(57)【要約】【課題】光取り出し効率が充分に高い光学基板を提供する。【解決手段】本発明の発光性基板１（光学基板）は、光透過性を有する第１の基板２と、第１の基板２から所定の間隔をおいて設けられ、第１の基板２に向けて光を射出する発光機能層５（光学層）と、第１の基板２と発光機能層５との少なくとも一方に接し、第１の基板２の発光機能層５との対向面に沿う方向に所定の間隔をおいて設けられた複数の構造物４と、第１の基板２と発光機能層５との間に設けられた気体層６と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する第１の基板と、
前記第１の基板から所定の間隔をおいて設けられ、前記第１の基板に向けて光を射出する光学層と、
前記第１の基板と前記光学層との少なくとも一方に接し、前記第１の基板の前記光学層との対向面に沿う方向に所定の間隔をおいて設けられた複数の構造物と、
前記第１の基板と前記光学層との間に設けられた気体層と、が備えられたことを特徴とする光学基板。
【請求項２】
前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に、第２の基板が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の光学基板。
【請求項３】
前記構造物が、前記第１の基板の法線方向に配置された複数層の構造物で構成され、
前記複数層の構造物が、前記第１の基板の前記対向面に接する第１の構造物と、前記光学層に接する第２の構造物と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光学基板。
【請求項４】
前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接していることを特徴とする請求項３に記載の光学基板。
【請求項５】
前記第１の構造物と前記第２の構造物とが離間しており、
前記第１の基板の外縁部に、前記第１の基板の前記対向面に接する支持部材が備えられたことを特徴とする請求項３に記載の光学基板。
【請求項６】
前記第１の構造物の少なくとも一部が、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材で構成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項７】
前記第１の構造物の外面の少なくとも一部が、光反射性を有する材料からなる光反射部材で構成されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項８】
前記第１の構造物が、前記第１の基板と接し、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材と、前記光吸収部材の前記第１の基板と接する面を除く残りの面を覆い、光反射性を有する材料からなる光反射部材と、から構成されたことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項９】
前記第２の構造物の外面の少なくとも一部に、光反射性を有する材料からなる光反射部材が設けられたことを特徴とする請求項３ないし８のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１０】
前記光学層の厚さが、前記第２の構造物の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項３ないし９のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１１】
前記構造物が、単一層の構造物で構成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１２】
前記構造物が、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層との双方に接していることを特徴とする請求項１１に記載の光学基板。
【請求項１３】
前記構造物が、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層とのいずれか一方に接しており、
前記第１の基板の外縁部および前記光学層の外縁部に、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層との各々に接する支持部材が備えられたことを特徴とする請求項１１に記載の光学基板。
【請求項１４】
前記構造物の少なくとも一部が、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材で構成されていることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１５】
前記構造物の外面の少なくとも一部が、光反射性を有する材料からなる光反射部材で構成されていることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１６】
前記構造物が、前記第１の基板と接し、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材と、前記光吸収部材の前記第１の基板と接する面を除く残りの面を覆い、光反射性を有する材料からなる光反射部材と、から構成されたことを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１７】
前記光学層が、所定の波長域の光を発する発光層であることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項１８】
前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に、前記波長域の光を選択的に反射し、前記波長域以外の波長域の光を選択的に透過する特性を有する波長選択反射部材が備えられたことを特徴とする請求項１７に記載の光学基板。
【請求項１９】
前記波長選択反射部材が、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に備えられた第２の基板であることを特徴とする請求項１８に記載の光学基板。
【請求項２０】
前記光学層が、入射された光を散乱させる光散乱層であることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項２１】
前記第１の基板と前記光学層との間に、カラーフィルタが備えられていることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項２２】
前記構造物が前記光学層を貫通し、
前記構造物の前記第１の基板と接する面とは反対側の面と、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面と、が略同一平面上にあることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の光学基板。
【請求項２３】
光透過性を有する第１の基板の一面に、所定の間隔をおいて複数の第１の構造物を形成する工程と、
光透過性を有する第２の基板の一面に、所定の間隔をおいて複数の第２の構造物を形成する工程と、
前記第２の基板の前記一面において、隣り合う前記第２の構造物に囲まれた領域に光学層を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の構造物の形成面と前記第２の構造物の形成面とが互いに対向するように、所定の間隔を保持して固定する工程と、を備えたことを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項２４】
前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接した状態において、前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする請求項２３に記載の光学基板の製造方法。
【請求項２５】
前記第１の基板の一面と前記第２の基板の一面の少なくとも一方の外縁部に支持部材を形成する工程を備え、
前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接しない状態において、前記支持部材を介して前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする請求項２３に記載の光学基板の製造方法。
【請求項２６】
前記光学層の厚さが前記第２の構造物の厚さよりも薄くなるように、前記光学層を形成することを特徴とする請求項２３ないし２５のいずれか一項に記載の光学基板の製造方法。
【請求項２７】
光透過性を有する第１の基板の一面と光透過性を有する第２の基板の一面のいずれか一方に、所定の間隔をおいて複数の構造物を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板のうち、前記複数の構造物を形成した側の基板の一面において、隣り合う前記構造物に囲まれた領域に光学層を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記複数の構造物を形成した側の基板の前記構造物の形成面と他の基板の一面とが互いに対向するように、所定の間隔を保持して固定する工程と、を備えたことを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項２８】
前記構造物と前記他の基板の一面とが接した状態において、前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする請求項２７に記載の光学基板の製造方法。
【請求項２９】
前記第１の基板の一面と前記第２の基板の一面の少なくとも一方の外縁部に支持部材を形成する工程を備え、
前記構造物と前記他の基板の一面とが接しない状態において、前記支持部材を介して前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする請求項２７に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３０】
前記第１の基板と前記第２の基板とを固定した後、前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離する工程を備えたことを特徴とする請求項２３ないし２９のいずれか一項に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３１】
前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離した後、前記光学層の第２の基板の少なくとも一部を剥離した側の面に、第３の基板を固定する工程を備えたことを特徴とする請求項３０に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３２】
前記光学層が、所定の波長域の光を発する発光層であり、
前記第３の基板が、前記波長域の光を選択的に反射し、前記波長域以外の波長域の光を選択的に透過する特性を有する波長選択反射板であることを特徴とする請求項３１に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３３】
前記第２の基板に犠牲層を形成する工程を備え、
前記犠牲層の位置で前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離することを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか一項に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３４】
前記第１の基板と前記第２の基板とを減圧雰囲気下で固定することを特徴とする請求項２３ないし３３のいずれか一項に記載の光学基板の製造方法。
【請求項３５】
請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の光学基板と、
前記光学基板に向けて光を射出する光源と、が備えられたことを特徴とする発光素子。
【請求項３６】
前記光学基板の前記光学層が、前記光源から射出された光を励起光として光を発する発光層であることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３７】
請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の光学基板と、
前記光学基板に向けて光を射出する光源と、
前記光源から射出された光の透過率を調整する液晶セルと、が備えられたことを特徴とする液晶素子。
【請求項３８】
前記光学基板の前記光学層が、前記光源から射出され、前記液晶セルによって透過率が調整された光を励起光として光を発する発光層であることを特徴とする請求項３６に記載の液晶素子。
【請求項３９】
請求項３４または３５に記載の発光素子と、
前記発光素子における前記光源の発光状態を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする表示装置。
【請求項４０】
請求項３６または３７に記載の液晶素子と、
前記液晶素子における前記液晶セルの透過率を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする液晶装置。
【請求項４１】
請求項３４または３５に記載の発光素子と、
前記発光素子における前記光源の発光状態を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体等の発光機能を有する層、もしくは光散乱機能を有する層などを備えた光学基板およびその製造方法、発光素子、液晶素子、表示装置、液晶装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体などの発光機能を有する膜は、波長変換、エネルギー変換などに活用できる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」とも言う）素子に蛍光体を組み合わせるタイプの有機ＥＬ装置は、色変換有機ＥＬ装置としてよく知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。また、液晶素子に蛍光体を組み合わせるタイプの表示装置も知られている（例えば、下記の特許文献２参照）。
【０００３】
ところが、これらの装置において、大きな課題の一つは蛍光体などの発光機能を有する膜から発した光を充分に取り出すことができない、という問題である。蛍光体は、ガラス基板などの光透過性基板の上に形成される、もしくはアクリル板などの樹脂基板の内部に分散される、等の形態で使用されるのが一般的である。その場合、基板の屈折率が空気の屈折率よりも大きいため、Snellの法則に基づく全反射条件に従って基板から光を効率良く取り出すことができない。
【０００４】
このような課題に対して、例えば特許文献１には、有機ＥＬ素子と組み合わせた蛍光体層の側面に反射膜を設けることが開示されている。
下記の特許文献３には、透明導電層の発光層と反対側の面に屈折率が１．０１〜１．３の範囲の低屈折率層を設けたアクティブマトリクス型発光素子が開示されている。
下記の特許文献４には、透明電極層と光透過性基板との間に、光を散乱させる粒子を低屈折率材料からなるマトリクス樹脂中に拡散させた浸み出し光拡散層を設けたＥＬ素子が開示されている。
下記の特許文献５には、画素の側面に反射層を設けることにより光取り出し効率を向上させた発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２９７２６号公報
【特許文献２】特開２００９−１３４２７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２７８４７７号公報
【特許文献４】特開２００４−２９６４３７号公報
【特許文献３】特開２０１０−００９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１、および特許文献５に開示された発明は、発光部の側面に反射部材を設けることで、発光部の側面に向かう光を正面側に取り出そうとするものである。しかしながら、有機ＥＬ素子の保護等の目的で、有機ＥＬ素子の光射出側にガラス等の光透過性基板を配置する場合がある。その場合、特許文献１、および特許文献５では、発光部からの光が透過する光透過性基板と空気との屈折率差により生じる全反射成分に対して有効な対策が施されていない。したがって、特許文献１、および特許文献５の技術では、光取り出し効率の改善に限界がある。
【０００７】
一方、特許文献３、および特許文献４には、低屈折率層の配置により光取り出し効率を向上できると記載されている。しかしながら、低屈折率層から光を取り出す際に依然として低屈折率層と空気との屈折率差がある。そのため、光取り出し効率を充分に高くすることは難しい。
【０００８】
