(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも発光層を有する有機電界発光素子と、光取出し面側に配される半球状レンズと、前記発光層と前記半球状レンズとの間に前記発光層から出射される光を散乱させる光散乱層とを有し、前記光散乱層が、前記半球状レンズが支持される面における前記半球状レンズの内周縁側に対応する領域に配され、前記半球状レンズの中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層であることを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項２】
光散乱層が、微粒子散乱層、及び周期的又は非周期的に配される凹凸を有する凹凸構造層のいずれかである請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３】
微粒子散乱層が、微粒子とバインダーを有し、前記微粒子がＴｉＯ２微粒子、ＺｎＯ微粒子、ＺｎＳ微粒子、及びＺｒＯ微粒子のいずれかである請求項２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項４】
バインダーが、１．５４〜２．２の屈折率を有する請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項５】
微粒子散乱層が、１．０μｍ未満の厚みを有する請求項２から４のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項６】
凹凸構造層が、０．７μｍ〜２μｍのピッチ間隔を有する請求項２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項７】
凹凸構造層の凸部が、０．３５μｍ〜２μｍの高さを有する請求項２及び６のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項８】
凹凸構造層の凸部が、０．３μｍ〜１．６μｍの幅を有する請求項２、６及び７のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項９】
半球状レンズが支持される支持面における光散乱層と前記半球レンズとの接触面積が、前記半球状レンズの被支持領域における面積を１００％として１５％〜９５％の面積である請求項１から８のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１０】
光取出し面に形成される画素の面積が、半球状レンズを支持する支持面を取り囲む矩形状の領域における最小面積に対して０．３倍以上である請求項１から９のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１１】
光取出し面側に配される半透過反射電極と、発光層を介して前記半透過反射電極と逆の面側に配される反射電極層とを有し、前記発光層から発光される光を前記半透過反射電極と前記反射電極との間で干渉させて前記光取出し面から出射させるマイクロキャビティ構造を有する請求項１から１０のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１２】
光取出し面側に配される透過電極と、発光層を介して前記透過電極と逆の面側に配される反射電極層とを有する請求項１から１０のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１３】
マイクロキャビティ構造が１次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．５の関係を満たす請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１４】
マイクロキャビティ構造が２次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．６の関係を満たす請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１５】
マイクロキャビティ構造が３次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦０．７の関係を満たす請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１６】
半球状レンズにおける半径をＲとし、光散乱層における前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦１の関係を満たす請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い光取出し効率を有し、光学特性に優れた有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置（有機電界発光装置）は自発光型の表示装置であり、ディスプレイや照明の用途に用いられる。有機ＥＬディスプレイは、従来のＣＲＴやＬＣＤと比較して視認性が高い、視野角依存性がないといった表示性能の利点を有する。また、ディスプレイを軽量化、薄層化できるといった利点もある。また、有機ＥＬ照明は、軽量化、薄層化という利点に加え、フレキシブル基板を用いることで、これまで実現できなかった形状の照明を実現できる可能性を持っている。
【０００３】
このように有機ＥＬ装置は、優れた特徴を有するが、一般に、発光層を含め表示装置を構成する各層の屈折率は空気より高い。例えば、有機ＥＬ装置では、発光層などの有機薄膜層の屈折率は１．６〜２．１である。このため、発光した光は界面で全反射しやすく、その光取出し効率は２０％に満たない場合もあり、大部分の光を損失している。
例えば、一般的に知られる有機ＥＬ装置における有機ＥＬ表示部は、基板上に、一対の電極層の間に配される有機化合物層を備えて構成されている。該有機化合物層は、発光層を含み、有機ＥＬ装置は、該発光層から発光される光を光取出し面側から出射させている。この場合、光取出し面や電極層と有機化合物層の界面において、臨界角以上の光である全反射成分を取出すことができないため、光の取出し効率が低いという問題がある。
【０００４】
前記全反射の問題を解消するために、画素領域に相当する領域に、複数の微小マイクロレンズの集合からなる全反射回避層が形成された有機ＥＬ表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、この場合、画素領域がレンズの中心から離れる位置に配される場合、光を取り出せないという問題がある。
また、電気光学素子毎の開口領域に対向してレンズ状の光散乱層が形成された電気光学装置が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、光散乱層をレンズ状にすると、レンズとしての集光機能が充分に得られないという問題がある。
また、基板と、基板上に設けられた透明電極、有機ＥＬ層、および反射電極とを含み、前記基板が凹凸を有する第１表面及び第２表面を有する支持体と、支持体の第１表面および透明電極に接触する高屈折率層とを有し、高屈折率層が凸型マイクロレンズ構造を有する有機ＥＬ素子が提案されている（特許文献３参照）。
しかしながら、レンズに集光された光が凹凸に当たって、光が散乱され、レンズとしての集光機能が充分に得られないという問題がある。
また、マイクロレンズで光を取り出す場合、発光領域がレンズの開口直径に対して、大きくなるとともに、光を取り出せないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２７５６０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０１４２１号公報
【特許文献３】特開２００８−  ６６０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高い光取出し効率を有し、優れた光学特性を有する有機電界発光表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。
従来、マイクロレンズで光を取り出す場合、例えば、図１ａ、図１ｂに示すようなモデルの有機電界発光表示装置が知られている。図１ａは、従来の有機電界発光表示装置５０の構成例を示す概念図である。また、図１ｂは、図１ａを平面から視た状態を示す概念図である。この有機電界発光表示装置５０は、発光部（画素）２１に対応する位置上に半球状レンズ２２が配されて構成される。この場合、発光部（画素）２１における最大辺長Ａが、半球状レンズの直径φに対して小さく（例えば、Ａ／φ＝０．５）、発光部（画素）２１が半球状レンズ２２の中心軸（半球レンズの中心を通して、有機電界発光表示装置の積層面の法線に平行する光軸）方向の付近に配すると、９０％以上の光取出し効率で発光部（画素）２１から出射される光を取出すことができる（図１ｃ）。ここでは、空気まで出射される全部の光と、発光部（画素）２１から発光された光との比率を光取出し効率とする。
しかしながら、この場合、発光部（画素）のサイズが大きくなるにつれて、急峻に光を取出せなくなり、有機電界発光表示装置の構造によっては、半球状レンズを配した状態よりも、半球状レンズを配さない状態の方が光取出し効率が高いという逆効果の可能性もある(図１ｄ参照）。なお、図１ｃ、及び図１ｄにおいて、ｍ＝１は、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光装置における実験結果の系を示している。また、ｍ＝２は、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光装置における実験結果の系を示している。また、ｍ＝３は、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光装置における実験結果の系を示している。また、ＮｏＭＣは、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光装置における実験結果の系を示している。
例えば、該図１ｄにおいて、発光部（画素）のサイズが大きくなり、Ａ／φ＝０．５を超えると、急峻に光取出し効率が低下し、特にｍ＝１の系においては、Ａ／φ＝０．７を超えると、レンズが配されない状態よりも光取出し効率が低くなるという逆効果が生ずる可能性がある。
なお、図１ｃは、レンズを配した状態の有機電界発光表示装置と、レンズを配さない状態の有機電界発光表示装置とにおける光取出し効率のシミュレーション結果を示す図である。また、図１ｄは、図１ｃにおいて、レンズを配さない状態の有機電界発光表示装置における光取出し効率を１としたときの、レンズを配した状態の有機電界発光表示装置の光取出し効率の変化の推移を示すシミュレーション結果を示す図である。
【０００８】
また、ｍ＝１〜３、ＮｏＭＣの各有機電界発光表示装置からレンズに入射される光の配光分布を図２に示す。該図２は、有機電界発光表示装置積層面の法線に対して、発光部から発光した光が光取り出し面への放射角度を変化させたときの放射角度０度の放射強度(Ｗ/St.)を規格した時の強度（ａ．ｕ．）の変化から配光分布を求めたものである。
該図２に示されるように、マイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置においては、マイクロキャビティの次数が低いほど、有機電界発光表示装置の発光部から放射した光のエネルギーが積層面の法線に対して放射角度低角度に集中することが推察される。また、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置においては、有機電界発光表示装置の発光部から放射した光のエネルギーが高角度の光が最も多いことが推察される。
【０００９】
以上のように、有機電界発光表示装置においては、その構造設計により、適切なレンズ構造が大きく変わること、及び配光分布（光の角度分布）が大きく変化することが推察される。
また、図１ｃ及び図１ｄの結果は、有機電界発光表示装置における積層面の法線に対して低放射角度の光が多いほど、画素のサイズが大きくなるにつれて、レンズによる光取出し効率を向上させる効果が得られないことが推察される。
これらの原因については、以下のように考えられる。
【００１０】
先ず、半球状レンズを配さない構成の有機電界発光表示装置について検討する。図３ａは、半球状レンズを配さない構成の有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。該図３ａにおいて、有機電界発光表示装置６０は、空気層を含む層間屈折率に差があるため、全反射角度以下の光しか取出すことができない。そのため、有機電界発光表示装置における積層面の法線に対して低放射角度の光が多い配光分布を有する構造の有機電界発光表示装置であると、光取出し効率が大きい。
しかしながら、半球状レンズを配さない構成の有機電界発光表示装置６０において、１次のマイクロキャビティ構造（ｍ＝１）を有するように素子設計を行った場合であっても、発光層から発光される光のうち、４０％以上の光が、発光部（画素）２１の中に閉じ込められる。また、３次のマイクロキャビティ構造（ｍ＝３）を有するように素子設計を行った場合、及びマイクロキャビティを有しない構造（ＮｏＭＣ）で素子設計を行った場合ででは、約７０％の光が発光部（画素）２１の中に閉じ込められる。
【００１１】
次に、光取出し面に半球状レンズを配する構成の有機電界発光表示装置について検討する。図３ｂは、光取出し面に半球状レンズを配する一構成例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
図３ｂの有機電界発光表示装７０における発光部（画素）２１の発光点が、中心軸を中心として四角形辺長が、半球状レンズ２２の直径φに対して０．５倍以下の範囲内にある場合（例えば、図３ｃ参照）、発光部(画素)２１からの発光した光が、放射角度の如何にかかわらず、半球状レンズ２２に入射される位置における半球状レンズ２２の光軸に対する角度が小さく、殆どの光が全反射せず、空気まで放射することができるため、１次〜３次のマイクロキャビティ構造を有する素子構成（ｍ＝１〜３）、及びマイクロキャビティ構造を有しない素子構成（ＮｏＭＣ）のいずれにおいても、９０％以上の光を取出すことができ、特に、図１（ｃ）の最大辺長Ａ／レンズ直径φが０．５以下の範囲に示したように、３次のマイクロキャビティ構造を有する場合、及びマイクロキャビティ構造を有しない場合、半球状レンズを配さない構成の有機電界発光表示装置６０よりも、３倍以上の光取出し効率を有する有機電界発光表示装置を提供することができる。
【００１２】
しかしながら、上述の通り、発光部（画素）２１のサイズが大きくなると、所望の効率で光を取出すことが困難となる。ここで、発光部（画素）２１において発光点が半球状レンズ２２の中心軸から離れた位置に配される発光部（画素）２１における光の取出しについて検討する。
図３ｄは、半球状レンズを配する他の構成例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
該図３ｄにおいて、有機電界発光表示装置８０に配される発光部（画素）２１における発光点は、半球状レンズ２２の中心軸から離れた位置に配されている。該発光部（画素）２１から発光される光のうち、半球状レンズ２２の中心軸方向と平行な線に対して交わる角度が全反射臨界角度より大きく、半球レンズ２２を配置しない場合に取り出せなかった光は、半球レンズ２２を配置することにより、半球状レンズ２２に入射される位置における半球状レンズ２２の中心軸方向と平行な線に対する角度が小さくなるため、取り出せるようになる。
しかしながら、半球レンズ２２を配置すると、半球レンズ２２を配置しない場合に取り出せていた半球状レンズ２２の中心軸方向と平行な線に対して交わる角度が小さい光（低放射角度の光）が、半球状レンズ２２に入射される位置における半球状レンズ２２の光軸に対する角度が大きくなるため、半球状レンズ２２を配さない状態において効率よく取出すことができる光であるほど、逆に取出すことができないようになる。
