(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板、光散乱体を含有する第１の層、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する第２の層、開口パターンを有する遮光層及び前記開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源とを、少なくともこの順で具備する表示装置であって、前記第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜９０体積％の範囲内であり、かつ第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２の層の厚さが、前記第１の層の厚さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の層に含まれる光散乱体の平均体積粒径が、１００ｎｍ〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の層に含まれる光散乱体の含有量が、前記第２の層に含まれる光散乱体の含有量の１．２倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記透明基板と前記第１の層との間に、前記透明基板より屈折率の低い低屈折率層が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記低屈折率層の屈折率が１．０〜１．５の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記低屈折率層が、樹脂層であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記低屈折率層が、空気層であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記光源が、プリズムシートを具備していることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記光源が、ルーバー層を具備していることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関する。より詳しくは、光のにじみを軽減した発光パターンを有する表示品質に優れた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯することが可能な情報端末の普及が著しい。スマートフォンやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、タブレット端末など携帯型の情報端末においては、入力手段としてタッチパネルが採用されている。そして外観においては、その一面のほぼ全てをタッチパネルが占めていることが一般的になってきた。タッチパネルは透明な基材から構成されており、その下部に設けられた表示装置からの光が透過するようになっている。表示装置を取り囲む周縁部には、回路基板などの部分があり、これが透明なタッチパネルを通して見えてしまうことは好ましくない。そこで、タッチパネルを構成する透明な基材のうち、表示装置を取り囲む周縁部にあたる領域には、遮光のための処置を施すことが行われている。【０００３】
例えば、薄い金属板や遮光性の樹脂板などを打ち抜いて枠状に形成したものを、透明な基材に貼りあわせて周縁部を遮光する方法がある。他に、特許文献１や特許文献２には、黒色の塗料を透明基材の周縁部にスクリーン印刷やパッド印刷等によって印刷する方法が開示されている。【０００４】
遮光層は、表面から観察されるため、近年ではデザイン性の観点から、様々なものが求められるようになってきた。【０００５】
例えば、携帯電話ではタッチすることで状態を視認できるよう、光源がついたり消えたり、色を変えたりさせている。さらに、車のエアコンディショナーなどでは、通常は黒くセンターコンソールと識別されない状態であるが、タッチすることで文字等の情報、例えば、温度やエアコンディショナー設定情報などのさまざまな情報を表示することが一般的になってきた。【０００６】
このため、遮光層の下部に情報をかたどった開口パターンを有する黒色の遮光層をさらに設け、背面から照明することで開口パターンの形状を有する発光パターンを表示することが行われている。遮光層の色は種々様々であり、黒色、白色あるいは製品によっては青色等のいろいろな色のバリエーションが要求されている。【０００７】
遮光層が黒色の場合には、例えば、印刷法による薄い層であっても十分な遮光性が得られるため、開口パターンを有する遮光層から投影される発光パターンは、輪郭が明瞭で視認性は良好である。しかし、遮光層が白色の場合は、白色を得るため一般に光散乱を利用するため、十分な遮光性と明るい白色を得ようとすると、遮光層を厚くする必要があった。このため、白色の遮光層の下部に、開口パターンを有する黒色の遮光層を設け、さまざまな情報を表示する場合、背面の光源から開口パターンを介して得られる発光パターンは、開口パターンよりも外側に光がにじみ出すという問題があった。このようなにじみは、暗い場所で観察する場合において、開口パターンの数倍以上に光が広がる場合もあり表示品質を著しく損なっていた。【０００８】
このような問題に対して、特許文献３には、インクジェット印刷を用いて白色の遮光層を形成し、かつ遮光層の表面の算術平均粗さを規定することで、薄くても高い遮光性を有する白色の遮光層が開示されている。しかし、このような技術を用いても発光パターンのにじみの軽減に対しては十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１９２１２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０９５９０号公報
【特許文献３】特開２０１４−００８６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、光のにじみを軽減した発光パターンを有する表示品質に優れた表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、光散乱体を含有する白色の遮光層のうち、観察する側から最も近い層（第１の層）の厚さを薄くし、かつ光散乱体の含有比率を密に局在化させ、その下の白色の遮光層（第２の層）より含有比率を高くすることが、高い遮光性と開口パターンから投影される発光パターンのにじみ軽減に対して大きく寄与することを見いだし本発明に至った。【００１２】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。【００１３】
１．透明基板、光散乱体を含有する第１の層、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する第２の層、開口パターンを有する遮光層及び前記開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源とを、少なくともこの順で具備する表示装置であって、前記第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜９０体積％の範囲内であり、かつ第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする表示装置。【００１４】
２．前記第２の層の厚さが、前記第１の層の厚さより厚いことを特徴とする第１項に記載の表示装置。【００１５】
３．前記第１の層に含まれる光散乱体の体積平均粒径が、１００ｎｍ〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の表示装置。【００１６】
４．前記第１の層に含まれる光散乱体の含有量が、前記第２の層に含まれる光散乱体の含有量の１．２倍以上であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の表示装置。【００１７】
５．前記透明基板と前記第１の層との間に、前記透明基板より屈折率の低い低屈折率層が設けられていることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の表示装置。【００１８】
６．前記低屈折率層の屈折率が１．０〜１．５の範囲内であることを特徴とする第５項に記載の表示装置。【００１９】
７．前記低屈折率層が、樹脂層であることを特徴とする第５項又は第６項に記載の表示装置。【００２０】
８．前記低屈折率層が、空気層であることを特徴とする第５項又は第６項に記載の表示装置。
【００２１】
９．前記光源が、プリズムシートを具備していることを特徴とする第１項から第８項までのいずれか一項に記載の表示装置。【００２２】
１０．前記光源が、ルーバー層を具備していることを特徴とする第１項から第９項までのいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の上記手段により、光のにじみを軽減した発光パターンを有する表示品質に優れた表示装置を提供することができる。すなわち光のにじみが少なく、かつ遮光性に優れ開口パターンが視認しにくい表示装置を提供することができる。本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。【００２４】
観察する側から最も近い層（第１の層）に光散乱体を局在化させ、散乱粒子のＭｉｅ散乱による光散乱（にじみ）を極力低減し、かつ白色度を向上させるために散乱粒子を減らした層（第２の層）を観察側から遠い側に設け、光散乱の低減と白色度の向上の機能を分離したことにより、背面の光源から開口パターンを介して投影しても、高い遮光性を示し開口パターンが視認しにくく、かつにじみが少ない発光パターンが得られるものと推定している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の表示装置の模式断面図の一例
【図２】本発明の表示装置の模式断面図の他の一例
【図３】本発明の表示装置の模式断面図の他の一例
【図４】開口パターンを有する遮光層の一例
【図５】プリズムシートを備えた光源の概念図の一例
【図６】ルーバー層を備えた光源の概念図の一例
【図７】導光板を備えたＬＥＤ光電の配置の概念図の一例
【図８】測定に用いた開口パターンを有する遮光層の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の表示装置は、透明基板、光散乱体を含有する第１の層、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する第２の層、開口パターンを有する遮光層及び前記開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源とを、少なくともこの順で具備する表示装置であって、前記第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜９０体積％の範囲内であり、かつ第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１０までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００２７】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記第２の層の厚さが、前記第１の層の厚さより厚いことが好ましい。また、前記第１の層に含まれる光散乱体の体積平均粒径が、１００ｎｍ〜１５μｍの範囲内であることが、白色から他色、例えば、青、赤等の光散乱の効果が得られることと、入射される光の波長に極力近い体積平均粒径であることで、散乱するにじみの幅が狭くなることから、好ましい。
【００２８】
