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WO2012147390A1 - 有機発光素子、有機発光素子の製造方法、表示装置および照明装置 - Google Patents

有機発光素子、有機発光素子の製造方法、表示装置および照明装置 Download PDF

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WO2012147390A1
WO2012147390A1 PCT/JP2012/053486 JP2012053486W WO2012147390A1 WO 2012147390 A1 WO2012147390 A1 WO 2012147390A1 JP 2012053486 W JP2012053486 W JP 2012053486W WO 2012147390 A1 WO2012147390 A1 WO 2012147390A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
light emitting
dielectric layer
organic light
recess
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/053486
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勘治朗 迫
享祐 舛谷
勝 田嶋
克昌 廣瀬
Original Assignee
昭和電工株式会社
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
Application filed by 昭和電工株式会社 filed Critical 昭和電工株式会社
Priority to US14/113,940 priority Critical patent/US20140048793A1/en
Priority to EP12777834.8A priority patent/EP2704130A4/en
Priority to JP2013511956A priority patent/JPWO2012147390A1/ja
Priority to CN201280019653.3A priority patent/CN103493121A/zh
Publication of WO2012147390A1 publication Critical patent/WO2012147390A1/ja

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Definitions

  • the present invention reduces the number of recesses through which current flows by forming recesses penetrating the dielectric layer and recesses not penetrating the dielectric layer in the dielectric layer formed on the electrode.
  • the present inventors have found that the luminous efficiency of the organic light emitting device is improved and completed the present invention. That is, the present invention is summarized below.
  • the organic light-emitting device of the present invention includes a first electrode formed on a substrate, a dielectric layer formed on the first electrode, and a plurality of first recesses formed through at least the dielectric layer, A plurality of second recesses formed on the upper surface of the dielectric layer without penetrating the dielectric layer, and a light emitting layer formed to cover at least the upper surface of the dielectric layer, the inner surface of the first recess, and the inner surface of the second recess And a second electrode formed on the organic compound layer.
  • the lighting device of the present invention includes the above organic light emitting element.
  • the anode layer 12 applies a voltage between the cathode layer 15 and injects holes from the anode layer 12 into the organic compound layer 14. It is preferable that the anode layer 12 is formed in a planar shape along the surface of the substrate 11 and the upper surface is a smooth surface that contains as little unevenness as possible.
  • the material used for the anode layer 12 needs to have electrical conductivity. Specifically, it has a high work function, and the work function is preferably 4.5 eV or more. In addition, it is preferable that the electrical resistance does not change significantly with respect to the alkaline aqueous solution.
  • Metal oxides, metals, and alloys can be used as materials that satisfy these conditions.
  • the metal oxide include ITO (indium tin oxide) and IZO (indium-zinc oxide).
  • examples of the metal include copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nb), and the like.
  • An alloy such as stainless steel containing these metals can also be used.
  • the anode layer 12 can be formed with a thickness of 2 nm to 2 ⁇ m, for example.
  • the work function can be measured by, for example, ultraviolet photoelectron spectroscopy.
  • the dielectric layer 13 is for making the light emitted from the organic compound layer 14 refracted so as to be easily incident on the substrate 11. Therefore, it is preferable that the dielectric layer 13 has a refractive index smaller than both the refractive index of the anode layer 12 and the refractive index of the organic compound layer 14. In the present embodiment, the refractive index of the dielectric layer 13 is smaller than the refractive index of the organic compound layer 14. Therefore, the light emitted from the organic compound layer 14 is refracted at an angle closer to the normal direction of the substrate 11 when entering the dielectric layer 13.
  • the light reaching the anode layer 12 and the substrate 11 is totally transmitted at the interface between the dielectric layer 13 and the anode layer 12 and at the interface between the anode layer 12 and the substrate 11. Reflection is less likely to occur. Therefore, it becomes easier to enter the anode layer 12 and the substrate 11. That is, by providing the dielectric layer 13, more light emitted from the organic compound layer 14 can be extracted from the substrate 11 side, and the light extraction efficiency is improved.
  • metal nitrides such as silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride
  • metal oxides such as silicon oxide (silicon dioxide) and aluminum oxide
  • sodium fluoride lithium fluoride
  • magnesium fluoride magnesium fluoride
  • fluoride metal fluorides
  • Metal fluorides such as calcium and barium fluoride are listed, but other high molecular compounds such as polyimide, polyvinylidene fluoride, and parylene, and spin-on-glass (SOG) such as poly (phenylsilsesquioxane) It can be used.
  • SOG spin-on-glass
  • the upper limit of the thickness of the dielectric layer 13 that satisfies this is preferably 750 nm or less, more preferably 400 nm or less, and even more preferably 200 nm or less. Further, the lower limit is preferably 15 nm or more, more preferably 30 nm or more, and further preferably 50 nm or more.
  • the organic compound layer 14 includes one layer including a light emitting layer or a layer made of a plurality of stacked organic compounds, and covers at least the upper surface of the dielectric layer 13, the inner surface of the first recess 16, and the inner surface of the second recess 17. It is formed. That is, the organic compound layer 14 is continuously formed over the entire light emitting surface.
  • the light emitting layer includes a light emitting material that emits light when a voltage is applied between the anode layer 12 and the cathode layer 15.
  • As the light emitting material both low molecular compounds and high molecular compounds can be used. In this embodiment mode, it is preferable to use a phosphorescent organic compound and a metal complex which are light-emitting organic materials as the light-emitting material.
  • Some metal complexes exhibit phosphorescence, and such metal complexes are also preferably used.
  • cyclometalated complexes include 2-phenylpyridine derivatives, 7,8-benzoquinoline derivatives, 2- (2-thienyl) pyridine derivatives, 2- (1-naphthyl) pyridine derivatives, 2-phenylquinoline derivatives, and the like.
  • the complex include Ir, Pd and Pt having a ligand, and an iridium (Ir) complex is particularly preferable.
  • the cyclometalated complex may have other ligands in addition to the ligands necessary for forming the cyclometalated complex.
  • the cyclometalated complex includes a compound that emits light from triplet excitons, which is preferable from the viewpoint of improving luminous efficiency.
  • the light-emitting polymer compound examples include poly-p-phenylene vinylene (PPV) derivatives such as MEH-PPV (Poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene]); ⁇ -conjugated high molecular compounds such as derivatives and polythiophene derivatives; polymers obtained by introducing low molecular weight dyes and tetraphenyldiamine or triphenylamine into the main chain or side chain; and the like.
  • a light emitting high molecular compound and a light emitting low molecular weight compound can also be used in combination.
  • the light emitting layer includes a host material together with the light emitting material, and the light emitting material may be dispersed in the host material.
  • a host material preferably has a charge transporting property, and is preferably a hole transporting compound or an electron transporting compound.
  • the organic compound layer 14 may include a hole transport layer for receiving holes from the anode layer 12 and transporting them to the light emitting layer.
  • the hole transport layer is disposed between the anode layer 12 and the light emitting layer.
  • a hole transport material for forming such a hole transport layer a known material can be used, for example, TPD (N, N′-dimethyl-N, N ′-(3-methylphenyl)- ⁇ -NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl); m-MTDATA (4,4 ′, 1,1′-biphenyl-4,4′diamine); Low molecular weight triphenylamine derivatives such as 4 ′′ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine); polyvinylcarbazole; polymer compounds obtained by introducing a polymerizable substituent into the above triphenylamine derivative, and the like.
  • the above hole transport materials may be used singly or in combination of two or more, or different hole transport materials may be laminated and used.
  • the thickness of the hole transport layer depends on the conductivity of the hole transport layer and cannot be generally limited, but is preferably 1 nm to 5 ⁇ m, more preferably 5 nm to 1 ⁇ m, and particularly preferably 10 nm to 500 nm. Is desirable.
  • a hole injection layer may be provided between the hole transport layer and the anode layer 12 in order to relax the hole injection barrier.
  • known materials such as copper phthalocyanine, a mixture of polyethylene dioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) (PEDOT: PSS), fluorocarbon, silicon dioxide and the like are used.
  • a mixture of the hole transport material used for the hole transport layer and an electron acceptor such as 2,3,5,6-tetrafluorotetracyano-1,4-benzoquinonedimethane (F4TCNQ) can also be used. .
  • tris (8-quinolinolato) aluminum abbreviation: Alq
  • bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc
  • 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole More specifically, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc, And 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole.
  • a hole blocking layer is provided between the electron transport layer and the light emitting layer for the purpose of suppressing holes from passing through the light emitting layer and efficiently recombining holes and electrons in the light emitting layer. It may be.
  • This hole blocking layer can also be regarded as one of the layers included in the organic compound layer 14.
  • a known material such as a triazole derivative, an oxadiazole derivative, or a phenanthroline derivative is used.
  • the cathode layer 15 applies a voltage between the anode layer 12 and injects electrons into the organic compound layer 14.
  • the cathode layer 15 is formed continuously with the organic compound layer 14 over the entire light emitting surface.
  • the material used for the cathode layer 15 is not particularly limited as long as it has electrical conductivity like the anode layer 12, but a material having a low work function and being chemically stable is preferable. .
  • materials such as Al, MgAg alloy, Al and alkali metal alloys such as AlLi and AlCa can be exemplified.
