(57)【要約】【課題】製造時に有機発光層に影響を与えることなくマイクロレンズを形成することができ、光の取り出し効率を向上した有機エレクトロルミネッセンス表示装置を容易に製造することができる有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置並びに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備える表示装置を提供すること。【解決手段】基板１１上に成膜した第１の透明樹脂に対してフォトリソグラフィ処理を施すことで、有機発光層１４からの光を屈折するマイクロレンズ１７に応じたレンズパターンを形成し、レンズパターンに対してリフロー処理を施すことで、マイクロレンズ１７を形成するマイクロレンズ形成ステップ、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の製造方法。【選択図】        図１
2004363049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層の発光状態が制御される面発光素子を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
透明な基板上に、前記有機発光層の発光状態を制御するスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成ステップと、
前記基板上に成膜した第１の透明樹脂に対してフォトリソグラフィ処理を施すことで、前記有機発光層からの光を屈折するマイクロレンズに応じたレンズパターンを形成し、前記レンズパターンに対してリフロー処理を施すことで、前記マイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成ステップと、
前記第１の透明樹脂の屈折率よりも低い屈折率の第２の透明樹脂を、前記マイクロレンズを覆うように充填した後に硬化する樹脂充填硬化ステップと、
前記第２の透明樹脂上に前記第２の電極を形成する第２の電極形成ステップと、
前記第２の電極上に前記有機発光層を形成する発光層形成ステップと、
前記有機発光層上に前記第１の電極を形成する第１の電極形成ステップと
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂充填ステップでは、充填した前記第２の透明樹脂に対して、平坦な基板を押し当てながら硬化を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記マイクロレンズ形成ステップでは、スピンコートによって前記基板上に前記第２の透明樹脂を成膜することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記マイクロレンズ形成ステップでは、前記第２の電極側に凸な曲面形状となるように前記第１の透明樹脂を成形することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項５】
透明な基板と、
マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層の発光状態が制御される面発光素子と、
前記基板と前記第２の電極との間に設けられており、前記第２の電極側に凸な曲面形状であるマイクロレンズと
を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項６】
前記マイクロレンズの直径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項７】
各前記有機発光層には、それぞれ複数の前記マイクロレンズが対応して設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項８】
前記マイクロレンズの屈折率は、１．５以上１．８以下であり、前記第２の透明樹脂の屈折率は、１．２以上１．５未満であることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項９】
複数の有機発光層の発光状態により表示を行う有機エレクトロルミネッセンス表示装置が搭載された表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置が、
透明な基板と、
マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた前記有機発光層の発光状態が制御される面発光素子と、
前記基板と前記第２の電極との間に設けられており、前記第２の電極側に凸形状であるマイクロレンズと
