(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロレンズを有する透明基板上に透明電極、有機発光層、及び背面電極を形成してなる有機発光素子において、
前記透明基板が凸レンズ部と前記凸レンズ部上に形成した凹レンズ部とからなり、前記凹レンズ部上に前記有機発光層が形成されており、前記凹レンズ部の屈折率ｎｌと前記凸レンズ部の屈折率ｎｓがｎｌ＜ｎｓの関係を満たし、
前記凸レンズ部と前記凹レンズ部の材料は、色収差を抑えるように、互いに屈折率分散の異なる材料の組み合わせからなり、
前記透明基板上に共振器構造を備えることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記透明基板の前記有機発光層が形成された面と対向する基板面に凸部があることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
共振器構造が、前記透明基板と前記透明電極の間に形成された誘電体多層膜よりなる多層膜ミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極と陰極間に有機化合物の発光層を有する積層型の有機発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｔａｎｇ等（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１９８７）ｐ９１３）は、２つの電極間に２つの有機薄膜を真空蒸着法により積層することで有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子：以下、「有機ＥＬ素子」という。）を作製し、低い駆動電圧で高輝度を実現した。これに端を発し、積層型の有機ＥＬ素子の研究が活発に行われるようになった。
【０００３】
例えば、ドットマトリックス発光させる有機ＥＬ素子の一般的な構造は、図５に示すように、ガラスからなる基板１１１に透光性のＩＴＯ膜を一面に形成し、このＩＴＯ膜をストライプ状にエッチングして透明電極１１２を形成し、その表面にトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）等のホール輸送材料を設け、その上に発光材料であるアルミキレート錯体（Ａｌｑ３）等の電子輸送材料を積層することで有機ＥＬ層１１３を形成し、次にＡｌ，Ｌｉ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｉｎ等の背面電極１１４を、上記透明電極１１２のパターンと直交する方向にストライプ状に真空蒸着等で形成した構造となる。透明電極１１２と背面電極１１４の交点に所定の電流を流すことで有機ＥＬ層１１３で発光を行い、ガラス基板１１１側に光を射出する。このような簡便な素子構造であり、低コスト化の可能性があり、大面積のディスプレイや、長尺が必要な電子写真複写機用ライン光源として期待される事となっている。自発光型ディスプレイ（Ｏ．Ｈｏｓｏｋａｗａ，ｅｔ．ａｌ．，ＳＩＤ  ９８  ＤＩＧＥＳＴ，ｐ７）や、発光素子アレイを用いる電子写真複写機の様な画像形成装置（特開平１１−１９６２４８号公報）等の応用開発が活発となっている。
【０００４】
製品化に際し発光素子の発光輝度を増やすことは重要であり、上述のような２層の積層構造と、さらに電子輸送層を加えてキャリア輸送と発光の機能を分けてホールと電子（あるいは励起子）を有効に閉じ込め発光の向上を図る３層構造（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２７（１９８８）Ｌ２６９．Ｌ７１３）のものが提案されている。
【０００５】
高い発光効率の有機材料の研究開発とは別に、有機ＥＬ素子の光の射出機構を最適化する検討もなされている。有機ＥＬ素子による発光は指向性を持たず、素子を構成するガラス基板や層の界面での反射・吸収があるため、光を有効に取り出すことが難しい。Ｎ．Ｔａｋａｄａ等（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３，ｐ２０３２．１９９３）は、共振器構造により光の取り出し効率を向上し、発光輝度を上げる提案をしている。これによると、ガラス基板上にＡｇ陽極、有機ＥＬ層、陰極を積層した共振器（マイクロキャビティ）を用いることにより、発光に指向性を持たせることが可能となり、有機薄膜からの発光を有効に透明基板側に取り出すことができる。
【０００６】
このように基板の構成を変える事で、高輝度な有機ＥＬ素子ができ、製品の実現可能性がますます高まってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在のディスプレイやライン光源の解像度と比較すると、有機ＥＬ素子を用いた発光素子アレイは単位発光素子（画素）サイズが大きく、液晶ディスプレイや化合物半導体ＬＥＤアレイ等に比べて単位長さ当りの素子数が少なく、集積度が低い。集積度を上げると素子サイズが小さくなり、従って発光面積が小さくなり、輝度が低下してしまう。未だ、単位長さ当りの素子数（または集積度）は十分とは言えず、有機ＥＬ層から出た発光を有効に外部に取り出す為の素子構造の提案が望まれている。
