ionization potential of 5.5 eV or more is contained. Further, the light extraction improving layer 99 is formed between the electron injection layer 51 and the electron transport layer 50 when a strong donor material is contained.
  • the light extraction improving layer 99 is, for example, a metal layer or particles.
  • the light emitting layer 49 outputs light in various directions including the direction along the anode 46, the cathode 52, and the light emitting layer 49 by recombination of holes and electrons.
  • the electron injection layer 51, the electron transport layer 50, the light emitting layer 49, the hole transport layer 48, and the hole are included in the general organic field dispatch device.
  • the light propagation in the lateral direction in the organic semiconductor such as the injection layer 47 is said to be about 40% of the light emission amount.
  • the lateral direction corresponds to a direction along the light emitting layer 49. In the light emitting layer 49, the following light is generated at the light emitting point 49a.
  • the first light emission represents normal light emission as illustrated on the left side.
  • the light emission line L toward the anode 46 passes through the light extraction improving layer 99 having transparency and the anode 46 and is output to the outside of the organic electroluminescent element 3.
  • the light emission line L here corresponds to the light L described above.
  • the light emission line L toward the cathode 52 is reflected by the cathode 52, passes through the light emitting layer 49, the light extraction improving layer 99, and the anode 46 and is output to the outside of the organic electroluminescent element 3.
  • the second light emission represents light emission utilizing the microcavity effect or the multiple reflection interference effect as shown in the center.
  • the light emission line L toward the anode 46 is reflected by the hole transport layer 48 and returns to the cathode 52 side, and this cathode 52 is reflected and output again toward the anode 46 to the outside of the organic electroluminescent element 3. Is done.
  • the light emission line L in the direction slightly along the light emitting layer 49 among the light emission lines L toward the anode 46 is extinguished inside the conventional organic electroluminescence device adopting a general configuration.
  • the light emission lines L are scattered according to the surface roughness of the light extraction improving layer 99 and output from the anode 46 to the outside of the organic electroluminescent element 3.
  • the light extraction efficiency is improved by the light extraction improving layer 99 provided in the light emitting layer 49, the light emission amount increases as a whole.
  • the refractive index of each layer is set as described above, it is possible to suppress the light propagation in the lateral direction and further improve the light extraction efficiency.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of light extraction efficiency as a first comparative example for verifying the effect of the present embodiment.
  • the light extraction improving layer 99 is not provided.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are represented by “/”.
  • Alq 3 is a light-emitting layer having an electron transport property, and serves as both the light-emitting layer 49 and the electron transport layer 50 (the same applies hereinafter).
  • the numerical value in the parenthesis represents the film thickness of each layer.
  • the refractive index n of each layer is 1.7 to 1.8 for the hole injection layer 47, 1.7 to 1.8 for the light emitting layer 49, and 1.7 to 1.8 for the hole transport layer 48. is there.
  • the drive voltage V is 4.50 [V]
  • the luminance L is 274 [cd / m 2 ]
  • the current efficiency EL is 3.7 [cd / A].
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of light extraction efficiency as a second comparative example for verifying the effect of the present embodiment.
  • the hole injection layer 47 and the light extraction improving layer 99 are not provided.
  • the anode 46, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are represented by ITO / NPB, where each layer is represented by “/”. (42 nm) / Alq 3 (60 nm) / Li 2 O / Al.
  • the numerical value in parenthesis represents the film thickness of each layer.
  • the drive voltage V is 4.9 [V]
  • the luminance L is 312 [cd / m 2 ]
  • the current efficiency EL is 4.2 [cd / A].
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the light extraction efficiency according to the thickness of the light extraction improving layer 99.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ “/" As ITO / triphenylamine derivative layer (32 nm) / Ag (X nm) / MoO 3 (3 nm) / NPB (42 nm) / Alq 3 (60 nm) / Li 2 O / Al To do.
  • MoO 3 is not particularly shown in the laminated structure shown in FIG. 2 described above, but is provided in contact with Ag, which is the light extraction improving layer 99, and other organic semiconductors adjacent to the light extraction improving layer 99.
  • the refractive index n of each layer is 1.7 to 1.8 for the hole injection layer 47, about 0.2 for the light extraction improving layer 99, and 1.7 to 1.8 for the light emitting layer 49.
  • the hole transport layer 48 is 1.7 to 1.8.
  • the current density in the verification example in the present embodiment is, for example, 7.5 [mA / cm 2 ].
  • the drive voltage V is 5.27 [V]
  • the luminance L is 580 [cd / m 2 ]
  • the current efficiency EL is 7.7 [cd]. / A].
  • the light extraction efficiency is maximized when the thickness of the light extraction improvement layer 99 is 15 [nm]. In this way, the light extraction efficiency can be improved as compared with the first comparative example and the second comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the light extraction efficiency according to the thickness of the light extraction improving layer 99.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ / ", Respectively, ITO / 40% -MoO 3 : triphenylamine derivative mixed layer (32 nm) / Ag (X nm) / MoO 3 (3 nm) / NPB (42 nm) / Alq 3 (60 nm) / Li 2 It shall be O / Al.
  • 40% -MoO 3 triphenylamine derivative mixed layer
  • TPT-1 triphenylamine derivative
  • the refractive index n of each layer is larger than 2.0 for the hole injection layer 47, about 0.2 for the light extraction improving layer 99, 1.7 to 1.8 for the light emitting layer 49, and the hole transport layer 48. Is 1.7 to 1.8.
  • the organic semiconductor layers such as the electron injection layer 51, the electron transport layer 50, the light emitting layer 49, the hole transport layer 48, and the hole injection layer 47 are preferably as low in refractive index n as possible.
  • the driving voltage V is 5.10 [V]
  • the luminance L is 503 [cd / m 2 ]
  • the current efficiency EL is 6.7 [cd]. / A].
  • the light extraction efficiency is maximized when the thickness of the light extraction improvement layer 99 is 15 [nm]. In this way, the light extraction efficiency can be improved as compared with the first comparative example and the second comparative example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the light extraction efficiency according to the thickness of the light extraction improving layer 99.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated from each other by “ As shown by “/”, ITO / triphenylamine derivative layer (32 nm) / Au (X nm) / MoO 3 (3 nm) / NPB (42 nm) / Alq 3 (60 nm) / Li 2 O / Al To do. In addition, the numerical value in parenthesis represents the film thickness of each layer.
  • the refractive index n of each layer is 1.7 to 1.8 for the hole injection layer 47, about 0.6 for the light extraction improving layer 99, and 1.7 to 1.8 for the light emitting layer 49.
  • the hole transport layer 48 is 1.7 to 1.8.
  • the reflectance of the light extraction improving layer 99 is lowered and the refractive index is lowered as compared with the example already described.
  • the drive voltage V is 5.29 [V]
  • the luminance L is 361 [cd / m 2 ]
  • the current efficiency EL is 4.9 [cd]. / A].
  • the light extraction efficiency is maximized when the thickness of the light extraction improving layer 99 is 20 [nm]. In this way, the light extraction efficiency can be improved as compared with the first comparative example and the second comparative example.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the light extraction efficiency according to the thickness of the light extraction improving layer 99.
  • a second hole injection layer is provided between the light extraction improving layer 99 and the hole transport layer 48 in addition to the stacked structure shown in FIG. 2 described above. That is, the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the second hole injection layer, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated from each other.
  • ITO / triphenylamine derivative layer (32 nm) / Ag (Xnm) / 40% -MoO 3 triphenylamine derivative mixed layer (28 nm) / NPB (10 nm) / Alq 3 (60 nm) ) / Li 2 O / Al.
  • the numerical value in parenthesis represents the film thickness of each layer.
  • the refractive index n of each layer is 1.7 to 1.8 for the hole injection layer 47, about 0.2 for the light extraction improving layer 99, and the second hole injection layer is larger than 2.0.
  • the layer 49 is 1.7 to 1.8
  • the hole transport layer 48 is 1.7 to 1.8. That is, in this example, of the two hole injection layers sandwiching the light extraction improving layer 99, the refractive index n on the second hole injection layer side on the cathode 52 side is higher than that on the hole injection layer 47 on the anode 46 side.
  • the refractive index is larger than n. For this reason, even if the thickness of the light extraction improving layer 99 is 10, 15, or 20 nm, the light extraction efficiency is reduced as compared with the first comparative example and the second comparative example.
  • the organic electroluminescent element 3 in the above embodiment can also be configured as follows.
  • the light extraction improving layer 99 is a transparent or translucent thin film, preferably a thin film having a high reflectance, and further preferably has a refractive index lower than that of an adjacent layer.
  • a single metal of Ag, Au, Cu, Al, Pt, Mg, an alloy-based thin film such as MgAg, MgAu, an oxide thin film, a fluoride thin film, an oxide A thin film of a mixed system of fluoride and metal can be employed.
  • Ag, Ag alloy, and Mg alloy have high reflectivity, and Ag has a low refractive index of 1 or less.
  • a thin film using these metal and alloy materials can be used, for example, as a translucent film thickness of 1 nm to 50 nm.
  • the oxide thin film, the fluoride thin film, and the mixed thin film of fluoride and metal may have high transparency, and thus the film thickness is not limited.
  • the thin film has a roughness of 10 nm or less (the interface is not flat), the light propagated in the lateral direction is scattered by the roughness and emitted in the front direction.
  • the roughness of 3 nm thick Au on the substrate 45 is 2.6 nm.
  • the light extraction improving layer 99 when the light extraction improving layer 99 is disposed between the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48 or at least one of them, the light extraction improving layer 99 includes molybdenum oxide (MoOx), vanadium.
  • Conductive oxides such as oxides (VxOy), tungsten oxides (WOx), germanium oxides (GeOx), rhenium oxides (RexOy), titanium oxides (TixOy), zinc oxides (ZnxOy), oxide semiconductors
  • the light extraction improving layer 99 has a transmittance of 1% to 99% or less, particularly 10 to 90%, more preferably 20 to 70% in the visible region of 400 nm to 700 nm when the film thickness is, for example, 1 to 50 nm. can do.
  • the light extraction improving layer 99 can have a reflectance of 1% to 99% or less, particularly 5 to 95%, more preferably 10 to 70% in the visible range of 400 nm to 700 nm.
  • the light emitting layer 49 preferably has the same or lower refractive index than the adjacent layers.
  • Example of laminated structure (1) Bottom emission type (equivalent to the first structure) As a laminated structure of the organic electroluminescent element 3, a light extraction improving layer 99 is provided between the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48 as in the laminated structure shown in FIG. In addition to the formed configuration, the following configuration can be employed.
  • the anode 46 is ITO
  • the hole injection layer 47 is CuPc or TPT-1 (triphenylamine derivative)
  • the hole transport layer 48 is The light-emitting layer 49 is Alq 3
  • the electron transport layer 50 is Alq 3
  • the electron injection layer 51 is Li 2 O
  • the cathode 52 is Al.
  • the second hole injection layer is provided between the hole transport layer 48 and the light extraction improving layer 99.
  • 47b may be formed (corresponding to structure 1-2).
  • An example of the material of the second hole injection layer 47b is MoO 3 .
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the second hole injection layer 47b as a functional layer.
  • a first hole injection layer 47 a is formed between the light extraction improving layer 99 and the hole injection layer 47 as shown in FIG. 12. It may be in the form (corresponding to structure 1-3).
  • An example of the material of the first hole injection layer 47a is MoO 3 .
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the first hole injection layer 47a as a functional layer.
  • a second hole injection layer 47b is formed between the hole transport layer 48 and the light extraction improving layer 99 as shown in FIG. It may be in a form (corresponding to Structure 1-4).
  • An example of the material of the second hole injection layer 47b is MoO 3 .
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the second hole injection layer 47b and the first hole injection layer 47a as functional layers.
  • a mixed hole injection layer 47c may be formed instead of the hole injection layer 47 as shown in FIG. Equivalent).
  • a mixed layer of MoO 3 : TPT-1 (triphenylamine derivative) can be exemplified.
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the mixed hole injection layer 47c as a functional layer.
  • a mixed hole injection layer 47c as shown in FIG. 15 is formed instead of the first hole injection layer 47a and the hole injection layer 47 in the configuration shown in FIG. Good (corresponding to Structure 1-6).
  • a mixed layer of MoO 3 : TPT-1 (triphenylamine derivative) can be exemplified.
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the second hole injection layer 47b and the mixed hole injection layer 47c as functional layers.
  • a hole transport layer / exciton confinement layer 48b as shown in FIG. 16 is used instead of the hole transport layer 48, the light extraction improving layer 99 and the hole injection layer 47 in the configuration shown in FIG.
  • the mixed hole transport layer 48a, the light extraction improving layer 99, and the hole transport layer 48 may be formed (corresponding to the structure 1-7).
  • An example of the material of the hole transport layer / exciton confinement layer 48b is NPB.
  • Examples of the material of the mixed hole transport layer 48a include MoO 3 : TPT-1 (triphenylamine derivative).
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the mixed hole transport layer 48a as a functional layer.
  • a first hole injection layer 47a as shown in FIG. 17 is formed between the light extraction improving layer 99 and the hole transport layer 48 in the structure shown in FIG. Good (corresponding to Structure 1-8).
  • An example of the material of the first hole injection layer 47a is MoO 3 .
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the mixed hole transport layer 48a and the first hole injection layer 47a as functional layers.
  • a mixed hole injection layer 47c as shown in FIG. 18 is formed instead of the hole transport layer 48 and the first hole injection layer 47a in the configuration shown in FIG. Good (corresponding to Structure 1-9).
  • MoO 3 : TPT-1 triphenylamine derivative
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the mixed hole transport layer 48a and the mixed hole injection layer 47c as functional layers.
  • a second hole injection layer 47b as shown in FIG. 19 is formed between the hole transport layer 48 and the light extraction improving layer 99 in the structure shown in FIG. Good (equivalent to comparative structure).
  • An example of the material of the second hole injection layer 47b is MoO 3 .
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the second hole injection layer 47b as a functional layer.
  • a hole transport layer 48c and a hole injection layer 47d are respectively used as shown in FIG. 20 instead of the mixed system hole transport layer 48a and the mixed system hole injection layer 47c in the configuration shown in FIG. It may be formed (related first structure).
  • a material of the hole transport layer 48c an oxide semiconductor such as MoO 3 can be exemplified
  • a material of the hole injection layer 47d an oxide semiconductor such as MoO 3 can be exemplified.
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between a hole transport layer 48c and a hole injection layer 47d as functional layers. When the light extraction improving layer 99 is sandwiched between oxides as described above, a pattern can be formed by a wet process.
  • a hole transport layer 48 and a hole injection layer 47 are formed as shown in FIG. 21 instead of the hole transport layer and exciton confinement layer 48b in the configuration shown in FIG. But it is also possible (related second structure).
  • the material of the hole injection layer 47 include a coating type hole injection layer such as PEDOT: PSS and TPT-1 (triphenylamine derivative).
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between a hole transport layer 48c and a hole injection layer 47d as functional layers.
  • FIG. 22 is a diagram showing a verification example of the drive voltage V [V] and the luminance L [cd / m 2 ] of the organic electroluminescent element adopting each configuration shown in FIG. 9 to FIG.
  • the current density in this verification example is, for example, 7.5 [mA / cm 2 ].
  • materials in the respective structures in FIGS. 9 to 21 will be described.
  • the parentheses indicate the film thickness.
  • “/” Indicates a delimiter of each layer, and represents the material of each layer from the anode 46 from left to right.
  • ITO represents an example of a conductive oxide
  • MoO 3 represents an example of an oxide semiconductor.
  • an organic electroluminescent element employing the structure 1-1 shown in FIG. 10 has a general first configuration, a general second configuration, a general third configuration shown in FIG. 9, and a comparative structure shown in FIG.
  • the drive voltage V is considerably increased to 9.5 [V] compared to “first configuration and the like”. This can be said to be substantially the same as 9.4 [V] even in the organic electroluminescent element employing the structure 1-2 shown in FIG.
  • the driving voltage V is greatly reduced to 5.4 [V], which is almost the same as the driving voltage V in the general first configuration.
  • an organic electroluminescence device employing structure 1-4 shown in FIG. 13 an organic electroluminescence device employing structure 1-6 shown in FIG. 15, and an organic electroluminescence device employing structure 1-8 shown in FIG.
  • the same can be said for the organic electroluminescent device employing the structure 1-9 shown in FIG. 18 and the organic electroluminescent device employing the structure 1-9 ′ shown in FIG.
  • particularly high luminance L [cd / m 2 ] can be secured.
  • a light extraction improving layer 99 is formed between the first electron transport layer 50a and the second electron transport layer 50b as shown in FIG. (Structure 2-1).
  • the material of the first electron-transport layer 50a and the second electron transport layer 50b it can be exemplified Alq 3, respectively.
  • the organic electroluminescent element has a stacked structure in which a first electron injection layer 51a is formed between the first electron transport layer 50a and the light extraction improving layer 99 as shown in FIG. (Equivalent to structure 2-2).
  • a first electron injection layer 51a is formed between the first electron transport layer 50a and the light extraction improving layer 99 as shown in FIG. (Equivalent to structure 2-2).
  • An example of the material of the first electron injection layer 51a is Li 2 O.
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the first electron injection layer 51a as a functional layer.
  • the organic electroluminescent element has a layer structure in which a second electron injection layer 51b is formed between the light extraction improving layer 99 and the second electron transport layer 50b as shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-3).
  • a second electron injection layer 51b is formed between the light extraction improving layer 99 and the second electron transport layer 50b as shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-3).
  • An example of the material of the second electron injection layer 51b is Li 2 O.
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the second electron injection layer 51b as a functional layer.
  • a first electron injection layer 51a is formed between the first electron transport layer 50a and the light extraction improving layer 99 as shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-4).
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the first electron injection layer 51a and the second electron injection layer 51b as functional layers.
  • the organic electroluminescent element has a layer structure in which a mixed electron injection layer 51c is formed as shown in FIG. 27 instead of the electron injection layer 51 and the first electron transport layer 50a in the structure shown in FIG. (Corresponding to structure 2-5).
  • An example of the material of the mixed electron injection layer 51c is Li 2 O.
