WO2017213262A1

WO2017213262A1 - 有機ｅｌ素子、並びに有機ｅｌ素子を利用した照明装置、面状光源及び表示装置

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Publication number: WO2017213262A1
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Inventors: 玲子吉成
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Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2018-12-10

Abstract

本発明の有機ＥＬ素子は、光透過性基板と、当該基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む。この有機ＥＬ素子は、構造層の形状が第２電極に転写され、構造層の形状が転写された第２電極は、機能層で発光された光基板側への光として取り出すことを可能にする。本発明の第１の態様は、上記構造層が所定の条件を満たすような形状を有する。また、本発明の第２の態様は、上記構造層の形状が転写された第２電極が所定の条件を満たすような形状を有する。

Description

有機ＥＬ素子、並びに有機ＥＬ素子を利用した照明装置、面状光源及び表示装置

　本発明は、光の取り出し効率を改善した、有機エレクトロミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、並びに照明装置、面状光源及び表示装置に関する。

　近年、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象（有機材料の電界発光現象）を利用した発光素子（有機ＥＬ素子）が、大きな注目を集めている。有機ＥＬ素子は、照明装置や表示装置等に用いられる次世代発光デバイスとしても注目されている。有機ＥＬ素子は、面発光が可能であること、低温動作が可能であること、低コスト化が可能であること、軽量化が可能であること、フレキシブルな素子作製が可能であること等の利点を有する。

　有機ＥＬ素子は、一般的に、有機発光材料を含有する発光層を含む有機ＥＬ層、並びに、当該有機ＥＬ層を挟む陽極及び陰極を備える。更に、有機ＥＬ層は、発光層の他に、必要に応じて電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層、正孔注入層等を含んでいてもよい。

　有機ＥＬ素子は、ガラス基板等の透明な基板上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料からなる陽極、発光層を含む有機ＥＬ層、金属からなる陰極をこの順に備える、基板側から光を取り出すボトムエミッション型の素子、或いは、基板上に陰極、有機ＥＬ層、陽極をこの順で備え、基板側とは反対の側から光を取り出すトップエミッション型の素子がある。

　有機ＥＬ素子は、上述の利点に加えて、視野角依存性が少ない、消費電力が少ない、極めて薄いものができる等の利点を有する。しかし、有機ＥＬ素子は、光の取出し効率が低いという問題を有する。光の取出し効率は、発光層から出射した光エネルギーに対する、光の取出し面（例えばボトムエミッション型の場合は基板面）から大気中に放出される光エネルギーの割合である。例えば、発光層からの光は全方向に出射されるため、光の多くが、発光層に隣接する屈折率の違う複数の層の界面で全反射を繰り返す導波モードとなることがある。、この導波モードでは、光が層間を導波するうちに熱に変わったり、光が層間を素子の側面まで移動して側面から放出されたりする。このような光の導波により、目的の方向への光の取出し効率が低下する。

　また、有機ＥＬ素子では、発光層と金属である陰極との間の距離が近い。このため、発光層からの近接場光の一部は陰極の表面で表面プラズモンに変換されて失われる。このような損失によっても、光の取出し効率が低下する。光の取出し効率は、有機ＥＬ素子を備えたディスプレイ、照明等の明るさに影響するので、その改善のために種々の方法が検討されている。

　光の取出し効率を改善する方法の一つとして、集光性を有する集光層を備えたガラス基板を用いた有機ＥＬ素子がある。例えば、特許文献１（特開２００３－８６３５３号公報）には、マイクロレンズ等の集光性構造物と、この集光性構造物を覆う透明樹脂とから成る集光層が開示されている。特許文献１では、集光性構造物よりも高い屈折率を有する樹脂が透明樹脂として用いられている。このような集光層をガラス基板上に設け、ガラス基板の表面で生じる全反射を抑制し、これによって光の取出し効率を改善している。

　また、光の取出し効率を改善する方法の一つとして、表面プラズモン共鳴を利用する方法が提案されている。例えば、特許文献２（特許第４７６２５４２号明細書）には、金属層（陰極）の表面に１次元又は２次元の周期的微細構造を設ける方法が開示されている。これらの方法において、周期的微細構造は、回折格子として機能する。これにより、陰極表面で表面プラズモンとして失われていたエネルギーが光として取り出される。この結果として、光の取出し効率が向上する。

特開２００３－８６３５３号公報特許第４７６２５４２号明細書特開２００４－６８１４３号公報

　しかしながら、上述したような集光層をガラス基板に設けたとしても、集光層とガラス基板との界面で全反射が起こる。従って、有機ＥＬ素子からの光の取出し効率は十分に高いとはいえない。また、上述したような周期的微細構造を金属層に設ける場合では、金属層の凹凸構造に起因したリーク電流が発生すること、積層した各層が不均一であることにより発光むらが発生すること、経時的安定性が低下することなどの問題もあった。このため、理論上効率のよい周期的な構造を金属層に設けたとしても、有機ＥＬ素子を安定的に製造できるとは限らなかった。一方で、有機ＥＬ照明の省電力化やフレキシブル化に向けて、光の取出し効率を更に改善した有機ＥＬ素子が求められている。

　本発明は、高い光の取出し効率、及び発光の高い均一性を両立した有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。更に本発明は、この有機ＥＬ素子を用いた照明装置、面状光源及び表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様は、有機ＥＬ素子に関する。この有機ＥＬ素子は、光透過性基板と、当該基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む。この有機ＥＬ素子は、前記構造層は複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、隣接する２つの凸部の頂部間の距離が１０μｍ以下であり、且つ、複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の見かけ上の高さの二分の一高さ（半値高さ）における当該凸部（Ａ）の幅を凸幅１とし、その凸部に隣接する２つの凸部と前記凸部（Ａ）との間の２つの谷部の、前記半値高さにおける幅をそれぞれ谷幅１及び谷幅２とした場合、以下の式１の関係を満たすことが特徴である。

　　凸幅１＞［谷幅１＋谷幅２］／２　　　　　（式１）

　本発明の有機ＥＬ素子では、前記２つの谷部の底部間の距離を前記凸部（Ａ）の全幅（全凸幅１）とした場合、前記凸幅１と、前記全凸幅１とが以下の関係を満たすことが好ましい。

　　凸幅１＞（全凸幅１）／２　　　　（式２）

　更に、本発明の有機ＥＬ素子は、前記凸部（Ａ）の見かけ上の高さが５０ｎｍから３００ｎｍであることが好ましい。

　本発明の有機ＥＬ素子は、前記全凸幅１が３００ｎｍから３０００ｎｍの範囲であることが好ましい。

　本発明の有機ＥＬ素子は、前記凸部（Ａ）の見かけ上の高さと前記全凸幅１の比、（高さ）／（幅）が、１／２から１／２０の範囲であることが好ましい。

　本発明の有機ＥＬ素子は、前記光透過性基板と前記構造層との間に、更にバリア層を備えることができる。

　本発明の有機ＥＬ素子は、前記光透過性基板の前記構造層が設けられた面とは反対側の面に、光取出しレンズ層を更に備えることができる。

　本発明の第２の態様は、有機ＥＬ素子に関する。この有機ＥＬ素子は、光透過性基板と、当該基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む。前記第２電極は、少なくとも前記光透過性基板の方向に網目構造を有する、山状の壁と、前記山状の壁に囲まれた複数の凹部を有し、前記凹部が、所定の底面の幅を有する平坦な底面を有し、前記凹部の隣接する２つの凹部を凹部１及び凹部２とし、前記凹部１及び凹部２の前記底面の重心をそれぞれ重心１及び重心２とした場合、前記重心１と重心２との間の距離が１０μｍ以下であるものである。

　本発明の有機ＥＬ素子では、前記第２電極の凹部において、前記凹部の重心を通り、上記底面を有する凹部を囲む山状の壁の頂部間の最大の距離を凹部幅とした場合、下式（式５）の関係を満たす。

　　底面の幅≧［（凹部幅）×２］／３　　　　　（式５）

　本発明の有機ＥＬ素子は、上記の凹部の見かけ上の深さが５０ｎｍから３００ｎｍであることが好ましい。

　本発明の有機ＥＬ素子では、上記凹部幅が３００ｎｍから３０００ｎｍの範囲であることが好ましい。

　本発明の有機ＥＬ素子は、上記凹部の見かけ上の深さと上記凹部幅の比、（深さ）／（幅）が、１／３から１／２０の範囲であることが好ましい。

　本発明は、上記の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する照明装置、面状光源又は表示装置を包含する。

　本発明によれば、高い光の取出し効率と、発光の高い均一性を両立した有機ＥＬ素子を提供できる。更に、この有機ＥＬ素子を用いることで、優れた特性の照明装置、面状光源及び表示装置を実現することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図２は、第１の態様の有機ＥＬ素子の部分拡大図である。図３は、本発明の第１の態様の別の実施形態の有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図４は、本発明の第１の態様の更に別の実施形態の有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図５は、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図６は、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図７は、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図８Ａは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す斜視図である。図８Ｂは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す上面図である。図８Ｃは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す断面図である。図９Ａは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の別の例を示す斜視図である。図９Ｂは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の別の例を示す上面図である。図９Ｃは、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の別の例を示す断面図である。図１０は、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部が規則的に配列されている例（実施例）を示す図である。図１１は、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の第２電極の形状を示す図である。図１２は、第２の態様の有機ＥＬ素子の部分拡大図である。図１３は、本発明の第２の態様の別の実施形態の有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図１４は、本発明第２の態様の更に別の実施形態の有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図１５は、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図１６は、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図１７は、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層に含まれる凸部の条件を説明するための図である。図１８Ａは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す図であり、構造層の斜視図である。図１８Ｂは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す上面図である。図１８Ｃは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の構造層の形状の一例を示す図であり、構造層の断面図である。図１９Ａは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の第２電極の形状の例を示す図であり、（第２電極の斜視図である。図１９Ｂは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の第２電極の形状の例を示す図であり、第２電極の上面図である。図１９Ｃは、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の第２電極の形状の例を示す図であり、第２電極の断面図である。図２０は、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の第２電極に含まれる凹部及び山状の壁部分の条件を説明するための図である。図２１は、本発明の有機ＥＬ素子を照明装置及び面光源に使用した場合の一例を示す概略断面図である。図２２は、本発明の有機ＥＬ素子を表示装置に使用した場合の一例を示す概略断面図である。

　本発明を、図面を参照して説明する。本発明は、有機ＥＬ素子、並びにこの有機ＥＬ素子を用いた照明装置、面状光源及び表示装置を包含する。なお、本発明は、以下に記載する有機ＥＬ素子の第１の態様及び第２の態様に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更又は修正を加えることが可能である。そして、そのような変更又は修正が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。

（Ｉ）有機ＥＬ素子（第１の態様）
　まず、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子について図面を参照して説明する。

　本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子は、基板、構造層、第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む。一実施形態の具体的な有機ＥＬ素子１００の構造を図１に示す。本発明の有機ＥＬ素子１００は、光透過性基板１０２、光透過性の構造層１０４、光透過性の第１電極１０６、発光層を含む機能層１０８、及び第２電極１１０を、この順に積層した構造を有する。本発明の有機ＥＬ素子は、基板１０２側から光を取り出す、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。

　本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。本発明の第１の態様では、構造層１０４は、図２に示すように、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有する。複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷の部分（本明細書では、このような凸部間の谷の部分を「谷部」とも称する）２０４が存在する。この凸部２０２及び谷部２０４は、構造層１０４の上に積層される第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０へ、それぞれの形状が維持される。構造層１０４から第２電極１１０に転写された凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面及びこれと対向する面の両面に維持されうる。構造層１０４の形状が第２電極で維持される限り、第２電極１１０の凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面にのみ形成されてもよい。ここで、構造層の凸部の形状は、第２電極の基板面側の面上では、谷の部分２０６に転写され、構造層の谷の部分２０４は、第２電極上では凸部２０８に転写される。このような凸部及び谷部の形状が転写された第２電極１１０は、図２に示すように、機能層１０８で発光された光２１０を基板側への光２１２として、効率よく取り出すことを可能にする。

　本発明における構造層１０４の凸部などの具体的形状及び凸部形状の条件などは、後述する「第１の態様の構造層」の欄で詳述する。

　第１電極１０６は、光透過性を有し、陽極となる電極である。機能層１０８は発光層を含む。第２電極１１０は、第１電極１０６の対極となる電極であり、陰極となるものである。

　本明細書において、光透過性とは、光に対して透明である性質（透光性）を意味する。本発明の第１の態様では、光透過性を有する層、電極又は基板は、特に紫外光から赤外光の範囲に対して透明であることが好ましく、可視領域の光に対して透明であることがより好ましい。

　本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の別の実施形態では、図３に示すように光透過性基板１０２の構造層１０４とは反対側の表面に集光レンズ層３０２と光透過性層３０４を含む光取出しレンズ層３１０を更に含んでいてもよい。

　本発明の第１の態様の更に別の実施形態の有機ＥＬ素子は、図４に示すように、光透過性基板１０２、バリア層４０２、構造層１０４、第１電極１０６、機能層１０８、及び第２電極１１０を含むことができる。バリア層４０２は、構造層１０４、第１及び第２電極１０６、１１０、機能層１０８にとって有害な水分などがこれらの層に侵入するのを防止するための層である。このため、バリア層４０２は、光透過性基板１０２と構造層１０４の間に設けることが好ましい。