以上、有機ＥＬ素子等の発光素子からの光を直接取り出す場合を例として課題を説明した。しかしながら、例えば発光素子からの光を光散乱層等の光学層を介して取り出す場合にも同様の課題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光取り出し効率を充分に高めることができる光学基板およびその製造方法を提供することを目的とする。また、上記の光学基板を備え、高輝度の発光素子、液晶素子、表示装置、液晶装置および照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の光学基板は、光透過性を有する第１の基板と、前記第１の基板から所定の間隔をおいて設けられ、前記第１の基板に向けて光を射出する光学層と、前記第１の基板と前記光学層との少なくとも一方に接し、前記第１の基板の前記光学層との対向面に沿う方向に所定の間隔をおいて設けられた複数の構造物と、前記第１の基板と前記光学層との間に設けられた気体層と、が備えられたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の光学基板は、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に、第２の基板が備えられたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光学基板は、前記構造物が、前記第１の基板の法線方向に配置された複数層の構造物で構成され、前記複数層の構造物が、前記第１の基板の前記対向面に接する第１の構造物と、前記光学層に接する第２の構造物と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の光学基板は、前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光学基板は、前記第１の構造物と前記第２の構造物とが離間しており、前記第１の基板の外縁部に、前記第１の基板の前記対向面に接する支持部材が備えられたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の光学基板は、前記第１の構造物の少なくとも一部が、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の光学基板は、前記第１の構造物の外面の少なくとも一部が、光反射性を有する材料からなる光反射部材で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光学基板は、前記第１の構造物が、前記第１の基板と接し、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材と、前記光吸収部材の前記第１の基板と接する面を除く残りの面を覆い、光反射性を有する材料からなる光反射部材と、から構成されたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の光学基板は、前記第２の構造物の外面の少なくとも一部に、光反射性を有する材料からなる光反射部材が設けられたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学基板は、前記光学層の厚さが、前記第２の構造物の厚さよりも薄いことを特徴とする。
【００２０】
本発明の光学基板は、前記構造物が、単一層の構造物で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光学基板は、前記構造物が、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層との双方に接していることを特徴とする。
【００２２】
本発明の光学基板は、前記構造物が、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層とのいずれか一方に接しており、前記第１の基板の外縁部および前記光学層の外縁部に、前記第１の基板の前記対向面と前記光学層との各々に接する支持部材が備えられたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の光学基板は、前記構造物の少なくとも一部が、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の光学基板は、前記構造物の外面の少なくとも一部が、光反射性を有する材料からなる光反射部材で構成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の光学基板は、前記構造物が、前記第１の基板と接し、光吸収性を有する材料からなる光吸収部材と、前記光吸収部材の前記第１の基板と接する面を除く残りの面を覆い、光反射性を有する材料からなる光反射部材と、から構成されたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の光学基板は、前記光学層が、所定の波長域の光を発する発光層であることを特徴とする。
【００２７】
本発明の光学基板は、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に、前記波長域の光を選択的に反射し、前記波長域以外の波長域の光を選択的に透過する特性を有する波長選択反射部材が備えられたことを特徴とする。
【００２８】
本発明の光学基板は、前記波長選択反射部材が、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面に備えられた第２の基板であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の光学基板は、前記光学層が、入射された光を散乱させる光散乱層であることを特徴とする。
【００３０】
本発明の光学基板は、前記第１の基板と前記光学層との間に、カラーフィルタが備えられていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の光学基板は、前記構造物が前記光学層を貫通し、前記構造物の前記第１の基板と接する面とは反対側の面と、前記光学層の前記第１の基板との対向面とは反対側の面と、が略同一平面上にあることを特徴とする。
【００３２】
本発明の光学基板の製造方法は、光透過性を有する第１の基板の一面に、所定の間隔をおいて複数の第１の構造物を形成する工程と、光透過性を有する第２の基板の一面に、所定の間隔をおいて複数の第２の構造物を形成する工程と、前記第２の基板の前記一面において、隣り合う前記第２の構造物に囲まれた領域に光学層を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の構造物の形成面と前記第２の構造物の形成面とが互いに対向するように、所定の間隔を保持して固定する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３３】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接した状態において、前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする。
【００３４】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第１の基板の一面と前記第２の基板の一面の少なくとも一方の外縁部に支持部材を形成する工程を備え、前記第１の構造物と前記第２の構造物とが接しない状態において、前記支持部材を介して前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする。
【００３５】
本発明の光学基板の製造方法は、前記光学層の厚さが前記第２の構造物の厚さよりも薄くなるように、前記光学層を形成することを特徴とする。
【００３６】
本発明の光学基板の製造方法は、光透過性を有する第１の基板の一面と光透過性を有する第２の基板の一面のいずれか一方に、所定の間隔をおいて複数の構造物を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板のうち、前記複数の構造物を形成した側の基板の一面において、隣り合う前記構造物に囲まれた領域に光学層を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記複数の構造物を形成した側の基板の前記構造物の形成面と他の基板の一面とが互いに対向するように、所定の間隔を保持して固定する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
本発明の光学基板の製造方法は、前記構造物と前記他の基板の一面とが接した状態において、前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする。
【００３８】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第１の基板の一面と前記第２の基板の一面の少なくとも一方の外縁部に支持部材を形成する工程を備え、前記構造物と前記他の基板の一面とが接しない状態において、前記支持部材を介して前記第１の基板と前記第２の基板とを固定することを特徴とする。
【００３９】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第１の基板と前記第２の基板とを固定した後、前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離する工程を備えたことを特徴とする。
【００４０】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離した後、前記光学層の第２の基板の少なくとも一部を剥離した側の面に、第３の基板を固定する工程を備えたことを特徴とする。
【００４１】
本発明の光学基板の製造方法は、前記光学層が、所定の波長域の光を発する発光層であり、前記第３の基板が、前記波長域の光を選択的に反射し、前記波長域以外の波長域の光を選択的に透過する特性を有する波長選択反射板であることを特徴とする。
【００４２】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第２の基板に犠牲層を形成する工程を備え、前記犠牲層の位置で前記第２の基板の厚さ方向の少なくとも一部を剥離することを特徴とする。
【００４３】
本発明の光学基板の製造方法は、前記第１の基板と前記第２の基板とを減圧雰囲気下で固定することを特徴とする。
【００４４】
本発明の発光素子は、本発明の光学基板と、前記光学基板に向けて光を射出する光源と、が備えられたことを特徴とする。
【００４５】
本発明の発光素子は、前記光学基板の前記光学層が、前記光源から射出された光を励起光として光を発する発光層であることを特徴とする。
【００４６】
本発明の液晶素子は、本発明の光学基板と、前記光学基板に向けて光を射出する光源と、前記光源から射出された光の透過率を調整する液晶セルと、が備えられたことを特徴とする。
【００４７】
本発明の液晶素子は、前記光学基板の前記光学層が、前記光源から射出され、前記液晶セルによって透過率が調整された光を励起光として光を発する発光層であることを特徴とする。
【００４８】
本発明の表示装置は、本発明の発光素子と、前記発光素子における前記光源の発光状態を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする。
【００４９】
本発明の液晶装置は、本発明の液晶素子と、前記液晶素子における前記液晶セルの透過率を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする。
【００５０】
本発明の照明装置は、本発明の発光素子と、前記発光素子における前記光源の発光状態を制御する制御部と、が備えられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、光取り出し効率が充分に高い光学基板、およびその製造方法を提供することができる。また、上記の光学基板を備え、高輝度の発光素子、液晶素子、表示装置、液晶装置および照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態の光学基板を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の光学基板を示す、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の光学基板を示す平面図である。
【図４】第２実施形態の光学基板を示す、図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１４】本発明の第４変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１５】本発明の第５変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１６】本発明の第６変形例の光学基板を示す断面図である。
【図１７】本発明の第９実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図１８】本発明の第１０実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図１９】本発明の第１１実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図２０】本発明の第１２実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図２１】本発明の第１３実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図２２】本発明の第１４実施形態の光学基板を示す断面図である。
【図２３】（Ａ）〜（Ｄ）本発明の第１５実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２４】（Ａ）〜（Ｅ）本発明の第１６実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２５】（Ａ）〜（Ｄ）本発明の第１７実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２６】（Ａ）〜（Ｅ）本発明の第１８実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２７】（Ａ）〜（Ｅ）本発明の第１９実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２８】（Ａ）〜（Ｆ）本発明の第２０実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２９】（Ａ）〜（Ｆ）本発明の第２１実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３０】（Ａ）〜（Ｆ）本発明の第２２実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３１】（Ａ）〜（Ｅ）本発明の第２３実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３２】（Ａ）〜（Ｅ）本発明の第２４実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３３】（Ａ）〜（Ｄ）本発明の第２５実施形態の光学基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３４】本発明の第２６実施形態の発光素子を示す断面図である。
【図３５】第１変形例の発光素子を示す断面図である。
【図３６】本発明の第２７実施形態の液晶素子を示す断面図である。
【図３７】（Ａ）、（Ｂ）本発明の第２８実施形態の表示装置を示す正面図である。
【図３８】（Ａ）、（Ｂ）本発明の第２９実施形態の照明装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１、図２を用いて説明する。
本実施形態の光学基板は、発光機能を有する層を備え、例えば表示装置の発光性基板に用いて好適な光学基板の例を示す。
図１は、本実施形態の光学基板を示す平面図である。図２は、本実施形態の光学基板を示す、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００５４】
本実施形態の発光性基板１（光学基板）は、図１、図２に示すように、第１の基板２と、第２の基板３と、複数の構造物４と、発光機能を有する層５（光学層）と、気体層６と、を備えている。以下、「発光機能を有する層」のことを「発光機能層」と称する。図１に示すように、第１の基板２および第２の基板３の法線方向から見ると、複数の構造物４は、所定の間隔をおいて互いに平行に配置された複数の構造物４からなる２組の構造物群が互いに直交するように配置されている。言い換えると、複数の構造物４は、全体として格子状に配置されている。発光機能層５は、隣り合う構造物４によって囲まれた矩形状の領域に設けられている。
【００５５】
図２に示すように、第１の基板２と第２の基板３とは、構造物４を介して所定の間隔をおいて配置されている。第２の基板３の第１の基板２との対向面には、第１の基板２に向けて光を射出する発光機能層５が設けられている。構造物４は、第１の基板２の発光機能層５との対向面２ａに沿う方向に所定の間隔をおいて複数設けられている。
【００５６】
構造物４は、第１の基板２および第２の基板３の厚さ方向に積層された複数層の構造物７，８で構成されている。複数層の構造物７，８は、第１の基板２の第２の基板３との対向面２ａに接する第１の構造物７と、第２の基板３の第１の基板２との対向面３ａに接する第２の構造物８である。本実施形態の場合、第１の構造物７と第２の構造物８とは互いに接している。第１の基板２と発光機能層５と構造物４とで囲まれた空間には気体が存在しており、この部分が気体層６を構成している。
【００５７】
第１の基板２は、光透過性を有する基板である。第１の基板２は、例えばガラス、石英等の無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等の透明樹脂基板等から構成される。第１の基板２は、後述する発光機能層５から発する光を射出する側の基板であり、光透過性を有することが必要である。本実施形態の具体例として、第１の基板２には、例えば液晶ディスプレイ等によく用いられる厚さ０．７ｍｍのガラス基板が用いられる。
【００５８】
第２の基板３は、第１の基板と同様、光透過性を有する基板である。第２の基板３は、例えばガラス、石英等の無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等の透明樹脂基板等から構成される。本実施形態の具体例として、第２の基板３には、例えば厚さ０．７ｍｍのガラス基板が用いられる。本実施形態の場合、後述する発光機能層５に対して第２の基板３を介して光を照射する必要がある。そのため、第２の基板３は、光透過性を有することが必要である。ただし、発光機能層５に第２の基板３を介して光を照射する必要がない場合には、第２の基板３は、光透過性を有していなくてもよい。その場合、第２の基板３は、例えば金属、無機材料等の光透過性を持たない材料から構成されていてもよい。
【００５９】