したがって、有機電界発光表示装置８０に配される発光部（画素）２１として示す発光点において、半球状レンズ２２の中心軸から離れた位置に配されている場合、半球レンズ２２を配置しない場合に取り出せていた半球状レンズ２２の中心軸方向と平行な線に対して交わる角度が小さい光を取出せない可能性が大きくなってしまう。
そのため、半球状レンズ２２の中心軸から離れた位置に発光部（画素）２１を含むこととなる、最大辺長Ａと半球状レンズの直径φの比が大きい有機電界発光表示装置においては、光取出し効率低下の原因となり、図１ｃ、図１ｄに示したような光取出し効率の急峻な低下が確認されるものと推察される。
実用的な有機電界発光表示装置においては、薄くて高性能であることが要求され、発光部（画素）２１のサイズに対して十分に大きなレンズを用いることができないため、ほとんどの有機電界発光表示装置において、高い光取出し効率が得られていないというのが現状であると考えられる。
【００１３】
このような光取出し効率の現状を改善するために、本発明者らは、更に検討を行い、発光部分（画素）と、半球状レンズとの間に、光散乱層を配すると、大幅に光取出し効率が改善され、１次〜３次のマイクロキャビティ構造を有する素子構成（ｍ＝１〜３）、及びマイクロキャビティ構造を有しない素子構成（ＮｏＭＣ）のいずれにおいても光取出し効率の急峻な低下を抑制できることを知見した。
即ち、このような光散乱層を有する有機電界発光表示装置においては、例えば、図４ａに示すように、発光部（画素）２１が半球状レンズ２２の中心軸付近に配される場合、発光部（画素）２１に含まれる発光層から出射される光が、光散乱層２３による散乱を受け、変換された角度の如何を問うことなく、半球状レンズ２２から空気層に出射させることができるので、高い光取出し効率を維持することができる。
また、図４ｂに示すように、発光部（画素）２１が半球状レンズ２２の中心軸から離れた位置に配される場合、発光部（画素）２１に含まれる発光層から出射される光が、同様に光散乱層２３による散乱を受けることにより、半球状レンズ２２に対する入射角が変更され、これまで取出すことが困難であった半球状レンズ２２の中心軸方向と平行な線に対して交わる角度が小さい光の多くを、ランバーシアンに近い光として該角度の大きい光とすることができるので、光取出し効率の向上に貢献する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  少なくとも発光層を有する有機電界発光素子と、光取出し面側に配される半球状レンズと、前記発光層と前記半球状レンズとの間に前記発光層から出射される光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする有機電界発光表示装置である。
＜２＞  光散乱層が、微粒子散乱層、及び周期的又は非周期的に配される凹凸を有する凹凸構造層のいずれかである前記＜１＞に記載の有機電界発光表示装置である。
＜３＞  光散乱層が、半球状レンズが支持される面における前記半球状レンズの内周縁側に対応する領域に配され、前記半球状レンズの中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜４＞  半球状レンズが支持される支持面における光散乱層と前記半球レンズとの接触面積が、前記半球状レンズの被支持領域における面積を１００％として１５％〜９５％の面積である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜５＞  光取出し面に形成される画素の面積が、半球状レンズを支持する支持面を取り囲む矩形状の領域における最小面積に対して０．３倍以上である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜６＞  光取出し面側に配される半透過反射電極と、発光層を介して前記半透過反射電極と逆の面側に配される反射電極層とを有し、前記発光層から発光される光を前記半透過反射電極と前記反射電極との間で干渉させて前記光取出し面から出射させるマイクロキャビティ構造を有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜７＞  光取出し面側に配される透過電極と、発光層を介して前記透過電極と逆の面側に配される反射電極層とを有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜８＞  マイクロキャビティ構造が１次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．５の関係を満たす前記＜６＞に記載の有機電界発光表示装置である。
＜９＞  マイクロキャビティ構造が２次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．６の関係を満たす前記＜６＞に記載の有機電界発光表示装置である。
＜１０＞  マイクロキャビティ構造が３次であり、半球状レンズの半径をＲとし、光散乱層の前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦０．７の関係を満たす前記＜６＞に記載の有機電界発光表示装置である。
＜１１＞  半球状レンズにおける半径をＲとし、光散乱層における前記半球状レンズの半径方向の幅をａとしたとき、前記ａと前記Ｒとの関係が、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦１の関係を満たす前記＜７＞に記載の有機電界発光表示装置である。
＜１２＞  光散乱層が、半球状レンズと一体に形成される前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜１３＞  光散乱層が、半球状レンズと別体に形成される前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜１４＞  トップエミッション型の構造を有する前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
＜１５＞  ボトムエミッション型の構造を有する前記＜１＞から＜１４＞のいずれかに記載の有機電界発光表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決でき、前記目的を達成することができ、高い光取出し効率を有し、優れた光学特性を有する有機電界発光表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】図１ａは、従来の有機電界発光表示装置５０の構成例を示す概念図である。
【図１ｂ】図１ａを平面から視た状態を示す概念図である。
【図１ｃ】図１ｃは、レンズを配した状態の有機電界発光表示装置と、レンズを配さない状態の有機電界発光表示装置とにおける光取出し効率のシミュレーション結果を示す図である。
【図１ｄ】図１ｄは、図１ｃにおいて、レンズを配さない状態の有機電界発光表示装置における光取出し効率を１としたときの、レンズを配した状態の有機電界発光表示装置の光取出し効率の変化の推移を示すシミュレーション結果を示す図である。
【図２】ｍ＝１〜３、ＮｏＭＣの各有機電界発光表示装置からレンズに入射される光の配光分布を示す図である。
【図３ａ】図３ａは、半球状レンズを配さない構成の有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図３ｂ】図３ｂは、光取出し面に半球状レンズを配する一構成例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図３ｃ】図３ｃは、半球状レンズを配する他の構成例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図３ｄ】図３ｄは、半球状レンズを配する他の構成例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の有機電界発光表示装置１の概要を説明するための概略断面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図５ａに示す、半球状レンズ２２における半径Ｒ及び光散乱層２３における半球状レンズ２２の半径方向の幅ａとの関係を説明するための概略平面図である。
【図６ａ】図６ａは、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
【図６ｂ】図６ｂは、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
【図６ｃ】図６ｃは、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
【図６ｄ】図６ｄは、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
【図６ｅ】図６ｅは、ａ／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の光取出し効率の推移を示す図である。
【図７ａ−１】図７ａ−１は、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
【図７ａ−２】図７ａ−２は、図７ａ−１における、ａ／Ｒ＝０．３〜０．５の系、及びｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
【図７ｂ−１】図７ｂ−１は、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
【図７ｂ−２】図７ｂ−２は、図７ｂ−１における、ａ／Ｒ＝０．３〜０．６の系、及びｍ＝２  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
【図７ｃ−１】図７ｃ−１は、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
【図７ｃ−２】図７ｃ−２は、図７ｃ−１における、ａ／Ｒ＝０．４〜０．７の系、及びｍ＝３  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
【図７ｄ−１】図７ｄ−１は、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
【図７ｄ−２】図７ｄ−２は、図７ｄ−１における、ａ／Ｒ＝０．４〜１の系、及びｍ＝ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
【図８ａ】図８ａは、実施例１及び比較例１におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
【図８ｂ】図８ｂは、実施例２及び比較例２におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
【図８ｃ】図８ｃは、実施例３及び比較例３におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
【図８ｄ】図８ｄは、実施例４及び比較例４におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
【図９ａ】図９ａは、比較例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図である。
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａにおける光の取出しを説明するための図である。
【図９ｃ】図９ｃは、ボトムエミッション型の実施例に係る有機電界発光表示装置の概要を説明するための説明図である。
【図９ｄ】図９ｄは、図９ａを平面から視た場合の説明図である。
【図１０】図１０は、ＲＧＢ３画素にレンズを配置した状態の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＲＧＢ３画素にレンズを配置した状態の他の例を示す図である。
【図１２】図１１は、ＲＧＢ３画素にレンズを配置した状態の他の例を示す図である。
【図１３】図１３は、画素が矩形状の場合の１辺の最大辺長Ａを示す図である。
【図１４ａ】図１４ａは、トップエミッション型の実施例に係る有機電界発光表示装置の概要を説明するための説明図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、図１４ａを平面から視た場合の説明図である。
【図１５】図１５は、本発明の有機電界発光表示装置の開口率（Ｂ／Ｍ）を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の有機電界発光表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の有機電界発光装置の他の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（有機電界発光表示装置）
本発明の有機電界発光表示装置は、少なくとも発光層を有する有機電界発光素子と、光取出し面側に配される半球状レンズと、前記発光層と前記半球状レンズとの間に前記発光層から出射される光を散乱させる光散乱層とを有し、必要に応じて、その他の部材を有する。
【００１８】
＜光散乱層＞
前記光散乱層としては、前記発光層から出射される光を散乱させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、微粒子散乱層、周期的又は非周期的に配される凹凸を有する凹凸構造層等が好ましい。
【００１９】
前記光散乱層を含む有機電界発光表示装置における構成としては、前記発光層と前記半球状レンズとの間に前記光散乱層を有する構成であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、前記光散乱層と前記半球状レンズとは、一体的に形成されてよく、この場合、前記発光層から発光される光の光取出し面としての基板上に、前記光散乱層と、前記半球状レンズとをこの順で有する構成が挙げられる。また、前記光散乱層と前記半球状レンズとは、別体として形成されてもよく、この場合、前記有機電界発光素子における光取出し面側の機能層上に、前記光散乱層と、前記基板と、前記半球状レンズとをこの順で有する構成などが挙げられる。
【００２０】
−微粒子含有層−
前記微粒子含有層は、微粒子を含有する層として構成される。
前記微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ＴｉＯ２微粒子（屈折率：２．６）、ＺｎＯ微粒子（屈折率：１．９５）、ＺｎＳ微粒子（屈折率：２．３７）、ＺｒＯ微粒子（屈折率：２．４）等が好ましい。
前記微粒子の質量平均粒子径としては、特に制限はないが、1００ｎｍ〜８００ｎｍが好ましい。
【００２１】
前記微粒子を含む微粒子含有層のバインダーの光の屈折率としては、特に制限はないが、１．５４〜２．２が好ましく、１．７〜２．０がより好ましく、１．７５〜１．８５が特に好ましい。
前記屈折率が１．５４に満たないと、発光部から発光した光が全反射される光が多く、散乱層に入る光が少ないため、十分な光散乱がなく、光を取出すことができないことがあり、２．２を超えると、散乱層に反射され、散乱層に入れない光が多くなることがある。また、屈折率の高い散乱層に閉じ込められ、散乱層外に放射されない光が多くなるため、光を取り出せなくなることがある。
前記微粒子含有層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１．０μｍ未満であることが好ましい。
前記微粒子含有層の厚みが１．０μｍ以上であると、後方散乱が多くなり、光取り出し効果に影響を与えることがある。また、多重散乱が多くなり、光が散乱膜内に必要なく導光されることがある。