　この実施形態の有機ＥＬ素子は、上述した光取出しレンズ層３１０をさらに含んでいてもよい（図４参照）。

　本明細書では、例えば図４の光透過性基板１０２、構造層１０４及び第１電極１０６を少なくとも含む部分を光取り出し基板１２０とも称する。本発明では、任意構成要素である光取出しレンズ層３１０及びバリア層４０２を光取出し基板１２０に含めることができる。

　次に、第１の態様の有機ＥＬ素子１００を構成する各部について詳細に説明する。

　［光透過性基板］
　光透過性基板１０２は、所定の光（特に好ましくは可視領域の光）を透過する板状部材である。その材料は、ガラス、プラスチック等の従来から有機ＥＬ素子に利用されているものであれば特に限定されない。光透過性基板１０２は、ガラス板、ポリマーから構成される基板、樹脂フィルム等であることが好ましい。

　ガラス板の例として、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。

　ポリマーからなる基板の材料には、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。

　樹脂フィルムの材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、シクロオレフィン系樹脂等を挙げることができる。

　本発明の有機ＥＬ素子では、基板として樹脂フィルムを用いる場合、この樹脂フィルムの表面に、以下で説明するバリア層がすでに設けられている、バリア層付き樹脂フィルムを用いることもできる。

　［バリア層］
　バリア層４０２は、本発明の有機ＥＬ素子では任意構成要素である。バリア層は、無機物若しくは有機物の被膜、又はその両者を含むハイブリッド被膜であってもよい。バリア層は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９－１９９２に準拠した方法で測定した場合、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下のバリア特性を有することが好ましい。更に、バリア層は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２６－１９８７に準拠した方法で測定した場合の酸素透過度が１．０×１０^-3ｃｍ³／（ｍ²・２４ｈ・ａｔｍ）以下であり、水蒸気透過度が１．０×１０^-3ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下であることが好ましい。上記の水蒸気透過度は１．０×１０^-5ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下であることが更に好ましい。

　バリア層の材料は、有機ＥＬ素子１００の劣化をもたらす水分や酸素等の浸入を抑制する機能を有するものであればよい。例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を挙げることができる。なお、無機材料で構成されるバリア層は脆弱である場合がある。この脆弱性を改良するために、バリア層を上記の無機材料からなる無機材料層と、有機材料からなる有機材料層を積層させた複数層構造とすることがより好ましい。無機材料層と有機材料層の積層順は特に制限はないが、両者を交互に積層させることが好ましい。

　バリア層に使用できる有機材料は、例えば、エステル、ビニル化合物、アルコール、カルボン酸、酸無水物、アシルハライド、チオール、アミン及びこれらの混合物が挙げられる。エステルの非限定的な例としては（メタ）アクリレートが挙げられ、単独で又は他の多官能性又は一官能性の（メタ）アクリレートと組み合わせて使用することができる。

　バリア層の形成方法は特に限定はなく、本技術分野で通常利用されている手段を用いればよい。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ－イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。本発明では、特開２００４－６８１４３号公報（特許文献３）に記載されているような大気圧プラズマ重合法による形成方法が特に好ましい。

　［第１の態様の構造層］
　本発明の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。本発明では、構造層１０４は、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有する（例えば、図２参照）。また、複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷部２０４が存在する。この凸部２０２及び谷部２０４は、構造層１０４の上に積層される第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０へ、それぞれの形状が転写され、維持される。

　構造層１０４に設けられる凸部は、以下に図５～図７を用いて説明する所定の条件を満たすことが必要である。

　構造層１０４の凸部は、隣接する凸部の頂部間の距離が所定の範囲内にあることが望まれる。

　図５は、光透過性基板１０２上に、凸部５０２が複数形成された構造層１０４を示す。凸部５０２は、隣接する凸部の頂部間の距離が、１０μｍ以下、好ましくは１０μｍ～３μｍ、より好ましくは５～３μｍである。更に好ましくは、凸部５０２の隣接する凸部の頂部間の距離は３μｍ以下である。このような間隔よりも大きな距離であると、第２電極１１０へ転写された凸部の形状が、機能層１０８で発した光を効率よく光透過性基板１０２側に反射することができなくなる。具体的には、図５の「Ａ」で表される凸部の頂点と、隣接する「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｈ」で表される凸部の頂点との距離が上記範囲内にあるか、或いは、図５の「Ａ」で表される凸部の頂点と、隣接する「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｊ」、「Ｉ」で表される凸部の頂点との距離が上記範囲内にあることが望ましい。

　次に、図６及び図７を参照し、構造層１０４に設けられた複数の凸部５０２の間の関係を説明する。

　図６は、図５と同様の凸部５０２を有する構造層１０４を示す。このような構造層の複数の凸部の頂点７０２、７０４、７０６、７０８、７０９を通る平面６０２で構造層１０４を切断した断面を考える。図７は、このような断面において、凸部５０２ａ（頂点７０２を有するもの）と、これに隣接する２つの凸部５０２ｂ（頂点７０４を有するもの）及び５０２ｃ（頂点７０６を有するもの）の断面形状を示した図面である。

　ここで、１つの凸部に着目する（以下の説明では、図７の凸部５０２ａとする）。図７に示すように、凸部５０２ａは、構造層１０４の底辺１０４ａからその頂部７０２までの高さ７６０を有する。凸部５０２ａと、凸部５０２ｂの間の谷部７７０は、構造層１０４の底辺１０４ａからその底部７１０までの高さ７５０を有する。また、凸部５０２ａと、凸部５０２ｃの間の谷部７７２は、構造層１０４の底辺１０４ａからその底部７１２までの高さ７５２を有する。

　次に、上記２つの谷部７７０、７７２のそれぞれの高さ７５０及び７５２の平均をとり、谷部の平均高さ７５４を算出する。この谷部の平均高さ７５４を、凸部５０２ａの頂点７０２までの高さ７６０から引き、この値を、凸部５０２ａの見かけ上の高さ７６２とする。次に、この凸部５０２ａの見かけ上の高さ７６２の二分の一の位置を凸部５０２ａの半値高さ７６４とする。

　次に、この凸部５０２ａの半値高さ７６４の位置における、凸部５０２ａの幅（凸幅１と定義する）７６６と、２つの谷部７７０及び７７２の、凸部５０２ａの半値高さ７６４の位置における幅７８０（谷幅１）及び７８２（谷幅２）を求める。

　本発明では、上記凸幅１が、谷幅１と谷幅２を足して２で割った値よりも大きいことが望ましい。即ち、以下の（式１）を満たすことが望まれる。

　凸幅１＞［谷幅１＋谷幅２］／２　　　　　（式１）
　　但し、
　　凸幅１：凸部（５０２ａ）の半値（７６４）の位置における、凸部（５０２ａ）の幅
　　谷幅１：谷部（７７０）の、凸部（５０２ａ）の半値（７６４）の位置における幅（７８０）
　　谷幅２：谷部（７７２）の、凸部（５０２ａ）の半値（７６４）の位置における幅（７８２）
　　凸部（５０２ａ）の半値（７６４）：凸部（５０２ａ）の見かけ上の高さ（７６２）であって、凸部（５０２ａ）の隣接する２つの谷部の平均高さ（７５４）を、凸部（５０２ａ）の頂部（７０２）までの高さ（７６０）から引いた値の半分の値。

　上記の（式１）の必要な値は、例えば、走査型プローブ顕微鏡　ＡＦＭ５４００（日立ハイテクサイエンス社製）を使用して、構造層の凸部及び谷部の所望の領域を２次元で観察することによって得ることができる。本発明では、凸部及び谷部の１０箇所について画像を測定した後、画像中の任意の凸部と、この凸部に隣接する凸部との間の谷部を１点の間隔として１０点以上の間隔を用いて、その平均を求めた。

　上述の（式１）を満たす領域であるならば、その領域が、構造層１０４で周期的に配列していてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。上述の（式１）を満たす領域は、構造層の全領域の５０％～１００％、好ましくは８０％～１００％の範囲である。本発明では、規則的に凸部が配列した構造層がより好ましく、規則的な凸部が構造層全体に配列した構造層が最も好ましい。

　本発明では、凸部５０２ａは、更に以下の関係を満たすことが好ましい。図７において、谷部７７０の底部７１０と、谷部７７２の底部７１２の間の距離（底部間の距離）を凸部５０２ａの全幅７９０（全凸幅１とも称する）と定義する。この全凸幅１と、凸部５０２ａの上記凸幅１とは、以下の（式２）の関係を満たすことが好ましい。

　　凸幅１＞（全凸幅１）／２　　　　（式２）

　構造層１０４は、光透過性を有する。構造層１０４の凸部の形状は、第２電極１１０へ転写された形状が、機能層１０８から発せられた光を効率よく光透過性基板１０２側へ反射するものであれば特に限定されない。

　具体的には、例えば、凸部の例として、図８Ａ～図８Ｃに示すような半球形状の凸部５０２を挙げることができる。図８Ａは半球形状の凸部５０２を有する構造層１０４の概略を示す斜視図であり、図８Ｂは構造層１０４を凸部の形成された方向から見た平面図であり、図８Ｃは、図８ＢのＶＩＩＩＣ－ＶＩＩＩＣ断面図である。

　本発明では、凸部５０２は、図８Ａ～図８Ｃに示すように規則的な配列を有することが好ましいが、第２電極１１０へ転写された配列が、機能層１０８から発せられた光を効率よく光透過性基板１０２側へ反射するものであれば特に限定されない。例えば、構造層は、図８Ｂの点線で囲んだ領域８１０、８１２のように、規則的な配列を有する領域が、構造層の全面の一部に存在するような配列を有していてもよい。

　図９Ａ～図９Ｃに、別の凸部の例を示す。図９Ａは凸部５０２を有する構造層１０４の概略を示す斜視図であり、図９Ｂは構造層１０４を凸部の形成された方向から見た平面図であり、図９Ｃは、図９ＢのＩＸＣ－ＩＸＣ断面図である。図９Ａ～図９Ｃに示すように、この例の凸部は、凸部の頂部が点であり、凸部の底辺部分で四角形状となるような山形の形状を有する。この形状の断面図は、図９Ｃに示すようなものである。

　本発明の好ましい凸部の実際の形状を図１０に示した。この形状は、図９Ａ～図９Ｃに示したものと同じである。

　本発明の構造層１０４の凸部の形状について図面を参照して説明したが、本発明はこのような形状に限定されない。上述した図９Ａ～図９Ｃのような底面が四角形状ではなく、三角形状、五角形状、六角形状等の多角形の形状を有するものであってもよい。本発明では、特に円形に近い底面形状を有するものが好ましい。

　凸部がランダムに形成された構造層は、上記（式１）の条件、及び、凸部の隣接した距離の条件を満たさない。従って、凸部がランダムに形成された構造層は、好ましい凸部を有する本発明の構造層１０４とはならない。

　上述したとおり、構造層の形状は、第２電極まで転写される。転写された、第２電極１１０の凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面及びこれと対向する面の両面に形成されうる。また、構造層１０４の形状が第２電極で維持される限り、第２電極１１０の凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面にのみ形成されてもよい。ここで、図２に示されるように、構造層の凸部の形状は、第２電極の基板面側の面上では、谷の部分２０６に転写され、構造層の谷部分２０４は、第２電極上では凸部２０８に転写される。このような凸部及び谷部の形状が転写された第２電極１１０は、図２に示すように、機能層１０８で発光された光２１０を基板側への光２１２として、効率よく取り出すことを可能にする。

　第２電極１１０に転写された構造層１０４の形状は、第２電極１１０上のプラズモン吸収を抑制する。また、機能層１０８の発光層から発した光の一部は第２電極で透過性基板１０２側へ反射され、光を有効に取り出すことができる。なお、本明細書において、第２電極上での光の「反射」とは、第２電極１１０に転写された構造層１０４の形状がプラズモン吸収を抑制することにより、光透過性基板側へ光を効率的に取り出すこと、及び、機能層１０８の発光層から発した光の一部が第２電極で透過性基板１０２側へ反射されることの両方の意味を包含する。

　ここで、発光層を含む機能層からの光を反射して、これを有効に取り出すのは、第２電極１１０に転写された構造層の形状である。この場合、第２電極の形状は、第２電極の光透過性基板側に形成された凸部（これは構造層１０４の谷部に対応する）及び谷部（これは構造層１０４の凸部に対応する）である。従って、上記（式１）の関係を、第２電極についてみる場合には、構造層１０４の凸部及び谷部を逆にして読めばよい。また、有機ＥＬ素子では、構造層１０４の形状は第２電極まで十分に反映される。

　次に、上述の（式１）を満たさない場合について説明する。

　　（凸幅１）≦［(谷幅１）＋（谷幅２）］／２　　　（式３）
　　但し、凸幅１、谷幅１及び谷幅２は上述したとおりである。

　上記（式３）が成立する場合は、構造層１０４の凸部が谷部に比較して狭くなる。このことは転写される第２電極の凹部（構造層の凸部に対応する）が第２電極の山の部分（構造層の谷の部分に対応する）の幅に対して狭くなることを意味する。この条件では、機能層１０８に含まれる発光層で発光され、第２電極側に進んできた光の一部が第２電極の凹部内に多重反射して閉じ込められる。この状況では、第２電極での光の反射が減少し、有機ＥＬ素子全体としての光の取出し効率が低下する。従って、（式３）が成立する場合は、光取出し効率の観点から好ましくない。

