(57)【要約】【課題】光の取り出し効率を向上させ、且つ外光の反射を抑制する発光素子及びそれを具備する表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による発光素子は、凹凸面を有する透光性基板と、透光性基板の凹凸面上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、透光性基板上及びブラックマトリックス上に配置された第１の絶縁膜と、ブラックマトリックスが配置された領域に対応する第１の絶縁膜上に配置された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上に配置されて、薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、第１の電極上に配置されたＥＬ層と、ＥＬ層上に配置された第２の電極と、を備える。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸面を有する透光性基板と、
前記透光性基板の凹凸面上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、
前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置された第１の絶縁膜と、
前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記第１の絶縁膜上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、
前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、
前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、
を具備する発光素子。
【請求項２】
前記凹凸面の平均粗さが０．７μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１の絶縁膜は、１．８以上の屈折率を有するガラスフリットを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の絶縁膜は、平坦な面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ＥＬ層は、有機ＥＬ層であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項６】
透光性基板と、
前記透光性基板上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、
前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置され、光散乱粒子を含む光散乱層と、
前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記光散乱層上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、
前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、
前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、
を具備する発光素子。
【請求項７】
前記光散乱層は、１．８以上の屈折率を有するガラスフリットを含み、
前記光散乱粒子は、０．５μｍ〜１０μｍの大きさを有し、前記ガラスフリットの屈折率よりも０．１以上高い、若しくは０．１以上低い屈折率を有することを特徴とする請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ＥＬ層は、有機ＥＬ層であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載された発光素子を含む表示パネルを具備する表示装置。
【請求項１０】
偏光板及びλ／４位相差板をさらに具備する請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
透光性基板の一面に凹凸面を形成し、
前記凹凸面上の所定の領域にブラックマトリックスを形成し、
前記凹凸面上、及び前記ブラックマトリックス上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上の前記ブラックマトリックスに対応する領域に薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に前記薄膜トランジスタと電気的に接続した透明導電極、ＥＬ層及び陰極を順次形成すること、
を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び発光素子を具備する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置として、エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、ＥＬ表示装置）の開発が盛んになってきている。ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、陽極及び陰極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層における有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型の表示装置である。
【０００３】
発光素子（以下、ＥＬ素子という）としては、例えば、陽極、陽極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置された陰極から構成された有機ＥＬ素子が知られている。陽極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、陰極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することにより、発光層内で励起子が生成される。ＥＬ素子は、その励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。尚、ＥＬ素子は、以上に述べた構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【０００４】
ＥＬ素子には、無機系材料を発光層の発光体として用いた無機ＥＬ素子と有機系材料を発光層の発光体として用いた有機ＥＬ素子に大別される。無機ＥＬ素子及び有機ＥＬ素子共に、屈折率の異なる材料の積層構造を有しているため、界面での反射の影響により、外部への光の放射効率が低いという問題点がある。
【０００５】