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the mixed electron injection layer 51c as a functional layer.
  • a second electron injection layer 51b is formed between the light extraction improving layer 99 and the second electron transport layer 50b as shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-6).
  • An example of the material of the second electron injection layer 51b is Li 2 O.
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the mixed electron injection layer 51c and the second electron injection layer 51b as functional layers.
  • a mixed electron transport layer 50c is formed as shown in FIG. 29 instead of the second electron injection layer 51b and the second electron transport layer 50b in the configuration shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-7).
  • a mixed film of Li 2 O and Alq 3 can be exemplified.
  • the light extraction improving layer 99 is in contact with the mixed electron transport layer 50c as a functional layer.
  • a first electron injection layer 51a is formed between the first electron transport layer 50a and the light extraction improving layer 99 as shown in FIG. (Equivalent to Structure 2-8).
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the first electron injection layer 51a and the mixed electron transport layer 50c as functional layers.
  • a mixed electron injection layer 51c is formed as shown in FIG. 31 instead of the electron injection layer 51 and the first electron transport layer 50a in the configuration shown in FIG. (Corresponding to structure 2-9).
  • the light extraction improving layer 99 is sandwiched between the mixed electron injection layer 51c and the mixed electron transport layer 50c as functional layers.
  • the anode 46 is preferably a transparent or translucent thin film, and the material used for the light extraction improving layer 99 can be used.
  • the material used for the light extraction improving layer 99 can be used.
  • the metal or alloy film thickness is preferably 50 nm or more.
  • the hole injection layer 47 mainly promotes hole injection from the anode 46 (for example, ITO) to the hole transport layer 48.
  • the hole injection layer 47 is formed of, for example, a conductive oxide such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, zinc oxide, quinodimethane derivatives (TCNQ, F4-TCNQ). , TNAP), organic molecules such as boron compounds or organic compounds, and metal salt compounds such as FeCl, SbCl, and SbF6 may be mixed to eliminate the need for the first hole injection layer 47a and the hole transport layer 48.
  • a conductive oxide such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, zinc oxide, quinodimethane derivatives (TCNQ, F4-TCNQ).
  • organic molecules such as boron compounds or organic compounds
  • metal salt compounds such as FeCl, SbC
  • the driving voltage reduction effect can be obtained by making ohmic contact at the interface of the hole injection layer 47 or the hole transport layer 48 / light extraction improving layer 99. Furthermore, in the case of a mixed system, it may be possible to improve conductivity as the carrier concentration increases due to the formation of a charge transfer complex inside the thin film, thus suppressing changes in drive voltage due to film thickness adjustment during light extraction. In addition, a low driving voltage can be maintained.
  • the hole injection layer 47 has the property that light is directed from a low refractive index to a high one by making the refractive index the same or higher than that of the first hole injection layer 47a, the second hole injection layer 47b, and the hole transport layer 48. Since it can be used, the light extraction efficiency is further improved. In particular, when the film thickness is sufficiently thin as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the first hole injection layer 47a is provided at the interface of the hole injection layer 47 / light extraction improving layer 99.
  • the material of the first hole injection layer 47a include molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, and zinc oxide, and quinodimethane derivatives ( TCNQ, F4-TCNQ, TNAP), organic molecules such as boron compounds or organic compounds, metal salt compounds such as FeCl, SbCl, and SbF6 are preferable.
  • the first hole injection layer 47a and the hole transport layer 48 may not be necessary.
  • the driving voltage reduction effect can be obtained by making ohmic contact at the interface of the hole injection layer 47 or the hole transport layer 48 / light extraction improving layer 99.
  • a low driving voltage can be maintained.
  • the first hole injection layer 47a has the same or lower refractive index than the hole injection layer 47, and the same or higher refractive index than the second hole injection layer 47b or the hole transport layer 48, so that light has a lower refractive index. Since the property of going from high to high can be used, the light extraction efficiency is further improved. In particular, when the film thickness is sufficiently thin as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the second hole injection layer 47b is provided at the interface between the light extraction improving layer 99 / the hole transport layer 48 or the light emitting layer 49.
  • Examples of the material of the second hole injection layer 47b include conductive oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, and zinc oxide, and quinodimethane derivatives ( TCNQ, F4-TCNQ, TNAP), organic molecules such as boron compounds or organic compounds, metal salt compounds such as FeCl, SbCl, and SbF6 are preferable.
  • the effect of reducing the driving voltage can be obtained by mixing these materials with the hole transport (layer) material. This effect of reducing the drive voltage can be obtained by making ohmic contact at the interface between the light extraction improving layer 99 / hole transport layer 48, and it is considered that the same effect can be obtained even in a mixed system.
  • the mixed system may have improved conductivity as the carrier concentration is increased due to the formation of a charge transfer complex in the thin film, which suppresses changes in driving voltage due to film thickness adjustment during light extraction, and is low.
  • the driving voltage can be maintained.
  • the second hole injection layer 47b has the same or lower refractive index than the hole injection layer 47 and the first hole injection layer 47a, it can utilize the property that light is directed from a low refractive index to a high one.
  • the extraction efficiency is further improved. In particular, when the film thickness is sufficiently thin as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the cathode 52 is preferably a thin film with high reflectivity, and the material used for the light extraction improving layer 99 is used. Some of them can be used, and the metal-based and alloy-based film thickness is preferably 50 nm to 10,000 nm.
  • the cathode 52 is preferably a transparent or translucent thin film, and the material used for the light extraction improving layer 99 is used. 1 nm or more and 100 nm or less is preferable.
  • the electron injection layer 51 for example, a compound containing a material having an energy of a work function shallower than 3.0 eV such as an alkali metal or an alkaline earth metal is used. In particular, Cs is as low as around 2.0 eV. When organic molecules having electron transport properties are mixed in the electron injection layer 51, the electron transport layer 50 may not be necessary.
  • the electron injection layer 51 has the property that light is directed from a low refractive index to a high one by making the refractive index the same or higher than that of the first electron injection layer 51a, the second electron injection layer 51b, and the electron transport layer 50. Since it can be used, the light extraction efficiency is further improved. In particular, when the film thickness is sufficiently thin as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the first electron injection layer 51a has the same concept as that of the first hole injection layer 47a described above, although the material to be doped is different, and the concept of the refractive index is also substantially the same. That is, the first electron injection layer 51a has the same or lower refractive index than the electron injection layer 51 or the electron transport layer 50 and the same or higher refractive index than the second electron injection layer 51b, so that the light has a refractive index.
  • the light extraction efficiency is further improved because the property of moving from low to high can be used. In particular, when the film thickness is sufficiently thin, such as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the second electron injection layer 51b is substantially the same as the above-described second hole injection layer 47b in terms of the material to be doped, and the refractive index is also substantially the same.
  • the second electron injection layer 51b has the same or lower refractive index than the electron injection layer 51, the first electron injection layer 51a, and the first electron transport layer 50a, so that the light is changed from a low refractive index to a high one. Since the heading property can be used, the light extraction efficiency is further improved. In particular, when the film thickness is sufficiently thin as 10 nm or less, the influence of the refractive index can be eliminated.
  • the light-emitting element includes the transparent or translucent first electrode 46 (corresponding to the anode) and the second electrode 52 (which serves as the cathode) that reflects the light paired with the first electrode 46. Equivalent) and a hole extracted from one of the first electrode 46 and the second electrode 52 and an electron extracted by recombination of an electron extracted from the other of the first electrode 46 and the second electrode 52.
  • the light emitting element having such a configuration can be applied to not only the organic electroluminescent element 3 described above but also other light emitting elements such as a semiconductor laser.
  • the display panel includes the transparent or translucent first electrode 46 (corresponding to the anode) and the second electrode 52 (corresponding to the cathode) that reflects the light paired with the first electrode 46. Equivalent) and a hole extracted from one of the first electrode 46 and the second electrode 52 and an electron extracted by recombination of an electron extracted from the other of the first electrode 46 and the second electrode 52.
  • An organic semiconductor layer 47, 48, 49, 50, 51 including a conversion layer 49 (corresponding to a light emitting layer), and the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51 are connected to the first electrode 46 and the Between the photoelectric conversion layer 49, the light extraction improving layer 99 including silver or gold as at least a part of the component and partially reflecting light and having transparency is provided.
  • the organic semiconductor layer 7 Function including organic semiconductor material, oxide, fluoride, or inorganic compound having strong acceptor property or strong donor property (for example, ionization potential is 5.5 eV or more) in 7, 48, 49, 50, 51
  • a light-emitting element that is in contact with or sandwiched between layers constitutes each pixel.
  • the light emitting element 3 includes the first electrode 46 side, the second electrode 52 side, and the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, and 51 in the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, and 51 due to recombination of holes and electrons.
  • the light is output in various directions including the direction along 51.
  • the light toward the first electrode 46 passes through the light extraction improving layer 99 having transparency and the first electrode 46 and is output to the outside of the light emitting element 3.
  • the light toward the second electrode 52 is reflected by the second electrode 52 by the microcavity effect and the multiple reflection interference effect, and the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51, the light extraction improving layer 99 and the first The light passes through one electrode 46 and is output to the outside of the light emitting element.
  • the light in the direction slightly along the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51 out of the light toward the first electrode 46 side is the inside of the conventional organic electroluminescent element adopting a general configuration.
  • the light emitting element 3 is scattered according to the surface roughness of the light extraction improving layer 99 and output to the outside of the light emitting element 3 via the first electrode 46. Since the light extraction efficiency is improved by the light extraction improving layer 99 provided in the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, and 51, the light emitting element 3 increases the luminance as a whole even if the substrate 45 is not devised. be able to.
  • JP 2008-28371 A paragraphs [0031], [0062] to [0073], Table 6, FIG. 2 and JP 2008-59905 A (paragraphs [0044] to [0047], [0057]. ], [0058], FIG. 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-79452 (paragraphs [0041], [0075] to [0081], FIG. 3) and the like.
  • a configuration in which the enhancement layer 99 is formed in contact with the transparent electrode (the first electrode 46 in the case of bottom emission and the second electrode 52 in the case of top emission) is disclosed.
  • the value of the refractive index n of the transparent electrode is as large as about 2.0 or more, and light has a property of being guided in a direction in which the refractive index n is high.
  • the difference in refractive index between the transparent electrode and the Ag layer is large, it is considered that the above-mentioned waveguide characteristics are remarkably generated.
  • the transparent electrode since the light extraction improving layer 99 is formed in the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51, the transparent electrode (the first electrode 46, the top in the case of bottom emission) is formed.
  • the waveguide characteristics in the second electrode 52 can be made the same as in the conventional configuration in which the light extraction improving layer 99 is not formed, and the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51 It is possible to take out the guided light inside. Therefore, as compared with the above configuration, the light extraction efficiency can be improved and the luminance can be increased as a whole.
  • the light emitting element includes the light extraction improving layer 99 in the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51
  • the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50 Since smooth charge exchange with 51 is possible, an increase in drive voltage can be avoided.
  • such a light emitting element can adjust the carrier balance in the photoelectric conversion layer 49.
  • such a light emitting element can reduce power consumption and reduce the burden on the element, so that the element life is extended.
  • the light extraction improving layer 99 contains an organic semiconductor material, oxide, fluoride or inorganic compound having a strong acceptor property or a strong donor property with an ionization potential of 5.5 eV or more in the organic semiconductor layers 47 to 51. Because it is in contact with or sandwiched between the functional layers, the charge injection wall with the other organic semiconductor layers 47 to 51 does not increase, the driving voltage of the device does not increase, and the luminance decreases due to the change in carrier balance. Will not occur.
  • the organic semiconductor layer is further formed on one of the first electrode 46 and the second electrode 52 (for example, corresponding to the anode in the embodiment). And a hole injection layer 47 for facilitating the extraction of holes from the one electrode, and a hole transport layer 48 for transporting the holes extracted by the hole injection layer 47 to the photoelectric conversion layer 49.
  • the light-emitting element 3 having such a configuration is called an organic electroluminescent element.
  • the organic electroluminescent element 3 has various photoelectric conversion layers 49 including a direction along the first electrode 46 side, the second electrode 52 side, and the photoelectric conversion layer 49 by recombination of holes and electrons. Light in any direction. The light toward the first electrode 46 passes through the light extraction improving layer 99 having transparency and the first electrode 46 and is output to the outside of the organic electroluminescent element 3.
  • the light toward the second electrode 52 is reflected by the second electrode 52 by the microcavity effect and the multiple reflection interference effect, and the organic semiconductor layers 47, 48, 49, 50, 51, the light extraction improving layer 99 and the first The light passes through one electrode 46 and is output to the outside of the organic electroluminescent element 3.
  • the light in the direction slightly along the photoelectric conversion layer 49 among the light toward the first electrode 46 tends to disappear inside the conventional organic electroluminescent element 3 adopting a general configuration.
  • the organic electroluminescent element 3 light is scattered according to the surface roughness of the light extraction improving layer 99 and is output to the outside of the organic electroluminescent element 3 through the first electrode 46.
  • the light extraction efficiency is improved by the light extraction improving layer 99, the light emission amount increases as a whole.
  • the light extraction improving layer 99 contains an organic semiconductor material, oxide, fluoride or inorganic compound having a strong acceptor property or a strong donor property with an ionization potential of 5.5 eV or more in the organic semiconductor layers 47 to 51. Because it is in contact with or sandwiched between the functional layers, the charge injection wall with the other organic semiconductor layers 47 to 51 does not increase, the driving voltage of the device does not increase, and the luminance decreases due to the change in carrier balance. Will not occur.
  • the light extraction improving layer 99 further includes the strong acceptor material having an ionization potential of 5.5 eV or more.
  • the hole injection layer 47 is formed between the hole transport layer 48 and the hole transport layer 48.
  • the light output from the light emitting layer 49 is efficiently extracted from the anode 46 side to the outside of the organic electroluminescent element 3 by the light extraction improving layer 99.
  • the organic electroluminescent element 3 is a so-called bottom emission type, the light extraction efficiency is particularly improved.
  • the light extraction improving layer 99 further includes molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, and zinc oxide.
  • Conductive oxides containing oxides, oxide semiconductors, quinodimethane derivatives, organic molecules or organic compounds containing boron compounds, metal salt compounds containing iron chloride, antimony chloride, antimony fluoride, or these materials and organic semiconductor materials It is characterized by being comprised by the material which mixed.
  • the light extraction improving layer 99 can contain a strong acceptor material having an ionization potential of 5.5 eV or more.
  • the light output from the light emitting layer 49 is efficiently extracted from the anode 46 side to the outside of the organic electroluminescent element 3 by the light extraction improving layer 99.
  • the organic electroluminescent element 3 is a so-called bottom emission type, the light extraction efficiency is particularly improved.
  • the light-emitting element 3 in the above embodiment is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the organic semiconductor material is a quinodimethane derivative or a boron compound.
  • the oxide may be molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, germanium oxide, rhenium oxide, titanium oxide, or zinc oxide. It is characterized by being.
  • the light-emitting element 3 in the above embodiment is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the inorganic compound is a metal salt compound such as a halide metal.
  • the light extraction improving layer 99 is a thin film in which the strong acceptor material having an ionization potential of 5.5 eV or more and a hole transport material are mixed. It is characterized by.
  • the organic semiconductor layer takes out electrons from the other of the first electrode 46 and the second electrode 52 (for example, corresponding to the cathode in the embodiment). It has an electron injection layer 51 for facilitating and an electron transport layer 50 for transporting electrons taken out by the electron injection layer 51 to the photoelectric conversion layer 49.
  • the light emitting element 3 in the above embodiment further contains the strong donor material in addition to the above-described configuration, and the light extraction improving layer 99 is formed between the electron injection layer 51 and the electron transport layer 50. It is characterized by being.
  • the light output from the light emitting layer 49 is efficiently extracted from the cathode 52 side to the outside of the organic electroluminescent element 3 by the light extraction improving layer 99.
  • the organic electroluminescent element 3 is a so-called top emission type, the light extraction efficiency is particularly improved.
  • the work function of an alkali metal, an alkaline earth metal, or the like is shallower than 3.0 eV.
  • a thin film of a strong donor material such as a compound containing the above material or a thin film in which these materials and an electron transport material are mixed can be used.
  • the light extraction improving layer 99 is a metal layer or a particle
  • the metal layer 49 is an alkali metal or alkali having a work function of 3.0 eV or less. It is an earth metal or a rare earth.