【００２２】
前記微粒子含有層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記微粒子を含む組成物溶液をスピンコーターで塗布、乾燥させる方法等が挙げられる。
【００２３】
−−凹凸層−−
前記凹凸層としては、凹凸構造を含む層であれば、特に制限はないが、平坦化膜により凹凸構造が平坦化されるように構成される層が好ましい。
前記凹凸構造としては、非周期的に形成されていてもよいが、周期的に形成されていることが好ましい。
前記凹凸構造の周期（ピッチ間隔Ｐ）としては、特に制限はないが、０．７μｍ〜２μｍが好ましく、１．４μｍ〜１．８μｍがより好ましい。
前記凹凸構造の凸部における高さとしては、特に制限はなく、０．３５μｍ〜２μｍが好ましく、０．７μｍ〜１．８μｍがより好ましい。
前記凹凸構造の凸部における幅としては、特に制限はなく、０．３μｍ〜１．６μｍが好ましく、０．６μｍ〜１．５μｍがより好ましい。
【００２４】
前記凹凸構造の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のリソグラフィー法、エッチング法、インプリント法により形成することができる。
また、前記凹凸構造としては、特に制限はなく、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの透明レジスト材料により形成され、前記凹凸構造の表面は、Ｃｒ金属などの金属材料で被膜されていることが好ましい。
また、前記凹凸構造を配する下地として、フッ化マグネシウム（屈折率：１．３７）等の材料からなる下地層を設けてもよい。
【００２５】
前記平坦化膜の材料としては、特に制限はないが、高屈折材料が好ましい。
前記高屈折材料としては、特に制限はないが、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４及びＳｉＯＮとＳｉ３Ｎ４の混合材料等が好ましい。
前記高屈折材料の光の屈折率としては、特に制限はないが、１．６〜２．０が好ましく、１．７〜１．９がより好ましい。
【００２６】
前記光散乱層の形状としては、特に制限はなく、例えば、円形状、円環状の層とすることができる。
また、前記光散乱層の配置としては、特に制限はなく、画素上に任意の態様で配置することができる。
前記光散乱層の形状及び配置の態様としては、前記半球状レンズが支持される面における前記半球状レンズの内周縁側に対応する領域に配され、前記半球状レンズの中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層であることが好ましい。
このような態様であると、光取出し効率の高い前記半球状レンズの中心軸周辺に配される画素から出射される光を前記半球状レンズに入射させて、優れた光取出し効率を維持することができるとともに、光取出し効率の低い前記半球状レンズの内周縁側に対応する領域に配される画素から出射される光を前記光散乱層により散乱させて、前記半球状レンズによる光の閉じ込めを抑制し、さらに優れた光取出し効率を得ることができる。
【００２７】
ここで、光散乱層の具体的な構成を図５ｂに基づいて説明する。図５ｂにおいて、Ｒは、半球状レンズ２２の半径を示し、ａは、光散乱層２３の半球状レンズ２２の半径方向における幅を示している。
この光散乱層２３は、図５ｂに示すように、円環状の層として形成され、半球状レンズの内周縁側に対応する領域に対応して配されている。
ただし、光散乱層２３の半球状レンズ２２の半径方向における幅であるａとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、半球状レンズ２２の半径Ｒと、同じ長さを選択してもよい。この場合、光散乱層２３は、円形状の層とされる。
【００２８】
また、前記光散乱層の具体的な配置としては、特に制限はないが、前記半球状レンズが支持される支持面における前記光散乱層と前記半球レンズとの接触面積が、前記半球状レンズの被支持領域における面積を１００％として１５％〜９５％の面積となるように配することが好ましく、３０％〜９０％の面積となるように配することがより好ましく、５０％〜８５％の面積となるように配することが特に好ましい。
１５％未満であると、散乱される光が少なく、特に低次のマイクロキャビティ構造(ｍ＝1)を有する有機電界発光表示装置における、十分な光取出し効率の効果が得られないことがあり、９５％を超えると、殆どの光が散乱され、正面へ出射する光が少なく、レンズから出射する光の正面輝度が不十分になる。
【００２９】
また、前記光取出し面に形成される画素の面積としては、前記半球状レンズを支持する支持面を取り囲む矩形状の領域における最小面積に対して０．３倍以上が好ましく、０．４倍〜０．９倍がより好ましく、０．５倍〜０．８倍が特に好ましい。
０．３倍未満であると、散乱層があると、散乱により、正面輝度を下がる可能性がある、０．９倍を超えると、レンズ、或いはレンズ且つ散乱層で、光取出し効率と正面輝度を両立させるための効果が小さくなることがある。
ここで、前記光取出し面に形成される画素の面積としては、図１５に示す画素が配される領域であるＢの面積が該当し、また、前記半球状レンズを支持する支持面を取り囲む矩形状の領域における最小面積としては、同図１５に示すＭの面積が該当する。
本明細書において、開口率は、前記Ｂの面積と、前記Ｍの面積の比、Ｂ／Ｍで表される。
【００３０】
＜構造＞
本発明の有機電界発光表示装置における構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、選択される半球状レンズと光散乱層との組み合わせにおいて、光取出し効率、正面輝度を最適化する構造とすることができる。
【００３１】
ここで、前記有機電界発光表示装置における構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば（１）有機電界発光表示部における光出射側の電極構成、（２）マイクロキャビティ構造の光学長、（３）ボトムエミッション型又はトップエミッション型、などが挙げられる。
【００３２】
前記（１）の有機ＥＬ表示部の光出射側の電極としては、ボトムエミッション型では、発光層からみた反射率が１０％以下である透明電極（例えばＩＴＯ）、又は発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極（例えばＡｇ電極）を用いることができる。前記陽極として透明電極を用いると、光の反射が弱いので、マイクロキャビティ構造を形成できない。前記陽極として半透過電極を用いると、マイクロキャビティ構造を形成できる。
トップエミッション型では、光出射側の電極（陽極）として、発光層からみた反射率が１０％を超える半透過電極を用い、マイクロキャビティ構造を形成する。
【００３３】
前記（２）のマイクロキャビティ構造の光学長は、有機電界発光素子を構成する陽極と陰極の間の有機化合物層の厚みを変えることにより適宜調整することができる。ここで、前記有機化合物層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばホール輸送層、ホール注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層、などが挙げられる。
ここで、前記マクロキャビティ構造とは、光出射側の半透過反射層と光出射と逆側の反射層とが干渉する構造を意味し、前記光取出し面側に配される半透過反射電極と、前記発光層を介して前記半透過反射電極と逆の面側に配される反射電極層とを有し、前記発光層から発光される光を前記半透過反射電極と前記反射電極との間で干渉させて前記光取出し面から出射させる構造が挙げられる。
また、前記マイクロキャビティ構造を有しない構造としては、光取出し面側に配される透過電極と、発光層を介して前記透過電極と逆の面側に配される反射電極層とを有する構造が挙げられる。
【００３４】
前記マイクロキャビティ構造の光学長（光学距離）Ｌは、Ｌ＝２×Σｎｉｄｉ（ただし、ｉは積層数で１〜ｉまでの整数を表す）及び反射による位相シフトで表され、陽極と陰極の間に形成される各層の厚さｄとその層の屈折率ｎの積の和で表される。
前記光学長Ｌは、発光波長λに対し、光学長Ｌ（λ）＝ｍλ（ｍ＝１：１次、ｍ＝２：２次、ｍ＝３：３次）に示す関係があり、光学長Ｌ（λ）は、下記数式で表される。
【数１】
0005566069.tif 000002
ただし、式中、Ｌ（λ）は光学長〔＝２Σｎjｄj＋ΣＡＢＳ（φｍｉλ／２π）〕、λは、発光波長、ｉは、金属反射層を示すサフィックス、ｊは、金属反射層以外の金属層間の層（有機層や誘電体層等）を示すサフィックスを表す。
【００３５】
前記マイクロキャビティ構造が１次であるとは、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強め合う条件となる最小の光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が２次であるとは、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強め合う条件となる最小の光学長から２番目に短い光学長であることを意味する。
前記マイクロキャビティ構造が３次であるとは、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）であり、金属反射層間をラウンドトリップする光が強め合う条件となる最小の光学長から３番目に短い光学長であることを意味する。
【００３６】
＜有機電界発光素子＞
前記有機電界発光素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
前記有機電界発光素子は、赤（Ｒ）、緑（Ｂ）及び青（Ｂ）のいずれかでもよい。
このような画素の構成としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、前記発光層を、赤色、緑色、又は青色に対応する光をそれぞれ発光する発光層とした画素を形成し、これら赤色、緑色、及び青色のいずれかの画素を配する３色発光法など、公知の構成を適用することができる。
【００３７】
−陽極−
前記陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは金、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又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが好ましい。
前記陽極の厚みは、特に制限はなく、材料により適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００３８】
前記陽極としては、通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
前記基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上がより好ましい。
【００３９】
前記透明樹脂基板としては、バリアフィルムを用いることもできる。該バリアフィルムとは、プラスチック支持体上にガス不透過性のバリア層を設置したフィルムである。バリアフィルムとしては、酸化ケイ素や酸化アルミニウムを蒸着したもの（特公昭５３−１２９５３号公報、特開昭５８−２１７３４４号公報）、有機無機ハイブリッドコーティング層を有するもの（特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報）、無機層状化合物を有するもの（特開２００１−２０５７４３号公報）、無機材料を積層したもの（特開２００３−２０６３６１号公報、特開２００６−２６３９８９号公報）、有機層と無機層を交互に積層したもの（特開２００７−３０３８７号公報、米国特許第６４１３６４５号明細書、Affinitoら著  Thin  Solid  Films  1996年  290-291頁）、有機層と無機層を連続的に積層したもの（米国特許出願公開公報２００４−４６４９７号明細書）などが挙げられる。
【００４０】
前記陽極の作製には、材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、表示装置の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理などが効果的である。
【００４１】
−陰極−
前記陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
前記陰極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらの中でも、仕事関数が４ｅＶ以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属が特に好ましい。
【００４２】
前記陰極の厚みは、特に制限はなく、材料により適宜選択可能であるが、１０ｎｍ〜５μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍが更に好ましい。
前記陰極の作製には、例えば電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。更に、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
前記陽極及び陰極のシート抵抗は、低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００４３】
−発光層−
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に、陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものなどを用いることができる。
【００４４】
前記発光層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体；ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記発光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
前記発光層の形成方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、ＬＢ法などの方法が挙げられる。これらの中でも、抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。
【００４５】
−正孔注入層、正孔輸送層−
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えばカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４６】
前記正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、ＬＢ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解乃至分散することができる。
前記樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）樹脂、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔注入層及び正孔輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４７】
−電子注入層、電子輸送層−
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