【０００８】
特開平４−１９２２９０号公報では、有機ＥＬ層が発する光を取り出すガラス基板面側にマイクロレンズを形成し、光を基板から外部に取り出す界面とのなす角度を小さくすることで、基板と外部との光の全反射を低減し取り出し効率を上げることを提案している。マイクロレンズは一つの画素に個別に形成され、光の取り出し効率を向上することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、基板厚さを一定とした場合、この方法によれば、発光素子の寸法が小さくなると、素子と光を取り出すガラス基板面との距離が相対的に長くなり、全反射条件を満たす為、マイクロレンズサイズを小さくできない。その結果、発光素子アレイの集積度を上げることが困難となる。
【００１０】
また、発光素子の寸法に対応して基板を薄くすると、積層型の素子では、電極や有機ＥＬ層の各層の膜応力により発光素子が基板と共に反り、実装にて平坦面が必要となるディスプレイや複写機のライン光源として使用できなくなる。あるいは、その応力により素子製造時に機械的に破損する場合がおこる。このように、特開平４−１９２２９０号公報ではアレイを高集積化していくことが難しい。
【００１１】
特開平７−３７６８８号公報では、基板の厚み方向に柱状に形成され、周囲より屈折率が大きい高屈折率部をもつ基板上に有機ＥＬ素子を設け、画素毎の出射光のクロストークを低減すると共に、光の取り出し効率を向上し、高輝度を達成する事を提案している。この方法によれば、基板厚さによらず、画素に応じて高屈折率部の柱状の寸法を小さくすることが可能であると考えられる。
【００１２】
しかしながら、アレイを高集積化する場合、以下のような問題が発生する。基板の厚み方向に屈折率の異なる柱状構造を多数形成した基板をファイバーにより形成しようとする場合、束ねたファイバーを基板形状に加工する必要があり、有機ＥＬ素子のコストが上昇してしまう。さらに、高集積化する場合には、既製ファイバーより小径のファイバーを使用することとなり、基板コストが上昇する。
【００１３】
また、基板に微細な穴を開ける場合、穴の占有面積が大きくなると基板の機械的強度が低下し、積層膜の応力により反ったり、破損する等の問題が発生する。
【００１４】
また、拡散を利用したイオン交換法により基板に屈折率の異なる柱状構造を形成する場合、イオンは基板に等方的に拡散する為、隣接する発光素子同士を基板厚以下に近づけると発光素下部の高屈折率部が素子毎に分離できなくなる。この為、基板は素子ピッチと同等以上の厚さが必要である。イオン交換法では、イオン交換を施した部分が膨張する為、基板が反ってしまう。発光素子の集積度を上げ基板を薄くすると、積層型の素子では、電極、有機ＥＬ層の各層の膜応力により発光素子が基板と共に大きく反る。製品応用を考えた場合、ディスプレイでは画面がゆがむこととなり、複写機のライン光源では感光体ドラムとの距離を一定に保つことができなくなる。さらに、その応力により素子製造時に機械的に破損する場合が起こる。
【００１５】
特開平１０−１７２７５６号公報では、透過性基板の片面に一対一で対応するように平面マイクロレンズからなる集光用レンズを設ける素子構造を提案している。基板に半球状の凹部を形成し、この凹部に前記の基板と異なる屈折率を有する材料を堆積させ平凸の平面マイクロレンズを形成し、この基板上に直接または下地層を介して有機ＥＬ素子を形成する構造である。有機ＥＬ素子の下部近傍にマイクロレンズを形成することができ、アレイ化し、集積化を上げることができる。
【００１６】
発光素子は面光源であり、指向性無く光が出射する。高輝度とするには、発光素子の寸法をマイクロレンズの寸法になるべく近づける様に、発光面積を大きく取る必要がある。平面マイクロレンズを用い、レンズの凸面が基板の光取り出し面側に位置すると、発光素子から出射した光は平面に入射、屈折した後に凸面で屈折することとなる。このような平凸レンズを用いると、出射する光が始めに平面に入射する為、集光効率をなるべく上げるためにレンズの曲率半径を大きくすることが必要となる。
【００１７】
この他、平凸レンズ上に平凸レンズを形成し、両凸レンズを形成した素子構造が提案されている。このようなレンズを複数枚用いる場合には、レンズ界面での多重反射が生じ易く、干渉した場合には光の取り出し効率が低下してしまう可能性がある。また、このように複数枚のレンズを形成すると、有機ＥＬデバイスの製造工程が増えることとなり、デバイスコストが上昇すると共に歩留まり低下を招くこととなる。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、発光素子アレイの高集積化を達成することができ、有機ＥＬ層から出た発光を有効に外部に取り出すことが可能で、発光素子の形成に伴う膜応力による基板の反りを低減することができ、さらに光学的界面を少なくすることができる有機ＥＬ素子、及びその製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明の有機発光素子は、マイクロレンズを有する透明基板上に透明電極、有機発光層、及び背面電極を形成してなる有機発光素子において、