  • the thickness of the cathode layer 15 is preferably 10 nm to 1 ⁇ m, more preferably 50 nm to 500 nm.
  • the cathode layer 15 may be made of an opaque material. If light is to be extracted not only from the substrate 11 side but also from the cathode layer 15 side, the cathode layer 15 must be formed of a transparent material such as ITO.
  • a cathode buffer layer may be provided adjacent to the cathode layer 15 in order to lower the electron injection barrier from the cathode layer 15 to the organic compound layer 14 and increase the electron injection efficiency.
  • a metal material having a work function lower than that of the cathode layer 15 is preferably used.
  • alkali metals Na, K, Rb, Cs
  • alkaline earth metals Sr, Ba, Ca, Mg
  • rare earth metals Pr, Sm, Eu, Yb
  • fluorides or chlorides of these metals A simple substance selected from oxides or a mixture of two or more can be used.
  • the thickness of the cathode buffer layer is preferably from 0.05 nm to 50 nm, more preferably from 0.1 nm to 20 nm, and even more preferably from 0.5 nm to 10 nm.
  • the dielectric layer 13 is formed without penetrating the dielectric layer 13 on the upper surface of the dielectric layer 13 and the plurality of first recesses 16 formed through the dielectric layer 13.
  • a plurality of second recesses 17 are provided.
  • the inner surfaces of the first recess 16 and the second recess 17 are respectively covered with the organic compound layer 14, whereby light emitted from the organic compound layer 14 is efficiently extracted from the substrate 11 side and / or the cathode layer 15 side to the outside. be able to. Since the organic compound layer 14 is in contact with the anode layer 12 inside the first recess 16, holes necessary for light emission can be injected from the anode layer 12.
  • the hole injection layer which is a layer having high electrical conductivity as described above.
  • the shape of the first concave portion 16 is not particularly limited, but is preferably a cylindrical column shape or a polygonal column shape such as a quadrangular column from the viewpoint of easy shape control.
  • the in-plane shape of the dielectric layer 13 may change in the thickness direction of the dielectric layer 13, or the size of the shape may change. That is, for example, a cone shape, a pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, and the like may be used.
  • the side surface of the first recess 16 is formed perpendicular to the surface of the substrate 11, and the tilt angle of the side surface of the first recess 16 in this case is 90 degrees.
  • the inclination angle is not limited to this, and can be changed as appropriate depending on the material used for the dielectric layer, and the efficiency of extracting the light emitted from the organic compound layer 14 to the outside can be increased.
  • the inclination angle is preferably 60 ° to 90 °, more preferably 75 ° to 90 °, and further preferably 80 ° to 90 °.
  • the size of the first recess 16 on the dielectric layer 13 (the shape in the surface of the dielectric layer 13). It is preferable that the maximum width of (that is, the diameter of the minimum circle including the shape) is 10 ⁇ m or less. From the viewpoint of easy production, the size is preferably 0.1 ⁇ m or more, and more preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the arrangement of the first recesses 16 on the upper surface of the dielectric layer 13 may be a regular arrangement such as a square lattice or a hexagonal lattice, or may be an irregular arrangement. About this arrangement
  • the shape, size, and arrangement of the second recess 17 are the same as those of the first recess 16.
  • the depth of the second concave portion 17 is preferably 10% to 90% of the thickness of the dielectric layer 13, and more preferably 20% to 80%, but the portion where the second concave portion 17 is formed. It is preferable that the thickness of the dielectric layer 13 is a depth within a range that maintains the insulation against the application of the driving voltage described above. It is preferable that 10 3 to 10 8 first recesses 16 and second recesses 17 are formed in 1 mm 2 in an arbitrary plane of the dielectric layer 13.
  • the number of the first recesses 16 in contact with the anode layer 12 is more preferably 10 7 or less because defects such as a short circuit are more likely to occur than the second recesses 17.
  • a structure is adopted in which a cathode layer 25 as a second electrode for injection and a dielectric layer 23 formed between the anode layer 22 and the cathode layer 25 are laminated.
  • the dielectric layer 23 has a plurality of first recesses 26 formed through the dielectric layer 23 and a plurality of second recesses 27 formed without penetrating the dielectric layer 23.
  • the organic compound layer 24 is formed so as to cover at least the upper surface of the dielectric layer 23, the inner surface of the first recess 26, and the inner surface of the second recess 27, and includes a light emitting layer that emits light when a voltage is applied.
  • the organic compound layer 24 and the cathode layer 25 are continuously formed over the entire light emitting surface.
  • the organic light emitting element 20 is the same as the organic light emitting element 10 shown in FIG.
  • the first recess 26 is formed so as to penetrate not only the dielectric layer 23 but also the anode layer 22. Therefore, in the organic light emitting element 20, light can be extracted from the substrate 21 side even when the anode layer 22 is formed of an opaque material.
  • the present invention is not limited to this, and a structure in which the anode layers 12 and 22 and the cathode layers 15 and 25 are interchanged may be used. That is, when the substrates 11 and 21 are on the lower side, the cathode layers 15 and 25 are formed on the lower side, and the anode layers 12 and 22 are formed on the upper side with the dielectric layers 13 and 23 sandwiched therebetween. Good.
  • dry methods such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, ion plating, and CVD, spin coating, dip coating, ink jet, and printing are used.
  • a wet method such as a method, a spray method, or a dispenser method can be used.
  • the process of forming the anode layer 12 can be omitted by using a so-called electrode-attached substrate in which ITO is already formed as the anode layer 12 on the substrate 11.
  • FIG. 3B first concave portion forming step
  • a second recess 17 is formed on the upper surface of the dielectric layer 13 without penetrating the dielectric layer 13 (FIG. 3C: second recess forming step).
  • a method using lithography can be used as a method of forming the first recess 16 and the second recess 17 in the dielectric layer 13, for example.
  • a method using lithography can be used.
  • a resist solution is applied onto the dielectric layer 13, and the excess resist solution is removed by spin coating or the like to form a resist layer.
  • a mask on which a predetermined pattern for forming the first concave portion 16 or the second concave portion 17 is drawn is covered, and exposure is performed by ultraviolet (UV), electron beam (EB), or the like, A predetermined pattern corresponding to the first recess 16 or the second recess 17 is exposed on the resist layer.
  • UV ultraviolet
  • EB electron beam
  • the surface of the dielectric layer 13 is exposed corresponding to the exposed pattern portion.
  • the exposed portion of the dielectric layer 13 is etched away using the remaining resist layer as a mask.
  • the etching either dry etching or wet etching can be used.
  • the shape of the first recess 16 or the second recess 17 can be controlled by combining isotropic etching and anisotropic etching.
  • dry etching reactive ion etching (RIE) or inductively coupled plasma etching can be used.
  • RIE reactive ion etching
  • wet etching a method of immersing in dilute hydrochloric acid or dilute sulfuric acid can be used.
  • the first remaining recess 16 or the second recess 17 is formed in the dielectric layer 13 by removing the remaining resist layer with a resist removing solution or the like.
  • the first recess 16 and the second recess 17 can be formed in the dielectric layer 13 by performing the above patterning twice. Note that either the first concave portion forming step or the second concave portion forming step may be performed first.
  • the formation of the first recess 16 and the second recess 17 can be performed by a nanoimprint method. Specifically, after forming the resist layer, a mask on which a predetermined convex pattern for forming a pattern is drawn is pressed against the surface of the resist layer while applying pressure. In this state, the resist layer is cured by irradiating the resist layer with heat and / or light. Next, the pattern of the 1st recessed part 16 and the 2nd recessed part 17 corresponding to a convex pattern is formed in the resist layer surface by removing a mask. Then, the 1st recessed part 16 and the 2nd recessed part 17 can be formed by performing the etching mentioned above.
  • the method similar to formation of the 1st recessed part 16 in the organic light emitting element 10 of FIG. 1 can be used for the method of forming the 1st recessed part 26 in the organic light emitting element 20.
  • FIG. For example, it can be formed by further etching the anode layer 22 following the etching of the dielectric layer 23, but the shape of the first recess 26 is changed between the dielectric layer 23 portion and the anode layer 22 portion.
  • the distribution of light extracted from the organic light emitting element 20 to the outside can be controlled.
  • an organic compound layer 14 including a light emitting layer covering at least the upper surface of the dielectric layer 13, the inner surface of the first recess 16 and the inner surface of the second recess 17 is formed.
  • FIG. 3D Organic compound layer forming step.
  • the same technique as that used to form the anode layer 12 and the dielectric layer 13 can be used.
  • the resistance heating vapor deposition method or the coating method is more preferable for the film formation of each layer included in the organic compound layer 14, and the coating method is particularly preferable for the film formation of the layer containing the polymer organic compound.
  • a coating solution in which a material constituting a layer to be formed is dispersed in a predetermined solvent such as an organic solvent or water is applied.
  • a predetermined solvent such as an organic solvent or water
  • various methods such as spin coating, spray coating, dip coating, ink jet, slit coating, dispenser, and printing can be used.
  • a layer to be formed is formed by drying the application solution by heating or evacuating.
  • a cathode layer 15 as a second electrode is formed on the organic compound layer 14 (FIG. 3E: second electrode forming step).
  • the same technique as that used to form the anode layer 12 and the dielectric layer 13 can be used.