第１の構造物７は、第１の基板２の第２の基板３との対向面２ａに壁状に形成されている。第１の構造物７には、例えば無機材料、有機材料、無機−有機ハイブリッド材料などが用いられる。本実施形態の発光性基板１が表示装置の用途で用いられる場合、第１の構造物７は、各画素もしくは各サブ画素の周囲を囲むように配置されることが望ましい。ただし、第１の構造物７は、必ずしもそのような配置でなくてもよい。もしくは、本実施形態の発光性基板１が照明装置の用途で用いられる場合、第１の構造物７は、第１の基板２上に一定の間隔で配置されることが望ましい。
【００６０】
第２の構造物８は、第２の基板３の第１の基板２との対向面３ａに壁状に形成されている。第２の構造物８には、例えば無機材料、有機材料、無機−有機ハイブリッド材料などが用いられる。第１の構造物７と同様、本実施形態の発光性基板１が表示装置に用いられる場合、第２の構造物８は、各画素もしくは各サブ画素の周囲を囲むように配置されることが望ましいが、必ずしもそのような配置にしなくてもよい。もしくは、本実施形態の発光性基板１が照明装置に用いられる場合、第２の構造物８は、第２の基板３上に一定の間隔で配置されることが望ましい。
【００６１】
本実施形態の場合、第１の構造物７の幅Ｗ１は、第２の構造物８の幅Ｗ２よりも広い。しかしながら、必ずしも第１の構造物７の幅Ｗ１が第２の構造物８の幅Ｗ２より広くなくてもよい。すなわち、第１の構造物７の幅Ｗ１と第２の構造物８の幅Ｗ２とが等しくてもよい。あるいは、第１の構造物７の幅Ｗ１が第２の構造物８の幅Ｗ２より狭くてもよい。
【００６２】
第１の基板２と第２の基板３とは、第１の構造物７と第２の構造物８の位置が互いに一致するように対向している。ただし、第１の構造物７が存在し、第２の構造物８が存在しない箇所、もしくは第２の構造物８が存在し、第１の構造物７が存在しない箇所などがあってもよい。本実施形態の場合、第１の構造物７と第２の構造物８とが接しており、必要に応じて第１の構造物７と第２の構造物８との間に接着剤が配置され、接着剤によって第１の構造物７と第２の構造物８とが固定される。このとき、例えば接着剤に例えば酸化チタン等の粒子が分散されていると、接着剤層に光反射性が付与される点で好ましい。
【００６３】
第１の構造物７と第２の構造物８とは、接触しているだけで、固定されていなくてもよい。その場合、第１の基板２と第２の基板３とが分離することなく、第１の構造物７と第２の構造物８とが接触している状態を保持する必要がある。そのため、例えば第１の基板２と第２の基板３の周縁部に、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせるための封止部材を設けてもよい。
【００６４】
第１の構造物７および第２の構造物８は、それぞれ光透過性、光不透過性、光吸収性、光反射性、光散乱性など、光に対する各種の特性を有していてもよい。第１の構造物７または第２の構造物８を光不透過性とする場合、これらの構造物７，８は、画素もしくはサブ画素を区画する遮光層、いわゆるブラックマトリクスとして機能する。その場合、第１の構造物７または第２の構造物８には、通常の液晶ディスプレイやカラーフィルタ基板などに用いられるブラックマトリクス技術を用いることができる。具体的には、第１の構造物７または第２の構造物８の構成材料に、例えばチタン等の金属を用いてもよいし、ブラックレジスト等の有機材料を用いてもよい。
【００６５】
これらの構造物７，８をブラックマトリクスとすることにより、本実施形態の発光性基板１を表示装置に適用した際に、外光の反射を抑制し、明環境でのコントラストを向上させ、視認性を向上させる効果が得られる。
【００６６】
一方、第１の構造物７、第２の構造物８のいずれか一方、あるいは両方を光反射性の構造物にすると、発光機能層５から発した光が横方向に伝播し、構造物を透過して逃げるのを防ぐことができる。第１の構造物７、第２の構造物８のいずれか一方、あるいは両方を光反射性にする場合、単に構造物７，８が光反射性を有するだけでは、構造物７，８の側面の各基板２，３に対する角度や構造物７，８の形状によって、取り出される光のプロファイルが大きく変わる。そのため、所望のプロファイルを得るために、構造物７，８の側面の基板２，３に対する角度や構造物７，８の形状を適切に制御する必要がある。
【００６７】
これに対して、構造物７，８が光反射性に加えて白色性、もしくは光散乱性を有する場合、構造物７，８で反射する光の射出方向が広がる。そのため、取り出される光のプロファイルは、構造物７，８の側面の基板２，３に対する角度や構造物７，８の形状にそれほど依存せず、自然な発光プロファイルが得られやすい。
【００６８】
一例として、第１の構造物７、第２の構造物８のいずれか一方、もしくは両方を光散乱性とする場合、特開２００７−３２２５４６号公報、特開２００８−２１１０３６号公報、特開２０１１−６６２６７号公報などに開示されている高反射率の白色ソルダーレジストを利用して構造物７，８を形成することができる。あるいは、ポリイミド系やアクリル系などの感光性樹脂にＴｉＯ２などの粒子を分散させて、光反射性、光散乱性、白色性などの機能を付与することも有効な手法である。この場合、ＴｉＯ２などの粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。この種の粒子を用いることにより、構造物７，８に光反射性を付与するとともに、光の反射方向をランダムにする光散乱性も付与することができる。
【００６９】
第１の構造物７、第２の構造物８のいずれか一方、もしくは両方を光散乱性とする場合、第１の構造物７や第２の構造物８は、第１の基板２、第２の基板３のいずれか一方、もしくは両方の一面上に所定のパターンで形成される。これらの構造物７，８を所定の形状にパターニングするためには、例えば光感光性樹脂に酸化チタン粒子などを添加した材料をフォトリソグラフィーによりパターニングする方法が採用できる。もしくは、樹脂に酸化チタン粒子などを添加した材料を全面に形成し、その上にフォトレジストのパターンを形成して、酸化チタン粒子を添加した樹脂層を所定のパターンにエッチングする方法が採用できる。このように、半導体製造プロセスや液晶パネル製造プロセスなどで用いられる公知の製造工程を適用することができる。
【００７０】
第１の構造物７や第２の構造物８の膜厚については、例えば１μｍ〜５μｍ程度の膜厚が概ね適切な範囲である。ただし、目的に合わせて、上記の範囲外の膜厚を適宜選定してかまわない。例えば、１００ｎｍ〜数１０μｍの膜厚（高さ）を有する構造物７，８も使用可能であり、いずれの場合であっても本実施形態の効果を得ることができる。
【００７１】
第２の構造物８によって発光機能層５から射出された光を反射する前に、発光機能層５の内部で全反射を繰り返し、その度ごとに光の損失が生じるのは好ましくない。したがって、互いに隣り合う構造物４同士の間隔（開口径）はあまり大きくないことが望ましい。隣り合う構造物４同士の間隔は、例えば５０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、２０μｍなどの値とすることが望ましい。
【００７２】
第１の構造物７、第２の構造物８の位置は、本実施形態のように、発光機能層５の基本単位毎に、発光機能層５の周囲の全てをこれらの構造物７，８で覆うことが理想的である。ただし、発光機能層５の周囲の一部のみをこれらの構造物７，８で覆った場合でも、光取り出し効率の向上効果は得られる。
【００７３】
第２の構造物８は、インクジェット等のウェットプロセスによって発光機能層５を形成する場合に、第２の基板３の所定の画素領域に塗布された液体が、隣り合う画素領域に流れることを防止する機能を持たせてもよい。このような機能をより高めるために、第２の構造物８に撥液性を付与する処理を施すことも好ましい。
【００７４】
発光機能層５には、例えば蛍光体などが用いられる。発光機能層５を蛍光体で構成する場合、より具体的には、蛍光体と高分子樹脂との混合体などにより形成することができる。蛍光体としては、無機蛍光体、有機蛍光体、有機／無機ハイブリッド蛍光体、量子ドット蛍光体などを用いることができる。また、蛍光体は、ホスト・ゲスト型など、複数の材料で構成されていてもよい。
【００７５】
本実施形態では、発光機能層５が蛍光体で構成されているため、蛍光体に外部から励起光が照射されると、励起光の持つ光エネルギーによって蛍光体が発光する。ただし、発光機能層５は、必ずしも蛍光体で構成されていなくてもよい。発光機能層５は、例えば電気エネルギー、力学的エネルギー、熱エネルギー、荷電粒子線エネルギー、放射線エネルギー、音響エネルギーなどの外部エネルギーによって発光する材料で構成されていてもよい。さらに、発光機能層５は、化学反応や生化学反応によって発光する材料で構成されていてもよい。
【００７６】
発光機能層５を第２の構造物８で囲まれた領域に選択的に形成する方法として、例えば、マスク蒸着法、もしくはインクジェット法や印刷法等のウェット法を用いて材料を塗り分ける手法、ＬＩＴＩ（Laser Induced Thermal Imaging）、ＬＩＰＳ（Laser Induced Pattern wise Sublimation）等のレーザーを用いる手法、フォトブリーチ法などの方法を適宜選択すればよい。ただし、発光機能層５は、必ずしも第２の構造物８で囲まれた領域に選択的に形成されていなくてもよく、第２の構造物８で囲まれた領域に加えて、第２の構造物８の上面に形成されていてもよい。
【００７７】
発光機能層５に蛍光体を用いる場合、発光機能層５は、紫外発光有機ＥＬ素子、青色発光有機ＥＬ素子、紫外発光ＬＥＤ、青色ＬＥＤ等の励起光源からの励起光を吸収し、赤色光を発する赤色蛍光体層、緑色光を発する緑色蛍光体層、青色光を発する青色蛍光体層等で構成される。ただし、励起光として青色光を適用する場合には、青色蛍光体層を設けず、青色励起光をそのまま表示に用いてもよい。励起光として指向性を有する青色光を用いる場合は、青色蛍光体層に代えて、指向性を有する励起光を散乱させ、等方的な光にして外部へ取り出せるように、光散乱層を用いてもよい。こうすることにより、蛍光体層からの光の配光特性と光散乱層からの光の配光特性とを合わせることができ、視野角特性に優れた表示を実現できる。また、蛍光体層からの発光が等方発光でない場合は、光散乱層の形成材料を調整して、光散乱層の配光特性を蛍光体層の配光特性に合わせることができる。
【００７８】
蛍光体層は、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていてもよい。蛍光体層は、任意に添加剤等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。
本実施形態の蛍光体材料としては、公知の蛍光体材料を用いることができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
【００７９】
有機系蛍光体材料としては、青色蛍光色素として、スチルベンゼン系色素：１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、トランス−４，４’−ジフェニルスチルベンゼン、クマリン系色素：７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン等が挙げられる。緑色蛍光色素として、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２′−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン、ピリジン系色素：１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート、及びローダミン系色素：ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１等が挙げられる。
【００８０】
無機系蛍光体材料としては、青色蛍光体として、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｓｎ4+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、ＣａＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ2、0 Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+、ＢａＡｌ2ＳｉＯ8：Ｅｕ2+、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+、（Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+等が挙げられる。緑色蛍光体として、（ＢａＭｇ）Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、（ＳｒＢａ）Ａl12Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、（ＢａＭｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7−Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5：Ｅｕ2+、（ＢａＣａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8−２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+、Ｚｒ2ＳｉＯ4、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｂａ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｓｒ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+等が挙げられる。赤色蛍光体としては、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、ＹＡｌＯ3：Ｅｕ3+、Ｃａ2Ｙ2（ＳｉＯ4）6：Ｅｕ3+、ＬｉＹ9（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｅｕ3+、ＹＶＯ4：Ｅｕ3+、ＣａＳ：Ｅｕ3+、Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ3+、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ3+、Ｍｇ4ＧｅＯ5.5Ｆ：Ｍｎ4+、Ｍｇ4ＧｅＯ6：Ｍｎ4+、Ｋ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25、Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25、Ｋ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25、Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25等が挙げられる。
【００８１】
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよい。表面改質処理の方法としては、シランカップリング剤等の化学的処理によるもの、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、更にそれらの併用によるもの等が挙げられる。励起光による劣化、発光による劣化等に対する安定性を考慮すると、無機材料を使用する方が好ましい。さらに、無機材料を用いる場合には、無機材料の平均粒径が０．５〜５０μｍであることが好ましい。無機材料の平均粒径が０．５μｍ以下であると、蛍光体の発光効率が急激に低下する。無機材料の平均粒径が５０μｍ以上であると、高い解像度でパターニングすることが困難になる。
【００８２】
蛍光体層は、上記の蛍光体材料と樹脂材料を溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウェットプロセスにより形成できる。あるいは、上記の材料を用いて、抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成できる。
【００８３】
蛍光体層は、上記の高分子材料として感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法によるパターニングが可能となる。ここで、感光性樹脂としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂（光硬化型レジスト材料）の一種類または複数種類の混合物を用いることができる。また、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法等のウェットプロセス、シャドーマスクを用いた抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により蛍光体材料を直接パターニングすることもできる。
【００８４】
蛍光体層の膜厚は、一般的には１００ｎｍ〜１００μｍ程度であるが、特に１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。蛍光体層の膜厚が１００ｎｍ未満であると、励起光源からの光を十分吸収できずに発光効率が低下する、必要とされる色に励起光の透過光が混じることで色純度が悪化する、といった問題が生じる。さらに、励起光源からの発光の吸収を高め、色純度の悪影響を及ぼさない程度に励起光の透過光を低減するために、蛍光体層の膜厚は１μｍ以上とすることが好ましい。蛍光体層の膜厚が１００μｍを超えると、効率の上昇には繋がらず、材料を消費するだけに留まり、材料コストが高騰する。
【００８５】
励起光として青色光を用いる際に、青色蛍光体層の代わりとして光散乱層を適用する場合、光散乱粒子は、有機材料、無機材料のいずれで構成してもよいが、無機材料で構成することが好ましい。これにより、指向性を有する励起光をより等方的に効率良く拡散または散乱させることが可能となる。また、無機材料を使用することにより、光や熱に安定な光散乱層を提供することができる。
【００８６】