例えば、無機ＥＬ素子は、発光体として用いる材料の屈折率が非常に大きいため、界面での全反射等の影響を強く受ける。そのため、実際の発光に対する空気中への光の取り出し効率が１０〜２０％程度であり、高効率化が困難である。また、無機ＥＬ素子の場合、駆動電圧が高いこと、青色発光を得ることが困難であることなどの問題も存在している。
【０００６】
一方、有機ＥＬ素子の場合は、1987年にコダック社のC.W.Tangらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層との２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、１０Ｖ以下の低電圧にもかかわらず１０００ｃｄ／ｍ２以上の高い発光輝度が得られることが明らかとなった（C.W.Tang and S.A.Vanslyke: Appl. Phys. Lett, 51 (1987)）。これ以降、現在にかけて機能分離型の積層構造を有する有機ＥＬ素子の研究が盛んに行われており、特に有機ＥＬ素子の実用化のためには不可欠である高効率化・長寿命化についても十分検討がなされており、有機ＥＬ素子を用いた表示装置等が実現されている。
【０００７】
図１に一般的なボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の構成の一例を示す。図１に示すように、有機ＥＬ素子１００は、ガラス等で構成される基板１０２上に、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極１０４と、陽極１０４上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ，Ｎ´−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジン（以下、ＮＰＤと略称する。）等からなる正孔輸送層１０６と、正孔輸送層１０６上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ３と略称する。）等からなる発光層１０８と、発光層１０８上に抵抗加熱蒸着法等により形成されたアルミニウムなどの金属膜からなる陰極１１０とを備えている。以上の構成を有する有機ＥＬ素子１００の陽極１０４をプラス（＋）極として、また陰極１１０をマイナス（−）極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極１０４から正孔輸送層１０６を介して発光層１０８に正孔が注入され、陰極１１０から発光層１０８に電子が注入される。発光層１０８では正孔と電子との再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【０００８】
このような有機ＥＬ素子１００においては、通常、発光層１０８で生じた光は、発光層１０８から全方位に出射され、正孔輸送層１０６、陽極１０４、基板１０２を経由して空気中へ放射される。或いは、一旦、光取り出し方向（基板１０２方向）とは逆方向へ向かい、陰極１１０で反射され、発光層１０８、正孔輸送層１０６、陽極１０４、基板１０２を経由して、空気中へ放射される。しかし、光が各媒質の境界面を通過する際、入射側の媒質の屈折率が出射側の屈折率より大きい場合、屈折波の出射角が９０°となる角度、つまり臨界角よりも大きな角度で入射する光は、境界面を透過することができず、全反射され、光は空気中へ取り出されない。異なる媒質の境界面における、光の屈折角と媒質の屈折率との関係は、スネルの法則に従う。スネルの法則によると、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒質へ光が進行する場合、入射角θ１と屈折角θ２との間に、ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２なる関係が成り立つ。したがって、ｎ１＞ｎ２が成り立つ場合、θ２＝９０°となる入射角θ１＝Ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）が、臨界角としてよく知られており、入射角がこれよりも大きな場合、光は媒質間の境界面において全反射される。したがって、等方的に光の放射される有機ＥＬ素子において、この臨界角よりも大きな角度で放射される光は、境界面における全反射を繰り返し、有機ＥＬ素子内部に閉じ込められ、空気中へ放射されない。
【０００９】
各層に閉じ込められて取り出せない光と外部に放射される光の割合は、有機ＥＬ素子１００を構成する正孔輸送層１０６及び発光層１０８の屈折率をｎ＝１．７とし、ＩＴＯを使用した場合の陽極１０４の屈折率をｎ＝２．０とし、ガラスを使用した場合の基板１０２の屈折率をｎ＝１．５とした場合、ＩＴＯや有機ＥＬ層に閉じ込められて取り出せない導波光の割合は約４５%、基板内に閉じ込められて取り出せない基板導波光の割合は約３５％で、発光した光のうちわずか２０％程度の光しか外部へ取り出すことができない（Advanced Material 6、491頁（1994）など参照）。
【００１０】
そこで、有機ＥＬ素子の基板に光の出射角度を変換する手段を設けることで、上述した問題点の解決を図る例が提案されている。基板上に回折格子構造を作製して特定波長の光に対して反射を防止し、取り出し効率を高めようとするものや、基板表面にレンズ構造を導入して同様の効果を期待するものなどがあげられる。これらの手法は、取り出し効率の向上には一定の効果が見られるものの、複雑な微細構造を積極的に作る必要があるため製造工程上適用が困難である。
【００１１】
例えば、特許文献１では、有機ＥＬ素子に使用する透明導電膜と同程度の屈折率を持つ特殊なガラス基材を用いることで薄膜導波光を消失させ、取り出し効率を向上させている。基板の有機ＥＬ層とは反対側の光の出射側にレンズなどの構造物を設けた場合は、薄膜導波光は依然層内にとどまっており、取り出すことができないが、特許文献１のような方式を用いることで薄膜導波光をも取り出すことができる点で、大きなメリットがある。一方、特殊な高屈折率基板は、工業的に量産するためには、非常に高いコストがかかり実用面での問題が大きい。
【００１２】
薄膜導波光を低減させるための別の方法としては、基板と透明導電膜（ＩＴＯなど）の間に回折格子や散乱構造により屈折角を変更できるような構造物を形成・挿入する方法が考えられる。このような場合には、基板上の構造物に追従するように直接透明電極膜を製膜することが困難であるため、透明電極と同等の屈折率を有する材料を用いて基材表面を平坦化する必要性が生じる。例えば、特許文献２では、無機ＥＬ素子の基板としてランダムな凹凸を有する基板上にSpin On Grass（SOG）材料を用いて基板表面を滑らかにして無機ＥＬ素子を作製した報告がある。また、特許文献３では、表面粗さＲａ＝０．０１〜０．６μｍの基板上にChemical Vapor Deposition（CVD）法を用いて高屈折率のSiNを０．４〜２μｍ製膜し、これを基板材料として有機ＥＬ素子を作製し、薄膜導波光を低減させ、光取りだし効率を向上させた報告がある。また、特許文献４では、同様の構成で高屈折率の平坦化層として高温で溶融するGlass Frit材料を適用した報告がある。さらに、薄膜導波光の低減方法の別の方法として、特許文献５では、ＩＴＯと基板との間に、空気などの散乱性の成分を含む高屈折率ガラス層を形成した報告がある。