  • the light-emitting element 3 in the above embodiment is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the oxide layer is an alkali metal oxide having a work function of 3.0 eV or less.
  • the inorganic compound is an alkali metal fluoride, alkali metal chloride, or alkali metal iodide having a work function of 3.0 eV or less. .
  • the light-emitting element 3 in the above embodiment is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the organic semiconductor material is a tetrathiafulvalene derivative or a boron compound.
  • the light extraction improving layer 99 is a thin film in which the strong donor material having an ionization potential of 5.0 eV or more and an electron transport material are mixed. It is characterized by.
  • the light-emitting element 3 in the above embodiment is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the light extraction improving layer 99 has a thickness of 1 nm to 50 nm.
  • an organic material having a cathode 52 (anode 46 for the top emission type) and a transparent or semi-transparent anode 46 (the cathode 52 for the top emission type) as a reflective electrode.
  • an electroluminescent element there is a difference in refractive index between the anode 46 and the glass substrate 45 due to the difference in material, and the surface of the cathode 52 on the organic semiconductor layer side is a mirror surface. There is a possibility of blue shifting (bluening) depending on the viewing angle (viewing angle).
  • the light extraction improving layer 99 is formed to improve the light extraction efficiency, and the interference effect is maximized. Therefore, there is a possibility that the color tone may be greatly shifted depending on the viewing angle, and the white balance may be greatly lost particularly when white light is emitted. In such a case, for example, even if a color filter is used, the color purity can be improved, but the viewing angle dependency (viewing angle characteristic) that the color changes depending on the viewing angle as described above cannot be improved.
  • the present modification limits the emission spectrum of the light emitting layer 49 in order to solve such a problem.
  • the inventors of the present application change the thickness of the light extraction improving layer 99 and the like as appropriate while changing the light emitting material constituting the light emitting layer 49 in a plurality of types, and thereby change the luminance L, total luminous flux, CIE ( (Commission Internationale de L'eclairage) The amount of change in chromaticity coordinates was measured. The details will be described below.
  • FIG. 33 is a diagram showing an example of emission spectra of the five types of light emitting materials constituting the light emitting layer 49
  • FIG. 34 is a diagram showing an example of the half-value widths and normalized emission spectrum areas of those spectra. is there.
  • the horizontal axis indicates the wavelength (nm) and the vertical axis indicates the emission intensity, which is normalized so that the maximum emission intensity of each spectrum is 1.
  • Alq 3 is indicated by a solid line
  • Irppy is indicated by a broken line
  • C545T is indicated by a dotted line
  • a red Ir complex is indicated by a one-dot chain line
  • PtOEP is indicated by a two-dot chain line.
  • the half-value widths (nm) of the five types of light emitting materials Alq 3 , Irppy, C545T, red Ir complex, and PtOEP are 110, 90, 65, 90, and 20, respectively.
  • the converted emission spectrum areas are 111, 88, 67, 98, and 33, respectively.
  • the normalized emission spectrum area is the total emission intensity for each wavelength of 1 nm when normalized so that the maximum emission intensity of the emission spectrum is 1, and is obtained by the following equation.
  • T is the normalized emission spectrum area
  • I ⁇ is the emission intensity when the wavelength is ⁇ (in units of 1 nm) when normalized so that the maximum emission intensity of the emission spectrum is 1
  • ⁇ max and ⁇ min Are the maximum and minimum values in the wavelength region of the emission spectrum.
  • FIG. 35 is a diagram showing an example of changes in luminance L, total luminous flux, and CIE chromaticity coordinates when Alq 3 is used as the light emitting material.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ “/" Represents ITO / HIL (Hole Injection Layer) / Ag (Xnm) / MoO 3 (3 nm) / NPB (42 nm) / Alq 3 (60 nm) / Li 2 O / Al. Shall.
  • MoO 3 is a functional layer
  • Alq 3 serves as both the light emitting layer 49 and the electron transport layer 50 (the same applies hereinafter).
  • the numerical value in the parenthesis represents the film thickness of each layer.
  • ⁇ CIE represents a change in chromaticity when the viewing angle is changed from 0 ° (front) to 60 °.
  • the determination column performs pass / fail determination for three items of luminance L, total luminous flux, and change amount of CIE chromaticity coordinates, and when there are three or more items that are good determinations, ⁇ , the case where it is 1 or less is marked with ⁇ .
  • the luminance L and the total luminous flux are compared with the light emitting element of the comparative example described in the top column, and if the value is larger than the comparative example, the judgment is good, and the change amount of the chromaticity coordinate is about 0.050. The following is considered good.
  • the comparative example described in the top column is an example in the case of an organic electroluminescent element in which the light extraction improving layer 99 is not formed and the microcavity effect or the multiple reflection interference effect is not used.
  • CuPc copper phthalocyanine
  • TPA triphenylamine
  • the thickness of the light extraction improving layer 99 when the thickness of the light extraction improving layer 99 is, for example, 5 nm, the amount of change in chromaticity coordinates is 0.038, which is not more than 0.050.
  • the value of the total luminous flux is smaller than that of the comparative example, and since there is only one good judgment item, the judgment is x.
  • the thickness of the light extraction improving layer 99 when the thickness of the light extraction improving layer 99 is, for example, 10, 15, 20, 25 nm, the luminance L and the total luminous flux have a larger value than the comparative example and are good judgments. Since it is larger than 0.050 and there are only two good judgment items, each judgment is ⁇ .
  • FIG. 36 is a diagram showing an example of changes in luminance L, total luminous flux, and CIE chromaticity coordinates when Irppy is used as the light emitting material.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ / "As ITO / HIL / Ag (Xnm) / MoO 3 (3 nm) / NPB / 9% Irppy: TAZ (40 nm) / Alq 3 (20 nm) / Li 2 O (10 nm) / Al (80 nm) ).
  • “9% Irppy: TAZ” indicates a layer in which 9% Irppy is mixed with TAZ (triazine derivative).
  • Alq 3 functions as the electron transport layer 50 (the same applies to the following).
  • the luminance L and The value of the total luminous flux is larger than that of the comparative example, and the change amount of the chromaticity coordinates is also about 0.050 or less (when the thickness of the light extraction improving layer 99 and the hole transport layer 48 is 22 nm and 37 nm).
  • the amount of change in the chromaticity coordinates is 0.058, which is a value larger than 0.050, but is within the allowable range.
  • the determination is ⁇ because it is one. Therefore, in these, the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) can be improved as compared with the comparative example, the color purity is excellent, and the light extraction efficiency can be improved.
  • the determination is ⁇ .
  • FIG. 37 is a diagram showing an example of changes in luminance L, total luminous flux, and CIE chromaticity coordinates when C545T is used as the luminescent material.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ / "As ITO / HIL / Ag (Xnm) / MoO 3 (3 nm) / NPB / C545T: Alq 3 (0.75: 2,40 nm) / Alq 3 (20 nm) / Li 2 O (10 nm) ) / Al (80 nm).
  • C545T: Alq 3 (0.75: 2, 40 nm) indicates a layer in which C545T and Alq 3 are mixed at a mixing ratio of 0.75: 2.0.
  • the thickness of the light extraction improving layer 99 and the hole transport layer 48 is 15 nm, 37 nm, 20 nm, 37 nm, 20 nm, 42 nm, 25 nm, 37 nm, respectively.
  • the luminance L and the total luminous flux are larger than those of the comparative example (the total luminous flux is 0 when the thickness of the light extraction improving layer 99 and the hole transport layer 48 is 25 nm and 37 nm).
  • the determination is ⁇ .
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of changes in luminance L, total luminous flux, and CIE chromaticity coordinates when a red Ir complex is used as the light emitting material.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ / "As ITO / HIL / Ag (Xnm) / MoO 3 (3 nm) / NPB / red Ir complex: quinoline derivative (40 nm) / Alq 3 (37.5 nm) / Li 2 O (10 nm) / It is assumed that it is Al (80 nm).
  • the luminance L and the total luminous flux are compared with the comparative example. Since the value is large and the change amount of the chromaticity coordinates is also a value larger than 0.050 but within the allowable range, the judgment is “good” because there are three good judgment items. ing. Therefore, in these, the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) can be improved as compared with the comparative example, the color purity is excellent, and the light extraction efficiency can be improved. About other, since there are two good determination items, the determination is ⁇ .
  • FIG. 39 is a diagram showing an example of changes in luminance L, total luminous flux, and CIE chromaticity coordinates when PtOEP is used as the luminescent material.
  • the anode 46, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are separated by “ / "As ITO / HIL / Ag (Xnm) / MoO 3 (3 nm) / NPB / 9% PtOEP: Alq 3 (40 nm) / Alq 3 (37.5 nm) / Li 2 O (10 nm) / It is assumed that it is Al (80 nm).
  • the luminance L and the total luminous flux are compared with the comparative example.
  • the value is large, and the amount of change in chromaticity coordinates is also a value smaller than 0.050. Since there are three good judgment items, the judgment is “good”. Therefore, in these, the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) can be improved as compared with the comparative example, the color purity is excellent, and the light extraction efficiency can be improved.
  • the determination is ⁇ .
  • FIG. 40 shows a correspondence between the half-value width of the emission spectrum and the normalized emission spectrum area described above and the amount of change in the chromaticity coordinates in the measurement results described above for the five types of light-emitting materials constituting the light-emitting layer 49. It is a figure which shows the example made to do.
  • the light extraction improving layer 99 has a thickness of about 20 nm in the change amount of the chromaticity coordinates shown in FIGS. 35 to 39 described above, and the functional layer (MoO). 3 : 3 nm) and the thickness of the hole transport layer 48 are selected and shown when the thickness is equal to the thickness of the hole transport layer 48 in the comparative example shown in the uppermost column of each table.
  • the row including the selected value is indicated by an arrow in FIGS. 35 to 39 described above.
  • “no cavities” in the column of change in chromaticity coordinates means the change in chromaticity coordinates in the comparative example shown in the uppermost column of each table. Is the amount of change in the selected chromaticity coordinates.
  • FIG. 41 is a diagram showing an example of the relationship between the full width at half maximum and the amount of change in chromaticity coordinates (with ⁇ cavity structure) based on the measurement result shown in FIG.
  • the amount of change in chromaticity coordinates is smaller as the half-value width of the emission spectrum is narrower.
  • the change amount of the chromaticity coordinates is within the range of 0.03 to 0.05 in the range where the half width is 80 nm or less. That is, when the half-value width of the emission spectrum is in the range of 1 nm to 80 nm, the change in chromaticity coordinates is about 0.050 or less as described above, so that the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) is improved. can do.
  • FIG. 42 is a diagram showing an example of the relationship between the emission spectrum area and the amount of change in chromaticity coordinates (with ⁇ cavity structure) based on the measurement result shown in FIG.
  • the change amount of the chromaticity coordinates is within the range of 0.03 to 0.05 in the range where the emission spectrum area is 80 nm or less. That is, when the emission spectrum area is in the range of 1 to 80, the change in chromaticity coordinates is about 0.050 or less as described above, so that the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) is improved. be able to.
  • the half width of the emission spectrum of the photoelectric conversion layer 49 is standardized so as to be 1 nm or more and 80 nm or less, or the maximum emission intensity of the emission spectrum is 1.
  • the emission spectrum area which is the sum of the emission intensity for each wavelength of 1 nm, is 1 or more and 80 or less.
  • the amount of change in the CIE chromaticity coordinates falls within the range of about 0.03 to 0.05, so that the viewing angle dependency (viewing angle characteristics) can be improved, the color purity is excellent, and the light extraction efficiency is improved. Can be improved.
  • the light extraction improving layer 99 is discontinuous or the resistance value is increased.
  • the light extraction improving layer 99 is used. Is made of a material having reflectivity, transparency and conductivity, and has almost the same conductivity (resistance value) as the anode 46 (the cathode 52 in the top emission type, the same applies hereinafter).
  • this pixel is turned on, a short circuit occurs between the anodes 46, and there is a possibility that light emission is not observed or light emission cannot be obtained.
  • the light extraction improving layer 99 is discontinuous in a predetermined region or the resistance value is increased.
  • FIG. 43 is a diagram showing a conceptual configuration example of a display panel to which the organic electroluminescent element 3 is applied, together with a partially enlarged view.
  • the display panel has, for example, a passive matrix configuration (may be an active matrix configuration).
  • a plurality of anodes 46 (anodes 46-1 to 46-m) are arranged in parallel on a glass substrate 45, and a hole injection layer 47, a light extraction improving layer 99, a hole transport layer 48, a light emitting layer are formed thereon.
  • 49, the electron transport layer 50, and the electron injection layer 51 are laminated, and a plurality of cathodes 52 (cathodes 52-1 to 52-n) are laminated thereon so as to be orthogonal to the anode 46, whereby the display panel is obtained. It is configured.
  • FIG 43 is a partially enlarged view of, for example, four organic electroluminescent elements 3 (four pixels) in the display panel, each of the light emitting elements 3, the partition wall 60, and the dividing portion 65 (discontinuous) included in the light extraction improving layer 99.
  • the positional relationship is equivalent to the part.
  • illustration of layer structures other than the light extraction improvement layer 99 is abbreviate
  • the partition wall 60 extends in a direction substantially parallel to the cathode 52, and the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, and the light emitting layer 49 in the light emitting elements 3 adjacent to each other in the direction along the anode 46.
  • the electron transport layer 50, the electron injection layer 51, and the cathode 52 are provided so as to be separated (see FIG. 44 described later).
  • the dividing portion 65 is a portion that is discontinuous when the light extraction improving layer 99 is divided (see FIG. 45 described later), and between the light emitting elements 3 adjacent in the direction along the partition wall 60. Is provided.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a cross-sectional example along the line AA in FIG. 44, the hole transport layer 48, the light-emitting layer 49, the electron transport layer 50, and the electron injection layer 51 are illustrated as one layer for the purpose of preventing complexity.
  • a light emitting area limiting layer 54 is formed so as to be orthogonal to the anode 46 provided on the glass substrate 45, and an inversely tapered partition made of an insulating material is formed on the light emitting area limiting layer 54. 60 is formed. Due to the light emitting area limiting layer 54 and the partition wall 60, as described above, the hole injection layer 47, the light extraction improving layer 99, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, and the electron injection between the adjacent light emitting elements 3 are combined. The layer 51 and the cathode 52 are separated.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line BB in FIG. 44, the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, and the electron injection layer 51 are illustrated as one layer as in FIG.
  • the light extraction improving layer 99 has a dividing portion 65 in a region other than on the anode 46.
  • the dividing portion 65 is a portion that is discontinuous by dividing the light extraction improving layer 99, and the portion may be made of the same material as the hole injection layer 47 or the hole transport layer 48, for example. You may comprise with other materials.
  • the dividing portion 65 is provided only in a region other than on the anode 46.
  • the present invention is not limited to this, as long as the light extraction improvement function of the light extraction improvement layer 99 is not impaired.
  • a dividing portion 65 may be provided in a region on the anode 46.
  • Examples of the method for forming the dividing portion 65 include etching a desired portion of the light extraction improving layer 99 by plasma etching or the like, forming holes in the stainless steel base material, and forming the light extraction improving layer 99. It is done.
  • the dividing portion 65 may be formed by forming the light extraction improving layer 99 on the donor sheet and transferring the light extraction improving layer 99 from the donor sheet to the hole injection layer 47 by laser irradiation at a position where the light extraction improving layer 99 is to be disposed.
  • the hole injection layer 47 is not limited only to the hole injection layer 47, and the hole injection layer 47 may be transferred onto the anode 46.
  • the dividing portion 65 may be formed by dissolving the material of the light extraction improving layer 99 and forming the light extraction improving layer 99 in a desired area by inkjet. Further, the light extraction improving layer 99 may be divided by providing a partition wall on the hole injection layer 47.
  • the light extraction improving layer 99 further includes a discontinuous portion 65 (corresponding to a divided portion).
  • the light extraction improving layer 99 is made of a material having reflectivity, transparency, and conductivity, and the anode 46. Therefore, when a large number of pixels are turned on on the display panel, a short circuit occurs between the anodes 46, and light emission is not observed or light emission cannot be obtained.
  • the discontinuous portion 65 is provided in the light extraction improving layer 99, so that a short circuit between the anodes 46 can be prevented. Thereby, each organic electroluminescent element 3 can be made to emit light independently.
  • the discontinuous portion 65 is further formed in a region other than on the first electrode 46 of the light extraction improving layer 99. Thereby, the short circuit between the anodes 46 can be prevented without impairing the light extraction improving function of the light extraction improving layer 99.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view showing a cross-sectional example corresponding to the line BB in FIG. 43 in this case.
  • the light extraction improving layer 99 has a resistance increasing portion 66 in a region other than on the anode 46.
  • the resistance increasing portion 66 increases the resistance value from other portions of the light extraction improving layer 99 by, for example, heat treatment (laser) in an atmosphere in which oxygen exists to some extent, or by reducing the thickness of the light extraction improving layer 99. Part.
  • the light extraction improving layer 99 further includes a resistance increasing portion 66 having an increased resistance value in a region other than on the first electrode 46. And In this way, a short circuit between the anodes 46 can be prevented, so that each organic electroluminescent element 3 can emit light independently.
  • the substrate 45 is disposed on the anode 46 side as an example, but the present invention is not limited to this, and the substrate 45 may be disposed on the cathode 52 side.
  • FIG. 22 is a diagram showing a verification example of driving voltage and luminance of an organic electroluminescence device adopting each configuration shown in FIGS. 9 to 21. It is sectional drawing which shows the structural example of an organic electroluminescent element. It is sectional drawing which shows the structural example of an organic electroluminescent element.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a cross-sectional example taken along line AA in FIG. 43.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a cross-sectional example taken along line BB in FIG. 43.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a cross-sectional example corresponding to the line BB in FIG. 43 when a resistance increasing portion is provided in the light extraction improving layer.

