(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基材と、透光性基材の表面に形成された複合薄膜と、複合薄膜の表面に形成された、光または電気エネルギーによって発光する有機もしくは無機の発光体の薄膜とを備えた面発光体であって、複合薄膜がバインダー及び２種類の充填材を含んで形成され、バインダーの屈折率をＮｂ、２種類の充填材のうち一方の屈折率をＮｆ1、他方の屈折率をＮｆ2としたときに、屈折率Ｎｆ1が１．２以上１．４０以下、屈折率Ｎｆ2が２．００以下であって、Ｎｆ2＞Ｎｂ＞Ｎｆ1の関係を満たし、且つ、２種類の充填材の平均粒子径がそれぞれ、５〜２００ｎｍの範囲であり、２種類の充填材の平均粒子径の差が１５〜５０ｎｍの範囲であり、複合薄膜の屈折率は透光性基材の屈折率と同等以下であることを特徴とする面発光体。
【請求項２】
複合薄膜のヘイズ値（（拡散透過率／全透過率）×１００）が２〜５０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項３】
２種類の充填材の屈折率Ｎｆ1，Ｎｆ2の差｜Ｎｆ2−Ｎｆ1｜が、０．５以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光体。
【請求項４】
２種類の充填材において、一方の充填材の平均粒子径と他方の充填材の平均粒子径は２倍以上の差があることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面発光体。
【請求項５】
発光体が電気エネルギーによって励起されて発光するものであり、複合薄膜の表面に塗布法により透明電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の面発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ディスプレイ、表示素子、液晶用バックライト、照明用光源等に用いられる面発光体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種ディスプレイ、表示素子、バックライト、照明等の光源として用いられる、光や電気エネルギーによって発光する面発光体は、高輝度、高効率、薄型、軽量といった数多くの優れた特徴を有することから、近年注目されている。このような面発光体のなかでも、有機材料を用いて正負の各極からの電気エネルギーによって発光させる有機ＥＬ素子は、数Ｖ程度の低電圧で高輝度の面発光が可能であること、発光物質の選択により任意の色調での発光が可能であること等の理由により、実用化に向けた研究開発が精力的に試みられている。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ素子のように薄膜からなる発光素子の場合、発光体の薄膜である発光層の屈折率と発光した光が出射する際に通過する媒質との屈折率により決まる光の出射角が臨界角以上の発光は、全反射して内部に閉じ込められ、導波光として失われる。古典光学的なスネルの法則による計算では、発光層の屈折率をｎとしたとき、発生した光が外部に取り出される光取り出し効率ηは、η≒１／（２ｎ２）で近似される。例えば発光層の屈折率が１．７であるとすると、η≒１７％程度となり、８０％以上の光は導波光として有機ＥＬ素子の側面方向の損失光として失われることになって、有機発光素子からの光の取り出し効率は非常に低くなる。
【０００４】
また発光物質に蛍光材料を用いた有機ＥＬ素子の場合、各電極から注入された電荷の再結合により生成する励起子のうち、発光に関与するのは一重項励起子のみであり、その生成確率は１／４である。すなわちこれだけを考慮しても、効率は５％程度とかなり低いものになってしまう。これに対して、近年、発光層自体の発光効率を上げる方法として、三重項励起子からの燐光からも発光が得られる発光材料の開発も進んでおり、飛躍的に量子効率を向上できる可能性も見出されている。
【０００５】
しかし、このように量子効率が向上しても、光の取り出し効率が低いと、それに乗ずる形で有機ＥＬ素子の発光効率を低下させてしまうことになる。言い換えると、取り出し効率が改善されれば、相乗効果として飛躍的に発光効率を向上できる可能性があるということである。
【０００６】
そして上記のように約８０％にもおよぶ損失光は、透光性の基板の表面に透明電極を介して発光層を積層して形成される有機ＥＬ素子の場合、（１）基板と空気との界面での全反射、（２）透明電極と基板との界面での全反射、によるものが大きいとされている。つまり高屈折の媒質から低屈折の媒質に光が入射する場合、全反射の概念によって臨界角以上の伝送角をもつ光は、その界面で全反射されその内部に閉じ込められるというものである。（１）の基板と空気界面での全反射と、（２）の透明電極と基板界面での全反射の割合を、立体角を考慮して計算すると、前者が約３５％、後者が約４５％になる。
【０００７】