【００１３】
一方、図２に示すように、ＥＬ素子を使用するＥＬ表示装置では、表示画像のコントラストを向上させるために、偏光板２０１やλ／４位相差板２０３などを設けてアルミニウムや銀などからなる陰極１１０による外光の反射を抑制する必要がある。しかしながら、外光反射を防止するための偏光板やλ／４位相差板を特許文献１乃至特許文献５において提案されているような構造のＥＬ素子に適用した場合、素子の光取り出し効率を高めるために設けられた、光の進行を乱す光散乱面の部分において偏光が乱れるため、偏光板及びλ／４位相差板などによる反射防止機能が低下し、表示のコントラストが確保できず、明るい室内や屋外において画像の視認性に大きな問題が生じる。尚、図２においては、陰極１１０以外のＥＬ素子の構成は説明の便宜上記載していないことに注意されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−２３８５０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１８５６号公報
【特許文献３】特開２００３−２９７５７２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９８７９７号公報
【特許文献５】国際公開第２００９／０１７０３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の課題を鑑み、光の取り出し効率を向上させ、且つ外光の反射を抑制する発光素子及びその発光素子を備える表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態による発光素子は、凹凸面を有する透光性基板と、前記透光性基板の凹凸面上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置された第１の絶縁膜と、前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記第１の絶縁膜上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、を備える。
を具備する
【００１７】
本発明の別の実施形態による発光素子は、透光性基板と、前記透光性基板上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置され、光散乱粒子を含む光散乱層と、前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記光散乱層上に配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、
前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、を備える。
【００１８】
本発明の一実施形態による表示装置は、凹凸面を有する透光性基板と、前記透光性基板の凹凸面上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置された第１の絶縁膜と、前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記第１の絶縁膜上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、を含む発光素子を備える。
【００１９】
本発明の別の実施形態による表示装置は、透光性基板と、前記透光性基板上の所定の領域に配置されたブラックマトリックスと、前記透光性基板上及び前記ブラックマトリックス上に配置され、光散乱粒子を含む光散乱層と、前記ブラックマトリックスが配置された領域に対応する前記光散乱層上に配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に配置されて、前記薄膜トランジスタと電気的に接続される第１の電極と、
前記第１の電極上に配置されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に配置された第２の電極と、を含む発光素子を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光の取り出し効率が向上され、且つ外光の反射を抑制することができる発光素子及びその発光素子を備える表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的な有機ＥＬ素子の構成の一例を示す断面図である。
【図２】偏光板及びλ／４位相差板の機能を説明するための概略図である。
【図３】（ａ）本発明の発光素子を具備する表示装置の表示パネルを示す上面図である。（ｂ）（ａ）において破線で囲んだ領域を示す拡大図である。
【図４Ａ】図３（ｂ）に示した表示パネルの画素のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例である。
【図４Ｂ】図３（ｂ）に示した表示パネルの画素のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例である。
【図５Ａ】図３（ｂ）に示した表示パネルの画素のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例である。
【図５Ｂ】図３（ｂ）に示した表示パネルの画素のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例である。
【図６】光の取り出し強度及び外光の反射強度の測定するための図面である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の発光素子及びそれを具備する表示装置の構成について説明する。尚、本発明の発光素子及びそれを具備する表示装置は、以下の実施形態に限定されず、種々の変形を行なうことが可能である。尚、本明細書及び図面において、同一又は類似の構成については、同一の参照番号を付与し、重複する説明を省略する。
【００２３】
図３（ａ）は、本発明の発光素子を具備する表示装置３００の表示パネル３０１を示す上面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）において破線で囲んだ領域を示す拡大図である。図３（ａ）及び（ｂ）を参照すると、表示装置３００は、複数の画素３０３を備えた表示パネル３０１を含む。各画素３０３の開口率は、５０％程度であってもよい。各画素３０３は、それぞれ、赤色のサブ画素３０７、緑色のサブ画素３０９及び青色のサブ画素３１１を含む。さらに、表示パネル３０１は、各サブ画素を取り囲むように配置されたブラックマトリックス３０５を含む。サブ画素間に配置されたブラックマトリックスの幅ｗ１は、５５μｍ程度であってもよい。図示してはいないが、表示装置３００は、表示パネルの上部に配置された偏光板３１３及びλ／４位相差板３１５を備えている。ここで、λ／４位相差板３１５は、λ／４位相差フィルムであってもよく、λ／４位相差フィルムは、偏光板３１３に貼り付けられていてもよい。
