(57)【要約】【課題】  画像特性、機械的特性を低下させることなく、素子内部に閉じ込められた導波光成分を効率良く取り出して、発光効率を向上させ、これにより低消費電力で長寿命化可能であるエレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。【解決手段】  電極３を介して発光層４から面状発光を取り出すエレクトロルミネッセンス素子を、複数の画素ＥＬｎに分割配置してなるエレクトロルミネッセンス表示装置において、発光層４の光取り出し面側に電極３を介して光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃを形成した基板１を有し、この基板１は、１画素ＥＬｎの対角寸法をｄとしたとき、厚さがｄ／５以下であり、かつこの基板１の光取り出し面側が空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６と接触していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を介して発光層から面状発光を取り出すエレクトロルミネッセンス素子を、複数の画素に分割配置してなるエレクトロルミネッセンス表示装置において、発光層の光取り出し面側に電極を介して光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板を有し、この基板は、１画素の対角寸法をｄとしたとき、厚さがｄ／５以下であり、かつこの基板の光取り出し面側が空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層と接触していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板を第１の基板とし、この基板に対し空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を介して設けられた第２の基板を有する請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板は、厚さがｄ／１０以下である請求項１または２に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】
光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板において、上記の領域は、異なる屈折率を有する透光性材料の界面に物理的な凹凸構造を設けることにより形成され、かつ発光層側の透光性材料の屈折率が１．６以上である請求項１〜３のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項５】
空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層は、互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層により形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項６】
互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層は、流動性を有する液体材料と固体材料との接触面で構成され、固体材料表面に対する液体材料の接触角が１００°以上である請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項７】
互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層は、異なる固体材料の接触面で構成され、一方が親水性表面を有し、他方が疎水性表面を有する請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項８】
固体材料の親水性表面の水に対する接触角が５０°以下であり、疎水性表面の水に対する接触角が１００°以上である請求項７に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項９】
空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層は、エアロゲルで形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１０】
空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層は、柱状構造からなる請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１１】
空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層は、複数スペーサを介して形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１２】
スペーサの形状は、球状またはファイバー状である請求項１１に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１３】
空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層は、発泡体で形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に発光を得るエレクトロルミネッセンス素子、とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極間に発光層を設け、電気的に発光を得るエレクトロルミネッセンス素子は、ディスプレイ表示装置としての利用はもちろん、平面型照明、光ファイバー用光源、液晶ディスプレイ用バックライト、液晶プロジェクタ用バックライトなどの各種光源としても、盛んに研究開発が進んでいる。とくに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光効率、低電圧駆動、軽量、低コストという点ですぐれており、近年、注目を浴びている。
【０００３】
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子のように発光層自体から発光を取り出す固体内発光素子では、発光層の屈折率と出射媒質との屈折率により決まる臨界角以上の発光光は全反射し内部に閉じ込められ、導波光として失われる。