さらに、本発明においては、前記第１の層に含まれる光散乱体の含有量が、前記第２の層に含まれる光散乱体の含有量の１．２倍以上であることが好ましい。これにより、散乱が発生する部位を透明基板近傍に局所化できるため、第２の層で発生する散乱による光のにじみの幅や輝度の低減効果が得られる。
【００２９】
また、前記透明基板と前記第１の層との間に、前記透明基板より屈折率の低い低屈折率層が設けられていることが好ましい。低屈折率層の屈折率が１．０〜１．５の範囲内であることが透明基板と第１の層との間の界面反射を抑えることができ、よりにじみが少なく、かつより明るい発光パターンを得ることができることから好ましい。さらに、低屈折率層が、樹脂層あるいは、空気層であることが特に印刷方法で低屈折率層を形成する観点から好ましい。
【００３０】
また、本発明の実施態様としては、発現する散乱形態がＭｉｅ散乱であることから、光の入射方向から水平方向へ光が散乱される事が望ましい。他方向へ散乱する光が開口パターンの外側ににじむ散乱光となるため、本発明は、光の入射方向を極力投影されるパターン部位へ水平投影する事で、散乱幅の抑制効果を得ている。したがって、前記光源が、プリズムシートを具備していることが好ましい。また、前記光源が、ルーバー層を具備していることが、プリズムシートと同様な効果が得られることから好ましい。
【００３１】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００３２】
以下、本発明の表示装置についてさらに説明する。
【００３３】
≪表示装置の概略≫
本発明の表示装置は、透明基板、光散乱体を含有する第１の層、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する第２の層、開口パターンを有する遮光層及び前記開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源とを、少なくともこの順で具備する表示装置であって、前記第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜９０体積％の範囲内であり、かつ第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする。
【００３４】
光散乱を生じさせることで、非発光時において外光からの反射で見る元の色が白く見えており、また白色の遮光層を用いたときに開口パターンの外側で発生する発光のにじみも同様に、これら散乱が要因であり、具体的には本発明の数々の実験や数値解析計算結果から光散乱体の粒子のサイズ、屈折率、粒子密度、光散乱体を含有する層の屈折率及び厚さ等に依存したＭｉｅ散乱による物理現象が発生していることを見いだした。
【００３５】
そこで本発明の特徴である、Ｍｉｅ散乱を生じさせる部位を、すなわち層内に含有される光散乱体を、光を外部（空気）へ放射する近傍に局在化させるよう、粒子密度をコントロールすることで、Ｍｉｅ散乱による光の広がり分布を、人間がにじみを感じない程度に抑えることができることを発見した。
【００３６】
Ｍｉｅ散乱による物理現象は既に多くの文献が開示されており、例えば、柴田文明「光散乱の理論」（アグネ出版「固体物理」Ｖｏｌ．２０  １９８５年）などに記載されている。
【００３７】
つまり、本発明によれば、第１の層を薄くし、かつ含有する光散乱体を多量化させることで、開口パターンから投影される発光パターンのにじみが少なく、かつ薄くても非点灯時に白色に見えることを発明者は見いだした。第２の層は白色度を増加させるため形成される。
【００３８】
図１は、本発明の表示装置の模式断面図の一例である。
【００３９】
透明基板Ｂの下に光散乱体２を含有する第１の層３が設けられ、その下に第１の層３より低い含有比率で光散乱体２を含む第２の層４が設けられている。図１では、第２の層４は、白色度を上げるために、３つの層から構成されている。その下に、２層からなる黒色の開口パターンを有する遮光層５が設けられている。さらにその下に開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源７が備えられている。光源７からの光は、黒色の開口パターンを有する遮光層５を介してその形状が、白色の遮光層である第１の層３及び第２の層４の層を通して発光パターンとして観察される。
【００４０】
図２は、本発明の表示装置の模式断面図の他の一例である。図２で示される態様では、白色度を上げるため第２の層の下部に、開口パターンを有する遮光層の形状にそった開口パターンを有する第３の層６が、さらに設けられている。この第３の層６にも光散乱体を含有させることで、下地が黒色の開口パターンを有する遮光層であっても、白色の遮光層の遮光性をさらに高くすることができ、外から観察しても開口パターンを認識させにくいようにする効果を有する。また、開口パターンを有する遮光層の遮光部分が黒地の場合、この部分の遮光性を高くできるので、白色の遮光層の明度（白色度）を高くできる。
【００４１】
図３は、本発明の表示装置の模式断面図の他の一例である。図３で示される態様では、図２で示された態様に対して、透明基板Ｂと第１の層３との間に、透明基板Ｂより屈折率の低い低屈折率層１が、さらに設けられている。このような態様とすることで、透明基板Ｂと第１の層間の界面反射を抑えることができ、よりにじみが少なく、かつより明るい発光パターンを得ることができる。
【００４２】
≪第１の層及び第２の層≫
本発明の表示装置は、透明基板、光散乱体を含有する第１の層、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する第２の層、開口パターンを有する遮光層及び前記開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源とを、少なくともこの順で具備する表示装置であって、前記第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜９０体積％の範囲内であり、かつ第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする。
【００４３】
本発明において第１の層及び第２の層は、光散乱体を含有する層で、タッチパネルなどの情報端末機器の内部の回路等を見えないようにするための光散乱を利用した遮光層である。また、背面の光源から開口パターンを介して得られる発光パターンを表示する機能も有している。
【００４４】
第１の層では、光散乱体を局在化させ、Ｍｉｅ散乱による光散乱（にじみ）を極力低減させる。このため、光散乱体の含有率が高くかつ薄い層である。第２の層は非点灯時における白色の遮光層の明度を上げるための層である。
【００４５】
このような構成とすることで、発光パターンのにじみが少なく、第１及び第２の層による遮光効果が十分で、非点灯時でも明るい白色の遮光層を得ることができる。
【００４６】
発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、光散乱の低減と白色化の機能を分離したことにより、背面から開口パターンを介して発光しても、にじみが少ない発光パターンが得られるものと推定している。
【００４７】
第１の層に占める前記光散乱体の含有比率は、３０〜９０体積％の範囲内であり、第２の層は、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する。さらに、第１の層の厚さが３〜１５μｍの範囲内であることが必要である。
【００４８】
第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０体積％より少ない場合は、第１の層内での光の拡散距離が長くなり、にじみを減少することができない。また含有比率が９０体積％を超えると層が脆くなり、強度が低くなるので、好ましくない。好ましくは、第１の層に占める前記光散乱体の含有比率が３０〜８０体積％の範囲内であり、より好ましくは、４５〜７０体積％の範囲内である。
【００４９】
光散乱体の含有量は、第１の層に局在化させることが、光のにじみを軽減する観点から好ましい。第１の層に含まれる光散乱体の含有量は、第２の層に含まれる光散乱体の含有量の１．２倍以上であることが好ましい。
【００５０】
第１の層の厚さが３μｍより薄いと、発光パターンを白く明瞭に表示することが困難であり、また、１５μｍより厚いと発光パターンに、にじみが生じ好ましくない。好ましくは第１の層の厚さが、５〜１０μｍの範囲内である。さらに好ましくは、５〜８μｍの範囲内である。
【００５１】
第２の層は、前記第１の層より低い含有比率で光散乱体を含有する。この層は、白色の遮光層の白色度を高める役割を担う。光散乱体の第２の層中の含有率は、５〜５０体積％とすることが好ましい。
【００５２】
また、第２の層の厚さは、第１の層より厚くてもよい。このような構成にすることで、遮光層全体の強度を高めることができる。好ましくは、第２の層の厚さは、１０〜１００μｍの範囲内、より好ましくは２５〜７５μｍである。
【００５３】
さらに、第３の層として、第２の層の下部に、後述する開口パターンを有する遮光層と同じパターンを有する光散乱体を含有する層を設けることが好ましい。このような構成にすることにより、非点灯時、第２の層の下部に位置する、開口パターンを有する黒色の遮光層に起因する白色度の低下を防ぐことができる。この場合非点灯時に外部から見た場合、文字又はキャラクターをかたどる形状が見えなく、かつ発光パターンの出力輝度を減少することがないため、表示品位を格段に向上する状態を形成できる。
【００５４】
白色の遮光層の遮光性は光透過率で測定することができる。本発明においては光波長５５０ｎｍにおいて、開口部に位置する白色の遮光層の光透過率が、３〜２５％、好ましくは５〜１５％の範囲内であり、開口部以外の光透過率は０．１〜２０％、好ましくは０．１〜１％の範囲内である。光透過率は、拡散光線透過率を測定する。例えば日本分光（株）Ｖ−６３０等を用いて測定することができる。
【００５５】
第１の層、第２の層及び第３の層は、それぞれ同じ構成の複数の層に分けることができる。
【００５６】
第１の層、第２の層及び第３の層には、光散乱体の他に、バインダー及び分散剤などの添加剤を適宜含有することができる。
【００５７】
（光散乱体）
本発明に用いられる光散乱体は、光を散乱し、遮光性を有するものであれば特に制限はないが、白色を呈することができるものが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、雲母や、チタン酸化物、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素等の酸化物や金属、金属間化合物を使用してもかまわないし、また有機ポリマー粒子やそれらを混在した散乱粒子でもよいが、高屈折率を有する物質であることが好ましい。高屈折率を有する物質としては、特に限定されないが、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、等の酸化物を用いることができる。これらの中では、屈折率が高く、汎用である二酸化チタンが好ましい。これらの光散乱体は、公知の方法で製造することができる。
【００５８】
第１の層に含まれる光散乱体の体積平均粒径は、１００ｎｍ〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。好ましくは２００ｎｍ〜１μｍの範囲内である。更に好ましくは、３００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内である。第２の層についても同様の粒径の光散乱体を用いることができる。
【００５９】