従って現在、光取り出し効率を改善する手段として、（１）基板と空気の界面の改質、（２）透明電極と基板の界面の改質の２つの手段が考えられている。（１）に関しては、基板表面に散乱層やレンズ構造を設けることで取り出し効率を向上させる方法（例えば特許文献１参照）や回折格子などを形成する方法（例えば特許文献２参照）等が提案されている。
【０００８】
（２）に関しても、様々な方法が提案されている。例えば、数μｍ以上の粒子を含んだ拡散層を透明電極と基板の界面に設ける方法などが提案されている。しかしながら、数μｍ以上の粒子を含んだ拡散層は表面の粗さが非常に大きいものとなり、たかだか数百ｎｍの膜厚で構成される有機ＥＬ素子において、ショートなどの素子不良が多発し、信頼性の低いものになってしまうという問題がある。また特許文献３では、基板の表面にバインダーと充填材を含んだ複合薄膜を形成することにより、光取り出し効率を向上させることが提案されている。しかしこの場合も、光の取り出し効率がまだ十分であるとはいえず、更なる取り出し効率の向上が望まれているのが現状である。
【特許文献１】特許第２９３１２１１号公報
【特許文献２】特開平１０−３２１３７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２１６０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来の有機ＥＬ素子などの面発光体と比較して、光を外部に取り出す効率がより大きく、また信頼性の高い面発光体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る面発光体は、透光性基材と、透光性基材の表面に形成された複合薄膜と、複合薄膜の表面に形成された、光または電気エネルギーによって発光する有機もしくは無機の発光体の薄膜とを備えた面発光体であって、複合薄膜がバインダー及び２種類の充填材を含んで形成され、バインダーの屈折率をＮｂ、２種類の充填材のうち一方の屈折率をＮｆ1、他方の屈折率をＮｆ2としたときに、屈折率Ｎｆ1が１．２以上１．４０以下、屈折率Ｎｆ2が２．００以下であって、Ｎｆ2＞Ｎｂ＞Ｎｆ1の関係を満たし、且つ、２種類の充填材の平均粒子径がそれぞれ、５〜２００ｎｍの範囲であり、２種類の充填材の平均粒子径の差が１５〜５０ｎｍの範囲であり、複合薄膜の屈折率は透光性基材の屈折率と同等以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、発光体の薄膜から発光した光を複合薄膜及び透光性基材を通して取り出すにあたって、複合薄膜は屈折率が上記の関係を有するバインダー及び２種類の充填材を含んで形成されているため、光の散乱効果を増幅して得ることができ、複合薄膜から透光性基材への臨界角に乱れが生じて、透光性基材への光の伝送の効率が高まり、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。また、この発明によれば、複合薄膜の表面粗さが大きくなることを防ぐことができ、その表面に形成される発光体の薄膜の信頼性を低下させることなく、複合薄膜の光散乱性を確保することができるものである。さらに、この発明によれば、複合薄膜から透光性基材に入射される光が全反射されることを低減することができ、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。また、この発明によれば、複合薄膜の屈折率が大幅に低下し、光散乱性が高く、かつ屈折率の低い複合薄膜を形成することができるものである。
【００１４】
また請求項２の発明は、請求項１において、複合薄膜のヘイズ値（（拡散透過率／全透過率）×１００）が２〜５０の範囲であることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明によれば、この発明によれば、例えば透明有機面発光体において、外観を損ねることなく、光取出し効率の向上を図ることが可能である。ヘイズ値が高い膜の場合、光取出し効率が向上しても、白色化してしまい外観を損ねる場合がある。
【００１６】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、２種類の充填材の屈折率Ｎｆ1，Ｎｆ2の差｜Ｎｆ2−Ｎｆ1｜が、０．５以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、複合薄膜の光散乱強度を高めることができ、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。
【００２０】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、一方の充填材の平均粒子径と他方の充填材の平均粒子径は２倍以上の差があることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、バインダーへの充填材の分散性が向上し、均一に充填材が分散した複合薄膜を形成することができるものである。