古典論的な屈折の法則（スネルの法則）による計算では、発光層の屈折率をｎとすると、発生した光が外部に取り出される光取り出し効率ηは、η＝１／２ｎ2 で近似される。仮に発光層の屈折率が１．７である場合、η≒１７％程度となり、８０％以上の光は導波光として素子側面方向の損失光として失われていることになる。
【０００４】
導波光を外部に取り出すには、発光層と出射面との間に、反射・伝送角を乱れさせる領域を形成し、スネルの法則を崩し、本来導波光として全反射される光の伝送角を変化させてやる必要がある。有機エレクトロルミネッセンス素子にこのような構造を形成して、取り出し効率を向上させる方法は、多数提案されている。
たとえば、特開平９−６３７６７号公報には基板表面に凹凸構造を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平９−１７１８９２号公報には基板の取り出し側をレンズ構造とした有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平１１−２１４１６３号公報には素子自体に立体構造や傾斜面を形成した有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平１１−２８３７５１号公報には素子内に回折格子を形成した有機エレクトロルミネッセンス素子が、開示されている。そのほかにも、基板の形状を物理的に変化させ、素子内部に閉じ込められた導波光を取り出すという試みは多数なされている。
【０００５】
前述したように、古典論的な計算では有機エレクトロルミネッセンス素子の取り出し効率は１７％程度であり、８０％以上の導波光は素子内部に閉じ込められると述べたが、ナノメートル程度の薄膜層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子では、光の干渉効果やマイクロキャビティー効果などにより、現象はさらに複雑である。
たとえば、Ｍ．Ｈ．Ｌｕらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．２，ｐ．５９５，２００２）では、マイクロキャビティー効果により発光分布は古典論から大きく変化し、実際の取り出し効率はほぼ５０％に達成しているとされている。すなわち、導波光成分は全体の５０％となり、これを取り出すことによる輝度向上効果の最大値は２倍ということになる。
【０００６】
たとえば、Ｓ．メーラーらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．５，ｐ．３３２４，２００２）では、コンピューターシミュレーションを駆使してマイクロレンズの構造を決定し、それを実際に作製して、有機エレクトロルミネッセンス素子のガラス基板上に形成した際の輝度向上度は約１．５倍と報告されている。
また、別の例として、Ｓｏｎｅらの報告（ＩＤＷ’０３，ｐ１２９７）でも、同様にレンズ構造を設計して、それを有機エレクトロルミネッセンス素子のガラス基板上に形成した場合の光量の増加は１．４倍であり、古典論から予測される輝度向上度よりも、かなり小さいことが報告されている。
【０００７】
このように、実際の有機エレクトロルミネッセンス素子では、古典論から推測されるほど、導波光の取り出しによる輝度向上効果は大きくならないが、それでも、これらの努力により、有機エレクトロルミネッセンス素子内に閉じ込められた導波光は、ある程度取り出すことができる。とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を、発光面積の大きい平面照明用途に適応する場合は、前記の提案が好適に応用できる。
【０００８】
ところが、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置、すなわち、ディスプレイ表示装置の場合、導波光を取り出す方法が極めて難しいものとなる。たとえば、近年急速に発達した液晶ディスプレイ表示装置を例に挙げると、年々、高精細化が進み、１画素の１辺の大きさは０．３mm以下にまで微細化されている。
このように有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ表示装置の導波光を取り出し、発光効率を上げるには、多くの課題が発生する。
たとえば、ガラス基板表面に導波光を取り出すための凹凸構造を形成した場合、図１１に示すように、ガラス基板の厚さに起因した視差の影響により、実際の画素部分からずれた位置で導波光が取り出され、結果として、表示画像がぼやけたり、にじんだりしてしまう、クロストークが大きな問題となる。
【０００９】
このクロストークを解決するためには、図１２に示すように、発光層と凹凸構造の距離を、画素寸法に対して十分小さくすれば、紙面上では容易に解決されるように思われる。また、特開２００２−４３０５４号公報では、上記クロストークを防止する目的で、透明基板の厚さを概ね０．２mm以下の厚さとし、その表面に光散乱層を形成するという提案がなされている。さらに、特開２００３−２９７５７２号公報では、凹凸構造を発光層の近くに形成し、かつその凹凸の大きさを０．６μｍ以下にすることで、上記クロストークを防止するという提案がなされている。
【００１０】
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光は平行光ではなく、１点から放射状に発生する放射光であり、凹凸構造、回折格子、光拡散層、レンズ構造などを形成しても、その伝送角を容易に変化させ、臨界角条件を破ることは極めて難しい。
たとえば、レンズ構造を例に挙げると、図１３の（Ａ）に示すように、平行光に関しては、マイクロレンズなどを形成することにより、光の伝送角を変化させ、集光することが可能である。しかるに、実際の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層の屈折率は通常１．６５前後であり、かつ図１３の（Ｂ）に示すように、放射状の発光光であるため、レンズの集光効果はほとんど得られない。
【００１１】
しかも、発光層とレンズ構造の距離を短くするには、基板内にこれらレンズ構造を埋め込む必要があるため、レンズの材質は基板の屈折率と大きく異なる材料でなければ効果は発揮できない。しかし、通常レンズとして利用可能な材料の屈折率は１．４〜２．０で、この範囲の値ではいずれの場合も大きな集光効果は期待できない。
このため、図１３の（Ｃ）に示すように、結局、基板表面で全反射が発生し、輝度の向上効果はほとんど得られない。つまり、図１２に示すように、一度その構造を通過させただけで、放射状の発光光の伝送角をすべて基板表面の臨界角以内に集光させうるような、理想的な光学特性を有する構造は、本発明者が知る限り、設計不可能である。
