(57)【要約】【課題】本発明は、視認性に優れた高効率な発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子の提供、視認性の優れた、高効率の発光性能を維持することができる画像形成装置の提供、重量が軽く、使用時間の長い携帯端末、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１上に、少なくとも正孔を注入する陽極２と、発光領域を有する発光層４と、電子を注入する陰極５とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層４から放射される光は基板１と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群６が形成されている構成よりなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、前記光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成してなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、前記光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群と、その微小レンズ群の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化面とを形成してなる微小レンズ群を形成してなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記微小レンズ群は、光学結合材を介して光取り出し面上に貼り付けてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記微小レンズ群は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記微小レンズ群は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記微小レンズ群は、少なくとも２つ以上の材料を光学結合することにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記微小レンズ群は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子表面に形成された保護膜上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記保護膜は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されていることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記保護膜は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記光学結合材は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されていることを特徴とする請求項３乃至９の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記光学結合材は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項３乃至１０の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記光学結合材は、液体あるいはゲル状の材料で形成されていることを特徴とする請求項３乃至１１の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記光学結合材は、熱あるいは光により硬化する材料で形成されていることを特徴とする請求項３乃至１２の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記陽極及び前記陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離されて構成され、複数の画素からなる画像表示配列を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記陽極又は前記陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成され、前記分離された電極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されることで、画像表示配列を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記微小レンズ群を形成する微小レンズの直径は、前記画素の長辺よりも小さいことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記微小レンズ群を形成する微小レンズの直径は、前記画素の短辺よりも小さいことを特徴とする請求項１４乃至１６の内いずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層から前記微小レンズ群の最表面までの距離は、前記画素の長辺よりも小さいことを特徴とする請求項１４乃至１７の内いずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層から前記微小レンズ群の最表面までの距離は、前記画素の短辺よりも小さいことを特徴とする請求項１４乃至１８の内いずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
音声を音声信号に変換する音声信号変換手段と、電話番号等を入力する操作手段と、着信表示や電話番号等を表示する表示手段と、音声信号を送信信号に変換する通信手段と、受信信号を音声信号に変換する受信手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた携帯端末であって、前記表示手段が請求項１４乃至１９の内いずれか１に記載の画像形成装置で構成されたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２１】
少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、真空状態にした装置内において、光取り出し面を概下方に向け、熱硬化あるいは光硬化透明樹脂を下方向から霧状に噴霧し、その後硬化させることで、前記微小レンズ群を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２２】
少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に表面を覆い尽くす程度の量の球状透明ビーズを配し、振動させることで、透明ビーズを光取り出し面上に密状態で配置し、粘性の低い透明樹脂を流し込み、その後硬化させることで、前記微小レンズ群を形成することを特徴とすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２３】
少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に透明ビーズよりも薄く粘性の高い透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、表面を覆い尽くす程度の量の球状の透明ビーズを配し、均一に力を加え、余分なビーズをくことで、前記微小レンズ群を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２４】
少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、半球状の微小レンズが形成されたシート状の微小レンズ群を、透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、均一に力を加えることで、前記微小レンズ群を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２５】
２つの電極間に、発光領域を有する発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記一方の電極側に基板を備え、前記他方の電極側に略半球状の微小レンズで構成された微小レンズ群を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の画像形成装置や画像形成装置の光源又はバックライト、若しくは光通信機器に使用される発光素子等に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子、それを用いた画像形成装置、携帯端末、および、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネッセンス素子とは、固体蛍光性物質の電界発光を利用した発光デバイスであり、現在無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネッセンスが実用化され、液晶ディスプレイのバックライトやフラットディスプレイ等への応用展開が一部で図られている。しかし、無機エレクトロルミネッセンスは発光させるために必要な電圧が１００Ｖ以上と高く、しかも青色発光が難しいため、ＲＧＢの三原色によるフルカラー化が困難である。また、無機エレクトロルミネッセンスは、発光体として用いる材料の屈折率が非常に大きいため、界面での全反射等の影響を強く受け、実際の発光に対する空気中への光の取り出し効率が１０〜２０％程度と低く高効率化が困難である。
【０００３】
一方、有機材料を用いたエレクトロルミネッセンスに関する研究も古くから注目され、様々な検討が行われてきたが、発光効率が非常に悪いことから本格的な実用化研究へは進展しなかった。
【０００４】
しかし、１９８７年にコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層の２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、１０Ｖ以下の低電圧にもかかわらず１０００ｃｄ／ｍ２以上の高い発光輝度が得られることが明らかとなった〔Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ　ａｎｄ　Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ、５１（１９８７）９１３等参照〕。これ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子が俄然注目され始め、現在も同様な機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子についての研究が盛んに行われており、特に有機エレクトロルミネッセンス素子の実用化のためには不可欠である高効率化・長寿命化についても十分検討がなされており、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイ等が製作されている。
【０００５】
ここで、従来の一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構成について図８を用いて説明する。
【０００６】
図８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図である。
【０００７】
図８において、１はガラス等で構成された基板、２は基板１上に形成された陽極、３は陽極２上に形成された正孔輸送層、４は正孔輸送層３上に形成された発光層、５は発光層４上に形成された陰極である。
【０００８】
図８に示すように有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス等の基板１上にスパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極２と、陽極２上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１、１’−ジフェニル−４、４’−ジアミン（以下、ＴＰＤという）等からなる正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ３という）等からなる発光層４と、発光層４上に抵抗加熱蒸着法等により形成された１００〜３００ｎｍの膜厚の金属膜からなる陰極５とを備えている。
【０００９】
上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２をプラス極として、また陰極５をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極２から正孔輸送層３を介して発光層４に正孔が注入され、陰極５から発光層４に電子が注入される。発光層４では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【００１０】
このような有機エレクトロルミネッセンス素子において、通常、発光層４中の蛍光体から放射される光は、蛍光体を中心とした全方位に出射され、正孔輸送層３、陽極２、基板１を経由して、あるいは、一旦光取り出し方向とは逆方向へ向かい、陰極５で反射され、発光層４、正孔輸送層３、陽極２、基板１を経由して、空気中へ放射される。しかし、光が各媒質の境界面を通過する際、入射側の媒質の屈折率が出射側の屈折率より大きい場合には、屈折波の出射角が９０となる角度、つまり臨界角よりも大きな角度で入射する光は全反射されるので、境界面を透過することができず、空気中へ取り出されない。
【００１１】
ここで、異なる媒質の境界面における、光の屈折角と、媒質の屈折率の関係は、スネルの法則に従う。スネルの法則によると、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒質へ光が進行する場合、入射角θ１と屈折角θ２の間に、ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２なる関係が成り立つ。したがって、ｎ１＞ｎ２が成り立つ場合、θ２＝９０°となる入射角θ１＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）は、臨界角としてよく知られており、入射角がこれよりも大きな場合、光は媒質間の境界面において全反射されることとなる。
【００１２】
したがって、等方的に光の放射される有機エレクトロルミネッセンス素子において、この臨界角よりも大きな角度で放射される光は、境界面における全反射を繰り返し、素子内部に閉じ込められ、空気中へ放射されなくなる。
【００１３】
図９は従来の有機エレクトロルミネセンス素子の要部断面における代表的な光線経路を示す模式図である。
【００１４】
図９において、図８と同様に、１は基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、５は陰極であり、９は光源である。図９に示すように、発光層４中から放射された光の光源９から放射された光が、陽極２と基板１との界面（ＩＴＯ／ガラス界面）、および、基板１と空気との界面（ガラス／空気界面）などの各境界面において、光が入射側の媒質の屈折率が出射側の屈折率より大きい場合には、屈折波の出射角が臨界角よりも大きな角度で入射ときのは、全反射されるので、境界面を透過することができず、空気中へ取り出されない。
【００１５】