前記透明基板が凸レンズ部と前記凸レンズ部上に形成した凹レンズ部とからなり、前記凹レンズ部上に前記有機発光層が形成されており、前記凹レンズ部の屈折率ｎｌと前記凸レンズ部の屈折率ｎｓがｎｌ＜ｎｓの関係を満たし、
前記凸レンズ部と前記凹レンズ部の材料は、色収差を抑えるように、互いに屈折率分散の異なる材料の組み合わせからなり、
前記透明基板上に共振器構造を備えるものである。
【００２０】
上記有機発光素子において、透明基板の有機発光層が形成された面と対向する基板面に凸部があることが好ましい。
【００２１】
また、有機発光層が、ホール輸送層及び電子輸送層を有することが好ましい。
【００２２】
さらに、共振器構造を備えていることが好ましい。
【００２３】
この共振器構造は、基板と透明電極の間に形成された誘電体多層膜よりなる多層膜ミラーであることが好ましい。
【００２４】
そして、透明基板の凸レンズ部と凹レンズ部の屈折率分散が異なることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の有機発光素子の製造方法は、透明基板上に複数の凸レンズ部を形成する工程と、
該凸レンズ部上に透明基板の屈折率に比べて低屈折率である低屈折率層を形成する工程と、
該低屈折率層上に透明電極を形成する工程と、
該透明電極上に有機発光層を形成する工程と、
該有機発光層上に背面電極を形成する工程とを有するものである。
【００２６】
上記有機発光素子の製造方法において、凸レンズ部を形成する工程が、基板にフォトリソグラフィプロセスにより樹脂膜を形成し、該樹脂膜をリフローして所望の形状の凸レンズ部を形成することが好ましい。
【００２７】
また、低屈折率層を形成する工程が、凸レンズ部上に低屈折率の紫外線硬化樹脂を積層し、紫外線を照射して低屈折率層を硬化させることが好ましい。
【００２８】
さらに、透明電極を積層する工程が、フォトリソグラフィとエッチングを用いて、透明電極をパターニングすることが好ましい。
【００２９】
そして、共振器構造を形成する工程を有することが好ましい。
【００３０】
【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が、本発明は本実施の形態に限られない。
【００３１】
まず図１を用いて、本発明の有機ＥＬ素子の原理について説明する。図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す断面図である。図示するように、光を取り出す側となるマイクロレンズを有する基板１１に、透明電極１２、有機ＥＬ層１３、背面電極１４が形成されている。基板１１は、有機ＥＬ層側に凸形状を有した凸レンズ部１５、及び凸レンズ部１５上に設けられた凹レンズ部である低屈折率層１６からなり、該低屈折率層１６は凹レンズ形状を有する。
【００３２】
有機ＥＬ層１３は面光源であり、指向性無く光が出射する。本発明は凸レンズ上に低屈折率な凹レンズを形成することで、有機ＥＬ層１３から出射した光は曲面に入射し、屈折することになり、屈折率による偏向と曲面による偏向とを同時に利用することができる。これにより、素子サイズを小さくしても集光効率を上げられることとなり、単位長さ当りの素子数（または集積度）を多くできる。
【００３３】
また、本例の有機ＥＬ素子は、平凸レンズ上に低屈折率層１６を設ける構造であり、レンズ界面数が少なく、界面での多重反射を低減できている。
【００３４】
低屈折率層１６は、透明基板で構成される凸レンズ部１５に比べて低屈折率となる発光波長に対して透明な材料から選択される。低屈折率層１６の材料としては、低屈折率層１６上に透明電極１２、有機ＥＬ層１３、背面電極１４等を形成する製造の加熱工程に耐熱性があり、化学的腐蝕がなく、機械的強度をもつ材料から、有機材料、無機材料の何れかの材料よりプロセス適合性のある材料を選択する。その作製方法としては、例えばスピン塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法、ガラスモールド法等の方法より、材料に応じて選択される。
【００３５】
有機ＥＬ層１３は、陽極と接触する有機ホール注入及び輸送層と、該有機ホール注入及び輸送層と接合する有機電子注入及び輸送層とからなる。有機ホール注入及び輸送層は単一材料又は複数材料から形成される。同様に、有機電子注入及び輸送層は単一材料又は複数材料から形成される。有機ＥＬ層は典型的には蒸着により成膜し積層されるが、有機薄膜を形成することが可能なＣＶＤ法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、ディッピング法、スピン塗布法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等を用いて堆積してもよい。