を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の有機発光層の発光状態により表示を行う有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置並びに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備える表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、表示装置（ディスプレイ）にはＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｂ）装置や、各種の素子で構成されるフラットディスプレイパネルが存在している。フラットディスプレイパネルは、軽量かつブラウン管よりも発光効率に優れており、コンピュータやテレビジョン等の画面表示用に開発されてきている。現在では、アクティブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイが開発されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイは、蛍光性の無機及び有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、上記薄膜に電子及び正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子が配列した構成となっている。このようなアクティブマトリクス駆動の有機ＥＬディスプレイは、高精細であって薄型な構成である点で非常に注目されている。
【０００４】
図１０は、従来の有機ＥＬディスプレイに搭載された有機ＥＬパネル１０１ａの構成例を示す断面図である。
有機ＥＬパネル１０１ａは、透明なガラス１１１及び封止ガラス１１１ａによって発光素子１１４及び乾燥剤１０９が密閉された構成となっている。この有機ＥＬパネル１０１ａは、ガラス１１１及び封止ガラス１１１ａによって密閉された空間が乾燥剤１０９によって乾燥されており、発光素子１１４が発光した光Ｌｐがガラス１１１を透過して外部に出射する構成となっている。
【０００５】
有機ＥＬパネル１０１ａのような面発光素子の場合には、発光素子１１４を含む画素から光Ｌｐが四方八方に拡散するため、ガラス１１１の表面に対して臨界角以上の角度を持った光Ｌｕは、全反射現象によりガラス１１１の外に出射することができないため損失してしまい、光の取り出し効率が悪いという問題点があった。
【０００６】
そこで、従来、このような問題を解決するために、特開平１０−１７２７５６号公報に示すような構成の有機ＥＬ発光装置が知られている。
この従来の有機ＥＬ発光装置は、特開平１０−１７２７５６号公報の第１図に示すように透光性基板１の内部にマイクロレンズ２を配置したり、第２図に示すように透光性基板２１の内部にマイクロレンズ２２を配置したり、第３図に示すように透光性基板３１の内部にマイクロレンズ３２，３３を配置する構成が採用されている。しかしながら、このような従来の構成では、透光性基板１等の内部にマイクロレンズ２を配置することが困難であり、コストがかかる問題点がある。
【０００７】
また、この特開平１０−１７２７５６号公報の第４図では、透光性基板４１上に形成された下地層４３の内部にマイクロレンズ４２を設ける構成が採用されている。
この有機ＥＬ発光装置４０は、下地層４３内においてマイクロレンズが下部電極４４ａ側でなく、透光性基板４１側に凸な曲面形状を構成している。
このような構成の有機ＥＬ発光装置４０は、上述の第１図等に示す有機ＥＬ発光装置１０と比較すると、透光性基板４１の内部にマイクロレンズ４２を形成しないため一見すると上述のような製造上の困難性が排除されたように思える。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１７２７５６号公報  （第１図ないし第４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような有機ＥＬ発光装置４０では、下地層４３内のマイクロレンズ４２が上述したように透光性基板４１側に凸な曲面形状を有するため、対向電極４４ｃと下部電極４４ａとの間に構成された発光層４４ｂからの光を屈折する際に、その光を透光性基板４１に透過するかわりにマイクロレンズ４２内で反射してしまう臨界角のマージンが小さいという問題点がある。
【００１０】
また、特開平１０−１７２７５６号公報では、第４図に示す有機ＥＬ発光装置４０についての具体的な製造手順が開示されていない。また、アクティブマトリクス駆動の有機ＥＬ発光装置４０においては、基板プロセスが約５００度もの高温プロセスになるため、マイクロレンズ４２等自体もこの高温に耐えなければならず、実質上製造することが困難であった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、製造時に有機発光層に影響を与えることなくマイクロレンズを形成することができ、光の取り出し効率を向上した有機エレクトロルミネッセンス表示装置を容易に製造することができる有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置並びに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備える表示装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層の発光状態が制御される面発光素子を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、透明な基板上に、前記有機発光