光散乱粒子としては、透明度が高いものであることが好ましい。また、光散乱層としては、低屈折率の母材中に母材よりも高屈折率の微粒子が分散されたものであることが好ましい。また、青色光が光散乱層によって効果的に散乱するためには、光散乱性粒子の粒径がミー散乱の領域にあることが必要である。そのため、光散乱性粒子の粒径は１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度が好ましい。
【００８７】
光散乱粒子として、無機材料を用いる場合には、例えば、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、およびアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物を主成分とした粒子（微粒子）等が挙げられる。光散乱粒子として、無機材料により構成された粒子（無機微粒子）を用いる場合には、例えば、シリカビーズ（屈折率：１．４４）、アルミナビーズ（屈折率：１．６３）、酸化チタンビーズ（屈折率  アナタース型：２．５０、ルチル型：２．７０）、酸化ジルコニアビーズ（屈折率：２．０５）、酸化亜鉛ビーズ（屈折率：２．００）等が挙げられる。
【００８８】
光散乱粒子として、有機材料により構成された粒子（有機微粒子）を用いる場合には、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ（屈折率：１．４９）、アクリルビーズ（屈折率：１．５０）、アクリル−スチレン共重合体ビーズ（屈折率：１．５４）、メラミンビーズ（屈折率：１．５７）、高屈折率メラミンビーズ（屈折率：１．６５）、ポリカーボネートビーズ（屈折率：１．５７）、スチレンビーズ（屈折率：１．６０）、架橋ポリスチレンビーズ（屈折率：１．６１）、ポリ塩化ビニルビーズ（屈折率：１．６０）、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ（屈折率：１．６８）、シリコーンビーズ（屈折率：１．５０）等が挙げられる。
【００８９】
上述した光散乱粒子と混合して用いる樹脂材料としては、透光性の樹脂であることが好ましい。また、樹脂材料としては、例えば、メラミン樹脂（屈折率：１．５７）、ナイロン（屈折率：１．５３）、ポリスチレン（屈折率：１．６０）、メラミンビーズ（屈折率：１．５７）、ポリカーボネート（屈折率：１．５７）、ポリ塩化ビニル（屈折率：１．６０）、ポリ塩化ビニリデン（屈折率：１．６１）、ポリ酢酸ビニル（屈折率：１．４６）、ポリエチレン（屈折率：１．５３）、ポリメタクリル酸メチル（屈折率：１．４９）、ポリＭＢＳ（屈折率：１．５４）、中密度ポリエチレン（屈折率：１．５３）、高密度ポリエチレン（屈折率：１．５４）、テトラフルオロエチレン（屈折率：１．３５）、ポリ三フッ化塩化エチレン（屈折率：１．４２）、ポリテトラフルオロエチレン（屈折率：１．３５）等が挙げられる。
【００９０】
気体層６は、例えば空気、窒素、アルゴン等の種々の気体で構成することができ、気体の種類は特に限定されない。ただし、発光機能層５との反応による特性劣化を抑制する観点では、不活性ガスを用いることが望ましい。発光機能層５への水分の浸入による特性劣化を抑制する観点では、乾燥空気等の湿度が低い気体を用いることが望ましい。大気圧において、空気の屈折率は約１．０００２９３であり、窒素の屈折率は約１．０００２９７であり、アルゴンの屈折率は１．０００２８１である。その他の気体を含めても、気体の屈折率は概ね１．０００とみなすことができる。
【００９１】
気体の屈折率は、圧力が変わっても略変わらないと考えてよい。よって、気体層６の圧力は任意でよく、大気圧（１．０１３２５×１０５Ｐａ）であってもよいし、大気圧に対して減圧状態であってもよいし、加圧状態であってもよい。減圧状態の場合、絶対真空は現実には存在しないものの、気体層６の形態が維持される状態であれば、例えば高真空状態（０．１Ｐａ〜１０−５Ｐａ）や超高真空状態（１０−５Ｐａ以下）であってもよい。すなわち、気体の圧力に係わらず、発光機能層５と第１の基板２とは、互いに接触することなく、所定の距離をおいて配置され、発光機能層５と第１の基板２との間に厚さが略一定の気体層６が形成されている必要がある。以下の説明では、気体層６の屈折率を１．０００とする。
【００９２】
本実施形態の発光性基板１においては、第２の基板３上の発光機能層５と第１の基板２との間に気体層６が存在している。上述したように、気体層６の屈折率は１．０００であり、第１の基板２に一般的な光学ガラスを用いた場合、第１の基板２の屈折率は約１．５である。したがって、例えば第２の基板３が光不透過性の基板であったとすると、図２に示すように、発光機能層６で発した光Ｌ１は、屈折率が１．０００の気体層６と屈折率が１．５の第１の基板２とを透過して外部空間に射出される。
【００９３】
このとき、気体層６から第１の基板２に向かう光Ｌ１は低屈折率の物質から高屈折率の物質に入射することになり、気体層６と第１の基板２との界面では全反射が生じない。そのため、気体層６から第１の基板２に向かう光の略全ては第１の基板２に入射する。光Ｌ１は気体層６から第１の基板２に入射する際に、入射角θ１よりも小さい角度θ２で屈折し、第１の基板２の内部を進む。
【００９４】
次に、屈折率が１．５の第１の基板２と屈折率が１．０００の大気（外部空間）との界面での臨界角は約４２°となる。そのため、光Ｌ１は、第１の基板２の内部を進み、第１の基板２の上面（第１の基板２と外部空間との界面）に４２°未満の入射角で入射したときに、第１の基板２の上面から射出される。一方、光Ｌ１は、４２°以上の入射角で入射したときには、第１の基板の上面で全反射する。ところが、光Ｌ１は第１の基板２に入射する際に第１の基板２の法線方向に近い角度に屈折しているため、第１の基板２の上面に対して充分に小さい入射角で入射する。したがって、第１の基板２の上面で全反射する光は少なく、多くの光が第１の基板２から外部空間に射出される。
【００９５】
例えば、特許文献３に開示された従来の発光素子は、発光層から外部空間に至る光の経路中に屈折率が１．０１〜１．３０程度の低屈折率層を有している。これに対して、本実施形態の発光性基板１は、発光機能層５と第１の基板２との間に屈折率が１．０００の気体層６を有している。そのため、本実施形態の発光性基板１の場合、光Ｌ１は第１の基板２に入射する際に従来の発光素子よりも大きく屈折し、光Ｌ１の進行方向は第１の基板２の法線方向により近くなる。したがって、第１の基板２の上面に対する光Ｌ１の入射角は従来の発光素子よりも小さくなる。その結果、本実施形態の発光性基板１では、第１の基板２の上面で全反射して第１の基板２に閉じこめられる光の割合が減り、第１の基板２の上面から射出される光の割合が増える。このように、本実施形態の発光性基板１では、光の取り出し効率を高めることができる。
【００９６】
さらに、第２の構造物８が光反射性を有する場合、図２に示すように、発光機能層５から第２の構造物８に向けて横方向に進む光Ｌ２は、第２の構造物８で反射して進行方向を変え、第１の基板２に向かう。このように、発光機能層５から横方向に向かう光Ｌ２を第１の基板２から取り出すことができる。これにより、光の取り出し効率を高めることができる。
【００９７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図３、図４を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第１実施形態と同様であり、構造物の構成が第１実施形態と異なる。
図３は、本実施形態の光学基板を示す平面図である。図４は、本実施形態の光学基板を示す、図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図３、図４において、第１実施形態の図１、図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００９８】
第１実施形態の発光性基板１においては、第１の構造物７と第２の構造物８とが接していた。この構成により、第１の構造物７と第２の構造物８とが第１の基板２と第２の基板３とを相互に支持する役目を担っていた。これに対して、本実施形態の発光性基板１０においては、図４に示すように、第１の構造物７と第２の構造物８とが所定の間隔ｄだけ離間している。間隔ｄは、例えば２０μｍ以下程度である。第１の基板２や第２の基板３の表面に凹凸がある場合、間隔ｄは変動することがある。場合によっては、第１の構造物７と第２の構造物８とが接触し、間隔ｄが０μｍになることもある。いずれにしても、本実施形態の発光性基板１０において、少なくとも一部の第１の構造物７と第２の構造物８とは離間しているため、第１の構造物７および第２の構造物８は第１の基板２と第２の基板３とを相互に支持する役目を担うことが難しい。
【００９９】
そこで、第１の基板２および第２の基板３の外縁部に、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせた状態で相互に固定するための貼り合わせ部材１１が設けられている。貼り合わせ部材１１は、例えば樹脂系の接着剤を用いてもよいし、無機材料等で形成してもよい。第１の基板２および第２の基板３と貼り合わせ部材１１との間の密着性が確保できるものであれば、特に貼り合わせ部材１１の材料は問わない。
【０１００】
貼り合わせ部材１１は、第１の基板２の第２の基板３との対向面２ａと第２の基板３の第１の基板２との対向面３ａとの双方に接している。すなわち、貼り合わせ部材１１は、第１の基板２と第２の基板３とを相互に支持するための支持部材として機能する。また、貼り合わせ部材１１は、第１の構造物７と第２の構造物８との間隔ｄを保持する間隔保持部材としても機能する。したがって、貼り合わせ部材１１の高さＨ３は、第１の構造物７の高さＨ１と、第２の構造物８の高さＨ２と、間隔ｄと、の和に等しくなるように設定される。貼り合わせ部材１１の高さＨ３を規定するため、貼り合わせ部材１１の構成材料中に、例えば一定の径を有する粒子状のギャップ材などを混入してもよい。
【０１０１】
貼り合わせ部材１１は、図３に示すように、第１の基板２および第２の基板３の外縁部に格子状の構造物４を囲むように矩形環状に設けられている。ただし、必ずしも構造物４の全周を囲むように設けられる必要はない。例えば、貼り合わせ部材１１の一部が途切れ、複数の貼り合わせ部材が間隔をおいて配置されていてもよい。
【０１０２】
本実施形態の発光性基板１０においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第１実施形態と同様であり、構造物の構成が第１実施形態と異なる。
図５は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図５において、第１実施形態の図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１０４】
第１実施形態の発光性基板１においては、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されていた。これに対して、本実施形態の発光性基板１３においては、図５に示すように、構造物が第２の構造物８のみで構成されており、第１実施形態における第１の構造物７を有していない。すなわち、本実施形態の発光性基板１３では、構造物が単一層の構造物で構成されている。第２の構造物８は、第１の基板２の第２の基板３との対向面２ａと第２の基板３の第１の基板２との対向面３ａとの双方に接している。第２の構造物８は、発光機能層５にも接している。第２の構造物８は、光反射性、光散乱性、白色性等を有することが望ましい。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１０５】
本実施形態の発光性基板１３においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態の場合、第１の構造物７が存在しないため、構造物の構成が簡単であり、第１の構造物７と第２の構造物８とを突き合わせる必要がない。したがって、第１の基板２と第２の基板３との貼り合わせ時に位置合わせ精度が低くて済み、貼り合わせ作業を容易に行うことができる。
【０１０６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第２実施形態と同様であり、構造物の構成が第２実施形態と異なる。
図６は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図６において、第２実施形態の図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１０７】
第２実施形態の発光性基板１０においては、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されていた。これに対して、本実施形態の発光性基板１５においては、図６に示すように、構造物が第２の構造物８のみで構成されており、第２実施形態における第１の構造物７を有していない。第２の構造物８は、第１の基板２の第２の基板３との対向面２ａと第２の基板３の第１の基板２との対向面３ａとの双方に接している。第２の構造物８は、発光機能層５にも接している。第２の構造物８は、光反射性、光散乱性、白色性等を有することが望ましい。その他の構成は第２実施形態と同様である。
【０１０８】
本実施形態の発光性基板１５においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態の場合、第１の構造物７が存在しないため、構造物の構成が簡単であり、第１の構造物７と第２の構造物８とを突き合わせる必要がない。第１の基板２と第２の基板３との貼り合わせ時に位置合わせ精度が低くて済み、貼り合わせ作業を容易に行うことができる。
【０１０９】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第２実施形態と同様であり、第２の基板の構成が第２実施形態と異なる。
図７は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図７において、第２実施形態の図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１１０】
第１実施形態において、第２の基板３は光透過性もしくは光不透過性を有する基板である、などと説明した。ただし、発光機能層５として蛍光体層を用い、第２の基板３を介して蛍光体層に励起光を照射する構成を採用する場合には、実用的には第２の基板３を本実施形態の構成とすることがより望ましい。
【０１１１】
本実施形態の発光性基板１７においては、図７に示すように、第２の基板１８は、特定の波長域の光を選択的に透過し、その他の波長域の光を選択的に反射する機能を有している。この種の機能は、屈折率が異なる層を交互に多層積層した多層膜を基板本体の一面に形成することで実現できる。もしくは、この種の機能は、屈折率が異なる層を交互に多層積層してなるシートを基板上に貼り合わせることで実現できる。この種の機能を有する部材は、しばしばバンドパスフィルターなどと呼ばれる。その他の構成は第２実施形態と同様である。
【０１１２】
具体的には、第２の基板１８は、発光機能層５を発光させるための励起光の波長域の光を選択的に透過し、発光機能層５で発光した波長域の光を選択的に反射する機能を有している。したがって、励起光として紫外光を用いる場合、第２の基板１８は、紫外域の光を選択的に透過し、青色域〜赤色域の光を選択的に反射する機能を有することが望ましい。あるいは、励起光として青色光を用いる場合、第２の基板１８は、青色域の光を選択的に透過し、緑色域〜赤色域の光を選択的に反射する機能を有することが望ましい。
【０１１３】
この構成によれば、図７に示すように、励起光Ｌ０は、第２の基板１８を透過して発光機能層５に達することができる。一方、発光機能層５で発光した光Ｌ１は第２の基板１８を透過することができない。発光機能層５で発光した光Ｌ１は第２の基板１８で反射した後、気体層６、第１の基板２を順次透過し、第１の基板２の上面から外部空間に射出される。
【０１１４】
本実施形態の発光性基板１７においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の発光性基板１７は、気体層６を備えたことに加えて、第２の基板１８が波長選択反射機能を有しているため、光の取り出し効率をより高めることができる。
【０１１５】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第５実施形態と同様であり、第１の構造物の構成が第５実施形態と異なる。
図８は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図８において、第５実施形態の図７と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１１６】
第１実施形態において、第１の構造物７の全体が光吸収性もしくは光反射性を有する材料で形成されていた。これに対して、本実施形態の発光性基板２０においては、図８に示すように、第１の構造物２１が、光吸収層２２と、光吸収層２２の外面を被覆する光反射層２３と、の２層構造となっている。光反射層２３は、光吸収層２２の側面と下面には形成されているが、第１の基板２に接する側の面には形成されていない。光吸収層２２、光反射層２３の構成材料としては、第１実施形態で例示したものが用いられる。その他の構成は、第５実施形態と同様である。
【０１１７】
第１の構造物２１は、光吸収層２２と光反射層２３の幅が等しく、光吸収層２２上に光反射層２３が積層された構成であってもよい。しかしながら、本実施形態のように、光吸収層２２の幅Ｗ３よりも光反射層２３の幅Ｗ４が大きく、光吸収層２２の外面上を光反射層２３が覆う構成である方が望ましい。その理由は、光吸収層２２の外面上を光反射層２３が覆っていないと、発光機能層５で発した光が光吸収層２２に当たるからである。発光機能層５で発した光が光吸収層２２に当たると、吸収されて光の損失につながるからである。
【０１１８】
本実施形態の発光性基板２０においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、２層構造の第１の構造物２１を備えたことにより、図８に示すように、第１の基板２の外側から入射する外光ＬＧは光吸収層２２で吸収され、発光機能層５から発した光Ｌ１は光反射層２３で反射して外部に取り出される。その結果、この発光性基板２０を表示装置に用いた場合、表示のコントラスト比をより高めることができる。