このことは、発光層中で放射される光が素子外部へ放射されず、有機エレクトロルミネッセンス素子として、見かけ上の効率低下の原因となる。一般に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層で得られる放射光は、大部分が全反射によって素子内部に閉じ込められ、有効な放射光として利用されるのは、１７％から２０％程度であることが知られている〔Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌ６（１９９４）４９１等参照〕。
【００１６】
そこで、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板に光の出射角度を変換する手段を設けることで、上述した問題点の解決を図ることが提案されている。
【００１７】
従来の有機エレクトロルミネッセンス素子としては、特許２７７３７２０号公報には、「セグメントやドット表示等の光源に用いる有機薄膜エレクトロルミネッセンス素子」が開示され、基板の光取り出し側にレンズ構造を形成することで光取り出し効率を向上させる有機薄膜エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
【００１８】
また、特許２９９１１８３号公報には、「発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子」が開示され、素子界面の全反射を抑制する位置に回折格子等を形成することで光取り出し効率を向上させた有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
【００１９】
また、特開平９−１２９３７５号公報には、「有機エレクトロルミネッセンス素子」が開示され、光取り出し側表面を乱反射面あるいは反射・屈折角に乱れを生じさせることで光取り出し効率を向上させた有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
【００２０】
また、特開平１０−１８９２５１号公報には、「有機エレクトロルミネッセンス素子等を用いるディスプレイ装置」が開示され、透明基板内に光出射角度を変換する手段を形成することが記載されている。
【００２１】
また、特開平１０−３０８２８６号公報には、「民生用、工業用の表示機器、カラーディスプレイに好適に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子発光装置」が開示され、下部電極側面に光反射層を形成することで、光取り出し効率を向上させる有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の有機エレクトロルミネッセンス素子では、以下の課題を有していた。
【００２３】
（１）ディスプレイなどの画像形成装置に用いる場合、レンズ構造と画素が１対１で対応している場合、そのレンズの位置合せは困難であり、位置ずれによる視認性の低下が生じるという課題を有していた。
【００２４】
（２）ディスプレイなどの画像形成装置に用いる場合、レンズ構造は基板面の光取り出し面側にあるため、レンズ構造と発光部との距離を小さくすることは困難であるという課題を有していた。
【００２５】
（３）基板上にレンズ構造を形成した場合、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光は、少なくともレンズ構造および基板の両方を透過して空気中へ取り出されることになるため、基板を経由する分、光をロスすることとなり、発光効率が悪くなるという課題を有していた。
【００２６】
（４）ディスプレイなどの画像形成装置として基板上にレンズ構造を形成した有機エレクトロルミネッセンス素子を用いる場合、任意の画素から放射された光が少なくともレンズ構造及び基板の両方を透過して空気中へ取り出されるため、全反射する光は基板を経由して別の画素に到達し、その画素から空気中へ放射される、いわゆる迷光の原因となり、コントラストの低下等の不具合をもたらすという課題を有していた。
【００２７】
（５）メサ構造のような光取り出し効率向上策を施した場合、発光部の面積を小さくする必要があり、寿命と効率のバランスを考えた設計が必要であり、長寿命化に不利であるという課題を有していた。
【００２８】
（６）基板側に形成したレンズ構造やメサ構造のような光取り出し効率向上策を施した場合、光の配向を自由に設計することが困難であり、有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴である広視野角特性等の視認性低下の原因になるという課題を有していた。
【００２９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、視認性に優れた高効率な発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子の提供、視認性の優れた、高効率の発光性能を維持することができる画像形成装置の提供、重量が軽く、使用時間の長い携帯端末、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている構成よりなる。
【００３１】
この構成により、長寿命で高い発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の画像形成装置は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極および陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離され、１つ以上の画素からなる画像表示配列を有する構成よりなる。
【００３３】
この構成により、長寿命で高い発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置を提供することができる。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極又は陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成され、前記分離された電極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されることで、画像表示配列を有する構成よりなる。
【００３５】
この構成により、長寿命で高い発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明の携帯端末は、音声を音声信号に変換する音声信号変換部と、電話番号等を入力する操作部と、着信表示や電話番号等を表示する表示部と、音声信号を送信信号に変換する送信部と、受信信号を音声信号に変換する受信部と、送信信号及び受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御部とを備えた携帯端末であって、表示手段が、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極および陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離され、１つ以上の画素からなる画像表示配列を有する、又は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極又は陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成され、陽極又は陰極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されることで、画像表示配列を有する、画像形成装置を備えた構成よりなる。
【００３７】
この構成により、重量が軽く、使用時間が長い携帯端末を提供することができる。
【００３８】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、真空状態にした装置内において、光取り出し面を下方に向け、熱硬化あるいは光硬化透明樹脂を下方向から霧状に噴霧し、その後硬化させることで、微小レンズ群を形成する構成よりなる。
【００３９】
この構成により、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【００４０】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に表面を覆い尽くす程度の量の球状の透明ビーズを配し、振動させることで、透明ビーズを光取り出し面上に密状態で配置し、粘性の低い透明樹脂を流し込み、その後硬化させることで、前記微小レンズ群を形成する構成よりなる。
【００４１】
この構成により、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に透明ビーズよりも薄く粘性の高い透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、表面を覆い尽くす程度の量の球状の透明ビーズを配し、均一に力を加え、余分なビーズをくことで、前記微小レンズ群を形成する構成よりなる。
【００４３】
この構成により、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【００４４】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、半球状の微小レンズが形成されたシート状の微小レンズ群を、透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、均一に力を加えることで、微小レンズ群を形成する構成よりなる。
【００４５】
この構成により、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群を形成されている構成としたものである。
【００４７】
この構成により、以下のような作用が得られる。
【００４８】
（１）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、光取り出し面／空気界面の面積が増大し、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【００４９】
（２）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、光取り出し面／空気界面における全反射が抑制され、光の取り出し効率が向上する。
【００５０】
（３）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、レンズ効果により光の配光が変化するため、実効的な輝度が向上する。
【００５１】
（４）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、レンズ構造と発光部との距離を小さくすることができる。
【００５２】
（５）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、基板による光のロスが発生せず、光の取り出し効率が向上する。
【００５３】
（６）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、画素面の横方向への光の伝達が抑制されるため、光にじみ等の視認性の低下を伴うことなく光の取り出し効率が向上する。
【００５４】
（７）光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる微小レンズ群が直接形成されているので、画素形状や面積に対する制約がなく、長期に渡って効率の良い発光を維持することができる。
【００５５】
（８）光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる微小レンズ群が直接形成されているので、作製プロセスが簡単であり、容易に作製することができる。
【００５６】
請求項２に記載の発明は、基板上に、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層から放射される光は基板と対向する光取り出し面から取り出され、光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなる微小レンズ群と、その微小レンズ群の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化面とを形成してなる微小レンズ群を形成されている構成としたものであり、この構成により、（１）基板と対向する光取り出し面上に、微小レンズ群と平坦化面とが形成されているので、微小レンズ群／空気界面の面積が増大し、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【００５７】
（２）基板と対向する光取り出し面上に、微小レンズ群と平坦化面とが形成されているので、微小レンズ群／空気界面における全反射が抑制され、光の取り出し効率が向上する。
【００５８】
（３）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、レンズ構造と発光部との距離を小さくすることができる。
【００５９】
（４）微小レンズ群の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化面とを形成されているので、光取り出し面の表面にゴミ等が付着しても、光の取り出し効率の値が低下しない。
【００６０】
（５）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、光取り出し面の表面にゴミ等が付着しても、容易に取り除くことができる。
【００６１】
（６）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、微小レンズ群が直接外気と接触していないため、長期に渡りレンズの効果を保持することができる。
【００６２】
（７）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、光取り出し面の表面に外光による視認性低下を防ぐためのシート等を容易に形成することができる。
【００６３】
（８）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、外部から力が加わっても、微小レンズ群の形状が変化するのを抑制することができる。
【００６４】
（９）光取り出し面側に平坦化面を形成する微小レンズ群からなるため、平坦化面を厚くしても光の取り出し効率への影響が小さいため、微小レンズ群の強度を保つことが容易である。
【００６５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、微小レンズ群は、光学結合材を介して光取り出し面上に貼り付けてなる構成としたものであり、この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００６６】
（１）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、発光部と微小レンズ群を個別に作製することができ、微小レンズ群を形成する際に発生する発光層へダメージを与える要因の影響をなくすことができ、微小レンズ群および発光部を容易に作製することができる。
【００６７】
（２）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、発光部と微小レンズ群を個別に作製することができ、微小レンズ群をひとつのシートとして形成することが可能であり、取り扱いが容易である。
【００６８】
（３）発光部と微小レンズ群とを個別に作製することができるため、光取り出し面側に平坦化面を形成してなる微小レンズ群をひとつのシートとして形成することが可能であり、シートの両表面が平坦であるため取り扱いが容易である。