【００２４】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、発光体が電気エネルギーによって励起されて発光するものであり、複合薄膜の表面に塗布法により透明電極が形成されていることを特徴とするものである。                                                                            
【００２５】
この発明によれば、複合薄膜の表面に透明電極を形成するにあたって、複合薄膜の表面の凹凸を吸収して平滑な表面の透明電極を形成することができ、面発光体の信頼性を向上することができるものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発光体の薄膜から発光した光を複合薄膜及び透光性基材を通して取り出すにあたって、複合薄膜は屈折率がＮｆ２＞Ｎｂ＞Ｎｆ１の関係を有するバインダー及び２種類の充填材を含んで形成されているため、光の散乱効果を増幅して得ることができるものであり、複合薄膜から透光性基材への臨界角に乱れが生じて、透光性基材への光の伝送の効率が高まり、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２８】
図１（ａ）は透光性基材１の表面に形成した複合薄膜２を示すものであり、図１（ｂ）はこの複合薄膜２の透光性基材１と反対側の表面に形成した発光体３を示すものである。発光体３としては、光または電気エネルギーによって発光する有機もしくは無機のものを用いることができる。図１（ｂ）の実施の形態では、発光体３は電気エネルギーによって励起されて発光するもの、例えば有機ＥＬ素子で形成してあり、複合薄膜２の表面に陽極となる透明電極７、有機発光層８、陰極となる電極９の各薄膜を積層して、有機ＥＬ素子を構成するようにしてある。そして有機発光層８で発光した光は、透明電極７を通過し、さらに図１（ａ）の矢印のように、複合薄膜２、透光性基材１を通して、外部に取り出されるものである。
【００２９】
上記の透光性基材１としては、公知の透明基板などを特に限定することなく使用することができるものであり、例えばソーダー硝子や無アルカリ硝子などのリジットな基板や、ポリカーボネイトやポリエチレンテレフタレートなどのフレキシブルな基板など、任意のものを使用することができる。このような透光性基材１の屈折率は、多くの場合、１．４６〜１．６の範囲である。
【００３０】
また上記の複合薄膜２は、バインダー４に２種類の充填材５，６を含有させて形成されるものである。この複合薄膜２は、充填材５，６およびバインダー形成材料を配合して調製した液状コーティング材組成物を透光性基材１の表面に塗布して塗膜を形成し、これを乾燥することによって、透光性基材１の上に残る被膜として形成されるものである。この乾燥とは、塗膜から液体成分（または揮発性成分）を除去して固体の被膜を残すことを意味するものであり、乾燥に際しては必要に応じて加熱してもよい。また乾燥して被膜を得た後で、被膜を加熱して熱処理するようにしてもよく、乾燥時の加熱を継続することによって、被膜の熱処理を実施するようにしてもよい。塗膜の形成方法としては、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、印刷コートなどを用いることができるが、これら以外の方法でも塗膜を形成することができれば特に限定するものではない。
【００３１】
このように形成される複合薄膜２において、バインダー形成材料から生成するバインダー４中に充填材５，６が分散しており、これらが相互に異なる相を形成しているため、この意味で「複合」なる用語を使用している。バインダー４は、その中で充填材５，６を分散状態で拘束して保持しているものである。このバインダー４は、被膜形態のコーティング材組成物が乾燥することによってバインダー形成材料から形成されるものであり、この乾燥に際して、バインダー形成材料は化学的に変化しても、あるいは変化しなくてもよいが、コーティング材組成物中に溶解および／または分散している状態から全体として膜形態の固体に転換するものである。
【００３２】
尚、コーティング材組成物は、それを透光性基材１に塗布できる液体状態とするために、通常、液体溶媒および／または分散媒（例えば水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール、トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなどの有機溶剤等）を含むものであり、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。このような他の成分としては、アクリル系ポリマーに代表されるような平滑塗膜形成のためのレべリング剤、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコール誘導体、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール誘導体等に代表される膜厚コントロールのための増粘剤、高沸点溶剤、および透光性基材１との密着性を付与する為のシランカップリング剤等を例示できる。