  • the organic light emitting device 10 can be manufactured through the above steps. In addition, it is preferable to use the organic light emitting element 10 stably for a long period of time and to attach a protective layer or a protective cover (not shown) for protecting the organic light emitting element 10 from the outside.
  • a protective layer polymer compounds, metal oxides, metal fluorides, metal borides, silicon compounds such as silicon nitride and silicon oxide, and the like can be used. And these laminated bodies can also be used.
  • a glass plate, a plastic plate whose surface has been subjected to low water permeability treatment, a metal, or the like can be used.
  • the organic light-emitting element of the present embodiment is suitably used for a display device as, for example, a matrix or segment pixel. Further, it can be suitably used as a surface emitting light source without forming pixels. Specifically, computers, televisions, mobile terminals, mobile phones, car navigation systems, signs, signboards, video camera viewfinders, display devices, backlights, electrophotography, illumination, resist exposure, readers, interior lighting, light It is suitably used for a surface emitting light source in a communication system or the like.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a display device using the organic light emitting element 10 in the present embodiment.
  • the display device 200 shown in FIG. 4 is a so-called passive matrix type display device.
  • the display device substrate 202, the anode wiring 204, the anode auxiliary wiring 206, the cathode wiring 208, the insulating film 210, the cathode partition wall 212, and the organic light emitting element 10 are used.
  • a sealing plate 216, and a sealing material 218 are used.
  • the display device substrate 202 for example, a transparent substrate such as a rectangular glass substrate can be used.
  • the thickness of the display device substrate 202 is not particularly limited, but for example, a thickness of 0.1 mm to 1 mm can be used.
  • a plurality of anode wirings 204 are formed on the display device substrate 202.
  • the anode wirings 204 are arranged in parallel at a constant interval.
  • the anode wiring 204 is made of a transparent conductive film, and for example, ITO (Indium Tin Oxide) can be used.
  • the thickness of the anode wiring 204 can be set to 100 nm to 150 nm, for example.
  • An anode auxiliary wiring 206 is formed on the end of each anode wiring 204.
  • the anode auxiliary wiring 206 is electrically connected to the anode wiring 204.
  • the anode auxiliary wiring 206 functions as a terminal for connecting to the external wiring on the end portion side of the display device substrate 202, and the anode auxiliary wiring 206 is connected from an external driving circuit (not shown). A current can be supplied to the anode wiring 204 through the wiring.
  • the anode auxiliary wiring 206 is made of a metal film having a thickness of 500 nm to 600 nm, for example.
  • a plurality of cathode wirings 208 are provided on the organic light emitting element 10.
  • the plurality of cathode wirings 208 are arranged so as to be parallel to each other and orthogonal to the anode wiring 204.
  • As the cathode wiring 208 Al or an Al alloy can be used.
  • the thickness of the cathode wiring 208 is, for example, 100 nm to 150 nm.
  • a cathode auxiliary wiring (not shown) is provided at the end of the cathode wiring 208 and is electrically connected to the cathode wiring 208. Therefore, current can flow between the cathode wiring 208 and the cathode auxiliary wiring.
  • An insulating film 210 is formed on the display device substrate 202 so as to cover the anode wiring 204.
  • the insulating film 210 is provided with a rectangular opening 220 so as to expose a part of the anode wiring 204.
  • the plurality of openings 220 are arranged in a matrix on the anode wiring 204.
  • the organic light emitting element 10 is provided between the anode wiring 204 and the cathode wiring 208 as described later. That is, each opening 220 is a pixel. Accordingly, a display area is formed corresponding to the opening 220.
  • the film thickness of the insulating film 210 can be, for example, 200 nm to 300 nm, and the size of the opening 220 can be, for example, 300 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m.
  • the organic light emitting element 10 is formed at a location corresponding to the position of the opening 220 on the anode wiring 204.
  • the organic light emitting device 10 is sandwiched between the anode wiring 204 and the cathode wiring 208 in the opening 220. That is, the anode layer 12 of the organic light emitting element 10 is in contact with the anode wiring 204, and the cathode layer 15 is in contact with the cathode wiring 208.
  • the thickness of the organic light emitting element 10 can be set to, for example, 150 nm to 200 nm.
  • a plurality of cathode partitions 212 are formed on the insulating film 210 along a direction perpendicular to the anode wiring 204.
  • the cathode partition 212 plays a role in spatially separating the plurality of cathode wirings 208 so that the wirings of the cathode wirings 208 are not electrically connected to each other. Accordingly, the cathode wiring 208 is disposed between the adjacent cathode partition walls 212.
  • a cathode partition with a height of 2 to 3 ⁇ m and a width of 10 ⁇ m can be used.
  • the display device substrate 202 is bonded through a sealing plate 216 and a sealing material 218. Thereby, the space in which the organic light emitting element 10 is provided can be sealed, and the organic light emitting element 10 can be prevented from being deteriorated by moisture in the air.
  • a sealing plate 216 for example, a glass substrate having a thickness of 0.7 mm to 1.1 mm can be used.
  • a current is supplied to the organic light emitting element 10 through the anode auxiliary wiring 206 and the cathode auxiliary wiring (not shown) by a driving device (not shown), the light emitting layer is caused to emit light, and light is emitted. be able to.
  • An image can be displayed on the display device 200 by controlling light emission and non-light emission of the organic light emitting element 10 corresponding to the above-described pixel by the control device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a lighting device including the organic light emitting element 10 according to the present embodiment.
  • the lighting device 300 illustrated in FIG. 5 includes the organic light emitting element 10 described above and a terminal 302 that is installed adjacent to the substrate 11 (see FIG. 1) of the organic light emitting element 10 and connected to the anode layer 12 (see FIG. 1).
  • a terminal 303 installed adjacent to the substrate 11 (see FIG. 1) and connected to the cathode layer 15 (see FIG. 1) of the organic light emitting device 10, and a terminal 302 and the terminal 303 connected to the organic light emitting device 10
  • a lighting circuit 301 for driving is a lighting circuit 301 for driving.
  • solution A a light emitting material solution
  • a plurality of second recesses 17 were formed on the surface of the SiO 2 layer by removing the resist residue with a resist removing solution.
  • the second recesses 17 have a cylindrical shape with a diameter of 1 ⁇ m and a height of 25 nm, and are arranged in a hexagonal lattice pattern with a pitch (center distance) of 2 ⁇ m on the entire surface of the SiO 2 layer.
  • the above-described second recess 17 is used except that the mask B corresponding to the pattern of the first recess 16 is used for the substrate with ITO having the SiO 2 layer in which the second recess 17 is formed, and the etching time is 8 minutes. Patterning was performed in the same manner as in forming a plurality of first recesses 16 penetrating the SiO 2 layer.
  • the first recess 16 has a cylindrical shape with a diameter of 1 ⁇ m and a height of 50 nm, penetrates to the anode layer 12, and is arranged in a hexagonal lattice pattern with a pitch (center distance) of 4 ⁇ m over the entire surface of the SiO 2 layer. It was. At this time, the mask was arranged so that the center of the circle of the first recess 16 overlaps the center of the circle of the second recess 17. The same applies to the following examples and comparative examples.
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • PSS polystyrene sulfonate
  • the organic compound layer 14 is formed by applying the solution A on the hole injection layer by the spin coating method (rotation speed: 3000 rpm) and leaving it to dry at 140 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.
  • a light emitting layer which is one of the layers to be formed was formed.
  • sodium fluoride (4 nm) is formed as a cathode buffer layer, and aluminum (130 nm) is sequentially formed as the cathode layer 15 by a vapor deposition method to thereby form the organic light emitting device 10.
  • aluminum 130 nm
  • Example 3 The organic light emitting device 20 shown in FIG. 2 was produced in the same manner as in Example 2 except that the hole injection layer was not formed.
  • Example 4 The organic light emitting device 10 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the second recesses 17 were formed in a columnar shape having a diameter of 0.5 ⁇ m and a height of 25 nm and were formed at a pitch of 1 ⁇ m.
  • Example 5 The organic light emitting device 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the first concave portions 16 were formed at a pitch of 8 ⁇ m.
  • FIG. 6A shows an example of the arrangement of the first concave portions 16 and 26 and the second concave portions 17 and 27 in the first to third embodiments.
  • FIG. 6B shows an example of the arrangement of the first concave portion 16 and the second concave portion 17 according to the fourth embodiment.
  • the pitch (P1) of the first recesses 16 (26) is 4 ⁇ m
  • the pitch (P2) of the second recesses 17 (27) is 2 ⁇ m.
  • (number of second recesses) / (number of first recesses) is 3.
  • the pitch (P1) of the first recesses 16 is 4 ⁇ m
  • the pitch (P2) of the second recesses 17 is 1 ⁇ m. Further, as can be seen from the portion surrounded by the dotted line, (number of second recesses) / (number of first recesses) is 15.
  • Comparative Example 3 An organic light emitting device was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the hole injection layer was not formed.
  • Comparative Example 4 An organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the first recesses 16 were formed at a pitch of 2 ⁇ m.
  • Comparative Example 5 An organic light emitting device was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the first recesses 16 were formed at a pitch of 2 ⁇ m.
  • Example 3 the larger the (number of second recesses) / (number of first recesses), the better the light emission efficiency and the number of defects.
  • Example 3 and Example 6 are compared.