光散乱体の粒子は、層中の光散乱体の含有率を高める観点から粒径の分布を有していてもよい。方法としては、粒径に分布を有する光散乱体を用いてもよいし、複数種類の平均粒径を有する光散体を混ぜてもよいし、異なる材料からなる材料固有である好適粒径品を使用することもできる。
【００６０】
体積平均粒径の測定は、例えば、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができる。具体的には、粒径分布曲線及び分布関数の積分曲線を作成し、積分曲線より、粒子質量関数で５０％に対応する粒径点、Ｄ５０を求め、これを体積平均粒径とする。
【００６１】
具体的な粒径測定装置としては、例えば、島津製作所製のレーザー回折式粒径測定装置ＳＬＡＤ１１００、粒径測定機（ＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−９２０）、マルバーン製ゼータサイザー１０００等を挙げることができる。
【００６２】
（バインダー）
光散乱剤を含有する層は、光散乱体を安定に保持し、層の強度を増し、層間の接着性を向上させる等の目的のためにバインダーを含有することが好ましい。バインダーとしては、従来公知の樹脂を用いることができる。例えば、オレフィン系ポリマー類、オリゴエステルアクリレート等のアクリル系樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイソシアネート類、アミノ樹脂類、キシレン樹脂類、ケトン樹脂類、ジエン系樹脂類、ロジン変性フェノール樹脂、ジエン系ゴム類、クロロプレン樹脂類、ポリカーボネート樹脂類、エポキシ樹脂類、シリコーン樹脂類あるいはワックス類又はこれらの変性体や共重合体などを挙げることができる。バインダーは、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂であることができる。あるいは、樹脂に重合開始剤を含有させて硬化することもできる。
【００６３】
（その他の添加剤）
光散乱体を含有する遮光層は、目的によっては、着色することもできる。この場合、公知の着色剤、例えば有機顔料、無機顔料を用いることができる。有機顔料としては、例えば、アントラキノン、アントロン、キサンテン、ジケトピロロピロール、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、インジゴイド、フタロシアニンなどを用いることができる。
【００６４】
また、光散乱体のバインダー中の安定性を高めるために分散安定剤を用いることができる。さらにウエットプロセスで層を形成する際、粘度を調整する粘度調整剤や消泡剤等を用いてもよい。
【００６５】
《開口パターンを有する遮光層》
開口パターンを有する遮光層は、光散乱体を含有する遮光層と光源との間に位置し、背面から開口パターンを介して発光することにより、さまざまな情報を遮光層に表示する。
【００６６】
図４は開口パターンを有する遮光層の一例である。開口パターンを有する遮光層は、さまざまな情報をかたどった開口部８と光遮光性の高い遮光部９とから構成されている。
【００６７】
なお、ここでいう「開口パターン」とは、図案（図の柄や模様）、文字、画像等の画像形状情報を含むものである。例えばスイッチのｏｎ／ｏｆｆ、その他さまざまな設定情報、ロゴマークなどである。
【００６８】
開口パターンを有する遮光層においては、開口部以外の遮光部分の光透過率は１％以下であることが好ましい。より好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは、０．１％以下である。光透過率を小さくするため、複数の層を重ねて形成してもよい。また光拡散を防ぐ観点から薄いほうが好ましい。好ましくは開口パターンを有する遮光層の厚さは２０〜７０μｍの範囲内である。
【００６９】
開口パターンを有する遮光層は、光透過性が低く、かつ開口パターンを作製できるものであれば、材料に特に制限はない。光不透過性の材料に開口パターンをくりぬいて使用することもできるが、層の厚さなどから、黒インクなどを用いることが好ましい。インクに含まれる、例えば黒色の顔料などは、公知のものを用いることができる。
【００７０】
≪低屈折率層≫
本発明の表示装置は、透明基板と第１の層との間に、透明基板より屈折率の低い低屈折率層が設けられていることが好ましい。この層の屈折率は、１．００〜１．５の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、１．００〜１．３５の範囲内である。
【００７１】
このような低屈折率層を設けることで、透明基板と第１の層間の界面反射を抑えることができる。このため、透明基板で反射した光による第１の層での光拡散が少なくなるので、よりにじみが少なく、かつ光源からの光の強度が効率よく外部にとりだすことができ、発光パターンをより明るく表示することができるようになる。
【００７２】
低屈折率層を構成する材料としては、上記の層間の屈折率の組み合わせができれば、特に制限はない。
【００７３】
透明基板としては樹脂やガラスが好ましく用いられるため、これらの材料より屈折率の低いものを用いればよい。また第１の層は光散乱体を含有する樹脂が好ましく用いられるため、高屈折率を有する光散乱体を用いることが好ましい。
【００７４】
具体的には、低屈折率層が、樹脂層であることが好ましい。好ましい樹脂としては、第１の層に用いた層から顔料を除いた低屈折率の樹脂層であることができる。さらには、低屈折率層が空気層であることが好ましい。空気の屈折率はほぼ１．００であるので、より大きな効果が得られる。
【００７５】
本発明において、空気層とは透明基板と第１の層との間に設けられた空気の層を意味する。空気層を形成する方法は、透明基板の背後に空気層を形成できれば特に限定されず、適宜選択でき、枠組みだけの空洞のボックスを積層する方法や空気孔を含むようなポーラスなインク層などであってもよい。
【００７６】
低屈折率層に用いられる樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、等を挙げることができる。
【００７７】
透明基板と低屈折率の層間の屈折率の差は０．２以上あることが好ましい。好ましくは０．３以上である。
【００７８】
低屈折率層の厚さは、屈折率と層厚の積で制御する事が望ましく、屈折率が１〜１．５の範囲で形成する低屈折率層としては、層厚は１〜５０μｍの範囲内が好ましく、屈折率が低いほど、また屈折率層が薄いほうが好ましく、層厚は１〜３８μｍ程度がより好ましい。また、複数の層を積層して形成することもできる。
【００７９】
層の屈折率は公知の方法で測定することができ、例えば分光エリプソ（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン（株）Ｍ−２０００）などで測定が可能である。
【００８０】
《層の形成》
第１の層、第２の層、第３の層、低屈折率層及び開口パターンを有する遮光層の形成方法に特に制限はないが、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びスプレー塗布法等、種々の公知の方法で形成することができる。これらの中では、印刷法やインクジェット法あるいはスプレー塗布法を用いることが、開口パターンの作製の容易さなどから好ましい。
【００８１】
上記したバインダー樹脂と光散乱体とその他の添加剤とを、適当な溶剤を用いて、例えば、印刷用のインクとして印刷法で層を形成することができる。あるいは、液体ポリマーと光散乱体を用いて層を形成してもよい。さらには、光散乱体をモノマーに混ぜ、層を形成したのち重合して層を硬化させることもできる。
【００８２】
あるいは、高密度に光散乱体を層に充填させるため、スプレー塗布法を用いることもできる。この場合、光散乱体とバインダーと溶剤とを含む液をスプレーして層を形成してもよいし、その後例えば体積平均粒径５００ｎｍ程度の酸化チタン粒子だけを同じくスプレー塗布し、さらにそれら粒子の隙間を埋めるように体積平均粒径１００ｎｍ程度の酸化チタン粒子をスプレー塗布して層を形成してもよい。
【００８３】
スプレ−塗布法で特筆すべきは、局所的に散乱粒子の密度をコントールした層だけを製膜し、顔料を個別塗布することで光を入れた時の散乱を抑制することができる点である。したがって、後述する実施例の表示部３の作製で記載したように、インク塗布、粒子塗布、インク塗布、でそれぞれスプレー塗布して、高密度の光散乱体を含有する第１の層を作製することができる。
【００８４】
この場合、粒子塗布密度が高いため、剥離等の密着性を上げるため、例えば初層のインクにカップリング剤を１〜２質量％含ませたり、金属、無機材料である散乱粒子との密着を向上させるための機能性ポリマー層、例えばヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、シリル基などの１種以上の官能基を有するモノマーを共重合した材料を導入したり、又は含有量を増やしたりすることで散乱粒子との密着性を増加してもよい。また、散乱粒子にカップリング剤をディップした後、散乱粒子を塗布することでさらにインクとの密着性を向上させるなどしてもよい。
【００８５】
≪透明基板≫
透明基板は、従来公知のガラス材料や、樹脂フィルムを用いて作製することができる。ガラス材料としては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、隣接する層との密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜を形成することができる。
【００８６】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）及びアペル（商品名三井化学社製）等のシクロオレフィン系樹脂等を挙げることができる。
【００８７】
≪光源≫
開口パターンを有する遮光層の下部（背面）には、開口パターンと同等又は広い面積で発光する光源が配置されている。光源としては、均一に発光することが好ましい。有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、ＬＥＤ（発光ダイオード）などを光源として好ましく用いることができる。
【００８８】
（有機ＥＬ素子）
有機ＥＬ素子は、基板上に、発光する化合物（発光材料）を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子である。有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
ここで、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層の概念も含まれる。
【００８９】
発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００９０】
有機ＥＬ素子の各構成要素を詳細に説明する。
【００９１】
〔基板〕
有機ＥＬ素子に適用可能な基板としては、透明な基板が好ましく。例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を挙げることができる。好ましく用いられる透明な基板としては、ガラス、石英、樹脂フィルムを挙げることができる。なかでも樹脂フィルムが好ましい。
【００９２】
ガラス材料としては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、隣接する層との密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜を形成することができる。
【００９３】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）及びアペル（商品名三井化学社製）等のシクロオレフィン系樹脂、等の樹脂フィルムを挙げることができる。
【００９４】
〔電極〕