前記電子注入層及び電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記電子注入層及び電子輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法やＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解乃至分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解乃至分散することができ、前記樹脂成分としては、例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
前記電子注入層又は電子輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１ｎｍ〜５μｍが好ましく、５ｎｍ〜１μｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが更に好ましい。
【００４９】
＜半球状レンズ＞
前記半球状レンズは、前記散乱層を介して前記光取出し面に設けられ発光層から発光される光の光路を制御する機能を有する。
前記光取出し面としては、ボトムエミッション型ではガラス基板などが挙げられる。トップエミッション型ではバリア層などが挙げられる。
【００５０】
前記半球状レンズとしては、その形状、配列、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば球状、非球面状、楕円状、台形状などが挙げられる。
前記半球状レンズは、複数の前記半球状レンズを含むマイクロレンズアレイとして形成されていてもよく、この場合の前記半球状レンズの配列としては、例えば正方格子状、ハニカム状などが挙げられる。
前記半球状レンズの材質としては、透明樹脂、ガラス、透明結晶、透明セラミックなどが挙げられる。
前記半球状レンズの大きさとしては、半球状レンズの場合には、その有効直径が１０μｍ〜１，０００μｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍがより好ましい。
また、前記発光層と前記半球状レンズとの間の距離をｄとしたとき、前記ｄとしては、特に制限はないが、２００μｍを超えないのが好ましく、２０μｍを超えないのがより好ましい。
前記ｄが、２００μｍを超えると、発光部から発光した高放射角度の光が、対応する散乱層、或いは対応するレンズに入射できず、画素にじみの原因になる。
【００５１】
前記レンズの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばインクジェット法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、などが挙げられる。
前記インプリント法では、例えば離型剤及びＵＶ硬化樹脂を含む組成物を透明なモールド上に塗布した後に、該透明なモールドを有機ＥＬ素子上に圧着し、ＵＶ光を照射した後、離型することによって有機ＥＬ素子上にレンズを形成することができる。
【００５２】
＜その他の部材＞
−バリア層−
前記バリア層としては、大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等の透過を防ぐという機能を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記バリア層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、などが挙げられる。
前記バリア層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、７ｎｍ〜７５０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍが特に好ましい。前記バリア層の厚みが、５ｎｍ未満であると、大気中の酸素及び水分の透過を防ぐバリア機能が不充分であることがあり、１，０００ｎｍを超えると、光線透過率が低下し、透明性を損なうことがある。
前記バリア層の光学的性質は、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。
前記バリア層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＶＤ法、真空蒸着法、などが挙げられる。
該バリア層は、封止層、溌油層として適用することができる。
【００５３】
−基板−
前記基板としては、その形状、構造、大きさ等を適宜選択すればよく、一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。前記基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００５４】
前記基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）樹脂等の有機材料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
前記基板としてガラスを用いる場合には、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したもの（例えば、バリアフィルム基板）を使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００５６】
前記熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００５７】
ここで、図１６は、本発明の有機電界発光表示装置の一例であるボトムエミッション型の有機発光表示装置を示す概略断面図である。図１７は、本発明の有機電界発光表示装置の一例であるトップエミッション型の有機電界発光表示装置を示す概略断面図である。
【００５８】
図１６のボトムエミッション型の有機電界発光表示装置１００は、ガラス基板１上に、有機電界発光表示１０１（陽極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８）を有し、光取出し面としてのガラス基板１上にレンズ９が形成されている。
図１７のトップエミッション型の有機電界発光表示装置２００は、ガラス基板１上に、有機電界発光表示２０１（陰極８、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陽極２）を有し、陰極８上にガスバリア層１０が形成され、光取出し面としてのガスバリア層１０上にレンズ９が形成されている。
なお、「光出射方向」は、発光層からの光が、光取出し面から有機電界発光表示装置の外部に出射される方向を示す。図１６に示すボトムエミッション型の有機電界発光表示装置１００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に下方に向かう方向を示す。図１７に示すトップエミッション型の有機電界発光表示装置２００の場合、矢印で示した通り、発光層５からみて図面に平行に上方に向かう方向を示す。
【００５９】
本発明の有機電界発光表示装置は、フルカラーで表示し得る装置として構成されてもよい。本発明の有機電界発光表示装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する層構造を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の層構造による白色発光をカラーフィルタを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の層構造による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
【００６０】
また、上記方法により得られる異なる発光色の層構造を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
【００６１】
本発明の有機電界発光表示装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００６３】
＜光取出し効率の評価＞
（実施例１及び比較例１：１次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
有機電界発光表示部、光散乱層、及び半球状レンズを有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の計算モデルを図５ａ及び図５ｂに示す。図５ａは、本発明の有機電界発光表示装置の概要を説明するための概略断面図である。また、図５ｂは、図５ａに示す、半球状レンズ２２における半径Ｒ及び光散乱層２３における半球状レンズ２２の半径方向の幅ａとの関係を説明するための概略平面図である。
【００６４】
該図５ａに示すように、有機電界発光表示装置１は、発光部（画素）２１を有する光取出し面側に、光散乱層２３と、半球状レンズ２２とがこの順で配されて構成される。ここで、半球状レンズ２２における半径をＲとし、光散乱層２３における半球状レンズ２２の半径方向の幅をａとする（図５ｂ参照）。有機電界発光表示装置１は、１次のマイクロキャビティ構造を有する。
以上により実施例１における有機電界発光表示装置を構成した。
【００６５】
また、ａ及びＲの比であるａ／Ｒを０．１〜１までの数値範囲で０．１ずつ数値を変化させたａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１までの１０個の系を用いる。ａ／Ｒ＝０．１からａ／Ｒ＝０．９の系において、光散乱層２３は、半球状レンズ２２の中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層をなし、ａ／Ｒ＝１の系において、光散乱層２３は、円状の層をなす。
【００６６】
また、平面視矩形状からなる画素１１における最大辺長をＡとし、半球状レンズの直径をφとする（図５ａ参照）。
実施例１においては、Ａ及びφの比であるＡ／φを、０を超え１以下の数値範囲で０．１ずつ数値を変化させるときに、光取出し効率が前述したａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の系においてどのように推移するかを計算した。
光取出し効率は、半球状レンズ２２及び光散乱層２３を配さない状態における光取出し効率を１．０として、半球状レンズ２２及び光散乱層２３を配した状態の有機電界発光表示装置１の光取出し効率を相対的に評価する。
【００６７】
ａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の系における光取出し効率の推移の計算は、以下のように行った。
散乱層の効果を確認するために、光線追跡光学系設計ソフトウェアを用い、図５ａのモデルについて、半球レンズの屈折率ｎ＝１．８で、直径φ２ｍｍとして、半球レンズと発光層の距離ｄ＝０．２ｍｍで、発光部の屈折率ｎ＝１．８で、半球レンズの光入射する面に光散乱層２３を配置し、光散乱層２３における光の散乱は、ランバーシアン散乱であると仮定して、シミュレーションを行う。有機電界発光表示装置はマイクロキャビティを有するキャビティ次数ｍ＝１構造について、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源とし、また、図３ｂに示すような四角形発光面の最大辺長Ａを０〜２ｍｍの範囲で０．２ｍｍずつ変化させる。図５ｂに示すような散乱径ａが半球レンズの半径に対する比例係数を変化させ、発光部から発光した光が散乱層と半球レンズを通して、空気へ放射する光の放射パワー（Ｗ）と放射角度依存する放射強度（Ｗ／Ｓｔ.）を考察し、空気への放射光のパワーと発光部から発光した光のパワーの比は光取出し効率とする。
【００６８】
実施例１において、光散乱層２３を配さないこと以外は、実施例１と同様として、比較例１における有機電界発光表示装置を構成した。
この比較例１における有機電界発光表示装置の系における光取出し効率の推移の計算は、以下のように行った。
散乱層が無い場合も、同じソフトウェアを用い、図３ｂのモデルについて、半球レンズの屈折率ｎ＝１．８で、直径φ２ｍｍとして、半球レンズと発光層の距離ｄ＝０．２ｍｍで、発光部の屈折率ｎ＝１．８であると仮定して、シミュレーションを行う。有機電界発光表示装置はマイクロキャビティを有するキャビティ次数ｍ＝１構造について、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源とし、また、図３ｂに示すような四角形発光面の最大辺長Ａを０〜２ｍｍの範囲で０．２ｍｍずつ変化させる。発光部から発光した光が半球レンズを通して、空気へ放射する光の放射パワー（Ｗ）と放射角度依存する放射強度（Ｗ／Ｓｔ.）を考察し、空気への放射光のパワーと発光部から発光した光のパワーの比は光取出し効率として、放射角度が０度の放射強度は正面輝度とする。
【００６９】
実施例１及び比較例１における各有機電界発光表示装置における光取出し効率の実験結果を図６ａに示す。図６ａは、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
該図６ａに示されるように、実施例１における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、比較例１における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
また、実施例１における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．１の系については、Ａ／φが０．７を超えるときに、半球状レンズ２２を配さない状態における光取出し効率よりも低い光取出し効率を得ることができると推察される。
また、同様に、ａ／Ｒ＝０．２の系については、Ａ／φが０．８を超えるときに、半球状レンズ２を配さない状態における光取出し効率よりも低い光取出し効率を得ることができると推察される。
したがって、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置においては、ａ／Ｒが０．３以上であることが好ましい。
【００７０】
（実施例２及び比較例２：２次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
実施例１において、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示部に代えて、２次の有機電界発光表示部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２における有機電界発光表示装置を構成した。
この実施例２における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝２の光配向分布を有する光源に代え、２次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７１】
実施例２において、光散乱層を配さないこと以外は、実施例２と同様として、比較例２における有機電界発光表示装置を構成した。
この比較例２における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝２の光配向分布を有する光源に代え、２次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７２】
実施例２及び比較例２における各有機電界発光表示装置における光取出し効率の実験結果を図６ｂに示す。図６ｂは、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
該図６ｂに示されるように、実施例２における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、比較例２における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝２  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