【００１２】
また、さらに問題となるのは、図１４に示すように、凹凸構造を１度通過しても、その伝送角が基板表面の臨界角以上になった光は、表面で全反射され、再度凹凸構造に戻される。この際、凹凸構造により屈折、散乱を受ける結果、そのうち、臨界角条件を破った光が外部に出射してしまう。すなわち、取り出される光量としては増加することになるが、この光はまさに実際に発光している画素とは異なる場所で出射することになり、結局クロストークの原因となってしまう。その結果、実際には、全体的に深い霧の中でディスプレイを見ているような状態になってしまう。
【００１３】
全く別のアプローチとして、透明電極と基板との間に、不活性ガスやシリカエアロゲルなど、空気とほとんど同じである屈折率が１．０とみなしうるような領域を設ける提案がなされている（特許文献１〜３参照）。
これらの提案では、有機エレクトロルミネッセンス素子において、その発光層と透明電極としてもっぱら用いられる酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の膜厚がトータルで２００ｎｍ程度であるため、導波モードが成立する以下の厚みである。
よって、その直上に超低屈折率層を設けると、本来導波光として閉じ込められる光が、超低屈折率層に漏れ出し、一旦、屈折率が１．０の層に漏れ出した光は、全反射を受けることなく外部に出射するという現象を用いたものである。
【００１４】
このような提案方法は、物理的な凹凸面を設ける必要がなく、しかも前記で問題となった視差によるクロストークも発生しないため、ディスプレイ用途の輝度向上の方法として非常に有効である。しかしながら、この方法の最大の課題は、機械的強度の確保、表面平滑性の確保、ＩＴＯ電極などのパターニングである。
たとえば、シリカエアロゲルを用いた場合、屈折率は、ほぼ空気に等しい値まで空孔を導入することができるが、その機械的強度は、実用に耐えうるものとはいい難い。また、多孔質膜であるため、ＩＴＯ電極をパターニングするためのフォトリソ工程において、ウェットエッチング時に水分を吸収し、本来の機能を失ってしまうなど、実用的に課題が多いのが現状である。つまり、厚さが１００ｎｍ程度のＩＴＯ電極や、さらに有機層、陰極を、この機械的強度に乏しいシリカエアロゲル層の直上に形成する必要があることから、実用的な製造工程では問題になる場合が多い。
【００１５】
以上のように、エレクトロルミネッセンス素子、とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を基本としたディスプレイ表示装置の画像特性、機械的特性を低下させず、かつ素子内部に閉じ込められた導波光成分を効率良く取り出し、その発光効率を高められるような素子構成は見出されていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００１−１９６１６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０２８２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような事情に照らして、エレクトロルミネッセンス表示装置、とくに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画像特性、機械的特性を低下させることなく、素子内部に閉じ込められた導波光成分を効率良く取り出して、発光効率を向上させ、これにより低消費電力で長寿命化可能である、工業的に有用なエレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上記の課題を解決するため、鋭意検討した結果、電極を介して発光層から面状発光を取り出すエレクトロルミネッセンス素子を、複数の画素に分割配置してなるエレクトロルミネッセンス表示装置において、発光層の光取り出し面側に電極を介して、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成してなる、上記画素の大きさに比べて、かなり薄肉の薄層基板を設け、この薄層基板の光取り出し面側に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を接触させるようにすると、画像特性、機械的特性を低下させずに、素子内部に閉じ込められた導波光成分を効率良く取り出すことができ、これにより発光効率を向上できることを知り、本発明を完成した。
【００１８】
すなわち、本発明は、電極を介して発光層から面状発光を取り出すエレクトロルミネッセンス素子を、複数の画素に分割配置してなるエレクトロルミネッセンス表示装置において、発光層の光取り出し面側に電極を介して光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板を有し、この基板は、１画素の対角寸法をｄとしたとき、厚さがｄ／５以下であり、とくにｄ／１０以下であり、かつこの基板の光取り出し面側が空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層と接触していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置に係るものである。
とくに、本発明は、上記の光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板を第１の基板とし、この基板に対し空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を介して設けられた第２の基板を有する上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
また、本発明は、上記の光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成した基板において、上記の領域が、異なる屈折率を有する透光性材料の界面に物理的な凹凸構造を設けることにより形成され、かつ発光層側の透光性材料の屈折率が１．６以上である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