　また、第１の態様の構造層１０４の凸部の高さ（見かけ上の高さ）は、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の凸部の高さが５０ｎｍより低い場合は、凸部の高さが低いため、表面プラズモン共鳴の効果が得られない。複数の凸部の高さが３００ｎｍより高い場合は、凸部の高さが機能層に含まれる発光層等の各層の厚みを大きく超え、層の均一性が著しく低下する。これは、発光むらやショート（短絡）の原因となり、発光不良が発生することに繋がる。

　更に、構造層１０４の凸部の全幅（全凸幅１）は、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の全凸幅１が３００ｎｍより小さい場合は、凸部の幅が発光波長より小さくなり、プラズモン共鳴が不十分となる。このため、光が再放射されず、プラズモン吸収を十分に低減させる効果が得られない。凸部の全幅（全凸幅１）が３０００ｎｍより大きい場合は、凸部の全幅（全凸幅１）が、発光層から発した光の波長より大きくなる。これにより、プラズモン共鳴を起こさずに吸収される光が増え、プラズモン吸収を低減させる効果が十分に得られない。

　また、本発明では、構造層１０４の凸部の高さ（見かけ上の高さ）と凸部の全幅（全凸幅１）の比、（高さ）／（幅）が、１／２から１／２０の範囲であることが好ましい。凸部の見かけ上の高さと凸部の全幅の比が、１／２より大きいと、凸部と谷部の間の斜面が構造層１０４を形成する時に均一にならず、発光むらやショート（短絡）の原因となる。これは、有機ＥＬ素子の発光不良に繋がる。凸部の見かけ上の高さと凸部の全幅の比が、１／２０より小さいと、凸部と谷部の間の斜面の傾斜が緩くなる。これにより、プラズモン共鳴で再放出される光の進行方向が素子の横方向に広がる。この現象により、光透過性基板１０２を通して取り出される光が減少する。このため、発光効率の向上が図れない。

　第１の態様の構造層１０４を構成する材料は光透過性樹脂が好ましい。光透過性樹脂は、例えば、低密度又は高密度のポリエチレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレン－ヘキセン共重合体、エチレン－オクテン共重合体、エチレン－ノルボルネン共重合体、エチレン－ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体［エチレン－ドモン（ＤＭＯＮ）（ethylene-DMON）共重合体］、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ナイロン－６、ナイロン－６，６、メタキシレンジアミン－アジピン酸縮重合体、ポリメチルメタクリルイミド等のアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン－アクリロニトリル共重合体、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリル等のスチレン－アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロース等の疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体等の水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂等のエンジニアリングプラスチック系樹脂等を挙げることができる。

　構造層１０４には、微粒子を添加して、屈折率を調整したり、光散乱効果を付与してもよい。このような微粒子は、無機微粒子、有機微粒子又はこれらの組み合わせからなる粒子であってよい。例えば、有機微粒子には、アクリル系ポリマー、スチレンポリマー、スチレン－アクリルポリマー及びその架橋体、メラミン－ホルマリン縮合物、ポリウレタン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー、若しくはこれらの共重合体からなる微粒子、又はこれらの組み合わせからなる微粒子を挙げることができる。また、無機微粒子には、スメクタイト、カオリナイト、タルク等の粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウム等の無機酸化物からなる微粒子、或いは、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス等の無機化合物からなる微粒子等を挙げることができる。

　［電極］
　以下、第１の態様の第１電極１０６及び第２電極１１０について説明する。ここでは、第１電極１０６が陽極、第２電極１１０が陰極であるものとして説明する。但し、本発明は、これらの例に限定されない。

　（第１電極：陽極）
　第１電極１０６である陽極の材料は、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適である。陽極の材料には、例えば、アンチモンやフッ素等をドープ（添加）した酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料などが挙げられる。陽極は積層体であってもよく、例えば、上記材料からなる層の積層体であってもよい。本発明では、陽極の材料は、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが特に好ましい。

　陽極側から発光した光を取り出す場合には、陽極の光透過率を１０％より大きくすることが望ましい。陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に、陽極の膜厚は陽極に使用する材料にもよるが、通常は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲であり、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である。

　（第１の態様の第２電極：陰極）
　第１の態様の第２電極１１０（陰極）の材料は、例えば、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、電気伝導性合金化合物及びこれらの混合物が好適である。陰極材料には、例えば、ナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。本発明では、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の観点から、陰極の材料は、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。

　陰極のシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。陰極の膜厚は通常１０ｎｍ以上５μｍ以下の範囲であり、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である。

　［機能層］
　機能層１０８は、発光層を含む層である。この層は、第１電極１０６と第２電極１１０との間に設けられる。第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０は、様々な積層構造をとることができる。

　以下、具体的に第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０の積層構造について説明する。一例として、以下の層構成ａ）～ｐ）を示す。ここでは、上記の通り、第１電極１０６が陽極、第２電極１１０が陰極である。すなわち、陽極と陰極との間の層は全て機能層１０８である。また、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。なお、機能層１０８の構成及び第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０の積層構造は、以下の層構成ａ）～ｐ）に限定されない。

　ａ）陽極／発光層／陰極
　ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
　ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
　ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
　ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
　ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
　ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
　ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
　ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
　ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
　ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
　ｌ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
　ｍ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
　ｎ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
　ｏ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
　ｐ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極

　以下、機能層１０８を構成する各層（発光層、注入層、輸送層）について説明する。

　（発光層）
　発光層は、電極、注入層、又は輸送層から移動してくる電子と正孔（ホール）とが再結合して発光する層である。発光する部分は発光層の層内であってもよく、発光層と隣接層との界面であってもよい。

　発光層の膜厚の総和は特に制限されない。例えば、膜厚は、２ｎｍ以上５μｍ以下とすることが好ましく、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることがより好ましく、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲とすることが特に好ましい。これは、膜の均質性や発光時に不必要な高電圧が印加されるのを防止し、且つ駆動電流に対する発光色の安定性が向上するためである。

　発光層は、青色発光層、緑色発光層及び赤色発光層の少なくとも１層である。有機ＥＬ素子において、青色発光層は発光極大波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲、緑色発光層は発光極大波長が５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲、赤色発光層は発光極大波長が６００ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の範囲にある単色発光層であることが好ましい。

　また、発光層は、これらの少なくとも３色の発光層（青色発光層、緑色発光層、赤色発光層）を積層して白色発光層とした層であってもよい。更に、複数の発光層を積層する場合には、発光層間に非発光性の中間層が設けられていてもよい。

　本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の発光層は、白色発光層であることが好ましい。即ち、本発明では、有機ＥＬ素子の発光層が白色発光層である場合が特に有効である。本発明の照明装置、面状光源及び表示装置は、白色発光層を含むことが好ましい。従って、本発明の照明装置、面状光源及び表示装置は、発光層が白色発光層である有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有することが好ましい。

　発光層は、発光ホスト化合物と、リン光ドーパントや蛍光ドーパント等の発光性ドーパント化合物を含有する。

　発光ホスト化合物には、例えば、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、又は、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等が挙げられる。

　蛍光ドーパント化合物には、例えば、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。

　（注入層：正孔注入層、電子注入層）
　注入層は、駆動電圧の低下、発光輝度向上などのために、必要に応じて電極と発光層との間に設けられる層である。注入層には、正孔注入層（陽極バッファー層）と、電子注入層（陰極バッファー層）とがある。

　正孔注入層は、上述したように、陽極と発光層との間に設けられる（例えば、上記の層構成ｂ）、ｃ）、ｄ）、ｅ））か、又は陽極と正孔輸送層との間（例えば、上記の層構成ｊ）、ｋ）、ｌ）、ｍ））に設けられる。

　また、電子注入層は、陰極と発光層との間に設けられる（例えば、層構成（ｃ）、ｇ）、ｋ）、ｎ））か、又は陰極と電子輸送層との間（例えば、層構成ｅ）、ｉ）、ｍ）、ｐ））に設けられる。

　正孔注入層には、例えば、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。

　電子注入層には、例えば、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。

　正孔注入層及び電子注入層は、ごく薄い膜であることが望ましい。これらの層の材料にもよるが、これらの層の膜厚は０．１ｎｍ以上５μｍ以下の範囲が好ましい。

　（阻止層：正孔阻止層、電子阻止層）
　阻止層は、機能層に必要に応じて設けられる層である。阻止層には、正孔阻止層と、電子阻止層とがある。

　正孔阻止層は、広い意味では電子輸送層の機能を有している。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなる。正孔阻止層は、電子を輸送しつつ正孔の輸送を阻止することで電子と正孔の再結合の確率を向上させることができる。後述する電子輸送層を、必要に応じて正孔阻止層として用いることができる。

　正孔阻止層の膜厚は、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、更に好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。

　正孔阻止層は、前述のホスト化合物として挙げたカルバゾール誘導体、又はカルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等を含有することが好ましい。

　一方、電子阻止層は、広い意味では正孔輸送層の機能を有している。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなる。電子阻止層は、正孔を輸送しつつ電子の輸送を阻止することで電子と正孔の再結合の確率を向上させることができる。後述する正孔輸送層を、必要に応じて電子阻止層として用いることができる。

　電子阻止層の膜厚は、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、更に好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。

　（輸送層：正孔輸送層、電子輸送層）
　輸送層は、正孔又は電子の輸送のために、必要に応じて設けられる層である。輸送層には、正孔輸送層と、電子輸送層とがある。

　（正孔輸送層）
　正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなる。上述した正孔注入層、電子阻止層は、広い意味で正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は、単層又は複数層とすることができる。

　正孔輸送材料は、正孔の注入又は輸送、電子の障壁となる特性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。正孔輸送材料には、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。正孔輸送層は、上述した正孔輸送材料のうちの１種又は２種以上の材料を含んでいる。

　正孔輸送層は、上述した正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜として形成される。正孔輸送層の膜厚は特に制限されないが、通常は５ｎｍ以上５μｍ以下程度、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。

　（電子輸送層）
　電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する電子輸送材料からなる。上述した電子注入層、正孔阻止層は、広い意味で電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層であっても、又は複数層であってもよい。電子輸送層は、発光層の陰極側に隣接するように設けられる。

　電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。電子輸送材料は、このような機能を有していれば、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。電子輸送材料には、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

　また、電子輸送材料には、８－キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８－キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７－ジクロロ－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７－ジブロモ－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（２－メチル－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（５－メチル－８－キノリノール）アルミニウム、ビス（８－キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体を用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されている材料も好適に用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更に、正孔注入層又は正孔輸送層と同様に、ｎ型－Ｓｉ、ｎ型－ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。電子輸送層は、上述した電子輸送材料のうちの１種又は２種以上の材料を含んでいる。また、不純物をドープしたｎ－型特性の高い電子輸送層を用いることもできる。

　電子輸送層は、上述した電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により形成される。電子輸送層の膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ以上５μｍ以下の範囲であり、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である。

　［光取出しレンズ層］
　光透過性基板１０２の構造層１０４を設ける面とは反対側の面には、光散乱或いは集光層として光取出しレンズ層３１０が任意選択的に設けられる（図３及び図４参照）。光取出しレンズ層３１０は、光透過性を有する光透過性シート３０４と、光透過性シート３０４の表面に設けられたレンズ層３０２とを備える。レンズ層３０２は、光透過性シート３０４の表面をマイクロレンズアレイ状に成形したものであってもよい。或いは、レンズ層３０２として、いわゆる集光シートが用いられてもよい。このような光取出しレンズ層３１０によって、光を特定方向、例えば、有機ＥＬ素子の光取出し方向（図１の１１２の方向）に集光して、特定方向の光の輝度を高めることができる。

　光取出しレンズ層３１０を構成する樹脂材料には、例えば、低密度又は高密度のポリエチレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレン－ヘキセン共重合体、エチレン－オクテン共重合体、エチレン－ノルボルネン共重合体、エチレン－ドモン（ethylene-DMON）共重合体、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ナイロン－６、ナイロン－６，６、メタキシレンジアミン－アジピン酸縮重合体；ポリメチルメタクリルイミド等のアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン－アクリロニトリル共重合体、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリル等のスチレン－アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロース等の疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体等の水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂等のエンジニアリングプラスチック系樹脂等が挙げられる。

　光取出しレンズ層３１０では、上述した樹脂材料に微粒子を添加して、光散乱効果を更に向上させてもよい。光取出しレンズ層３１０に含まれる微粒子は、無機微粒子、有機微粒子又はこれらの組み合わせからなる粒子であってよい。

　このような微粒子は、有機微粒子として、例えば、アクリル系ポリマー、スチレンポリマー、スチレン－アクリルポリマー及びその架橋体、メラミン－ホルマリン縮合物、ポリウレタン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー、若しくはこれらの共重合体からなる微粒子、又はこれらの組み合わせからなる微粒子を挙げることができる。また、無機微粒子には、スメクタイト、カオリナイト、タルク等の粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウム等の無機酸化物からなる微粒子、或いは、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス等の無機化合物からなる微粒子等を挙げることができる。

　［封止部材］
　有機ＥＬ素子１００の表示領域は、封止部材によって覆われることが好ましい。封止手段には、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。