【０１１９】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第６実施形態と同様であり、カラーフィルタを付加した点が第６実施形態と異なる。
図９は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図９において、第６実施形態の図８と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１２０】
本実施形態の発光性基板２５は、図９に示すように、第１の基板２の第２の基板１８との対向面２ａに、異なる色のカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを含むカラーフィルタ２６が設けられている。第１の基板２上のカラーフィルタ２６と第２の基板１８上の発光機能層５との間に気体層６が介在している。カラーフィルタ２６は、第１の基板２の第２の基板１８との対向面２ａにおいて、第１の構造物２１に囲まれた領域に形成されている。その他の構成は、第６実施形態と同様である。
【０１２１】
本実施形態のカラーフィルタ２６は、赤色光を透過する赤色カラーフィルタ層２６Ｒと、緑色光を透過する緑色カラーフィルタ層２６Ｇと、青色光を透過する青色カラーフィルタ層２６Ｂと、を含む。カラーフィルタ２６は、発光機能層５から射出される光の分光スペクトルを調整する機能と、第１の基板２に外部から入射する外光の反射を抑制する機能を併せ持っている。
【０１２２】
赤色カラーフィルタ層２６Ｒ、緑色カラーフィルタ層２６Ｇ、青色カラーフィルタ層２６Ｂは、発光機能層５もしくは光散乱層から射出される光の色に対応して配置されている。すなわち、赤色カラーフィルタ層２６Ｒは、赤色光を発光する発光機能層５Ｒに対応する位置に配置されている。同様に、緑色カラーフィルタ層２６Ｇは、緑色光を発光する発光機能層５Ｇに対応する位置に配置されている。青色カラーフィルタ層２６Ｂは、青色光を発光する発光機能層５Ｂもしくは青色光を射出する光散乱層２７に対応する位置に配置されている。
【０１２３】
なお、対応する発光機能層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとにおいて、発光機能層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂからの射出光の分光スペクトルとカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの透過光の分光スペクトルとは、完全に一致する必要はなく、双方のスペクトルの少なくとも一部が重なっていればよい。すなわち、発光機能層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから射出される光の色相とカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを透過する光の色相とが少なくとも一致していればよい。
【０１２４】
本実施形態の発光性基板２５においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の発光性基板２５はカラーフィルタ２６を備えているため、用いるカラーフィルタ２６の分光スペクトルを適宜調整することで、発光性基板２５から射出される光を所望の色相に調整することができる。また、カラーフィルタ２６により外光の反射が抑制されるため、表示のコントラスト比を高めることができる。
【０１２５】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図１０を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第７実施形態と同様であり、カラーフィルタの配置が第７実施形態と異なる。
図１０は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図１０において、第７実施形態の図９と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１２６】
本実施形態の発光性基板２８は、図１０に示すように、第２の基板１８の発光機能層５上に、異なる色のカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを含むカラーフィルタ２６が設けられている。第１の基板２と第２の基板１８上のカラーフィルタ２６との間に気体層６が介在している。カラーフィルタ２６は、第２の基板１８の発光機能層５上において第２の構造物８に囲まれた領域に形成されている。
【０１２７】
本実施形態の場合、赤色カラーフィルタ層２６Ｒは、赤色光を発光する発光機能層５Ｒ上に積層されている。同様に、緑色カラーフィルタ層２６Ｇは、緑色光を発光する発光機能層５Ｇ上に積層されている。青色カラーフィルタ層２６Ｂは、青色光を発光する発光機能層５Ｂ上もしくは青色光を散乱させる光散乱層２７上に積層されている。すなわち、カラーフィルタ２６は、発光機能層５と第１の基板２との間であれば、第１の基板２の側に配置されていてもよいし、第２の基板１８の側に配置されていてもよい。カラーフィルタ２６の構成は第７実施形態と同様である。その他の構成は第７実施形態と同様である。
【０１２８】
本実施形態の発光性基板２８においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、カラーフィルタ２６の使用により、発光性基板２８からの光を所望の色相に調整できる、表示のコントラスト比を高められる、という第７実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２９】
以下、発光性基板の変形例をいくつか例示する。
以下の変形例は、上記第１〜第８実施形態の発光性基板の各構成要素の組み合わせを変えたものである。
以下の図面において、第１〜第８実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１３０】
［第１変形例］
第１変形例の発光性基板３０は、図１１に示すように、構造物が第１の構造物２１のみで構成されている。第１の構造物２１は、光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。
【０１３１】
［第２変形例］
第２変形例の発光性基板３２は、図１２に示すように、構造物が第２の構造物８のみで構成されている。第２の構造物８は第１の基板２と接していない。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。
【０１３２】
［第３変形例］
第３変形例の発光性基板３４は、図１３に示すように、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物７と第２の構造物８とは互いに接している。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。
【０１３３】
［第４変形例］
第４変形例の発光性基板３６は、図１４に示すように、構造物が第１の構造物２１と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物２１と第２の構造物８とは互いに接している。第１の構造物２１は光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。
【０１３４】
［第５変形例］
第５変形例の発光性基板３８は、図１５に示すように、構造物が第１の構造物２１と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物２１と第２の構造物８とは互いに接している。第１の構造物２１は光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。第１の基板２上にカラーフィルタ２６が備えられている。
【０１３５】
［第６変形例］
第６変形例の発光性基板４０は、図１６に示すように、構造物が第１の構造物２１と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物２１と第２の構造物８とは互いに接している。第１の構造物２１は光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。第２の基板１８は波長選択反射機能を有している。第２の基板１８上にカラーフィルタ２６が備えられている。
【０１３６】
上記第１〜第６変形例の発光性基板３０，３２，３４，３６，３８，４０においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３７】
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図１７を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第４変形例と同様であり、構造物の構成が第４変形例と異なる。
図１７は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図１７において、第４変形例の図１４と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１３８】
本実施形態の発光性基板４２は、図１７に示すように、格子状の構造物２１で囲まれた各領域内に、さらに他の構造物４３が設けられている。構造物４３は、第１の基板２上の第１の構造物２１と同様の構成を有しており、光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。構造物４３が設けられた領域には第２の構造物８が存在せず、構造物４３は気体層６に面している。その他の構成は第４変形例と同様である。
【０１３９】
本実施形態の発光性基板４２においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態の発光性基板４２は構造物４３を備えており、光吸収層２２が占める割合がより多くなっている。これらの光吸収層２２により外光の反射が抑制されるため、表示のコントラスト比をさらに高めることができる。
【０１４０】
［第１０実施形態］
以下、本発明の第１０実施形態について、図１８を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第９実施形態と同様であり、構造物の構成が第９実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図１８において、第９実施形態の図１７と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１４１】
本実施形態の発光性基板４５は、図１８に示すように、格子状の構造物２１で囲まれた各領域内に、さらに他の構造物４６が設けられている。構造物４６は、第１の基板２上の第１の構造物２１とは高さが異なっている。構造物４６は、第１の構造物２１よりも高さが高く、第２の基板１８上の発光機能層５と接している。構造物４６は、光吸収層２２と光反射層２３との２層構造である。その他の構成は第９実施形態と同様である。
【０１４２】
本実施形態の発光性基板４５においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、表示のコントラスト比を高められる、という第９実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４３】
［第１１実施形態］
以下、本発明の第１１実施形態について、図１９を用いて説明する。
第１〜第１０実施形態の発光性基板は第２の基板を備えていたのに対し、以下の第１１〜第１４実施形態では第２の基板を備えていない構成の発光性基板を例示する。
図１９は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図１９において、第１実施形態の図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１４４】
本実施形態の発光性基板４８は、図１９に示すように、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物７と第２の構造物８とは接合されている。発光機能層５は、第２の構造物８に接触した状態で第１の基板２に支持されている。製造プロセスにおいて、第２の構造物８は元来第２の基板上に形成されるが、第１の基板と第２の基板とが貼り合わされた後、第２の構造物８を残して第２の基板が剥離されたものが本実施形態の発光性基板４８である。本実施形態の発光性基板４８の製造方法については後述する。第２の基板を備えていない点以外は、第１実施形態の構成と同様である。
【０１４５】
本実施形態の発光性基板４８においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の発光性基板４８は第２の基板を備えていないため、発光性基板の薄型化を図ることができる。
【０１４６】
［第１２実施形態］
以下、本発明の第１２実施形態について、図２０を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板は、第２の基板を備えていない点以外は第２実施形態と同様である。
図２０は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図２０において、第２実施形態の図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１４７】
本実施形態の発光性基板５０は、図２０に示すように、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されている。第１の構造物７と第２の構造物８とは所定の間隔をおいて離間している。第１の基板２の外縁部に設けられた貼り合わせ部材１１の下面は発光機能層５に接合されている。これにより、発光機能層５は貼り合わせ部材１１を介して第１の基板２に支持されている。すなわち、貼り合わせ部材１１は、発光機能層５を第１の基板２に支持するための支持部材として機能する。その他の構成は第２実施形態と同様である。
【０１４８】
本実施形態の発光性基板５０においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、発光性基板の薄型化を図ることができる、という第１１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４９】
［第１３実施形態］
以下、本発明の第１３実施形態について、図２１を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第１１実施形態と同様であり、構造物の構成が第１１実施形態と異なる。
図２１は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図２１において、第１１実施形態の図１９と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１５０】
第１１実施形態の発光性基板４８においては、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されていた。これに対して、本実施形態の発光性基板５２においては、図２１に示すように、構造物が第２の構造物８のみで構成されており、第１１実施形態における第１の構造物７を有していない。すなわち、本実施形態の発光性基板５２では、構造物が単一層の構造物で構成されている。第２の構造物８は、第１の基板２と発光機能層５とに接している。この構成では、発光機能層５は第２の構造物８により第１の基板２に支持されている。その他の構成は第１１実施形態と同様である。
【０１５１】
本実施形態の発光性基板５２においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、発光性基板の薄型化を図ることができる、という第１１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５２】
［第１４実施形態］
以下、本発明の第１４実施形態について、図２２を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の基本構成は第１２実施形態と同様であり、構造物の構成が第１２実施形態と異なる。
図２２は、本実施形態の光学基板を示す断面図である。
図２２において、第１２実施形態の図２０と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１５３】
第１２実施形態の発光性基板５０においては、構造物４が第１の構造物７と第２の構造物８とで構成されていた。これに対して、本実施形態の発光性基板５４においては、図２２に示すように、構造物が第２の構造物８のみで構成されており、第１２実施形態における第１の構造物７を有していない。すなわち、本実施形態の発光性基板５４では、構造物が単一層の構造物で構成されている。第２の構造物８は第１の基板２に接しておらず、発光機能層５は貼り合わせ部材１１を介して第１の基板２に支持されている。その他の構成は第１２実施形態と同様である。
【０１５４】
本実施形態の発光性基板５４においても、光の取り出し効率を高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、発光性基板の薄型化を図ることができる、という第１１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５５】
［第１５実施形態］
以下、本発明の第１５実施形態について、図２３（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
以下の第１５〜第２５実施形態では、本発明の光学基板の製造方法を例示する。
図２３（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