【００３３】
上記のようにバインダー４に２種類の充填材５，６を含有させて形成される複合薄膜２において、バインダーの屈折率をＮｂ、２種類の充填材５，６の一方の屈折率をＮｆ１、他方の屈折率をＮｆ２とすると、Ｎｆ２＞Ｎｂ＞Ｎｆ１の関係を満たすように、バインダー４及び２種類の充填材５，６を選択して使用するものである。屈折率がこのような関係を有するバインダー４及び２種類の充填材５，６からなる複合薄膜２は、こられの屈折率の差によって光の散乱効果が増幅されるものであり、この複合薄膜２を発光体３の透明電極７と透光性基材１の界面に形成することによって、界面での臨界角に乱れが生じ、有機発光層８で発光した光の透明電極７から透光性基材１への伝送がより多くなり、光の取り出し効率が高くなるものである。
【００３４】
充填材５，６に使用できる材料としては、エアロゲル微粒子、中空シリカ微粒子、ポリマー製中空微粒子、有機ポリマー微粒子、金属酸化物微粒子等を例示することができる。尚、充填材５，６の粒子は、分散性を向上させるために界面活性材処理や薄膜コーティング処理など、屈折率を著しく変化させない程度の表面被覆処理がなされているのが好ましい。
【００３５】
充填材５，６の屈折率Ｎｆ１，Ｎｆ２は一般に１．２〜２．５の範囲であるが、２種類の充填材５，６のうち、一方の充填材は、屈折率Ｎｆ１が１．４以下であることが望ましい。この屈折率Ｎｆ１の下限は特に限定されないが、一般的に１．２程度である。このように一方の充填材の屈折率Ｎｆ１が１．４以下であることによって、複合薄膜２の屈折率が大幅に低下し、光散乱性が高く、かつ屈折率の低い複合薄膜２を形成することができるものである。
【００３６】
またこの場合、２種類の充填材５，６の屈折率Ｎｆ１，Ｎｆ２の差が０．５以上であることが望ましい。２種類の充填材５，６に０．５以上の屈折率差があることによって、複合薄膜２の光散乱強度が増し、結果的に光の取り出し効率がより向上するものである。２種類の充填材５，６の屈折率差の上限は特に限定されないが、一般的に１．３程度以下であることが望ましい。
【００３７】
また充填材５，６の平均粒子径は、５〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。これは、２００ｎｍを超えて充填材５，６の平均粒子径が大きくなると、充填材５，６を含有して形成される複合薄膜２の表面粗さが大きくなり、その上に形成する発光体３の信頼性が低下する可能性があるためである。充填材５，６の平均粒子径が小さくなりすぎると、光散乱の効果が不十分になるので、充填材５，６の平均粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましい。このとき、複合薄膜２の表面粗さが大きくなった場合（例えばＲａ＝２０ｎｍ以上）は、複合薄膜２の表面に平坦化層を設けるようにしてもよい。平坦化層の材料や形成方法は、粗さＲａが２０ｎｍ以下になるものであればよく、特に限定されるものではない。
【００３８】
２種類の充填材５，６は平均粒子径が異なるものが好ましく、この場合、一方の充填材と他方の充填材の平均粒子径は２倍以上の差があることが好ましい。このように２種類の充填材５，６の平均粒子径の差が２倍以上あることによって、平均粒子径の大きい一方の充填材５の間に平均粒子径の小さい他方の充填材６が入り込んだ状態で、バインダー４に充填材５，６が分散し、バインダー４中での充填材５，６の分散性が向上して、充填材５，６が均一に分散した複合薄膜２の形成が可能になるものである。２種類の充填材５，６の平均粒径の差の上限は特に限定されないが、両者の平均粒径の差が１５〜５０ｎｍの範囲になるようにすることが望ましい。尚、充填材５，６の粒子径や平均粒子径は、後述のようにレーザー回折原理を用いた粒度分布測定装置を用いて測定した数値である。
【００３９】
一方、バインダー４に使用できる材料としては、有機ポリマー、金属酸化物、シリカ多孔質体等を例示できる。これらの使用できる材料から、充填材５，６の屈折率と上記の関係を満たす屈折率の材料を選択すればよい。バインダー４の屈折率Ｎｂは、一般に１．４５〜１．６０の範囲である。
【００４０】
バインダー４と充填材５，６の組み合わせは、上記の材料のなかでも、充填材５，６は、エアロゲル微粒子、中空シリカ微粒子およびポリマー製中空微粒子から選択される少なくとも１種、バインダー４は、有機ポリマーおよび金属酸化物から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。
【００４１】
上記のように形成される複合薄膜２の膜厚は、特に限定されるものではないが、一般に１００〜２０００ｎｍの範囲が好ましい。またバインダー４に対する充填材５，６の含有比率も特に限定されるものではないが、一般的にバインダー４に対して充填材５，６が１０：９０〜７０：３０の質量比率になるように設定するのが好ましい。さらに２種類の充填材５，６の比率も特に限定されるものではないが、小さい屈折率Ｎｆ１のものと大きい屈折率Ｎｆ２のものを１：９〜９：１の質量比率で配合するのが好ましい。