【００６９】
（４）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、微小レンズ群および発光部の表面形状が一致していなくても、容易に貼り付けることができる。
【００７０】
（５）微小レンズ群と平坦化面からなる微小レンズ群をひとつのシートとして形成することができるため、外光による視認性低下を防ぐためのシートと一体化したシートとすることができ、容易に形成することができる。
【００７１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子素子であって、微小レンズ群は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されている構成としたものである。
【００７２】
この構成により、請求項１乃至３の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００７３】
（１）微小レンズ群の屈折率が大きいため、全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【００７４】
（２）微小レンズ群の屈折率が大きいため、微小レンズ群に到達する光が増加し、微小レンズ群のレンズ効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【００７５】
（３）微小レンズ群の屈折率が大きいため、発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となり、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【００７６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、微小レンズ群は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されている構成としたものである。
【００７７】
この構成により、請求項１乃至４の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００７８】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【００７９】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【００８０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、微小レンズ群は、少なくとも２つ以上の材料を光学結合することにより形成されている構成としたものである。
【００８１】
この構成により、請求項１乃至５の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００８２】
（１）加工のしやすい部材と強度の保持できる部材のように、機能を分担することが可能であるため、材料の選択肢が増加する。
【００８３】
（２）複数の材料を用いることで、微小レンズ群に複雑な機能を持たせることが可能である。
【００８４】
（３）用いる材料を適宜選択することで、任意の視認性を持たせることが可能である。
【００８５】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、微小レンズ群は、有機エレクトロルミネッセンス素子表面に形成された保護膜上に形成されている構成としたものである。
【００８６】
この構成により、請求項１乃至６の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００８７】
（１）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を形成するための製造プロセスの選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を形成することができる。
【００８８】
（２）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を形成するための材料の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を形成することができる。
【００８９】
（３）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を貼り付ける光学結合材の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を貼り付けることができる。
【００９０】
（４）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を貼り付ける光学結合材の塗布方法の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を貼り付けることができる。
【００９１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、保護膜は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されている構成としたものである。
【００９２】
この構成により、請求項７の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００９３】
（１）全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【００９４】
（２）微小レンズ群に到達する光が増加するため、微小レンズ群の効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【００９５】
（３）発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となるため、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【００９６】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、保護膜は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されている構成としたものである。
【００９７】
この構成により、請求項７又は８の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００９８】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【００９９】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１００】
請求項１０に記載の発明は、請求項３乃至９の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、光学結合材は、屈折率１．４よりも高屈折率な材料で形成されている構成としたものである。
【０１０１】
この構成により、請求項３乃至９の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１０２】
（１）全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０１０３】
（２）微小レンズ群に到達する光が増加するため、微小レンズ群の効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０１０４】
（３）発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となるため、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１０５】
請求項１１に記載の発明は、請求項３乃至１０の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、光学結合材は、発光層から放射される光の５０パーセント以上を放出することのできる透明な材料で形成されている構成としたものである。
【０１０６】
この構成により、請求項３乃至１０の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１０７】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１０８】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１０９】
請求項１２に記載の発明は、請求項３乃至１１の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、光学結合材は、液体あるいはゲル状の材料で形成されている構成としたものである。
【０１１０】
この構成により、請求項３乃至１１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１１１】
（１）微小レンズ群と発光層の貼り付け時に光学結合材に適度な柔軟性があるため、微小レンズ群と発光層の表面部分の形状が異なっていても、容易に貼り付けることができる。
【０１１２】
（２）微小レンズ群と発光層の貼り付け時に光学結合材に適度な柔軟性があるため、容易に光学結合材を塗布することができる。
【０１１３】
（３）微小レンズ群と発光層の間の柔軟性があるため、折り曲げ等のストレスに対して強く、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０１１４】
（４）微小レンズ群と発光層の間の柔軟性があるため、折り曲げ等のストレスに対して強く、可撓性のある素子を形成することが容易である。
【０１１５】
請求項１３に記載の発明は、請求項３乃至１２の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、光学結合材は、熱あるいは光により硬化する材料で形成されている構成としたものである。
【０１１６】
この構成により、請求項３乃至１２の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１１７】
（１）光学結合材の硬化に必要な熱あるいは光を適宜選択することにより、発光層にダメージを与えることなく容易に微小レンズ群と発光層とを貼り付けることができる。
【０１１８】
（２）光学結合材の硬化後は、微小レンズ群と発光層の位置関係が保持されるため、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０１１９】
（３）光学結合材の厚さおよび材料を適宜選択することにより、折り曲げ等のストレスに対して強く、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０１２０】
（４）光学結合材料の厚さおよび材料を適宜選択することにより、折り曲げ等のストレスに対して強く、可撓性のある素子を形成することが容易である。
【０１２１】
請求項１４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至１３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極及び陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離されて構成され、複数の画素からなる画像表示配列を有する構成としたものである。
【０１２２】
この構成により、以下の作用が得られる。
【０１２３】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、長期に渡って高効率の発光性能を維持することができることができ、単純マトリックス方式での良好な照明を行うことができる。
【０１２４】
（２）陽極および陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離されているので、画素における発光部を大きく取ることができる。
【０１２５】
（３）単純マトリックスの場合、瞬間的な高輝度が必要となるため、この高効率および発光部の大面積化は非常に重要である。
【０１２６】
請求項１５に記載の画像形成装置は、請求項１乃至１３の内いずれか１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極又は陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成され、分離された電極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されることで、画像表示配列を有する構成としたものである。
【０１２７】
この構成により、以下の作用が得られる。
【０１２８】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、長期に渡って高効率の発光性能を維持することができることができ、アクティブマトリックス方式での良好な照明を行うことができる。
【０１２９】
（２）陽極又は陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成されているので、瞬間的な高輝度は必要なく、実用上必要な輝度で良く、長期に渡って安定な発光を維持することができる。
【０１３０】
（３）陽極又は陰極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されるので、自由な画像形成が実現でき、有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴である高速応答を十分に生かすことができる。
【０１３１】
（４）アクティブマトリックスの場合、画素内に配置されたスイッチング素子や配線等により発光部は凹凸面上に形成されることが多い。そのため、このような凹凸面上であっても高効率な発光の得られる施策は非常に有利である。
【０１３２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の画像形成装置であって、微小レンズ群を形成する微小レンズの直径は、画素の長辺よりも小さい構成としたものである。
【０１３３】
この構成により、請求項１４又は１５の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１３４】
（１）微小レンズ群を形成する微小レンズの直径を、画素の長辺よりも小さい構成とすることで、１つの画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを配置することができ、どの画素においても同様な取り出し効率向上効果が得られ、良好な画像を得ることができる。
【０１３５】
（２）発光部から微小レンズの頂上部分までの距離を小さくすることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１３６】
請求項１７に記載の発明は、請求項１４乃至１６の内いずれか１に記載の画像形成装置であって、微小レンズ群を形成する微小レンズの直径は、画素の短辺よりも小さい構成としたものである。
【０１３７】
この構成により、請求項１４乃至１６の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１３８】
（１）微小レンズ群を形成する微小レンズの直径を、画素の短辺よりも小さい構成とすることで、画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを密に配置することができ、どの画素においても同様な取り出し効率向上効果が得られ、良好な画像を得ることができる。