層の発光状態を制御するスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成ステップと、前記基板上に成膜した第１の透明樹脂に対してフォトリソグラフィ処理を施すことで、前記有機発光層からの光を屈折するマイクロレンズに応じたレンズパターンを形成し、前記レンズパターンに対してリフロー処理を施すことで、前記マイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成ステップと、前記第１の透明樹脂の屈折率よりも低い屈折率の第２の透明樹脂を、前記マイクロレンズを覆うように充填した後に硬化する樹脂充填硬化ステップと、前記第２の透明樹脂上に前記第２の電極を形成する第２の電極形成ステップと、前記第２の電極上に前記有機発光層を形成する発光層形成ステップと、前記有機発光層上に前記第１の電極を形成する第１の電極形成ステップとを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法により、達成される。
上記構成によれば、有機発光層を形成する前に、基板上に成膜した第１の透明樹脂に対してフォトリソグラフィ処理及びリフロー処理を施すことで、容易にマイクロレンズを形成することができる。従って、マイクロレンズを形成する際には、熱に弱い有機発光層に影響を与えないようにすることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記樹脂充填ステップでは、充填した前記第２の透明樹脂に対して、平坦な基板を押し当てながら硬化を行うことを特徴とする。
上記構成によれば、充填された第２の透明樹脂の表面が、平坦な基板が押し当てられることによって平坦度の高くなる。よって、第２の透明樹脂と透明な第２の電極との間において、有機発光層から出力された光に影響を与えないようにし、光の取り出し効率を向上することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記マイクロレンズ形成ステップでは、スピンコートによって前記基板上に前記第２の透明樹脂を成膜することを特徴とする。
上記構成によれば、基板上に第２の透明樹脂を容易に成膜することができる。
【００１５】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記マイクロレンズ形成ステップでは、前記第２の電極側に凸な曲面形状となるように前記第１の透明樹脂を成形することを特徴とする。
上記構成によれば、有機発光層から出力された光は、基板側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合よりも、第２の透明樹脂側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合の方が、マイクロレンズを透過せず反射してしまう臨界角を超えにくくなる。従って、第２の透明樹脂側に凸な曲面形状のマイクロレンズを形成すると、有機発光層が出力した光の取り出し効率が良くなり、このようなことから、消費電力を低減した有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することができる。
【００１６】
上述の目的は、第５の発明によれば、透明な基板と、マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層の発光状態が制御される面発光素子と、前記基板と前記第２の電極との間に設けられており、前記第２の電極側に凸な曲面形状であるマイクロレンズとを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置により、達成される。
上記構成によれば、有機発光層から出力された光は、基板側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合よりも、第２の電極側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合の方が、マイクロレンズを透過せず反射してしまう臨界角を超えにくくなる。従って、有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、その第２の電極側に凸な曲面形状のマイクロレンズを形成すると、有機発光層が出力した光の取り出し効率が良くなり、消費電力を低減することができる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明の構成において、前記マイクロレンズの直径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