【００４２】
そして、上記のように形成される複合薄膜２の屈折率は多くの場合、１．３０〜１．７０の範囲であるが、透光性基材１の屈折率と同じかそれよりも小さくなるように設定するのが好ましい。このように複合薄膜２の屈折率が透光性基材１の屈折率と同等以下であると、複合薄膜２から透光性基材１に入射される光が全反射されることを低減することができ、光を外部に取り出す効率がより大きくなるものである。
【００４３】
また上記のように形成される複合薄膜２は、ヘイズ値（（拡散透過率／全透過率）×１００）が２〜５０の範囲に設定されることが好ましい。複合薄膜２のヘイズ値をこの範囲に設定することによって、例えば透明有機面発光体において、外観を損ねることなく、光取出し効率の向上を図ることが可能になるものである。ヘイズ値が高い膜の場合、光取出し効率が向上しても、白色化してしまい外観を損ねる場合がある。
【００４４】
次に、複合薄膜２の表面に発光体３として形成した図１（ｂ）の有機ＥＬ素子について説明する。有機ＥＬ素子としては既に公知な有機ＥＬ素子構造のものであればなんでもよく、例えばマルチフォトエミッション素子と呼ばれるアノードとカソード電極間に、例えば透明電極等の電荷発生層を介して膜厚方向に直列的に複数の有機発光層８を設けて発光輝度を高めるようなＥＬ素子構造であってもよい。
【００４５】
有機ＥＬ素子を構成する電極７，９のうち、少なくとも一方の電極には、光透過性の透明電極７が用いられ、必要に応じて両方の電極に光透過性の電極が用いられる。光透過性の電極としては、本発明の効果の妨げにならない限り任意のものを用いることができ、例えば、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物、Ａｕ等の金属の極薄膜、導電性高分子、導電性の有機材料、ドーパント（ドナーまたはアクセプタ）含有有機層、導電体と導電性有機材料（高分子含む）の混合物、又はこれらの積層体等を挙げることができる。これらの透明電極は通常、スパッタ法やイオンプレーティング法などの気相成長法を用いて形成される。
【００４６】
ここで、複合薄膜２の表面に透明電極７を形成するにあたって、塗布型の透明導電層で透明電極７を形成するのが好ましい。複合薄膜２の表面が粗く数百ｎｍオーダーの凹凸が形成されている場合、複合薄膜２の表面に直接、気相成長法で透明電極７を形成すると、凹凸に追随したまま膜が成長して表面に凹凸を有する透明電極７が形成され、素子の信頼性が低下することになる。複合薄膜２の表面にペースト状の電極材料を塗布する塗布法で透明導電層を形成するようにすれば、材料の流動性によって、数百ｎｍのオーダーの凹凸を緩和して表面が平滑な透明電極７を形成することができるものである。この場合、塗布型の透明導電層だけでは導電性の特性がよくないため、塗布型の透明導電層を下地層として複合薄膜２の表面に設けた後、この上に気相成長法による透明導電層を積層して、２層構成で透明電極７を形成するのが好ましい。
【００４７】
また有機ＥＬ素子の有機発光層８を構成する有機材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキンリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、ピラン、キナクリドン、ルブレン、及びこれらの誘導体、あるいは、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、及びこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物あるいは高分子等が挙げられる。また上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えばＩｒ錯体、Ｏｓ錯体、Ｐｔ錯体、ユーロピウム錯体等々の発光材料、又はそれらを分子内に有する化合物若しくは高分子も好適に用いることができる。これらの材料は、必要に応じて、適宜選択して用いることができる。
【００４８】
また、有機発光層８と電極７，９の間に、電極７，９からのキャリア注入性を向上させるためのホール輸送層１０、電子輸送槽１１、バッファー層、又は電極製膜時のダメージを低減するための層を形成してもよく、例えばアルカリ金属ドープ有機層、銅フタロシアニン層、アクセプタドープ有機層等を形成してもよい。
【００４９】
ここで、複合薄膜２を形成する領域は、面発光体を封止する場合、封止部分の内側であることが好ましい。特に有機ＥＬ素子は、水分や酸素による外部要因によって劣化するため、長期的な寿命を確保するのに。密封封止を行うことが好ましく、この封止部分の内側に複合薄膜２を形成することで、比較的膜厚保の厚い複合薄膜２の端部から、水分や酸素の侵入を防ぐことができるものである。また、大面積で面発光体を発光させる場合、透明電極の特性だけでは電圧降下の影響で、給電付近と発光面の中心で輝度が異なる場合があるため、透明電極の上または下に、補助電極を形成しても良い。補助電極の材料としては、公知のものが使用できる。