　封止部材は、有機ＥＬ素子１００の表示領域を覆うように配置されていればよい。封止部材の形状は、凹板状でも平板状でもよい。また、封止部材は、透明性、電気絶縁性の有無は特に問われない。

　封止部材には、例えば、ガラス板、ポリマー板若しくはフィルム、金属板若しくはフィルム等が挙げられる。ガラス板として、特にソーダ石灰ガラス、バリウム－ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等の板を挙げることができる。また、ポリマー板として、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等の板が挙げられる。金属板として、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなる板が挙げられる。

　封止に用いられる接着剤には、例えば、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーなどの反応性ビニル基を有する光硬化型又は熱硬化型接着剤、２－シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型の接着剤等を挙げることができる。また、接着剤として、エポキシ系等の熱硬化型又は化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、その他の接着剤として、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、別の接着材として、カチオン硬化型の紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。

　なお、有機ＥＬ素子１００が熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤は、室温から８０℃までの温度範囲で硬化できる材料を用いることが好ましい。また、乾燥剤を分散させた接着剤を用いてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷により行ってもよい。

　封止部材と有機ＥＬ素子１００の表示領域との間隙には、気相又は液相の不活性物質を注入することが好ましい。例えば、窒素、アルゴン等の不活性気体、フッ化炭化水素、シリコーンオイルなどの不活性液体を注入することが好ましい。また、封止部材と有機ＥＬ素子１００の表示領域との間隙を真空とすることも可能である。更に、封止部材の内部に吸湿性化合物を封入することもできる。

　吸湿性化合物は、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等を例に挙げることができる。これらのうち、硫酸塩、金属ハロゲン化物、及び過塩素酸類においては、無水塩が好適に用いられる。

　＜第１の態様の有機ＥＬ素子の製造方法＞
　本発明は、上記第１の態様の有機ＥＬ素子の製造方法を包含する。この製造方法は、以下の工程を少なくとも含む。

（Ａ）光透過性基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記光透過性基板上に構造層を形成する工程であって、前記構造層が複数の凸部を有し、前記複数の凸部が、隣接する２つの凸部の頂部間の距離５μｍ以下を有し、且つ、複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の見かけ上の高さの二分の一高さ（半値高さ）における当該凸部（Ａ）の幅を凸幅１とし、その凸部に隣接する２つの凸部の間の２つの谷部の、前記半値高さにおける幅をそれぞれ谷幅１及び谷幅２とした場合、以下の式１の関係を満たすものである工程と、
　　凸幅１＞［谷幅１＋谷幅２］／２　　　　　（式１）
（Ｃ）前記構造層上に第１電極を形成する工程と、
（Ｄ）前記第１電極上に機能層を形成する工程と、
（Ｅ）前記機能層上に第２電極を形成する工程。

　工程（Ａ）は、上述したような光透過性基板から適切なものを選択し、これを必要に応じて、洗浄及び必要な前処理をする工程である。洗浄及び必要な前処理は、有機ＥＬ素子の基板で通常行われるものであり、特に制限はない。

　工程（Ｂ）は、複数の凸部を有する構造層を形成する工程である。工程（Ａ）で準備した光透過性基板上に、上述した構造層を構成するための光透過性樹脂を均一に塗布し、この樹脂に、所望の凸部を形成できる凹部形状を有する形状転写基板を押下し、所望の凸部形状を光透過性樹脂に転写する。得られた凸形状を有する光透過性樹脂を光硬化又は熱硬化させて構造層を形成する。このような手順で構造層を形成できる。なお、形状転写基板は、上記工程（Ｂ）で規定される凸部の条件を満たすように、予め転写される形状を有する。

　工程（Ｂ）は、上記のような転写法以外にも、フォトリソグラフィー法等の従来のパターン形成方法を利用して実施することができる。

　工程（Ｃ）は、第１電極である陽極を形成する工程である。陽極は、例えば、（１）印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、（２）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、（３）ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式等の公知の方法の中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して選択した方法に従って、基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等で行うことができる。

　なお、陽極を形成する際のパターニングには、フォトリソグラフィー等による化学的エッチング、レーザー等による物理的エッチングを使用することができる。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよく、リフトオフ法、印刷法等を採用することもできる。

　工程（Ｄ）は、発光層を含む機能層を形成する工程である。上述した機能層に必要な材料を用いて、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により機能層を形成することができる。

　工程（Ｅ）は、第２電極である陰極を形成する工程である。第２電極は、上述した陰極に利用できる金属材料等を用いて、蒸着やスパッタリング等の公知の方法で形成することができる。或いは、金属材料の薄膜を、第２電極を形成する表面全体に形成し、フォトリソグラフィー法等のパターン形成方法を用いて第２電極を形成することができる。

　本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の製造方法では、上記工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間に、バリア層を形成する工程を更に含んでいてもよい。バリア層は、上述したバリア層の材料を使用し、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ－イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等の公知の方法により形成することができる。

　また、本発明の第１の態様の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記工程（Ｅ）に続いて、集光レンズ層３０２及び光透過性層３０４を有する光取出しレンズ層３１０を形成する工程を含んでいてもよい。光取出しレンズ層３１０の形成は、従来と同様の方法で行うことができる。

　本発明では、構造層１０４は、図２を参照して説明したように、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有する。また、複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷部２０４が存在する。この凸部２０２及び谷部２０４は、図１１に示すように第２電極１１０へ、それぞれの形状が転写される。この第２電極の形状は、まず、機能層の発光層で発光された光を効率よく光透過性基板側へ反射する。加えて、構造層の凸部から転写された第２電極の凹形状の構造が、プラズモン吸収の抑制を改善する。これは、機能層の発光層で発光された光を光透過性基板側へ効率よく取り出すことを可能にする。

　次に、本発明の第２の態様を、図面を参照して説明する。なお、第２の態様を説明するための図面において、上述した第１の態様と同じ構成要素には、同じ参照符号を付した。

（ＩＩ）有機ＥＬ素子(第２の態様）
　まず、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子について説明する。

　本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子は、基板、構造層、第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む。一実施形態の具体的な有機ＥＬ素子１００の構造は、上記第１の態様の図１に示すとおりである。本発明の第２の態様に係る有機ＥＬ素子１００は、上記第１の態様と同様に、光透過性基板１０２、光透過性の構造層１０４、光透過性の第１電極１０６、発光層を含む機能層１０８、及び第２電極１１０を、この順に積層した構造を有する。第２の態様の有機ＥＬ素子は、基板１０２側から光を取り出す、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。

　本発明の第２の形態の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。本発明の第２の態様では、構造層１０４は、図１２に示すように、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有する。複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷の部分（本明細書では、このような凸部間の谷の部分を「谷部」とも称する）２０４が存在する。この凸部２０２及び谷部２０４は、構造層１０４の上に積層される第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０へ、それぞれの形状が維持される。構造層１０４から第２電極１１０に転写された凹部及び山状部分の形状は、第２電極１１０の基板側の面及びこれと対向する面の両面に維持されうる。構造層１０４の形状が第２電極で維持される限り、第２電極１１０の凹部及び山状部分の形状は、第２電極１１０の基板側の面にのみ形成されてもよい。ここで、構造層の凸部の形状は、第２電極の基板面側の面上では、凹部（谷の部分）２０６に転写され、構造層の谷の部分２０４は、第２電極上では山状の壁部分（第２電極の凸部）２０８に転写される。このような構造層の凸部及び谷部の形状が転写された第２電極１１０は、図１２に示すように、機能層１０８で発光された光２１０を効率よく基板側への光２１２として取り出すことを可能にする。

　なお、第２の態様では、構造層１０４の凸部２０２の頂部形状は、所定形状の平面となっていることを特徴としている。

　本発明における構造層１０４の凸部などの具体的形状及び凸部形状の条件などは、後述する「第２の態様の構造層」の欄で詳述する。第２電極１１０の凹部などの具体的形状及び条件は、後述する「第２の態様の第２電極」の欄で詳述する。

　本明細書において、光透過性とは、光に対して透明である性質（透光性）を意味する。本発明の第２の態様では、光透過性を有する層、電極又は基板は、特に紫外光から赤外光の範囲に対して透明であることが好ましく、可視領域の光に対して透明であることがより好ましい。

　本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の別の実施形態では、図１３に示すように光透過性基板１０２の構造層１０４とは反対側の表面に集光レンズ層３０２と光透過性層３０４を含む光取出しレンズ層３１０を更に含んでいてもよい。

　本発明の第２の態様の更に別の実施形態の有機ＥＬ素子は、図１４に示すように、光透過性基板１０２、バリア層４０２、構造層１０４、第１電極１０６、機能層１０８、及び第２電極１１０を含むことができる。バリア層４０２は、構造層１０４、第１及び第２電極１０６、１１０、機能層１０８にとって有害な水分などがこれらの層に侵入するのを防止するための層である。このため、バリア層４０２は、光透過性基板１０２と構造層１０４の間に設けることが好ましい。

　この実施形態の有機ＥＬ素子は、上述した光取出しレンズ層３１０をさらに含んでいてもよい（図１４参照）。

　本明細書では、例えば図１４の光透過性基板１０２、構造層１０４及び第１電極１０６を少なくとも含む部分を光取り出し基板１２０とも称する。本発明では、任意構成要素である光取出しレンズ層３１０及びバリア層４０２を光取出し基板１２０に含めることができる。

　次に、第２の態様の有機ＥＬ素子１００を構成する各部について詳細に説明する。なお、第２の態様の「光透過性基板」及び「バリア層」は、第１の態様と同一である。従って、これらの層の構成及び材料は第１の実施形態で説明したとおりである。

　［第２の態様の構造層］
　本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子は構造層１０４を有する。本発明では、構造層１０４は、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有する（例えば、図１２参照）。また、複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷部２０４が存在する。上記凸部の頂部は、所定形状の平面となっている（以下、この凸部の頂部の平面を「頂部平面」とも称する）。所定形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形、或いは、円形である。本発明では、この凸部２０２及び谷部２０４は、構造層１０４の上に積層される第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０へ、それぞれの形状が転写され、維持される。

　構造層１０４に設けられる頂部に平面を有する凸部及びこの凸部を取り巻く谷部は、図１５～図１７を用いて以下に説明する所定の条件を満たすことが必要である。

　図１５は、光透過性基板１０２上に、凸部１５０２が複数形成された構造層１０４を示す。

　構造層１０４の凸部は、隣接する凸部と所定の距離の範囲内で設けられることが必要である。以下の説明では、構造層１０４は、図１５に示すように、正方形の形状の頂部平面を有する凸部１５０２を有するものとする。これらの凸部の頂部平面の重心（参照番号１５１８）は、図１５の黒丸で示した位置にあるものとする。本発明では、例えば、任意の隣接する凸部（ＡＡ）と凸部（ＡＢ）、凸部（ＡＡ）と凸部（ＡＣ）、凸部（ＡＡ）と凸部（ＡＤ）、又は凸部（ＡＡ）と凸部（ＡＥ）の、それぞれの重心間の距離１５１０、１５１２、１５１４、１５１６は、１０μｍ以下、好ましくは１０μｍ～３μｍ、より好ましくは５～３μｍである。更に好ましくは、凸部１５０２の隣接する２つの重心間の距離は３μｍ以下であることが望まれる。このような間隔よりも大きな距離であると、第２電極１１０へ転写された凸部の形状が、機能層１０８で発した光を効率よく光透過性基板１０２側に反射することができなくなる。

　次に、図１６及び図１７を参照し、構造層１０４に設けられた複数の凸部１５０２の間の関係を説明する。

　図１６は、図１５と同様の凸部１５０２を有する構造層１０４を示す。このような構造層の複数の凸部の略中央部１７０２、１７０４、１７０６、１７０８の点（図１５及び図１６の例では、これらの点は重心１５１８に対応する）を通り、頂部平面上の幅が最大になるような向き（即ち、頂部平面の正方形の対角線と同じ向き）の平面１６０２で構造層１０４を切断した断面を考える。図１７は、このような断面において、凸部１５０２ａと、これに隣接する２つの凸部１５０２ｂ及び１５０２ｃの断面形状を示した図面である。

　ここで、１つの凸部に着目する（以下の説明では、図１７の凸部１５０２ａとする）。図１７に示すように、凸部１５０２ａは、構造層１０４の底辺１０４ａからその頂部１７８０までの高さ１７６０を有する。凸部１５０２ａと、凸部１５０２ｂの間の谷部１７７０は、構造層１０４の底辺１０４ａからその底部１７１０までの高さ１７５０を有する。また、凸部１５０２ａと、凸部１５０２ｃの間の谷部１７７２は、構造層１０４の底辺１０４ａからその底部１７１２までの高さ１７５２を有する。