【０１３９】
（２）画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを密に配置することができ、どの画素においても指向性のない一様な光の取り出しが行われ、視認性に優れた良好な画像を得ることができる。
【０１４０】
（３）発光部から微小レンズの頂上部分までの距離を非常に小さくすることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１４１】
請求項１８に記載の発明は、請求項１４乃至１７の内いずれか１に記載の画像形成装置であって、発光層から微小レンズ群の最表面までの距離は、画素の長辺よりも小さい構成としたものである。
【０１４２】
この構成により、請求項１４乃至１７の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１４３】
（１）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の長辺よりも小さいため、光にじみは画素長辺程度の広がりとなり、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１４４】
（２）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の長辺よりも小さいため、光の横方向への広がりは画素長辺程度となり、容易に光の再利用ができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１４５】
請求項１９に記載の発明は、請求項１４乃至１８の内いずれか１に記載の画像形成装置であって、発光層から微小レンズ群の最表面までの距離は、画素の短辺よりも小さい構成としたものである。
【０１４６】
この構成により、請求項１４乃至１８の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１４７】
（１）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の短辺よりも小さいため、光にじみは画素短辺程度の広がりとなり、高精細で視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１４８】
（２）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の短辺よりも小さいため、光の横方向への広がりは画素短辺程度となり、光の再利用効率が高く、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０１４９】
請求項２０に記載の携帯端末は、表示手段が請求項１４乃至１９の内いずれか１に記載の画像形成装置で構成された携帯端末であって、音声を音声信号に変換する音声信号変換手段と、電話番号等を入力する操作手段と、着信表示や電話番号等を表示する表示手段と、音声信号を送信信号に変換する通信手段と、受信信号を音声信号に変換する受信手段と、送信信号及び受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた構成としたものである。
【０１５０】
この構成により、以下の作用が得られる。
【０１５１】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、高効率の発光性能を維持することができることができ、電池容量等の減量化による、軽量化あるいは長使用時間化を図ることができる。
【０１５２】
（２）視覚特性（光の配向）を適当に設計することで、周囲からは見にくいプライベートウインドウや、複数人でも見やすいウインドウ等として用途に応じて用いることができる。
【０１５３】
（３）光取り出し面上の平坦化面の形成された表示手段を用いることで、微小レンズが直接表面に出ていないため、ほこり等のごみが付着しても、視認性に優れた高効率な画像表示を得ることができる。
【０１５４】
（４）光取り出し面上の平坦化面上に防汚フィルム等を容易に貼り付けることができるため、ほこり等のごみを容易に取り除くことができる。
【０１５５】
請求項２１に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、真空状態にした装置内において、光取り出し面を概下方に向け、熱硬化あるいは光硬化透明樹脂を下方向から霧状に噴霧し、その後硬化させることで、前記微小レンズ群を形成することを備えた構成としたものであり、この構成により、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０１５６】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
【０１５７】
（３）真空一貫で形成することができるため、作業性が高く、生産性も高く、さらに、長期に安定な有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
という作用が得られる。
【０１５８】
請求項２２に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に表面を覆い尽くす程度の量の球状透明ビーズを配し、振動させることで、透明ビーズを光取り出し面上に密状態で配置し、粘性の低い透明樹脂を流し込み、その後硬化させることで、前記微小レンズ群を形成することを備えた構成としたものであり、この構成により、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０１５９】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
【０１６０】
（３）容易に密な微小レンズ群を形成することができ、高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
という作用が得られる。
【０１６１】
請求項２３に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、光取り出し面に透明ビーズよりも薄く粘性の高い透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、表面を覆い尽くす程度の量の球状透明ビーズを配し、均一に力を加え、余分なビーズをくことで、前記微小レンズ群を形成することを備えた構成としたものであり、この構成により、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンスを作成することができる。
【０１６２】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
という作用が得られる。
【０１６３】
請求項２４に記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を形成した後、半球状の微小レンズが形成されたシート状の微小レンズ群を、透明樹脂を塗布、あるいは、貼付し、均一に力を加えることで、前記微小レンズ群を形成することを備えた構成としたものであり、この構成により、（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンスを作成することができる。
【０１６４】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
という作用が得られる。
【０１６５】
請求項２５に記載の発明は、２つの電極間に、発光領域を有する発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、一方の電極側に基板を備え、他方の電極側に略半球状の微小レンズで構成された微小レンズ群を備えた構成としたものであり、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【０１６６】
以下、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子について詳細に説明する。まず、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を説明する。
【０１６７】
図１は、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。図１において、１は基板、２は陽極、４は発光層、５は陰極、６は微小レンズ群、６ａは平坦化面、７は光学結合材である。なお、図１においては、基板１に対向する側を光取り出し面としている。
【０１６８】
そして、微小レンズ群６は、図１（ａ）に示すように、光取り出し面（この場合では陽極２）に形成される。この微小レンズ群６を構成する個々の微小レンズは、略半球状であり、空気との界面において光の角度を任意に変える、或いは、光を取り出す構造であればよく、半球、半楕円球を含め種々の形態をとることができる。なお、本発明において、半球とは球体の１／２の立体に限定されるものではなく、例えば、１／３球や３／５球のような、球体或いは楕円球を切断した立体構造を含むことは言うまでもない。
【０１６９】
また、微小レンズ群６を構成する微小レンズは互いに同じ大きさであっても良いが、互いに異なる大きさとすることで、光取り出し面に対して、隙間なくランダムに配置することが可能となり、光取り出し面の任意の位置で光取り出し効率の向上に寄与することができる。更に、散乱の効果も付与することができる。
【０１７０】
加えて、微小レンズ群６を構成する微小レンズを互いに異なる大きさにすると、その微小レンズ群６の形成においては、高分子材料の噴霧等による簡単な形成方法を用いることができ、特に、微小レンズ群６をミクロンオーダーで形成する場合では、寸法精度等の厳密な管理が不要となり製造も容易であるので好ましい。
【０１７１】
更に、微小レンズ群６は、図１（ｂ）に示すように、光学結合材７を介して、光取り出し面（この場合では陰極５）に形成してもよい。なお、光学結合材７は、微小レンズ群６と光り取り出し面とを光学的に結合する部材である。
【０１７２】
また、微小レンズ群６の他の形態として、図１（ｃ）に示すように、微小レンズ群６の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化面６ａを備えた構成であってもよい。平坦化面６ａは、微小レンズ群６が直接外部に露出されないように構成されている。この平坦化面６ａは、微小レンズ群６を保護することができ、平坦面であるので、更にその表面への加工も容易となる。
【０１７３】
なお、図１（ａ）〜（ｃ）に示したように、基板１に陰極５を形成し、発光層４を介して陽極２を形成する構成、或いは、基板１に陽極２を形成し、発光層４を介して陰極５を形成する構成のいずれの構成であってもよいが、光取り出し面側に形成される陽極２或いは陰極５は透明電極となる。また、光の取り出し効率を向上させるため、基板１側に形成される電極は、光を反射する材料で形成することが好ましい。
【０１７４】
次に、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成について材料を含め詳しく説明する。
【０１７５】
まず、微小レンズ群について説明する。微小レンズ群は、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズからなり、空気との界面において光の角度を任意に変えるあるいは光を取り出す構造であれば良く、光取り出し面に形成されればよい。微小レンズ群の材料としては、透明または半透明のソーダ石灰ガラス、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、石英ガラス等の、無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス、等の無機ガラス、あるいは、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルム等、あるいは、透明または半透明のＡｓ２Ｓ３、Ａｓ４０Ｓ１０、Ｓ４０Ｇｅ１０等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物および窒化物等の材料、等の透明材料から適宜選択して用いることができる。加えて、微小レンズ群の材料として、後述する基板材料の中で透明または半透明の材料から適宜選択して用いることもでき、更に、透明レジスト材料、紫外線硬化型、熱硬化型等の光学接着剤、あるいは、それらを複合させた透明材料も用いることができる。
【０１７６】
また、光学結合材は、微小レンズ群と光り取り出し面とを光学的に結合する部材であり、その屈折率は微小レンズ群および光取り出し面のいずれかと等しい、あるいは大きいことが好ましい。この光学結合材の材料としては、後述する基板材料のうち、透明または半透明の基板材料のうち十分な柔軟性および接着性を持つ材料を用いることができる。
【０１７７】
また、平坦化面は、微小レンズ群の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化膜であれば良く、微小レンズ群が直接外部に露出されない構成であればよい。この平坦化膜の材料としては、後述する基板材料のうち、透明または半透明の基板材料のいずれを用いることができ、直接外部に露出される部材であるため、十分な強度あるいは柔軟性を持つ材料から適宜選択性して用いることができる。
【０１７８】
ここで、図１（ａ）に示す有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成に基づき、微小レンズ群の屈折率を変えた場合についての光の取り出し効率に関する光学シミュレーションを行った。
【０１７９】
図２にこの光学シミュレーションの結果を示す。なお、図２は光学シミュレーションの結果を示すグラフである。
【０１８０】
ここで、光学シミュレーションの条件について具体的に説明する。各層の屈折率は、発光層＝１．７、陽極としてＩＴＯ＝２．０、空気＝１．０とし、また、各層の膜厚は、発光層＝１５０ｎｍ、ＩＴＯ＝１５０ｎｍ、微小レンズ群の直径＝５０μｍである。また、本シミュレーションでは（ａ）微小レンズ群を有する場合（空気／微小レンズ群／ＩＴＯ／発光層／陰極／基板）と、（ｂ）微小レンズ群がない場合（空気／ＩＴＯ／発光層／陰極／基板）との２つの場合についてシミュレーションを行った。なお、本シミュレーションでは、（ａ）における微小レンズ郡の屈折率を変化させた場合の光の取り出し効率を（ｂ）における光の取り出し効率に対する相対値として求めた。即ち、図２において、横軸は屈折率を示し、縦軸は（ａ）と（ｂ）との光の取り出し効率の比＝（ａ）／（ｂ）を示している。
【０１８１】
なお、発光層からの光は、発光層と陰極との界面で全て反射されるものとし、発光層、ＩＴＯにおける吸収のみを考慮した。即ち、陰極は反射率１００％、発光層、ＩＴＯ、微小レンズ群の透過率は、それぞれ８０％、９７％、９７％である。ここで、微小レンズ群の屈折率＝１．３、１．５、１．７、１．９として、シミュレーションを行った。
【０１８２】
以上のような条件において、図２に示す、微小レンズ群の屈折率を変化させたときの取り出し効率の比を計算した本シミュレーションの結果から明らかなように、微小レンズ群の屈折率が大きくなるにつれて取り出し効率の相対値は大きくなる。具体的には、屈折率の値が１．４以上になると光の取り出し効率の相対値は大きくなり、１．７付近において変曲点を持ち最大となる。そして、それよりも大きい領域では若干の低下が見られるが、この場合でも１．８倍程度の効率を備えることになる。このように、光の取り出し効率は、微小レンズ群の屈折率が大きいと向上し、その微小レンズ群の屈折率は１．４以上であることが好ましい。なお、これは微小レンズ群を構成する平坦化面を含むことは言うまでもないが、光取り出し面に形成される光学結合材や後述する保護膜に関しても同様であり、これらの構成も屈折率は１．４以上であることが好ましい。