【００３６】
ホール注入及び輸送層の材料としては、例えばトリフェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポリフィリル誘導体、スチルベン誘導体等を用いることができる。
【００３７】
電子注入及び輸送層の材料としては、従来提案された発光材料を適用することができ、例えば８−ヒドロキシキノリノール及びその誘導体の金属錯体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ジスチリルアリール誘導体、クマリン系誘導体、キナクリドン誘導体、ペリレン系誘導体、ポリメチン系誘導体、アントラセン誘導体、ポリビニルカルバゾール等を用いることができる。
【００３８】
有機ＥＬ素子の電極として、陰極材料としては仕事関数の小さいものが用いられ、例えばＡｌ，Ｌｉ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｉｎ、或いはこれらの合金等を用いることができ、陽極材料としては仕事関数の大きなものが望ましく、例えばＩＴＯ、酸化錫、金、白金、パラジウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅等を用いることができる。光を取り出す側の電極である透明電極としては、ＩＴＯ、酸化錫は光透過性が高く好ましい。この為、透明電極側を陽極に用いることが好ましい。
【００３９】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を設けることができる。例えば図３に示すように、透明電極の下部に共振器構造を形成する。これにより、有機ＥＬ層の発光の広がり角を抑制できることで、凸レンズヘの入射角を小さくすることが可能となる。一つの有機ＥＬ素子に着目した場合、共振器構造が無い図１の有機ＥＬ素子に比べて、隣接するレンズヘの発光した光が入射し難くできる。その結果、図１の有機ＥＬ素子に比較して素子サイズを大きく取ることが可能となり、輝度の高い有機ＥＬ素子を提供することが可能である。共振器構造は多層膜反射鏡（多層膜ミラー）と反射率の高い背面電極からなり、共振器の共振器長に応じた波長で伝播する波動の重ね合せが生じ、単位角度、単位スペクトルでみた場合に発光の増大を得ることができる。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、第１に凸レンズ部１５を形成し、第２に凸レンズ部１５に低屈折率層１６を形成し、つづいて透明電極１２と有機ＥＬ層１３と背面電極１４を形成するものであり、この製造方法により形成した有機ＥＬ素子は集光効率を上げることが出来る。
【００４１】
本発明では、本実施形態で述べた有機ＥＬ素子について背面電極側に有機材料や無機材料からなる保護層を設け、素子を酸素や湿気から守る構成を取ることも可能であり、何ら本発明の特徴を阻害するのもとはならない。また、不活性ガスで素子を封入する等により、素子の耐環境性の向上を図ることも可能である。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【００４３】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の有機ＥＬ素子を示しており、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその下面図である。図示するように、光を取り出す側となるマイクロレンズを有する基板１１に、透明電極１２、有機ＥＬ層１３、背面電極１４が形成されている。基板１１は、有機ＥＬ層側に凸形状を有した凸レンズ部１５、及び凸レンズ部１５上に設けられた凹レンズ部である低屈折率層１６からなり、該低屈折率層１６は凹レンズ形状を有する。
【００４４】
図２を用いて、実施例１の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。まず、ガラス基板にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィプロセスにより露光、現像することにより、図２（ａ）に示す樹脂膜１７を形成する。
【００４５】
次に、リフロー法により、ガラス基板を樹脂膜の溶融温度まで加熱し、前記樹脂膜をリフローし、表面張力により半球形状にする。次に、ＣＦ4ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）にて樹脂膜及びガラス基板をエッチングし、樹脂膜の半球形状をエッチング転写し、基板に凸レンズ部１５を形成する（図２（ｂ））。
【００４６】