  • the yield tends to decrease as the number of processes increases, such as processing for extracting light.
  • the yield is not necessarily lowered in Examples 1 to 6 in which the step of forming the second recess 17 is added compared to Comparative Examples 1 to 5.
  • an organic light-emitting element with favorable light emission efficiency can be obtained without reducing the yield.

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Abstract

　基板１１上に形成される陽極層１２と、陽極層１２上に形成される誘電体層１３と、少なくとも誘電体層１３を貫通して形成される複数の第１凹部１６と、誘電体層１３の上面に誘電体層１３を貫通せずに形成される複数の第２凹部１７と、少なくとも誘電体層１３の上面、第１凹部１６の内面および第２凹部１７の内面を覆って形成される発光層を含む有機化合物層１４と、有機化合物層１４上に形成される陰極層１５と、を含む有機発光素子１０により、光取り出し効率が高く、発光効率の高い有機発光素子を提供する。

Description

有機発光素子、有機発光素子の製造方法、表示装置および照明装置
　本発明は、例えば、表示装置や照明装置に用いられる有機発光素子等に関する。
　例えば、有機化合物を発光体として用いる有機発光素子は、面光源の特性から近年照明用途としての応用が期待されており、更なる高効率化を目的として発光した光を外部へ取り出す、光取り出し技術の開発が盛んにおこなわれている。
　特許文献１には、電極と誘電体層の積層構造体中に、これらを貫通するキャビティを形成し、キャビティ内に発光層を形成した有機発光素子が開示されている。
　特許文献２には、発光層の光取り出し面側に屈折率の異なる２種類の媒質からなる２次元回折格子を設置することで、光取り出し効率を向上できることが開示されている。
特表２０１０－５０９７２９号公報 特開２００６－１１４４３２号公報
　透明基板上に電極および発光層が積層して形成された従来の有機発光素子では、発光層の光の一部が、屈折率の異なる層の界面で反射することによって発光層内部に閉じ込められることにより、この光を外部に取り出すことができないため、光取り出し効果が十分でない問題があった。
　本発明は上記の課題を解決するため、電極上に形成した誘電体層に、誘電体層を貫通する凹部と誘電体層を貫通しない凹部を形成することによって、電流が流れる凹部の数が少なくても有機発光素子の発光効率が向上することを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下に要約される。
　本発明の有機発光素子は、基板上に形成される第１電極と、第１電極上に形成される誘電体層と、少なくとも誘電体層を貫通して形成される複数の第１凹部と、誘電体層の上面に誘電体層を貫通せずに形成される複数の第２凹部と、少なくとも誘電体層の上面、第１凹部の内面および第２凹部の内面を覆って形成される発光層を含む有機化合物層と、有機化合物層上に形成される第２電極と、を含む。
　ここで、第１凹部は、第１電極にまで達するとともに、第１電極を貫通するか、または貫通せずに形成されていることが好ましく、誘電体層の屈折率が、第１電極の屈折率および有機化合物層の屈折率のいずれよりも小さいことが好ましい。
　また第１凹部および第２凹部が、誘電体層の面内において、最大幅が１０μｍ以下の円形形状または多角形形状を有するとともに、誘電体層の任意の面内において、いずれも１ｍｍ２中に１０３～１０８個形成されていることが好ましく、第１凹部および第２凹部が、誘電体層の任意の１ｍｍ四方の面内において、第２凹部の数が第１凹部の数の２倍以上となるよう形成されていることが好ましい。
　また本発明の有機発光素子の製造方法は、基板上に第１電極と誘電体層とを順に積層する積層工程と、誘電体層を貫通する第１凹部を形成する第１凹部形成工程と、誘電体層の上面に誘電体層を貫通せずに第２凹部を形成する第２凹部形成工程と、少なくとも誘電体層の上面、第１凹部の内面および第２凹部の内面を覆う発光層を含む有機化合物層を形成する有機化合物層形成工程と、有機化合物層上に第２電極を形成する第２電極形成工程と、を含む。
　また本発明の表示装置は、上記の有機発光素子を備える。
　また本発明の照明装置は、上記の有機発光素子を備える。
　本発明によれば、光取り出し効率が高く、発光効率の高い有機発光素子を提供することができる。
本実施の形態が適用される有機発光素子の第１の例を説明した部分断面図である。 本実施の形態が適用される有機発光素子の第２の例を説明した部分断面図である。 （ａ）～（ｅ）は、本実施の形態が適用される有機発光素子の製造方法について説明した図である。 本実施の形態における有機発光素子を用いた表示装置の一例を説明した図である。 実施の形態における有機発光素子を備える照明装置の一例を説明した図である。 （ａ）は、実施例１～３の第１凹部および第２凹部の配置の一例である。（ｂ）は、実施例４の第１凹部および第２凹部の配置の一例である。
　ここで発光層から発した光の一部が、誘電体層の上面と発光層上の電極との間に入り込むことがある。この場合、この空間において光は、反射を繰り返し、内部に閉じ込められ、外部に出射しにくくなる。そのため光の利用効率が低下し、有機発光素子の発光効率が低下する。
　そこで本実施の形態の有機発光素子では、以下の形態を採ることで、この問題の抑制を図っている。
（有機発光素子の第１の形態）
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態が適用される有機発光素子の第１の例を説明した部分断面図である。
　図１に示した有機発光素子１０は、基板１１と、基板１１側を下側とした場合に基板１１上に形成され正孔を注入するための第１電極としての陽極層１２と、電子を注入するための第２電極としての陰極層１５と、陽極層１２と陰極層１５の間に形成される誘電体層１３とが積層した構造を採る。誘電体層１３は、誘電体層１３を貫通して形成される複数の第１凹部１６、および誘電体層１３を貫通せずに形成される複数の第２凹部１７を有する。そして少なくとも誘電体層１３の上面、第１凹部１６の内面および第２凹部１７の内面を覆って形成され、電圧を印加することで発光する発光層を含む有機化合物層１４を有する。本実施の形態では、有機化合物層１４は、１層からなるため、有機化合物層１４が即ち発光層となっている。そして有機化合物層１４が発光を行なうことにより有機発光素子１０の発光面を形成する。本実施の形態では、陰極層１５は、有機化合物層１４上に形成され、有機化合物層１４および陰極層１５は、発光面の全面にわたって、連続的に形成されている。
　基板１１は、陽極層１２、誘電体層１３、有機化合物層１４および陰極層１５を形成する支持体となるものである。基板１１には、有機発光素子１０に要求される機械的強度を満たす材料が用いられる。
　基板１１の材料としては、有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出したい場合は、発光層から出る光に対して透明であることが必要である。具体的には、サファイアガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどのガラス類；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの透明樹脂；シリコーン樹脂；窒化アルミ、アルミナなどの透明金属酸化物などが挙げられる。なお基板１１として、上記透明樹脂からなる樹脂フィルム等を使用する場合は、水、酸素などのガスに対するガス透過性が低いことが好ましい。ガス透過性が高い樹脂フィルム等を使用する場合は、光の透過性を損なわない範囲でガスの透過を抑制するバリア性薄膜を形成することが好ましい。
　有機発光素子１０の基板１１側から光を取り出す必要がない場合は、基板１１の材料としては、可視光に対して透明であるものに限られず、不透明なものも使用できる。具体的には、上記材料に加えて、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、もしくはニオブ（Ｎｂ）の単体、またはこれらの合金、あるいはステンレスなども使用することができる。また、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの酸化物、ｎ－Ｓｉなどの半導体などからなる材料も使用することができる。
　基板１１の厚さは、要求される機械的強度にもよるが、好ましくは、０．１ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．２５ｍｍ～２ｍｍである。
　陽極層１２は、陰極層１５との間で電圧を印加し、陽極層１２より有機化合物層１４に正孔を注入する。陽極層１２は、基板１１面に沿って面状に形成され、上面が微細な凹凸などを極力含まない平滑面であることが好ましい。陽極層１２に使用される材料としては、電気伝導性を有するものであることが必要である。具体的には仕事関数の高いものであり、仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることが好ましい。加えて、アルカリ性水溶液に対し、電気抵抗が顕著に変化しないことが好ましい。
　このような条件を満たす材料として、金属酸化物、金属、合金が使用できる。ここで、金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム－亜鉛酸化物）が挙げられる。また金属としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等が挙げられる。そしてこれらの金属を含むステンレス等の合金も使用できる。陽極層１２の厚さは、例えば、２ｎｍ～２μｍで形成することができる。なお仕事関数は、例えば、紫外線光電子分光分析法により測定することができる。