【０１８３】
次に、基板について説明する。基板としては、光の取り出し面として用いないため、透明あるいは不透明、いずれの基板も用いることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子を保持できる強度があればよい。基板の材料としては、透明または半透明のソーダ石灰ガラス、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、石英ガラス等の、無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス、等の無機ガラス、あるいは、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルム等、あるいは、透明または半透明のＡｓ２Ｓ３、Ａｓ４０Ｓ１０、Ｓ４０Ｇｅ１０等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物および窒化物等の材料、あるいは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、あるいは、顔料等を含んだ前記透明基板材料、表面に絶縁処理を施した金属材料等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。なお、この基板表面、あるいは、基板内部には、有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動するための抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を形成していてもよい。
【０１８４】
また、陽極は、正孔を注入する電極であり、正孔を効率良く発光層或いは正孔輸送層に注入することが必要である。陽極としては、透明電極を用いることができる。透明電極の材料としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物、あるいは、ＳｎＯ：Ｓｂ（アンチモン）、ＺｎＯ：Ａｌ（アルミニウム）といった混合物からなる透明導電膜や、あるいは、透明度を損なわない程度の厚さのＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）といった金属薄膜や、これら金属の混合薄膜、積層薄膜といった金属薄膜や、あるいは、ポリピロール等の導電性高分子等を用いることができる。また、複数の前述透明電極材料を積層することで透明電極とすることもでき、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法または電界重合法等の各種の重合法等により形成する。また、透明電極は、十分な導電性を持たせるため、または、基板表面の凹凸による不均一発光を防ぐために、１ｎｍ以上の厚さにすることが望ましい。また、十分な透明性を持たせるために５００ｎｍ以下の厚さにすることが望ましい。更に、陽極としては、前記透明電極以外にも、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）、Ｗ（タングステン）、Ａｕ（金）等の仕事関数の大きな金属、あるいはその合金、酸化物等を用いることができ、これら陽極材料を用いた複数の材料による積層構造も用いることができる。ただし、陽極が光取り出し面側に形成されない場合、微小レンズ群の効果を最大限に利用するためには、陽極は光を反射する材料で形成することが好ましい。なお、その場合には、陰極が透明電極であればよい。
【０１８５】
また、陽極に非晶質炭素膜を設けてもよい。この場合には、共に正孔注入電極としての機能を有する。即ち、陽極から非晶質炭素膜を介して発光層或いは正孔輸送層に正孔が注入される。また、非晶質炭素膜は、陽極と発光層或いは正孔輸送層との間にスパッタ法により形成されてなる。スパッタリングによるカーボンターゲットとしては、等方性グラファイト、異方性グラファイト、ガラス状カーボン等があり、特に限定するものではないが、純度の高い等方性グラファイトが適している。非晶質炭素膜が優れている点を具体的に示すと、理研計器製の表面分析装置ＡＣ−１を使って、非晶質炭素膜の仕事関数を測定すると、非晶質炭素膜の仕事関数は、ＷＣ＝５．４０ｅＶである。ここで、一般に陽極としてよく用いられているＩＴＯの仕事関数は、ＷＩＴＯ＝５．０５ｅＶであるので、非晶質炭素膜を用いた方が発光層或いは正孔輸送層に効率よく正孔を注入できる。また、非晶質炭素膜をスパッタリング法にて形成する際、非晶質炭素膜の電気抵抗値を制御するために、窒素あるいは水素とアルゴンの混合ガス雰囲気下で反応性スパッタリングする。さらに、スパッタリング法などによる薄膜形成技術では、膜厚を５ｎｍ以下にすると膜が島状構造となり均質な膜が得られない。そのため、非晶質炭素膜の膜厚が５ｎｍ以下では、効率のよい発光が得られず、非晶質炭素膜の効果が期待できない。また、非晶質炭素膜の膜厚を２００ｎｍ以上とすると、膜の色が黒味を帯び、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光が十分に透過しなくなる。
【０１８６】
また、発光層としては、可視領域で蛍光特性を有し、かつ成膜性のよい蛍光体からなるものが好ましく、Ａｌｑ３やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ２）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２−フェニルピリ��ン）イリジウム等の燐光発光材料を用いてもよい。
【０１８７】
また、発光層のみの単層構造の他に、正孔輸送層と発光層又は発光層と電子輸送層の２層構造や、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。但し、このような２層構造又は３層構造の場合には、正孔輸送層と陽極が、又は電子輸送層と陰極が接するように積層して形成される。
【０１８８】
正孔輸送層としては、正孔移動度が高く、透明で成膜性のよいものが好ましい。ＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２−２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｍ−トリル−４，Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−４，４’−ジアミン、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ３−メチルチオフェン等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。
【０１８９】
また、電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体等が用いられる。
【０１９０】
また、陰極は、電子を注入する電極であり、電子を効率良く発光層或いは電子輸送層に注入することが必要であり、仕事関数の小さいＡｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）等の金属、あるいは、これらの金属の酸化物やフッ化物およびその合金、積層体等が一般に用いられる。また、陰極が光取り出し面側に形成されない場合、微小レンズ群の効果を最大限に利用するためには、陰極は光を反射する材料で形成することが好ましい。微小レンズ群を形成した場合、すべての光に対して有効に全反射の抑制を行うことは困難であり、そのため、一度微小レンズ群に到達した光のうち、空気中へ取出されなかった光は、空気との界面で全反射され、再び素子内部へと伝播し陰極へと到達する。或いは、発光層において、光は等方的に放射されるため、発光層で放射される光のうち半分は、光取り出し面に到達する前に陰極へと到達する。このとき、陰極が光を反射する材料で形成されていた場合、この陰極へ到達した光は反射され、再び、光取出し面方向へと伝播することができ、有効な光として利用される可能性がある。この効果を有効にするためには、陰極は光を反射する材料で形成することが好ましく、更に、光の反射率が５０％以上であることが好ましい。これは、微小レンズ群による効率向上率が２倍程度であることから、光の反射率が５０％以上、つまり陰極における光のロスが５０％以下であれば有効な光取出しができる。従来の有機エレクトロルミネッセンス素子では、陰極の反射率は極めて高いことが要求されたが、光取り出し効率が向上することによって、陰極の材料、膜厚、形成方法等の選択性を拡大することもできる。なお、以上のことは、陰極を透明電極として光取り出し面側に形成した場合には、陽極に適用される。
【０１９１】
そして、陰極は、発光層或いは電子輸送層と接する界面に、仕事関数の小さい金属を用いた光透過性の高い超薄膜を形成し、その上部に透明電極を積層することで、透明陰極とすることもできる。特に仕事関数の小さなＭｇ、Ｍｇ−Ａｇ合金、特開平５−１２１１７２号公報記載のＡｌ−Ｌｉ合金やＳｒ−Ｍｇ合金あるいはＡｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等あるいはＬｉＯ２／ＡｌやＬｉＦ／Ａｌ等の積層構造は陰極材料として好適である。
【０１９２】
更に、これら陰極の成膜方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法が用いられる。
【０１９３】
このように、陽極及び陰極は少なくとも一方が透明電極であればよい。更に、共に透明電極であってもよいが、光の取り出し効率を向上させるためには、一方が透明電極であれば、他方が光を反射する材料で形成することが好ましい。
【０１９４】
なお、本発明における有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する材料の透明または半透明とは、有機エレクトロルミネッセンス素子による発光の視認を妨げない程度の透明性を示すものである。
【０１９５】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を外気から遮断し、長時間安定性を保証するために必要に応じて、光取り出し面側に形成される陽極或いは陰極の上に保護膜を形成し、陽極〜陰極の積層体を基板上で包み込むように保護してもよい。即ち、材料の酸化や水分との反応を抑えるために保護膜を設けることが長期信頼性のために好ましい。その保護膜の材料としては、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＦ等の無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物からなる薄膜、あるいは、無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物等からなるガラス膜、あるいは、熱硬化性、光硬化性の樹脂や封止効果のあるシラン系の高分子材料等が挙げられ蒸着やスパッタリング等もしくは塗布法により形成される。なお、保護膜を設ける場合には、微小レンズ群は保護膜上に形成されるが、必要に応じて光学結合材を介して形成される。
【０１９６】
次に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の用途について説明する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、画像を表示する画像形成装置として用いることができ、これら画像形成装置は、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の携帯情報端末のディスプレイ、テレビジョン、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション等のディスプレイ、ステレオ、ラジオ等のＡＶ機器のディスプレイ等に用いることができる。
【０１９７】
更に、レーザプリンタ、スキャナ等の光源としての照明装置に用いることができる。或いは、室内灯、ライトスタンド等の照明器具のような単なる光源としての照明装置として用いることもできる。
【０１９８】
これらの中でも、有機エレクトロルミネッセンス素子の低消費電力、軽量薄型化が容易、応答速度が速い等の優位性を考慮すれば、様々な電子機器において画像を表示するディスプレイとしての画像形成装置や、レーザプリンタ、スキャナ等の光源としての照明装置に用いることが好ましい。
【０１９９】
以下に本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０２００】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス素子について述べる。
【０２０１】
図３は、実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図である。
【０２０２】
図３において、１は基板、２は基板１上に形成された陽極２、３は基板２上に形成された正孔輸送層、４は正孔輸送層３上に形成され、発光領域を有する発光層、５は発光層４上に形成された陰極、６は陰極１上に形成された微小レンズ群である。
【０２０３】
実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１と対向する側の陰極５を透明電極とし、陰極５表面に光の取り出し効率向上の手段として微小レンズ群６を備えている。そして、微小レンズ群６により、発光層から放射される光の角度を、光取り出し面と空気との境界面において任意の角度に変換する、あるいは、空気中へ取り出すようになっている。
【０２０４】
なお、本実施の形態１において、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成材料及び形成方法は、上述した構成材料、形成方法を用いることができる。その他従来公知の材料を用いてもよい。
【０２０５】
更に、実施の形態１においては、正孔輸送層３と発光層４からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。即ち、発光層４のみの単層構造、正孔輸送層３と発光層４又は発光層４と電子輸送層の２層構造や、正孔輸送層３と発光層４と電子輸送層の３層構造でもよく、少なくとも陽極２と陰極５との２つの電極間に、発光領域を有する発光層４を有する構造であればよい。
【０２０６】
また、実施の形態１においては、基板１上面に陽極２を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板１上面に陰極５を形成してもよい。
【０２０７】
また、封止の形態については、光取り出し面とガラスキャップとが密着しないようにして、ガラスキャップをＵＶ硬化樹脂等で接着することで形成でき、あるいは、有機エレクトロルミネッセンス素子の表面に保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであってもよい。
【０２０８】
以上のように、実施の形態１によれば、光を効率的に取り出すことができるため、高効率な発光性能を維持することができることができる。
【０２０９】
実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置や画像形成装置として用いることができる。
【０２１０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における有機エレクトロルミネッセンス素子について述べる。
【０２１１】