【００５０】
尚、図１（ｂ）の実施の形態では、発光体３として、電気エネルギーによって発光する有機発光体である有機ＥＬ素子を用いるようにしたが、電気エネルギーによって発光する無機のＥＬ素子や、光エネルギーによって発光する有機もしくは無機の蛍光体で発光体３を形成するようにしてもよい。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により、測定機として東ソー(株)製「ＨＬＣ−８１２０」を用いて、標準ポリスチレンで検量線を作成し、その換算値として測定した。
【００５２】
（実施例１）
テトラエトキシシラン８６．８質量部にイソプロピルアルコール８０３．５質量部を加え、さらにγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３４．７質量部及び０．１Ｎ−硝酸７５質量部を加え、ディスパーを用いてよく混合することによって溶液を得た。得られた溶液を４０℃恒温槽中で２時間攪拌し、重量平均分子量が１０５０のバインダー形成材料としてのシリコーンレジン５質量％溶液を得た。
【００５３】
次にこのシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子（平均粒子径６０ｎｍ、外殻厚み１０ｎｍ）のＩＰＡ分散ゾル（固形分：２０質量％、分散媒：イソプロピルアルコール、触媒化成工業社製）をイソプロピルアルコールで５質量％になるように希釈したゾルを、中空シリカ微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）の固形分質量基準で３５／３０となるように添加して中空シリカ微粒子含有シリコーンレジン溶液を得た。さらに、この溶液に、チタニア粒子の表面をシリカで被覆したシリカ−チタニア複合微粒子(平均粒子径１０−２０ｎｍ)のメチルエチルケトン分散ゾル(固形分：２０質量％、触媒化成工業社製)をイソプロピルアルコールで５質量％になるように希釈したゾルを、中空シリカ微粒子／シリカ−チタニア複合微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）の固形分質量基準で３５／３５／３０になるように添加して、最終的なコーティング材組成物を得た。尚、上記の「縮合化合物換算」とは、テトラアルコキシシランの場合は、存在するＳｉがＳｉＯ２であるとしての質量、トリアルコキシシランの場合は、ＳｉＯ１．５であるとしての質量である。
【００５４】
ここで、上記のバインダー形成材料のシリコーンレジンの屈折率Ｎｄ、中空シリカ微粒子の屈折率Ｎｆ１、シリカ-チタニア微粒子の屈折率Ｎｆ２は、それぞれ１．４０、１．２５、１．８５であり、Ｎｆ２＞Ｎｂ＞Ｎｆ１の関係を満たすものであった。尚、これらの屈折率は次のようにして測定した。バインダー形成材料は、コーティングして薄膜化してエリプソーメーターにより屈折率を測定した。中空シリカ微粒子、シリカ−チタニア微粒子の各屈折率は、液浸法(微粒子を種々の屈折率液に分散させ、その分散液をヘイズメーターを用いてヘイズが０になる屈折率液の屈折率を微粒子の屈折率とする方法)を用いて測定した。またヘイズ値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１３６に基づき、ヘイズメーター(日本電色製、３００Ａ)を用いて測定した。また、中空シリカ微粒子、シリカ−チタニア微粒子の平均粒子径は、上記のようにそれぞれ６０ｎｍ、１０−２０ｎｍであリ、これらの粒子径は、レーザー回折原理を用いた粒度分布測定装置(堀場製作所製)を用いて測定した。
【００５５】
次に、透光性基材として無アルカリガラス板（コーニング社製「Ｎｏ．１７３７」、屈折率１．５１）を用い、上記のコーティング材組成物を透光性基材の表面にスピンコーターによって１０００ｒｐｍの条件で塗布・乾燥して被膜を作製し、２００℃で３０分間焼成して熱処理することによって、厚み約５００ｎｍの複合薄膜を形成した。このようにして得られた複合薄膜の屈折率は１．４５であり、透光性基材の屈折率より小さいものであった。また複合薄膜のヘイズ値は３．０であった。
【００５６】
次にＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）ターゲット(東ソー社製)を用いて、上記のように形成した複合薄膜の上にスパッタを行い、厚み１２０ｎｍ、シート抵抗１５Ω/□の透明電極を陽極として形成した。この透明電極をアセトン、純水、イソプロピルアルコールで１５分間超音波洗浄をした後、乾燥し、さらにＵＶ−Ｏ３処理を１５分間行った。
【００５７】
次に、この透光性基材を真空蒸着装置にセットし、ホール輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス(１−ナフチル)−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）（ｅＲａｙ社製）を陽極の上に４０ｎｍの膜厚で形成した。