【００２４】
画素３０３の構成は、以上に述べた構成に限定されず、画素３０３は、赤色のサブ画素３０７、緑色のサブ画素３０９及び青色のサブ画素３１１に加えて白色のサブ画素を含んでいてもよい。白色のサブ画素は特に、ピークの輝度が必要な高輝度ディスプレイとする必要がある場合に配置される。また、画素３０３における各サブ画素３０７、３０９、３１１の大きさ及び配置は図示された大きさ及び配置に限定されない。また、サブ画素間におけるブラックマトリックス３０５の幅ｗ１は、各サブ画素の大きさに合わせて適宜変更されてもよい。
【００２５】
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本発明の一実施形態の発光素子の構成について説明する。図４Ａは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例を示し、図４Ｂは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例を示す。
【００２６】
図４Ａを参照すると、画素３０３は、本発明の一実施形態に係る発光素子４０１を含む。発光素子４０１は、透光性基板４０３と、ブラックマトリックス３０５と、第１の絶縁膜４０７と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９と、第２の絶縁膜４１１と、カラーフィルタ（ＣＦ）４１３と、層間絶縁膜４１５と、透明電極４１７と、有機ＥＬ層４１９と、バンク４２１と、陰極４２３とを含む。尚、本発明の発光素子４０１は、以上に述べた構成に限定されず、有機ＥＬ層４１９の代わりに無機ＥＬ層を備えてもよい。
【００２７】
透光性基板４０３は、一方の表面に凹凸面４０３ａを有する。透光性基板４０３は、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラスや、透明なプラスチックなどの透明な材料で形成されてもよい。透光性基板４０３を形成するためのプラスチックとしては、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等の絶縁性樹脂を使用してもよい。
【００２８】
透光性基板４０３の凹凸面４０３ａは、有機ＥＬ層４１９で生じた光が、透明電極４１７、カラーフィルタ４１３、第２の絶縁膜４１１、及び第１の絶縁膜４０７を通過して透光性基板４０３に入射する際の入射光の屈折角に乱れを生じさせるようなランダムな凹凸を有する面である。有機ＥＬ層４１９で生じた光が、凹凸面４０３ａを通過するたびに散乱し、発光素子４０１内において何度も反射を繰り返し、結果的に、発光素子４０１の外部へ光を取り出すことができるため、発光素子４０１の光の取り出し効率を向上させることができる。この凹凸面４０３ａの凹凸の平均表面粗さＲａは、０．７μｍ以上５μｍ以下（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１の規定に基づく）であることが好ましい。Ｒａが０．７μｍより未満の場合、光の取り出しの効果が十分ではない場合がある。また、Ｒａが５μｍを超えると、第１の絶縁膜４０７による平坦化が困難になるため電極や有機ＥＬ層を形成する面の粗さが増加し、電流のリークなどが起きて安定駆動が困難になる傾向にある。凹凸面４０３ａの凹凸形状は、特に限定されず、ピラミッド形状又はレンズ形状、或いはランダムな形状であってもよい。
【００２９】
ブラックマトリックス３０５は、透光性基板４０３の凹凸面４０３ａ上に配置される。ブラックマトリックス３０５は、例えば、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＮ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｎ系、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｍｎ−Ｓｒ系の材料を使用して形成されてもよく、Ｃｒ２Ｏ３−Ｃｒ積層膜からなってもよい。ブラックマトリックス３０５は、偏光板３１３、λ／４位相差板３１５を通じて外部から発光素子４０１に入射された光（外光）を吸収する。従来は、偏光板、λ／４位相差板によって円偏光された外光が透光性基板の光散乱面（凹凸面）を通過することにより、偏光が乱れて散乱光となり陰極に入射していた。陰極で反射された散乱光は、偏光が乱れているため、偏光板、λ／４位相差板を通過してしまうため、外光の反射防止の妨げとなっていた。本発明においては、偏光板３１３、λ／４位相差板３１５を通過して円偏光された外光がブラックマトリックス３０５によって吸収されるため、透光性基板４０３の凹凸面４０３ａから陰極４２３に向かう散乱光が低減される。即ち、透光性基板４０３に入射した外光が凹凸面４０３ａから散乱光として陰極４２３に向かって出射されてしまう前に、ブラックマトリックス３０５によって外光が吸収される。そのため、凹凸面４０３ａから散乱光として陰極４２３に向かって出射される光が減少し、陰極４２３によって反射されて偏光板３１３、λ／４位相差板３１５に向かう散乱光も減少するため、外光反射を低減することが可能になる。
【００３０】
ブラックマトリックス３０５の膜厚は、光を透過しない十分な厚みを有していれば、特に限定されるわけではない。また、ブラックマトリックス３０５の膜厚は、その製膜方法によって異なっていてもよい。例えば、ブラックマトリックス３０５がスパッタ法によって、透光性基板４０３の凹凸面４０３ａに形成される場合、その膜厚は１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であってもよく、ガラス結着によって形成される場合、その膜厚は１μｍ〜５０μｍ程度であってもよい。
【００３１】
基板の表面に凹凸があると電流のリークが生じて素子の安定駆動ができないため、透光性基板４０３の凹凸面４０３ａ及びブラックマトリックス３０５上に平坦面を有する第１の絶縁膜４０７が配置される。一般的な有機ＥＬ素子の構成は、陽極（ボトムエミッション型ではＩＴＯなどの透明電極）、有機層として、正孔輸送層、発光層、電子注入層、陰極（ボトムエミッション型ではアルミニウムなどの金属）を含み、有機層の膜厚は１００ｎｍ程度の薄膜である。絶縁膜４０７の平坦性が低いと、陽極と陰極とが短絡する箇所ができるため電流のリークが発生する。このような理由から、絶縁膜４０７の表面粗さはＲａは５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、さらに好ましくは、５ｎｍ以下である。第１の絶縁膜４０７は、透明材料である、ガラスフリット、溶剤、及び樹脂を含むガラスペーストを含む。溶剤には、テルピネオールなどのテルペン系溶剤やブチルカルビトールアセテートなどカルビトール系溶剤といった高沸点溶剤が使用されてもよい。樹脂には、エチルセルロースなどのセルロース系樹脂やアクリル樹脂などのアクリル系樹脂といった増粘性のバインダー樹脂が使用されてもよい。