Abstract

【課題】発光素子に光取り出し層を形成した場合に生じうる課題を解決すること。 【解決手段】有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１は、前記第１電極４６と前記光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備えている。光取り出し向上層９９は、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内にて、一例としてイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている。

Description

発光素子及び表示パネル
　本発明は、一対の電極の間に与えた印加電圧に応じて発光層を発光させる発光素子等に関する。
　近年、フラットパネルディスプレイの１つとして有機エレクトロルミネッセンス（以下「ＥＬ」と省略する）現象を利用して画像を表示する有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行われている。
　有機ＥＬディスプレイは、有機電界発光素子の発光現象を利用して画像を表示する自発光型のディスプレイであるため、視野角が広く消費電力が小さく、かつ軽量で薄く構成することができる点が特徴である。有機電界発光素子は、２つの電極の間に有機半導体層が形成されており、この有機半導体層の一部には発光層が形成されている（特許文献１参照）。
　従来の有機ＥＬディスプレイでは、各有機電界発光素子の内部において発光層が生成した光は、基板や有機半導体層内においてその層が延びる方向（横方向）に光導波しており、その割合は約８０％にも到達する。そのため従来の有機電界発光素子は、有機ディスプレイの正面方向への光取り出し効率は一般的に２０％程度に留まっており光取り出し効率が悪く、輝度を上げることが困難であった。
　このため、有機半導体層内に、発光層からの光取り出し効率を向上させるべく機能層（以下「光取り出し向上層」と称する）を設けた有機電界発光素子が従来より知られている（例えば特許文献２及び特許文献３参照）。この従来技術では、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層を透明電極に接して形成した構成が開示されている。
特開２００７－１２３６９号公報 特開２００８－２８３７１号公報（表６、第２図） 特開２００８－５９９０５号公報（第２図）
　しかしながら、このような光取り出し向上層を設けた場合には、この光取り出し向上層に隣接するその他の有機半導体層との電荷注入壁が増大し、素子の駆動電圧が上昇、且つキャリアバランス変化に伴う輝度低下が生ずることも考えられる。また上述したように、上記特許文献２及び３に記載の従来技術には、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層を透明電極に接して形成した構成が開示されているが、この場合、透明電極の屈折率ｎの値は約２．０以上と大きく、光は屈折率ｎが高い方向に導波する性質を有するため、発光強度の利得が少なくなる。特に、透明電極とＡｇ層との屈折率差が大きいため、上記導波特性は顕著に発生すると考えられる。
　本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
　上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層を備え、前記光取り出し向上層は、前記有機半導体層内にて、一例としてイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている。
　上記課題を解決するために、請求項１６記載の発明は、透明又は半透明な第１電極と、前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、前記有機半導体層は、前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層を備え、前記光取り出し向上層は、前記有機半導体層内にて、一例としてイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている、発光素子によって各画素が構成されている。
　以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
　図１は、第１実施形態としての発光素子が表示パネルの有機電界発光素子３に適用された場合の一例を示す部分断面図である。なお各層の厚さは説明の都合上簡素化しているが、これに限られない。
　有機電界発光素子３は有機半導体素子の一例であり、例えば赤色、緑色及び青色に対応させて各々形成される。図示の有機電界発光素子３は１画素を構成している。
　有機電界発光素子３は、例えばボトムエミッション型の有機電界発光素子であり、例えば赤色、緑色及び青色の各画素に対応させて各々形成される。有機電界発光素子３は、ガラス基板４５上に、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２が順次積層された構造となっている。なお有機電界発光素子３は、発光層４９内に電荷及び励起子を各々閉じ込めるための電荷及び励起子拡散層が積層された構造を採用しても良い。
　陽極４６上には、隣り合う有機電界発光素子３間に、１画素の発光エリアを限定するための発光エリア限定層５４が形成されている。この発光エリア限定層５４は、絶縁材料で構成されている。
　ガラス基板４５は、透明、半透明又は不透明な材質によって構成されている。上記陽極４６は第１電極に相当し、ガラス基板４５に沿って覆うように形成されている。この陽極４６は、後述する発光層４９に対してホールを供給する機能を有する。陽極４６は、本実施形態では、主としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を材質とした金属電極であるものとする。なお、これ以外にも、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）を材質としても良く、それらの合金も採用することができる。またその他にも陽極４６は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｇ又はＰｔなどを採用することができる。
　このホール注入層４７は、この陽極４６からホールを取り出し易くする機能を有する。このホール注入層４７は、例えば、正孔注入層としては、特に限定はないが、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類および無金属フタロシアニン類、カーボン膜、ポリアニリン等の導電性ポリマーを好適に採用することができる。上記ホール輸送層４８は、ホール注入層４７によって陽極４６から取り出されたホールを発光層４９に輸送する機能を有する。このホール輸送層４８は、例えば、正孔輸送性を有する有機化合物として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニル－４，４’－ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（３－メチルフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル、２，２－ビス（４－ジ－ｐ－トリルアミノフェニル）プロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｐ－トリル－４，４’－ジアミノビフェニル、ビス（４－ジ－ｐ－トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（４－メトキシフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニル－４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、４－Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ－（２－ジフェニルビニル）ベンゼン、３－メトキシ－４’－Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ－フェニルカルバゾール、１，１－ビス（４－ジ－ｐ－トリアミノフェニル）－シクロヘキサン、１，１－ビス（４－ジ－ｐ－トリアミノフェニル）－４－フェニルシクロヘキサン、ビス（４－ジメチルアミノ－２－メチルフェニル）－フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリ（ｐ－トリル）アミン、４－（ジ－ｐ－トリルアミノ）－４’－［４（ジ－ｐ－トリルアミノ）スチリル］スチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｐ－トリル－４，４’－ジアミノ－ビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニル－４，４’－ジアミノ－ビフェニルＮ－フェニルカルバゾール、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ｐ－ターフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（２－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（３－アセナフテニル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、１，５－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ナフタレン、４，４’－ビス［Ｎ－（９－アントリル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’’－ビス［Ｎ－（１－アントリル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ｐ－ターフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（２－フェナントリル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（８－フルオランテニル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（２－ピレニル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（２－ペリレニル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－（１－コロネニル）－Ｎ－フェニル－アミノ］ビフェニル、２，６－ビス（ジ－ｐ－トリルアミノ）ナフタレン、２，６－ビス［ジ－（１－ナフチル）アミノ］ナフタレン、２，６－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（２－ナフチル）アミノ］ナフタレン、４．４’’－ビス［Ｎ，Ｎ－ジ（２－ナフチル）アミノ］ターフェニル、４．４’－ビス｛Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］アミノ｝ビフェニル、４，４’－ビス［Ｎ－フェニル－Ｎ－（２－ピレニル）－アミノ］ビフェニル、２，６－ビス［Ｎ，Ｎ－ジ（２－ナフチル）アミノ］フルオレン、４，４’’－ビス（Ｎ，Ｎ－ジ－ｐ－トリルアミノ）ターフェニル、ビス（Ｎ－１－ナフチル）（Ｎ－２－ナフチル）アミン等が挙げられる。また、このホール輸送材質はホール注入層を兼ねる事ができる材質でもある。
　光取り出し向上層９９は、ホール注入層４７とホール輸送層４８との間に形成されている。光取り出し向上層９９は、例えば銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する。光取り出し向上層９９は、機能層としてのこれらホール注入層４７とホール輸送層４８によって挟み込まれており、ホール注入層４７またはホール輸送層４８の界面でオーミックコンタクトさせることで、駆動電圧の上昇を抑制することができる。なおここでいう機能層は、後述する混合系の各層によっても同様の効果を発揮することができるばかりでなく、薄膜内部で電荷移動錯体の形成などによるキャリア濃度の向上に伴う導電性構造が考えられ、さらに駆動電圧を低下させることができる。この光取り出し向上層９９の詳細については後述する。
　このホール輸送層４８は、ホール注入層４７と発光層４９の間に形成されており、その材質であるＮＰＢがホール移動度を持つホール輸送性の材料として一般的であるが、本実施形態では発光効率向上又は発光効率低下抑止層という機能を発揮する。
　上記発光層４９は光電変換層に相当し、例えば有機物を材質としており、電界発光現象、つまり、いわゆるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を使った発光素子である。この発光層４９は、複数の電極４６，５２の間のいずれかに積層されており、印加電圧によって複数の電極４６，５２の間に生じた電界によって発光する機能を有する。この発光層４９は、その外部から電界を用いて受け取ったエネルギーに基づく光を放出する現象を利用し、自ら光を出力する。
　電子輸送層５０は、発光層４９と電子注入層５１との間に形成されている。電子輸送層５０は、電子注入層５１によって陰極５２から取り出された電子を効率的に発光層４９に輸送する。例えば、発光層４９や電子輸送性有機半導体層の主成分の電子輸送性を有する有機化合物としては、ｐ－テルフェニルやクアテルフェニル等の多環化合物およびそれらの誘導体、ナフタレン、テトラセン、ピレン、コロネン、クリセン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ナフタセン、フェナントレン等の縮合多環炭化水素化合物及びそれらの誘導体、フェナントロリン、バソフェナントロリン、フェナントリジン、アクリジン、キノリン、キノキサリン、フェナジン等の縮合複素環化合物およびそれらの誘導体や、フルオロセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、オキシン、アミノキノリン、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、キナクリドン、ルブレン等およびそれらの誘導体等を挙げることができる。金属キレート錯体化合物、特に金属キレート化オキサノイド化合物では、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム、ビス（８－キノリノラト）マグネシウム、ビス［ベンゾ（ｆ）－８－キノリノラト］亜鉛、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム、トリス（８－キノリノラト）インジウム、トリス（５－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム、８－キノリノラトリチウム、トリス（５－クロロ－８－キノリノラト）ガリウム、ビス（５－クロロ－８－キノリノラト）カルシウム等の８－キノリノラト或いはその誘導体を配位子として少なくとも一つ有する金属錯体も挙げることができる。
　また、電子輸送性を有する有機化合物として、オキサジアゾール類、トリアジン類、スチルベン誘導体およびジスチリルアリーレン誘導体、スチリル誘導体、ジオレフィン誘導体も好適に使用され得る。
　さらに、電子輸送性を有する有機化合物として使用できる有機化合物として、２，５－ビス（５，７－ジ－ｔ－ベンチル－２－ベンゾオキサゾリル）－１，３，４－チアゾール、４，４’－ビス（５，７－ｔ－ペンチル－２－ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’－ビス［５，７－ジ－（２－メチル－２－ブチル）－２－ベンゾオキサゾリル］スチルベン、２，５－ビス（５．７－ジ－ｔ－ペンチル－２－ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５－ビス［５－（α，α－ジメチルベンジル）－２－ベンゾオキサゾリル］チオフェン、２，５－ビス［５，７－ジ－（２－メチル－２－ブチル）－２－ベンゾオキサゾリル］－３，４－ジフェニルチオフェン、２，５－ビス（５－メチル－２－ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）ビフェニル、５－メチル－２－｛２－［４－（５－メチル－２－ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル｝ベンゾオキサゾール、２－［２－（４－クロロフェニル）ビニル］ナフト（１，２－ｄ）オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’－（ｐ－フェニレンジピニレン）－ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２－｛２－［４－（２－ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル｝ベンゾイミダゾール、２－［２－（４－カルボキシフェニル）ビニル］ベンゾイミダゾール等も挙げられる。
　さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、１，４－ビス（２－メチルスチリル）ベンゼン、１，４－ビス（３－メチルスチリル）ベンゼン、１，４－ビス（４－メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４－ビス（２－エチルスチリル）ベンゼン、１，４－ビス（３－エチルスチリル）ベンゼン、１，４－ビス（２－メチルスチリル）－２－メチルベンゼン、１，４－ビス（２－メチルスチリル）－２－エチルベンゼン等も挙げられる。
　また、さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、２，５－ビス（４－メチルスチリル）ピラジン、２，５－ビス（４－エチルスチリル）ピラジン、２，５－ビス［２－（１－ナフチル）ビニル］ピラジン、２，５－ビス（４－メトキシスチリル）ピラジン、２，５－ビス［２－（４－ビフェニル）ビニル］ピラジン、２，５－ビス［２－（１－ピレニル）ビニル］ピラジン等が挙げられる。
　その他、さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、１，４－フェニレンジメチリディン、４，４’－フェニレンジメチリディン、２，５－キシリレンジメチリディン、２，６－ナフチレンジメチリディン、１，４－ビフェニレンジメチリディン、１，４－ｐ－テレフェニレンジメチリディン、９，１０－アントラセンジイルジメチリディン、４，４’－（２，２－ジ－ｔ－ブチルフェニルビニル）ビフェニル、４，４’－（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
　発光層４９上には電子注入層５１が積層されている。この電子注入層５１は、その陰極５２から電子を取り出し易くする機能を有する。この電子注入層５１上には陰極５２が形成されている。なお、この電子注入層５１はバッファー層や陰極５２としての機能を含んでいても良い。この有機電界発光素子３は、陽極４６と陰極５２との間の印加電圧に応じた電界により発光層４９が光を出力する。
　本実施形態のように有機電界発光素子３が、例えばボトムエミッションタイプである場合、この発光層４９は、主として下方に光Ｌ（外部光）を放射するが、実際上においては一例として右側に示したように意図しない方向にも光Ｌを放射してしまう。有機電界発光素子３は、上述した光取り出し向上層９９が存在しない構成である場合、発光層４９が放射した一部の光Ｌは、外部光として有機電界発光素子３の外部に取り出されることなく、有機電界発光素子３内において消失してしまいがちである。本実施形態では、このように発光層４９が放出した光Ｌのうち外部光として取り出すことができない光を「内部光」と呼ぶ。
　図２は、図１に示す有機電界発光素子３内における光路の一例を示す断面のイメージ図である。なお図示の各層の間には隙間が存在しているが、これは図面の見やすさを考慮して設けたものであるため、実際には存在していない。また請求項の有機半導体層とは、例えばホール注入層４７、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０及び電子注入層５１のいずれか又はこれらいずれかの組み合わせを表している。
　この有機半導体層においては、その一部、例えば上述した光取り出し向上層９９に、金属、例えば銀又は銀の合金を含有させている。つまり光取り出し向上層９９は、例えば銀或いは銀の合金又は粒子を含んでいる。この光取り出し向上層９９は、その他にも、例えば銀又は銀の合金の薄膜であっても良い。なおこのような金属としては銀に限られず、その代わりに、例えば金を採用しても良い。
　光取り出し向上層９９は、有機半導体層４７～５１内にて、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれた構成となっている。光取り出し向上層９９は、例えばイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性材料を含有する場合、ホール注入層４７とホール輸送層４８との間に形成されている。また光取り出し向上層９９は、強いドナー性材料を含有する場合、電子注入層５１と電子輸送層５０との間に形成されている。光取り出し向上層９９は、例えば金属層又は粒子である。
　有機電界発光素子３は、発光層４９は、ホールと電子の再結合によって陽極４６、陰極５２及び発光層４９に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。ここで、一般的な構成を採用した有機電界発光素子を例示した場合、当該一般的な有機電界発送素子においては、電子注入層５１、電子輸送層５０、発光層４９、ホール輸送層４８及びホール注入層４７などの有機半導体中の横方向への光伝搬は発光量の約４０％と云われている。ここでいう横方向とは発光層４９に沿った方向に相当する。発光層４９では発光点４９ａにおいて次のような光が生成される。
　＜第１発光＞
　第１発光は、左側に例示しているように通常の発光を表している。陽極４６側への発光線Ｌは、透過性を有する光取り出し向上層９９及び陽極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。ここでいう発光線Ｌは、上述した光Ｌに相当する。一方、陰極５２側への発光線Ｌは陰極５２で反射され、発光層４９、光取り出し向上層９９及び陽極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。
　＜第２発光＞
　第２発光は、中央に図示しているようにマイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用した発光を表している。第２発光では上述した第１発光とは異なる点のみを説明する。第２発光では、陽極４６側への発光線Ｌがホール輸送層４８にて反射し陰極５２側に戻り、この陰極５２が反射して再度陽極４６へ向かって有機電界発光素子３の外部に出力される。
　＜第３発光＞
　第３発光は、ここで、陽極４６側への発光線Ｌのうち発光層４９にやや沿った方向への発光線Ｌは、一般的な構成を採用した従来の有機電界発光素子の内部で消滅しがちであったが、この有機電界発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて発光線Ｌが散乱されて、陽極４６から有機電界発光素子３の外部に出力される。有機電界発光素子３は、発光層４９に備えられた光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として発光量が増大する。このとき各層の屈折率が上述のように設定されていると、横方向への光伝搬を抑制し、さらに光取り出し効率を向上することができる。
　＜光取り出し効率の検証＞
　図３は、本実施形態による効果を検証するための第１の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。この第１の比較例では光取り出し向上層９９が設けられていない。
　図３に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層(３２ｎｍ）／ＮＰＢ（３８ｎｍ）／Ａｌｑ３(６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、Ａｌｑ３は電子輸送性の発光層であり、発光層４９と電子輸送層５０とを兼ねるものである（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７～１．８であり、発光層４９が１．７～１．８であり、ホール輸送層４８が１．７～１．８である。この比較例では、駆動電圧Ｖは４．５０［Ｖ］であり、輝度Ｌは２７４［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは３．７［ｃｄ／Ａ］である。
　図４は、本実施形態による効果を検証するための第２の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。この第２の比較例ではホール注入層４７及び光取り出し向上層９９が設けられていない。