【００５８】
次にホール輸送層の上に、有機発光層兼電子輸送層として、アルミニウム−トリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ）（ｅＲａｙ社製）を６０ｎｍの膜厚で形成した。更にその上に電子注入層として、ＬｉＦ(高純度化学製)を１ｎｍの膜厚で形成した。そして最後に、電子注入層の上にＡｌ(高純度化学社製)を８０ｎｍの膜厚で真空蒸着し、陰極として電極を形成することによって、複合薄膜の上に発光体として有機ＥＬ素子を形成した。
【００５９】
この後、上記の各層を蒸着して形成した透光性基材を露点−８０℃以下のドライ窒素雰囲気のグローブボックスに大気に暴露することなく搬送した。一方、硝子製の封止キャップに吸水剤(ダイニック社製)を貼り付けると共に封止キャップの外周部に紫外線硬化樹脂性のシール剤を塗布したものを予め用意した。そしてグローブボックス内で有機ＥＬ素子を囲むように封止キャップを透光性基材にシール剤で張り合わせ、紫外線照射してシール剤を硬化させることによって、有機ＥＬ素子を封止キャップで封止し、面発光体を得た。
【００６０】
（実施例２）
複合薄膜の屈折率が透光性基材の屈折率より小さくなるように、実施例１で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子／シリカ−チタニア複合微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）を固形分質量基準で６０／１０／３０になるよう添加してコーティング材組成物を調製し、このコーティング材組成物を用いて実施例１と同様にして複合薄膜を形成した。このようにして形成された複合薄膜の屈折率は１．３９であり、透光性基材の屈折率１．５１より小さいものであった。そして複合薄膜上に実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成することによって、面発光体を得た。
【００６１】
（実施例３）
複合薄膜の屈折率が透光性基材の屈折率より大きくなるように、実施例１で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子／シリカ−チタニア複合微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）を固形分質量基準で６０／１０／３０になるよう添加してコーティング材組成物を調製し、このコーティング材組成物を用いて実施例１と同様にして複合薄膜を形成した。このようにして形成された複合薄膜の屈折率は１．６３であり、透光性基材の屈折率１．５１より大きいものであった。そして複合薄膜上に実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成することによって、面発光体を得た。
【００６２】
（実施例４）
実施例１と同様にして複合薄膜を形成した。次にこの複合薄膜の上に熱分解型透明導電ＩＴＯペースト(住友金属鉱山社製)をスクリーン印刷法で印刷コートし、１２０℃で２０分間乾燥した後に、３５０℃で１時間加熱処理を行い、透明電極を陽極として形成した。その後は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成することによって、面発光体を得た。
【００６３】
（比較例１）
複合薄膜を形成せずに、無アルカリガラスの表面に、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成することによって、面発光体を得た。
【００６４】
（比較例２）
実施例１で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子ゾルを、中空シリカ微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）の固形分質量基準で７０／３０となるように添加して（シリカ−チタニア微粒子は無添加）、コーティング材組成物を調製した。このコーティング材組成物を用いて実施例１と同様にして複合薄膜を形成し、更に実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成して、面発光体を得た。
【００６５】
上記のようにして得た実施例１〜４及び比較例１〜２の面発光体について特性評価を行なった。特性評価は、ＤＣ電源(ケースレイ社製)を用い、素子内部に流れる電流を１０ｍＡ／ｃｍ２に固定し、輝度計(トプコン社製)を用いて行なった。尚、電流−電圧特性は、各例において大きな違いは見られなかった。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
0005536977.tif 000002
【００６７】
表１にみられるように、各実施例のものは各比較例より輝度が高く、光の取り出し効率が高いことが確認される。
【００６８】
（実施例５）