【０１５６】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第１実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１５７】
図２３（Ａ）に示すように、第１の基板２の一面２ａに、第１の構造物７を形成する。
既に述べたように、第１の構造物７は、光透過性、光不透過性、光吸収性、光反射性、光散乱性など、種々の機能を有する形態が可能である。特に好ましい一例は光吸収性を有する構造物であり、この場合、第１の構造物７はいわゆるブラックマトリクスとなる。他の好ましい一例は、光吸収層と光反射層との積層構造である。
【０１５８】
第１の構造物７を形成する際には、例えば、通常の液晶ディスプレイやカラーフィルタ基板の製造プロセスに用いられるブラックマトリクスの形成技術を利用できる。あるいは、特開２００７−３２２５４６号公報、特開２００８−２１１０３６号公報、 特開２０１１−６６２６７号公報などに開示されている高反射率の白色ソルダーレジストの形成技術を利用できる。あるいは、ポリイミド系やアクリル系などの感光性樹脂中にＴｉＯ２などの粒子を分散させて、光反射性、光散乱性、白色性などの機能を付与することも有効な手法である。これらの場合、パターニングは液晶ディスプレイや半導体の製造において頻繁に用いられる露光、現像、エッチングなどの処理によって行うことができるが、これに限らない。
【０１５９】
別途、図２３（Ｂ）に示すように、第２の基板３の一面３ａに、第２の構造物８を形成する。
第２の構造物８は、第１の構造物７と同様、光透過性、光不透過性、光吸収性、光反射性、光散乱性など、種々の機能を有する形態が可能である。特に好ましい一例は光散乱性を有する構造物である。この場合も、上記と同様、例えば白色ソルダーレジストの形成技術を利用することができる。
【０１６０】
次に、図２３（Ｃ）に示すように、第２の基板３の第２の構造物８を形成した一面３ａに発光機能層５を形成する。発光機能層５として蛍光体層を用いる場合、蛍光体を樹脂に分散させた材料を第２の基板３上に塗布する。塗布の方法としては、例えば、スピンコート法、カップコート法などを用いて蛍光体を樹脂に分散させた材料を基板全面に塗布する方法を用いることができる。もしくは、インクジェット法、ディスペンサ法などを用いて第２の構造物８で区画された領域毎に材料を塗布する方法を用いることができる。もしくは、蒸着法などを用いて蛍光体などの発光機能材料を第２の基板３上に成膜する手法を用いてもよい。
【０１６１】
本工程においては、発光機能層５の厚さが第２の構造物８の厚さ（高さ）よりも薄くなるように材料の塗布量を調整することが望ましい。そうすることにより、第２の基板３上に発光機能層材料を塗布した際に材料の流れが第２の構造物８で堰き止められる。そのため、意図しない位置に発光機能層材料が流れ出すことを抑制できる。
【０１６２】
次に、図２３（Ｄ）に示すように、第１の構造物７と第２の構造物８とを対向させるようにして第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせる。これにより、第１の基板２と第２の基板３との間に気体層６が形成される。このとき、第１の基板２上の第１の構造物７の位置と第２の基板３上の第２の構造物８の位置とが一致するように位置合わせを行う。基板を貼り合わせる方法には、以下の種々の方法を採用できる。
【０１６３】
最も簡単な方法は、第１の基板２と第２の基板３とを位置合わせした後、第１の基板２と第２の基板３とを押し付ける方法である。この際、必要に応じて、第１の基板２と第２の基板３とを加圧したり、加熱したりしてもよい。ただし、この方法は簡便な方法ではあるが、十分な貼り合わせ強度が得られない場合がある。
【０１６４】
より現実的な方法は、第１の構造物７、第２の構造物８の少なくとも一方の対向面に接着剤を塗布した後、第１の基板２と第２の基板３とを位置合わせして貼り合わせる方法である。この場合も、必要に応じて、第１の基板２と第２の基板３とを加圧してもよい。接着剤の種類によっては、第１の基板２および第２の基板３を加熱してもよいし、光を照射してもよい。接着剤の塗布は、印刷などで行うことができる。
【０１６５】
本実施形態の製造方法によれば、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造することができる。
【０１６６】
［第１６実施形態］
以下、本発明の第１６実施形態について、図２４（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１５実施形態と同様であり、貼り合わせ部材を介して２枚の基板を貼り合わせる点が第１５実施形態と異なる。
図２４（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２４（Ａ）〜（Ｅ）において、第１５実施形態の図２３（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１６７】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第２実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１６８】
本実施形態の製造プロセスにおいて、図２４（Ａ）〜（Ｃ）で示す工程は第１５実施形態と同様である。
図２４（Ｃ）に示すように、第２の基板３上に発光機能層５を形成した後、図２４（Ｄ）に示すように、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を枠状に形成する。貼り合わせ部材１１の構成材料には、例えば接着剤が用いられる。第２の基板３上への接着剤の塗布は、ディスペンサ法、印刷法などを用いて行うことができる。また、基板を貼り合わせた後に第１の構造物７と第２の構造物８との間隔ｄを一定に保持するために、接着剤中に予めギャップ材を混入しておくのもよい。ここでは、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を形成する例を示したが、第２の基板３上の発光機能層５が形成されていない領域に貼り合わせ部材１１を形成してもよい。もしくは、第２の基板３に代えて、第１の基板２に貼り合わせ部材１１を形成してもよい。
【０１６９】
次に、図２４（Ｅ）に示すように、第１の構造物７と第２の構造物８とを対向させるようにして、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。この際、第１の基板２上の第１の構造物７の位置と第２の基板３上の第２の構造物８の位置とが一致するように位置合わせを行う。貼り合わせの際には、必要に応じて、第１の基板２と第２の基板３とを加圧してもよい。貼り合わせ部材１１に用いる接着剤の種類によっては、加熱してもよいし、光を照射してもよい。
【０１７０】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１７１】
［第１７実施形態］
以下、本発明の第１７実施形態について、図２５（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１５実施形態と同様であり、第１の構造物を形成しない点が第１５実施形態と異なる。
図２５（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２５（Ａ）〜（Ｄ）において、第１５実施形態の図２３（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１７２】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第３実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１７３】
本実施形態の製造プロセスにおいては、図２５（Ａ）に示すように、第１の基板２上には第１の構造物を形成しない。その他、図２５（Ｂ）〜（Ｄ）で示す工程は第１５実施形態と同様である。すなわち、図２５（Ｄ）で示す工程では、構造物が形成されていない第１の基板２と第２の構造物８が形成された第２の基板３とを、第２の構造物８を介して貼り合わせる。
【０１７４】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第１６実施形態と同様の効果が得られる。
【０１７５】
［第１８実施形態］
以下、本発明の第１８実施形態について、図２６（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１７実施形態と同様であり、貼り合わせ部材を介して２枚の基板を貼り合わせる点が第１７実施形態と異なる。
図２６（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２６（Ａ）〜（Ｅ）において、第１７実施形態の図２５（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１７６】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第４実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１７７】
本実施形態の製造プロセスにおいて、図２６（Ａ）〜（Ｃ）で示す工程は第１７実施形態と同様である。
図２６（Ｃ）に示すように、第２の基板３上に発光機能層５を形成した後、図２６（Ｄ）に示すように、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を枠状に形成する。貼り合わせ部材１１の構成材料には、例えば接着剤が用いられる。第２の基板３上への接着剤の塗布は、ディスペンサ法、印刷法などを用いて行うことができる。また、第１の基板２と第２の構造物８との間隔ｄを一定に保持するために、接着剤中に予めギャップ材を混入しておくのもよい。ここでは、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を形成する例を示したが、第２の基板３上の発光機能層５が形成されていない領域に貼り合わせ部材１１を形成してもよい。もしくは、第１の基板２上に貼り合わせ部材を形成してもよい。
【０１７８】
次に、図２６（Ｅ）に示すように、第２の構造物８を第１の基板２に対向させるようにして、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。基板を貼り合わせる際には、必要に応じて、第１の基板２と第２の基板３とを加圧してもよい。貼り合わせ部材１１に用いる接着剤の種類によっては、加熱してもよいし、光を照射してもよい。
【０１７９】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第１７実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８０】
［第１９実施形態］
以下、本発明の第１９実施形態について、図２７（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１５実施形態と同様であり、２枚の基板を一旦貼り合わせた後、第２の基板を剥離する点が第１５実施形態と異なる。
図２７（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２７（Ａ）〜（Ｅ）において、第１５実施形態の図２３（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１８１】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、犠牲層の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第１１実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１８２】
図２７（Ａ）に示すように、第１の基板２の一面２ａに、第１の構造物７を形成する。第１の構造物７の具体的な形成方法は、第１５実施形態で述べた通りである。
【０１８３】
別途、図２７（Ｂ）に示すように、第２の基板３の一面３ａに、第２の構造物８を形成する。第２の構造物８の具体的な形成方法は、第１５実施形態で述べた通りである。後工程において、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせた後、第２の構造物８から第２の基板３を剥離する。したがって、第２の構造物８と第２の基板３との界面の位置で第２の基板３を容易に剥離できるのであれば、特に第２の基板３に加工を加える必要はなく、第２の基板３の一面に第２の構造物８を形成すればよい。ただし、一般的には、第２の基板３に加工を加えることなく、構造物と基板との界面から基板を剥離するのは難しい場合が多い。その場合には、以下の工程を加えればよい。
【０１８４】
第２の基板３上に第２の構造物８を形成する前に、第２の基板３の一面３ａから僅かな深さの位置に犠牲層５７を形成する。犠牲層５７の具体的な形成方法として、例えばイオン注入法を用いて第２の基板３の内部に水素イオンを高濃度に導入し、水素イオンが導入された層を形成する方法が採用できる。後で熱処理を加えて、水素イオンが導入された層から第２の基板３を剥離する方法は周知の方法である。
【０１８５】
あるいは、犠牲層５７の形成方法として、第２の基板３の一面３ａに、例えば酸化リチウム等のアルカリ金属の酸化物、炭酸化物、硫酸化物、水酸化物や、炭酸ナトリウム等のアルカリ土類金属の酸化物、炭酸化物、硫酸化物、水酸化物等からなる層を形成する方法が採用できる。犠牲層５７を後でエッチングして除去することにより、第２の基板３を剥離する。本方法によれば、第２の基板３の一面３ａに犠牲層５７を形成できるため、第２の構造物８と第２の基板３との界面の位置で第２の基板３を剥離することができる。
【０１８６】
次に、図２７（Ｃ）に示すように、第２の基板３の第２の構造物８を形成した面に発光機能層５を形成する。発光機能層５の具体的な形成方法は、第１５実施形態で述べた通りである。
【０１８７】
次に、図２７（Ｄ）に示すように、第１の構造物７と第２の構造物８とを対向させるようにして、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせる。具体的な貼り合わせ方法は、第１５実施形態で述べた通りである。
【０１８８】
次に、図２７（Ｅ）に示すように、犠牲層５７を除去することにより、犠牲層５７の形成位置で第２の基板３を剥離する。上述したように、犠牲層５７を除去する際には、犠牲層５７が水素イオン導入層である場合は、貼り合わせた基板全体に熱処理を加えればよい。犠牲層５７がアルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物である場合は、ウェットエッチング、ドライエッチング等のエッチングを行えばよい。なお、犠牲層５７が水素イオン導入層である場合、発光機能層５の下面側に僅かな厚さの第２の基板３の一部３ｆが残存する。この場合、第２の基板３として光透過性を有する基板を用いれば、第２の基板３の一部３ｆが残存しても、特性的に特に支障はない。また、残存した第２の基板３の一部３ｆにより発光機能層５や第２の構造物８が支持される点で好ましい。
【０１８９】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第１８実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９０】
［第２０実施形態］
以下、本発明の第２０実施形態について、図２８（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１９実施形態と同様であり、貼り合わせ部材を介して２枚の基板を貼り合わせる点が第１９実施形態と異なる。
図２８（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２８（Ａ）〜（Ｆ）において、第１９実施形態の図２７（Ａ）〜（Ｅ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１９１】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、犠牲層の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第１２実施形態の発光性基板の製造プロセスである。
【０１９２】
本実施形態の製造プロセスにおいて、図２８（Ａ）〜（Ｃ）で示す工程は第１９実施形態と同様である。
図２８（Ｃ）に示すように、第２の基板３上に発光機能層５を形成した後、図２８（Ｄ）に示すように、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を形成する。
次に、図２８（Ｅ）に示すように、第２の構造物８を第１の基板に対向させるようにして第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。その他の工程は第１９実施形態と同様である。
【０１９３】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第１９実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９４】
［第２１実施形態］
以下、本発明の第２１実施形態について、図２９（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１９実施形態と同様であり、第２の基板を剥離した後、剥離面に第３の基板を貼り合わせる点が第１９実施形態と異なる。
図２９（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図２９（Ａ）〜（Ｆ）において、第１９実施形態の図２７（Ａ）〜（Ｅ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１９５】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、犠牲層の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、第３の基板の貼り合わせ工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第３変形例の発光性基板の製造プロセスである。