【００３２】
第１の絶縁膜４０７の材料であるガラスフリットは、屈折率が、後述する透明電極４１７（例えば、ＩＴＯなどで形成される）と同等程度であることが好ましい。第１の絶縁膜４１７の屈折率が、透光性基板４０３と同程度では、透明電極４１７との界面での反射は、凹凸面４０３ａ及び第１の絶縁膜４０７が無い場合と同様になり、光の取り出し効率の向上を望むことができないためである。例えば、透明電極４１７を屈折率ｎ＝２であるＩＴＯを用いて形成した場合、ガラスフリットは、屈折率ｎ＝１．８以上であることが好ましい。また、第１の絶縁膜４０７に用いられるガラスフリットは、透光性基板４０３の歪みやひずみが起きない温度で透明なガラス層（第１の絶縁膜１２０）を形成することができるような熱特性を有している必要がある。透光性基板４０３として用いられる一般的なガラス基板（例えば、ソーダライムガラス）は、５００℃以上の温度をかけると、歪みやひずみが生じて、透光性基板４０３にそりが発生する。従って、ガラスフリットのガラス転移温度（Ｔｇ）は４５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは４００℃以下である。低いガラス転移温度や高い屈折率を有するガラスフリットの成分としては、例えば、ネットワークフォーマとして、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｇｅ２Ｏ、ＴｅＯ２から選ばれる１種または２種以上の成分を含有し、高屈折率成分として、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３から選ばれる１種または２種以上の成分を含有する高屈折率ガラスを使用してもよい。また、ガラスフリットの成分として、以上に述べた成分の他に、ガラスの特性を調整する意味で、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、フッ化物などを屈折率に対して要求される物性を損なわない範囲で使用してもよい。また、必要に応じて、ガラスフリット及び樹脂の分散性の向上やレオロジーの調整等を目的とした添加剤を添加してもよい。
【００３３】
第１の絶縁膜４０７は、以上に述べた材料、即ち、ガラスフリットと、溶剤と、バインダー樹脂と混合することにより作成されるガラスペーストを透光性基板４０３上に塗布し、乾燥及び焼成することにより形成される。第１の絶縁膜４０７のさらなる詳細については、本発明者による先願（特開２０１２−１３３９４４号公報）を参照されたい。
【００３４】
第１の絶縁膜４０７上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９及び第２の絶縁膜４１１が配置される。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９は、ブラックマトリックス３０５に対応する領域に形成される。また、図示してはいないが、第１の絶縁膜４０７上には、配線層が形成されてもよい。第２の絶縁膜４１１上には、画素３０３における赤色のサブ画素３０７、緑色のサブ画素３０９及び青色のサブ画素３１１にそれぞれ対応するように赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ（ＣＦ）４１３が配置される。カラーフィルタ（ＣＦ）４１３上には透明電極４１７が形成され、透明電極４１７はＴＦＴ４０９上に形成された層間絶縁膜４１５に形成されたコンタクトホールを通じて各ＴＦＴ４０９に電気的に接続される。第２の絶縁膜４１１としては、その屈折率が第１の絶縁膜と同等か、それ以上であることが好ましい。このようにすることで透明電極４１７及び有機ＥＬ層４１９に閉じ込められてしまう薄膜導波光を外部へ効率よく取り出すことができるようになる。ただし、ＣＦを形成した場合にはその限りではない。一般的なＣＦ材料の屈折率は１．５〜１．６程度であり、ＣＦが形成された場合には、透明電極４１７及び有機ＥＬ層４１９に閉じ込められてしまう薄膜導波光を取り出すことが困難となるためである。このような絶縁膜４１１としては、スパッタ法やＣＶＤ法などにより形成されるＳｉＮｘやＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３５】
透明電極４１７は、発光素子４０１の陽極として機能し、導電性を有するとともに、光を発光素子４０１の外部に取り出すために透明な材料が使用される。透明電極４１７の材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３等が好適に使用される。透明電極４１７には、ＴＦＴ４０９を介して、各サブ画素３０７、３０９、３１１に対応する電流が印加される。
【００３６】
透明電極４１７上には、白色光を生じる有機ＥＬ層４１９が形成される。有機ＥＬ層４１９は、発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでもよい。有機ＥＬ層４１９を構成する各層の材料については、公知の材料を使用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。有機ＥＬ層４１９は、層間絶縁膜４１５上に配置されたバンク４２１によって、各サブ画素３０７、３０９、３１１に対応して区画される。
【００３７】
有機ＥＬ層４１９上には、陰極４２３が配置される。陰極４２３を形成する材料としては、金属が使用され、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ及びこれらの化合物などを使用してもよい。
【００３８】
以上に述べた本発明の一実施形態の発光素子４０１の構成によると、ブラックマトリックス３０５を透光性基板４０３に凹凸面４０３ａ上に設けることにより、偏光板３１３、λ／４位相差板３１５を通じて入射した外光が透光性基板４０３の凹凸面４０３ａを通過して散乱される前に吸収されるため、透光性基板４０３の凹凸面４０３ａによって散乱された後に陰極４２３によって反射される外光を低減することが可能となる。したがって、本発明の一実施形態の発光素子４０１によれば、透光性基板４０３に凹凸面４０３ａを設けて、有機ＥＬ層４１９で生じた光を凹凸面４０３ａで散乱させて、発光素子４０１の光の取り出し効率を向上させるとともに、透光性基板４０３に凹凸面４０３ａ上にブラックマトリックス３０５を配置することにより、外光反射を抑制することが可能となる。
【００３９】