電極は透明電極であることが好ましい。透明電極に用いることのできる材料群としては、通常、有機ＥＬ素子の電極形成に使用可能な全ての金属材料を使用することができる。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／同混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ））、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の酸化物半導体等が挙げられる。
【００９５】
〔有機機能層〕
次いで、電荷注入層、発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層等の各有機機能層について、この順に説明する。
【００９６】
（電荷注入層）
本発明において、電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）にその詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。
【００９７】
電荷注入層としては、正孔注入層であれば、陽極と発光層又は正孔輸送層との間、電子注入層であれば陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させることができる。
【００９８】
本発明に係る正孔注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、透明電極である陽極に隣接して配置される層であり、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
【００９９】
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【０１００】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡ（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）に代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
【０１０１】
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
【０１０２】
電子注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陰極と発光層との間に設けられる層のことであり、陰極が本発明に係る透明電極で構成されている場合には、当該透明電極に隣接して設けられ、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
【０１０３】
電子注入層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデン、酸化アルミニウム等に代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。
【０１０４】
電子注入層はごく薄い膜であることが望ましく、構成材料にもよるが、その層厚は０．１〜１０μｍの範囲が好ましい。
【０１０５】
（発光層）
本発明に係る有機ＥＬ素子の有機機能層を構成する発光層は、発光材料としてリン光発光材料、又は蛍光発光材料が含有されている構成が好ましい。
【０１０６】
この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接する層との界面であってもよい。
【０１０７】
このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
【０１０８】
発光層の厚さの総和は、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜３０ｎｍの範囲内がさらに好ましい。なお、発光層の厚さの総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む厚さである。
【０１０９】
発光層の厚さとしては、１〜５０ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、さらに好ましくは１〜２０ｎｍの範囲内に調整することがより好ましい。
【０１１０】
以上のような発光層は、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット、Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）及びインクジェット法等の公知の方法により形成することができる。
【０１１１】
また発光層は、複数の発光材料を混合してもよく、リン光発光材料と蛍光発光材料とを同一発光層中に混合して用いてもよい。発光層の構成としては、ホスト化合物及び発光材料を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
【０１１２】
〈ホスト化合物〉
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が０．０１未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
【０１１３】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、あるいは、複数種のホスト化合物を用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機電界発光素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【０１１４】
発光層に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性ホスト化合物）でもよい。
【０１１５】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Ｔｇ（ガラス転移点）化合物が好ましい。ここでいうガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【０１１６】
ホスト化合物としては、例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報、米国特許公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許公開第２００５／２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許出願公開第２０３４５３８号明細書等に記載されている化合物を挙げることができる。
【０１１７】
〈発光材料〉
発光材料としては、リン光発光材料及び蛍光発光材料を好ましく用いることができる。
【０１１８】
〈リン光発光材料〉
リン光発光材料とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１１９】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においてリン光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて、上記リン光量子収率として０．０１以上が達成されればよい。
【０１２０】
リン光発光材料の発光の原理としては、二つの方法が挙げられる。一つの方法は、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光材料に移動させることでリン光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つの方法は、リン光発光材料がキャリアトラップとなり、リン光発光材料上でキャリアの再結合が生じ、リン光発光材料からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光材料の励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
【０１２１】
リン光発光材料は、一般的な有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物（白金錯体系化合物）又は希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０１２２】
少なくとも一つの発光層が、二種以上のリン光発光材料が含有されていてもよく、発光層におけるリン光発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化している態様であってもよい。
【０１２３】
リン光発光材料の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
【０１２４】
Ｎａｔｕｒｅ  ３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許公開第２００６８３５４６９号明細書、米国特許公開第２００６０２０２１９４号明細書、米国特許公開第２００７００８７３２１号明細書、米国特許公開第２００５０２４４６７３号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
【０１２５】
また、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許公開第２００９０１０８７３７号明細書、米国特許公開第２００９００３９７７６号、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許公開第２００７０１９０３５９号明細書、米国特許公開第２００６０００８６７０号明細書、米国特許公開第２００９０１６５８４６号明細書、米国特許公開第２００８００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許公開第２００６０２６３６３５号明細書、米国特許公開第２００３０１３８６５７号明細書、米国特許公開第２００３０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
【０１２６】
また、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ  ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許公開第２００５０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許公開第２００７０１９０３５９号明細書、米国特許公開第２００８０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許公開第２００２０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許公開第２００６０９８１２０号明細書、米国特許公開第２００６１０３８７４号明細書等に記載の化合物も挙げることができる。
【０１２７】
さらには、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等に記載の化合物を挙げることができる。
【０１２８】
好ましいリン光発光材料としては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも１つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【０１２９】
上記説明したリン光発光材料は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、さらにこれらの文献中の参考文献等に記載されている方法を適用することにより合成できる。