次に、低屈折率の紫外線硬化樹脂を塗布し、塗布面を石英基板で抑えた後、紫外線を照射し紫外線硬化し、前記石英基板と紫外線硬化樹脂を剥離することで、図２（ｃ）に示す低屈折率層１６を形成する。本実施例では、この低屈折率層１６上に、スパッタ法によりＳｉＯ2膜を成膜した（不図示）。ＳｉＯ2膜は、低屈折率層１６として紫外線硬化樹脂を使用したことで、次の透明電極１２、有機ＥＬ層１３、背面電極１４の形成工程の際に化学的、熱的ダメージが発生する場合がある為に、導入したものである。形成工程中、ダメージが発生しない紫外線硬化樹脂を用いれば、特にＳｉＯ2膜は不用となる。
【００４７】
次に、ＩＴＯ膜を真空蒸着法により成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングし透明電極１２を形成した（図２（ｄ））。
【００４８】
その上に有機ＥＬ層１３を真空成膜した（図２（ｅ））。有機ＥＬ層１３はトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）とアルミキレート錯体（Ａｌｑ3）からなり、連続して真空蒸着法により形成した。
【００４９】
次に、背面電極１４であるＭｇＡｇを真空蒸着法により成膜し、図２（ｆ）に示す有機ＥＬ素子を形成した。
【００５０】
作製した有機ＥＬ素子の凸レンズ部１５のピッチは１００μｍとした。有機ＥＬ素子の発光角が基板の垂直方向に対して６０°以上であり、発光した光の９０％以上が凸レンズに入射する様、素子寸法を５０μｍとした。
【００５１】
透明電極１２と背面電極１４の間に電圧を印加して有機ＥＬ層１３を発光させ、基板１１の光の取り出し面側で発光強度を測定した。比較として、凸レンズ部の無い有機ＥＬ素子の発光強度を測定した。その結果、実施例１の有機ＥＬ素子は、マイクロレンズの無い有機ＥＬ素子に比して強度が高かった。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子の構成は、集光効率を上げられることとなり、その結果、単位長さ当りの素子数（または集積度）を多くできることとなる事が明らかとなった。
【００５２】
〔実施例２〕
図３は、実施例２の共振器構造を有する有機ＥＬ素子を示す断面図である。ガラス基板より凸レンズ部２５を形成するプロセスは、実施例１と同様の方法により作製した。
【００５３】
光を取り出す側となるマイクロレンズを有する基板２１に、多層膜ミラー２７、透明電極２２、有機ＥＬ層２３、及び背面電極２４が形成されている。基板２１は、有機ＥＬ層側に凸形状を有した凸レンズ部２５、及び凸レンズ部２５上に設けられた凹レンズ部である低屈折率層２６からなり、該低屈折率層２６は凹レンズ形状を有する。凸レンズ部のピッチは１００μｍとした。
【００５４】
共振器は誘電体多層膜よりなり、屈折率の異なるＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜を、マグネトロンスパッタ法により交互に成膜し、１０層（各膜とも５層）積層した多層膜ミラーを形成した。ＳｉＯ2とＴｉＯ2の各膜厚は、共振器長が有機ＥＬ層２３からの発光の強度が最も強い波長になるように決定した。
【００５５】
次に、この多層膜ミラー２７上にＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして透明電極２２を形成し、その上に有機ＥＬ層２３を真空成膜した。有機ＥＬ層２３はトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）とアルミキレート錯体（Ａｌｑ3）からなり、連続して真空蒸着法により形成した。次に、背面電極であるＭｇＡｇを真空蒸着法により成膜し、図３に示す有機ＥＬ素子を形成した。
【００５６】
このようにして作製した有機ＥＬ素子は、実施例１に示した有機ＥＬ素子の発光角が基板の垂直方向に対して６０°以上となったのに対して、４０°以下に抑えることができた。実施例１の素子に比べて素子寸法を５０μｍから７５μｍまで広げることができた。
【００５７】
共振器構造を低屈折率層２６上に設けることにより、素子サイズを大きく取ることが可能となり、発光強度を上げることが可能となった。
【００５８】
また、凸レンズ部２５に入射する光の入射角が小さくなっており、凸レンズの曲率半径を大きく取る、すなわちレンズを薄くすることが可能になる。このことは、実施例１で示した有機ＥＬ素子の製造方法において、レジストリフロー法により基板をエッチングする際のエッチング時間を短縮でき、単位時間当たりの素子の製造枚数を増やすことが可能となる。
【００５９】
実施例２の有機ＥＬ素子は、従来のマイクロレンズの無い有機ＥＬ素子に比して強度が高かった。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子の構成は、集光効率を上げられることとなり、その結果、単位長さ当りの素子数（または集積度）を多くできることとなる事が明らかとなった。
【００６０】
また、本実施例にて、凹レンズと凸レンズの屈折率の分散の異なる様々な材料を組合せて、色収差を評価し、有機ＥＬ素子からの波長幅で起こる収差を抑えることができることが明らかとなっている。
【００６１】
〔実施例３〕