また、実施例２における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、Ａ／φが０を超え１以下の全数値範囲で、半球状レンズを配さない状態における光取出し効率よりも低い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
【００７３】
（実施例３及び比較例３：３次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
実施例１において、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示部に代えて、３次の有機電界発光表示部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３における有機電界発光表示装置を構成した。
この実施例３における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝３の光配向分布を有する光源に代え、３次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７４】
実施例３において、光散乱層を配さないこと以外は、実施例３と同様として、比較例３における有機電界発光表示装置を構成した。
この比較例３における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝３の光配向分布を有する光源に代え、３次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７５】
実施例３及び比較例３における各有機電界発光表示装置における光取出し効率の実験結果を図６ｃに示す。図６ｃは、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
該図６ｃに示されるように、実施例３における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、比較例３における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝３  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
また、実施例３における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、Ａ／φが０を超え１以下の全数値範囲で、半球状レンズを配さない状態における光取出し効率よりも低い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
【００７６】
（実施例４及び比較例４：マイクロキャビティ構造を有しない（ＮｏＭＣ）場合）
実施例１において、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示部に代えて、マイクロキャビティ構造を有しない（ＮｏＭＣ）有機電界発光表示部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４における有機電界発光表示装置を構成した。
この実施例４における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝1の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したＮｏＭｃの光配向分布を有する光源に代え、マイクロキャビティ構造を有しない（ＮｏＭＣ）場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７７】
実施例４において、光散乱層を配さないこと以外は、実施例４と同様として、比較例４における有機電界発光表示装置を構成した。
この比較例４における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝1の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したＮｏＭｃの光配向分布を有する光源に代え、マイクロキャビティ構造を有しない（ＮｏＭＣ）場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、光取出し効率の計算を行った。
【００７８】
実施例４及び比較例４における各有機電界発光表示装置における光取出し効率の実験結果を図６ｄに示す。図６ｄは、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置における光取出し効率の推移を示す図である。
該図６ｄに示されるように、実施例４における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、比較例４における有機電界発光表示装置の系（ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
また、実施例４における有機電界発光表示装置のａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の全ての系において、Ａ／φが０を超え１以下の全数値範囲で、半球状レンズを配さない状態における光取出し効率よりも低い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。
【００７９】
更に、実施例１〜４及び比較例１〜４における各有機電界発光表示装置に対し、ａ／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の光取出し効率について、図６ｅを用いて説明する。図６ｅは、ａ／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の光取出し効率の推移を示す図である。
該図６ｅとして示す図においては、Ａ／φを０を超え１以下の数値範囲で０．１ずつ数値を変化させるとき、各有機電界発光表示装置に半球レンズと光散乱層ともなし場合、と、半球レンズありと光散乱層なし場合、と、半球レンズと光散乱層ともあり場合の光取出し効率の変化を示している。
【００８０】
該図６ｅに示されるように、実施例１〜４における有機電界発光表示装置においては、比較例１〜４における有機電界発光表示装置よりも高い光取出し効率が示され、高い光取出し効率を得ることができると推察される。また、実施例１〜４における有機電界発光表示装置においては、Ａ／φが０を超え１以下の全数値範囲で、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態の有機電界発光装置よりも高い光取出し効率を得ることができると推察される。
一方、比較例１〜４における有機電界発光表示装置においては、Ａ／φが０．５を超える辺りから、光取出し効率の低下が大きく、マイクロキャビティ構造を有しない比較例４における系（ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）では、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態の有機電界発光装置よりも光取出し効率が劣る結果が示され、充分な光取出し効率が得られないものと推察される。
【００８１】
＜正面輝度の評価＞
有機電界発光表示装置にとって、正面輝度は重要な性能パラメータとなる。正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率を得るとの観点から、実施例１〜４の有機電界発光表示装置において、好ましい正面輝度が得られる条件を検討する。
【００８２】
（実施例１及び比較例１：１次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
実施例１においては、ａ／Ｒを０．１〜１までの数値範囲で０．１ずつ数値を変化させたａ／Ｒ＝０．１〜ａ／Ｒ＝１までの１０個の系を用いる。また、実施例１においては、Ａ／φを、０．３〜１の数値範囲で０．１ずつ数値を変化させるときに、正面輝度が１〜ａ／Ｒ＝１の１０個の系においてどのように推移するかを計算した。
この実施例１における有機電界発光表示装置における正面輝度の計算は、以下のように行った。
散乱層の効果を確認するために、光線追跡光学系設計ソフトウェアを用い、図５ａのモデルについて、半球レンズの屈折率ｎ＝１．８で、直径φ２ｍｍとして、半球レンズと発光層の距離ｄ＝０．２ｍｍで、発光部の屈折率ｎ＝１．８で、半球レンズの光入射する面に光散乱層２３を配置し、光散乱層２３における光の散乱は、ランバーシアン散乱であると仮定して、シミュレーションを行う。有機電界発光表示装置はマイクロキャビティを有するキャビティ次数ｍ＝１構造について、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源とし、また、図３ｂに示すような四角形発光面の最大辺長Ａを０〜２ｍｍの範囲で０．２ｍｍずつ変化させる。図５ｂに示すような散乱径ａが半球レンズの半径に対する比例係数を変化させ、発光部から発光した光が散乱層と半球レンズを通して、空気へ放射する光の放射パワー（Ｗ）と放射角度依存する放射強度（Ｗ／Ｓｔ.）を考察し、空気への放射光のパワーと発光部から発光した光のパワーの比は光取出し効率として、放射角度が０度の放射強度は正面輝度とする。
【００８３】
比較例１においては、Ａ／φを、０．３〜１の数値範囲で０．１ずつ数値を変化させるときに、比較例１の系（ｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）における正面輝度がどのように推移するかを計算した。
この比較例１における有機電界発光表示装置における正面輝度の計算は、以下のように行った。
散乱層の効果を確認するために、光線追跡光学系設計ソフトウェアを用い、図５ａのモデルについて、半球レンズの屈折率ｎ＝１．８で、直径φ２ｍｍとして、半球レンズと発光層の距離ｄ＝０．２ｍｍで、発光部の屈折率ｎ＝１．８であると仮定して、シミュレーションを行う。有機電界発光表示装置はマイクロキャビティを有するキャビティ次数ｍ＝１構造について、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源とし、また、図３ｂに示すような四角形発光面の最大辺長Ａを０〜２ｍｍの範囲で０．２ｍｍずつ変化させ、発光部から発光した光が散乱層と半球レンズを通して、空気へ放射する光の放射パワー（Ｗ）と放射角度依存する放射強度（Ｗ／Ｓｔ.）を考察し、空気への放射光のパワーと発光部から発光した光のパワーの比は光取出し効率として、放射角度が０度の放射強度は正面輝度とする。
【００８４】
実施例１及び比較例１における有機電界発光表示装置における正面輝度の実験結果を図７ａ−１に示す。図７ａ−１は、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
該図７ａ−１に示されるように、Ａ／φが０．５を超えると、ａ／Ｒ＝０．１〜１の系のうち幾つかの系においては、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも、正面輝度が劣ることが確認される。
そのため、１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置において、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率を得るためには、ａ／Ｒが、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．５の関係を満たすことが好ましい。
【００８５】
図７ａ−２に、実施例１における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．５の系、及び比較例１における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）の正面輝度の推移を示す。該図７ａ−２は、図７ａ−１における、ａ／Ｒ＝０．３〜０．５の系、及びｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
該図７ａ−２に示されるように、実施例１における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．５の系では、比較例１における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝１  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）と同等の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。
また、実施例１における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．５の系では、Ａ／φが０．３〜１である全数値範囲で、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態と略同等であるか、それ以上の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。特にＡ／φが、次式、０．３≦Ａ／φ≦０．７の関係を満たす場合、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも高い正面輝度が得られることが示され、正面輝度及び光取出し効率のいずれにおいても優れた特性を得られることが推察される。
【００８６】
また、実施例１及び比較例１における有機電界発光表示装置において、一例として、a／Ｒ＝０．４の系に着目した正面輝度の変化を図８ａを用いて説明する。図８ａは、実施例１及び比較例１におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
該図８ａに示すように、実施例１における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ＆ｓｃａｔｔｅｒ）においては、比較例１における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）に劣らない正面輝度が得られ、更にＡ／φが０．８を超えると、比較例１における有機電界発光表示装置よりも高い正面輝度が得られると推察される。
【００８７】
（実施例２及び比較例２：２次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
実施例２における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝２の光配向分布を有する光源に代え、２次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
比較例２における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝２の光配向分布を有する光源に代え、２次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
【００８８】
実施例２及び比較例２における有機電界発光表示装置における正面輝度の実験結果を図７ｂ−１に示す。図７ｂ−１は、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
該図７ｂ−１に示されるように、Ａ／φが０．６を超えると、ａ／Ｒ＝０．１〜１の系のうち幾つかの系においては、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも、正面輝度が劣ることが確認される。