　次に、上記２つの谷部１７７０、１７７２のそれぞれの高さ１７５０及び１７５２の平均をとり、谷部の平均高さ１７５４を算出する。この谷部の平均高さ１７５４を、凸部１５０２ａの頂部１７８０までの高さ１７６０から引き、この値を、凸部１５０２ａの見かけ上の高さ１７６２とする。また、図１７において、凸部１５０２ａの頂部１７８０に存在する平面（本明細書において、微小平面領域とも称する）の幅１７９２を「頂部の幅」と定義する。なお、この頂部の幅は、図１５から図１７の例では、頂部平面の形状である正方形の対角線の長さに対応する。より一般的には、「頂部の幅」は、頂部平面の重心を通り、頂部平面の形状の最も長い幅を有する部分をいう。更に、図１７において、谷部１７７０の底部１７１０と、谷部１７７２の底部１７１２の間の距離を凸部１５０２ａの全幅１７９０（凸部の全幅とも称する）と定義する。この凸部の全幅は、上記の「頂部の幅」を通り、谷部１７７０の底部１７１０と、谷部１７７２の底部１７１２までこの「頂部の幅」を延長した部分をいう。図１５から図１７の例では、頂部平面である正方形の対角線を延長し、この延長線上にある谷部までの長さに対応する。この「頂部の幅」と「凸部の全幅」の間には、下式（式４）の関係が満たされることが好ましい。

　　頂部の幅≧［（凸部の全幅）×２］／３　　　　　（式４）

　本発明の第２の態様では、上記（式４）の関係を測定するための上述した断面の方向は、微小平面領域を持つ少なくとも１つの凸部とこれに隣接する２つの谷部を１組として、微小平面領域の重心を通り、頂部平面の形状の最も長い幅を有する部分と、凸部に隣接する２つの谷部の底部へこの最も長い幅を有する部分を延長した部分を含む向きを選択する。簡潔には、上記の「凸部の全幅」に沿った断面を選択すればよい。例えば凸部の形状が円形の場合は、円の中心（重心）を通る直径方向を選択すればよい。或いは、凸部の形状が多形体の場合は、その形状の重心を通り、多角形の幅が最大になるような向きに、上記凸部が切断される方向を選択する。より具体的には、偶数の辺を持つ正多角形の頂部平面の場合であれば、正多角形の中心（重心）を通り、対角線の方向を選択する。また、奇数の辺を持つ正多角形の頂部平面の場合であれば、正多角形の中心（重心）を通り、１つの頂点とこれに対向する辺の中心を通る方向を選択する。

　上記の式の必要な値は、例えば、走査型プローブ顕微鏡　ＡＦＭ５４００（日立ハイテクサイエンス社製）を使用して、構造層の凸部及び谷部の所望の領域を２次元で観察することによって得ることができる。本発明では、凸部及び谷部の１０箇所について画像を測定した後、画像中の任意の凸部と、この凸部に隣接する凸部との間の谷部を１点の間隔として１０点以上の間隔を用いて、その平均を求めた。本発明において、凸部の微小平面領域は、走査型プローブ顕微鏡　ＡＦＭ５４００（日立ハイテクサイエンス社製）等を用いて計測を行い、凸部の微小平面領域内の最も高い部分と最も低い部分の高さの差が１０％以下であることが好ましい。

　上述の（式４）を満たす領域であるならば、その領域が、構造層１０４で周期的に配列していてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。上述の（式４）を満たす領域は、構造層１０４の全領域の５０％～１００％、好ましくは８０％～１００％の範囲である。本発明では、規則的に凸部が配列した構造層がより好ましく、規則的な凸部が構造層全体に配列した構造層が最も好ましい。

　具体的には、例えば、凸部の例として、図１８Ａ～図１８Ｃに示すような、凸部の底辺が四角形状の角錐の頂部から一定の高さで頂部部分を取り去ったような、台の形状の凸部を挙げることができる。図１８Ａは凸部１５０２を有する構造層１０４の概略を示す斜視図であり、図１８Ｂは構造層１０４を凸部の形成された方向から見た平面図であり、図１８Ｃは、図１８ＢのＸＶＩＩＩＣ－ＸＶＩＩＩＣ断面図である。

　本発明の第２の態様では、凸部１５０２は、図１８Ａ～図１８Ｃに示すように規則的な配列を有することが好ましいが、第２電極１１０へ転写された配列が、機能層１０８から発せられた光を効率よく光透過性基板１０２側へ反射するものであれば特に限定されない。例えば、図１８Ｂの点線で囲んだ領域１８１０、１８１２のように、規則的な配列を有する領域が、構造層の全面の一部に存在するような配列を有していてもよい。

　本発明の第２の態様の構造層１０４の凸部の形状について図面を参照して説明したが、本発明はこのような形状に限定されない。上述した図１８Ａ～図１８Ｃのような底面が四角形状ではなく、三角形状、五角形状、六角形状等の多角形の形状を有するものであってもよい。本発明では、特に円形に近い底面形状を有するものが好ましい。

　また、第２の態様の構造層１０４の凸部の高さ（見かけ上の高さ）は、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の凸部の高さが５０ｎｍより低い場合は、凸部の高さが低いため、表面プラズモン共鳴の効果が得られない。複数の凸部の高さが３００ｎｍより高い場合は、凸部の高さが機能層に含まれる発光層等の各層の厚みを大きく超え、層の均一性が著しく低下する。これは、発光むらやショート（短絡）の原因となり、発光不良が発生することに繋がる。

　更に、第２の態様の構造層１０４の凸部の全幅は、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の凸部の全幅が３００ｎｍより小さい場合は、凸部の幅が発光波長より小さくなり、プラズモン共鳴が不十分となる。このため、光が再放射されず、プラズモン吸収を十分に低減させる効果が得られない。凸部の全幅が３０００ｎｍより大きい場合は、凸部の全幅が、発光層から発した光の波長より大きくなる。これにより、プラズモン共鳴を起こさずに吸収される光が増え、プラズモン吸収を低減させる効果が十分に得られない。

　また、本発明の第２の態様では、構造層１０４の凸部の高さ（見かけ上の高さ）と凸部の全幅の比、（高さ）／（幅）が、１／２から１／２０の範囲であることが好ましい。凸部の見かけ上の高さと凸部の全幅の比が、１／２より大きいと、凸部と谷部の間の斜面が構造層１０４を形成する時に均一にならず、発光むらやショート（短絡）の原因となる。これは、有機ＥＬ素子の発光不良に繋がる。凸部の見かけ上の高さと凸部の全幅の比が、１／２０より小さいと、凸部と谷部の間の斜面の傾斜が緩くなる。これにより、プラズモン共鳴で再放出される光の進行方向が素子の横方向に広がる。この現象により、光透過性基板１０２を通して取り出される光が減少する。このため、発光効率の向上が図れない。

　第２の態様の構造層１０４を構成する材料は光透過性樹脂が好ましい。光透過性樹脂としては、上記第１の態様で説明した材料を挙げることができる。

　構造層１０４には、微粒子を添加して、屈折率を調整したり、光散乱効果を付与してもよい。このような微粒子は、無機微粒子、有機微粒子又はこれらの組み合わせからなる粒子であってよい。例えば、有機微粒子及び無機微粒子としては、第１の態様で例示したものを挙げることができる。

　〔電極〕
　以下、第２の態様の第１電極１０６及び第２電極１１０について説明する。ここでは、第１電極１０６が陽極、第２電極１１０が陰極であるものとして説明する。但し、本発明は、これらの例に限定されない。

　（第１電極：陽極）
　第１電極１０６である陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適である。陽極の材料としては、例えば、第１の態様で説明した材料を挙げることができる。本発明の第２の態様では、陽極の材料は、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが特に好ましい。

　第２の態様では、陽極側から発光した光を取り出す場合には、陽極の光透過率を１０％より大きくすることが望ましい。陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に、陽極の膜厚は陽極に使用する材料にもよるが、通常は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲であり、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である。

　（第２の態様の第２電極：陰極）
　第２電極１１０には、上述したとおり、構造層の形状が転写される。転写された、第２電極１１０の凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面及びこれと対向する面の両面に形成されうる。また、構造層１０４の形状が第２電極で維持される限り、第２電極１１０の凸部及び谷部の形状は、第２電極１１０の基板側の面にのみ形成されてもよい。

　ここで、図１９Ａ～図１９Ｃ及び図２０を参照して、第２の態様の第２電極について更に詳細に説明する。図１９Ａは凹部１９０２を有する第２電極１１０の概略を示す斜視図であり、図１９Ｂは第２電極１１０を凹部１９０２の形成された方向（光透過性基板１０２側）から見た平面図であり、図１９Ｃは、図１９ＢのＸＩＸＣ－ＸＩＸＣ断面図である。また、図２０は、図１９Ｃの断面図を拡大したものである。なお、図２０の１０５０の矢印の方向は、光透過性基板側を示す。

　図１９Ａ～図１９Ｃに示されるように、構造層の凸部の形状は、第２電極の基板面側の面上では、凹部１９０２に転写され、構造層の谷部分は、第２電極上では網目構造の山状の壁部分１９０４に転写される。

　第２電極１１０凹部は、隣接する凹部と、以下に説明するような所定の距離の範囲内で設けられることが必要である。以下の説明では、第２電極１１０は、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、正方形の形状の凹部底面を有する凹部１９０２を有するものとする。これらの凹部の底面の重心（参照番号１９２２）は、図１９Ａ及び図１９Ｂの黒丸で示した位置にあるものとする。本発明では、例えば、任意の隣接する凹部（ＡＡ）と凹部（ＡＢ）、凹部（ＡＡ）と凹部（ＡＣ）、凹部（ＡＡ）と凹部（ＡＤ）、又は凹部（ＡＡ）と凹部（ＡＥ）の、それぞれの重心間の距離１９１０、１９１２、１９１４、１９１６は、１０μｍ以下、好ましくは１０μｍ～３μｍ、より好ましくは５～３μｍである。更に好ましくは、凹部１９０２の隣接する２つの重心間の距離は３μｍ以下である。このような間隔よりも大きな距離であると、第２電極１１０の凹部の形状が、機能層１０８で発した光を効率よく光透過性基板１０２側に反射することができなくなる。

　図１９Ｂに示すように、第２電極の複数の凹部の重心１９２２を通り、且つ隣接する重心と凹部の対角線を通るようにＸＩＸＣ－ＸＩＸＣ面で第２電極１１０を切断した断面を考える。図１９Ｃは、このような断面を表したものであり、図２０は、図１９Ｃを拡大した図である。図２０では、凹部１９０２ａと、これに隣接する２つの凹部１９０２ｂ及び１９０２ｃの断面形状を示した。

　ここで、１つの凹部に着目する（以下の説明では、図２０の凹部１９０２ａとする）。図２０に示すように、この凹部１９０２ａは、２つの山状の壁１９０４ａ及び１９０４ｂを有する。この２つの山状の壁１９０４ａの頂部１０１０と１９０４ｂの頂部１０１２の間の距離を、凹部幅１０９２と定義する。また、凹部１９０２ａの底部１０８０は、底面の幅１０９４を有する。なお、この凹部の底面の幅１０９４は、図１９Ａ～図１９Ｃ及び図２０の例では、凹部底面の形状である正方形の対角線の長さに対応する。より一般的には、「底面の幅」は、凹部底面の重心を通り、凹部底面の形状の最も長い幅を有する部分をいう。更に、上記凹部幅は、上記の「底面の幅」を通り、前記底面を有する凹部を囲む山状の壁の頂部間の最大の距離である。即ち、凹部幅は、上記の「底面の幅」を通り、２つの山状の壁１９０４ａの頂部１０１０と１９０４ｂの頂部１０１２までこの「底部の幅」を延長した部分をいう。図１９Ａ～図１９Ｃ及び図２０の例では、凹部底面の形状である正方形の対角線を延長し、この延長線上にある頂部１０１０と１０１２までの長さ（即ち、図１９Ｂの１９０４ａの「×」印から１９０４ｂの「×」印までの、ＸＩＸＣ－ＸＩＸＣ線上の距離）に対応する。

　本発明では、第２電極１１０の上記底面の幅１０９４と上記凹部幅１０９２の間には以下の（式５）の関係を満たすことが必要である。

　　底面の幅≧［（凹部幅）×２］／３　　　　　（式５）

　本発明では、上記（式５）の関係を測定するための上述した断面の方向は、底部を持つ少なくとも１つの凹部とこれに隣接する２つの山状の壁を１組として、凹部底部の重心を通り、凹部底面の形状の最も長い幅を有する部分と、凹部に隣接する２つの山状の壁へこの最も長い幅を有する部分を延長した部分を含む向きを選択する。簡潔には、上記の「凹部幅」に沿った断面を選択すればよい。例えば凹部底面の形状が円形の場合は、円の中心（重心）を通る直径方向を選択すればよい。或いは、凹部底面の形状が多形体の場合は、その形状の重心を通り、多角形の幅が最大になるような向きに、上記凹部が切断される方向を選択する。より具体的には、偶数の辺を持つ正多角形の凹部底面の場合であれば、正多角形の中心（重心）を通り、対角線の方向を選択する。また、奇数の辺を持つ正多角形の凹部底面の場合であれば、正多角形の中心（重心）を通り、１つの頂点とこれに対向する辺の中心を通る方向を選択する。

　上記の（式５）の必要な値は、例えば、走査型プローブ顕微鏡　ＡＦＭ５４００（日立ハイテクサイエンス社製）を使用して、第２電極の凹部及び山状の壁の所望の領域を２次元で観察することによって得ることができる。本発明では、凹部及び山状の壁の１０箇所について画像を測定した後、画像中の任意の凹部と、この凹部に隣接する２つの山状の壁を１点の間隔として１０点以上の間隔を用いて、その平均を求めた。本発明において、凹部底面は、走査型プローブ顕微鏡　ＡＦＭ５４００（日立ハイテクサイエンス社製）等を用いて計測を行い、凹部底面内の最も低い部分と最も高い部分の高さの差が１０％以下であることが好ましい。