　誘電体層１３は、有機化合物層１４から発した光を屈折させることで基板１１に入射しやすくするためのものである。そのため誘電体層１３の屈折率が、陽極層１２の屈折率および有機化合物層１４の屈折率のいずれよりも小さい屈折率を有することが好ましい。本実施の形態では、誘電体層１３の屈折率は、有機化合物層１４の屈折率より小さい。そのため、有機化合物層１４から発した光は、誘電体層１３に入射する際に、より基板１１の法線方向に近い角度に屈折する。その結果、誘電体層１３を設けない場合に比較して、陽極層１２や基板１１に達した光は、誘電体層１３と陽極層１２の界面、および陽極層１２と基板１１の界面において全反射を生じにくくなる。よって、より陽極層１２や基板１１に入射しやすくなる。つまり、誘電体層１３を設けることにより、有機化合物層１４から発した光を基板１１側から、より多く取り出すことができ、光の取り出し効率が向上する。
　本実施の形態では、誘電体層１３は絶縁性である。これにより、誘電体層１３は、陽極層１２と陰極層１５とを所定の間隔にて分離し絶縁すると共に、陽極層１２および陰極層１５の間に電圧を印加することで有機化合物層１４に含まれる発光材料を発光させることができる。このため誘電体層１３は高抵抗率材料であることが必要で、電気抵抗率としては、１０８Ωｃｍ以上、好ましくは１０１２Ωｃｍ以上有することが要求される。具体的な材料としては、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物；酸化ケイ素（二酸化ケイ素）、酸化アルミニウム等の金属酸化物、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウムなどの金属フッ化物が挙げられるが、他にポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、パリレン等の高分子化合物、ポリフェニルシルセスキオキサン（Poly(phenylsilsesquioxane)）等のスピンオングラス（ＳＯＧ）も使用可能である。誘電体層１３の屈折率が陽極層１２の屈折率および有機化合物層１４の屈折率のいずれよりも小さい場合には光の取り出し効率が特に向上する。このため誘電体層１３を形成する材料としては、陽極層１２および有機化合物層１４を形成する材料よりも小さい屈折率を有するものを選択することが好ましい。
　ここで、短絡・電流リークを生じにくい有機発光素子１０を再現よく製造するためには、誘電体層１３の厚さは厚いほど好ましいが、一方で有機発光素子１０全体の厚さを抑えるために誘電体層１３の厚さは、１μｍを越えないことが好ましい。また、陽極層１２と陰極層１５との間隔が狭い方が、発光のために必要な電圧が低くて済むので、この観点からも誘電体層１３は薄い方がより好ましい。但し、薄すぎると有機発光素子１０を駆動するための電圧に対し、絶縁耐力が十分でなくなるおそれがある。ここで絶縁耐力は、有機化合物層１４が形成されていない状態で、陽極層１２と陰極層１５の間に流れる電流の電流密度が、０．１ｍＡ／ｃｍ２以下であることが好ましく、０．０１ｍＡ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。また有機発光素子１０の駆動電圧に対し、２Ｖを超えた電圧に耐えることが好ましいため、例えば、駆動電圧が５Ｖである場合は、誘電体層１３の両面に接して形成した陽極と陰極の間に約７Ｖの電圧を印加した場合に上記の電流密度を満たすことが必要である。これを満たす誘電体層１３の厚さは、上限としては、７５０ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることが更に好ましく、２００ｎｍ以下であることがまた更に好ましい。また下限としては１５ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上であることが更に好ましく、５０ｎｍ以上であることがまた更に好ましい。
　有機化合物層１４は、発光層を含む１層または積層された複数の有機化合物からなる層からなり、少なくとも誘電体層１３の上面、第１凹部１６の内面および第２凹部１７の内面を覆って形成される。すなわち、有機化合物層１４は、発光面の全面にわたって、連続的に形成されている。発光層は、陽極層１２と陰極層１５の間に電圧を印加することで発光する発光材料を含む。発光材料としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれも使用することができる。本実施の形態では、発光材料として、発光性有機材料であるリン光性有機化合物および金属錯体を使用することが好ましい。金属錯体の中にはリン光性を示すものもあり、かかる金属錯体も好ましく用いられる。本実施の形態においては、特にシクロメタル化錯体を用いることが発光効率向上の観点から非常に望ましい。シクロメタル化錯体としては、例えば、２－フェニルピリジン誘導体、７，８－ベンゾキノリン誘導体、２－（２－チエニル）ピリジン誘導体、２－（１－ナフチル）ピリジン誘導体、２－フェニルキノリン誘導体等の配位子を有するＩｒ、ＰｄおよびＰｔ等の錯体が挙げられるが、イリジウム（Ｉｒ）錯体が特に好ましい。シクロメタル化錯体は、シクロメタル化錯体を形成するのに必要な配位子以外に、他の配位子を有していてもよい。なお、シクロメタル化錯体には、三重項励起子から発光する化合物も含まれ、発光効率向上の観点から好ましい。
　また、発光性高分子化合物としては、ＭＥＨ－ＰＰＶ（Ｐｏｌｙ［２－ｍｅｔｈｏｘｙ－５－（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙ）－１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］）などのポリ－ｐ－フェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体；ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン誘導体等のπ共役系の高分子化合物；低分子色素とテトラフェニルジアミンやトリフェニルアミンを主鎖や側鎖に導入したポリマー；等が挙げられる。発光性高分子化合物と発光性低分子化合物とを併用することもできる。
　発光層は発光材料とともにホスト材料を含み、ホスト材料中に発光材料が分散されていることもある。このようなホスト材料は電荷輸送性を有していることが好ましく、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物であることが好ましい。
　有機化合物層１４は、陽極層１２から正孔を受け取り発光層へ輸送するための正孔輸送層を含んでいてもよい。正孔輸送層は、陽極層１２と発光層の間に配される。
　このような正孔輸送層を形成する正孔輸送材料としては、公知の材料を使用することができ、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'－ジメチル－Ｎ，Ｎ'－（３－メチルフェニル）－１，１'－ビフェニル－４，４'ジアミン）；α－ＮＰＤ（４，４'－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル）；ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４、４'，４''－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）等の低分子トリフェニルアミン誘導体；ポリビニルカルバゾール；上記トリフェニルアミン誘導体に重合性置換基を導入して重合した高分子化合物などが挙げられる。上記正孔輸送材料は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよく、異なる正孔輸送材料を積層して用いてもよい。正孔輸送層の厚さは、正孔輸送層の導電性などに依存するため、一概に限定できないが、好ましくは１ｎｍ～５μｍ、より好ましくは５ｎｍ～１μｍ、特に好ましくは１０ｎｍ～５００ｎｍであることが望ましい。
　また、上記正孔輸送層と陽極層１２の間に、正孔注入障壁を緩和するために正孔注入層が設けられていてもよい。上記正孔注入層を形成する材料としては、銅フタロシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の混合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、フルオロカーボン、二酸化ケイ素などの公知の材料が用いられるほか、上記正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料と２，３，５，６－テトラフルオロテトラシアノ－１，４－ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの電子受容体との混合物を用いることもできる。
　上記有機化合物層１４は、陰極層１５から電子を受け取り、発光層へ輸送するための電子輸送層を含んでいてもよい。
　このような電子輸送層に用いることができる材料としては、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられる。更に具体的には、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾールなどである。
　また、上記電子輸送層と発光層の間に、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で正孔と電子とを効率よく再結合させる目的で、正孔ブロック層が設けられていてもよい。この正孔ブロック層も有機化合物層１４に含まれる層の１つとして捉えることができる。
　上記正孔ブロック層を形成するために、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などの公知の材料が用いられる。
　陰極層１５は、陽極層１２との間で電圧を印加し、有機化合物層１４に電子を注入する。陰極層１５は、有機化合物層１４とともに、発光面の全面にわたって連続的に形成されている。
　陰極層１５に使用される材料としては、陽極層１２と同様に電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが好ましい。具体的には、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉやＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ金属の合金等の材料を例示することができる。陰極層１５の厚さは１０ｎｍ～１μｍが好ましく、５０ｎｍ～５００ｎｍがより好ましい。本実施の形態の有機発光素子１０の場合は、有機化合物層１４から発した光を基板１１側から取り出す。そのため陰極層１５は、不透明材料により形成されていてもよい。なお基板１１側からのみならず陰極層１５側からも光を取り出したい場合は、陰極層１５は、ＩＴＯ等の透明材料により形成する必要がある。