図４Ｂは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例である。図４Ｂを参照すると、画素３０３は、発光素子４０１ａを含む。図４Ｂの発光素子４０１ａにおいて、図４Ａに示した発光素子４０１と同一の構成には同一の参照番号を付与した。発光素子４０１ａは、透光性基板４０３と、ブラックマトリックス３０５と、第１の絶縁膜４０７と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９と、第２の絶縁膜４１１と、層間絶縁膜４１５と、透明電極４１７と、有機ＥＬ層４２０と、バンク４２１と、陰極４２３とを含む。発光素子４０１ａの構成は、カラーフィルタ（ＣＦ）が省略されていること、及び有機ＥＬ層４２０の構成が異なることを除いて、図４Ａに示した発光素子４０１と同一である。したがって、発光素子４０１と同一の構成についての重複する説明は省略する。
【００４０】
図４Ｂに示した発光素子４０１ａの有機ＥＬ層４２０は、画素３０３における赤色のサブ画素３０７、緑色のサブ画素３０９及び青色のサブ画素３１１にそれぞれ対応する赤色有機ＥＬ層４２０Ｒ、緑色有機ＥＬ層４２０Ｇ、及び青色有機ＥＬ層４２０Ｂを含む。赤色有機ＥＬ層４２０Ｒ、緑色有機ＥＬ層４２０Ｇ、及び青色有機ＥＬ層４２０Ｂは、それぞれバンク４２１によって互いに分離されている。赤色有機ＥＬ層４２０Ｒは赤色発光層を有し、緑色有機ＥＬ層４２０Ｇは緑色発光層を有し、青色有機ＥＬ層４２０Ｂは青色発光層を有する。赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層を構成する発光材料としては、公知の材料を使用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。図４Ｂに示した発光素子４０１ａでは、有機ＥＬ層４２０を赤色有機ＥＬ層４２０Ｒ、緑色有機ＥＬ層４２０Ｇ及び青色有機ＥＬ層４２０Ｂを含むため、図４Ａに示した発光素子４０１のカラーフィルタ（ＣＦ）を省略することができる。
【００４１】
図４Ｂに示した発光素子４０１ａによると、図４Ａに示した発光素子４０１と同様に、透光性基板４０３に凹凸面４０３ａを設けて、有機ＥＬ層４１９で生じた光を凹凸面４０３ａで散乱させて、発光素子４０１ａの光の取り出し効率を向上させるとともに、透光性基板４０３に凹凸面４０３ａ上にブラックマトリックス３０５を配置することにより、外光反射を抑制することが可能となる。また、発光素子４０１ａでは、有機ＥＬ層４２０が赤色有機ＥＬ層４２０Ｒ、緑色有機ＥＬ層４２０Ｇ及び青色有機ＥＬ層４２０Ｂを含み、カラーフィルタを通さずに有機ＥＬ層４２０から透光性基板４０３側に光が出射される。そのため、発光素子４０１ａは、発光素子４０１に比べて低電圧で駆動することができる。
【００４２】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本発明の別の実施形態の発光素子の構成について説明する。図５Ａは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例を示し、図５Ｂは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例を示す。
【００４３】
図５Ａを参照すると、画素３０３は、本発明の別の実施形態に係る発光素子５０１を含む。図５Ａの発光素子５０１において、図４Ａに示した発光素子４０１と同一の構成には同一の参照番号を付与した。発光素子５０１は、透光性基板５０３と、ブラックマトリックス３０５と、光散乱層５０５と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９と、第２の絶縁膜４１１と、層間絶縁膜４１５と、カラーフィルタ（ＣＦ）４１３と、透明電極４１７と、有機ＥＬ層４１９と、バンク４２１と、陰極４２３とを含む。発光素子５０１の構成は、透光性基板５０３の構成が異なり、第１の絶縁膜に代わって光散乱層５０５を含むことを除いて、図４Ａに示した発光素子４０１と同一である。したがって、発光素子４０１と同一の構成についての重複する説明は省略する。
【００４４】
発光素子５０１は、透光性基板５０３を有する。透光性基板５０３は、図４Ａに示した発光素子４０１の透光性基板４０３と同様に、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラスや、透明なプラスチックなどの透明な材料で形成されてもよい。透光性基板５０３を形成するためのプラスチックとしては、透光性基板４０３と同様に、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等の絶縁性樹脂を使用してもよい。発光素子５０１の透光性基板５０３の表面は、発光素子４０１の透光性基板４０３とは異なり、平坦である。透光性基板５０３上にはブラックマトリックス３０５が配置される。
【００４５】
透光性基板５０３上及びブラックマトリックス３０５上には、光散乱層５０５が配置される。光散乱層５０５は、平坦面を有し、透明材料である、ガラスフリット、溶剤、バインダー樹脂及び光を散乱する光散乱粒子５０７を含むガラスペーストを含む。光散乱層５０５の材料であるガラスフリットは、発光素子４０１の第１の絶縁膜４０７の材料であるガラスフリットと同様に、透明電極４１７を屈折率ｎ＝２であるＩＴＯを用いて形成した場合、屈折率ｎ＝１．８以上であることが好ましく、そのガラス転移温度（Ｔｇ）は４５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは４００℃以下である。光散乱層５０５のガラスフリット、溶剤及びバインダー樹脂の材料は、発光素子４０１の第１の絶縁膜４０７のガラスフリット、溶剤及びバインダー樹脂の材料と同一材料を使用してもよい。
【００４６】
光散乱粒子５０７の形状は、特に限定されず、不定形であってもよく、真球状であってもよい。光散乱粒子５０７の大きさは、０．５μｍ〜１０μｍであってもよく、好ましくは、１μｍ〜２μｍであってもよい。光散乱粒子５０７は、光散乱層５０５に含まれるガラスフリットの屈折率よりも０．１以上高い、若しくは０．１以上低い屈折率を有することが好ましく、さらに好ましくは、ガラスフリットの屈折率よりも０．３以上高い、若しくは０．３以上低い屈折率を有する。このような光散乱粒子５０７の材料としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの無機酸化物、Ｍｇ２Ａｌ３（ＡｌＳｉ５Ｏ１８）（コーディアライト）、β−ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６（β−スポジュメン）、ＺｒＳｉＯ４（ジルコン）、ＺｒＷ２Ｏ８、（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７、ＫＺｒ２（ＰＯ４）３、Ｚｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２などの無機フィラーを使用してもよい。
【００４７】