　図４に示す一例においては、陽極４６、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３(６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。この第２の比較例では、駆動電圧Ｖは４．９［Ｖ］であり、輝度Ｌは３１２［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは４．２［ｃｄ／Ａ］である。
　図５は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
　図５に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、ＭｏＯ３は、上述した図２に示す積層構成では特に示さなかったが、光取り出し向上層９９であるＡｇに接して設けられ、光取り出し向上層９９と隣接するその他の有機半導体層４７～５１等との電荷注入壁の増大、素子の駆動電圧の上昇等を回避する機能を有する機能層である。このとき、ＭｏＯ３（３ｎｍ）の膜では均一な膜質が得られているとは考えにくく、Ａｇ／ＭｏＯ３の界面ではＡｇ：ＭｏＯ３の混合状態にあると考えられる。したがって、この層構成においては、光取り出し向上層９９は、５．５ｅＶ以上の強アクセプター性材料であるモリブデン酸化物ＭｏＯ３を含有していると言える（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７～１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．２であり、発光層４９が１．７～１．８であり、ホール輸送層４８が１．７～１．８である。本実施形態における検証例における電流密度は、例えば７．５［ｍＡ／ｃｍ２］としている。
　光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．２７［Ｖ］であり、輝度Ｌは５８０［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは７．７［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが１５［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。
　図６は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
　図６に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／４０％－ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層（３２ｎｍ）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。ここで「４０％－ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層」とは、ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）に４０％ＭｏＯ３を混合させた層を示している。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が２．０より大きく、光取り出し向上層９９が約０．２であり、発光層４９が１．７～１．８であり、ホール輸送層４８が１．７～１．８である。なお電子注入層５１、電子輸送層５０、発光層４９、ホール輸送層４８及びホール注入層４７などの有機半導体層は、全てできる限り屈折率ｎが低いことが好ましい。
　光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．１０［Ｖ］であり、輝度Ｌは５０３［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは６．７［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが１５［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。
　図７は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
　図７に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／Ａｕ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７～１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．６であり、発光層４９が１．７～１．８であり、ホール輸送層４８が１．７～１．８である。この例では既に説明した例と比べて、光取り出し向上層９９の反射率が低下しているとともに屈折率が低下している。
　光取り出し向上層９９の厚さが例えば１５ｎｍである場合、駆動電圧Ｖは５．２９［Ｖ］であり、輝度Ｌは３６１［ｃｄ／ｍ２］であり、電流効率ＥＬは４．９［ｃｄ／Ａ］である。この検証例では、光取り出し向上層９９の厚さが２０［ｎｍ］のときに光取り出し効率が最大となっている。このようにすると、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率を向上させることができている。
　図８は、光取り出し向上層９９の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。
　図８に示す一例においては、上述した図２に示す積層構成に加え、光取り出し向上層９９とホール輸送層４８との間に第２のホール注入層を設けている。すなわち、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、第２のホール注入層、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／トリフェニルアミン誘導体層（３２ｎｍ）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／４０％－ＭｏＯ３：トリフェニルアミン誘導体混合層（２８ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なお、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　また各層の屈折率ｎは、ホール注入層４７が１．７～１．８であり、光取り出し向上層９９が約０．２であり、第２のホール注入層が２．０より大きく、発光層４９が１．７～１．８であり、ホール輸送層４８が１．７～１．８である。すなわちこの例では、光取り出し向上層９９を挟む２つのホール注入層のうち、陰極５２側である第２のホール注入層側の屈折率ｎの方が、陽極４６側であるホール注入層４７の屈折率ｎより大きくなっている。このため、光取り出し向上層９９の厚さが１０，１５，２０ｎｍのいずれの場合であっても、第１の比較例及び第２の比較例と比べて光取り出し効率が低下している。
　なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
　上記実施形態における有機電界発光素子３は、各層を次のように構成することもできる。
　つまり光取り出し向上層９９は透明或いは半透明の薄膜であり、反射率が高い薄膜が好ましく、更に隣接する層より屈折率が低くことが好ましい。この光取り出し向上層９９の材質としては、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｍｇの単体の金属、ＭｇＡｇ，ＭｇＡｕなどの合金系の薄膜、酸化物の薄膜、フッ化物の薄膜、酸化物、フッ化物と金属の混合系の薄膜などを採用することができる。特にＡｇ，Ａｇ合金、Ｍｇ合金系は反射率が高く、Ａｇはバルクの屈折率は１以下と低い性質を有する。これらの金属、合金系材料を使用した薄膜は、例えば半透明の１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚として使用することができる。酸化物の薄膜、フッ化物の薄膜、フッ化物と金属の混合系の薄膜は、透明性が高い場合もあるので膜厚は限定されない。さらに、その薄膜は１０ｎｍ以下でラフネス（界面が平坦ではない）があるので、そのラフネスによって横方向への伝播した光が散乱され、正面方向へ放射される。基板４５上の厚さ３ｎｍのＡｕのラフネスは２．６ｎｍである。
　また、光取り出し向上層９９をホール注入層４７とホール輸送層４８との間またはそれら少なくともいずれかの層の内に配置する場合、この光取り出し向上層９９として、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶｘＯｙ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、ゲルマニウム酸化物（ＧｅＯｘ）、レニウム酸化物(ＲｅｘＯｙ)、チタン酸化物（ＴｉｘＯｙ）、亜鉛酸化物（ＺｎｘＯｙ）などの導電性酸化物、酸化物半導体、キノジメタン誘導体（ＴＣＮＱ，Ｆ４－ＴＣＮＱ，ＴＮＡＰ）、ホウ素化合物などの有機分子或いは有機化合物、ＦｅＣｌ，ＳｂＣｌ，ＳｂＦ６などの金属塩化合物などイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強アクセプター性材料の薄膜やこれらの材料と有機半導体材料を混合した薄膜を用いるようにしてもよい。
　光取り出し向上層９９は、膜厚を、例えば１～５０ｎｍとした場合、その透過率が４００ｎｍ～７００ｎｍの可視域で１％～９９％以下、特に１０～９０％、更には２０～７０％とすることができる。また光取り出し向上層９９は、その反射率が４００ｎｍ～７００ｎｍの可視域で１％～９９％以下、特に５～９５％、更には１０～７０％とすることができる。
　発光層４９は隣接する層より屈折率が同程度、或いは低いのが望ましい。
　１．積層構成の一例
（１）ボトムエミッションタイプ（第１構成に相当）
　有機電界発光素子３の積層構成としては、図９に示す一般的な構成に、図１０に示す積層構成のように、ホール注入層４７とホール輸送層４８との間に光取り出し向上層９９が形成されている構成の他にも、次のような構成を採用することができる。なお図９及び図１０に示す有機電界発光素子の材質としては、一例として陽極４６はＩＴＯであり、ホール注入層４７はＣｕＰｃまたはＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）であり、ホール輸送層４８はＮＰＢであり、発光層４９はＡｌｑ３であり、電子輸送層５０はＡｌｑ３であり、電子注入層５１はＬｉ２Ｏであり、陰極５２はＡｌである。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１０に示す構造（構造１－１に相当）において、図１１に示すようにホール輸送層４８と光取り出し向上層９９との間に第２ホール注入層４７ｂが形成されている形態でも良い（構造１－２に相当）。第２ホール注入層４７ｂの材質としては、ＭｏＯ３を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第２ホール注入層４７ｂに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１０に示す構成に加えて、図１２に示すように光取り出し向上層９９とホール注入層４７との間に第１ホール注入層４７ａが形成されている形態でも良い（構造１－３に相当）。第１ホール注入層４７ａの材質としては、ＭｏＯ３を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第１ホール注入層４７ａに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１２に示す構成に加えて、図１３に示すようにホール輸送層４８と光取り出し向上層９９との間に第２ホール注入層４７ｂが形成されている形態でも良い（構造１－４に相当）。第２ホール注入層４７ｂの材質としては、ＭｏＯ３を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第２ホール注入層４７ｂ及び第１ホール注入層４７ａに挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１０に示す構成において、図１４に示すようにホール注入層４７の代わりに混合系ホール注入層４７ｃが形成されている形態でも良い（構造１－５に相当）。混合系ホール注入層４７ｃの材質としては、ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）の混合層を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系ホール注入層４７ｃに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１３に示す構成における第１ホール注入層４７ａ及びホール注入層４７の代わりに、図１５に示すように混合系ホール注入層４７ｃが形成されている形態でも良い（構造１－６に相当）。混合系ホール注入層４７ｃの材質としては、ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）の混合層を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第２ホール注入層４７ｂ及び混合系ホール注入層４７ｃに挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１０に示す構成におけるホール輸送層４８、光取り出し向上層９９及びホール注入層４７の代わりに、図１６に示すようにホール輸送層兼励起子閉じ込め層４８ｂ、混合系ホール輸送層４８ａ、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８が形成されている形態でも良い（構造１－７に相当）。ホール輸送層兼励起子閉じ込め層４８ｂの材質としては、ＮＰＢを例示することができる。混合系ホール輸送層４８ａの材質としては、ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系ホール輸送層４８ａに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１６に示す構成における光取り出し向上層９９とホール輸送層４８との間に、図１７に示すように第１ホール注入層４７ａが形成されている形態でも良い（構造１－８に相当）。第１ホール注入層４７ａの材質としては、ＭｏＯ３を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系ホール輸送層４８ａ及び第１ホール注入層４７ａにより挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１７に示す構成におけるホール輸送層４８及び第１ホール注入層４７ａの代わりに、図１８に示すように混合系ホール注入層４７ｃが形成されている形態でも良い（構造１－９に相当）。混合系ホール注入層４７ｃの材質としては、ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系ホール輸送層４８ａ及び混合系ホール注入層４７ｃに依って挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１０に示す構成におけるホール輸送層４８と光取り出し向上層９９との間に、図１９に示すように第２ホール注入層４７ｂが形成されている形態でも良い（比較構造に相当）。第２ホール注入層４７ｂの材質としては、ＭｏＯ３を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第２ホール注入層４７ｂに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図１８に示す構成における混合系ホール輸送層４８ａ及び混合系ホール注入層４７ｃの代わりに、それぞれ図２０に示すようにホール輸送層４８ｃ及びホール注入層４７ｄが形成されている形態でも良い（関連第１構造）。ホール輸送層４８ｃの材質としては、ＭｏＯ３などの酸化物半導体を例示することができ、ホール注入層４７ｄの材質としては、ＭｏＯ３などの酸化物半導体を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としてのホール輸送層４８ｃ及びホール注入層４７ｄによって挟み込まれている。このように酸化物で光取り出し向上層９９を挟み込む構成とすると、ウェットプロセスでパターンを形成することが可能となる。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２０に示す構成におけるホール輸送層兼励起子閉じ込め層４８ｂの代わりに、図２１に示すようにホール輸送層４８及びホール注入層４７が形成されている形態でも良い（関連第２構造）。ホール注入層４７の材質としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの塗布型ホール注入層、ＴＰＴ－１（トリフェニルアミン誘導体）を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としてのホール輸送層４８ｃ及びホール注入層４７ｄによって挟み込まれている。
　図２２は、図９～図２１に示した各構成を採用した有機電界発光素子の駆動電圧Ｖ［Ｖ］及び輝度Ｌ［ｃｄ／ｍ２］の検証例を示す図である。この検証例における電流密度は、例えば７．５［ｍＡ／ｃｍ２］としている。まず最初に図９～図２１における各構成における材質を説明する。なおかっこ書きは膜厚を表している。「／」は各層の区切りを示しており、左から右へ陽極４６からの各層の材質などを表している。なおＩＴＯは導電性酸化物の一例を表しており、ＭｏＯ３は酸化物半導体の一例を表している。
　一般第１構造：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／ＮＰＢ（３８ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　一般第２構造：ＩＴＯ／ＣｕＰｃ（２５ｎｍ）／ＮＰＢ（４５ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　一般第３構造：ＩＴＯ／４０%－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（２５ｎｍ）／ＮＰＢ（４５ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－１:ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＮＰＢ（４５ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－２：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（２９ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＮＰＢ（４５ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－３：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－４：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（２９ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－５：ＩＴＯ／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＮＰＢ（４５ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－６：ＩＴＯ／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ３Ｏ／Ａｌ
　構造１－７：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　構造１－８：ＩＴＯ／ＴＰＴ－１（２９ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３５ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ３Ｏ／Ａｌ
　構造１－９：ＩＴＯ／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（４５ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ３Ｏ／Ａｌ
　構造１－９’：ＩＴＯ／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３２ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／４０％－ＭｏＯ３：ＴＰＴ－１（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　比較構造：ＩＴＯ／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　第１関連構造：ＩＴＯ／ＭｏＯ３（３９ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　第１’関連構造：ＩＴＯ／ＭｏＯ３（３９ｎｍ）／Ａｇ（１５ｎｍ）／ＭｏＯ３（３５ｎｍ）／ＮＰＢ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌ
　まず図１０に示す構造１－１を採用した有機電界発光素子は、図９に示す一般第１構成、一般第２構成、一般第３構成及び、図１９に示す比較構造（以下、単に「一般第１構成など」と称する）に比べて、駆動電圧Ｖが９．５［Ｖ］とかなり上昇している。これは、図１１に示す構造１-２を採用した有機電界発光素子においても９．４［Ｖ］とほぼ同様のことが云える。
　次に図１２に示す構造１－３を採用した有機電界発光素子は、駆動電圧Ｖが５．４［Ｖ］と大きく減少し、一般第１構成などの駆動電圧Ｖとほぼ同様となる。これは、図１３に示す構造１－４を採用した有機電界発光素子、図１５に示す構造１－６を採用した有機電界発光素子、図１７に示す構造１－８を採用した有機電界発光素子、図１８に示す構造１－９を採用した有機電界発光素子及び、図１８に示す構造１－９’を採用した有機電界発光素子においてもほぼ同様のことが云える。なおこれらのうち特に、図１３に示す構造１－４を採用した有機電界発光素子、図１５に示す構造１－６を採用した有機電界発光素子及び、図１８に示す構造１－９’を採用した有機電界発光素子においては、特に高い輝度Ｌ［ｃｄ／ｍ２］を確保することができている。
（２）トップエミッションタイプ（第２構成に相当）
　上述した実施形態は、主としてボトムエミッションタイプの有機電界発光素子３について説明してきたが、光Ｌが発光層４９から陰極５２を経由して出力されるトップエミッションタイプの有機電界発光素子にも適用することができる。
　有機電界発光素子の層構成としては、図９に示す構成において、図２３に示すように第１電子輸送層５０ａと第２電子輸送層５０ｂとの間に光取り出し向上層９９が形成された構成であっても良い（構造２－１）。これら第１電子輸送層５０ａ及び第２電子輸送層５０ｂの材質としては、それぞれＡｌｑ３を例示することができる。
　有機電界発光素子の積層構成としては、図２３に示す構成に加えて、図２４に示すように第１電子輸送層５０ａと光取り出し向上層９９との間に第１電子注入層５１ａが形成された構成であっても良い（構造２－２に相当）。第１電子注入層５１ａの材質としては、Ｌｉ２Ｏを例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第１電子注入層５１ａに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２３に示す構成に加えて、図２５に示すように光取り出し向上層９９と第２電子輸送層５０ｂとの間に第２電子注入層５１ｂが形成された構成であっても良い（構造２－３に相当）。第２電子注入層５１ｂの材質としては、Ｌｉ２Ｏを例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての第２電子注入層５１ｂに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２５に示す構成に加えて、図２６に示すように第１電子輸送層５０ａと光取り出し向上層９９との間に第１電子注入層５１ａが形成された構成であっても良い（構造２－４に相当）。光取り出し向上層９９は機能層としての第１電子注入層５１ａ及び第２電子注入層５１ｂによって挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２３に示す構成における電子注入層５１及び第１電子輸送層５０ａの代わりに、図２７に示すように混合系電子注入層５１ｃが形成された構成であっても良い（構造２－５に相当）。混合系電子注入層５１ｃの材質としては、Ｌｉ２Ｏを例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系電子注入層５１ｃに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２７に示す構成において、図２８に示すように光取り出し向上層９９と第２電子輸送層５０ｂとの間に第２電子注入層５１ｂが形成された構成であっても良い（構造２－６に相当）。第２電子注入層５１ｂの材質としては、Ｌｉ２Ｏを例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系電子注入層５１ｃ及び第２電子注入層５１ｂに挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２５に示す構成における第２電子注入層５１ｂ及び第２電子輸送層５０ｂの代わりに、図２９に示すように混合系電子輸送層５０ｃが形成された構成であっても良い（構造２－７に相当）。混合系電子輸送層５０ｃの材質としては、Ｌｉ２Ｏ及びＡｌｑ３の混合膜を例示することができる。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系電子輸送層５０ｃに接している。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２９に示す構成において、図３０に示すようにおける第１電子輸送層５０ａと光取り出し向上層９９との間に第１電子注入層５１ａが形成された構成であっても良い（構造２－８に相当）。光取り出し向上層９９は機能層としての第１電子注入層５１ａ及び混合系電子輸送層５０ｃに挟み込まれている。