　上述の（式５）を満たす領域であるならば、その領域が、第２電極１１０で周期的に配列していてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。上述の（式５）を満たす領域は、第２電極の全領域の５０％～１００％、好ましくは８０％～１００％の範囲である。本発明では、規則的に凹部が配列した第２電極がより好ましく、規則的な凹部が第２電極全体に配列した第２電極が最も好ましい。

　具体的には、例えば、凹部の例として、図１９Ａ～図１９Ｃに示すような、凹部が四角い容器形状の凹部を挙げることができる。図１９Ａは凹部１９０２を有する第２電極１１０の概略を示す斜視図であり、図１９Ｂは第２電極１１０を凹部の形成された方向から見た平面図であり、図１９Ｃは、図１９ＢのＸＩＸＣ－ＸＩＸＣ断面図である。

　本発明の第２の態様では、凹部１９０２は、図１９Ａ～図１９Ｃに示すように規則的な配列を有することが好ましいが、機能層１０８から発せられた光を効率よく光透過性基板１０２側へ反射するものであれば特に限定されない。例えば、図１９Ｂの点線で囲んだ領域１９１８、１９２０のように、規則的な配列を有する領域が、構造層の全面の一部に存在するような配列を有していてもよい。

　本発明の第２の態様の第２電極の凹部の形状について図面を参照して説明したが、本発明はこのような形状に限定されない。上述した図１９Ａ～図１９Ｃのような第２電極の表面の凹部形状が四角形状ではなく、三角形状、五角形状、六角形状等の多角形の形状を有するものであってもよい。本発明では、特に円形に近い形状を有するものが好ましい。

　本発明の第２の態様では、第２電極１１０の表面上の微細構造は、上述した構造層１０４の形状を転写したものである。従って、上述の凹部及び山状の壁部分の形状は、構造層１０４によって決定される。上記（式４）の条件が満たされれば、（式５）の条件も満たされることになる。

　また、図２０において、山状の壁１９０４ａは、凹部１９０２ａの底部１０８０からの高さ１０６０を有する。また、山状の壁１９０４ｂは、凹部１９０２ａの底部１０８０からの高さ１０６２を有する。これらの高さ１０６０、１０６２の平均は、凹部の見かけ上の深さ１０６４である。

　第２電極１１０の凹部の見かけ上の深さ１０６４は、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の凹部の見かけ上の深さ１０６４が５０ｎｍより低い場合は、凹部の見かけ上の深さ１０６４が低いため、表面プラズモン共鳴の効果が得られない。複数の凹部の見かけ上の深さ１０６４が３００ｎｍより高い場合は、凹部の見かけ上の深さが機能層に含まれる発光層等の各層の厚みを大きく超え、層の均一性が著しく低下する。これは、発光むらやショート（短絡）の原因となり、発光不良が発生することに繋がる。

　更に、第２の態様の第２電極１１０の山状の壁の間の距離（上記凹部幅１０９２）は、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。複数の凹部幅１０９２が３００ｎｍより小さい場合は、凹部幅１０９２が発光波長より小さくなり、プラズモン共鳴が不十分となる。このため、光が再放射されず、プラズモン吸収を十分に低減させる効果が得られない。凹部幅１０９２が３０００ｎｍより大きい場合は、凹部幅１０９２が発光波長より大きくなる。これにより、プラズモン共鳴を起こさずに吸収される光が増え、プラズモン吸収を低減させる効果が十分に得られない。

　また、本発明の第２の態様では、凹部の見かけ上の深さと１０６４と凹部幅１０９２の比、（深さ）／（幅）が、１／２から１／２０の範囲であることが好ましい。凹部の見かけ上の深さ１０６４と凹部幅１０９２の比が、１／２より大きいと、山状の壁の斜面が第２電極を形成する時に均一にならず、発光むらやショート（短絡）の原因となる。これは、有機ＥＬ素子の発光不良に繋がる。凹部の見かけ上の深さ１０６４と凹部幅１０９２の比が、１／２０より小さいと、山状の壁の斜面の傾斜が緩くなる。これにより、プラズモン共鳴で再放出される光の進行方向が素子の横方向に広がる。この現象により、光透過性基板１０２を通して取り出される光が減少する。このため、発光効率の向上が図れない。

　本発明の第２の態様では、第２電極１１０の形状は第２電極１１０上のプラズモン吸収を抑制する。また、機能層１０８の発光層から発した光の一部は第２電極で透過性基板１０２側へ反射され、光を有効に取り出すことができる。なお、本明細書において、第２電極での光の「反射」とは、第２電極１１０上の微細形状がプラズモン吸収を抑制することにより、光透過性基板側へ光を効率的に取り出すこと、及び、機能層１０８の発光層から発した光の一部が第２電極で透過性基板１０２側へ反射されることの両方の意味を包含する。

　第２の態様の第２電極１１０（陰極）の材料は、例えば、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、電気伝導性合金化合物及びこれらの混合物が好適である。陰極材料として、例えば、上記第１の態様で説明した材料を挙げることができる。本発明では、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の観点から、陰極の材料は、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。

　〔機能層〕
　機能層１０８は、発光層を含む層である。この層は、第１電極１０６と第２電極１１０との間に設けられる。第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０は、様々な積層構造をとることができる。

　第２の態様の具体的な第１電極１０６、機能層１０８及び第２電極１１０の積層構造は、第１の態様で先に説明したとおりである。

　機能層１０８を構成する各層（発光層、注入層、阻止層及び輸送層）は、第１の態様で説明したとおりである。

　〔光取出しレンズ層〕
　第２の態様では、光透過性基板１０２の構造層１０４を設ける面とは反対側の面に、光散乱或いは集光層として光取出しレンズ層３１０が任意選択的に設けられる（図１３及び図１４参照）。光取出しレンズ層３１０は、光透過性を有する光透過性シート３０４と、光透過性シート３０４の表面に設けられたレンズ層３０２とを備える。レンズ層３０２は、光透過性シート３０４の表面をマイクロレンズアレイ状に成形したものであってもよく、また、いわゆる集光シートを用いてもよい。このような光取出しレンズ層３１０によって、特定方向、例えば、有機ＥＬ素子の光取出し方向（図１の１１２の方向）に集光して、特定方向の輝度を高めることができる。

　光取出しレンズ層３１０を構成する樹脂材料は、第１の態様で説明したとおりである。　

　第２の態様の光取出しレンズ層３１０では、上述の樹脂材料に微粒子を添加して、光散乱効果を更に向上させてもよい。光取出しレンズ層３１０に含まれる微粒子は、無機微粒子、有機微粒子又はこれらの組み合わせからなる粒子であってよい。

　このような微粒子は、第１の態様で説明したとおりである。

〔封止部材〕
　第２の態様では、有機ＥＬ素子１００の表示領域は、封止部材によって覆われることが好ましい。封止手段には、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。

　封止部材の材料は、第１の態様で説明したとおりである。

　また、封止に用いられる接着剤は、第１の態様で説明したとおりである。

　なお、第２の態様では、有機ＥＬ素子１００が熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤は、室温から８０℃までの温度範囲で接着硬化できる材料を用いることが好ましい。また、乾燥剤を分散させた接着剤を用いてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷により行ってもよい。

　吸湿性化合物は、第１の態様で説明したとおりである。

　＜第２の態様の有機ＥＬ素子の製造方法＞
　本発明は、上記第２の態様の有機ＥＬ素子の製造方法を包含する。この製造方法は、以下の工程を少なくとも含む。

（Ａ）光透過性基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記光透過性基板上に構造層を形成する工程と、
（Ｃ）前記構造層上に第１電極を形成する工程と、
（Ｄ）前記第１電極上に機能層を形成する工程と、
（Ｅ）前記機能層上に第２電極を形成する工程であって、前記第２電極は、少なくとも前記光透過性基板の方向に網目構造を有する山状の壁と、前記山状の壁に囲まれた複数の凹部を有し、前記凹部が、所定の底面の幅を有する平坦な底面を有し、前記凹部の隣接する２つの凹部を凹部１及び凹部２とし、前記凹部１及び凹部２の前記底面の重心をそれぞれ重心１及び重心２とした場合、前記重心１と重心２との間の距離が１０μｍ以下である工程。

　工程（Ｅ）は、第２電極である陰極を形成する工程である。第２電極は、上述した陰極に利用できる金属材料等を用いて、蒸着やスパッタリング等の公知の方法で形成することができる。或いは、金属材料の薄膜を、第２電極を形成する表面全体に形成し、フォトリソグラフィー法等のパターン形成方法を用いて第２電極を形成することができる。本工程で成膜された第２電極は、構造層で形成された凸部及び谷部の構造が転写された、例えば図１９Ａ～図１９Ｃに示すような微細構造を有するパターンが形成されたものとなる。

　本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の製造方法では、上記工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間に、バリア層を形成する工程を更に含んでいてもよい。バリア層は、上述したバリア層の材料を、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ－イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等の公知の方法により形成することで得ることができる。

　また、本発明の第２の態様の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記工程（Ｅ）に続いて、集光レンズ層３０２及び光透過性層３０４を有する光取出しレンズ層３１０を形成する工程を含んでいてもよい。光取出しレンズ層３１０の形成は、従来と同様の方法で行うことができる。

　本発明の方法では、構造層１０４は、図１２を参照して説明したように、第１電極１０６側の面に、第１電極の方向に向けて複数の凸部２０２を有するように形成される。また、複数の凸部２０２の隣接した凸部の間には、谷部２０４が存在する。この凸部２０２及び谷部２０４は、図１９Ａ～図１９Ｃに示すように第２電極１１０へ、それぞれの形状が転写される。この第２電極の形状は、機能層の発光層で発光された光を効率よく光透過性基板側へ反射する。これは、機能層の発光層で発光された光を基板側へ効率よく取り出すことを可能にする。

　本発明は、上記有機ＥＬ素子を含む照明装置、面状光源及び表示装置を包含する。

　＜照明装置及び面状光源＞
　上述した本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置及び面状光源一部として用いることができる。例えば光の出射側から、ガラス基板、陽極、機能層、陰極、吸湿部材及び封止ガラスを含む照明装置であれば、ガラス基板から陰極までの部分に、本発明の有機ＥＬ素子を使用できる。より具体的には、例えば、図２１に示すように、光の出射側から、ガラス基板１０２、構造層１０４、第１電極（陽極）１０６、機能層１０８、第２電極（陰極）１１０、外部接続端子１１４、吸湿部材（デシカント）１２０２及び封止ガラス１２０４を含む照明装置を例に挙げることができる。本発明の上記有機ＥＬ素子１００は、ガラス基板１０２から第２電極１１０までの構成に対応する。ここで、外部接続端子１１４は、第２電極１１０と電源とを接続するための部材である。外部接続端子１１４は、透明導電性酸化物のような、低い水蒸気透過度及び低い酸素透過度を有する導電性材料を用いて形成することができる。また、面状光源も、照明装置と同様の構成とすることができる。このような照明装置及び面状光源の製造は、上記有機ＥＬ素子の製造方法に適切な工程を付加して行うことができる。

　＜表示装置＞
　本発明の有機ＥＬ素子は、カラーディスプレイ等の表示装置の一部に使用することができる。例えば、装置の表示側から、カラーフィルターガラス基板（ガラス基板及びカラーフィルター層を含む）、保護層、陽極、白色有機ＥＬ発光層を含む機能層及び陰極を含む表示装置を挙げることができる。本発明の表示装置では、陰極部は、シリコン駆動基板などの駆動部分を含んでいてもよい。

　より具体的には、図２２に示すように、本発明の表示装置は、光取出し方向から、光透過性基板１０２、カラーフィルタ層（例えば、ＲＧＢカラーフィルター層など）１３０２、バリア層４０２、構造層１０４、第１電極（陽極）１０６、機能層１０８、第２電極（陰極）１１０を含む有機ＥＬディスプレイを含むことができる。このような表示素子の製造は、上記有機ＥＬ素子の製造に加え、公知の適切な成膜工程（例えば、カラーフィルタ層ではスピンコート法、蒸着法など）を挿入することで行うことができる。

　上述した実施形態を具体化した実施例を、比較対象としての比較例とともに説明する。

　［実施例１］
　本実施例は、第１の態様に対応する有機ＥＬ素子の例である。

　本実施例では、構造層１０４の各凸部は、図９Ａ～図９Ｃに示すような、底面が矩形（正方形）であり、凸部の頂部（最大高さ）に向けて錐形となる形状を有する。複数の凸部を、その間の谷部分（即ち凸部の底辺部分）が格子状になるように周期的に配置した。それぞれの凸部の間の幅及び高さは走査型プローブ顕微鏡を用いて、凸部１０箇所について凸部の画像を測定した後、凸部の画像中の任意の凸部と、この凸部に隣接する凸部との間の谷部を１点の間隔として１０点以上の間隔を測定し、その平均を求め、上記の（式１）及び（式２）を求める為の各値とした。

　＜実施例１－１＞
　（光取出し基板の作製）
　まず、光透過性基板１０２、構造層１０４及び光透過性を有する第１電極１０６がこの順に積層された光取出し基板１２０を作製する。