本実施形態の発光素子５０１は、図４Ａに示した発光素子４０１とは異なり、透光性基板に光を散乱するための凹凸面を設ける代わりに、光散乱粒子５０７を含む光散乱層５０５を有する。有機ＥＬ層４１９で生じた光が、透明電極４１７、カラーフィルタ４１３、第２の絶縁膜４１１、を通過して光散乱層５０５に入射すると、光散乱層５０５に入射した光は、光散乱粒子５０７の表面にぶつかり散乱する。有機ＥＬ層４１９で生じた光が、光散乱層５０５を通過するたびに光散乱粒子５０７とぶつかって散乱し、発光素子５０１内において何度も反射を繰り返し、結果的に、発光素子５０１の外部へ光を取り出すことができるため、発光素子５０１の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４８】
以上に述べた本発明の一実施形態の発光素子５０１の構成によると、ブラックマトリックス３０５を透光性基板５０３上に配置することにより、偏光板３１３、λ／４位相差板３１５を通じて入射した外光が透光性基板５０３を通過して光散乱層５０５で散乱される前に吸収されるため、光散乱層５０５を通過して散乱した後に陰極４２３によって反射される外光を低減することが可能となる。したがって、本発明の一実施形態の発光素子５０１によれば、光拡散粒子５０７を含む光散乱層５０５を設けて、有機ＥＬ層４１９で生じた光を光拡散粒子５０７によって散乱させることにより、発光素子５０１の光の取り出し効率を向上させるとともに、透光性基板５０３上にブラックマトリックス３０５を配置することにより、外光反射を抑制することが可能となる。
【００４９】
図５Ｂは、図３（ｂ）に示した表示パネル３０１の画素３０３のＡ−Ａ線に沿った断面図の別の一例である。図５Ｂを参照すると、画素３０３は、発光素子５０１ａを含む。図５Ｂの発光素子５０１ａにおいて、図５Ａに示した発光素子５０１と同一の構成には同一の参照番号を付与した。発光素子５０１ａは、透光性基板５０３と、ブラックマトリックス３０５と、光散乱層５０５と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９と、第２の絶縁膜４１１と、層間絶縁膜４１５と、透明電極４１７と、有機ＥＬ層５０９と、バンク４２１と、陰極４２３とを含む。発光素子５０１ａの構成は、カラーフィルタ（ＣＦ）が省略されていること、及び有機ＥＬ層５０９の構成が異なることを除いて、図５Ａに示した発光素子５０１と同一である。したがって、発光素子５０１と同一の構成についての重複する説明は省略する。
【００５０】
図５Ｂに示した発光素子５０１ａの有機ＥＬ層５０９は、図４Ｂに示した発光素子４０１ａと同様に、画素３０３における赤色のサブ画素３０７、緑色のサブ画素３０９及び青色のサブ画素３１１にそれぞれ対応する赤色有機ＥＬ層５０９Ｒ、緑色有機ＥＬ層５０９Ｇ、及び青色有機ＥＬ層５０９Ｂを含む。赤色有機ＥＬ層５０９Ｒ、緑色有機ＥＬ層５０９Ｇ、及び青色有機ＥＬ層５０９Ｂは、それぞれバンク４２１によって互いに分離されている。赤色有機ＥＬ層５０９Ｒは赤色発光層を有し、緑色有機ＥＬ層５０９Ｇは緑色発光層を有し、青色有機ＥＬ層５０９Ｂは青色発光層を有する。赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層を構成する発光材料としては、公知の材料を使用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。図５Ｂに示した発光素子５０１ａでは、有機ＥＬ層５０９を赤色有機ＥＬ層５０９Ｒ、緑色有機ＥＬ層５０９Ｇ及び青色有機ＥＬ層５０９Ｂを含むため、図５Ａに示した発光素子５０１のカラーフィルタ（ＣＦ）を省略することができる。
【００５１】
図５Ｂに示した発光素子５０１ａによると、図５Ａに示した発光素子５０１と同様に、光散乱粒子５０７を含む光散乱層５０５を配置して、有機ＥＬ層４１９で生じた光を散乱させて、発光素子５０１ａの光の取り出し効率を向上させるとともに、透光性基板５０３上にブラックマトリックス３０５を配置することにより、外光反射を抑制することが可能となる。また、発光素子５０１ａでは、有機ＥＬ層５０９が赤色有機ＥＬ層５０９Ｒ、緑色有機ＥＬ層５０９Ｇ及び青色有機ＥＬ層５０９Ｂを含み、カラーフィルタを通さずに有機ＥＬ層５０９から透光性基板５０３側に光が出射される。そのため、発光素子５０１ａは、発光素子５０１に比べて低電圧で駆動することができる。
【００５２】
本発明者らは、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示した本発明に係る発光素子４０１、４０１ａ、５０１、５０１ａを作製し、作製した発光素子に図４Ａ乃至図５Ｂに示すように偏光板及びλ／４位相差板を装着して各発光素子の光の取り出し強度及び外光の反射強度を測定した。ここでは、発光素子４０１を実施例１、発光素子４０１ａを実施例２、発光素子５０１を実施例３、発光素子５０１ａを実施例４とする。また、比較例として、発光素子４０１から透光性基板４０３の凹凸面４０３ａ、ブラックマトリックス３０５及び第１の絶縁膜４０７を除き、透光性基板４０３の平坦面に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９及び第２の絶縁膜４１１が形成された構成を有する発光素子を作製して比較例１とし、発光素子４０１からブラックマトリックス３０５を除いた構成を有する発光素子を作製して比較例２とし、発光素子４０１ａから透光性基板４０３の凹凸面４０３ａ、ブラックマトリックス３０５及び第１の絶縁膜４０７を除き、透光性基板４０３の平坦面に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９及び第２の絶縁膜４１１が形成された構成を有する発光素子を作製して比較例３とし、発光素子５０１ａからブラックマトリックスを除いた構成を有する発光素子を作製して比較例４とした。反射強度の測定は、図６に示すように、観察方向（０°）に対する角度θ＝３０°で入射する光の相対反射強度を測定した。また、各実施例及び各比較例における画素の開口率は略５０％とした。結果を以下の表１及び表２に示す。尚、各実施例及び各比較例の表示パネルの光の取り出し強度及び外光の反射強度を測定において、カラーフィルタ（ＣＦ）を具備し、且つ白色発光層を含む発光素子を作製した実施例１、実施例３及び比較例１、比較例２からなるグループと、カラーフィルタ（ＣＦ）を具備せず、且つ赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層を含む発光素子を作製した実施例２、実施例４及び比較例３、比較例４からなるグループに分けて光の取り出し強度及び外光の反射強度の測定を行った。光の取り出し強度は、ＲＧＢすべてを同一駆動条件で点灯させて白色とし、コニカミノルタ社製ＣＡ２０００を使用して面輝度を測定して比較した。また、外光の反射強度は村上色彩社製変角光度計ＧＰ−７００を用いて測定した。偏光板には日東電工社製SEG1425DUを使用し、λ／４位相差板には帝人化成社製WRF-S-148を使用した。各実施例及び比較例の光の取り出し強度及び相対反射強度に当たり、基準を比較例１、比較例３の光の取り出し強度及び反射強度とした。尚、実施例１、３及び比較例１、２における白色発光層の膜厚（層構成）は比較例１における取り出し強度（素子特性）が最も高くなる発光素子の構成を作製し、同様の構成とした。また、実施例２、４及び比較例３、４におけるＲ，Ｇ，Ｂ発光層の各層の膜厚も同様に比較例３における取り出し強度（素子特性）が最も高くなる発光素子の構成を作製し、同様の構成とした。