　有機電界発光素子の層構成としては、図２９に示す構成における電子注入層５１及び第１電子輸送層５０ａの代わりに、図３１に示すように混合系電子注入層５１ｃが形成された構成であっても良い（構造２－９に相当）。光取り出し向上層９９は機能層としての混合系電子注入層５１ｃ及び混合系電子輸送層５０ｃによって挟み込まれている。
　上記各構成例においては、陽極４６は透明或いは半透明の薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を使用することができる。第２構成の場合、反射率高い薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を一部使用でき、かつ金属系、合金系の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。
　＜ホール注入層＞
　ホール注入層４７は、主に陽極４６（例えばＩＴＯ）からホール輸送層４８へのホール注入を促す。ホール注入層４７は、例えば、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、ゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物などの導電性酸化物、キノジメタン誘導体(ＴＣＮＱ，Ｆ４－ＴＣＮＱ，ＴＮＡＰ）、ホウ素化合物などの有機分子或いは有機化合物、ＦｅＣｌ，ＳｂＣｌ，ＳｂＦ６などの金属塩化合物などを混合することで、第１ホール注入層４７ａ、ホール輸送層４８は必要なくなる場合がある。駆動電圧低減効果は、ホール注入層４７或いはホール輸送層４８／光取り出し向上層９９の界面でオーミックコンタクトさせることで得られる。更に、混合系の場合には、薄膜内部で電荷移動錯体の形成などによるキャリア濃度向上に伴い導電性が向上することも考えられ、光取り出しの際の膜厚調整に伴う駆動電圧の変化を抑制し、且つ低駆動電圧を維持できる。ホール注入層４７は、第１ホール注入層４７ａと第２ホール注入層４７ｂ、ホール輸送層４８より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。
　＜第１ホール注入層＞
　光取り出し向上層９９を使用した場合、各々の金属で仕事関数が多様であり、ホール注入層４７から光取り出し向上層９９へのホール注入障壁が高くなり駆動電圧が向上するおそれがある。そこでホール注入層４７／光取り出し向上層９９の界面に第１ホール注入層４７ａを設ける。第１ホール注入層４７ａの材質としては、例えば、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、ゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物などの導電性酸化物、キノジメタン誘導体（ＴＣＮＱ，Ｆ４－ＴＣＮＱ，ＴＮＡＰ）、ホウ素化合物などの有機分子或いは有機化合物、ＦｅＣｌ，ＳｂＣｌ，ＳｂＦ６などの金属塩化合物などが好ましい。第１ホール注入層４７ａを設ける方法もあるが、例示した材料とホール注入層４７を混合した場合、第１ホール注入層４７ａ、ホール輸送層４８は必要なくなる場合もある。駆動電圧低減効果は、ホール注入層４７或いはホール輸送層４８／光取り出し向上層９９の界面でオーミックコンタクトさせることで得られる。更に、混合系の場合には、薄膜内部で電荷移動錯体の形成などによるキャリア濃度向上に伴い導電性が向上することも考えられ、光取り出しの際の膜厚調整に伴う駆動電圧の変化を抑制し、且つ低駆動電圧を維持できる。第１ホール注入層４７ａは、ホール注入層４７より屈折率を同程度或いは低く、第２ホール注入層４７ｂ或いはホール輸送層４８より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。
　＜第２ホール注入層＞
　光取り出し向上層９９を使用した場合、各々の金属で仕事関数が多様であり、光取り出し向上層９９からホール輸送層４８へのホール注入障壁が高くなり駆動電圧が向上するおそれがある。これを回避するため、光取り出し向上層９９／ホール輸送層４８或いは発光層４９の界面に第２ホール注入層４７ｂを設ける。第２ホール注入層４７ｂの材質としては、例えば、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、ゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物などの導電性酸化物、キノジメタン誘導体（ＴＣＮＱ，Ｆ４－ＴＣＮＱ，ＴＮＡＰ）、ホウ素化合物などの有機分子或いは有機化合物、ＦｅＣｌ，ＳｂＣｌ，ＳｂＦ６などの金属塩化合物などが好ましい。また、これらの材料をホール輸送(層)材と混合することによっても駆動電圧を低減することができるという効果が得られる。この駆動電圧低減の効果は、光取り出し向上層９９／ホール輸送層４８の界面でオーミックコンタクトさせることで得られ、混合系においても同様の効果が得られると考えられる。更に、混合系は薄膜内部で電荷移動錯体の形成などによるキャリア濃度向上に伴い導電性が向上することも考えられ、光取り出しの際の膜厚調整に伴う駆動電圧の変化を抑制し、且つ低駆動電圧を維持できる。第２ホール注入層４７ｂは、ホール注入層４７、第１ホール注入層４７ａより屈折率を同程度或いは低くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。
　＜ホール輸送層＞
　ホール輸送層４８については上述した第２ホール注入層４７ｂとほぼ同様であるので説明を省略する。
　＜陰極＞
　陰極５２は、図２、図９～図２１のいずれかに示す構成（第１構成：ボトムエミッションタイプに相当）の場合、反射率高い薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を一部使用でき、かつ金属系、合金系の膜厚は５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。陰極５２は、図２３～図３１のいずれかに示す構造（第２構成：トップエミッションタイプに相当）の場合、透明或いは半透明の薄膜が良く、光取り出し向上層９９に用いられた材料を使用することができ、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
　＜電子注入層＞
　電子注入層５１には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属などの仕事関数が３．０ｅＶより浅いエネルギーの材料を含有する化合物が使用される。特にＣｓは２．０ｅＶ付近と低い。電子注入層５１に電子輸送性を有する有機分子を混合した場合、電子輸送層５０は必要なくなる場合がある。電子注入層５１は、第１電子注入層５１ａと第２電子注入層５１ｂ、電子輸送層５０より屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。
　＜第１電子注入層＞
　第１電子注入層５１ａは、ドープする材料が異なるものの考え方は上述した第１ホール注入層４７ａとほぼ同様であり、屈折率の考えもほぼ同様である。すなわちこの第１電子注入層５１ａは、電子注入層５１或いは電子輸送層５０より屈折率を同程度或いは低く、第２電子注入層５１ｂより屈折率を同程度或いは高くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる
　＜第２電子注入層＞
　第２電子注入層５１ｂは、ドープする材料が異なるものの考え方は上述した第２ホール注入層４７ｂとほぼ同様であり、屈折率の考えもほぼ同様である。この第２電子注入層５１ｂは、電子注入層５１、第１電子注入層５１ａ、第１電子輸送層５０ａより屈折率を同程度或いは低くすることで、光が屈折率の低いところから高いところへ向かう性質を利用できるため、光取り出し効率がより向上する。また、特に膜厚が１０ｎｍ以下と十分に薄い場合は屈折率の影響を無くすことができる。
　＜電子輸送層＞
　電子輸送層５０は、上述した電子注入層５１及び第１電子注入層５１ａとほぼ同様であるので、説明を省略する。
　以上説明したように、本実施形態における発光素子は、透明又は半透明な第１電極４６（陽極に相当）と、前記第１電極４６と対をなす光を反射する第２電極５２（陰極に相当）と、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の一方から取り出されたホールと、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層４９（発光層に相当）を備える有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１とを有し、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１は、前記第１電極４６と前記光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備え、前記光取り出し向上層９９は、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内にて、（一例としてイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の）強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれていることを特徴とする。なおこのような構成の発光素子は、上述した有機電界発光素子３のみならず、半導体レーザなどの他の発光素子も適用することができる。
　以上説明したように、本実施形態における表示パネルは、透明又は半透明な第１電極４６（陽極に相当）と、前記第１電極４６と対をなす光を反射する第２電極５２（陰極に相当）と、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の一方から取り出されたホールと、前記第１電極４６及び前記第２電極５２の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層４９（発光層に相当）を備える有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１とを有し、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１が、前記第１電極４６と前記光電変換層４９との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層９９を備え、前記光取り出し向上層９９は、前記有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内にて、（一例としてイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の）強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている、発光素子が各画素を構成することを特徴とする。
　まず発光素子３は、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１において、ホールと電子の再結合によって第１電極４６側、第２電極５２側及び有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。第１電極４６側への光は、透過性を有する光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して発光素子３の外部に出力される。
　一方、第２電極５２側への光は、マイクロキャビティ効果、多重反射干渉効果により、第２電極５２で反射され、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して発光素子の外部に出力される。
　ここで、第１電極４６側への光のうち有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１にやや沿った方向への光は、一般的な構成を採用する従来の有機電界発光素子の内部で消滅しがちであったが、この発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて散乱されて、第１電極４６を経由して発光素子３の外部に出力される。発光素子３は、基板４５に工夫をしなくても、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１に備えられた光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として輝度を上げることができる。
　なお、例えば特開２００８－２８３７１公報（段落［００３１］、［００６２］乃至［００７３］、表６、図２）や、特開２００８－５９９０５号公報（段落［００４４］乃至［００４７］、［００５７］、［００５８］、図２）、特開２００４－７９４５２号公報（段落［００４１］、［００７５］乃至［００８１］、図３）等には、Ａｇを少なくとも成分の一部として含有する光取り出し向上層９９を透明電極（ボトムエミッションの場合には第１電極４６、トップエミッションの場合には第２電極５２）に接して形成した構成が開示されている。この場合、透明電極の屈折率ｎの値は約２．０以上と大きく、光は屈折率ｎが高い方向に導波する性質を有するため、発光強度の利得が少なくなる。特に、透明電極とＡｇ層との屈折率差が大きいため、上記導波特性は顕著に発生すると考えられる。これに対し、本実施形態では、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内に光取り出し向上層９９を形成しているため、透明電極（ボトムエミッションの場合には第１電極４６、トップエミッションの場合には第２電極５２）中の導波特性を、光取り出し向上層９９を形成しない従来構成の場合と同等とできる上、さらに、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１内の導波光を取り出すことが可能である。したがって、上記構成に比べ、光取り出し効率を向上させて、全体として輝度を上げることができる。
　ここで発光素子は、その有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１に光取り出し向上層９９を備えても、この光取り出し向上層９９が隣接する有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１との間で円滑な電荷のやり取りが可能なため、駆動電圧の上昇を回避することができる。またこのような発光素子は、光電変換層４９内のキャリアバランスを整えることができる。またこのような発光素子は、消費電力を低減することができ、かつ素子への負担が減るため、素子寿命が長くなる。
　このような光取り出し向上層９９を設けた場合には、一見すると、この光取り出し向上層９９に隣接するその他の有機半導体層４７～５１などとの電荷注入壁が増大し、素子の駆動電圧が上昇、且つキャリアバランス変化に伴う輝度低下が生ずることも考えられる。しかしながらこの光取り出し向上層９９は、有機半導体層４７～５１内にて、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれているため、その他の有機半導体層４７～５１などとの電荷注入壁が増大しなく、素子の駆動電圧が上昇せず、且つキャリアバランス変化に伴う輝度低下が生ずることが無くなる。
　上記実施形態における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体層は、前記第１電極４６と前記第２電極５２の一方（例えば実施形態では陽極に相当）上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層４７と、前記ホール注入層４７によって取り出されたホールを前記光電変換層４９に輸送するホール輸送層４８とを有することを特徴とする。
　このような構成の発光素子３は有機電界発光素子と呼ばれている。このような構成とすると、有機電界発光素子３は、光電変換層４９は、ホールと電子の再結合によって第１電極４６側、第２電極５２側及び光電変換層４９に沿った方向を含め様々な方向に光を出力する。第１電極４６側への光は、透過性を有する光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。
　一方、第２電極５２側への光は、マイクロキャビティ効果、多重反射干渉効果により、第２電極５２で反射され、有機半導体層４７，４８，４９，５０，５１、光取り出し向上層９９及び第１電極４６を透過して有機電界発光素子３の外部に出力される。
　ここで、第１電極４６側への光のうち光電変換層４９にやや沿った方向への光は、一般的な構成を採用した従来の有機電界発光素子３の内部で消滅しがちであったが、この有機電界発光素子３は、上記光取り出し向上層９９の表面荒さに応じて光が散乱されて第１電極４６を経由して有機電界発光素子３の外部に出力される。有機電界発光素子３は、光取り出し向上層９９によって光取り出し効率が向上するため、全体として発光量が増大する。
　このような光取り出し向上層９９を設けた場合には、一見すると、この光取り出し向上層９９に隣接するその他の有機半導体層４７～５１などとの電荷注入壁が増大し、素子の駆動電圧が上昇、且つキャリアバランス変化に伴う輝度低下が生ずることも考えられる。しかしながらこの光取り出し向上層９９は、有機半導体層４７～５１内にて、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれているため、その他の有機半導体層４７～５１などとの電荷注入壁が増大しなく、素子の駆動電圧が上昇せず、且つキャリアバランス変化に伴う輝度低下が生ずることが無くなる。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の前記強いアクセプター性材料を含有し、前記光取り出し向上層９９は、前記ホール注入層４７と前記ホール輸送層４８との間に形成されていることを特徴とする。
　このようにすると、発光層４９が出力した光は、光取り出し向上層９９によって効率よく、陽極４６側から有機電界発光素子３の外部へと取り出されるようになる。このため有機電界発光素子３は、いわゆるボトムエミッションタイプである場合には特に光取り出し効率が向上するようになる。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、ゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物を含む導電性酸化物、または酸化物半導体、キノジメタン誘導体、ホウ素化合物を含む有機分子若しくは有機化合物、または塩化鉄、塩化アンチモン、フッ化アンチモンを含む金属塩化合物、あるいはこれらの材料と有機半導体材料を混合した材料により構成されていることを特徴とする。
　このようにすると、光取り出し向上層９９に、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性材料を含有させることができる。その結果、発光層４９が出力した光は、光取り出し向上層９９によって効率よく、陽極４６側から有機電界発光素子３の外部へと取り出されるようになる。このため有機電界発光素子３は、いわゆるボトムエミッションタイプである場合には特に光取り出し効率が向上するようになる。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体材料は、キノジメタン誘導体又はホウ素化合物であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記酸化物は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物又はゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記無機化合物は、ハロゲン化物金属などの金属塩化合物であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９は、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の前記強いアクセプター性材料とホール輸送材料とを混合した薄膜であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体層は、前記第１電極４６と前記第２電極５２の他方（例えば実施形態では陰極に相当）から電子を取り出し易くする電子注入層５１と、前記電子注入層５１によって取り出された電子を前記光電変換層４９に輸送する電子輸送層５０とを有することを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記強いドナー性材料を含有し、前記光取り出し向上層９９は、前記電子注入層５１と前記電子輸送層５０との間に形成されていることを特徴とする。
　このようにすると、発光層４９が出力した光は、光取り出し向上層９９によって効率よく、陰極５２側から有機電界発光素子３の外部へと取り出されるようになる。このため有機電界発光素子３は、いわゆるトップエミッションタイプである場合には特に光取り出し効率が向上する。
　光取り出し向上層９９を電子注入層５１と電子輸送層５０との間またはこれら少なくともいずれかの層の内に配置する場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属などの仕事関数が３．０ｅＶより浅いエネルギーの材料を含有する化合物などの強ドナー性材料の薄膜やこれらの材料と電子輸送材料を混合した薄膜を用いることができる。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９は、金属層又は粒子であり、前記金属層４９は、仕事関数が３．０ｅＶ以下のアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記酸化物層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の酸化アルカリ金属であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記無機化合物は、仕事関数が３．０ｅＶ以下のフッ化アルカリ金属、塩化アルカリ金属又はヨウ化アルカリ金属であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記有機半導体材料は、テトラチアフルバレン誘導体又はホウ素化合物であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９は、イオン化ポテンシャルが５．０ｅＶ以上の前記強いドナー性材料と電子輸送材料とを混合した薄膜であることを特徴とする。
　上記実施形態における発光素子３は、上述した構成に加えてさらに、前記光取り出し向上層９９の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
　２．発光層の発光スペクトルを限定する場合
　一般に、反射電極である陰極５２（トップエミッションタイプでは陽極４６。以下同様）と透明又は半透明な陽極４６（トップエミッションタイプでは陰極５２。以下同様）を有する有機電界発光素子の場合、陽極４６とガラス基板４５との間に材質の違いによる屈折率差がある上、陰極５２の有機半導体層側の面は鏡面であるため、干渉効果によって、発光スペクトルが素子の表示を見る角度（視角）に応じてブルーシフト（青色化）する可能性がある。特に、上述した実施形態のように、光取り出し効率を向上させるために光取り出し向上層９９を形成し、マイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用した有機電界発光素子の場合、干渉効果を最大限に活用しているため、視角によってより大きく色調がずれる上に、特に白色光を発光させる場合にはホワイトバランスが大きく崩れるという問題が生じる可能性がある。このような場合に、例えばカラーフィルタを用いても、色純度を高めることはできるが、上述のような見る角度によって色が変わるという視角依存性（視野角特性）を改善することはできない。本変形例は、このような問題を解決するために、発光層４９の発光スペクトルを限定するものである。