図４は、実施の形態２における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図である。
【０２１２】
図４において、１は基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、５は陰極である。そして、６は微小レンズと平坦化面６ａから構成される微小レンズ群であり、８は陰極５上に形成された保護膜、７は保護膜８と微小レンズ群６とを貼り付ける光学結合材である。
【０２１３】
実施の形態２における有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１と対向する側の陰極５を透明電極とし、その上面に外気中の水分や反応性気体等から遮断するための保護膜８を形成し、保護膜８の表面に光の取り出し効率向上の手段として微小レンズと平坦化面６ａから構成される微小レンズ群６を、光学結合材７を介して貼り付けてあり、微小レンズ群６により、発光層４から放射される光の角度を、光取り出し面と空気との境界面において任意の角度に変換する、あるいは、空気中へ取り出すようになっている。
【０２１４】
なお、本実施の形態２においても、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成材料及び形成方法は、上述した構成材料、形成方法や従来公知のものでもよい。
【０２１５】
更に、実施の形態２においても、正孔輸送層３と発光層４からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。
【０２１６】
また、実施の形態２においては、基板１上面に陽極２を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板１上面に陰極５を形成してもよい。
【０２１７】
また、実施の形態２においては、封止の形態については、有機エレクトロルミネッセンス素子の表面に保護膜８を形成して封止しているが、他に微小レンズ群６自体にシールド性を持たせる等の構造であってもよい。
【０２１８】
以上のように、実施の形態２によれば、光を効率的に取り出すことができるため、高効率な発光性能を維持することができることができる。
【０２１９】
実施の形態２における有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置や画像形成装置として用いることができる。
【０２２０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置について述べる。
【０２２１】
図５は、実施の形態３における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置の概略斜視図である。図５において、１は基板、２は陽極、３は正孔輸送、４は発光層、５は陰極、６は微小レンズ群、７は光学結合材である。
【０２２２】
実施の形態３においては、図３に示すように、陽極２は線状にパターニングされており、これに略直交する形で陰極５も同様に線状にパターニングされている。
【０２２３】
この画像形成装置の陽極２をプラス側、陰極５をマイナス側とし、図示しない駆動手段としての駆動回路（ドライバ）に接続し、選択した陽極２、陰極５に直流電圧または直流電流を印加すれば、直交する部分の発光層４が発光し、単純マトリックス方式の画像形成装置として使用することができる。
【０２２４】
実施の形態３においては、基板１の素子形成面に光の角度変換手段としてシート状に形成された微小レンズ群６を光学結合材７を介して貼り付けされている。その微小レンズ群６が、発光層４から放射される光の角度を、空気との境界面において任意の角度に変換するようになっており、あるいは、空気との境界面において空気中へ取り出されるようになっている。また、微小レンズ群６は、筐体となるシートと微小レンズを結合してなるシート状微小レンズ群となっている。
【０２２５】
なお、本実施の形態３において、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成材料及び形成方法はこれに限られるものではなく、上述した構成材料、形成方法や従来公知のものでもよい。
【０２２６】
以上のように、実施の形態３の画像形成装置において、光を効率的に取り出すことができるため、光取り出し効率が向上し、高効率な発光性能を維持することができる。また、発光層４から微小レンズ群６までの距離が画素の短辺方向よりも小さいため、光取り出し面における横方向の光伝播を抑制することができ、高効率な発光性能を維持することができることができるとともに、光にじみ等がなく、視認性がよくなる。
【０２２７】
また、実施の形態３においては、単純マトリックス方式の画像形成装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の画像形成装置でもよく、前記単純マトリックス方式と同様の高効率な発光性能を維持することができることができる。
【０２２８】
なお、実施の形態３の画像形成装置は、画像を表示する画像形成装置としてだけでなく、レーザプリンタ、スキャナ等の光源等の照明装置としても用いることができる。更に、陽極２及び陰極５を線状にパターニングさせずに、全面発光させて、単なる照明装置として用いてもよい。
【０２２９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた携帯端末について述べる。
【０２３０】
図６は実施の形態４の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた携帯端末を示す斜視図であり、図７は本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた携帯端末を示すブロック図である。
【０２３１】
図６及び図７において、１０は音声を音声信号に変換するマイク、１１は音声信号を音声に変換するスピーカー、１２はダイヤルボタン等から構成される操作部、１３は着信等を表示する表示部であり本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置より構成されている、１４はアンテナ、１５はマイク１０からの音声信号を送信信号に変換する送信部で、送信部１５で作成された送信信号は、アンテナ１４を通して外部に放出される。１６はアンテナ１４で受信した受信信号を音声信号に変換する受信部で、受信部１６で作成された音声信号はスピーカー１１にて音声に変換される。１７は送信部１５、受信部１６、操作部１２、表示部１３を制御する制御部である。
【０２３２】
マイク１０は、使用者（発信者）の通話時の音声等が入力され、スピーカー１１からは相手側の音声や告知音が出力されて使用者（受信者）に伝達される。なお、携帯端末として、ページャーを用いる場合には、マイクは特に設けなくてもよい。
【０２３３】
更に、操作部１２には、ダイヤルボタンとしてのテンキーや各種の機能キーを備えている。また、テンキーや各種の機能キーだけでなく、文字キー等を備えていてもよい。この操作部１２から、電話番号、氏名、時刻、各種機能の設定、Ｅメールアドレス、ＵＲＬ等の所定のデータが入力される。更に操作部１２は、このようなキーボードによる操作だけでなく、ペン入力装置、音声入力装置、磁気又は光学入力装置を用いてもよい。
【０２３４】
表示部１３は、操作部１２から入力される所定のデータやメモリに記憶された電話番号、Ｅメールアドレス、ＵＲＬ等のデータ或いはキャラクタアイコン等が表示される。
【０２３５】
また、アンテナ１４は、電波の送信か受信の少なくとも一方を行う。なお、本実施の形態では、信号の送信、受信を電波で行うので、アンテナ（ヘリカルアンテナ、平面アンテナ等）を設けたが、光通信等を行う場合には、発光素子や受光素子をアンテナの代わりに設けてもよい。この場合には、発光素子で信号を他の通信機器などに送信し、受光素子で外部からの信号を受信する。
【０２３６】
送信部１５、受信部１６は、それぞれ、音声信号を送信信号に変換し、受信した受信信号を音声信号に変換する。
【０２３７】
更に、制御部１７は、図示されていないＣＰＵやメモリ等を用いた従来公知の手法により構成されており、送信部１５、受信部１６、及び、操作部１２、表示部１３を制御する。より具体的には、これら各部に設けられた図示しない各制御回路、駆動回路等に命令を与える。例えば、制御部１７からの表示命令を受けた表示制御回路は、表示駆動回路を駆動し、表示部１３に表示が行われる。
【０２３８】
以下その動作について説明する。
【０２３９】
先ず、着信があった場合には、受信部１６から制御部１７に着信信号を送出し、制御部１７は、その着信信号に基づいて、表示部１３に所定のキャラクタ等を表示させ、更に操作部１２から着信を受ける旨のボタン等が押されると、信号が制御部１７に送出されて、制御部１７は、着信モードに各部を設定する。即ちアンテナ１４で受信した信号は、受信部１６で音声信号に変換され、音声信号はスピーカー１１から音声として出力されると共に、マイク１０から入力された音声は、音声信号に変換され、送信部１５を介し、アンテナ１４を通して外部に送出される。
【０２４０】
次に、発信する場合について説明する。
【０２４１】
まず、発信する場合には、操作部１２から発信する旨の信号が、制御部１７に入力される。続いて電話番号に相当する信号が操作部１２から制御部１７に送られてくると、制御部１７は送信部１５を介して、電話番号に対応する信号をアンテナ１４から送出する。その送出信号によって、相手方との通信が確立されたら、その旨の信号がアンテナ１４を介し受信部１６を通して制御部１７に送られると、制御部１７は発信モードに各部を設定する。即ちアンテナ１４で受信した信号は、受信部１６で音声信号に変換され、音声信号はスピーカー１１から音声として出力されると共に、マイク１０から入力された音声は、音声信号に変換され、送信部１５を介し、アンテナ１４を通して外部に送出される。
【０２４２】
なお、実施の形態４では、音声を送信受信した例を示したが、音声に限らず、文字データ等の音声以外のデータの送信もしくは受信の少なくとも一方を行う携帯端末についても同様な効果を得ることができる。
【０２４３】
このような実施の形態４による携帯端末においては、高効率な発光性能を維持することができることができるため、バッテリー等の電力使用量を抑制することができる。これにより、携帯端末の長時間使用を可能にしたり、あるいは、バッテリーの小型化による軽量化を図ることが可能である。特に近年、携帯端末に用いる表示素子はより高画質で、かつ低消費電力であることが求められており、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出しに比べて、高画質・高効率化は大きなメリットをもたらす。高効率化によって、電池容量の減量化が可能となり、軽量化や長使用時間化を図ることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、高分子フィルムを用いれば、飛躍的な軽量化をもたらすことが可能となる。
【０２４４】
また、携帯端末のような個人使用を目的とした携帯端末においては、使用者本人だけが情報を認識でき、周囲からは情報を認識できないような特性が要求されている。本発明における表示素子では、光の配向を正面方向に強くすることが可能であるため、上記したような用途に対し非常に有効である。
【０２４５】
【実施例】
（実施例１）
ポリカーボネートおよびポリイミドの複合材料からなる不透明基板を、洗剤（フルウチ化学社製、セミコクリーン）による５分間の超音波洗浄、純水による１０分間の超音波洗浄、アンモニア水１（体積比）に対して過酸化水素水１と水５を混合した溶液による５分間の超音波洗浄、７０℃の純水による５分間の超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。
【０２４６】
次に、この基板を、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、金属マスクによりパターニングされた陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２４７】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、陰極上に発光層としてＡｌｑ３を約６０ｎｍの膜厚で形成し、その発光層上に正孔輸送層としてＴＰＤを約５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、ＴＰＤとＡｌｑ３の蒸着速度は、共に０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２４８】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した低ダメージスパッタ装置内にて、金属マスクによりマスクし、正孔輸送層上に膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した。
【０２４９】
次に、５×１０−３Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した真空装置内にて、複数のノズルから紫外線硬化型の透明樹脂を霧状に吹き出し、ＩＴＯ膜表面に微小な半球状の樹脂を吹き付け、これを真空装置から取り出した後、紫外線を照射し硬化させ、ＩＴＯ膜表面に微小レンズ形状を形成した。
【０２５０】
（実施例２）
シリコンからなる不透明基板を、洗剤（フルウチ化学社製、セミコクリーン）による５分間の超音波洗浄、純水による１０分間の超音波洗浄、アンモニア水１（体積比）に対して過酸化水素水１と水５を混合した溶液による５分間の超音波洗浄、７０℃の純水による５分間の超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し乾燥した。
【０２５１】
次に、この基板を、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、金属マスクによりパターニングされた陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２５２】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、陰極上に発光層としてＡｌｑ３を約６０ｎｍの膜厚で形成し、その発光層上に正孔輸送層としてＴＰＤを約５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、ＴＰＤとＡｌｑ３の蒸着速度は、共に０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２５３】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した低ダメージスパッタ装置内にて、金属マスクによりマスクし、正孔輸送層上に膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した。
【０２５４】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧したスパッタ装置内にて、ＩＴＯ膜上に３μｍのＳｉＯ２膜を成膜した。
【０２５５】
次に、ＰＥＴ表面に半球状の版をランダムに打ち付け、微小レンズ構造の反転型を形成し、これを電着による転写により鋼鉄製金型を形成し、熱間加工により、シート状のポリカーボネートよりなる微小レンズ群を形成した。
【０２５６】
次に、前記保護膜表面に光学用接着剤を一様に塗布し、前記光の角度変換パネルを貼り付けた。
【０２５７】
（実施例３）