テトラエトキシシラン８６．８質量部にイソプロピルアルコール８０３．５質量部を加え、さらにγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３４．７質量部及び０．１Ｎ−硝酸７５質量部を加え、ディスパーを用いてよく混合することによって溶液を得た。得られた溶液を４０℃恒温槽中で２時間攪拌し、重量平均分子量が１０５０のバインダー形成材料としてのシリコーンレジン５質量％溶液を得た。
【００６９】
次にこのシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子（平均粒子径６０ｎｍ、外殻厚み１０ｎｍ）のＩＰＡ分散ゾル（固形分：２０質量％、分散媒：イソプロピルアルコール、触媒化成工業社製）をイソプロピルアルコールで５質量％になるように希釈したゾルと、チタニア微粒子(平均粒子径１０ｎｍ)のメチルエチルケトン分散ゾル(固形分：２０質量％、触媒化成工業社製)をイソプロピルアルコールで５質量％になるように希釈したゾルを、中空シリカ微粒子／チタニア微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）の固形分質量基準で６３／７／３０になるように添加して、コーティング材組成物を得た。
【００７０】
ここで、上記のバインダー形成材料のシリコーンレジンの屈折率Ｎｄ、中空シリカ微粒子の屈折率Ｎｆ１、チタニア微粒子の屈折率Ｎｆ２は、それぞれ１．４８、１．２５、２．００であり、Ｎｆ２＞Ｎｂ＞Ｎｆ１の関係を満たすものであった。
【００７１】
次に、透光性基材として無アルカリガラス板（コーニング社製「Ｎｏ．１７３７」、屈折率１．５１）を用い、上記のコーティング材組成物を透光性基材の表面にスピンコーターによって１０００ｒｐｍの条件で塗布・乾燥して被膜を作製し、２００℃で３０分間焼成して熱処理することによって、厚み約１０００ｎｍの複合薄膜を形成した。このようにして得られた複合薄膜の屈折率は１．３８であり、透光性基材の屈折率より小さいものであった。また複合薄膜のヘイズ値は２．０であった。
【００７２】
次に、上記のように形成した複合薄膜の上に、トリス（８−ヒドロキノリン）アルミニウム（同仁化学研究所製「Ａｌｑ３」）を１００ｎｍの厚みで製膜し、発光体として蛍光体の薄膜を形成することによって、面発光体を得た。
【００７３】
（実施例６）
実施例５で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子／チタニア微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）を固形分質量基準で４９／２１／３０になるように添加してコーティング材組成物を調製し、このコーティング材組成物を用いて実施例５と同様にして複合薄膜を形成した。そして複合薄膜上に実施例５と同様にして蛍光体の薄膜を形成することによって、面発光体を得た。
【００７４】
（実施例７）
実施例５で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子／チタニア微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）を固形分質量基準で４２／２８／３０になるように添加してコーティング材組成物を調製し、このコーティング材組成物を用いて実施例５と同様にして複合薄膜を形成した。そして複合薄膜上に実施例５と同様にして蛍光体の薄膜を形成することによって、面発光体を得た。
【００７５】
（比較例３）
複合薄膜を形成せず、無アルカリガラスの透光性基材の表面に直接、蛍光体の薄膜を形成するようにしたこと以外は、実施例５と同様にして、面発光体を得た。
【００７６】
（比較例４）
実施例１で得たシリコーンレジン溶液に、中空シリカ微粒子ゾルを、中空シリカ微粒子／シリコーンレジン（縮合化合物換算）の固形分質量基準で７０／３０となるように添加して（チタニア微粒子は無添加）、コーティング材組成物を調製した。このコーティング材組成物を用いて実施例５と同様にして複合薄膜を形成し、更に実施例５と同様にして蛍光体の薄膜を形成して、面発光体を得た。
【００７７】
上記のようにして得た実施例５〜７及び比較例３〜４の面発光体について、蛍光体の薄膜に２０Ｗの紫外線蛍光灯を照射し、透光性基材の表面の輝度を輝度計（トプコン社製）を用いて測定した。結果を表２に示す。尚、いずれの場合も、発光スペクトルに大きな違いは見られなかった
【００７８】
【表２】
0005536977.tif 000003
【００７９】
表２にみられるように、各実施例のものは各比較例のものより輝度が高く、光の取り出し効率が高いことが確認される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  透光性基材
２  複合薄膜
３  発光体
４  バインダー
５  充填材
６  充填材
７  透明電極
８  有機発光層
９  電極
【図１】
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