【０１３０】
〈蛍光発光材料〉
蛍光発光材料としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１３１】
（正孔輸送層）
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
【０１３２】
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー及びチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１３３】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物を用いることができ、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１３４】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン及びＮ−フェニルカルバゾール等が挙げられる。
【０１３５】
さらには、米国特許第５０６１５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１３６】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、あるいはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１３７】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，８０（２００２），ｐ．１３９に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られる観点から、これらの材料を用いることが好ましい。
【０１３８】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット、Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲である。この正孔輸送層は、上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１３９】
また、正孔輸送層の材料に不純物をドープすることにより、ｐ性を高くすることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報及びＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１４０】
このように、正孔輸送層のｐ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１４１】
（電子輸送層）
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
【０１４２】
単層構造の電子輸送層及び積層構造の電子輸送層において、発光層に隣接する層部分を構成する電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、カソードより注入された電子を発光層に伝達する機能を有していれば良い。このような材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層の材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した高分子材料又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１４３】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（略称：Ｚｎｑ）等及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送層の材料として用いることができる。
【０１４４】
その他、メタルフリー又はメタルフタロシアニン又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送層の材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料としても例示されるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層の材料として用いることができるし、正孔注入層及び正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送層の材料として用いることができる。
【０１４５】
電子輸送層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することで形成することができる。電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。電子輸送層は上記材料の一種又は二種以上からなる単一構造であってもよい。
【０１４６】
また、電子輸送層に不純物をドープし、ｎ性を高くすることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報及びＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。さらに、電子輸送層には、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように、電子輸送層のｎ性を高くすることにより、より低消費電力の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０１４７】
また、電子輸送層の材料（電子輸送性化合物）として、上述した中間層を構成する材料と同様のものを用いても良い。これは、電子注入層を兼ねた電子輸送層であっても同様であり、上述した中間層を構成する材料と同様のものを用いても良い。
【０１４８】
（阻止層）
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等を挙げることができる。
【０１４９】
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１５０】
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に適用する正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
【０１５１】
〔封止部材〕
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよい。凹板状でも、平板状でもよいが平板状であることが積層工程において位置合わせを容易にできるので好ましい。また透明であることが好ましい。さらに、前記説明した透明基板を透明封止部材として用いても良い。
【０１５２】
透明封止部材としては、例えば、ガラス板、ポリマー板、フィルム、金属板、フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコーン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金が挙げられる。
【０１５３】
透明封止部材としては、有機ＥＬ素子を薄膜化することできる観点から、ポリマーフィルムを好ましく使用することができる。さらに、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された温度２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨにおける水蒸気透過度が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下であることが好ましく、さらには、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ（１ａｔｍは、１．０１３２５×１０５Ｐａである）以下であって、温度２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨにおける水蒸気透過度が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下であることが好ましい。
【０１５４】
透明封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工又は化学エッチング加工等が使われる。接着剤としては、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマー等の反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤並びに２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル及びポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０１５５】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できる接着剤が好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部材への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１５６】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙を真空とすることや、間隙に吸湿性化合物を封入することもできる。吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム又は酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム又は硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム又はヨウ化マグネシウム等）及び過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム又は過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水物が好適に用いられる。
【０１５７】
（発光ダイオード）
光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を好ましく用いることができる。用いられるＬＥＤとして、特に制限はない。
【０１５８】
発光素子であるＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の半導体を発光層として形成させる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【０１５９】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを形成させるためにはサファイア基板を用いることがより好ましい。サファイア基板上に半導体膜を成長させる場合、ＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を形成しその上にＰＮ接合を有する窒化ガリウム半導体を形成させることが好ましい。また、サファイア基板上にＳｉＯ２をマスクとして選択成長させたＧａＮ単結晶自体を基板として利用することもできる。この場合、各半導体層を形成後ＳｉＯ２をエッチング除去させることによって発光素子とサファイア基板とを分離させることもできる。
【０１６０】
ただし、フリップチップ接続の場合には、サファイア基板のような可視光全域にわたり透明な基板に限定される。
【０１６１】
窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系化合物半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低速電子線照射やプラズマ照射等することでＰ型化させることが好ましい。
【０１６２】
具体的なＬＥＤチップの層構成としては、窒化ガリウム、窒化アルミニウムなどを低温で形成させたバッファ層を有するサファイア基板や炭化珪素上に、窒化ガリウム半導体であるＮ型コンタクト層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＮ型クラッド層、Ｚｎ及びＳｉをドープさせた窒化インジュウム・ガリウム半導体である活性層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＰ型クラッド層、窒化ガリウム半導体であるＰ型コンタクト層が積層されたものが好適に挙げられる。
【０１６３】
ＬＥＤチップを形成させるためにはサファイア基板を有するＬＥＤチップの場合、エッチングなどによりＰ型半導体及びＮ型半導体の露出面を形成させた後、半導体層上に所望の形状の蛍光体層を形成する。更にスパッタリング法、蒸着法などにより各導電型と接続された第１の電極、第２の電極を形成させる。ＳｉＣ基板の場合、基板自体の導電性を利用して半導体を介して一対の電極を形成させることもできる。
【０１６４】
次に、蛍光体層が形成された半導体ウエハ等をダイヤモンド製の刃先を有するブレードが回転するダイシングソーにより直接フルカットするか、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後（ハーフカット）、外力によって半導体ウエハを割る。あるいは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクライバーにより半導体ウエハに極めて細いスクライブライン（経線）を例えば碁盤目状に引いた後、外力によってウエハを割り半導体ウエハからチップ状にカットする。このようにして本発明に利用可能な窒化物系化合物半導体であるＬＥＤチップを形成させることができる。
【０１６５】
ＬＥＤ光源を用いる場合には、ＬＥＤから発光する光を導光板等で面光源化したのち、光源として用いることが好ましい。導光板は、公知のものを用いることができる。
【０１６６】
また、開口部の場所によって、発光色を変える等の手段により発光パターンの色を変えることもできる。
【０１６７】
≪集光≫
これらの光源から出る光は、発光面の前方（法線方向）に進み、斜め方向には進まないことが、発光パターンのにじみ防止や明るさの向上に効果的である。このため、光源の上部には、光を拡散させないような層、又はシートを設けることが好ましい。
【０１６８】
（プリズムシート）
光源が、プリズムシートを具備していることが好ましい。
【０１６９】
図５は、プリズムシートを備えた光源の概念図の一例である。光源７の上にプリズムシート１０が配置されており、表面のプリズムにより上方への集光効果を持たせたシートである。光源の上部、開口パターンを有する遮光層のすぐ下に設置されることが好ましい。
【０１７０】
プリズムシートは、液晶などで使用されるプリズムフィルムと同様の形状のものを用いることができる。プリズムの形状は四角錐や多角形のプリズムレンズシートや、半円球レンズや、それらを併用したレンズシートでかまわない。さらには、例えば、４５度の一軸方向のプリズムレンズシートを直交するように２枚積層して用いることもできる。
【０１７１】
凸部のピッチは、１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍの範囲内であり、凸部の高さは３〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍの範囲内である。
【０１７２】
プリズムシートは、透明樹脂からなることが好ましく、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の透明合成樹脂フィルム等が好ましく使用できる。また、透明基板の屈折率よりも高い屈折率有する材料が好ましい。
【０１７３】
このような輝度を集光するフィルムの発明は多く開示されており、例えば、特開平０７−１７４９１０号公報、特開２００９−０６９７４２などに記載されている。
【０１７４】
（ルーバー層）
光源が、ルーバー層を具備していることが好ましい。
【０１７５】
図６は、ルーバー層を備えた光源の概念図の一例である。光源７の上にルーバー層１１が設けられている。ルーバー層に設けられた隔壁により、斜め方向の光照射をカットすることができる。ルーバー層を備えたルーバーフィルムは、いわゆるのぞき見防止フィルムとして用いられている。例えば特開２００７−０５２０９４号公報に記載のように隔壁で隔てられた層を通って光が進む構造を有することにより、光源からの光の斜め方向の光拡散を防止している。
【０１７６】
有機ＥＬ光源上に付与することにより、ランバーシアン配光特性を示す有機ＥＬ光源の発光から、正面のみの光だけを取り出すことができ、斜め方向の光放射が減り、散乱量が減少するため、にじみ量を削減できる。
【０１７７】
さらにプリズムシートとルーバー層をともに用いることができる。具体的には光源の上にプリズムシートを設けその上にルーバー層を設けることで、より光の散乱が、入射方向から水平方向への光散乱成分に限定されるため、パターン外側ににじむ散乱光が低減し、光散乱によるにじみを防止することができる。
【０１７８】
≪用途≫
本発明の表示装置は、携帯することが可能な情報端末例えばスマートフォンやＰＤＡ、タブレット端末など携帯型の情報端末に好ましく適用できる。これらの情報端末が、タッチパネルを備えており、その周縁部に配置される表示装置として用いられることが好ましい。
【０１７９】
（タッチパネル）
本発明に用いられる光源の上層には静電容量タイプのタッチスイッチを適用することができる。このタッチスイッチは、例えば２極のフィルムタイプの静電容量タッチスイッチを適用することができる。電極には、フォトリソグラフィー法でパターニングした、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）など、光透過率が高い方が好ましく、他には、例えば、酸化亜鉛によりドープされたインジウム酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウムによりドープされた亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ホウ素によりドープされた亜鉛酸化物（ＢＺＯ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛によりドープされた酸化インジウム（ＩＷＺＯ）及び酸化スズ（ＳｎＯｘ）などの酸化物透明電極あるいは、ＡｇやＡｌ、又はそれらの合金からなる透明電極でもかまわない。
【０１８０】
また、光源の上層にタッチスイッチを設ける静電容量タイプだけでなく、ＦＰＣにタッチスイッチ機能を設けた静電容量タイプの物や抵抗式や光学式、さらには有機ＥＬ光源内に有していてもかまわないし、タッチスイッチ機能を損なわなければ、光源の上層でなくても下層あるいは、光源の周辺部に配置してもかまわない。
【０１８１】
本発明の表示装置で使用する有機ＥＬ光源は発光素子内に面電極が形成されているため、静電容量式を用いる場合は前記面電極よりも上層に配置することが望ましく、そのため光透過率がよいＩＴＯでパターニングされているフィルムタイプの２極式タッチスイッチが好ましく用いられる。
【０１８２】
また、プリズムシートを用いる場合、プリズムシート上にタッチスイッチを具備することができるが、タッチスイッチはプリズムシートの下でもよい。またプリズムシートを有機ＥＬ光源上に具備し、前記プリズムシート上にタッチスイッチを具備し、さらにその上層にプリズムシートを具備するようなサンドイッチ構造をとってもよく、光学設計により色や光取り出し効率が好適な手法が好ましい。
【実施例】
【０１８３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。【０１８４】
以下の実施例では、本発明にかかる表示装置を、透明基板から開口パターンを有する遮光層までと、光源との２つのユニットに分け、前者を表示部、後者を光源部として、これを組み合わせて表示装置を作製し、発光パターンのにじみ等を評価した。【０１８５】
［実施例１］
［表示部１の作製］
厚さ０．３ｍｍ、屈折率１．５５のガラスの透明基板に第１の層として、バインダーとしてポリエステル樹脂（十条ケミカル（株）製９００７インキ）を使用した。希釈剤は同社のテトロンを使用した。光散乱体として５００ｎｍの体積平均粒径を有する酸化チタン（石原産業（株）製  ＰＦＣ１０５）を含む白色顔料を混合した白インクを、層を形成する固形分に対して酸化チタンが４５体積％で、乾燥後の厚さが１０μｍとなるようスクリーン印刷法にて印刷し、第１の層とした。【０１８６】
次に第２の層として、第１の層の作製において、光散乱体の量を、固形分に対して５体積％となるように白色インクを調整し、乾燥後の厚さが２５μｍを３層、計７５μｍの厚さとなるようスクリーン印刷法にて印刷した。【０１８７】
第１の層と第２の層からなる白色の遮光層は、５５０ｎｍにおける拡散光線透過率が１０％であり、裏面に用意する光源の光を十分透過する程度になっていた。【０１８８】
次に図４に示したような幅６ｍｍ、高さ２ｍｍの記号をかたどった開口パターンを有する遮光層と、にじみ評価用に直径５ｍｍの円を開口部に有する遮光層の２種類を、黒インク（帝国インキ社製ＩＲＸ−ＨＦスクリーンインク）にてスクリーン印刷法で第２の層に印刷して、厚さ２５μｍの、２層からなる計５０μｍの厚さの開口パターンを有する遮光層を形成した。これを表示部１とした。【０１８９】
表示部１の構成は、図１で示される構成の表示装置の光源７を除いたものに相当する。【０１９０】
［表示部２の作製］
表示部１よりも、非点灯時の白色の遮光層の白色度がさらに高い表示装置を作製した。表示部１の作製において、黒インクを形成する前に、追加の層として第３の層を形成した。第１の層と第２の層をスクリーン印刷した後、光源の光が開口パターンで遮光された部位（開口パターンを有する遮光層の黒色部）において、白色度をさらに高めるため、第２の層と同じインクを用いて１回の印刷で厚さ２５μｍの層を計３回、計７５μｍの厚さの第３の層をスクリーン印刷法にて形成した。【０１９１】
次に、第３の層に表示部１の作製と同様にして、２層からなる、計５０μｍの厚さの開口パターンを有する遮光層を、スクリーン印刷法で形成して、表示部２を作製した。表示部２の構成は、図２で示される構成の表示装置の光源７を除いたものに相当する。【０１９２】
［表示部３の作製］
表示部１及び表示部２の作製では、印刷するインク内に散乱粒子とバインダー等を混ぜてインクを調製したが、表示部３の作製では、第１の層をスプレー塗布法で形成し、第１の層中の光散乱体の含有比率を高くした。【０１９３】
透明基板に、表示部２の作製において第２の層で使用した白インクを、スプレーコーターを用いてスプレー塗布した。スプレー塗布に使用したインクは上記実施例で使用したインクに希釈剤（帝国インキ製  Ｚ７０５）を添加したものを使用した。またスプレーコーターは東京応化製のＭＡＲＫ  Ｖｚを用いて塗布した。それ以外は通常のスプレー塗布となんら変わらない方法にて層を形成した。【０１９４】
次に光散乱体として体積平均粒径５００ｎｍの酸化チタンを含有するスプレー液を同じく上記で使用したインクに希釈剤を付与して作製し、スプレー塗布し、さらにそれら粒子の隙間を埋めるように体積平均粒径１００ｎｍの酸化チタンを含有するスプレー液を用い、スプレー塗布した。次に、粒子の隙間を埋めるよう、表示部２の作製に用いた第２の層で使用したインクを再度スプレー塗布した。【０１９５】