　また、陰極層１５から有機化合物層１４への電子の注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、図示しない陰極バッファ層を、陰極層１５に隣接して設けてもよい。
　陰極バッファ層は、陰極層１５より仕事関数の低い金属材料などが好適に用いられる。例えば、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）、あるいはこれら金属のフッ化物、塩化物、酸化物から選ばれる単体あるいは２つ以上の混合物を使用することができる。陰極バッファ層の厚さは０.０５ｎｍ～５０ｎｍが好ましく、０.１ｎｍ～２０ｎｍがより好ましく、０.５ｎｍ～１０ｎｍがより一層好ましい。
　本実施の形態において、誘電体層１３は、誘電体層１３を貫通して形成される複数の第１凹部１６と、誘電体層１３の上面に誘電体層１３を貫通せずに形成される複数の第２凹部１７を有する。第１凹部１６および第２凹部１７の内面はそれぞれ有機化合物層１４によって覆われており、これにより有機化合物層１４で発光した光を基板１１側および／または陰極層１５側から効率良く外部へ取り出すことができる。第１凹部１６内部では、有機化合物層１４が陽極層１２に接しているため、発光に必要な正孔を陽極層１２から注入することができるが、第２凹部１７内部では有機化合物層１４と陽極層１２が接していないため、この部分の有機化合物層１４へは、正孔を直接注入しにくい。しかしながらこの場合でも上述した電気伝導度の高い層である正孔注入層を形成することにより、第２凹部１７内部にも正孔の注入が可能となる。
　第１凹部１６の形状は、特に限定されることはないが、形状制御が行いやすいという観点から例えば円柱形状または四角柱などの多角柱形状とすることが好ましい。これらの形状では、誘電体層１３の面内における形状が、誘電体層１３の厚み方向で変化してもよく、あるいは形状の大きさが変化してもよい。即ち、例えば円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状などであってもよい。第１凹部１６の形状を適宜選択することにより、有機化合物層１４で発光した光を外部へ取り出す際の配光分布などを制御することができる。
　図１の部分断面図において、第１凹部１６の側面は基板１１面に対して垂直に形成されており、この場合の第１凹部１６の側面の傾斜角は、９０度である。ただし傾斜角は、これに限られるものではなく、誘電体層に使用する材料等によって適宜変化させ、有機化合物層１４で発光した光を外部へ取り出す効率を高くすることができる。本実施の形態では、傾斜角が６０度～９０度であることが好ましく、７５度～９０度であることがより好ましく、８０度～９０度であることがさらに好ましい。
　また発光面内における導通部の面積を大きくとり、かつ高い光取り出し効率を得られるようにするためには、誘電体層１３上における第１凹部１６の大きさ（誘電体層１３面内における形状の最大幅、すなわち当該形状を内包する最小円の直径）が１０μｍ以下であることが好ましい。また、製造が容易な観点からこの大きさは、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましい。誘電体層１３上面における第１凹部１６の配置は、正方格子状や六方格子状など規則的な配置であってもよく、不規則な配置であってもよい。この配置については、有機化合物層１４で発光する光の波長や、有機発光素子１０から出射する光の配光分布、スペクトル制御などの観点から適宜選択される。
　第２凹部１７の形状と形状の大きさ、および配置については第１凹部１６と同じである。第２凹部１７の深さは、誘電体層１３の厚さの１０％～９０％であることが好ましく、２０％～８０％であることがより好ましいが、第２凹部１７が形成された部分の誘電体層１３の厚さが、上述した駆動電圧の印加に対して絶縁性を保つ範囲になる深さであることが好ましい。
　第１凹部１６および第２凹部１７は、誘電体層１３の任意の面内において、１ｍｍ２中に１０３～１０８個形成されていることが好ましい。内部で陽極層１２と接している第１凹部１６は、第２凹部１７よりもショートなどの不良が起こりやすいため、上記の個数は１０７個以下であることがより好ましい。
　第１凹部１６および第２凹部１７の数の比は、光取り出し効率がより高く、ショートの起こる確率が低下するという観点から、誘電体層１３の任意の１ｍｍ四方の面内において、（第２凹部１７の数）／（第１凹部１６の数）が３以上であることが好ましく、８以上であることがより好ましい。即ち、誘電体層１３の任意の１ｍｍ四方の面内において、第２凹部１７の数が第１凹部１６の数の３倍以上となるよう形成されていることがより好ましい。
（有機発光素子の第２の形態）
　以上詳述した有機発光素子１０では、第１凹部１６は、陽極層１２にまで達していたが、陽極層１２を貫通せずに形成されていた。ただしこれに限られるものではなく、第１凹部１６は、陽極層１２にまで達するとともに、陽極層１２を貫通するように形成されていてもよい。
　図２は、本実施の形態が適用される有機発光素子の第２の例を説明した部分断面図である。
　図２に示した有機発光素子２０は、基板２１と、基板２１側を下側とした場合に基板２１上に形成され正孔を注入するための第１電極としての陽極層２２と、電子を注入するための第２電極としての陰極層２５と、陽極層２２と陰極層２５の間に形成される誘電体層２３とが積層した構造を採る。誘電体層２３は、誘電体層２３を貫通して形成される複数の第１凹部２６および、誘電体層２３を貫通せずに形成される複数の第２凹部２７を有する。そして少なくとも誘電体層２３の上面、第１凹部２６の内面および第２凹部２７の内面を覆って形成され、電圧を印加することで発光する発光層を含む有機化合物層２４を有する。そして有機化合物層２４および陰極層２５が、発光面の全面にわたって、連続的に形成されている。以上の構成において有機発光素子２０は、図１に示した有機発光素子１０と同じである。一方、有機発光素子２０では、第１凹部２６は誘電体層２３のみならず陽極層２２をも貫通して形成されている。そのため有機発光素子２０では、陽極層２２が不透明な材料で形成されている場合であっても、基板２１側から光を取り出すことができる。
　なお、以上詳述した有機発光素子１０，２０では、基板１１，２１側を下側とした場合、陽極層１２，２２を下側に形成し、誘電体層１３，２３を挟み対向する形で陰極層１５，２５を上側に形成する場合を例示して説明を行ったが、これに限られるものではなく、陽極層１２，２２と陰極層１５，２５を入れ替えた構造でもよい。即ち、基板１１，２１側を下側とした場合、陰極層１５，２５を下側に形成し、誘電体層１３，２３を挟み対向する形で陽極層１２，２２を上側に形成する形態でもよい。
（有機発光素子の製造方法）
　次に、本実施の形態が適用される有機発光素子の製造方法について、図１で説明を行った有機発光素子１０の場合を例に取り説明を行う。
　図３（ａ）～（ｅ）は、本実施の形態が適用される有機発光素子１０の製造方法について説明した図である。
　まず基板１１上に、第１電極である陽極層１２と誘電体層１３とを順に積層して形成する（図３（ａ）：積層工程）。本実施の形態では、基板１１として、ガラス基板を使用した。また陽極層１２を形成する材料としてＩＴＯを使用し、また誘電体層１３を形成する材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を使用した。
　これらの層を基板１１上に形成するには、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などのドライ法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などのウェット法を用いることができる。
　なお基板１１に陽極層１２としてＩＴＯが既に形成されているいわゆる電極付き基板を用いることで、陽極層１２を形成する工程を省略することができる。
　次に、図３（ａ）の工程で形成した誘電体層１３を貫通する第１凹部１６を形成する（図３（ｂ）：第１凹部形成工程）。
　更に誘電体層１３の上面に誘電体層１３を貫通せずに第２凹部１７を形成する（図３（ｃ）：第２凹部形成工程）。
　誘電体層１３に第１凹部１６および第２凹部１７を形成する方法としては、例えば、リソグラフィを用いた方法が使用できる。これを行うには、まず誘電体層１３の上にレジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層を形成する。次に第１凹部１６または第２凹部１７を形成するための所定のパターンが描画されたマスクをかぶせ、紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）、電子線（ＥＢ：Electron Beam）等により露光を行うと、レジスト層に第１凹部１６または第２凹部１７に対応した所定のパターンが露光される。そして現像液を用いてレジスト層の露光部分を除去すると、露光されたパターンの部分のレジスト層が除去される。これにより露光されたパターンの部分に対応して、誘電体層１３の表面が露出する。
　次に、残存したレジスト層をマスクとして、露出した誘電体層１３の部分をエッチング除去する。エッチングとしては、ドライエッチングとウェットエッチングの何れをも使用することができる。またこの際に等方性エッチングと異方性エッチングを組合せることで、第１凹部１６または第２凹部１７の形状の制御を行うことができる。ドライエッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）や誘導結合プラズマエッチングが利用でき、またウェットエッチングとしては、希塩酸や希硫酸への浸漬を行う方法などが利用できる。最後に残存したレジスト層をレジスト除去液等により除去することで、誘電体層１３に第１凹部１６または第２凹部１７が形成される。上記のパターニングを２回行うことで、誘電体層１３に第１凹部１６および第２凹部１７をそれぞれ形成することができる。なお第１凹部形成工程と第２凹部形成工程は、どちらを先に行なってもよい。
　また第１凹部１６および第２凹部１７の形成は、ナノインプリント法によって行うことができる。具体的にはレジスト層を形成した後に、パターンを形成するための所定の凸パターンが描画されたマスクを、レジスト層表面に、圧力をかけて押し当てる。そしてこの状態で、熱および／または光をレジスト層に照射することにより、レジスト層を硬化させる。次にマスクを除去することにより、レジスト層表面に凸パターンに対応する第１凹部１６や第２凹部１７のパターンが形成される。続いて、前述したエッチングを行うことにより、第１凹部１６や第２凹部１７を形成することができる。