　本願発明者等は、発光層４９を構成する発光材料を複数種類において変更しつつ、光取り出し向上層９９等の厚さを適宜変更し、有機電界発光素子３の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ　ｄｅ　Ｌ’ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色度座標の変化量等の測定を行った。以下、その詳細について説明する。
　本変形例では、発光層４９を構成する発光材料として、Ａｌｑ３、Ｉｒｐｐｙ、Ｃ５４５Ｔ、赤色Ｉｒ錯体、ＰｔＯＥＰの５種類を用いている。これらの発光材料の化学構造式を図３２にそれぞれ示す。
　図３３は、発光層４９を構成する上記５種類の発光材料の発光スペクトルの一例を示す図であり、図３４は、それらのスペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積の一例を示す図である。
　図３３に示す例では、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に発光強度をとっており、各スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化したものを示している。この例では、５種類の発光材料のうち、Ａｌｑ３を実線、Ｉｒｐｐｙを破線、Ｃ５４５Ｔを点線、赤色Ｉｒ錯体を一点鎖線、ＰｔＯＥＰを二点鎖線にて示している。
　図３４に示すように、５種類の発光材料Ａｌｑ３、Ｉｒｐｐｙ、Ｃ５４５Ｔ、赤色Ｉｒ錯体、ＰｔＯＥＰのスペクトルの半値幅（ｎｍ）はそれぞれ、１１０，９０，６５，９０，２０となっており、規格化した発光スペクトル面積はそれぞれ、１１１，８８，６７，９８，３３となっている。ここで、規格化した発光スペクトル面積とは、発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和のことであり、次式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上式において、Ｔは規格化した発光スペクトル面積、Ｉλは発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長がλ（１ｎｍ単位）であるときの発光強度、λｍａｘ及びλｍｉｎは発光スペクトルの波長域の最大値及び最小値である。
　図３５は、発光材料としてＡｌｑ３を用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
　図３５に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ（Ｈｏｌｅ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｌａｙｅｒ：ホール注入層）／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ（４２ｎｍ）／Ａｌｑ３（６０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ／Ａｌであるものとする。なおこの場合において、前述したように、ＭｏＯ３は機能層であり、またＡｌｑ３は発光層４９と電子輸送層５０とを兼ねるものである（以下においても同様）。また、かっこ内の数値は各層の膜厚を表している。
　図３５において、ΔＣＩＥは、視角を０°（正面）から６０°まで変化させた場合の色度変化を表している。また、判定欄は、輝度Ｌ、全光束、及びＣＩＥ色度座標の変化量の３項目について良否の判定を行い、良判定である項目が３つ以上である場合を○、２つである場合を△、１つ以下である場合を×としている。判定基準は、輝度Ｌ及び全光束については最上欄に記載した比較例の発光素子と比較し、比較例よりも値が大きければ良判定とし、色度座標の変化量については、おおよそ０．０５０以下であるものを良判定とする。これは、一般に色度座標の変化量が約０．０５０以下である場合には、視角依存性（視野角特性）の向上を実現できると考えられるからである。良判定である項目については図中において斜線で示している。なお、最上欄に記載された比較例は、光取り出し向上層９９が形成されておらず、マイクロキャビティ効果や多重反射干渉効果を利用しない有機電界発光素子である場合の一例である。この比較例では、ホール注入層４７の材質としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を用いており、その他ではＴＰＡ（トリフェニルアミン）を用いている。
　図３５に示す例では、光取り出し向上層９９の厚さが例えば５ｎｍである場合、色度座標の変化量は０．０３８であり０．０５０以下であるので良判定であるが、輝度Ｌ及び全光束については比較例よりも値が小さくなっており、良判定の項目が１つのみであるため判定は×となっている。また、光取り出し向上層９９の厚さが例えば１０，１５，２０，２５ｎｍである場合、輝度Ｌ及び全光束は比較例よりも値が大きく良判定であるが、色度座標の変化量については０．０５０より大きくなっており、良判定の項目が２つのみであるためそれぞれ判定は△となっている。
　図３６は、発光材料としてＩｒｐｐｙを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
　図３６に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／９％Ｉｒｐｐｙ：ＴＡＺ（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。ここで「９％Ｉｒｐｐｙ：ＴＡＺ」とは、ＴＡＺ（トリアジン誘導体）に９％Ｉｒｐｐｙを混合させた層を示している。またここでは、Ａｌｑ３は電子輸送層５０として機能する（以下においても同様）。
　図３６に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ１５ｎｍ，３７ｎｍである場合、１８ｎｍ，３７ｎｍである場合、及び２２ｎｍ，３７ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についてもおおよそ０．０５０以下（光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さが２２ｎｍ，３７ｎｍである場合の色度座標の変化量は０．０５８であり０．０５０よりも大きな値となっているが、許容範囲内であるためここでは良判定としている）となっており、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるためそれぞれ判定は△となっている。
　図３７は、発光材料としてＣ５４５Ｔを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
　図３７に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／Ｃ５４５Ｔ：Ａｌｑ３（０．７５：２，４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。ここで「Ｃ５４５Ｔ：Ａｌｑ３（０．７５：２，４０ｎｍ）」とは、Ｃ５４５ＴとＡｌｑ３とを０．７５：２．０の混合比で混合させた層を示している。
　図３７に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ１５ｎｍ，３７ｎｍである場合、２０ｎｍ，３７ｎｍである場合、２０ｎｍ，４２ｎｍである場合、２５ｎｍ，３７ｎｍである場合、及び２５ｎｍ，４２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きく（光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さが２５ｎｍ，３７ｎｍである場合の全光束は０．９５であり比較例の１．００よりも小さな値となっているが、許容範囲内であるためここでは良判定としている）、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０よりも値が小さくなっており、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるためそれぞれ判定は△となっている。
　図３８は、発光材料として赤色Ｉｒ錯体を用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
　図３８に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／赤色Ｉｒ錯体：キノリン誘導体（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（３７．５ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。
　図３８に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ２０ｎｍ，５２ｎｍである場合、及び２０ｎｍ，６２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０よりも大きな値ではあるが許容範囲内であることから、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、良判定の項目が２つであるため判定は△となっている。
　図３９は、発光材料としてＰｔＯＥＰを用いた場合の輝度Ｌ、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。
　図３９に示す一例においては、陽極４６、ホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１及び陰極５２は、各層の区切りを「／」で表すものとして、それぞれＩＴＯ／ＨＩＬ／Ａｇ（Ｘｎｍ）／ＭｏＯ３（３ｎｍ）／ＮＰＢ／９％ＰｔＯＥＰ：Ａｌｑ３（４０ｎｍ）／Ａｌｑ３（３７．５ｎｍ）／Ｌｉ２Ｏ（１０ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）であるものとする。
　図３９に示す例では、例えば、光取り出し向上層９９及びホール輸送層４８の厚さがそれぞれ２０ｎｍ，５２ｎｍである場合、及び２０ｎｍ，６２ｎｍである場合に、輝度Ｌ及び全光束について比較例よりも値が大きくなっており、且つ、色度座標の変化量についても０．０５０より小さな値であり、良判定の項目が３つであるため判定が○となっている。したがって、これらにおいては、比較例と比べて視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができている。その他については、同等以上の項目が２つであるため判定は△となっている。
　図４０は、発光層４９を構成する上記５種類の発光材料について、前述した発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積と、上述した測定結果のうちの色度座標の変化量とを対応させた例を示す図である。
　図４０に示す例では、各発光材料について、上述した図３５乃至図３９で示す色度座標の変化量のうち、光取り出し向上層９９の厚さが約２０ｎｍであり、且つ、機能層（ＭｏＯ３：３ｎｍ）とホール輸送層４８を合わせた厚さが、各表の最上欄に示す比較例におけるホール輸送層４８の厚さと同等となる場合の値を選択して示している。なお、この選択した値を含む行を、上述した図３５乃至図３９において矢印にて示す。また図４０において、色度座標の変化量の欄の「μキャビティ構造無し」とは、各表の最上欄に示す比較例における色度座標の変化量のことであり、「μキャビティ構造有り」は上記選択した色度座標の変化量である。
　図４１は、上記図４０に示す測定結果に基づく、半値幅と色度座標の変化量（μキャビティ構造有り）の関係の一例を示す図である。
　図４１に示すように、発光スペクトルの半値幅が狭いほど色度座標の変化量も小さくなっている。また、各発光材料の測定値に基づく近似曲線Ｘが示すように、半値幅が８０ｎｍ以下の範囲では、色度座標の変化量がほぼ０．０３～０．０５の範囲に収まっている。すなわち、発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲においては、前述したように色度座標の変化量が約０．０５０以下であることから、視角依存性（視野角特性）の向上を実現することができる。
　図４２は、上記図４０に示す測定結果に基づく、発光スペクトル面積と色度座標の変化量（μキャビティ構造有り）の関係の一例を示す図である。
　図４２に示すように、規格化した発光スペクトル面積が狭いほど色度座標の変化量も小さくなっている。また、各発光材料の測定値に基づく近似曲線Ｙが示すように、発光スペクトル面積が８０ｎｍ以下の範囲では、色度座標の変化量がほぼ０．０３～０．０５の範囲に収まっている。すなわち、この発光スペクトル面積が１以上８０以下の範囲においては、前述したように色度座標の変化量が約０．０５０以下であることから、視角依存性（視野角特性）の向上を実現することができる。
　上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光電変換層４９の発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下、あるいは発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和である発光スペクトル面積が、１以上８０以下であることを特徴とする。
　これにより、ＣＩＥ色度座標の変化量がほぼ０．０３～０．０５の範囲に収まるため、視角依存性（視野角特性）の向上を実現でき、且つ色純度に優れ、且つ光取り出し効率を向上させることができる。
　３．光取り出し向上層を不連続または抵抗値を増大させる場合
　上述した実施形態のように、光取り出し効率を向上させるために光取り出し向上層９９を形成した有機電界発光素子の場合、光取り出し向上層９９が反射性、透過性、及び導電性を兼ね備えた材質で構成され、陽極４６（トップエミッションタイプでは陰極５２。以下同様）とほぼ同等の導電性（抵抗値）を有するため、表示パネル上で多数の画素を点灯させる場合に、陽極４６間に短絡が発生してしまい、発光が観測されない、あるいは発光が得られないという問題が生じる可能性がある。本変形例は、このような問題を解決するために、光取り出し向上層９９を所定の領域で不連続とする、あるいは抵抗値を増大させるものである。
　図４３は、有機電界発光素子３が適用された表示パネルの概念的な構成例を、部分的に拡大した部分拡大図と共に示す図である。
　図４３に示す例では、表示パネルは例えばパッシブマトリックス構成（アクティブマトリックス構成でもよい）となっている。この例では、ガラス基板４５上に複数の陽極４６（陽極４６－１～４６－ｍ）を平行に配置し、その上にホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を積層し、さらにその上に複数の陰極５２（陰極５２－１～５２－ｎ）を陽極４６と直交するように積層することにより、表示パネルが構成されている。
　図４３中の部分拡大図には、表示パネル中の例えば４つの有機電界発光素子３（４画素）について、各発光素子３と隔壁６０、及び光取り出し向上層９９が有する分断部６５（不連続部に相当）の位置関係を示している。なお、この部分拡大図では、煩雑防止のため、光取り出し向上層９９以外の層構成の図示を省略している。隔壁６０は、陰極５２にほぼ平行な方向に延設されており、陽極４６に沿う方向に隣り合う発光素子３同士におけるホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、及び陰極５２を隔てるように設けられている（後述の図４４参照）。一方、分断部６５は、光取り出し向上層９９が分断されることにより不連続となっている部分であり（後述の図４５参照）、隔壁６０に沿う方向に隣り合う発光素子３同士の間に設けられている。
　図４４は、図４３中Ａ－Ａ線による断面例を示す断面図である。なお、この図４４では煩雑防止のため、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を、１つの層として図示している。
　図４４に示す例では、ガラス基板４５上に設けられた陽極４６に直交するように発光エリア限定層５４を形成し、この発光エリア限定層５４上に絶縁材料で構成された逆テーパ状の隔壁６０が形成されている。これら発光エリア限定層５４及び隔壁６０により、上述したように、隣り合う発光素子３同士におけるホール注入層４７、光取り出し向上層９９、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、及び陰極５２が隔てられている。
　図４５は、図４３中Ｂ－Ｂ線による断面例を示す断面図である。なお、この図４４でも、上記図４４と同様に、ホール輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、及び電子注入層５１を１つの層として図示している。
　図４５に示すように、光取り出し向上層９９は、陽極４６上以外の領域に分断部６５を有している。分断部６５は、光取り出し向上層９９が分断されることにより不連続となっている部分であり、その部分は例えばホール注入層４７又はホール輸送層４８と同じ材質で構成してもよいし、その他の材料で構成してもよい。なお、この図４５に示す例では、陽極４６上以外の領域のみに分断部６５を設けるようにしたが、これに限らず、光取り出し向上層９９の光取り出し向上機能を損なわない限りにおいては、陽極４６上の領域に分断部６５を設けてもよい。
　上記分断部６５の形成方法としては、例えば、プラズマエッチングなどで光取り出し向上層９９の所望の箇所をエッチングする、また、ステンレス基材に穴加工し、光取り出し向上層９９を形成する等が挙げられる。あるいは、ドナーシートに光取り出し向上層９９を形成し、当該光取り出し向上層９９を配置したい箇所にレーザー照射によりドナーシートからホール注入層４７へ転写することにより、分断部６５を形成してもよい。この際、ホール注入層４７上にのみ限定されるわけではなく、ホール注入層４７ごと陽極４６上に転写してもよい。また、光取り出し向上層９９の材質を溶解させ、インクジェットで所望のエリアに光取り出し向上層９９を形成することにより分断部６５を形成してもよい。また、ホール注入層４７上に隔壁を設けることにより、光取り出し向上層９９を分断してもよい。
　上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、不連続部６５（分断部に相当）を有することを特徴とする。
　このようにすると、例えば光取り出し向上層９９に不連続部６５を設けない構成の場合には、光取り出し向上層９９が反射性、透過性、及び導電性を兼ね備えた材質で構成され、陽極４６とほぼ同等の導電性（抵抗値）を有するため、表示パネル上で多数の画素を点灯させる場合に陽極４６間に短絡が発生してしまい、発光が観測されない、あるいは発光が得られないという問題が生じる可能性があったのに対し、上記変形例では、光取り出し向上層９９に不連続部６５を設けるため、陽極４６間の短絡を防止することができる。これにより、各有機電界発光素子３を独立して発光させることが可能となる。
　上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、不連続部６５は、光取り出し向上層９９の第１電極４６上以外の領域に形成されていることを特徴とする。これにより、光取り出し向上層９９の光取り出し向上機能を損なうことなく、陽極４６間の短絡を防止することができる。
　なお、以上では光取り出し向上層９９に不連続部６５を設ける構成としたが、光取り出し向上層９９に抵抗値を増大させた抵抗増大部を設けるようにしてもよい。図４６は、この場合における図４３中Ｂ－Ｂ線に対応する断面例を示す断面図である。
　図４６に示すように、光取り出し向上層９９は、陽極４６上以外の領域に抵抗増大部６６を有している。抵抗増大部６６は、例えば、ある程度酸素が存在する雰囲気下での加熱処理（レーザー）、あるいは光取り出し向上層９９の薄膜化等により、光取り出し向上層９９のその他の部分より抵抗値を増大させた部分である。
　上記変形例における発光素子３においては、上述した構成に加えてさらに、光取り出し向上層９９は、第１電極４６上以外の領域に、抵抗値を増大させた抵抗増大部６６を有することを特徴とする。このようにすると、陽極４６間の短絡を防止することができるので、各有機電界発光素子３を独立して発光させることが可能となる。
　なお、以上では、一例として基板４５が陽極４６側に配置しているがこれに限られず、陰極５２側に配置していても良い。
　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
第１実施形態としての発光素子が表示パネルの有機電界発光素子に適用された場合の一例を示す部分断面図である。 図１に示す有機電界発光素子内における光路の一例を示す断面のイメージ図である。 本実施形態による効果を検証するための第１の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。 本実施形態による効果を検証するための第２の比較例としての光取り出し効率の一例を示す図である。 光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。 光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。 光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。 光取り出し向上層の厚さに応じた光取り出し効率の一例を示す図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 図９～図２１に示した各構成を採用した有機電界発光素子の駆動電圧及び輝度の検証例を示す図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 有機電界発光素子の構成例を示す断面図である。 発光層を構成する５種類の発光材料の化学構造式を示す図である。 発光層を構成する５種類の発光材料の発光スペクトルの一例を示す図である。 発光層を構成する５種類の発光材料の発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積の一例を示す図である。 発光材料としてＡｌｑ３を用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。 発光材料としてＩｒｐｐｙを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。 発光材料としてＣ５４５Ｔを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。 発光材料として赤色Ｉｒ錯体を用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。 発光材料としてＰｔＯＥＰを用いた場合の輝度、全光束、ＣＩＥ色度座標の変化量の一例を示す図である。 発光層を構成する５種類の発光材料について、発光スペクトルの半値幅及び規格化した発光スペクトル面積と、測定結果のうちの色度座標の変化量とを対応させた例を示す図である。 図４０に示す測定結果に基づく、半値幅と色度座標の変化量の関係の一例を示す図である。 図４０に示す測定結果に基づく、発光スペクトル面積と色度座標の変化量の関係の一例を示す図である。 有機電界発光素子が適用された表示パネルの概念的な構成例を、部分的に拡大した部分拡大図と共に示す図である。 図４３中Ａ－Ａ線による断面例を示す断面図である。 図４３中Ｂ－Ｂ線による断面例を示す断面図である。 光取り出し向上層に抵抗増大部を設ける場合における図４３中Ｂ－Ｂ線に対応する断面例を示す断面図である。
符号の説明
　４６　　　　　　　陽極（第１電極に相当）
　４７　　　　　　　ホール注入層（機能層に相当）
　４７ａ　　　　　　第１ホール注入層（機能層に相当）
　４７ｂ　　　　　　第２ホール注入層（機能層に相当）
　４７ｃ　　　　　　混合系ホール注入層（機能層に相当）
　４７ｄ　　　　　　ホール注入層（機能層に相当）
　４８　　　　　　　ホール輸送層（機能層に相当）
　４８ａ　　　　　　混合系ホール輸送層（機能層に相当）
　４８ｃ　　　　　　ホール輸送層（機能層に相当）
　４９　　　　　　　発光層（光電変換層に相当）
　５０　　　　　　　電子輸送層
　５０ａ　　　　　　第１電子輸送層（機能層に相当）
　５０ｂ　　　　　　第２電子輸送層（機能層に相当）
　５０ｃ　　　　　　混合系電子輸送層（機能層に相当）
　５１　　　　　　　電子注入層
　５１ａ　　　　　　第１電子注入層（機能層に相当）
　５１ｂ　　　　　　第２電子注入層（機能層に相当）
　５１ｃ　　　　　　混合系電子注入層（機能層に相当）
　５２　　　　　　　陰極（第２電極に相当）
　６５　　　　　　　分断部（不連続部に相当）
　６６　　　　　　　抵抗増大部
　９９　　　　　　　光取り出し向上層