さらに、本発明は、上記の空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層が、互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層により形成されている上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
とくに、上記互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層が、流動性を有する液体材料と固体材料との接触面で構成され、固体材料表面に対する液体材料の接触角が１００°以上である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
また、上記互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層が、異なる固体材料の接触面で構成され、一方が親水性表面を有し、他方が疎水性表面を有する上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できものであり、とくに、上記固体材料の親水性表面の水に対する接触角が５０°以下であり、疎水性表面の水に対する接触角が１００°以上である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
さらに、本発明は、上記の空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層が、ａ）エアロゲルで形成されている上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置、ｂ）柱状構造からなる上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置、ｃ）複数スペーサを介して形成されている上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置、とくに、上記のスペーサの形状が球状またはファイバー状である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置、ｄ）発泡体で形成されている上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を、それぞれ、提供できるものである。
【００１９】
つぎに、本発明の上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置に関し、その作用原理について、図面を参考にして、説明する。
図１は、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の基本的な構成例である。
図１において、基板１は、屈折率の比較的高い高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂとの２層構成となっており、両者の界面に凹凸構造１Ｃが形成されている。また、１画素ＥＬn （ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ）の対角長さをｄとすると、基板１は、ｄ／５以下の厚さ、好ましくはｄ／１０以下の厚さで作製されている。この基板１の高屈折率層１Ａの面上には、透明電極としてＩＴＯ層（陽極）３が形成されており、さらにこの上に、発光層４、金属電極（陰極）５が、形成されている。
有機エレクトロルミネッセンス素子においては、ＩＴＯ層３および発光層４の厚さは、両者を合わせて２００ｎｍ前後であり、基板１の厚さに比べると、無視して差し支えないほどの薄さである。この基板１の低屈折率層１Ｂの面上には、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６、つまり、屈折率が空気の１．０に非常に近い層が設けられている。また、上記の基板１を第１の基板として、この第１の基板１に対して、上記の低屈折率層６を介して、第２の基板２が設置されている。
【００２０】
一方、図１０は、公知のエレクトロルミネッセンス表示装置の構成例である。
これは、上記した本発明における空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を省いた構成である。すなわち、上記した本発明の第１の基板１と第２の基板２とが光学的にひとつの基板を構成している。換言すると、本発明における第１の基板１の低屈折率層１Ｂが非常に厚くなった場合に相当している。
この場合、画素部分から放射される発光光は、屈折率の異なる凹凸構造を通過することにより、光の伝送角がある程度変化する。その後、基板の空気層界面にて臨界角以上の伝送角で伝播する発光光は全反射され、素子外部には出射できない。空気層界面で全反射された光は、再度、凹凸構造を通過し、その伝送角が変化する。
その光は、凹凸構造の界面や金属電極で反射され、再び空気界面に向かうが、ここで出射した光は、実際の画素とは異なる位置で出射されるため、クロストークの原因となる。凹凸構造の集光能力も、通常用い得る材料の屈折率差では十分ではないため、導波光を効率良く取り出せるとは言いがたい。つまり、この構成では、発光光が伝送角を変え、臨界角条件を破って空気層に出射できる機会が数回しかないことになる。
【００２１】
これに対し、本発明の図１に示す構成によると、第１の基板１の厚さが発光画素の対角長さの１／５、とくに１／１０程度に選ばれ、しかも、その面上が実質的に空気層と略同等の低屈折率層６となっているため、上記とは全く異なる効果が得られる。
図２は、図１の構成を拡大して、実際のディメンジョンを意識して描いたものである。この図２からも明らかなように、発光画素の大きさに比べて、第１の基板１の厚さが十分に薄く設計されていることにより、発光光は幾度となく凹凸面を通過し、幾度となく臨界角条件を破って空気層と略同等の低屈折率層に出射する機会が与えられる。つまり、凹凸構造により１回で伝送角を大きく変化させるのは事実上困難であるが、それを何度も繰り返させることにより、相当量の導波光を取り出すことができる。
また、このように幾度となく散乱を繰り返すうちに、導波光成分が取り出され、しかも金属電極や有機層などの光吸収の影響で、徐々に導波光の強度は低下していく。よって、導波光が隣の画素に到達するころには、もはや導波光は減衰してなくなり、クロストークを防止できる。しかも、幾度となく散乱を繰り返し取り出された導波光は、まさに発光画素面上で出射するため、画像のぼやけは発生せず、その画素領域で輝度を大幅に上げることができる。空気層と略同等の低屈折率層に出射した光は、全反射を受けることなく、第２の基板を通過できることは、反射屈折の法則が教えるところである。