上記構成によれば、マイクロレンズを形成した時のレンズの高さが低くなり、レンズの各々の曲率中心と発光部との間隔を近づけられるため、非常に効率が上がるのである。この時のマイクロレンズの直径は１μｍ〜５０μｍが最適になる。もし、マイクロレンズの直径が１μｍ以下の場合は光の回折現象により光学的な集光力が下がり、５０μｍ以上になるとマイクロレンズと発光部との距離が焦点距離と比較して近すぎるため、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させることができず損失が多くなる等の弊害が多くなる。またそのために焦点距離近くまで、発光部を離した位置に形成すると、四方八方に飛散した光を全て発光部直下のマイクロレンズに入射させる事ができず、別の発光部のマイクロレンズに入射してしまい、クロストーク現象を引き起こすおそれがある。そのため最も最適なマイクロレンズ直径の１μｍ〜５０μｍを選択する事により、光の損失を最小限にした有機エレクトロルミネッセンス表示装置が実現できる。
【００１８】
第７の発明は、第５の発明又は第６の発明のいずれかの構成において、各前記有機発光層には、それぞれ複数の前記マイクロレンズが対応して設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、各有機発光層からの光は、複数のマイクロレンズの存在によって光の取り出し効率が向上し、輝度が向上する。
【００１９】
第８の発明は、第５の発明ないし第７の発明のいずれかの構成において、前記マイクロレンズの屈折率は、１．５以上１．８以下であり、前記第２の透明樹脂の屈折率は、１．２以上１．５未満であることを特徴とする。
上記構成によれば、屈折率差を大きく取る事によりマイクロレンズのパワーを強め、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させる事ができ、光の損失を最小限にした有機エレクトロルミネッセンス表示装置が実現できる。
【００２０】
上述の目的は、第９の発明によれば、複数の有機発光層の発光状態により表示を行う有機エレクトロルミネッセンス表示装置が搭載された表示装置であって、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置が、透明な基板と、マトリクス状に交差する第１の電極及び透明な第２の電極によって制御されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子によって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた前記有機発光層の発光状態が制御される面発光素子と、前記基板と前記第２の電極との間に設けられており、前記第２の電極側に凸形状であるマイクロレンズとを備えることを特徴とする表示装置により、達成される。
上記構成によれば、有機発光層から出力された光は、基板側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合よりも、第２の透明樹脂側に凸な曲面形状のマイクロレンズを透過する場合の方が、マイクロレンズを透過せず反射してしまう臨界角を超えにくくなる。従って、有機エレクトロルミネッセンスが搭載された表示装置は、その第２の透明樹脂側に凸な曲面形状のマイクロレンズを形成すると、有機発光層が出力した光の取り出し効率が良くなり、消費電力を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態としての有機エレクトロルミネッセンス表示装置が適用された有機ＥＬパネル１の構成例を示す断面図である。
有機ＥＬパネル１は、表示装置に搭載されるものであり、基板１１、マイクロレンズ１７、低屈折率樹脂５、トランジスタ１２、配線７、絶縁膜９、陽極１５、有機発光層１４、陰極１３を備えている。この有機ＥＬパネル１は、基板１１の表面から外側（図面の下方）に向かって発光する封止基板発光型の有機ＥＬパネルである。
【００２２】
基板１１は、例えばガラスのような透明な基板である。この基板上には、低屈折率樹脂５が設けられている。この低屈折率樹脂５の内部には、複数のマイクロレンズ１７が配列して構成されたマイクロレンズアレイが構成されている。また、この低屈折率樹脂５の内部には、トランジスタ１２、配線７及び陽極１５から伸びる開口部１５ａが設けられている。
【００２３】
マイクロレンズ１７は、例えばその屈折率ｎＤが１．５以上１．８以下の屈折率の高い透明な樹脂で構成されている。一方、低屈折率樹脂５は、例えばその屈折率ｎＤが１．２以上１．５未満の屈折率の低い樹脂で構成されている。このようにマイクロレンズ１７の屈折率ｎＤが１．５以上であるのが望ましいのは、低屈折率樹脂５とマイクロレンズ１７の屈折率差が大きいほど、マイクロレンズのパワーを強め、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させる事ができ、光の損失を最小限にした有機ＥＬパネル１が実現できるからである。もし、１．５未満であると、基板１１の屈折率ｎＤが例えば１．５なので、その界面で全反射現象が生じるおそれがあるからである。
【００２４】
また、マイクロレンズ１７の屈折率が１．８以下であるのが望ましいのは、マイクロレンズ１７の屈折率が１．８を超えると低屈折率樹脂５との屈折率差が０．６を超える組み合わせが発生するからである。この組み合わせでは界面での反射が大きくなりすぎ、光の取り出し効率を下げてしまうおそれがあるためである。
【００２５】