【０１９６】
本実施形態の製造プロセスにおいて、図２９（Ａ）〜（Ｅ）で示す工程は第１９実施形態と同様である。
図２９（Ｅ）に示すように、第２の基板３を剥離した後、図２９（Ｆ）に示すように、第２の基板３を剥離した際に残存した第２の基板３の一部３ｆに、第３の基板５８を貼り合わせる。本実施形態では、第３の基板５８として、特定の波長域の光（励起光）を選択的に透過し、他の波長域の光（発光機能層から発する蛍光）を選択的に反射する特性を有する基板もしくはフィルムを用いる。第３の基板５８を貼り合わせる際には接着剤を用いてもよいし、熱圧着などを用いてもよい。
【０１９７】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第２０実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９８】
［第２２実施形態］
以下、本発明の第２２実施形態について、図３０（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第２１実施形態と同様であり、貼り合わせ部材を介して２枚の基板を貼り合わせる点が第２１実施形態と異なる。
図３０（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図３０（Ａ）〜（Ｆ）において、第２１実施形態の図２９（Ａ）〜（Ｆ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０１９９】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、犠牲層の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、第３の基板の貼り合わせ工程と、を備えている。
【０２００】
本実施形態の製造プロセスにおいて、図３０（Ａ）〜（Ｂ）で示す工程は第２１実施形態と同様である。
図３０（Ｃ）に示すように、第２の基板３上に発光機能層５を形成した後、第２の基板３の発光機能層５上に貼り合わせ部材１１を形成する。
次に、図３０（Ｄ）に示すように、第２の構造物８を第１の構造物７に対向させるようにして、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。
その他の工程は第２１実施形態と同様である。
【０２０１】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第２１実施形態と同様の効果が得られる。
【０２０２】
［第２３実施形態］
以下、本発明の第２３実施形態について、図３１（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１５実施形態と同様であり、第１の構造物が光吸収層と光反射層の２層構造である点と、第２の基板の一部を剥離する点が第１５実施形態と異なる。
図３１（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図３１（Ａ）〜（Ｅ）において、第１５実施形態の図２３（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０２０３】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、犠牲層の形成工程と、波長選択反射層の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、を備えている。本実施形態の製造プロセスは、第４変形例の発光性基板の製造プロセスである。
【０２０４】
図３１（Ａ）に示すように、第１の基板２の一面に、光吸収層２２と光反射層２３との２層構造を有する第１の構造物２１を形成する。本実施形態の場合、光反射層２３の幅Ｗ４が光吸収層２２の幅Ｗ３よりも広く設定されている。このような第１の構造物２１を形成する際には、最初に光吸収層２２の構成材料からなる膜を形成する。次に、フォトリソグラフィーにより光吸収性材料膜をパターニングして光吸収層２２を形成する。次に、光吸収層２２を覆うように光反射層２３の構成材料からなる膜を形成する。次に、フォトリソグラフィーにより光反射性材料膜をパターニングして光吸収層２２よりも幅が広い光反射層２３を形成する。このように、フォトリソグラフィーによる２回のパターニングを行うことにより、第１の構造物２１を形成できる。なお、本実施形態の構成に代えて、光反射層の幅が光吸収層の幅と等しい場合には、光反射層と光吸収層とを１回のパターニングで一括して形成できる場合もある。
【０２０５】
別途、図３１（Ｂ）に示すように、第２の基板３の一面３ａに、第２の構造物８を形成する。第２の構造物８の具体的な形成方法は、第１５実施形態で述べた通りである。ただし、第２の基板として、犠牲層５７、波長選択反射層５９が順次形成された第２の基板３を用いる点は第１５実施形態と異なる。よって、第２の構造物８を形成する前に、任意の基板の一面に犠牲層５７、波長選択反射層５９を順次形成し、第２の基板３を作成する。
【０２０６】
次に、図３１（Ｃ）に示すように、第２の基板３の一面３ａに、貼り合わせ部材１１を形成する。
次に、図３１（Ｄ）に示すように、第１の構造物２１と第２の構造物８とを対向させるようにして、第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。
次に、図３１（Ｅ）に示すように、犠牲層５７を除去することにより、犠牲層５７の形成位置で第２の基板３を剥離する。これにより、発光機能層５の下面に波長選択反射層５９が残存する。
【０２０７】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第２２実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の製造方法によれば、波長選択反射機能を備えた第３の基板を後から貼り合わせることなく、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる。
【０２０８】
［第２４実施形態］
以下、本発明の第２４実施形態について、図３２（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第２３実施形態と同様であり、第１の構造物を形成しない点が第２３実施形態と異なる。
図３２（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図３２（Ａ）〜（Ｅ）において、第２３実施形態の図３１（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０２０９】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、貼り合わせ部材の形成工程と、第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、第２の基板の剥離工程と、を備えている。
【０２１０】
本実施形態の製造プロセスにおいては、図３２（Ａ）に示すように、第１の基板２上に第１の構造物を形成しない。その他、図３２（Ｂ）〜（Ｅ）で示す工程は第２３実施形態と同様である。すなわち、図３２（Ｄ）で示す工程では、構造物が形成されていない第１の基板２と第２の構造物８が形成された第２の基板３とを、貼り合わせ部材１１を介して貼り合わせる。
【０２１１】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第２３実施形態と同様の効果が得られる。
【０２１２】
［第２５実施形態］
以下、本発明の第２５実施形態について、図３３（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
本実施形態の発光性基板の製造方法の基本構成は第１５実施形態と同様であり、減圧雰囲気下で基板の貼り合わせを行う点が第１５実施形態と異なる。
図３３（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の発光性基板の製造工程を、順を追って示す断面図である。
図３３（Ａ）〜（Ｄ）において、第１５実施形態の図２３（Ａ）〜（Ｄ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
【０２１３】
本実施形態の発光性基板の製造プロセスは、第１の構造物の形成工程と、第２の構造物の形成工程と、発光機能層の形成工程と、減圧雰囲気下での第１の基板と第２の基板との貼り合わせ工程と、を備えている。
【０２１４】
図３３（Ａ）〜（Ｃ）で示す工程は第１５実施形態と同様である。次に、第１５〜第２４実施形態では、常圧雰囲気下で第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせていた。これに対して、本実施形態では、減圧雰囲気下で第１の基板２と第２の基板３とを貼り合わせる。したがって、本実施形態では、図３３（Ｄ）に示すように、内部が密閉可能とされたチャンバー６１を備えた貼り合わせ装置を用いる。チャンバー６１の内部は、ポンプ６２により減圧雰囲気とされ、圧力が任意に調整できるようになっている。この種の貼り合わせ装置を用いて貼り合わせを行うことにより、第１の基板２と第２の基板３との間に形成される気体層６の圧力が大気圧よりも低くなる。
【０２１５】
このとき、チャンバー６１の内部に空気以外の気体を導入すれば、導入した気体からなる気体層６を形成することができる。例えば、チャンバー内に窒素ガスを導入すれば、窒素ガスからなる気体層６が形成される。チャンバー内に乾燥空気を導入すれば、乾燥空気からなる気体層６が形成される。その場合、発光機能層５への水分の浸入を抑制できる点で好ましい。
【０２１６】
逆に、チャンバー６１の内部を加圧状態とすれば、第１の基板２と第２の基板３との間に形成される気体層６の圧力が大気圧よりも高くなる。
【０２１７】
本実施形態の製造方法においても、光の取り出し効率に優れた発光性基板を製造できる、といった第１５〜第２４実施形態と同様の効果が得られる。
【０２１８】
［第２６実施形態］
以下、本発明の第２６実施形態について、図３４を用いて説明する。
本実施形態では、上記発光性基板を備えた発光素子の一例として、有機ＥＬ素子の例を挙げる。
図３４は、本実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【０２１９】
本実施形態の有機ＥＬ素子７０は、図３４に示すように、第１の基板２と、第２の基板３と、構造物４と、有機ＥＬ光源７１と、発光機能層５と、気体層６と、カラーフィルタ２６と、を備えている。本実施形態の有機ＥＬ素子７０は、図１５に示した第５変形例の発光性基板を備えている。すなわち、構造物４は、互いに接合された第１の構造物２１と第２の構造物８とで構成されている。第１の基板２上の第１の構造物２１は、ブラックマトリクスとなる光吸収層２２と光反射層２３との２層構造を有している。第２の基板３上の第２の構造物８は、光散乱性を有している。
【０２２０】
本実施形態において、構造物４で区画された領域の各々は、表示の最小単位である画素を構成するサブ画素に対応する。したがって、図３４に示すように、隣接する３つの領域は、赤色の表示を行う赤色サブ画素７２Ｒ、緑色の表示を行う緑色サブ画素７２Ｇ、青色の表示を行う青色サブ画素７２Ｂにそれぞれ対応する。赤色サブ画素７２Ｒ、緑色サブ画素７２Ｇ、および青色サブ画素７２Ｂの３つのサブ画素で１つの画素が構成される。
【０２２１】
第２の基板３の第１の基板２との対向面には、サブ画素毎に有機ＥＬ光源７１が設けられている。有機ＥＬ光源７１は、第１の電極７３と、有機発光層７４と、第２の電極７５と、を備えている。 第１の電極７３（下部電極）は、透明電極であればよく、例えば、ＩＴＯ（Indium-tin-oxide）や、ＺｎＯ（Zinc oxide）などが用いられる。第１の電極７３の厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。なお、第１の電極７３は、通常はアノードであるが、カソードとすることも可能である。第１の電極７３をカソードとする場合には、仕事関数の低い材料を用いる。また、配線抵抗を下げる目的等で補助配線を併設してもよい。補助配線は、例えばＡｌ， Ａｇ， Ｔａ， Ｔｉ， Ｎｉなどの金属材料で形成できる。 第２の電極７５（上部電極）は、第１の電極７３と同様、透明電極で構成される。第２の電極７５（上部電極）をアノードとすることも可能である。第２の電極７５をアノードとする場合には、仕事関数の高い材料、例えば、ＩＴＯなどが好ましく用いられる。
【０２２２】
これら以外にも、第１の電極７３および第２の電極７５を形成する電極材料として、公知の各種電極材料を用いることができる。電極がアノードである場合には、有機発光層７４への正孔の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、および、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。
【０２２３】
カソードを形成する電極材料としては、有機発光層７４への電子の注入をより効率良く行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、または、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
【０２２４】
第１の電極７３および第２の電極７５は上記の材料を用いてＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができる。ただし、本実施形態はこれらの形成方法に限定されるものではない。必要に応じて、フォトリソグラフィー法、レーザー剥離法により、形成した電極をパターン化することもできる。また、シャドーマスクと組み合わせることでパターン化した電極を直接形成することもできる。電極の膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。
【０２２５】
有機発光層７４は、第１の電極７３と第２の電極７５との間に印加された電圧によって、所定の波長域の光を発する。本実施形態の場合、有機発光層７４は、青色の波長域の光を発する。有機発光層７４は、単層でもよいが、通常は複数の層からなり、例えば、α−ＮＰＤとＡｌｑ３の積層膜などを用いることができる。また、アノードである第１の電極７３（下部電極）と、カソードである第２の電極７５（上部電極）との間に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などからなる複層の有機発光層を形成してもよい。
【０２２６】
これらの層以外に、ＭｏＯ３層、Ｃ６０層、フラーレン含有層、量子ドット含有層などさまざまな層を併用することも盛んに検討されている。いずれの層も本実施形態に適用できる。量子ドット含有層を用いた発光素子は、ＱＬＥＤ（Quantum-dot light emitting diode）と呼ばれている。また、発光領域を積層する構造、いわゆるタンデム構造を用いることもできる。第１の電極７３と第２の電極７５との間に配置される層の膜厚は、通常、各層が数１０ｎｍ程度である。
【０２２７】
有機発光層７４の層構造としての具体例として下記の構成が挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（１）有機発光層
（２）正孔輸送層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／電子防止層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
ここで、有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
【０２２８】
有機発光層７４は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよい。もしくは、発光性のドーパントとホスト材料の組み合わせから構成されていてもよい。もしくは、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。もしくは、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率・寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
【０２２９】
有機発光材料として、有機発光層用の公知の発光材料を用いることができる。このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示する。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。また、上記発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよい。低消費電力化の観点で、発光効率の高い燐光材料を用いる事が好ましい。
ここで、具体的な化合物を以下に例示する。ただし、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【０２３０】
発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとして、有機発光層用の公知のドーパント材料を用いることができる。このようなドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ｐ−クォーターフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-ブチルセクシフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-ブチル-ｐ−クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。青色発光材料として、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２‘］ピコリネート  イリジウム（III）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’,６‘−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレート  イリジウム（III）（ＦＩｒ６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