次に、スプレー液に含まれていた溶媒を気化するために、プリベークを１００℃  ３０分、ポストベークを１５０℃３０分行い、層中の光散乱体の含有率が７０体積％で、厚さが６．４μｍの第１の層を形成した。この層は、単位面積当たりの光散乱体の付き量が表示部１及び表示部２の第１の層と同じである。【０１９６】
次に表示部２の作製と同様にして、スクリーン印刷法で厚さ２５μｍの層を計３回印刷し、第２の層を形成した。【０１９７】
さらに表示部２の作製と同様にして、光源の光が開口パターンで遮光された部位（開口パターンを有する遮光層の黒色部）において、白色度をさらに高めるため、第２の層と同じインクを用いて１回の印刷で厚さ２５μｍの層を計３回、計７５μｍの厚さの第３の層をスクリーン印刷法にて形成した。【０１９８】
更に表示部１の作製と同様にして、２層からなる計５０μｍの厚さの開口パターンを有する遮光層を、スクリーン印刷法で形成して、表示部３を作製した。【０１９９】
［表示部４の作製］
表示部４の作製では、表示部３の作製と同様に、第１の層をスプレー塗布法で形成し、第１の層中の光散乱体の含有比率をさらに高くした。【０２００】
明基板に、表示部２の作製において第２の層で使用した白インクを、スプレーコーターを用いて少量スプレー塗布した。スプレー塗布に使用したインクは上記実施例で使用したインクに希釈剤（帝国インキ製  Ｚ７０５）を添加したものを使用した。またスプレーコーターは東京応化製のＭＡＲＫ  Ｖｚを用いて塗布した。それ以外は通常のスプレー塗布となんら変わらない方法にて層を形成した。【０２０１】
次に光散乱体として体積平均粒径５００ｎｍの酸化チタンを含有するスプレー液を同じく上記で使用したインクに希釈剤を付与して作製し、スプレー塗布し、さらにそれら粒子の隙間を埋めるように体積平均粒径１００ｎｍの酸化チタンを含有するスプレー液を用い、スプレー塗布した。次に、粒子の隙間を埋めるよう、表示部２の作製に用いた第２の層で使用したインクを少量再度スプレー塗布した。【０２０２】
次に、スプレー液に含まれていた溶媒を気化するために、プリベークを１００℃  ３０分、ポストベークを１５０℃３０分行い、層中の光散乱体の含有率が９０体積％で、厚さが３μｍの第１の層を形成した。【０２０３】
さらに、第２の層、第３の層、開口パターンを有する遮光層を、表示部３の作製と同様にして形成して、表示部４を作製した。【０２０４】
［表示部５の作製］
表示部５は、表示部４の第１の層の作製において、層中の光散乱体の含有率が９０体積％で、厚さが２μｍとなるように、スプレー塗布の量を調節して形成した以外は表示部４の作製と同様にして表示部５を作製した。【０２０５】
［表示部６の作製］
表示部１の作製において、第１の層の酸化チタンが３０体積％で乾燥後の厚さが１５μｍとなるように、散乱体の含有率を調整することにより、第１の層をスクリーン印刷法にて印刷して形成し、他は表示部１の作製と同様にして表示部６を作製した。【０２０６】
［表示部７の作製］
表示部１の作製において、第１の層の酸化チタンが３０体積％で乾燥後の厚さが２０μｍとなるように、散乱体の含有率を調整することにより、第１の層をスクリーン印刷法にて印刷して形成し、他は表示部１の作製と同様にして表示部７を作製した。【０２０７】
［表示部８の作製］
比較例として、光散乱体を局在化させない白色の遮光層を有する表示部を作製した。すなわち、表示部１の作製において、第１の層と第２の層の代わりに白色の遮光層を構成する第１と第２層の合計の厚さ（８５μｍ）を有し、この層に含まれる光散乱体の単位面積当たりの付き量が、表示部１に記載の第１の層と第２の層の合計と同じ含有量である白色の遮光層を形成した。具体的には、光散乱体を、固形分に対して９．７体積％含む白色インクを８５μｍの厚さとなるよう、３回スクリーン印刷して形成し、これを白色の遮光層とし、その他の層は表示部１の作製と同様にして表示部８を作製した。【０２０８】
［表示部９の作製］
比較例として、表示部８の作製において、光散乱体の量を、８０％に減らしてそのほかは表示部８と同様にして、光散乱体の含有量が少ない表示部９を作製した。【０２０９】
なお、体積平均粒径Ｄ５０の測定は、島津製作所製のレーザー回折式粒径測定装置ＳＬＡＤ１１００を用いておこなった。また、５５０ｎｍにおける拡散光線透過率は日本分光（株）  Ｖ−６３０を用いて測定した。【０２１０】
表１に第１〜第３の層に含まれる光散乱体（酸化チタン）の量(体積％）と、層の厚さを示す。【０２１１】
【表１】
0006508191.tif 000002
【０２１２】
［光源部１の作製］
本実施例では面発光体である有機ＥＬ素子を使用した。【０２１３】
本実施例においては白色発光する有機ＥＬ素子を使用した。有機ＥＬ光源は以下の方法にて作製されたものを使用した。【０２１４】
（有機ＥＬ素子の作製）
《有機ＥＬ素子１の作製》
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。【０２１５】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｈ．Ｃ．スタルク社製、ＣＬＥＶＩＯ  Ｐ  ＶＰ  ＡＩ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。【０２１６】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＣＢＰを１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに、緑、青、赤の発光材料としてＩｒ（ｐｐｙ）３、Ｄ−１０、Ｄ−２６をそれぞれ１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＨＢ−１を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を入れ、真空蒸着装置に装着した。【０２１７】
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、α−ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し層厚２０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。【０２１８】
更に、ホスト化合物ＣＢＰと緑、青、赤の発光材料の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、ＣＢＰと発光材料とをそれぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して層厚４０ｎｍの発光層を設けた。【０２１９】
次いで、ＨＢ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、ＨＢ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して層厚５ｎｍの正孔阻止層を設けた。【０２２０】
更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、Ａｌｑ３を蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔阻止層上に蒸着して層厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。【０２２１】
引き続き、フッ化セシウム（ＣｓＦ）を蒸着して層厚０．５ｎｍの電子注入層を設け、更にアルミニウムを蒸着して層厚１１０ｎｍの陰極を設け、有機ＥＬ素子１を作製した。【０２２２】
作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスカバーで覆い、ガラスカバーと有機ＥＬ素子が作製されたガラス板とが接触するガラスカバー側の周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極側に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して硬化させ、封止して、有機ＥＬ光源として用いた。【０２２３】
以下に、上記の有機ＥＬ素子１の作製に用いた化合物の構造を記す。【０２２４】
【化１】
0006508191.tif 000003
【０２２５】
光源部１の作製においては、前記印刷物へ光が投影される方向へ輝度集光するように前記有機ＥＬ光源上にプリズムシートを積層して光源部１を作製した。【０２２６】
具体的には、Ｘ軸方向に、凸間のピッチが１０μｍで、４５度のテーパー角を有するポリカーボネートからなるプリズムシートとＸ軸に直交するＹ軸方向に、凸間のピッチが１０μｍで、４５度のテーパー角を有するポリカーボネートからなる２枚のプリズムシート（３Ｍ社製  ＢＥＦ４）を有機ＥＬ素子１の上に積層することで集光した。【０２２７】
［光源部２の作製］
光源部２の作製では、光源部１の作製と同じく面発光体である有機ＥＬ素子を使用した。光源部１の作製と異なる点は、有機ＥＬ素子上に付与する集光の方法が異なっており、本実施例では、斜め方向の光をカットするルーバー層を有する有機ＥＬ光源を適用し、斜め方向の光照射量をカットした。【０２２８】
（ルーバー層の作製）
特開２００７−５２０９４号公報に記載されて方法に従ってルーバー層を作製した。光透過帯として透明シリコーンゴム（信越化学工業社製、商品名；ＫＥ１５３Ｕ）からなる厚さが２００μｍの第１のシートを用意した。【０２２９】
これとは別に、遮光帯として透明シリコーンゴム（信越化学工業社製、商品名；ＫＥ１５３Ｕ）１００質量部に対してカーボンブラックを１５質量部添加した材料からなる厚さが２０μｍの第２のシートを用意した。【０２３０】
第１のシート複数枚と第２のシート複数枚とを交互に積層し、加熱加硫及び加圧してこれら複数のシートが一体化してなるブロック体を形成した。【０２３１】
次いで、該ブロック体をシート表面に垂直な切断面で、厚さ３６０μｍにスライスすることによりルーバー層１を作製した。【０２３２】
このルーバー層１を光源１で用いた有機ＥＬ素子１に積層して光源部２を作製した。【０２３３】
［光源部３の作製］
本実施例では光源部１及び光源部２で使った面発光である有機ＥＬ素子１を使用し、この上に光源部１の作製で使用した２枚のプリズムシートを付与し、さらにその上に第２に光源の形態で使用したルーバー層を積層し、正面の輝度を集光した。光源部２の形態に比べ、発光パターンの輝度を向上させた。【０２３４】
［光源部４の作製］
光源としてＬＥＤに導光板を使用したものを適用した。具体的には白色発光のＬＥＤと導光板を使用し、面発光を実現した。【０２３５】
（ＬＥＤ光源の作製）
ＬＥＤチップとして主発光ピークが４６０ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ半導体を用いた。ＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジュウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスとともに流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム系化合物半導体を成膜させることにより形成させた。【０２３６】