　なお有機発光素子２０における第１凹部２６を形成する方法は、図１の有機発光素子１０における第１凹部１６の形成と同様な方法を用いることができる。例えば誘電体層２３のエッチングに引き続いてさらに陽極層２２のエッチングを行うことにより形成することができるが、第１凹部２６の形状を誘電体層２３の部分と陽極層２２の部分とで変えることにより、有機発光素子２０から外部へ取り出される光の配光分布などを制御することができる。
　第１凹部形成工程および第２凹部形成工程を行なった後は、少なくとも誘電体層１３の上面、第１凹部１６の内面および第２凹部１７の内面を覆う発光層を含む有機化合物層１４を形成する（図３（ｄ）：有機化合物層形成工程）。
　有機化合物層１４を形成するには、陽極層１２や誘電体層１３を形成したのと同様の手法を使用することができる。ただし有機化合物層１４に含まれる各層の成膜には、抵抗加熱蒸着法または塗布法がより好ましく、高分子有機化合物を含む層の成膜を行なうには特に塗布法が好ましい。塗布法により成膜を行なう場合は、成膜を行ないたい層を構成する材料を、有機溶媒や水等の所定の溶媒に分散させた塗布溶液を塗布する。塗布を行う際にはスピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング法、インクジェット法、スリットコーティング法、ディスペンサー法、印刷等の種々の方法を使用することができる。塗布を行った後は、加熱あるいは真空引きを行うことで塗布溶液を乾燥させることで成膜を行ないたい層が形成される。
　次に有機化合物層１４上に第２電極である陰極層１５を形成する（図３（ｅ）：第２電極形成工程）。
　陰極層１５を形成するには、陽極層１２や誘電体層１３を形成したのと同様の手法を使用することができる。
　以上の工程により、有機発光素子１０を製造することができる。
　なお有機発光素子１０を長期安定的に用い、有機発光素子１０を外部から保護するための保護層や保護カバー（図示せず）を装着することが好ましい。保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコン化合物などを用いることができる。そして、これらの積層体も用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができる。この保護カバーは、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法を採ることが好ましい。またこの際に、スペーサを用いることで所定の空間を維持することができ、有機発光素子１０が傷つくのを防止できるため好ましい。そして、この空間に窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性なガスを封入すれば、上側の陰極層１５の酸化を防止しやすくなる。特にヘリウムを用いた場合、熱伝導が高いため、電圧印加時に有機発光素子１０より発生する熱を効果的に保護カバーに伝えることができるため、好ましい。更に酸化バリウム等の乾燥剤をこの空間内に設置することにより上記一連の製造工程で吸着した水分が有機発光素子１０にダメージを与えるのを抑制しやすくなる。
　本実施の形態の有機発光素子は、例えば、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として表示装置に好適に用いられる。また、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。具体的には、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、標識、看板、ビデオカメラのビューファインダー等における表示装置、バックライト、電子写真、照明、レジスト露光、読み取り装置、インテリア照明、光通信システム等における面発光光源に好適に用いられる。
（表示装置）
　次に、以上詳述した有機発光素子を備える表示装置について説明を行う。
　図４は、本実施の形態における有機発光素子１０を用いた表示装置の一例を説明した図である。
　図４に示した表示装置２００は、いわゆるパッシブマトリクス型の表示装置であり、表示装置基板２０２、陽極配線２０４、陽極補助配線２０６、陰極配線２０８、絶縁膜２１０、陰極隔壁２１２、有機発光素子１０、封止プレート２１６、シール材２１８とを備えている。
　表示装置基板２０２としては、例えば、矩形状のガラス基板等の透明基板を用いることができる。表示装置基板２０２の厚みは、特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍのものを用いることができる。
　表示装置基板２０２上には、複数の陽極配線２０４が形成されている。陽極配線２０４は、一定の間隔を隔てて平行に配置される。陽極配線２０４は、透明導電膜により構成され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。また陽極配線２０４の厚さは例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍとすることができる。そして、それぞれの陽極配線２０４の端部の上には、陽極補助配線２０６が形成される。陽極補助配線２０６は陽極配線２０４と電気的に接続されている。このように構成することにより、陽極補助配線２０６は、表示装置基板２０２の端部側において外部配線と接続するための端子として機能し、外部に設けられた図示しない駆動回路から陽極補助配線２０６を介して陽極配線２０４に電流を供給することができる。陽極補助配線２０６は、例えば、厚さ５００ｎｍ～６００ｎｍの金属膜によって構成される。
　また、有機発光素子１０上には、複数の陰極配線２０８が設けられている。複数の陰極配線２０８は、それぞれが平行となるよう、かつ、陽極配線２０４と直交するように配設されている。陰極配線２０８には、Ａｌ又はＡｌ合金を使用することができる。陰極配線２０８の厚さは、例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍである。また、陰極配線２０８の端部には、陽極配線２０４に対する陽極補助配線２０６と同様に、図示しない陰極補助配線が設けられ、陰極配線２０８と電気的に接続されている。よって、陰極配線２０８と陰極補助配線との間に電流を流すことができる。
　表示装置基板２０２上には、陽極配線２０４を覆うように絶縁膜２１０が形成される。絶縁膜２１０には、陽極配線２０４の一部を露出するように矩形状の開口部２２０が設けられている。複数の開口部２２０は、陽極配線２０４の上にマトリクス状に配置されている。この開口部２２０において、後述するように陽極配線２０４と陰極配線２０８の間に有機発光素子１０が設けられる。すなわち、それぞれの開口部２２０が画素となる。従って、開口部２２０に対応して表示領域が形成される。ここで、絶縁膜２１０の膜厚は、例えば、２００ｎｍ～３００ｎｍとすることができ、開口部２２０の大きさは、例えば、３００μｍ×３００μｍとすることができる。
　陽極配線２０４上の開口部２２０の位置に対応した箇所に、有機発光素子１０が形成されている。有機発光素子１０は、開口部２２０において陽極配線２０４と陰極配線２０８とに挟持されている。すなわち、有機発光素子１０の陽極層１２が陽極配線２０４と接触し、陰極層１５が陰極配線２０８と接触する。有機発光素子１０の厚さは、例えば、１５０ｎｍ～２００ｎｍとすることができる。
　絶縁膜２１０の上には、複数の陰極隔壁２１２が陽極配線２０４と垂直な方向に沿って形成されている。陰極隔壁２１２は、陰極配線２０８の配線同士が導通しないように、複数の陰極配線２０８を空間的に分離するための役割を担っている。従って、隣接する陰極隔壁２１２の間にそれぞれ陰極配線２０８が配置される。陰極隔壁２１２の大きさとしては、例えば、高さが２μｍ～３μｍ、幅が１０μｍのものを用いることができる。
　表示装置基板２０２は、封止プレート２１６とシール材２１８を介して貼り合わせられている。これにより、有機発光素子１０が設けられた空間を封止することができ、有機発光素子１０が空気中の水分により劣化するのを防ぐことができる。封止プレート２１６としては、例えば、厚さが０．７ｍｍ～１．１ｍｍのガラス基板を使用することができる。
　このような構造の表示装置２００において、図示しない駆動装置により、陽極補助配線２０６、図示しない陰極補助配線を介して、有機発光素子１０に電流を供給し、発光層を発光させ、光を出射させることができる。そして、上述の画素に対応した有機発光素子１０の発光、非発光を制御装置により制御することにより、表示装置２００に画像を表示させることができる。
（照明装置）
　次に、本実施の形態の有機発光素子を用いた照明装置について説明を行う。
　図５は、本実施の形態における有機発光素子１０を備える照明装置の一例を説明した図である。
　図５に示した照明装置３００は、上述した有機発光素子１０と、有機発光素子１０の基板１１（図１参照）に隣接して設置され陽極層１２（図１参照）に接続される端子３０２と、基板１１（図１参照）に隣接して設置され有機発光素子１０の陰極層１５（図１参照）に接続される端子３０３と、端子３０２と端子３０３とに接続し有機発光素子１０を駆動するための点灯回路３０１とから構成される。
　点灯回路３０１は、図示しない直流電源と図示しない制御回路を内部に有し、端子３０２と端子３０３を通して、有機発光素子１０の陽極層１２と陰極層１５との間に電流を供給する。そして、有機発光素子１０を駆動し、発光層を発光させて、第１凹部１６から基板１１を通し、光を出射させ、照明光として利用する。発光層は白色光を出射する発光材料より構成されていてもよく、また緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）を出射する発光材料を使用した有機発光素子１０をそれぞれ複数個設け、その合成光が白色となるようにしてもよい。なお、本実施の形態の照明装置３００では、第１凹部１６（図１参照）の径と間隔を小さくして発光させた場合、人間の目には面発光しているように見える。
［発光材料溶液の調製］
　ＷＯ２０１０－１６５１２号公報に記載された方法に従って下記の燐光発光性高分子化合物（Ａ）を合成した。高分子化合物（Ａ）の重量平均分子量は５２，０００、各繰り返し単位のモル比はｋ：ｍ：ｎ＝６：４２：５２であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　この燐光発光性高分子化合物（Ａ）３重量部を９７重量部のトルエンに溶解させ、発光材料溶液（以下、「溶液Ａ」ともいう。）を調製した。
［有機発光素子の作製］（実施例１）