　光透過性基板１０２に、厚みが０．７ｍｍで大きさが３０ｍｍ×４０ｍｍの洗浄した無アルカリガラス板を使用した。

　この光透過性基板１０２上に、１層目としてＵＶ（紫外線）硬化型アクリル系樹脂（東洋インキ(株)社製　リオデュラスＴＹＴ）の層をスピンコーターにより膜厚２μｍで成膜し、次いで熱風オーブン中において１００℃で１分間加熱して樹脂層を形成した。続いて、この樹脂層の表面に、微細な凹形状のパターンを有するフィルム板を押し付けた後、ＵＶランプ（５００ｍＪ／ｃｍ²）を用いて露光した。次に、フィルム板を剥離して、樹脂層表面に凸形状のパターンを有する構造層１０４を得た。構造層１０４の表面には、見かけ上の高さが１００ｎｍであり、全凸幅が５００ｎｍであり、かつ凸幅１が３００ｎｍの凸部と、この凸部を挟む谷部分の一方の谷幅１が２４０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１６０ｎｍの谷部が形成された。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。

　次に、構造層１０４の表面に、光透過性を有する第１電極１０６（陽極）として透明電極であるＩＴＯ層をスパッタ法で、１００ｎｍの膜厚となるように成膜した後、パターニングを行った。

　（有機ＥＬ素子の作製）
　第１電極１０６の表面に、機能層１０８の有機層として、正孔輸送層、発光層、電子輸送層をそれぞれ蒸着法で積層した。

　正孔輸送層は、４，４’，４’’－トリス（９－カルバゾール）トリフェニルアミンを用いて、３５ｎｍの厚みで形成した。発光層は、トリス（２－フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした４，４’，４’’－トリス（９－カルバゾール）トリフェニルアミンを用いた厚み１５ｎｍの層と、トリス［１－フェニルイソキノリン－Ｃ２，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした１，３，５－トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼンを用いた厚み１５ｎｍの層とで形成した。

　電子輸送層は、１，３，５－トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼンを用いて６５ｎｍの厚みで形成した。

　更に、有機層の表面に、電子注入層としてフッ化リチウム層（厚み：１．５ｎｍ）を蒸着した。これにより、発光層を含む機能層１０８を形成した。

　最後に、機能層１０８の表面に、金属電極（アルミニウム、厚み：５０ｎｍ）を蒸着法で形成した。

　続いて、ＰＥＴフィルム（光透過性シートからなる光透過性層３０４）の表面に直径５μｍの半球形状のマイクロレンズと５μｍピッチの頂角８９度のクロスプリズム構造からなる集光レンズ層３０２を有する光取出しレンズ層３１０を形成した。この光取出しレンズ層３１０を、粘着剤を介して光透過性基板１０２に貼合した。このとき、光取出しレンズ層３１０において、光透過性層３０４の集光レンズ層３０２が設けられていない側を光透過性基板１０２に貼合して、集光レンズ層側が外界と接する面となるようにした。

　これにより、図３に示すような、光透過性基板１０２上に、構造層１０４、第１電極１０６、機能層１０８、及び第２電極１１０がこの順に積層され、光透過性基板１０２の構造層が設けられている面とは反対の面に光取出しレンズ層３１０が設けられた有機ＥＬ素子１００を得た。

　＜実施例１－２＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが５０ｎｍであり、全凸幅１が４００ｎｍであり、かつ凸幅１が２９０ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が１１２ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１０８ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例１－３＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、全凸幅１が３００ｎｍであり、かつ凸幅１が１６０ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が１３５ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１４５ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例１－４＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが３００ｎｍであり、全凸幅１が１５００ｎｍであり、かつ凸幅１が１１０ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が４２０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が３８０ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例１－５＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、全凸幅１が３０００ｎｍであり、かつ凸幅１が１６００ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が１３５０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１４５０ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－１＞
　光透過性基板１０２上に、１層目としてＵＶ硬化型アクリル系樹脂（東洋インキ(株)社製　リオデュラスＴＹＴ）をスピンコーターにより膜厚２μｍで成膜し、熱風オーブン中において１００℃で１分間加熱して樹脂層を形成した。この後、樹脂層を有する光透過性基板１０２をＮ₂パージしたボックスに入れて、ＵＶランプで５００ｍＪ／ｃｍ²の光を照射して、平滑性の高い構造層１０４を形成した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

＜比較例１－２＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが３３０ｎｍであり、全凸幅１が６００ｎｍであり、かつ凸幅１が３００ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が３００ｎｍであり、もう一方の谷幅２が３００ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－３＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが２１０ｎｍであり、全凸幅１が４００ｎｍであり、かつ凸幅１が２００ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が１８０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が２２０ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－４＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１００ｎｍであり、全凸幅１が１８０ｎｍであり、かつ凸幅１が８６ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が９０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が９８ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－５＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが４０ｎｍであり、全凸幅１が８８０ｎｍであり、かつ凸幅１が４００ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が５２０ｎｍであり、もう一方の谷幅２が４４０ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－６＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１６０ｎｍであり、全凸幅１が２８０ｎｍであり、かつ凸幅１が１２０ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が２００ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１２０ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例１－７＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、全凸幅１が３１００ｎｍであり、かつ凸幅１が１４００ｎｍである凸部と、この凸部と隣り合う２つの谷部の一方の谷幅１が１６００ｎｍであり、もう一方の谷幅２が１８００ｎｍである谷部を有する凸状の山を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例１－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜評価１＞
　実施例１－１から実施例１－５、及び比較例１－１から比較例１－７のそれぞれの有機ＥＬ素子について、光の取出し効率の測定とショートの確認を行った。表１に、実施例１－１から実施例１－５、及び比較例１－１から比較例１－７のそれぞれの有機ＥＬ素子における構造層１０４の構成の詳細と、光の取出し効率比及びショートの有無の評価の結果を示す。

　光取り出し効率の測定は、実施例１－１から実施例１－５、及び比較例１－１から比較例１－７のそれぞれの有機ＥＬ素子に、直流（ＤＣ）電源から電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²の定電流を流し、出射される全放射光を積分球により計測し、その計測結果に基づいて光取出し効率比を求めた。光取出し効率比は、構造層に凸部を設けない比較例１－１の全放射光の量を基準（１．００）として、これに対する実施例１－１から１－５及び比較例１－２から１－７の全放射光の量の比である。光の取出しの効果は１．５０以上を良好とした。

　また、ショートの確認は、実施例１－１から実施例１－５、及び比較例１－１から比較例１－７のそれぞれの有機ＥＬ素子に、上記の定電流を流し、電圧を上昇させたとき、電流値の増加が観測された場合を「ショート無し」（良好）と評価し、電圧を上昇させても電流値の増加が観測されない場合を「ショート有り」（不良）と評価した。また、光取出し孔率比が１．６以上であり、ショート無しの場合を、判定「◎」とし、光取出し孔率比が１．５以上１．６未満であり、ショート無しの場合を、判定「○」とした。また、ショートがある場合を判定「××」とし、ショートがない場合でも、光取出し孔率比が１．０以上１．５未満の場合を判定「×」とした。更に、ショートがない場合であっても、光取出し効率比が１．０未満の場合は判定「××」とした。

（表１）

　表１に示すように、実施例１－１から実施例１－５の有機ＥＬ素子では、光の取出し効率が１．５１から１．６８と高い値を示していることが確認された。これにより、実施例１－１から実施例１－５の有機ＥＬ素子では、比較例１－１の有機ＥＬ素子に比べて、光の取出し効率が向上していることが分かった。

　これは、構造層に凸部を形成したことにより、第２電極の機能層側の面に、構造層の凸部から転写された凹形状の構造によってプラズモン吸収の抑制が改善され、且つ、第２電極上の光の反射率の低下も少なく、光の取出し効率が向上したためと推定される。

　また、実施例１－１から実施例１－５の有機ＥＬ素子では、ショートも無く良好であった。

　これは、凸部の全凸幅１に対する凸部の見かけ上の高さが高すぎず、ＩＴＯからなる第１電極の膜が均一に形成され、更にその上に発光層を含む機能層が均一に形成されたため、第２電極と第１電極が部分的に接触する短絡（ショート）不良が発生しなかったものと推定される。

　一方、比較例１－２では、光の取出し効率比は１．４１となり十分な効果が得られなかった。また、測定開始から時間の経過とともに電流のリークが発生し、測定を行った後にショートした。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の表面の凸部の全凸幅１に対して凸部の見かけ上の高さが高いために、凸部が切り立つ形状となり、凸部の間の谷部の一部で、第１電極上に機能層が均一に成膜されず、この谷部の機能層がその周辺部の機能層よりも薄く形成されたものと推定される。このため、この薄く形成された機能層の部分で第１電極と第２電極との間の電荷の移動が、その周辺部よりも局所的に優勢となり、発光に寄与せずに移動してしまうキャリアが存在し、結果として発光効率比が低下したと推定される。また、上記のような薄い機能層が存在すると、その部分で電圧の上昇とともに両極間で通電する微小な領域が発生し、電流が過剰に流れ、後にショートして発光不良となったと推定される。

　比較例１－３では、光の取出し効率は１．４５となり十分な効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の凸部の凸幅１に対して谷部の谷幅２が大きいため、凸部の形状が転写された第２電極の機能層側の面に形成された凹形状の傾斜の角度が緩くなり、プラズモン吸収を抑制して再放出した光が素子の横方向に広がったと考えられる。加えて、構造層の凸部の凸幅１の値が谷部の谷幅２より狭いため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部が狭くなり、光の反射率の低下が起こったと考えられる。これらのことから、光の取出し効率比が十分に得られなかったと推定される。

　比較例１－４では、光の取出し効率１．２５となり十分な効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の表面の凹凸部の凸部の幅が発光波長よりかなり小さく、発光スペクトルにおける、より長波長領域の発光部分の再放出が得られなかったと推定される。加えて、構造層の凸部の凸幅１が谷部の谷幅１及び谷幅２より狭くなり、結果として、第２電極の凹部が狭くなることによって反射率の低下が起こったと考えられる。これらのことから、光の取出し効率の向上の効果が得られなかったと推定される。

　比較例１－５では、比較例１－１と同等の光の取出し効率となり効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、構造層の表面の凸部の見かけ上の高さが小さいために、全体の発光の再放出が十分でないことと、構造層の凸部の凸部幅１が谷部の谷幅１及び谷幅２より狭いため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部が狭くなり、反射率の低下が起こり、光の取出し効率比の十分な向上が得られなかったためと推定される。

　比較例１－６では、光の取出し効率比が１．４３となり効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の表面の凸部の見かけ上の高さが小さいために、全体の発光の再放出が十分でないことが推定される。加えて、構造層の谷幅１が凸部の凸部幅１よりかなり大きいため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部形状の傾斜の角度が緩くなり、プラズモン吸収を抑制して再放出した光が素子の横方向に広がったことが考えられる。更に、構造層の凸部の凸幅１の値が谷部の谷幅１より狭いため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部が狭くなり、光の反射率の低下が起こったと考えられる。これらのことから、光の取出し効率比が十分に得られなかったと推定される。

　比較例１－７では、比較例１と同等の光の取出し効率となり効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、構造層の表面の凸部の凸幅１が凸部の見かけ上の高さに対して非常に大きく、凸部の凸幅１に対して谷部の谷幅１及び谷幅２が大きいため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部形状がゆるやかな山と谷の形状となり、全体として第２電極が平坦な面に近くなり、プラズモン吸収の抑制の効果が得られなかったためであると推定される。

　以上のように、本発明に係る有機ＥＬ素子は、光透過性基板上に、光透過性を有する構造層、光透過性を有する第１電極、発光層を含む機能層、及び、第２電極をこの順で積層したものである。また、構造層には、上記（式１）の関係を有する凸部が設けられる。これにより、有機ＥＬ素子の光の取出し効率が向上し、発光むらが低減し、発光品質が向上することが分かった。

　［実施例２］
　本実施例は、第２の態様の有機ＥＬ素子の例である。

　本実施例では、構造層１０４の各凸部は、図１９Ａ～図１９Ｃに示すような、底面が矩形（正方形）であり、凸部の頂部が平坦な形状を有する、台状の形状を有する。複数の凸部を、その間の谷部分（即ち凸部の底辺部分）が格子状になるように周期的に配置した。それぞれの凸部の間の幅及び高さは走査型プローブ顕微鏡を用いて、凸部１０箇所について凸部の画像を測定した後、凸部の画像中の任意の凸部と、この凸部に隣接する凸部との間の谷部を１点の間隔として１０点以上の間隔を測定し、その平均を求めた。

　以下の実施例では、構造層１０４上の微細構造の値を基に説明するが、本実施例では、構造層１０４上の微細構造は、その微細構造が反転して、第２電極の光透過性基板側の面に転写されており、本発明の第２電極上の微細構造の設定条件を満たしていた。

　＜実施例２－１＞
　（光取出し基板の作製）
　まず、光透過性基板１０２、構造層１０４及び光透過性を有する第１電極１０６がこの順に積層された光取出し基板１２０を作製する。