一方、低屈折率樹脂５の屈折率が１．２以上であるのが望ましいのは、マイクロレンズ１７との屈折率差が０．６を超える組み合わせが発生するためである。この組み合わせでは界面での反射が大きくなりすぎ、光の取り出し効率を下げてしまうおそれがあるからである。また、低屈折率樹脂５の屈折率が１．５未満であるのが望ましいのは、マイクロレンズ１７との屈折率差が０．１を下回る組み合わせが発生するからである。この組み合わせではマイクロレンズのパワーが弱く、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させる事ができず、光の損失が大きい表示パネルになってしまうからである。
このような構成とすると、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させる事ができ、光の損失を最小限にした有機ＥＬパネル１が実現できる。
【００２６】
また上記マイクロレンズ１７の直径は、例えば１μｍ以上５０μｍ以下であるのが望ましい。このようにマイクロレンズ１７の直径が１μｍ以上であるのが望ましいのは、もし、マイクロレンズ１７の直径が１μｍ未満の場合は光の回折現象により光学的な集光力が下がり集光力が小さくなるためである。
また、マイクロレンズ１７の直径が５０μｍ以下であるのが望ましいのは、マイクロレンズの直径が５０μｍを超えるとマイクロレンズ１７と発光部との距離が焦点距離と比較して近すぎるため、四方八方に飛散した光を全て臨界角以上に屈折させる事ができず損失が多くなる等の弊害が多くなるためである。また、そのために焦点距離近くまで、発光部を離した位置に形成すると、四方八方に飛散した光を全て発光部直下のマイクロレンズに入射させる事ができず、別の発光部のマイクロレンズ１７に入射してしまい、クロストーク現象を引き起こすおそれがあるためである。
このような構成とすると、最も最適なマイクロレンズ１７の直径の１μｍ〜５０μｍを選択する事により、光の損失を最小限にした有機ＥＬパネル１が実現できる。
【００２７】
この低屈折率樹脂５上には、陰極１３、有機発光層１４及び陽極１５が設けられている。陰極１３、有機発光層１４及び陽極１５は、有機ＥＬ素子を構成している。陰極１３、有機発光層１４及び陽極１５は、低屈折率樹脂５上において複数設けられており、それぞれ画素３を構成している。また、上記基板１１上には、マトリクス状に交差する陰極１３及び陽極１５によって制御されるスイッチング素子としてのトランジスタ１２が設けられている。
【００２８】
このトランジスタ１２は、陰極１３と陽極１５との間に設けられた有機発光層１４の発光状態を制御する機能を有する。つまり、このトランジスタ１２は、有機発光層１４等を含む有機ＥＬ素子をアクティブに駆動する機能を有する。また、低屈折率樹脂５上には、隣り合う有機発光層１４同士を絶縁するために絶縁膜９が設けられている。
【００２９】
各有機発光層１４には、それぞれ少なくとも一つのマイクロレンズ１７が対応して設けられている。本実施形態においては、有機発光層１４に対応して、複数のマイクロレンズ１７が対応して設けられているものとする。このような構成とすると、各有機発光層１４からの光は、複数のマイクロレンズ１７の存在によって光の取り出し効率が向上し、輝度が向上する。
【００３０】
これらのマイクロレンズアレイ１７のピッチは、例えば１〜１００μｍの範囲以内が望ましい。このような構成とすると、一つの画素３に対し複数個のマイクロレンズ１７でなるマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）を敷き詰めることができ、マイクロレンズ１７の高さを小さくすることができる。また、有機ＥＬパネル１は、有機発光層１４とマイクロレンズアレイとの間隔を詰めることができることから、画素３毎に発光した光が混合してマイクロレンズ１７で集光することにより生ずる、画素３間におけるクロストークの無い、コントラストの高い画像を実現することができる。
【００３１】
本実施形態において特徴的なことは、例えば陽極１５と基板１１との間にマイクロレンズ１７が配置されていることである。また、本実施形態において特徴的なことは、上述のようにマイクロレンズ１７が、例えば陽極１５側に凸な曲面形状であることである。このような構成とすると有機発光層１４から出力された光が、基板１１側に凸な曲面形状のマイクロレンズ１７を透過する場合よりも、陽極１５側に凸な曲面形状のマイクロレンズ１７を透過する場合の方が、マイクロレンズ１７を透過せず反射してしまう臨界角を超えにくくなる。従って、陽極１５側に凸な曲面形状のマイクロレンズ１７を形成すると、有機発光層１４が出力した光の取り出し効率が良くなり、消費電力を低減した有機ＥＬパネル１を構成することができる。
【００３２】
有機ＥＬパネル１は以上のような構成であり、次に有機ＥＬパネル１の動作例について簡単に説明する。
この有機ＥＬパネル１は、各有機ＥＬ素子がアクティブマトリクス駆動により駆動されている。具体的には、各有機ＥＬ素子では、陰極１３と陽極１５とがマトリクス構造を構成しており、選択された画素３に該当する陰極１３と陽極１５との間に電圧が印加されることでトランジスタ１２が制御され、トランジスタ１２の動作によって陰極１３と陽極１５との間に設けられた有機発光層１４に電流を流すことによって、有機発光層１４を発光させる。
【００３３】