ドーパントガスとしてＳｉＨ４（モノシランガス）とＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）とを切り替えることによって、Ｎ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とＰ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体を形成しＰＮ接合を形成させる。半導体発光素子としては、Ｎ型導電性を有する窒化ガリウム半導体であるコンタクト層と、Ｐ型導電性を有する窒化ガリウムアルミニウム半導体であるクラッド層、Ｐ型導電性を有する窒化ガリウム半導体であるコンタクト層を形成させた。Ｎ型導電性を有するコンタクト層とＰ型導電性を有するクラッド層との間に厚さ約３ｎｍであり、単一量子井戸構造とされるノンドープＩｎＧａＮの活性層を形成させた。なお、サファイア基板上には低温で窒化ガリウム半導体を形成させバッファー層とさせてある。また、Ｐ型導電性を有する半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。【０２３７】
その後、エッチングによりサファイア基板上のＰＮ各半導体表面を露出させた。また、ＰＮ各半導体表面が露出された部位は、最終的に形成される各ＬＥＤチップごとに複数ある。さらに、各ＬＥＤチップの大きさごと矩形に分割できるよう半導体層をサファイア基板まで部分的に除去し電気的にも分離させてある。導電性ワイヤーとなる金線を付着させるためのパッド電極形成面には、レジストをあらかじめ形成させ半導体ウエハを形成した。【０２３８】
次に、特開２００４−９５７６５号公報の実施例に記載されているように、ＳｉＯ２を１０質量％含むエチルシリケートと、溶媒と、水と、１規定塩酸（ＨＣｌ）とを混合しエチルシリケートを加水分解反応させ、２５℃における混合溶液の粘度が２．５〜５００ｍＰａ・ｓとなるようなゾル状態としたものを用意した。【０２３９】
まず、エチルシリケートの加水分解溶液とエチレングリコールと光散乱剤が質量比で１：１：１となる混合溶液を調製し、平均粒子径０．４〜１０μｍの光散乱剤が塗布液中で均一に分散するように撹拌して塗布液を調製した。【０２４０】
次に、上記塗布液を発光素子の上面に２μｍの層厚になるまで繰り返し吹き付けて付着させた。【０２４１】
更に、室温で放置すると、ゾル状態のエチルシリケート加水分解溶液は次第に自然乾燥してゲル状態となった。【０２４２】
自然乾燥してゲル状態となった塗布液から非晶質のＳｉＯ２を得るため、またエチルシリケートの加水分解によって生成したエタノール、及び溶剤等を飛ばすため、発光素子は１５０℃の温度で３０分間加温状態においた。更に３００℃の温度で２時間乾燥させて、ＳｉＯ２を得た。【０２４３】
この後、ＬＥＤチップに分割させるためのエッチングラインに沿ってダイサーでダイシングした後、スクライバーでスクライブラインを形成させた。スクライブラインに沿ってサファイア基板側からローラにより加圧して、個々に分割しＬＥＤチップを形成させた。【０２４４】
また、インサート成形によりポリカーボネート樹脂を用いてチップタイプＬＥＤのパッケージを形成させた。チップタイプＬＥＤのパッケージ内は、ＬＥＤチップが配される開口部を備えている。パッケージ中には、銀メッキした銅板を外部電極として配置させてある。ＬＥＤチップをエポキシ樹脂を用いて固定させ、白色ＬＥＤを作製した。【０２４５】
これを図７に示したようにして光源として用いた。図７は、導光板を備えたＬＥＤ光電の配置の概念図の一例である。ＬＥＤ光源１２から照射された白色光は、拡散板を備えた導光板１３を介して上方に面発光する。これを光源部４とした。【０２４６】
≪表示装置の作製≫
上記のように作製した光源部の発光面と表示部の開口パターンを有する遮光層の面とを接着して、光源部１〜４と表示部１〜９とを表２で示した組み合わせで作製して表示装置１〜１８を作製した。その際光源部から発光する光源の大きさは開口パターンの端から５００μｍ以上広くとった。【０２４７】
［評価］
上記作製した表示装置について、点灯時のにじみ、非点灯時の見栄え、点灯時の表示輝度をそれぞれ評価した。【０２４８】
（点灯時のにじみ）
開口部を介して点灯時表示される輝度を１００ｃｄ／ｍ２と規格化する事で、散乱による光のにじみ幅を定量比較した。【０２４９】
図８は、前述したにじみの測定に用いた開口パターンを有する遮光層の模式図である。直径５ｍｍの円を開口部に有する。光源を点灯すると開口パターン１５の回りににじみ１６が発生する。このにじみの幅１７の距離を測定してにじみの程度を評価した。【０２５０】
まず、点灯時の開口パターンから放出される光の輝度が１００ｃｄ／ｍ２になるようにそれぞれ調整し、コニカミノルタ株式会社製の２次元色彩輝度計ＣＡ−２０００で、開口部の端から、０．５ｃｄ／ｍ２以上の輝度で観測されるにじみ幅を計測し、この幅をにじみの評価尺度とした。この値が小さいほどにじみが小さく好ましい。開口部の端から、０．５ｃｄ／ｍ２以上の輝度を生じるこのにじみ幅は、例えば、図４で示したような、様々の開口パターンで官能評価したにじみの大きさと、よく相関していた。【０２５１】
（点灯時の明るさ）
点灯時表示される表示装置のそれぞれの輝度を測定し、表示装置１７を１００とする相対値で評価した。測定は、コニカミノルタ株式会社製の２次元色彩輝度計ＣＡ−２０００を使用した。【０２５２】
（非点灯時の見栄え）
本発明は非点灯時に開口パターンが見えにくく、さらに散乱によるにじみが抑制できることにあるため、非点灯時の開口パターンが視認できるかを、正面と斜め（おおよそ視野角６０°）で、環境光の照度が約５００ｌｘの条件で、官能評価を行った。判定基準は以下のとおりである。【０２５３】
○：正面と斜めで開口部が見えない
×：正面と斜めで少なくともどちらか一方の開口部が見える
また非点灯時の判定結果と点灯時のにじみを総合的に判定としてＡ、Ｂ、Ｃにランク付けした。【０２５４】
ランクに伴うにじみ幅は以下のとおりである。【０２５５】
Ａ：開口パターンが視認されず、かつにじみ幅が２ｍｍ未満
Ｂ：開口パターンが視認されず、かつにじみ幅が２ｍｍ以上４ｍｍ未満
Ｃ：開口パターンが視認されず、かつにじみ幅が４ｍｍ以上
×：開口パターンが視認される
【表２】
0006508191.tif 000004
【０２５６】
表２に示すように、本発明の表示装置１〜１３及び１５は比較例の表示装置１４、１６~１８と比較して、にじみ量が低減してかつ非点灯時の見栄えも良好である。また、光源に集光部を備えた表示装置１〜９は、明るく点灯し、かつにじみも少ないことがわかる。【０２５７】
［実施例２］
［表示部２１の作製］
表示部２の作製において、以下のように、顔料を含まないバインダーだけの低屈折率層を設け、表示部２１を作製した。【０２５８】
表示部２の作製において、厚さ０．３ｍｍ、屈折率１．５５のガラスの透明基板に、低屈折率層として、屈折率１．３８のフルオロエチレンビニルエーテルを含むフッ素樹脂インク（（株）クリエイティブ・プロダクツ社製）を使用した。本インクを乾燥後の厚さが２８μｍとなるようにスクリーン印刷法で形成し、１３０℃３０分加熱する事で硬化させた。【０２５９】
次に本フッ素樹脂インクを媒体に光散乱体として上述と同様に５００ｎｍの体積平均粒径を有する酸化チタン（石原産業（株）製  ＰＦＣ１０５）を含む白色顔料を混合した白インクを、層を形成する固形分に対して酸化チタンが４５体積％で、乾燥後の厚さが１０μｍの厚さとなるようスクリーン印刷法にて印刷し、第１の層とした。【０２６０】
次に第２の層として、第１の層の作製において、光散乱体の量を、固形分に対して５体積％となるように白色インクを調整し、乾燥後の厚さが２５μｍを３層、計７５μｍの厚さとなるようスクリーン印刷法にて印刷した。【０２６１】
その後、表示部２の作製と同様にして第３の層、次に開口パターンを有する遮光層を形成して、低屈折率層を有する表示部２１を作製した。【０２６２】
［表示部２２の作製］
表示部２の作製において、以下のように、空気層を設け、表示部２２を作製した。【０２６３】
厚さ０．３ｍｍ、屈折率１．５５のガラスの透明基板に、厚さ２０μｍの屈折率１．４３のシリコーン樹脂（（株）セイコーアドバンス社製のＵＶ  ５４１８Ａ）からなる樹脂成型品を具備し、表示部パターンが形成されている部位においては、シリコーン樹脂が１５μｍの厚さの空洞を有しており、空洞部がガラスの透明基板と相対する方向に設けられた２層からなる低屈折率層を形成した。【０２６４】
次にシリコーン樹脂上に表示部２で使用した酸化チタンを顔料とするインクをスクリーン印刷法で形成し、表示部２と同様にして第１の層、第２の層を形成した。【０２６５】
本実施例によれば、屈折率変化はガラス（ｎ＝１．５５）・空気層（１層目：ｎ＝１．００）・シリコーン樹脂層（２層目：ｎ＝１．４３）と変化する。【０２６６】
その後、表示部２の作製と同様にして第３の層、次に開口パターンを有する遮光層を形成して、低屈折率層を有する表示部２２を作製した。【０２６７】
［表示部２３の作製］
表示部２の作製において、以下のように、ポリエステル樹脂からなる低屈折率層を設け、表示部２３を作製した。【０２６８】
厚さ０．３ｍｍ、屈折率１．５５のガラスの透明基板に、屈折率が１．６０のポリエステル樹脂を含有したインク（十条ケミカル（株）製９００７インキ。希釈剤は同社のテトロンを使用した。）を用い、スクリーン印刷法で厚さ２５μｍのポリエステル樹脂からなる層を形成した。作製方法は表示部２１の作製方法と同様の手法を用いて表示部２３を作製した。【０２６９】
［屈折率の測定］
各層の屈折率は、同一の層厚の層を別途形成し、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン（株）Ｍ−２０００）を用いて温度２３℃で別途測定した。その結果を表３に示す。【０２７０】
【表３】
0006508191.tif 000005
【０２７１】
表３から、低屈折率層として、フッ素樹脂の層、及び空気層を有する表示部２１、２２は、低屈折率層の屈折率が基板より低い構成であることが分かる。【０２７２】
≪表示装置の作製≫
実施例１で作製した表示部２と上記のように作製した表示部２１〜２３の、開口パターンを有する遮光層の面と、光源部の発光面とを接着して、表４で示した組み合わせで表示装置２１〜２４を作製した。その際光源部から発光する光源の大きさは開口パターンの端から５００μｍ以上広くとった。【０２７３】
上記作製した表示装置について、実施例１と同様に点灯時のにじみ、非点灯時の見栄え、点灯時の表示輝度を、実施例１と同様にそれぞれ評価した。
その結果を表４に示す。なお点灯時の明るさは、実施例１の表示装置１７を１００とする相対値で示した。【０２７４】
【表４】
0006508191.tif 000006
【０２７５】
表４から、本発明内であっても、透明基板と第１の層の間に、透明基板より屈折率の低い低屈折率層を有する表示装置２２及び２３は、点灯時により明るく表示され、かつ点灯時のにじみが少ないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０２７６】
本発明の表示装置は光のにじみを軽減した発光パターンを有する表示品質に優れた表示装置であり、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット端末など携帯型の情報端末に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【０２７７】
Ｂ  透明基板
１  低屈折率層
２  光散乱体
３  第１の層
４  第２の層
５  開口パターンを有する遮光層
６  第３の層
７  光源
８  開口パターンを有する遮光層の開口パターン
９  開口パターンを有する遮光層の遮光部
１０  プリズムシート
１１  ルーバーフィルム
１２  ＬＥＤ光源
１３  導光板
１４  支持板
１５  開口パターン
１６  にじみ
１７  にじみ幅
【図１】
0006508191.tif 000007
【図２】
0006508191.tif 000008
【図３】
0006508191.tif 000009
【図４】
0006508191.tif 000010
【図５】
0006508191.tif 000011
【図６】
0006508191.tif 000012
【図７】
0006508191.tif 000013
【図８】
0006508191.tif 000014