　この光透過性基板１０２上に、１層目としてＵＶ（紫外線）硬化型アクリル系樹脂（東洋インキ(株)社製　リオデュラスＴＹＴ）の層をスピンコーターにより膜厚２μｍで成膜し、次いで熱風オーブンの中において１００℃で１分間加熱して樹脂層を形成した。続いて、この樹脂層の表面に、微細な凹形状のパターンを有するフィルム板を押し付けた後、ＵＶランプ（１５０ｍＪ／ｃｍ²）を用いて露光した。次に、フィルム板を剥離して、樹脂層表面に凸形状のパターンを有する構造層１０４を得た。構造層１０４の表面には、凸部の見かけ上の高さが１００ｎｍであり、凸部の全幅が１２５０ｎｍであり、かつ頂部の幅（微小平面領域の幅）が９００ｎｍの凸部を有する台状の凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。

　これにより、図１３に示すような、光透過性基板１０２上に、構造層１０４、第１電極１０６、機能層１０８、及び第２電極１１０がこの順に積層され、光透過性基板１０２の構造層が設けられている面とは反対の面に光取出しレンズ層３１０が設けられた有機ＥＬ素子１００を得た。

　＜実施例２－２＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが２５０ｎｍであり、凸部の全幅が１２５０ｎｍであり、かつ頂部の幅が８５０ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例２－３＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが５０ｎｍであり、凸部の全幅が１０００ｎｍであり、かつ頂部の幅が８００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例２－４＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが３００ｎｍであり、凸部の全幅が１０００ｎｍであり、かつ頂部の幅が７００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例２－５＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、凸部の全幅が３００ｎｍであり、かつ頂部の幅が２００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜実施例２－６＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、凸部の全幅が３０００ｎｍであり、かつ頂部の幅が２５００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例２－１＞
　光透過性基板１０２上に、１層目としてＵＶ硬化型アクリル系樹脂（東洋インキ(株)社製　リオデュラスＴＹＴ）をスピンコーターにより膜厚２μｍで成膜し、熱風オーブンの中において１００℃で１分間加熱して樹脂層を形成した。この後、樹脂層を有する光透過性基板１０２をＮ₂パージしたボックスに入れて、ＵＶランプで１５０ｍＪ／ｃｍ²の光を照射して、平滑性の高い構造層１０４を形成した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

＜比較例２－２＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが４５０ｎｍであり、凸部の全幅が８５０ｎｍであり、かつ頂部の幅が５２５ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例２－３＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが４０ｎｍであり、凸部の全幅が８８０ｎｍであり、かつ頂部の幅が４００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例２－４＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１５０ｎｍであり、凸部の全幅が３２００ｎｍであり、かつ頂部の幅が１５００ｎｍである凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜比較例２－５＞
　構造層１０４の表面に、凸部の見かけ上の高さが１６０ｎｍであり、凸部の全幅が２８０ｎｍであり、かつ頂部の幅が１６０ｎｍ（提案書２００ｎｍ）である凸部を形成した。構造層１０４の表面の形状は、走査型プローブ顕微鏡で確認した。これ以外は、実施例２－１と同様にして、有機ＥＬ素子１００を作成した。

　＜評価２＞
　実施例２－１から実施例２－６、及び比較例２－１から比較例２－５のそれぞれの有機ＥＬ素子について、光の取出し効率の測定とショートの確認を行った。表２に、実施例２－１から実施例２－６、及び比較例２－１から比較例２－５のそれぞれの有機ＥＬ素子における構造層１０４の構成の詳細と、光の取出し効率比及びショートの有無の評価の結果を示す。

　光取り出し効率の測定は、実施例２－１から実施例２－６、及び比較例２－１から比較例２－５のそれぞれの有機ＥＬ素子に、直流（ＤＣ）電源から電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²の定電流を流し、出射される全放射光を積分球により計測し、その計測結果に基づいて光取出し効率比を求めた。光取出し効率比は、構造層に凸部を設けない比較例２－１の全放射光の量を基準（１．００）として、これに対する実施例２－１から２－６及び比較例２－２から２－５の全放射光の量の比である。光の取出しの効果は１．５０以上を良好とした。

　また、ショートの確認は、実施例２－１から実施例２－５、及び比較例２－１から比較例２－５のそれぞれの有機ＥＬ素子に、上記の定電流を流し、電圧を上昇させたとき、電流値の増加が観測された場合を「ショート無し」（良好）と評価し、電圧を上昇させても電流値の増加が観測されない場合を「ショート有り」（不良）と評価した。また、光取出し孔率比が１．６以上であり、ショート無しの場合を、判定「◎」とし、光取出し孔率比が１．５以上１．６未満であり、ショート無しの場合を、判定「○」とした。また、ショートがある場合を判定「××」とし、ショートがない場合でも、光取出し孔率比が１．１以上１．５未満の場合を判定「×」とした。更に、ショートがない場合であっても、光取出し効率比が１．１未満の場合は判定「××」とした。

（表２）

　表２に示すように、実施例２－１から実施例２－６の有機ＥＬ素子では、光の取出し効率が１．５８から１．７７と高い値を示していることが確認された。これにより、実施例２－１から実施例２－６の有機ＥＬ素子では、比較例２－１の有機ＥＬ素子に比べて、光の取出し効率が向上していることが分かった。

　これは、構造層に凸部を形成したことにより、第２電極の機能層側の面に、構造層の凸部から転写された凹形状の構造がプラズモン吸収の抑制を改善し、且つ、第２電極上の光の反射率が高く、光の取出し効率が向上したためと推定される。

　また、実施例２－１から実施例２－６の有機ＥＬ素子では、ショートも無く良好であった。

　これは、凸部の全幅に対する凸部の見かけ上の高さが高すぎず、ＩＴＯからなる第１電極の膜が均一に形成され、更にその上に発光層を含む機能層が均一に形成されたため、第２電極と第１電極が部分的に接触する短絡（ショート）不良が発生しなかったものと推定される。

　一方、比較例２－２では、光の取出し効率比は１．４６となり十分な効果が得られなかった。また、測定開始から時間の経過とともに電流のリークが発生し、測定を行った後にショートした。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の表面の凸部の全幅に対して凸部の見かけ上の高さが高いために、凸部が切り立つ形状となったこと、及び、凸部の高さが機能層の厚みと同様になったことから、凸部の間の谷部の一部で、第１電極上に機能層が均一に成膜されず、この谷部の機能層がその周辺部の機能層よりも薄く形成されたものと推定される。このため、この薄く形成された機能層の部分で第１電極と第２電極との間の電荷の移動が、その周辺部よりも局所的に優勢となり、発光に寄与せずに移動してしまうキャリアが存在し、結果として発光効率比が低下したと推定される。また、上記のような薄い機能層が存在すると、その部分で電圧の上昇とともに両極間で通電する微小な領域が発生し、電流が過剰に流れ、後にショートして発光不良となったと推定される。

　比較例２－３では、比較例１と同等の光の取出し効率比となり、十分な効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、構造層の凸部の見かけ上の高さが低いため、全体の発光の再放出が十分でなく、光取り出し効率比が十分に得られなかったためと推定される。

　比較例２－４では、比較例２－１と同等の光の取出し効率比となり、十分な効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　これは、以下の理由によるものと考えられる。まず、構造層の表面の凸部の全幅が凸部の見かけ上の高さに対して非常に大きいため、構造層の凸部形状が転写された第２電極の凹部が緩やかな山状の凹部となり、全体の形状が平面に近くなったため、プラズモン吸収の抑制の効果が得られなかったと推定される。

　比較例２－５では、光取り出し効率比が１．４５となり、十分な光の取出し効果が得られなかった。また、ショートは発生しなかった。

　また、本発明を実施例により説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲内で適宜変更又は修正することができる。

　本発明の有機ＥＬ素子は、良好な光の取出し効率を維持しつつ、発光むらを抑制し、良好な経時安定性を実現することができる。このため、本発明の有機ＥＬ素子は、均一な発光が求められるディスプレイ、面状光源、照明装置等の種々の用途に好適であり、省エネルギー化にも貢献できる。

　１００　　有機ＥＬ素子
　１０２　　光透過性基板
　１０４　　構造層
　１０４ａ　　構造層の底辺
　１０６　　第１電極
　１０８　　機能層
　１１０　　第２電極
　１１４　　外部接続端子
　２０２　　構造層の凸部
　２０４　　構造層の谷の部分
　２０４　　第２電極の谷の部
　２０６　　第２電極の凸部
　３０２　　集光レンズ層
　３０４　　光透過性層
　３１０　　光取出しレンズ層
　４０２　　バリア層
　５０２、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ　　凸部
　６０２　　構造層の断面を切り出すための平面
　７０２、７０４、７０６、７０８、７０９　　凸部の頂点
　７１０、７１２　　谷部の底部
　７５０　　谷部７７０の高さ
　７５２　　谷部７７２の高さ
　７６４　　凸部５０２ａの半値高さ
　７６６　　凸幅１
　７７０、７７２　　谷部
　７８０　　谷幅１
　７８２　　谷幅２
　１２０２　　吸湿部材
　１２０４　　封止部材
　１３０２　　カラーフィルタ層
　１５０２、１５０２ａ、１５０２ｂ、１５０２ｃ　　凸部
　１６０２　　構造層の断面を切り出すための平面
　１７１０、１７１２　　谷部の底部
　１７５０　　谷部１７７０の高さ
　１７５２　　谷部１７７２の高さ
　１７５４　　谷部の平均高さ
　１７６０　　凸部の頂部までの高さ
　１７６２　　凸部の見かけ上の高さ
　１７７０、１７７２　　谷部
　１７８０　　頂部
　１７９０　　凸部の全幅
　１７９２　　頂部の幅
　１８１０、１８１２　　規則的な配列を有する領域
　１９０２　　第２電極上の凹部
　１９０４　　第２電極上の山状の壁
　１９１０、１９１２、１９１４、１９１６　　隣接する２つの山状の壁部間の距離
　１０１０、１０１２　　頂部
　１０５０　　光透過性基板側の方向を示す矢印
　１０６０、１０６２　　山状の壁部の、底部からの高さ
　１０６４　　凹部の見かけ上の深さ
　１０８０　　第２電極上の凹部の底部
　１０９２　　凹部幅
　１０９４　　底面の幅

Claims

　光透過性基板と、当該基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む有機ＥＬ素子であって、前記構造層は複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、隣接する２つの凸部の頂部間の距離が１０μｍ以下であり、且つ、複数の凸部から選択された１つの凸部（Ａ）の見かけ上の高さの二分の一高さ（半値高さ）における当該凸部（Ａ）の幅を凸幅１とし、その凸部に隣接する２つの凸部と前記凸部（Ａ）との間の２つの谷部の、前記半値高さにおける幅をそれぞれ谷幅１及び谷幅２とした場合、以下の式１の関係を満たす有機ＥＬ素子。
　　凸幅１＞［谷幅１＋谷幅２］／２　　　　　（式１）
　前記２つの谷部の底部間の距離を前記凸部（Ａ）の全幅（全凸幅１）とした場合、前記凸幅１と、前記全凸幅１とが以下の関係を満たす、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
　　凸幅１＞（全凸幅１）／２　　　　（式２）
　前記凸部（Ａ）の見かけ上の高さが５０ｎｍから３００ｎｍである、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
　前記全凸幅１が３００ｎｍから３０００ｎｍの範囲である、請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
　前記凸部（Ａ）の見かけ上の高さと前記全凸幅１の比、（高さ）／（幅）が、
　１／２から１／２０の範囲である、請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
　前記光透過性基板と前記構造層との間に、更にバリア層を備える、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
　前記光透過性基板の前記構造層が設けられた面とは反対側の面に、光取出しレンズ層を更に備える、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
　請求項１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する照明装置。
　請求項１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する面状光源。
　請求項１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する表示装置。
　光透過性基板と、当該基板上に設けられた、光透過性の構造層、光透過性の第１電極、発光層を含む機能層、及び第２電極を少なくとも含む有機ＥＬ素子であって、前記第２電極は、少なくとも前記光透過性基板の方向に網目構造を有する山状の壁と、前記壁に囲まれた複数の凹部を有し、前記凹部が、所定の底面の幅を有する平坦な底面を有し、前記凹部の隣接する２つの凹部を凹部１及び凹部２とし、前記凹部１及び凹部２の前記底面の重心をそれぞれ重心１及び重心２とした場合、前記重心１と重心２との間の距離が１０μｍ以下である有機ＥＬ素子。
　前記第２電極の凹部において、前記凹部の重心を通り、前記底面を有する凹部を囲む山状の壁の頂部間の最大の距離を凹部幅とした場合、下式（式５）の関係を満たす請求項１１に記載の有機ＥＬ素子。
　　底面の幅≧［（凹部幅）×２］／３　　　　　（式５）
　前記の凹部の見かけ上の深さが５０ｎｍから３００ｎｍである、請求項１１に記載の有機ＥＬ素子。
　前記凹部幅が３００ｎｍから３０００ｎｍの範囲である、請求項１２に記載の有機ＥＬ素子。
　前記凹部の見かけ上の深さと前記凹部幅の比、（深さ）／（幅）が、１／３から１／２０の範囲である、請求項１２に記載の有機ＥＬ素子。
　前記光透過性基板と前記構造層との間に、更にバリア層を備える、請求項１１に記載の有機ＥＬ素子。
　前記光透過性基板の前記構造層が設けられた面とは反対側の面に、光取出しレンズ層を更に備える、請求項１１に記載の有機ＥＬ素子。
　請求項１１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する照明装置。
　請求項１１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する面状光源。
　請求項１１に記載の有機ＥＬ素子を少なくとも一部に有する表示装置。