Claims (15)

  1. 　透明又は半透明な第１電極と、
    　前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
    　前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
    　前記有機半導体層は、
    　前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層
    を備え、
    　前記光取り出し向上層は、
    　前記有機半導体層内にて、強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている
    ことを特徴とする発光素子。
  2. 　請求項１記載の発光素子において、
    　前記有機半導体層は、
    　前記第１電極と前記第２電極の一方上に形成されており前記一方の電極からホールを取り出し易くするホール注入層と、
    　前記ホール注入層によって取り出されたホールを前記光電変換層に輸送するホール輸送層と
    を有することを特徴とする発光素子。
  3. 　請求項２記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層は、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の前記強いアクセプター性材料を含有し、前記ホール注入層と前記ホール輸送層との間に形成されている
    ことを特徴とする発光素子。
  4. 　請求項３記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、ゲルマニウム酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物を含む導電性酸化物、または酸化物半導体、キノジメタン誘導体、ホウ素化合物を含む有機分子若しくは有機化合物、または塩化鉄、塩化アンチモン、フッ化アンチモンを含む金属塩化合物、あるいはこれらの材料と有機半導体材料を混合した材料により構成されている
    ことを特徴とする発光素子。
  5. 　請求項２記載の発光素子において、
    　前記有機半導体材料は、キノジメタン誘導体又はホウ素化合物である
    ことを特徴とする発光素子。
  6. 　請求項２記載の発光素子において、
    　前記酸化物は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物又はゲルマニウム酸化物である
    ことを特徴とする発光素子。
  7. 　請求項２記載の発光素子において、
    　前記無機化合物は、ハロゲン化物金属の金属塩化合物である
    ことを特徴とする発光素子。
  8. 　請求項２記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層は、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の前記強いアクセプター性材料とホール輸送材料とを混合した薄膜である
    ことを特徴とする発光素子。
  9. 　請求項１又は請求項２記載の発光素子において、
    　前記第１電極と前記第２電極の他方から電子を取り出し易くする電子注入層と、
    　前記電子注入層によって取り出された電子を前記光電変換層に輸送する電子輸送層と
    を有することを特徴とする発光素子。
  10. 　請求項１記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層の膜厚が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
    ことを特徴とする発光素子。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれかに記載の発光素子において、
    　前記光電変換層の発光スペクトルの半値幅が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下、あるいは前記発光スペクトルの最大発光強度が１となるように規格化した場合の波長１ｎｍごとの発光強度の総和である発光スペクトル面積が、１以上８０以下である
    ことを特徴とする発光素子。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれかに記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層は、不連続部を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  13. 　請求項１２に記載の発光素子において、
    　前記不連続部は、前記光取り出し向上層の前記第１電極上以外の領域に形成されている
    ことを特徴とする発光素子。
  14. 　請求項１乃至１１のいずれかに記載の発光素子において、
    　前記光取り出し向上層は、前記第１電極上以外の領域に、抵抗値を増大させた抵抗増大部を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  15. 　透明又は半透明な第１電極と、
    　前記第１電極と対をなす光を反射する第２電極と、
    　前記第１電極及び前記第２電極の一方から取り出されたホールと、前記第１電極及び前記第２電極の他方から取り出された電子との再結合によって発光する光電変換層を備える有機半導体層とを有し、
    　前記有機半導体層が、
    　前記第１電極と前記光電変換層との間に、銀又は金を少なくとも成分の一部として含有するとともに部分的に光を反射しかつ透過性を有する光取り出し向上層
    を備え、
    　前記光取り出し向上層は、
    　前記有機半導体層内にて、イオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上の強いアクセプター性若しくは強いドナー性を有する有機半導体材料、酸化物、フッ化物又は無機化合物を含有する機能層に接している又は挟み込まれている、発光素子によって各画素が構成されていることを特徴とする表示パネル。
PCT/JP2008/072067 2008-04-07 2008-12-04 発光素子及び表示パネル WO2009125519A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/936,878 US20110042695A1 (en) 2008-04-07 2008-04-12 Light emitting device and display panel
EP08873863A EP2265093A4 (en) 2008-04-07 2008-12-04 LIGHT ELEMENT AND DISPLAY SHOW
JP2010507120A JP5181019B2 (ja) 2008-04-07 2008-12-04 発光素子及び表示パネル
US14/107,563 US20140151669A1 (en) 2008-04-07 2013-12-16 Light-emitting device and display panel
US14/666,816 US20150207103A1 (en) 2008-04-07 2015-03-24 Light-emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2008/056900 2008-04-07
PCT/JP2008/056900 WO2009125472A1 (ja) 2008-04-07 2008-04-07 発光素子及び表示パネル

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/936,878 A-371-Of-International US20110042695A1 (en) 2008-04-07 2008-04-12 Light emitting device and display panel
US14/107,563 Division US20140151669A1 (en) 2008-04-07 2013-12-16 Light-emitting device and display panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009125519A1 true WO2009125519A1 (ja) 2009-10-15

Family

ID=41161615

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/056900 WO2009125472A1 (ja) 2008-04-07 2008-04-07 発光素子及び表示パネル
PCT/JP2008/072067 WO2009125519A1 (ja) 2008-04-07 2008-12-04 発光素子及び表示パネル

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/056900 WO2009125472A1 (ja) 2008-04-07 2008-04-07 発光素子及び表示パネル

Country Status (3)

Country Link
US (3) US20110042695A1 (ja)
EP (2) EP2265093A4 (ja)
WO (2) WO2009125472A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012128081A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 パナソニック株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2013029804A (ja) * 2011-06-24 2013-02-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光学フィルム及びそれを用いた光学装置
JPWO2013161602A1 (ja) * 2012-04-23 2015-12-24 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス、および有機電界発光素子
WO2021144892A1 (ja) * 2020-01-15 2021-07-22 シャープ株式会社 発光素子、発光デバイス

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110054841A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
TWI533463B (zh) * 2011-03-16 2016-05-11 國立交通大學 垂直式光電元件及其製法
KR102110418B1 (ko) * 2013-07-12 2020-05-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
CN103779501B (zh) * 2013-12-31 2018-05-15 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种改善视角特性的顶发射oled器件
JP6696428B2 (ja) * 2014-10-21 2020-05-20 住友化学株式会社 有機光電変換素子およびその製造方法
CN104409658B (zh) * 2014-12-04 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光器件、阵列基板及显示装置
CN104993064B (zh) * 2015-07-29 2017-08-29 苏州大学 一种防短路的透明oled器件及其制备方法
KR20180041479A (ko) * 2016-10-14 2018-04-24 한국과학기술원 컬러 필터 전극 일체형 유기 발광 소자 및 그 제조 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268971A (ja) * 1999-03-16 2000-09-29 Tdk Corp 有機ｅｌ素子
JP2004079452A (ja) 2001-08-24 2004-03-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
JP2004327373A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Shoka Kagi Kofun Yugenkoshi 光色純度調整可能な有機ｅｌフルカラーパネル及びその製造方法
WO2005064994A1 (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujitsu Limited 有機ｅｌ素子、有機ｅｌ表示装置、有機ｅｌ素子の製造方法および有機ｅｌ素子の製造装置
JP2006310257A (ja) * 2005-03-31 2006-11-09 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
JP2007012369A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Sony Corp 有機発光素子および有機発光装置
JP2008028371A (ja) 2006-06-23 2008-02-07 Canon Inc 有機発光装置
JP2008034367A (ja) * 2006-07-04 2008-02-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
JP2008059905A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Tokyo Institute Of Technology 有機ｅｌ複合素子、それを用いた有機ｅｌ表示装置及び照明装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW474114B (en) * 1999-09-29 2002-01-21 Junji Kido Organic electroluminescent device, organic electroluminescent device assembly and method of controlling the emission spectrum in the device
US6730929B2 (en) * 1999-12-24 2004-05-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Organic electroluminescent device
US6630786B2 (en) * 2001-03-30 2003-10-07 Candescent Technologies Corporation Light-emitting device having light-reflective layer formed with, or/and adjacent to, material that enhances device performance
JP4078813B2 (ja) * 2001-06-12 2008-04-23 ソニー株式会社 成膜装置および成膜方法
JP2005044778A (ja) * 2003-07-19 2005-02-17 Samsung Sdi Co Ltd 電界発光素子
JP2005150042A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Fuji Electric Holdings Co Ltd 有機ｅｌ発光素子
US8248392B2 (en) * 2004-08-13 2012-08-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device using light emitting element and driving method of light emitting element, and lighting apparatus
US7602118B2 (en) * 2005-02-24 2009-10-13 Eastman Kodak Company OLED device having improved light output
US7777413B2 (en) * 2005-03-17 2010-08-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device having an optical resonator
JP4844030B2 (ja) * 2005-07-15 2011-12-21 セイコーエプソン株式会社 発光素子および電子機器
US7704663B2 (en) * 2005-08-23 2010-04-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Image forming method and image-forming apparatus using the same
CN101288343B (zh) * 2005-09-22 2010-08-25 松下电工株式会社 有机发光元件及其制备方法
JP2007165284A (ja) * 2005-11-18 2007-06-28 Seiko Instruments Inc エレクトロルミネッセンス素子及びこれを用いた表示装置
US20070134512A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Eastman Kodak Company Electroluminescent device containing an anthracene derivative
US7791271B2 (en) * 2006-02-24 2010-09-07 Global Oled Technology Llc Top-emitting OLED device with light-scattering layer and color-conversion
CN100555707C (zh) * 2006-06-28 2009-10-28 中国科学院半导体研究所 采用有机电子受体层促进空穴有效注入的有机发光二极管
US20080012471A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-17 Eastman Kodak Company Oled device having improved light output
US8974918B2 (en) * 2006-07-04 2015-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
JP2008041361A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Idemitsu Kosan Co Ltd 蛍光変換媒体及びそれを含むカラー発光装置
KR100922759B1 (ko) * 2008-02-26 2009-10-21 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268971A (ja) * 1999-03-16 2000-09-29 Tdk Corp 有機ｅｌ素子
JP2004079452A (ja) 2001-08-24 2004-03-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
JP2004327373A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Shoka Kagi Kofun Yugenkoshi 光色純度調整可能な有機ｅｌフルカラーパネル及びその製造方法
WO2005064994A1 (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujitsu Limited 有機ｅｌ素子、有機ｅｌ表示装置、有機ｅｌ素子の製造方法および有機ｅｌ素子の製造装置
JP2006310257A (ja) * 2005-03-31 2006-11-09 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
JP2007012369A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Sony Corp 有機発光素子および有機発光装置
JP2008028371A (ja) 2006-06-23 2008-02-07 Canon Inc 有機発光装置
JP2008034367A (ja) * 2006-07-04 2008-02-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
JP2008059905A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Tokyo Institute Of Technology 有機ｅｌ複合素子、それを用いた有機ｅｌ表示装置及び照明装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2265093A4

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012128081A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 パナソニック株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US9105873B2 (en) 2011-03-24 2015-08-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Organic electroluminescent element
JP2013029804A (ja) * 2011-06-24 2013-02-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光学フィルム及びそれを用いた光学装置
JPWO2013161602A1 (ja) * 2012-04-23 2015-12-24 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス、および有機電界発光素子
US9947889B2 (en) 2012-04-23 2018-04-17 Konica Minolta Inc. Transparent electrode, electronic device, and organic electroluminescent element
WO2021144892A1 (ja) * 2020-01-15 2021-07-22 シャープ株式会社 発光素子、発光デバイス
JP7316385B2 (ja) 2020-01-15 2023-07-27 シャープ株式会社 発光素子、発光デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
EP2701218A3 (en) 2014-07-16
EP2265093A4 (en) 2012-05-09
WO2009125472A1 (ja) 2009-10-15
EP2701218A2 (en) 2014-02-26
EP2265093A1 (en) 2010-12-22
US20140151669A1 (en) 2014-06-05
US20150207103A1 (en) 2015-07-23
US20110042695A1 (en) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009125519A1 (ja) 発光素子及び表示パネル
JP4824848B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子、有機エレクトロルミネッセント素子群及びその発光スペクトルの特定方法
JP4939284B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子
JP4486713B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子
WO2009141903A1 (ja) 有機発光素子
JP4789209B2 (ja) 正孔輸送領域内の金属副層
JP2001102175A (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子、有機エレクトロルミネッセント素子群及びその発光スペクトルの制御方法
JP5698848B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2006332049A (ja) 積層型ｏｌｅｄ構造
JP4767059B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子
WO2020057027A1 (zh) 有机发光二极管和显示面板
JP2004006165A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI693735B (zh) 有機發光二極體、顯示面板及顯示裝置
KR20130006937A (ko) 유기 발광 소자
WO2009125518A1 (ja) 発光素子及び表示パネル
JP2011054668A (ja) 有機電界発光素子
JP2007243044A (ja) 有機ｅｌ素子の製造方法
JP2006135101A (ja) 有機ｅｌ素子
KR101262816B1 (ko) 발광 소자
JP5181019B2 (ja) 発光素子及び表示パネル
JP5350365B2 (ja) 発光素子及び表示パネル
JP4825296B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子
KR100786291B1 (ko) 전면발광형 유기전계발광소자
WO2012169069A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンスパネル
JP2016106347A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08873863

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010507120

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008873863

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12936878

Country of ref document: US