ガラスからなる透明基板を、洗剤（フルウチ化学社製、セミコクリーン）による５分間の超音波洗浄、純水による１０分間の超音波洗浄、アンモニア水１（体積比）に対して過酸化水素水１と水５を混合した溶液による５分間の超音波洗浄、７０℃の純水による５分間の超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。
【０２５８】
次に、この基板を、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、金属マスクによりパターニングされた陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２５９】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、陰極上に発光層としてＡｌｑ３を約６０ｎｍの膜厚で形成し、その発光層上に正孔輸送層としてＴＰＤを約５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、ＴＰＤとＡｌｑ３の蒸着速度は、共に０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２６０】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した低ダメージスパッタ装置内にて、金属マスクによりマスクし、正孔輸送層上に膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した。
【０２６１】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧したスパッタ装置内にて、ＩＴＯ膜上に３μｍの窒化シリコン膜を成膜した。
【０２６２】
次に、アクリルからなる直径２０μｍのビーズを密に配置し、紫外線硬化型の透明樹脂を流し込み、ＵＶ照射した。これにより形成された、半球状の微小レンズ群の表面に平坦化面としてアクリルからなる透明フィルムを超音波溶着により貼り付け、平坦化面の形成された微小レンズ群からなるシートを形成した。
【０２６３】
次に、前記保護膜表面に光学用接着剤を一様に塗布し、前記シートを貼り付けた。
【０２６４】
（実施例４）
ガラスからなる透明基板上に、Ｃｒからなる各画素電極が非晶質シリコンからなるＴＦＴを介して信号線と結ばれたＴＦＴアレイを形成した。
【０２６５】
次にこのＴＦＴアレイ基板表面に、スピンコート法によりネガレジスト材を塗布し、厚さ５μｍのレジスト膜を形成し、画素電極のない非発光部をマスク、露光、現像して、非発光部のみをレジスト膜により被覆したＴＦＴアレイ基板とした。
【０２６６】
次に、このＴＦＴアレイ基板を、洗剤（フルウチ化学社製、セミコクリーン）による５分間の超音波洗浄、純水による１０分間の超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。
【０２６７】
次に、このＴＦＴ基板を、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、金属マスクによりパターニングされた陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２６８】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、陰極上に発光層としてＡｌｑ３を約６０ｎｍの膜厚で形成し、その発光層上に正孔輸送層としてＴＰＤを約５０ｎｍの膜厚で形成した。なお、ＴＰＤとＡｌｑ３の蒸着速度は、共に０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２６９】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した低ダメージスパッタ装置内にて、正孔輸送層上に膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜した。
【０２７０】
次に、同様に低ダメージスパッタ装置内にて、凹凸形状の有機エレクトロルミネッセンス素子上に、膜厚３μｍの窒化シリコン膜を保護膜として成膜した。
【０２７１】
次に、この保護膜により保護された有機エレクトロルミネッセンス素子表面に厚さ２０μｍのシート状に形成された粘着シートを貼り付けた。
【０２７２】
次に、この粘着シートの表面に直径１０μｍ程度の大きさの異なるガラス製ビーズを一面に配し、素子表面全体に均一に押し付けた。同様の行程を３度繰り返すことにより、粘着シート一面に一様にビーズを配置し、微小レンズ群を形成した。
【０２７３】
（比較例１）
ガラスからなる透明基板上に、実施例１と同様に、膜厚１６０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、ＩＴＯ膜上にレジスト材（東京応化社製、ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により塗布して厚さ１０μｍのレジスト膜を形成し、マスク、露光、現像してレジスト膜を所定の形状にパターニングした。次に、この基板を６０℃で５０％の塩酸中に浸漬して、レジスト膜が形成されていない部分のＩＴＯ膜をエッチングした後、レジスト膜も除去し、所定のパターンのＩＴＯ膜からなる陽極が形成されたパターニング基板を得た。
【０２７４】
次に、このパターニング基板を、洗剤（フルウチ化学社製、セミコクリーン）による５分間の超音波洗浄、純水による１０分間の超音波洗浄、アンモニア水１（体積比）に対して過酸化水素水１と水５を混合した溶液による５分間の超音波洗浄、７０℃の純水による５分間の超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。
【０２７５】
次に、パターニング基板の陽極側の表面に、２×１０−６Ｔｏｒｒ以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にて、正孔輸送層としてＴＰＤを約５０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２７６】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、正孔輸送層上に発光層としてＡｌｑ３を約６０ｎｍの膜厚で形成した。なお、ＴＰＤとＡｌｑ３の蒸着速度は、共に０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２７７】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、発光層上に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２７８】
【表１】
2004047298.tif 000003
【０２７９】
ここで、（表１）の評価項目における評価方法及びその評価基準について説明する。
【０２８０】
素子の発光効率は、有機エレクトロルミネッセンス素子に一定電流を流したときの発光輝度を評価した。その評価基準は、比較例１の発光輝度に対して、◎：非常に優れている、○：優れている、△：許容できる、である。
【０２８１】
発光面の視認性は、有機エレクトロルミネッセンス素子を３００μｍの画素からなる画像形成装置としたときの、光のにじみ、ぼけについて、視認性の程度を目視にて評価した。評価は、◎、○、△の三段階評価であり、その評価基準は、◎：非常に優れている、○：優れている、△：許容できる、である。
【０２８２】
発光面の視認性保護は、有機エレクトロルミネッセンス素子の表面についたごみの取り除きやすさについて評価した。その評価基準は、比較例１の取り除きやすさに対して、◎：非常に優れている、○：優れている、△：許容できる、である。
【０２８３】
（表１）から明らかなように実施例１、２、３、４の各有機エレクトロルミネッセンス素子は、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子に対して、発光輝度、発光面視認性において、すべて優れた結果となった。特に、実施例１及び４においては、発光輝度、発光面視認性が比較例１と比べて非常に優れた結果となった。ただし、発光面視認性保護については、実施例１、２、４の各有機エレクトロルミネッセンス素子では、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子よりも劣る結果となったが、これは平坦化面がないことによる効果であり、実用上特に問題はない。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は比較例１に対し顕著に発光効率が高く、視認性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子であることがわかる。
【０２８４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【０２８５】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、光取り出し面／空気界面の面積が増大し、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【０２８６】
（２）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、光取り出し面／空気界面における全反射が抑制され、光の取り出し効率が向上する。
【０２８７】
（３）基板と対向する光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる略半球状の微小レンズ群が形成されているので、レンズ効果により光の配光が変化するため、実効的な輝度が向上する。
【０２８８】
（４）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、レンズ構造と発光部との距離を小さくすることができる。
【０２８９】
（５）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、基板による光のロスが発生せず、光の取り出し効率が向上する。
【０２９０】
（６）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、画素面の横方向への光の伝達が抑制されるため、光にじみ等の視認性の低下を伴うことなく光の取り出し効率が向上する。
【０２９１】
（７）光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる微小レンズ群が直接形成されているので、画素形状や面積に対する制約がなく、長期に渡って効率の良い発光を維持することができる。
【０２９２】
（８）光取り出し面上に、少なくとも２つ以上の大きさの異なる微小レンズ群が直接形成されているので、作製プロセスが簡単であり、容易に作製することができる。
【０２９３】
請求項２に記載の発明によれば、
（１）基板と対向する光取り出し面上に、微小レンズ群と平坦化面とが形成されているので、微小レンズ群／空気界面の面積が増大し、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【０２９４】
（２）基板と対向する光取り出し面上に、微小レンズ群と平坦化面とが形成されているので、微小レンズ群／空気界面における全反射が抑制され、光の取り出し効率が向上する。
【０２９５】
（３）光取り出し面上に直接微小レンズ群が形成されているので、レンズ構造と発光部との距離を小さくすることができる。
【０２９６】
（４）微小レンズ群の光取り出し面側に、空気層および一部の接点を介して、その表面が平坦となる平坦化面とを形成されているので、光取り出し面の表面にゴミ等が付着しても、光の取り出し効率の値が低下しない。
【０２９７】
（５）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、光取り出し面の表面にゴミ等が付着しても、容易に取り除くことができる。
【０２９８】
（６）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、微小レンズ群が直接外気と接触していないため、長期に渡りレンズの効果を保持することができる。
【０２９９】
（７）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、光取り出し面の表面に外光による視認性低下を防ぐためのシート等を容易に形成することができる。
【０３００】
（８）光取り出し面側に平坦化面を形成されているので、外部から力が加わっても、微小レンズ群の形状が変化するのを抑制することができる。
【０３０１】
（９）光取り出し面側に平坦化面を形成する微小レンズ群からなるため、平坦化面を厚くしても光の取り出し効率への影響が小さいため、微小レンズ群の強度を保つことが容易である。
【０３０２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、発光部と微小レンズ群を個別に作製することができ、微小レンズ群を形成する際に発生する発光層へダメージを与える要因の影響をなくすことができ、微小レンズ群および発光部を容易に作製することができる。
【０３０３】
（２）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、発光部と微小レンズ群を個別に作製することができ、微小レンズ群をひとつのシートとして形成することが可能であり、取り扱いが容易である。
【０３０４】
（３）発光部と微小レンズ群とを個別に作製することができるため、光取り出し面側に平坦化面を形成してなる微小レンズ群をひとつのシートとして形成することが可能であり、シートの両表面が平坦であるため取り扱いが容易である。
【０３０５】
（４）光取り出し面上に光学結合材を介して微小レンズ群を貼り付けているので、微小レンズ群および発光部の表面形状が一致していなくても、容易に貼り付けることができる。
【０３０６】
（５）微小レンズ群と平坦化面からなる微小レンズ群をひとつのシートとして形成することができるため、外光による視認性低下を防ぐためのシートと一体化したシートとすることができ、容易に形成することができる。
【０３０７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）微小レンズ群の屈折率が大きいため、全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３０８】
（２）微小レンズ群の屈折率が大きいため、微小レンズ群に到達する光が増加し、微小レンズ群のレンズ効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３０９】
（３）微小レンズ群の屈折率が大きいため、発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となり、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３１０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１の効果に加え、
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３１１】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３１２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１の効果に加え、
（１）加工のしやすい部材と強度の保持できる部材のように、機能を分担することが可能であるため、材料の選択肢が増加する。
【０３１３】
（２）複数の材料を用いることで、微小レンズ群に複雑な機能を持たせることが可能である。
【０３１４】