有機発光層１４が出力した光は、透明な陽極１５及び屈折率の低い低屈折率樹脂５を透過し、マイクロレンズ１７に入射する。マイクロレンズ１７は、低屈折率樹脂５よりも屈折率が高いため、上述した有機発光層１４から出力された光が屈折率し基板１１を透過して有機ＥＬパネル１の外部に出射する。この時、マイクロレンズ１７が陽極１５側に凸な曲面形状であるため、有機発光層１４からの光がマイクロレンズ１７の臨界角の影響を受けずに効率よく基板１１を透過させることができる。
従って、有機ＥＬパネル１は、有機発光層１４が出力した光の取り出し効率が良くなり、輝度を向上することができるばかりでなく、従来と同じ輝度であれば消費電力を低減することができる。
【００３４】
有機ＥＬパネル１の動作例は以上であり、次に有機ＥＬパネル１の製造方法の手順の一例について説明する。
図２〜図７は、図１に示す有機ＥＬパネル１の製造方法の手順の一例を示す断面図である。
＜スイッチング素子等形成ステップ＞
まず、図２（ａ）に示すように例えば無アルカリガラスを材質とする透明な基板１１を用意する。この基板１１上には、回路を構成する配線７、例えば多結晶シリコン薄膜トランジスタ１２、コンデンサー等が形成される。
【００３５】
＜マイクロレンズ形成ステップ＞
図２（ｂ）に示すように、トランジスタ１２等が形成された基板１１上には、上述したマイクロレンズ１７を形成するための基材としてのマイクロレンズ用樹脂（感光性高屈折率樹脂１７ａ）が成膜される。この感光性高屈折率樹脂１７ａとしては、例えばＪＲＳ製、ＭＦＲ−３４４Ｈ、例えば屈折率ｎＤ＝１．６２を採用する。また、感光性高屈折率樹脂１７ａの成膜方法としては、例えばスピンコートを採用する。スピンコートによって成膜された感光性高屈折率樹脂１７ａは、例えば３．０μｍの膜厚でコートされる。そして、このように基板１１上に成膜された感光性高屈折率樹脂１７ａに対しては、フォトリソグラフィ技術により、上述した画素３よりも小さい約３３μｍ角のレンズパターンに形成される。図２（ｂ）に示すようなレンズパターンが形成された基板１１は、例えば１８０度のクリーンオーブンに約３０分入れてレンズパターンをリフローし、図３（ａ）に示すように、有機発光層１４からの光を屈折するマイクロレンズ１７の形状に応じたレンズ形状が形成される。
【００３６】
＜樹脂充填硬化ステップ＞
次に、マイクロレンズ１７等が形成された基板１１の表面上には、屈折率約１．３８のアクリル樹脂をスピンコート等により塗布し、約１８０度の雰囲気としたクリーンオーブンに約３０分入れてそのアクリル樹脂の表面をリフローし、図３（ｂ）に示す低屈折率樹脂５のように平坦化処理を行う。平坦化された低屈折率樹脂５は、基板１１上に形成したマイクロレンズ１７等を覆うように構成されている。
【００３７】
＜第２の電極形成ステップ＞
このように構成された低屈折率樹脂５の表面は、図示しないレジストが塗布され、例えば酸素を用いたドライエッチングにより図４（ａ）に示すように所望の部分に開口部１５ａが形成される。
この開口部１５ａを含む低屈折率樹脂５の表面の一部には、図４（ｂ）に示すように例えば主としてインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）がスパッタリング等により約１００ｎｍ成膜され、画素３の陽極１５に対応してフォトリソグラフィ技術により陽極１５のパターニングが行われる。
更に、図５（ａ）に示すように各陽極１５の縁を酸化シリコン等を成膜することにより絶縁膜９が形成される。このような絶縁膜９が形成されると、画素３の区分が明確となる。
【００３８】
＜発光層形成ステップ＞
次に、図５（ｂ）に示すように例えば蒸着により、有機発光層１４が陽極１５上に形成される。
＜第１の電極形成ステップ＞
次に、図６に示すように有機発光層１４や絶縁膜９上には、陰極１３が形成される。次に図示を省略しているが、所定の封止が行われ、図１に示すようにマイクロレンズ１７が設けられたアクティブマトリクス駆動の有機ＥＬパネル１が完成する。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態によれば、このように完成したマイクロレンズアレイを備える有機ＥＬパネル１は、マイクロレンズアレイを備えない有機ＥＬパネルと比べて、同一の駆動電圧を印加する場合において約２倍の輝度を発揮することができ、輝度効率も約２倍となっている。また、このような有機ＥＬパネル１の製造方法によれば、有機発光層１４を形成する前に、図２（ｂ）に示すように感光性高屈折率樹脂１７ａに対してフォトリソグラフィ処理及びリフロー処理を施すことで、容易にマイクロレンズ１７を形成することができる。
【００４０】