そのため、２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置において、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率を得るためには、ａ／Ｒが、次式、０．３≦ａ／Ｒ≦０．６の関係を満たすことが好ましい。
【００８９】
図７ｂ−２に、実施例２における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．６の系、及び比較例２における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝２  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）の正面輝度の推移を示す。該図７ｂ−２は、図７ｂ−１における、ａ／Ｒ＝０．３〜０．６の系、及びｍ＝２  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
該図７ｂ−２に示されるように、実施例２における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．６の系では、比較例２における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝２  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）と同等かそれ以上の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。
また、実施例２における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．３〜０．６の系では、Ａ／φが０．３〜１である全数値範囲で、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態と略同等であるか、それ以上の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。特にＡ／φが、次式、０．３≦Ａ／φ≦０．７の関係を満たす場合、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも高い正面輝度が得られることが示され、正面輝度及び光取出し効率のいずれにおいても優れた特性を得られることが推察される。
【００９０】
また、実施例２及び比較例２における有機電界発光表示装置において、一例として、a／Ｒ＝０．４の系に着目した正面輝度の変化を図８ｂを用いて説明する。図８ｂは、実施例２及び比較例２におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
該図８ｂに示すように、実施例２における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ＆ｓｃａｔｔｅｒ）においては、比較例２における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）に劣らない正面輝度が得られ、更にＡ／φが０．６を超えると、比較例２における有機電界発光表示装置よりも高い正面輝度が得られると推察される。
【００９１】
（実施例３及び比較例３：３次のマイクロキャビティ構造を有する場合）
実施例３における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝３の光配向分布を有する光源に代え、３次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
比較例３における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したｍ＝３の光配向分布を有する光源に代え、３次のマイクロキャビティ構造を有する場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
【００９２】
実施例３及び比較例３における有機電界発光表示装置における正面輝度の実験結果を図７ｃ−１に示す。図７ｃ−１は、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
該図７ｃ−１に示されるように、Ａ／φが０．７を超えると、ａ／Ｒ＝０．１〜１の系のうち幾つかの系においては、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも、正面輝度が劣ることが確認される。
そのため、３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置において、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率を得るためには、ａ／Ｒが、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦０．７の関係を満たすことが好ましい。
【００９３】
図７ｃ−２に、実施例３における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜０．７の系、及び比較例３における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝３  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）の正面輝度の推移を示す。該図７ｃ−２は、図７ｃ−１における、ａ／Ｒ＝０．４〜０．７の系、及びｍ＝３  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
該図７ｃ−２に示されるように、実施例３における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜０．７の系では、比較例３における有機電界発光表示装置の系（ｍ＝３  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）と同等かそれ以上の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。
また、実施例３における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜０．７の系では、Ａ／φが０．３〜１である全数値範囲で、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態と略同等であるか、それ以上の正面輝度が示され、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率が得られることが推察される。特にＡ／φが、次式、０．３≦Ａ／φ≦０．７の関係を満たす場合、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態よりも高い正面輝度が得られることが示され、正面輝度及び光取出し効率のいずれにおいても優れた特性を得られることが推察される。
【００９４】
また、実施例３及び比較例３における有機電界発光表示装置において、一例として、a／Ｒ＝０．４の系に着目した正面輝度の変化を図８ｃを用いて説明する。図８ｃは、実施例３及び比較例３におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
該図８ｃに示すように、実施例３における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ＆ｓｃａｔｔｅｒ）においては、比較例３における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）に劣らない正面輝度が得られ、更にＡ／φが０．６を超えると、比較例３における有機電界発光表示装置よりも高い正面輝度が得られると推察される。
【００９５】
（実施例４及び比較例４：マイクロキャビティ構造を有しない場合）
実施例４における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したＮｏＭｃの光配向分布を有する光源に代え、マイクロキャビティ構造を有しない場合の計算手法を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
比較例４における有機電界発光表示装置に対して、発光部から発光した光が図２に示したｍ＝１の光配向分布を有する光源を発光部から発光した光が図２に示したＮｏＭｃの光配向分布を有する光源に代え、マイクロキャビティ構造を有しない場合の計算手法を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、正面輝度の計算を行った。
【００９６】
実施例４及び比較例４における有機電界発光表示装置における正面輝度の実験結果を図７ｄ−１に示す。図７ｄ−１は、マイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置における正面輝度の推移を示す図である。
該図７ｄ−１に示されるように、Ａ／φが０．３〜１の全数値範囲で、半球状レンズ及び散乱層を配さない状態と略同等か、それ以上の正面輝度を得ることができることが確認される。
３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置において、正面輝度を維持しつつ、高い光取出し効率を得るためには、ａ／Ｒが、次式、０．４≦ａ／Ｒ≦１の関係を満たすことが好ましい。
【００９７】
図７ｄ−２に、実施例４における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜１の系、及び比較例４における有機電界発光表示装置の系（ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）の正面輝度の推移を示す。該図７ｄ−２は、図７ｄ−１における、ａ／Ｒ＝０．４〜１の系、及びｍ＝ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙの系の正面輝度の推移を抜出して示した図である。
該図７ｄ−２に示されるように、実施例４における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜１の系では、比較例４における有機電界発光表示装置の系（ＮｏＭＣ  ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い正面輝度が示され、正面輝度及び光取出し効率のいずれにおいても優れた性能が得られることが推察される。
また、実施例４における有機電界発光表示装置の系のうち、ａ／Ｒ＝０．４〜１の系では、Ａ／φが０．３〜１である全数値範囲で、半球状レンズ及び光散乱層を配さない状態よりも高い正面輝度が示され、正面輝度及び光取出し効率のいずれにおいても優れた性能が得られることが推察される。
【００９８】
また、実施例４及び比較例４における有機電界発光表示装置において、一例として、a／Ｒ＝０．４の系に着目した正面輝度の変化を図８ｄを用いて説明する。図８ｄは、実施例４及び比較例４におけるa／Ｒ＝０．４の系に着目した場合の正面輝度の推移を示す図である。
該図８ｄに示すように、実施例４における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ＆ｓｃａｔｔｅｒ）においては、ａ／Ｒ＝０．３〜１までの全範囲で、比較例４における有機電界発光表示装置（ｌｅｎｓ  ｏｎｌｙ）よりも高い正面輝度が得られると推察される。
【００９９】
（製造例１−１：ボトムエミッション型の有機電界発光表示部）
ボトムエミッション型の構造を有する下記４種類の有機電界発光表示部（１）〜（４）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【０１００】
＜有機電界発光表示部（１）の作製：２次のマイクロキャビティ構造を有する場合＞
ガラス基板として、厚みｄが０．２ｍｍ、屈折率が１．８のＳ−ＴＩＨ６（オハラ社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、Ａｇを、厚みが２０ｎｍとなるように真空蒸着した。
次に、陽極上に、２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３と７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように真空蒸着し、ホール注入層を形成した。
次に、ホール注入層上に、２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚さとなるように真空蒸着し、第１のホール輸送層を形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、α−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように真空蒸着し、第２のホール輸送層を形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように真空蒸着し、第３のホール輸送層を形成した。
【化１】
0005566069.tif 000003
【０１０１】
次に、第３のホール輸送層上に、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａとを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように共蒸着し、発光層を形成した。
【化２】
0005566069.tif 000004
【０１０２】
次に、発光層上に、ＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ(２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ)−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが３９ｎｍとなるように真空蒸着し、第１の電子輸送層を形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、ＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１,１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第２の電子輸送層を形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、ＬｉＦを厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第１の電子注入層を形成した。
次に、第１の電子注入層上に、Ａｌを厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第２の電子注入層を形成した。
次に、第２の電子注入層上に、Ａｌを厚みが１００ｎｍとなるように真空蒸着し、陰極を形成した。
以上により、有機電界発光表示部（１）を作製した。得られた有機電界発光表示部（１）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１０３】
＜有機電界発光表示部（２）の作製：３次のマイクロキャビティ構造を有する場合＞
有機電界発光表示部（１）において、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから２７１ｎｍに変えたこと以外は、有機電界発光表示部（１）と同様にして、有機電界発光表示部（２）を作製した。
得られた有機電界発光表示部（２）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１０４】