【００５３】
【表１】
2014086286.tif 000003
【表２】
2014086286.tif 000004
【００５４】
表１の結果に示すように、カラーフィルタ（ＣＦ）を具備し、且つ白色発光層を含む本発明に係る発光素子においては、外光の反射率を従来の光散乱面或いは光散乱層のない発光素子（比較例１）の２倍以下に抑え、且つ光の取り出し効率を１．２〜１．３倍にすることができた。さらに、ブラックマトリックスのない光散乱面付き発光素子（比較例２）では、光の取り出し効率は同程度であるものの、外光の反射率が１３倍以上となり、表示装置に用いる発光素子として適当ではないことが分かる。
【００５５】
また、表２の結果の結果に示すように、フィルタ（ＣＦ）を具備せず、且つ赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層を含む本発明に係る発光素においては、外光の反射率を従来の光散乱面或いは光散乱層のない発光素子（比較例３）の２倍以下に抑え、且つ光の取り出し効率を１．６〜１．７倍にすることができた。さらに、ブラックマトリックスのない光散乱層付き発光素子（比較例４）では、光の取り出し効率は同程度であるものの、外光の反射率が２０倍以上となり、表示装置に用いる発光素子として適当ではないことが分かる。
【００５６】
以上の結果から、本発明に係る発光素子は、外光反射率を抑制しつつ、光の取り出し効率を向上させることができ、表示装置に好適であることは明らかである。また、以上に説明した本発明の実施形態の発光素子として、有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を説明したが、有機ＥＬ層に代わって無機ＥＬ層を備える無機ＥＬ素子であっても、透光性基板上に形成された凹凸面（光散乱面）又は光散乱層及び透光性基板上に形成されたブラックマトリックスを備えることにより、有機ＥＬ素子と同様に外光反射率を抑制しつつ、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５７】
以下、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、図４Ａに示した本発明の一実施形態に係る発光素子４０１の製造方法を説明する。尚、ここでは、透光性基板４０３として、屈折率ｎ＝１．５のガラス基板を使用した例を説明する。
【００５８】
先ず、図７Ａに示すように、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のガラス基板４０３を準備し、サンドブラスト法、ウェットエッチングなどにより平均表面粗さがＲａは、０．７μｍ以上５μｍ以下になるようにガラス基板の一面を削って凹凸面４０３ａを形成する。
【００５９】
次に、図７Ｂに示すように、凹凸面４０３ａ上にブラックマトリックス層を形成し、パターニングを行って所定の領域にブラックマトリックス３０５を形成する。ブラックマトリックス層は、スパッタ法又はガラス結着によって形成されてもよい。ガラス結着の場合、結着剤として低融点ガラスと上述したブラックマトリックスの材料とを混合してペースト状にて、凹凸面４０３ａに塗布したのち焼結することによりブラックマトリックス層を形成する。ブラックマトリックス３０５がスパッタ法によって形成される場合、その膜厚は１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であってもよく、ガラス結着によって形成される場合、その膜厚は１μｍ〜５０μｍ程度であってもよい。
【００６０】
次に、図７Ｃに示すように、凹凸面４０３ａ上にブラックマトリックス３０５に第１の絶縁膜４０７を膜厚３μｍ〜１００μｍ程度有するように形成する。第１の絶縁膜４０７は、上述したガラスペーストをガラス基板４０３上及びブラックマトリックス３０５上に塗布し、溶剤を１００℃程度で乾燥させた後、６５０℃以下の温度で焼成することにより形成される。
【００６１】
この後、第１の絶縁膜４０７上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９がブラックマトリックス３０５に対応する領域に形成される。さらに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９が形成される以外の領域には、第２の絶縁膜４１１が１μｍ〜２μｍ程度の膜厚で形成され、その上にカラーフィルタ（ＣＦ）４１３が配置される。その後、層間絶縁膜４１５が形成され、層間絶縁膜４１５に形成されたコンタクトホールを通じて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９に電気的に接続されるように、透明電極４１７が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚で形成される。透明電極４１７上には有機ＥＬ層４１９が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚で形成され、有機ＥＬ層を各サブ画素毎に分離するバンク４２１が層間絶縁膜４１５上に形成される。有機ＥＬ層４１９上及びバンク４２１上には、陰極４２３が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚で形成される。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４０９、第２の絶縁膜４１１、カラーフィルタ（ＣＦ）４１３、層間絶縁膜４１５、透明電極４１７、有機ＥＬ層４１９、バンク４２１及び陰極４２３の形成には既知の形成方法が用いられるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００６２】
以上のような製造工程により、本発明の一実施形態に係る発光素子４０１を製造することができる。このような発光素子を製造することにより、外光反射を効果的に抑制して、且つ光の取り出し効率の向上させることができる発光素子及びそれを具備する表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
３００  表示装置
３０５  ブラックマトリックス
３１３  偏光板
３１５  λ／４位相差板
４０１、４０１ａ、５０１、５０１ａ  発光素子
４０３、５０３  透光性基板
４０７  第１の絶縁膜
４０９  ＴＦＴ
４１１  第２の絶縁膜
４１３  カラーフィルタ
４１７  透明電極
４１９、４２０、５０９  有機ＥＬ層
４１５  層間絶縁膜
４２１  バンク
４２３  陰極
５０５  光散乱層
５０７  光散乱粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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