【０２３１】
ドーパントを用いる時のホスト材料としては、有機ＥＬ用の公知のホスト材料を用いることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４‘−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ-ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。
【０２３２】
電荷注入輸送層は、電荷（正孔、電子）の電極からの注入と発光層への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）とに分類される。電荷注入輸送層は、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていてもよい。もしくは、電荷注入輸送層は、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。
【０２３３】
電荷注入輸送材料として、有機発光層用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入輸送材料及び電子注入輸送材料に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示する。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
【０２３４】
正孔注入・正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。
【０２３５】
アノードからの正孔の注入・輸送をより効率よく行う点で、正孔注入層として用いる材料として、正孔輸送層に使用する正孔注入輸送材料より最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましい。正孔輸送層としては、正孔注入層に使用する正孔注入輸送材料より正孔の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
【０２３６】
正孔の注入・輸送性をより向上させるため、正孔注入・輸送材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとして、有機発光層用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示する。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
【０２３７】
アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ3 、ＡｓＦ6 、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ4 （テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。このうち、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ4 、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物がキャリア濃度をより効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【０２３８】
電子注入・電子輸送材料として、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が挙げられる。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。
【０２３９】
電子のカソードからの注入・輸送をより効率よく行う点で、電子注入層として用いる材料としては、電子輸送層に使用する電子注入輸送材料より最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましい。電子輸送層として用いる材料として、電子注入層に使用する電子注入輸送材料より電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
【０２４０】
電子の注入・輸送性をより向上させるため、電子注入・輸送材料にドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機発光層用の公知のドナー材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示する。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
【０２４１】
ドナー材料として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料が挙げられる。このうち、特に芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がキャリア濃度をより効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【０２４２】
発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層および電子注入層等の有機発光層は、上記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機発光層形成用の塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウェットプロセス、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウェットプロセスにより有機発光層を形成する場合には、有機発光層形成用の塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。
【０２４３】
上記の有機発光層７４を構成する各層の膜厚は、通常１〜１０００ｎｍ程度であるが、１０〜２００ｎｍが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると、本来必要とされる物性（電荷の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性）が得られない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が２００ｎｍを超えると有機発光層７４の抵抗成分により駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる懸念がある。
【０２４４】
発光機能層５として、赤色サブ画素７２Ｒには、有機ＥＬ光源７１から発する青色光を励起光として赤色光を発光する蛍光体を含む蛍光体層５Ｒが設けられている。同様に、緑色サブ画素７２Ｇには、有機ＥＬ光源７１から発する青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体を含む蛍光体層５Ｇが設けられている。これに対し、青色サブ画素７２Ｂには、有機ＥＬ光源７１から発する青色光を散乱させて射出させる光散乱層２７が設けられている。第１の基板２上のカラーフィルタ２６と発光機能層５または光散乱層２７との間には気体層６が設けられている。
【０２４５】
本実施形態の有機ＥＬ素子７０においては、有機ＥＬ光源７１から射出された青色光が各サブ画素の発光機能層５または光散乱層２７に入射する。赤色サブ画素７２Ｒでは、青色光を励起光として発光機能層５Ｒから赤色光が射出され、赤色光がさらにカラーフィルタ２６の赤色カラーフィルタ層２６Ｒを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。同様に、緑色サブ画素７２Ｇでは、青色光を励起光として発光機能層５Ｇから緑色光が射出され、緑色光がさらにカラーフィルタ２６の緑色カラーフィルタ層２６Ｇを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。一方、青色サブ画素７２Ｂでは、青色光が光散乱層２７で散乱し、その青色光がさらにカラーフィルタ２６の青色カラーフィルタ層２６Ｂを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。各サブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂでの青色光の強度が適宜調整されることにより、フルカラーの表示が行われる。
【０２４６】
本実施形態の有機ＥＬ素子７０は、光取り出し効率に優れた上記実施形態の発光性基板を備えているため、高輝度の有機ＥＬ素子を実現することができる。また、所定の輝度を得るための電力が削減できるため、低消費電力の有機ＥＬ素子を実現することができる。
【０２４７】
（有機ＥＬ素子の変形例）
上記実施形態の有機ＥＬ素子７０では、第２の電極７５がサブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ毎に分割されていた。この構成に代えて、本変形例の有機ＥＬ素子８０では、図３５に示すように、第２の電極８１が全てのサブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂにわたって共通に設けられている。そのため、第２の電極８１は、第２の構造物８を乗り越えるように設けられ、第１の構造物２１と第２の構造物８との双方に接触している。
【０２４８】
本変形例の有機ＥＬ素子８０において、第１の構造物２１のうち、光反射層２３は例えばアルミニウム等の導電性を有する金属で構成されることが望ましい。一方、第２の構造物８は、例えば樹脂材料等の非導電性の材料で構成されることが望ましい。この場合、第１の構造物２１を構成する光反射層２３と第２の電極８１とが電気的に接続されるため、光反射層２３が第２の電極８１の補助電極として機能する。したがって、第２の電極８１が全てのサブ画素にわたって広い面積で形成されていても、第２の電極８１の配線抵抗を下げることができる。
【０２４９】
［第２７実施形態］
以下、本発明の第２７実施形態について、図３６を用いて説明する。
本実施形態では、上記発光性基板を備えた液晶素子の一例を挙げる。
図３６は、本実施形態の液晶素子の断面図である。
【０２５０】
本実施形態の液晶素子９０は、図３６に示すように、第１の基板２と、波長選択反射板からなる第２の基板１８と、構造物４と、発光機能層５と、気体層６と、カラーフィルタ２６と、液晶装置９１と、を備えている。本実施形態の液晶素子９０は、図１５に示した第５変形例の発光性基板を備えている。すなわち、構造物４は、互いに接合された第１の構造物２１と第２の構造物８とで構成されている。第１の基板２上の第１の構造物２１は、ブラックマトリクスとなる光吸収層２２と光反射層２３との２層構造を有している。第２の基板１８上の第２の構造物８は、光散乱性を有している。
【０２５１】
液晶装置９１は、バックライト９２と、一対の偏光板９３，９４と、液晶セル９５と、を備えている。液晶セル９５は、ガラス基板９６と第２の基板１８とが所定の間隔をおいてシール材９７により貼り合わされた構成を有している。ガラス基板９６と第２の基板１８とシール材９７とに囲まれた空間に液晶９８が封入されている。ガラス基板９６の第２の基板１８との対向面には第１の電極９９が設けられている。第２の基板１８のガラス基板９６との対向面には第２の電極１００が設けられている。第１の電極９９を覆うように配向膜１０１が形成されている。第２の電極１００を覆うように配向膜１０２が形成されている。
【０２５２】
本実施形態の例では、ガラス基板９６側にはサブ画素毎に独立した第１の電極９９が設けられている。第２の基板１８側には全てのサブ画素にわたって共通の第２の電極１００が設けられている。ガラス基板９６には、サブ画素毎に、図示しない薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）が設けられている。また、ガラス基板９６上には、ＴＦＴを駆動するための複数のデータ線、複数の走査線などが設けられている。
【０２５３】
バックライト９２は、青色光を射出する光源１０３と導光板１０４とを備えており、液晶セル９５に向けて青色光を照射する。一方の偏光板９３は、バックライト９２とガラス基板９６との間に配置されている。他方の偏光板９４は、第２の基板１８と第２の電極１００との間に配置されている。
【０２５４】
バックライト９２から射出された青色光の透過率は、液晶セル９５によってサブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ毎に調整される。液晶セル９５を透過した青色光は、各サブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂの発光機能層５に入射する。赤色サブ画素７２Ｒでは、青色光を励起光として発光機能層５Ｒから赤色光が射出され、赤色光がさらにカラーフィルタ２６の赤色カラーフィルタ層２６Ｒを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。同様に、緑色サブ画素７２Ｇでは、青色光を励起光として発光機能層５Ｇから緑色光が射出され、緑色光がさらにカラーフィルタ２６の緑色カラーフィルタ層２６Ｇを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。一方、青色サブ画素２６Ｂでは、青色光が光散乱層２７で散乱し、その青色光がさらにカラーフィルタ２６の青色カラーフィルタ層２６Ｂを透過し、第１の基板２を介して外部空間に射出される。液晶セル９５により各サブ画素７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂでの青色光の光量が適宜調整されることにより、画素の色相が変化し、フルカラーの表示が行われる。
【０２５５】
本実施形態の液晶素子９０は、光取り出し効率に優れた上記実施形態の発光性基板を備えているため、高輝度の液晶素子を実現することができる。また、所定の輝度を得るための電力が削減できるため、低消費電力の液晶素子を実現することができる。
【０２５６】
［第２８実施形態：表示装置］
上記の発光素子や液晶素子の適用例として、図３７（Ａ）に示す携帯電話機、図３７（Ｂ）に示すテレビ受信装置などの表示装置が挙げられる。
図３７（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、本体１００１、表示部１００２、音声入力部１００３、音声出力部１００４、アンテナ１００５、操作スイッチ１００６等を備えており、表示部１００２に上記実施形態の発光素子や液晶素子が用いられている。
【０２５７】
図３７（Ｂ）に示すテレビ受信装置１１００は、本体キャビネット１１０１、表示部１１０２、スピーカー１１０３、スタンド１１０４等を備えており、表示部１１０２に上記実施形態の発光素子や液晶素子が用いられている。
これら携帯電話機１０００やテレビ受信装置１１００においては、上記実施形態の発光素子や液晶素子が用いられているため、輝度が高く、表示品位に優れた表示装置を実現することができる。
【０２５８】
［第２９実施形態：照明装置］
発光素子の適用例として、例えば、図３８（Ａ）に示すシーリングライト（照明装置）が挙げられる。図３８（Ａ）に示すシーリングライト１４００は、照明部１４０１、吊具１４０２、および電源コード１４０３等を備えている。照明部１４０１として、上記実施形態の発光素子が好適に適用できる。本発明の一実施形態に係る発光素子をシーリングライト１４００の照明部１４０１に適用することにより、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光が得られる。そのため、光演出性の高い照明器具を実現することができる。
【０２５９】
発光素子の他の適用例として、例えば、図３８（Ｂ）に示す照明スタンドが挙げられる。図３８（Ｂ）に示す照明スタンド１５００は、照明部１５０１、スタンド１５０２、電源スイッチ１５０３、および電源コード１５０４等を備えている。照明部１５０１として、上記実施形態の発光素子が好適に適用できる。本発明の一実施形態に係る発光デバイスを照明スタンド１５００の照明部１５０１に適用することにより、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光が得られる。そのため、光演出性の高い照明器具を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２６０】
本発明は、光学基板およびその製造方法、発光素子、液晶素子、表示装置および照明装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０２６１】
１，１０，１３，１５，１７，２０，２５，２８，３０，３２，３４，３６，３８，４０，４２，４５，４８，５０，５２，５４…発光性基板（光学基板）、２…第１の基板、３，１８…第２の基板、４，４３，４６…構造物、５，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ…発光機能層（光学層）、６…気体層、７，２１…第１の構造物、８…第２の構造物、１１…貼り合わせ部材（支持部材）、２２…光吸収層、２３…光反射層、２６…カラーフィルタ、２７…光散乱層（光学層）、５７…犠牲層、５８…第３の基板、７０，８０…有機ＥＬ素子（発光素子）、９０…液晶素子、１０００…携帯電話機（表示装置）、１１００…テレビ受信装置（表示装置）、１４００…シーリングライト（照明装置）、１５００…照明スタンド（照明装置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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