＜有機電界発光表示部（３）の作製；マイクロキャビティ構造を有しない場合＞
有機電界発光表示部（１）において、陽極の形成として、Ａｇを厚み２０ｎｍに真空蒸着することに代えて、ＩＴＯを厚み１００ｎｍに真空蒸着すること以外は、有機電界発光表示部（１）と同様にして、有機電界発光表示部（３）を作製した。
得られた有機ＥＬ素子（３）は、マイクロキャビティ構造を有しない構造であった。
【０１０５】
＜有機電界発光表示部（４）の作製；１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機電界発光表示部（１）において、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから１１ｎｍに変えたこと以外は、有機電界発光表示部（１）と同様にして、有機電界発光表示部（４）を作製した。
得られた有機電界発光表示部（４）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１０６】
（比較例５〜８）
以上により、作製したボトムエミッション型の各有機電界発光表示部（１）〜（４）は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものである。
次に、各有機電界発光表示部（１）〜（４）のそれぞれに対し、その光取出し面としてのガラス基板上に、十分に径の大きい（半径１０ｍｍ）、屈折率１．８のシリンダーレンズをマッチングオイル（屈折率＝１．８）で装着し、比較例５〜８における有機電界発光表示装置を製造した。
なお、比較例５における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（１）を有する２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。比較例６における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（２）を有する３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。比較例７における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（３）を有するマイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置（ＮｏＭＣ）である。比較例８における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（４）を有する１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置である。
【０１０７】
製造した比較例５〜８における有機電界発光表示装置の概要を図９ａ及び図９ｂを用いて説明する。図９ａは、比較例に係る有機電界発光表示装置の概要を示す説明図であり、図９ｂは、図９ａにおける光の取出しを説明するための図である。
発光部（画素）２１の最大辺長Ａは、２ｍｍである。また、発光部（画素）２１からの発光が隣の画素のレンズに出射されないように、発光部（画素）２１とレンズ２２との間の距離をｄとして、該距離ｄとレンズの直径φとの比ｄ／φが１／１０を超えないにした。
このように構成される有機電界発光表示装置は、発光部（画素）２１から出射される光がガラス基板底部に配されたレンズ２２から取出される。
【０１０８】
比較例５〜８における有機電界発光表示装置について、以下のようにして、配光分布を測定した。この測定結果に基づき、ガラス内での光の角度分布を知ることができる。結果を図２に示す。
【０１０９】
＜配光分布の測定方法＞
シリコンディテクターをゴニオメータに装着し、各有機ＥＬ素子を発光させて、ゴニオメータの角度と、ディテクターからの光強度に対応する電圧信号との関係を測定し、配光分布を求める。
【０１１０】
図２の結果から、比較例５〜８における有機電界発光表示装置におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）が、有機電界発光表示装置の構造によって大きく変化することが分かる。
【０１１１】
ここで、比較例５〜８における有機電界発光表示装置の光取出し面に、光取出し部材としてのレンズが装着されていない場合は、ガラスと空気の界面の全反射角度は±３３°であり、この角度より大きい角度に光は空気中に放射されない（図３ａ参照）。
【０１１２】
次に、比較例５〜８における有機電界発光表示装置において、光取出し部材としてのレンズを装着した場合について検討する。
図９ａに示すように、発光層（発光層）２１がレンズ２２の中心に近い場合には、ほとんどの光は空気中に放射される。一方、図９ｂに示すように、発光層（発光層）２１がレンズ２２の中心から外れる場合には、ほとんどの光は空気中に放射されずレンズ内で全反射を繰り返す。
したがって、ガラス中に正面に向く光が多いほどレンズの中心から反れた場合の全反射光量が増えるので光取出し効率は下がる傾向がある。
【０１１３】
また、レンズの直径φと、画素の１辺の最大長さＡとの比（Ａ／φ）が十分小さいと、ほとんどの光は放射されるが、前記比（Ａ／φ）が１に近づくと、放射される光が減少してしまうことが予測される。
この問題を解決するために、発光層と、半球状レンズとの間に光散乱層を配することとする。
【０１１４】
（実施例５〜８）
前記作製した有機電界発光表示部（１）〜（４）のそれぞれに対して、発光層（画素）に対応する位置のガラス基板上に、ＴｉＯ２微粒子を透明レジスト中に１６質量％分散させた分散液を塗布し、製膜した後、露光及び現像して、中心に１ｍｍ×１ｍｍの開口を有する光散乱層を形成した。
ここで、前記分散液は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡ、和光社製）と、ＤＰＨＡ（ｎ＝１．５４、日本化薬社製）とを１７：３（ＰＧＭＡ：ＤＰＨＡ）の質量比で混合したＤＰＨＡ溶液を調製し、該ＤＰＨＡ溶液１質量部に対して、質量平均粒子径３００ｎｍの酸化チタン（ｎ＝２．６、石原産業製）を０．０５質量部加えた後、超音波分散させて調製した。
また、前記分散液の製膜は、ガラス基板上にフッ化マグネシウム膜（ｎ＝１．３７）を蒸着して製膜した後、この上から前記分散液をスピンコートにより塗布し、２００℃で乾燥することで行った。前記分散液の乾燥膜厚は、８００ｎｍであった。
上記のように光散乱層を形成後、光散乱層の開口中心がレンズの中心軸に合うように、インプリントプロセスにより半球状レンズを形成し、有機電界発光表示部（１）〜（４）のそれぞれに対して光散乱層と半球状レンズとを配した実施例５〜８における有機電界波光表示装置を製造した。
なお、実施例５における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（１）を有する２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。実施例６における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（２）を有する３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。実施例７における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（３）を有するマイクロキャビティ構造を有しない有機電界発光表示装置（ＮｏＭＣ）である。実施例８における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（４）を有する１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置である。
【０１１５】
前記実施例５〜８におけるボトムエミッション型の有機電界発光表示装置の概要を図９ｃ及び図９ｄに示す。図９ｃは、ボトムエミッション型の実施例に係る有機電界発光表示装置の概要を説明するための説明図であり、図９ｄは、図９ａを平面から視た場合の説明図である。
該図９ａに示すように、最大辺長がＡである発光部（画素）２１に対応する位置に、光散乱層２３が配され、該光散乱層２３上に半球状レンズ２２が配される。この図９ｃの例では、光散乱層２１が半球状レンズ２２の中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層として形成される（図９ｄ参照）。
【０１１６】
（製造例１−２：ボトムエミッション型の有機電界発光表示装置）
実施例５〜８では、光取出し面としてのガラス基板上に、光散乱層と、半球状レンズとをこの順で形成する有機電界発光表示装置の製造例を説明したが、このようなの製造例の構成に代えて、光散乱層を、光取出し面としてのガラス基板と発光層との間に配する構成としてもよい。このような構成に基づき、下記実施例９〜１２における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１１７】
（実施例９）
実施例５において、有機電界発光表示部（１）のガラス基板上に、陽極を形成することに代えて実施例５と同様の方法により光散乱層を形成し、該光散乱層上に陽極を形成したこと、及び有機電界発光表示部（１）の前記光散乱層が形成された面と反対側の面上に、直接半球状レンズを形成したこと以外は、実施例５と同様にして、実施例９における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１１８】
（実施例１０）
実施例６において、有機電界発光表示部（２）のガラス基板上に、陽極を形成することに代えて実施例６と同様の方法により光散乱層を形成し、該光散乱層上に陽極を形成したこと、及び有機電界発光表示部（２）の前記光散乱層が形成された面と反対側の面上に、直接半球状レンズを形成したこと以外は、実施例６と同様にして、実施例１０における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１１９】
（実施例１１）
実施例７において、有機電界発光表示部（３）のガラス基板上に、陽極を形成することに代えて実施例７と同様の方法により光散乱層を形成し、該光散乱層上に陽極を形成したこと、及び有機電界発光表示部（３）の前記光散乱層が形成された面と反対側の面上に、直接半球状レンズを形成したこと以外は、実施例７と同様にして、実施例１１における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２０】
（実施例１２）
実施例８において、有機電界発光表示部（４）のガラス基板上に、陽極を形成することに代えて実施例８と同様の方法により光散乱層を形成し、該光散乱層上に陽極を形成したこと、及び有機電界発光表示部（４）の前記光散乱層が形成された面と反対側の面上に、直接半球状レンズを形成したこと以外は、実施例８と同様にして、実施例１２における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２１】
更に、実施例５〜８においては、ＴｉＯ２微粒子を透明レジスト中に１６質量％分散させた分散液を用いた光散乱層の形成例を記載したが、このようなの形成例に代えて、光散乱層を、凹凸層により形成することとしてもよい。このような構成に基づき、下記実施例１３〜１６における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２２】
（実施例１３）
実施例５における、光散乱層の形成方法に代えて、以下の形成方法により光散乱層を形成したこと以外は、実施例５と同様にして、実施例１３における有機電界発光表示装置を製造した。
即ち、屈折率約１．５のガラス基板上に、リソグラフィー及び塩素系ガス（ＢＣｌ３、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌのいずれか、もしくはこれらの混合ガス）によるドライエッチングによりＣｒ金属パターンを作製した後、更にフッ素系ガス（ＨＦ、ＳｉＦ４、ＳＦ４のいずれか、もしくはこれらの混合ガス）によるドライエッチングを行い、周期１．８μｍ、幅１．４μｍ、高さ１．２μｍの凸部を有する凹凸からなる光散乱層を形成した。次いで、この上に、高屈折材料（ＳｉＯＮ、高純度化学社製、屈折率：１．７〜１．９）をＣＶＤ法により、厚み２μｍ程度に製膜し、前記凹凸を平坦化させた光散乱層を形成した。このガラス基板の光散乱層を形成した面と反対側のバック面を研磨して、陽極を含む諸層を形成し、光散乱層上に半球状レンズを形成した。
【０１２３】
（実施例１４）
実施例６における光散乱層の形成方法に代えて、実施例１３における光散乱層の形成方法により光散乱層を形成したこと以外は、実施例６と同様にして、実施例１４における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２４】
（実施例１５）
実施例７における光散乱層の形成方法に代えて、実施例１３における光散乱層の形成方法により光散乱層を形成したこと以外は、実施例７と同様にして、実施例１５における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２５】
（実施例１６）
実施例８における光散乱層の形成方法に代えて、実施例１３における光散乱層の形成方法により光散乱層を形成したこと以外は、実施例８と同様にして、実施例１６における有機電界発光表示装置を製造した。
【０１２６】
（製造例２：トップエミッション型の有機電界発光表示装置）
トップエミッション型の構造を有する下記４種類の有機電界発光表示部（５）〜（７）を、以下のようにして、それぞれ作製した。
【０１２７】
＜有機電界発光表示部（５）の作製；２次のマイクロキャビティ構造を有する場合＞
ガラス基板として、厚みが０．７ｍｍ、屈折率が１．５のイーグル２０００（コーニング社製）を用いた。
次に、ガラス基板上に、Ａｌを、厚みが１００ｎｍとなるように真空蒸着し、陽極を形成した。
次に、陽極上に、２−ＴＮＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕とＭｎＯ３を７：３の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように真空蒸着し、ホール注入層を形成した。
次に、ホール注入層上に、２−ＴＮＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ−７，７，８，８ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）を１．０％ドープして１４１ｎｍの厚さとなるように真空蒸着し、第１のホール輸送層を形成した。
次に、第１のホール輸送層上に、α−ＮＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−（ジナフチルフェニルアミノ）ピレン〕を、厚みが１０ｎｍとなるように真空蒸着し、第２のホール輸送層を形成した。
次に、第２のホール輸送層上に、第３のホール輸送層として下記構造式で表されるホール輸送材料Ａを、厚みが３ｎｍとなるように真空蒸着し、第３のホール輸送層を形成した。
【化１】
0005566069.tif 000005
【０１２８】
次に、第３のホール輸送層上に、発光層を、ホスト材料としてＣＢＰ（４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル）と、発光材料として下記構造式で表される発光材料Ａを、８５：１５の割合で、厚みが２０ｎｍとなるように、真空共蒸着により形成した。
【化２】
0005566069.tif 000006
【０１２９】
次に、発光層上に、ＢＡｌｑ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ(ＩＩＩ)ｂｉｓ(２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ)−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ）を、厚みが３９ｎｍとなるように真空蒸着し、第１の電子輸送層を形成した。