従って、図１のマイクロレンズ１７を形成する際には、熱に弱い有機発光層１４に影響を与えないようにすることができる。また、この有機ＥＬパネル１は、マイクロレンズ１７を含むマイクロレンズアレイを設けて輝度効率を向上することができるばかりでなく、陽極１５側に凸な曲面形状のマイクロレンズ１７が設けられているため、有機発光層１４からの光をマイクロレンズ１７が反射してしまう臨界角のマージンが大きくなるため、更に光の取り出し効率を向上させることができる。従って、従来の有機ＥＬパネルと同じ輝度とした場合においては、従来よりも低消費電力で発光寿命を長くすることができる。従って、このような有機ＥＬパネル１が搭載された表示装置においても、上述のような効果を発揮することができる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、図３（ａ）に示すようにマイクロレンズ１７等が形成された基板１１上に、低屈折率樹脂５を形成する際においては、低屈折率樹脂５を構成する低屈折率樹脂５の基材としてのアクリル樹脂をスピンコートにより塗布した後、所定の温度でリフローすることにより平坦化を行っていたが、以下のような方法によって平坦化を行うようにしてもよい。
【００４２】
具体的には、図７に示すようにマイクロレンズ１７等が形成された基板１１上に、低屈折率樹脂５として例えば屈折率１．３８のアクリル樹脂が塗布される。このアクリル樹脂としては、例えば協立化学産業製のワールドロック７７０２を採用する。基板１１上に塗布されたこのアクリル樹脂は、図７に示すように例えば厚さ３ｍｍの石英板（ガラス基板）４を挟んで接着・硬化が行われる。
【００４３】
この時、この石英板４の表面には、撥水処理が施されていることが望ましい。このように石英板４の表面に撥水処理を施す方法としては、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等のシランカップリング剤等が適当である。また、石英板４の表面に撥水処理を施す方法としては、例えばＣＦガスによるプラズマ析出でも有効である。
【００４４】
次に石英板４が剥離され、図３（ｂ）に示すように低屈折率樹脂５の表面が平坦化される。上述した石英板４は、撥水処理が施されているため、例えば接着性を有する低屈折率樹脂５の接着力が殆ど無く、簡単に剥離することができる。このように石英板４を剥離した低屈折率樹脂５の表面は、平滑な石英板４の表面形状を受け継いで非常に平滑な表面を実現することができる。このように平滑化された低屈折率樹脂５は、上述した図４（ａ）に示すように、所定の開口部１５ａが形成される。
【００４５】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。また、上述した実施形態において低屈折率樹脂５と陽極１５との間に例えば６０ｎｍ酸化シリコン膜を挿入するようにしても良い。このような構成とすると、低屈折率樹脂５と陽極１５との密着性を改善することができる。
【００４６】
また、上述した実施形態においては、有機ＥＬパネル１が例えば低分子有機ＥＬ素子を用いているように説明されているが、図８に示すような、高分子有機ＥＬ素子にも適用することができ、同様の効果を発揮することができる。例えば、高分子有機ＥＬでは、フルカラーパネルの製造ではインクジェットプロセスを用いてＥＬ材料の液体を選択的に塗布し作成する。そのため、各画素の間にバンクと呼ばれる壁を作り、液体が他の画素に流れないようにするものをパネル上に形成すれば低分子有機ＥＬと同様にパネル製造ができる。
【００４７】
また、図８に示すような構成の有機ＥＬパネル１ａに限られず、上記実施の形態は、図９に示すような有効性の有機ＥＬパネル１ｂに適用することもできる。この有機ＥＬパネル１ｂは、上述したプロセスとほぼ同様のプロセスを用いて、図８に示す有機ＥＬパネル１ａの構成に加えて、低屈折率樹脂５と陽極１５との間にカラーフィルターレジストによるカラーフィルター層２Ｂ，２Ｒ，２Ｇが形成されている。このような構成とすることにより、白色を発光する有機ＥＬパネルを用いたフルカラー表示装置も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における有機ＥＬパネルの構成例を示す断面図。
【図２】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図３】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図４】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図５】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図６】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図７】有機ＥＬパネルの製造方法の手順の一例を示す断面図。
【図８】本実施形態における有機ＥＬパネルの応用例を示す断面図。
【図９】本実施形態における有機ＥＬパネルの応用例を示す断面図。
【図１０】従来の有機ＥＬパネルの構成例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・有機ＥＬパネル（有機エレクトロルミネッセンス表示装置）、３・・・画素、４・・・石英板（平坦な基板）、１１・・・基板、１２・・・トランジスタ（スイッチング素子）、１３・・・陰極（第１の電極）、１４・・・有機発光層、１５・・・陽極（第２の電極）、１７・・・マイクロレンズ
【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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