　有機発光素子として、図１に示した有機発光素子１０を、以下の方法により作製した。
　まず基板１１として石英ガラスからなるガラス基板（２５ｍｍ角、厚さ１ｍｍ）上に、スパッタ装置（キヤノンアネルバ株式会社製Ｅ－４０１ｓ）を用いて、陽極層１２としてＩＴＯ膜を１５０ｎｍ、誘電体層１３として二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を５０ｎｍ、順に積層して成膜した。
　次に、フォトレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製ＡＺ１５００）をスピンコート法により約１μｍ成膜した。次に、石英（板厚３ｍｍ）を基材とし、円を六方格子状に配置したパターンに対応するマスクＡを作製し、ステッパー露光装置（株式会社ニコン製、型式ＮＳＲ－１５０５ｉ６）を用いて、１／５縮尺で露光を行った。次に、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide：　（ＣＨ３）４ＮＯＨ）１．２％液により現像し、レジスト層をパターン化した。そして、この後に、１３０℃で１０分間熱を加えた（ポストベイク処理）。
　次に反応性イオンエッチング装置（サムコ株式会社製ＲＩＥ－２００ｉＰ）を用いて、反応ガスとしてＣＨＦ３を使用し、圧力０．３Ｐａ、出力Ｂｉａｓ／ＩＣＰ＝５０／１００（Ｗ）の条件で、５分間反応させ、ドライエッチング処理を行った。そしてレジスト除去液によりレジスト残渣を除去することによって、ＳｉＯ２層の表面に複数の第２凹部１７を形成した。この第２凹部１７は直径１μｍ、高さ２５ｎｍの円柱状であり、ＳｉＯ２層の全面に２μｍのピッチ（中心間距離）で六方格子状に配列して形成された。
　次に、第２凹部１７が形成されたＳｉＯ２層を有するＩＴＯ付き基板に、第１凹部１６のパターンに対応するマスクＢを用い、エッチング時間を８分間としたほかは上記の第２凹部１７の形成と同様な方法でパターニングを行い、ＳｉＯ２層を貫通する複数の第１凹部１６を形成した。この第１凹部１６は、直径１μｍ、高さ５０ｎｍの円柱状であり、陽極層１２まで貫通し、ＳｉＯ２層の全面に４μｍのピッチ（中心間距離）で六方格子状に配列して形成された。このとき、第１凹部１６の円の中心が第２凹部１７の円の中心と重なるようにマスクを配置した。以下の実施例および比較例についても同様である。
　次に、有機化合物層１４を構成する層の１つとして正孔注入層を形成した。ここで正孔注入層は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸塩（ＰＳＳ）との混合物（質量比でＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ＝１：６）の水懸濁液（含有量１．５質量％）をスピンコート法（回転数：３０００ｒｐｍ）により塗布し、窒素雰囲気下、１４０℃で１時間放置し乾燥することで形成することができる。
　次に、上記の正孔注入層上に、溶液Ａをスピンコート法（回転数：３０００ｒｐｍ）により塗布し、窒素雰囲気下、１４０℃で１時間放置し乾燥することで、有機化合物層１４を構成する層の１つである発光層を形成した。
　次に、上記の有機化合物層１４上に、陰極バッファ層としてフッ化ナトリウム（４ｎｍ）を成膜し、さらに陰極層１５としてアルミニウム（１３０ｎｍ）を順に蒸着法により成膜することで有機発光素子１０を作製した。
（実施例２）
　実施例１の第１凹部１６の形成工程におけるドライエッチング処理の後に、以下のドライエッチング処理工程を追加した以外は、実施例１と同様にして、図２に示した有機発光素子２０を作製した。
　すなわち、実施例１におけるマスクＢを用いたドライエッチング処理の後、反応ガスをＣｌ２とＳｉＣｌ４の混合ガスに変更し、圧力１Ｐａ、出力Ｂｉａｓ／ＩＣＰ＝２００／１００（Ｗ）の条件で８分間反応させ、ＳｉＯ２層およびＩＴＯ膜を貫通する第１凹部２６を形成した。
（実施例３）
　正孔注入層を形成しなかったこと以外は、実施例２と同様にして図２に示した有機発光素子２０を作製した。
（実施例４）
　第２凹部１７を直径０．５μｍ、高さ２５ｎｍの円柱状とし、１μｍのピッチで形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子１０を作製した。
（実施例５）
　第１凹部１６を８μｍのピッチで形成したこと以外は実施例１と同様にして有機発光素子１０を作製した。
（実施例６）
　第１凹部２６を６μｍのピッチで形成したこと以外は実施例３と同様にして有機発光素子２０を作製した。
　なお図６（ａ）に実施例１～３の第１凹部１６，２６および第２凹部１７，２７の配置の一例を示す。また図６（ｂ）に実施例４の第１凹部１６および第２凹部１７の配置の一例を示す。
　図６（ａ）によれば、第１凹部１６（２６）のピッチ（Ｐ１）は、４μｍとなっており、第２凹部１７（２７）のピッチ（Ｐ２）は、２μｍである。また点線内で囲まれた部分を見るとわかるように、（第２凹部の数）／（第１凹部の数）は、３である。同様にして図６（ｂ）によれば、第１凹部１６のピッチ（Ｐ１）は、４μｍとなっており、第２凹部１７のピッチ（Ｐ２）は、１μｍである。また点線内で囲まれた部分を見るとわかるように、（第２凹部の数）／（第１凹部の数）は、１５である。
（比較例１）
　第２凹部１７を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機発光素子を作製した。
（比較例２）
　第２凹部２７を形成しなかったこと以外は、実施例２と同様にして有機発光素子を作製した。
（比較例３）
　正孔注入層を形成しなかったこと以外は、比較例２と同様にして有機発光素子を作製した。
（比較例４）
　第１凹部１６を２μｍのピッチで形成したこと以外は、比較例１と同様にして有機発光素子を作製した。
（比較例５）
　第１凹部１６を２μｍのピッチで形成したこと以外は、比較例３と同様にして有機発光素子を作製した。
［評価方法］
　実施例１～５および比較例１～３で作製した有機発光素子に、定電圧電源電流計（ケイスレーインスツルメンツ株式会社製ＳＭ２４００）を用いて段階的に電圧を印加し、有機発光素子の発光強度を輝度計（株式会社トプコン製ＢＭ－９）で計測した。そして、電流密度に対する発光強度の比から発光効率を決定した。また、実施例１～５および比較例１～３の有機発光素子をそれぞれ５０個ずつ作製し、ショートにより電圧を印加しても点灯しなかった有機発光素子の数（不良数）によりショートのしにくさを評価した。
［評価結果］
　結果を以下の表１に示す。発光効率については、示した数値が大きいほど発光効率が良好であることを意味し、不良数については、示した数値が小さいほどショートが生じにくく歩留まりが向上することを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１からわかるように、第２凹部１７，２７を設けた実施例１～６は、第２凹部１７、２７を設けなかった比較例１～３に比較して、何れも発光効率および不良数の双方について良好な結果となった。
　また実施例１と実施例２を比較した場合、第１凹部１６が陽極層１２を貫通しない有機発光素子１０よりも第１凹部２６が陽極層１２を貫通する有機発光素子２０の方が発光効率は良好であった。さらに実施例２と実施例３を比較した場合、正孔注入層を設けなかった場合より正孔注入層を設けた場合の方が、発光効率および不良数の双方について良好であった。またさらに実施例１、４、５をそれぞれ比較した場合、（第２凹部の数）／（第１凹部の数）が大きいほど発光効率および不良数の双方について良好であった。これは実施例３と実施例６を比較した場合でも同様のことが言える。
　光取り出しのための加工など、通常、工程数が増えると歩留まりは低下しやすい。しかし、原因は不明だが、比較例１～５に比べ、第２凹部１７の形成工程が追加されている実施例１～６では必ずしも歩留まりが低下していない。このように本実施の形態では、歩留まりを低下させずに発光効率の良好な有機発光素子を得ることもできる。
１０，２０…有機発光素子、１１，２１…基板、１２，２２…陽極層、１３，２３…誘電体層、１４，２４…有機化合物層、１５，２５…陰極層、１６，２６…第１凹部、１７，２７…第２凹部、２００…表示装置、３００…照明装置

Claims (8)

  1. 　基板上に形成される第１電極と、
    　前記第１電極上に形成される誘電体層と、
    　少なくとも前記誘電体層を貫通して形成される複数の第１凹部と、
    　前記誘電体層の上面に当該誘電体層を貫通せずに形成される複数の第２凹部と、
    　少なくとも前記誘電体層の上面、前記第１凹部の内面および第２凹部の内面を覆って形成される発光層を含む有機化合物層と、
    　前記有機化合物層上に形成される第２電極と、
    　を含む有機発光素子。
  2. 　前記第１凹部は、前記第１電極にまで達するとともに、当該第１電極を貫通するか、または貫通せずに形成されている請求項１に記載の有機発光素子。
  3. 　前記誘電体層の屈折率が、前記第１電極の屈折率および前記有機化合物層の屈折率のいずれよりも小さい請求項１または２に記載の有機発光素子。
  4. 　前記第１凹部および前記第２凹部が、前記誘電体層の面内において、最大幅が１０μｍ以下の円形形状または多角形形状を有するとともに、
    　前記誘電体層の任意の面内において、いずれも１ｍｍ２中に１０３～１０８個形成されている請求項１～３のいずれか１つに記載の有機発光素子。
  5. 　前記第１凹部および前記第２凹部が、前記誘電体層の任意の１ｍｍ四方の面内において、当該第２凹部の数が当該第１凹部の数の２倍以上となるよう形成されている請求項１～４のいずれか１つに記載の有機発光素子。
  6. 　基板上に第１電極と誘電体層とを順に積層する積層工程と、
    　前記誘電体層を貫通する第１凹部を形成する第１凹部形成工程と、
    　前記誘電体層の上面に当該誘電体層を貫通せずに第２凹部を形成する第２凹部形成工程と、
    　少なくとも前記誘電体層の上面、前記第１凹部の内面および第２凹部の内面を覆う発光層を含む有機化合物層を形成する有機化合物層形成工程と、
    　前記有機化合物層上に第２電極を形成する第２電極形成工程と、
    　を含む有機発光素子の製造方法。
  7. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機発光素子を備える表示装置。
  8. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機発光素子を備える照明装置。
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