（３）用いる材料を適宜選択することで、任意の視認性を持たせることが可能である。
【０３１５】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の内いずれか１の効果に加え、
（１）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を形成するための製造プロセスの選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を形成することができる。
【０３１６】
（２）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を形成するための材料の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を形成することができる。
【０３１７】
（３）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を貼り付ける光学結合材の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を貼り付けることができる。
【０３１８】
（４）保護膜により発光層が保護されているため、微小レンズ群を貼り付ける光学結合材の塗布方法の選択肢が増加し、容易に微小レンズ群を貼り付けることができる。
【０３１９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加え、
（１）全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３２０】
（２）微小レンズ群に到達する光が増加するため、微小レンズ群の効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３２１】
（３）発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となるため、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２２】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８の効果に加え、
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２３】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２４】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項３乃至９の内いずれか１の効果に加え、
（１）全反射により微小レンズ群に到達できない光を減少させることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３２５】
（２）微小レンズ群に到達する光が増加するため、微小レンズ群の効果を有効にすることができ、光の取り出し効率が向上する。
【０３２６】
（３）発光層から放射される光が発光面の法線方向に立った配向となるため、素子内部での光損失を減少させることができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２７】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項３乃至１０の内いずれか１の効果に加え、
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２８】
（２）素子内部での光損失が減少し、全反射により空気中へ取り出されない光が反射電極に反射され再利用することができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３２９】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項３乃至１１の内いずれか１の効果に加え、
（１）微小レンズ群と発光層の貼り付け時に光学結合材に適度な柔軟性があるため、微小レンズ群と発光層の表面部分の形状が異なっていても、容易に貼り付けることができる。
【０３３０】
（２）微小レンズ群と発光層の貼り付け時に光学結合材に適度な柔軟性があるため、容易に光学結合材を塗布することができる。
【０３３１】
（３）微小レンズ群と発光層の間の柔軟性があるため、折り曲げ等のストレスに対して強く、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０３３２】
（４）微小レンズ群と発光層の間の柔軟性があるため、折り曲げ等のストレスに対して強く、可撓性のある素子を形成することが容易である。
【０３３３】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項３乃至１２の内いずれか１の効果に加え、
（１）光学結合材の硬化に必要な熱あるいは光を適宜選択することにより、発光層にダメージを与えることなく容易に微小レンズ群と発光層とを貼り付けることができる。
【０３３４】
（２）光学結合材の硬化後は、微小レンズ群と発光層の位置関係が保持されるため、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０３３５】
（３）光学結合材の厚さおよび材料を適宜選択することにより、折り曲げ等のストレスに対して強く、長期にわたって視認性に優れた高効率の発光性能を維持することができる。
【０３３６】
（４）光学結合材料の厚さおよび材料を適宜選択することにより、折り曲げ等のストレスに対して強く、可撓性のある素子を形成することが容易である。
【０３３７】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１乃至１３の内いずれか１の効果に加え、
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、長期に渡って高効率の発光性能を維持することができることができ、単純マトリックス方式での良好な照明を行うことができる。
【０３３８】
（２）陽極および陰極が、ストライプ状に個々電気的に分離されているので、画素における発光部を大きく取ることができる。
【０３３９】
（３）単純マトリックスの場合、瞬間的な高輝度が必要となるため、この高効率および発光部の大面積化は非常に重要である。
【０３４０】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１乃至１３の内いずれか１の効果に加え、この構成により、以下の作用が得られる。
【０３４１】
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、長期に渡って高効率の発光性能を維持することができることができ、アクティブマトリックス方式での良好な照明を行うことができる。
【０３４２】
（２）陽極又は陰極が、個々電気的に画素毎に分離されて構成されているので、瞬間的な高輝度は必要なく、実用上必要な輝度で良く、長期に渡って安定な発光を維持することができる。
【０３４３】
（３）陽極又は陰極は、少なくとも１つ以上のスイッチング素子を介して走査されるので、自由な画像形成が実現でき、有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴である高速応答を十分に生かすことができる。
【０３４４】
（４）アクティブマトリックスの場合、画素内に配置されたスイッチング素子や配線等により発光部は凹凸面上に形成されることが多い。そのため、このような凹凸面上であっても高効率な発光の得られる施策は非常に有利である。
【０３４５】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１４又は１５の効果に加え、
（１）微小レンズ群を形成する微小レンズの直径を、画素の長辺よりも小さい構成とすることで、１つの画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを配置することができ、どの画素においても同様な取り出し効率向上効果が得られ、良好な画像を得ることができる。
【０３４６】
（２）発光部から微小レンズの頂上部分までの距離を小さくすることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３４７】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１４乃至１６の内いずれか１の効果に加え、
（１）微小レンズ群を形成する微小レンズの直径を、画素の短辺よりも小さい構成とすることで、画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを密に配置することができ、どの画素においても同様な取り出し効率向上効果が得られ、良好な画像を得ることができる。
【０３４８】
（２）画素内に少なくとも１つ以上の微小レンズを密に配置することができ、どの画素においても指向性のない一様な光の取り出しが行われ、視認性に優れた良好な画像を得ることができる。
【０３４９】
（３）発光部から微小レンズの頂上部分までの距離を非常に小さくすることができるため、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３５０】
請求項１８に記載の発明によれば、請求項１４乃至１７の内いずれか１の効果に加え、
（１）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の長辺よりも小さいため、光にじみは画素長辺程度の広がりとなり、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３５１】
（２）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の長辺よりも小さいため、光の横方向への広がりは画素長辺程度となり、容易に光の再利用ができ、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３５２】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１４乃至１８の内いずれか１の効果に加え、
（１）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の短辺よりも小さいため、光にじみは画素短辺程度の広がりとなり、高精細で視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３５３】
（２）発光部から微小レンズ群の最表面までの距離が画素の短辺よりも小さいため、光の横方向への広がりは画素短辺程度となり、光の再利用効率が高く、視認性に優れた、高効率の発光性能を維持することができる。
【０３５４】
請求項２０に記載の発明によれば、請求項１４乃至１９の内いずれか１の効果に加え、
（１）素子内部での光損失を減少させることができるため、高効率の発光性能を維持することができることができ、電池容量等の減量化による、軽量化あるいは長使用時間化を図ることができる。
【０３５５】
（２）視覚特性（光の配向）を適当に設計することで、周囲からは見にくいプライベートウインドウや、複数人でも見やすいウインドウ等として用途に応じて用いることができる。
【０３５６】
（３）光取り出し面上の平坦化面の形成された表示手段を用いることで、微小レンズが直接表面に出ていないため、ほこり等のごみが付着しても、視認性に優れた高効率な画像表示を得ることができる。
【０３５７】
（４）光取り出し面上の平坦化面上に防汚フィルム等を容易に貼り付けることができるため、ほこり等のごみを容易に取り除くことができる。
【０３５８】
請求項２１に記載の発明によれば、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０３５９】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
【０３６０】
（３）真空一貫で形成することができるため、作業性が高く、生産性も高く、さらに、長期に安定な有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０３６１】
請求項２２に記載の発明によれば、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０３６２】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
【０３６３】
（３）容易に密な微小レンズ群を形成することができ、高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子を作成することができる。
【０３６４】
請求項２３に記載の発明によれば、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンスを作成することができる。
【０３６５】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
という作用が得られる。
【０３６６】
請求項２４に記載の発明によれば、
（１）簡単な工程で、長期に渡って発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンスを作成することができる。
【０３６７】
（２）形成方法が簡単なため、作業性が高く、生産性も高い。
【０３６８】
請求項２５に記載の発明によれば、光取り出し面／空気界面の面積が増大し、界面における全反射の確率が低下し、光の取り出し効率が向上する。
【０３６９】
そして、視認性に優れた高効率な発光性能を維持することができる有機エレクトロルミネッセンス素子の提供、視認性の優れた、高効率の発光性能を維持することができる画像形成装置の提供、重量が軽く、使用時間の長い携帯端末、簡単な工程で形成でき、作業性が高く、生産性も高い有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図
【図２】光学シミュレーションの結果を示すグラフ
【図３】実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図
【図４】実施の形態２における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図
【図５】実施の形態３における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置の概略斜視図
【図６】実施の形態４の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた携帯端末を示す斜視図
【図７】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた携帯端末を示すブロック図
【図８】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図
【図９】従来の有機エレクトロルミネセンス素子の要部断面における代表的な光線経路を示す模式図
【符号の説明】
１　基板
２　陽極
３　正孔輸送層
４　発光層
５　陰極
６　微小レンズ群
７　光学結合材
８　保護膜
９　発光層から放射された光の光源
１０　マイク
１１　スピーカー
１２　操作部
１３　表示部
１４　アンテナ
１５　送信部
１６　受信部
１７　制御部
【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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