図４は、実施例３の共振器構造を有する有機ＥＬ素子を示す断面図である。図示するように、光を取り出す側となるマイクロレンズを有する基板３１に、多層膜ミラー３７、透明電極３２、有機ＥＬ層３３、及び背面電極３４が形成されている。基板３１は、有機ＥＬ層側及び光を取り出す側の両側に凸形状を有した凸レンズ部３５を設けてあり、さらに凸レンズ部３５上に設けられた凹レンズ部である低屈折率層３６が形成されている。該低屈折率層３６は凹レンズ形状を有する。基板面の両側に形成した凸レンズ部３５のピッチは１００μｍとした。
【００６２】
ガラス基板より凸レンズ部３５を形成するプロセスは、実施例１と同様の方法を用いており、片側づつ凸レンズを形成し、両面に凸レンズを作製した。
【００６３】
共振器は誘電体多層膜よりなり、屈折率の異なるＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜を、マグネトロンスパッタ法により交互に成膜し、１０層（各膜とも５層）積層した多層膜ミラー３７を形成した。ＳｉＯ2とＴｉＯ2の各膜厚は、共振器長が有機ＥＬ層３３からの発光の強度が最も強い波長になるように決定した。
【００６４】
次に、この多層膜ミラー３７上にＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングし透明電極を形成し、その上に有機ＥＬ層３３を真空成膜した。有機ＥＬ層３３はトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）とアルミキレート錯体（Ａｌｑ3）からなり、連続して真空蒸着法により形成した。次に、背面電極３４であるＭｇＡｇを真空蒸着法により成膜し、図４に示す有機ＥＬ素子を形成した。
【００６５】
このようにして作製した有機ＥＬ素子は、実施例１に示した有機ＥＬ素子の発光角が基板の垂直方向に対して６０°以上となったのに対して、４０°以下に抑えることができた。実施例１の素子に比べて、素子寸法を５０μｍから７５μｍまで広げることができた。
【００６６】
共振器構造を低屈折率層３６上に設けることにより、素子サイズを大きく取ることが可能となり、発光強度を上げることが可能となった。
【００６７】
また、凸レンズを光の取り出し側に設けたことにより、基板から光を取り出した後に発光層からの光を結像でき、点光源として使用することが可能となった。さらに素子をライン状に配置することにより、複写機等のライン光源に使用することが可能となる。
【００６８】
実施例３の有機ＥＬ素子は、従来のマイクロレンズの無い有機ＥＬ素子に比して強度が高かった。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子の構成は、集光効率を上げられることとなり、その結果、単位長さ当りの素子数（または集積度）を多くできることとなる事が明らかとなった。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマイクロレンズを備えた有機ＥＬ素子によれば、該マイクロレンズが凸レンズと凸レンズ上に設けた凹レンズとからなり、有機ＥＬ層が凹レンズ上に形成され、該凹レンズの屈折率ｎｌと凸レンズの屈折率ｎｓがｎｌ＜ｎｓの関係を満たすことにより、有機ＥＬ層から出た光を効率よく外部へ出射可能で、高集積化した発光素子アレイを提供することができる。
【００７０】
さらに、有機ＥＬ層と基板との間に、共振器構造を導入することにより、さらに無駄なく、かつ効率よく外部へ出射可能となる。
【００７１】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、凸レンズ部を形成した基板に低屈折率層を形成することにより、集光効率を上げることができ、従来のマイクロレンズを有する有機ＥＬ素子に比べて製造コストを抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】実施例１の有機ＥＬ素子の製造工程を示す説明図である。
【図３】実施例２の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図４】実施例３の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図５】従来の有機ＥＬ素子の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  基板
１２  透明電極
１３  有機ＥＬ層
１４  背面電極
１５  凸レンズ部
１６  低屈折率層
１７  樹脂膜
２１  基板
２２  透明電極
２３  有機ＥＬ層
２４  背面電極
２５  凸レンズ部
２６  低屈折率層
２７  多層膜ミラー
３１  基板
３２  透明電極
３３  有機ＥＬ層
３４  背面電極
３５  凸レンズ部
３６  低屈折率層
３７  多層膜ミラー
【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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