次に、第１の電子輸送層上に、ＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙl−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ）を、厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第２の電子輸送層を形成した。
次に、第２の電子輸送層上に、ＬｉＦを、厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第１の電子注入層を形成した。
次に、第１の電子注入層上に、Ａｌを、厚みが１ｎｍとなるように真空蒸着し、第２の電子注入層を形成した。
次に、第２の電子注入層上に、Ａｇを、厚みが２０ｎｍとなるように真空蒸着し、陰極を形成した。
次に、陰極上に、ＳｉＯＮを蒸着して厚み３，０００ｎｍの封止層を形成し、有機電界発光表示部（５）を形成した。得られた有機電界発光表示部（５）は、光学長Ｌ（λ）が２λ（ただし、λは発光波長を表す）である２次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１３０】
＜有機電界発光表示部（６）の作製：３次のマイクロキャビティ構造を有する場合＞
有機電界発光表示部（５）において、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから２７１ｎｍに変えたこと、及び、封止層上に、有機フッ素材料（（Ｃ６Ｆ１０Ｏ）ｎ）を厚みが３，０００ｎｍとなるようにスピンコートして、溌油層を形成したこと以外は、有機電界発光表示部（５）と同様にして、有機電界発光表示部（６）を作製した。
得られた有機電界発光表示部（６）は、光学長Ｌ（λ）が３λ（ただし、λは発光波長を表す）である３次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１３１】
＜有機電界発光表示部（７）の作製；１次のマイクロキャビティ構造である場合＞
有機電界発光表示部（５）において、第１のホール輸送層の厚みを１４１ｎｍから１１ｎｍに変えたこと以外は、有機電界発光表示部（５）と同様にして、有機電界発光表示部（７）を作製した。
得られた有機電界発光表示部（７）は、光学長Ｌ（λ）が１λ（ただし、λは発光波長を表す）である１次のマイクロキャビティ構造を有していた。
【０１３２】
（比較例９〜１１）
以上により、作製したトップエミッション型の各有機電界発光表示部（５）〜（７）は、緑（約５３０ｎｍ）の発光に最適化したものである。
次に、各有機電界発光表示部（５）〜（７）のそれぞれに対し、その光取出し面としての封止層ＳｉＯＮ上に、十分に径の大きい（半径１０ｍｍ）、屈折率１．８のシリンダーレンズをマッチングオイル（屈折率＝１．８）で装着し、比較例９〜１２における有機電界発光表示装置を製造した。
なお、比較例９における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（５）を有する２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。比較例１０における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（６）を有する３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。比較例１１における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（７）を有する１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置である。
【０１３３】
製造した比較例９〜１１における有機電界発光表示装置における発光層（画素）の最大辺長Ａは、２ｍｍである。また、発光層（画素）からの発光が隣の画素のレンズに出射されないように、発光層（画素）とレンズとの間の距離をｄとして、該距離ｄとレンズの直径φとの比ｄ／φが１／１０を超えないにした。
このように構成される有機電界発光表示装置は、発光層（画素）から出射される光が封止層ＳｉＯＮの上に配されたレンズから取出される。
【０１３４】
比較例９〜１１における有機電界発光表示装置について、以下のようにして、配光分布を測定した。この測定結果に基づき、ガラス内での光の角度分布を知ることができる。結果を図２に示す。なお、配光分布の測定方法は、ボトムエミッション型の有機電界発光表示装置における測定方法と同様である。
【０１３５】
図２の結果から、比較例９〜１１における有機電界発光表示装置におけるガラス内での配光分布（光の角度分布）が、有機電界発光表示装置の構造によって大きく変化することが分かる。
ここで、比較例９〜１１における有機電界発光表示装置の光取出し面に、光取出し部材としてのレンズが装着されていない場合は、ガラスと空気の界面の全反射角度は±３３°であり、この角度より大きい角度に光は空気中に放射されない（図３ａ参照）。
【０１３６】
次に、比較例９〜１１における有機電界発光表示装置において、光取出し部材としてのレンズを装着した場合について検討する。
図３ｂに示すように、発光層（発光層）２１がレンズ２２の中心に近い場合には、ほとんどの光は空気中に放射される。一方、図３ｃに示すように、発光層（発光層）２１がレンズ２２の中心から外れる場合には、ほとんどの光は空気中に放射されずレンズ内で全反射を繰り返す。
したがって、ガラス中に正面に向く光が多いほどレンズの中心から反れた場合の全反射光量が増えるので光取出し効率は下がる傾向がある。
また、レンズの直径φと、画素の１辺の最大長さＡとの比（Ａ／φ）が十分小さいと、ほとんどの光は放射されるが、前記比（Ａ／φ）が１に近づくと、放射される光が減少してしまうことが予測される。
この問題を解決するために、発光層と、半球状レンズとの間に光散乱層を配することとする。
【０１３７】
（実施例１７〜１９）
前記作製した有機電界発光表示部（５）〜（７）のそれぞれに対して、発光層（画素）に対応する位置の封止膜ＳｉＯＮ上に、ＴｉＯ２微粒子を透明レジスト中に１６質量％分散させた分散液を塗布し、製膜した後、露光及び現像して、中心に１ｍｍ×１ｍｍの開口を有する光散乱層を形成した。
ここで、前記分散液は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡ、和光社製）と、ＤＰＨＡ（ｎ＝１．５４、日本化薬社製）とを１７：３（ＰＧＭＡ：ＤＰＨＡ）の質量比で混合したＤＰＨＡ溶液を調製し、該ＤＰＨＡ溶液１質量部に対して、質量平均粒子径３００ｎｍの酸化チタン（ｎ＝２．６、石原産業製）を０．０５質量部加えた後、超音波分散させて調製した。
また、前記分散液の製膜は、ガラス基板上にフッ化マグネシウム膜（ｎ＝１．３７）を蒸着して製膜した後、この上から前記分散液をスピンコートにより塗布し、２００℃で乾燥することで行った。前記分散液の乾燥膜厚は、８００ｎｍであった。
上記のように光散乱層を形成後、光散乱層の開口中心がレンズの中心軸に合うように、インプリントプロセスにより半球状レンズを形成し、有機電界発光表示部（５）〜（７）のそれぞれに対して光散乱層と半球状レンズとを配した実施例１７〜１９における有機電界波光表示装置を製造した。
なお、実施例１７における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（５）を有する２次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。実施例１８における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（６）を有する３次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置（ｍ＝２）である。実施例１９における有機電界発光表示装置が有機電界発光表示部（７）を有する１次のマイクロキャビティ構造を有する有機電界発光表示装置である。
【０１３８】
前記実施例１７〜１９におけるトップエミッション型の有機電界発光表示装置の概要を図１４ａ及び図１４ｂに示す。図１４ａは、トップエミッション型の実施例に係る有機電界発光表示装置の概要を説明するための説明図であり、図１４ｂは、図１４ａを平面から視た場合の説明図である。
該図１４ａに示すように、最大辺長がＡである発光部（画素）２１上に、光散乱層２３が配され、該光散乱層２３上に半球状レンズ２２が配される。この図１４ａの例では、光散乱層２３が半球状レンズ２２の中心軸を中心とする円形領域に開口を有する円環状の層として形成される（図１４ｂ参照）。
【０１３９】
以上、説明した実施例１〜１９においては、緑色（約５３０ｎｍ）１色の画素を有する有機電界発光表示装置を製造したが、発光層の材料を適宜変更することにより、青色（約４７０ｎｍ）及び赤色（約６３０ｎｍ）の画素を有する有機電界発光表示装置を製造することができ、更に、赤色、緑色、及び青色の３画素を有するフルカラー有機電界発光表示装置を製造することができる。
即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のＲＧＢの３画素を有するデバイスを作製した場合、ＲＧＢ３画素について半球状レンズを配置する場合は、図１０に示すように、ＲＧＢ３画素の一つ一つの各画素を半球状レンズで取り囲んでもよく、図１１に示すように、ＲＧＢ３画素を一単位として半球状レンズで取り囲んでもよく、図１２に示すようにＲＧＢ３画素の一つ一つの各画素に対して複数の半球状レンズを有するレンズアレーを配してもよい。また、図１３に示すように、画素が正方形でなく、辺の長さが異なる長方形の場合には長い方の辺を発光層（発光層）の１辺の最大長さＡとして採用する。
【０１４０】
また、半球状レンズの直径φが、発光層の１辺の最大長さＡよりも大きすぎるとディスプレイとしたときの開口率が低下してしまうので、図１５に示す有機電界発光表示装置の開口率（Ｂ／Ｍ）が３０％以上であることが好ましい。
【０１４１】
また、実施例１〜１６では、発光層（発光層）の１辺の最大長さＡが２ｍｍ（正方状：２ｍｍ□）のボトムエミッション型の有機電界発光表示装置を製造したが、該Ａと半球状レンズの直径φとの比であるＡ／φ、及び発光層（画素）と半球状レンズとの間の距離ｄが維持されていれば光学的性質は等価である。
実際、発光層（発光層）の１辺の最大長さＡを２００μｍ（正方状：２００ｍｍ□）として、前記Ａ／φ、及び前記ｄが維持されるように有機電界発光表示装置を製造したが、同じ特性が得られた。なお、この際、ｄの距離を有するガラス基板として厚み２０μｍ（ｄ＝２０μｍ）のものを用いて実験を行った。
【０１４２】
また、実施例１７〜１９では、発光層（発光層）の１辺の最大長さＡが２ｍｍ（正方状：２ｍｍ×２ｍｍ）のトップエミッション型の有機電界発光表示装置を製造したが、該Ａと半球状レンズの直径φとの比であるＡ／φが維持されていれば光学的性質は等価である。
実際、発光層（発光層）の１辺の最大長さＡを２００μｍ（正方状：２００μｍ×２００μｍ）として、前記Ａ／φが維持されるように有機電界発光表示装置を製造し、同様に評価したが、同じ特性が得られた。
なお、実施例１〜１９及び比較例１〜１１における有機電界発光表示装置における輝度の測定方法及び光取り出し効率の測定方法を以下に示す。
【０１４３】
＜輝度の測定方法＞
シリコンディテクターをゴニオメータに装着し、各有機ＥＬ素子を発光させて、ゴニオメータの角度と、ディテクターからの光強度に対応する電圧信号との関係を測定し、配光分布を求める。角度０度の光強度から輝度を求めた。
【０１４４】
＜光取り出し効率の測定方法＞
ＥＬ素子に発光面積より十分大きい直径を有し、屈折率が１．８である半球レンズを装着し積分球を用いて全角度成分の光を取り込み光強度を測定する。このときの光強度を１とする。対象測定素子を積分球を用いて全角度成分の光を取り込み光強度を測定する。このときの光強度が光取り出し効率である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明の有機電界発光表示装置は、優れた光取出し効率が得られ、高い正面輝度を有することから、ボトムエミッション型有機電界発光表示装置、及びトップエミッション型有機電界発光表示装置のいずれにも好適に用いられ、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１４６】
１      ガラス基板
２      陽極
３      ホール注入層
４      ホール輸送層
５      発光層
６      電子輸送層
７      電子注入層
８      陰極
９、２２      半球状レンズ
１０      バリア層
２１      発光部（画素）
２３      光散乱層
１、５０、６０、７０、８０、１００、２００      有機電界発光表示装置
１０１、２０１      有機電界発光素子
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
0005566069.tif 000009
【図１ｄ】
0005566069.tif 000010
【図２】
0005566069.tif 000011
【図３ａ】
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【図３ｂ】
0005566069.tif 000013
【図３ｃ】
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【図３ｄ】
0005566069.tif 000015
【図４ａ】
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【図４ｂ】
0005566069.tif 000017
【図５ａ】
0005566069.tif 000018
【図５ｂ】
0005566069.tif 000019
【図６ａ】
0005566069.tif 000020
【図６ｂ】
0005566069.tif 000021
【図６ｃ】
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【図６ｄ】
0005566069.tif 000023
【図６ｅ】
0005566069.tif 000024
【図７ａ−１】
0005566069.tif 000025
【図７ａ−２】
0005566069.tif 000026
【図７ｂ−１】
0005566069.tif 000027
【図７ｂ−２】
0005566069.tif 000028
【図７ｃ−１】
0005566069.tif 000029
【図７ｃ−２】
0005566069.tif 000030
【図７ｄ−１】
0005566069.tif 000031
【図７ｄ−２】
0005566069.tif 000032
【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
0005566069.tif 000036
【図９ａ】
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【図９ｂ】
0005566069.tif 000038
【図９ｃ】
0005566069.tif 000039
【図９ｄ】
0005566069.tif 000040
【図１０】
0005566069.tif 000041
【図１１】
0005566069.tif 000042
【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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