【００２２】
発光層と基板との間に屈折率がほとんど空気と等しいような層を設けるという提案は、前記したとおり、特許文献１〜３などですでに公知である。しかし、これらの提案では、透明導電膜と基板の間に空気層を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子の厚さが、導波光が発生しないようにすることを特徴としたものである。
これに対し、上記の本発明では、導波光を発生させ、これを凹凸面に導いて、その光学設計を工夫することにより、その光を効率良く取り出すようにしたものであり、上記提案の方法とは本質的に異なる概念を応用したものである。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明は、エレクトロルミネッセンス表示装置、とくに有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画像特性を低下させることなく、本来素子内部に閉じ込められ、損失光となる導波光を効率良く取り出し、発光効率にすぐれたエレクトロルミネッセンス表示装置とすることができ、低消費電力なエレクトロルミネッセンス表示装置を提供することができる。さらには、高効率化することにより、必要な駆動電流を低減できる結果、エレクトロルミネッセンス表示装置の長寿命化もはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、既に説明したとおり、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の最も基本的な実施形態を示したものである。
ここでは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例にとり、画素４つ分について描いてある。図中の長さｄは、１画素ＥＬn （ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ）あたりの対角長さを示している。対角長さとは、たとえば、画素サイズが３００μｍ×３００μｍであれば、（√２）×３００μｍ≒４２４μｍである。画素が矩形でない場合は、その画素内の最大長さをｄと考えて、第１の基板１の厚さを決定すればよい。また、画素サイズは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の解像度や用途によって適宜選ばれ、そのパターニングや形成は既存の製造方法にて行うことができる。
【００２５】
第１の基板１は、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂで形成され、その界面に物理的な凹凸面１Ｃが設けられている。本発明で肝要なのは、第１の基板１の厚さを画素の対角長さｄの１／５以下に設計し、その厚さ内に光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域として上記の凹凸面１Ｃを形成することにある。
たとえば、基板１の厚さがｄ／５より厚くなると、導波光が多重反射する場合の横方向の伝播距離が長くなり、導波光が空気層同等の低屈折率層６に出射する機会が少なくなるばかりか、隣の画素領域まで減衰せずに伝播し、クロストークの原因となる。
このクロストークをより低減し、シャープな画像を得るためには、第１の基板１の厚さは、好ましくはｄ／１０以下、より好ましくはｄ／２０以下、さらに好ましくはｄ／４０以下であるのがよい。画素サイズｄにもよるが、あまり薄くしすぎると、機械的強度を確保することが困難になるなどの問題がある。
【００２６】
第１の基板１の高屈折率層１Ａの屈折率は、通常１．５以上に選ばれるが、好ましくは１．６以上、さらに好ましくは１．７以上である。高屈折率層１Ａは、有機エレクトロルミネッセンス素子の透明電極であるＩＴＯ層３に隣接して形成される。一般に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層４の屈折率は１．６〜１．７５程度である。よって、高屈折率層１Ａの屈折率が、発光層４の屈折率より大きくなれば、ＩＴＯ層３と高屈折率層１Ａの界面で生ずる全反射がなくなり、発光光のすべてが反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃに伝播するため、より高効率化をはかれる。
仮に、発光層４の屈折率を１．７、高屈折率層１Ａの屈折率を１．５２とすると、古典論的なスネルの法則から計算すると、発光光のうち、４５％程度の光はＩＴＯ層３と高屈折率層１Ａの界面で全反射され、本発明の構成では、もはや取り出すことができなくなってしまう。また、あまり屈折率を大きくしすぎると、逆に高屈折率層１Ａでの閉じ込め効果が大きくなりすぎ、導波光を取り出しにくくなる。
【００２７】
具体的な材料としては、光学的な透明性を有していれば、とくに限定なく用いることができる。好適な材料には、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエ−テルケトン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ、ポリウレタン、ポリウレタンアクリレート、ポリカーボネートや、これらの主構造にフルオレン、ナフタレン、ビフェニルなどの芳香族構造や塩素、臭素のハロゲンや硫黄を導入した、比較的屈折率の高い高分子樹脂や、酸化チタン、窒化シリコン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機材料も用いることができる。また、無機ナノ粒子などを樹脂中に分散させて、屈折率を調整した材料なども用いることができる。
【００２８】
第１の基板１の低屈折率層１Ｂの屈折率としては、高屈折率層１Ａの屈折率よりも低い値であれば、本発明の効果を発揮させることができる。発光光の伝送角を効率良く変化させるという観点からは、高屈折率層１Ａとの屈折率差が０．１以上、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上であるのがよい。
具体的な材料には、ポリアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、エポキシ、ポリオレフィンや、これらの主構造にフッ素や脂肪族骨格を導入した、比較的屈折率の低い高分子樹脂や、酸化シリコン、フツ化マグネシウムなどの無機材料も用いることができる。また、無機ナノ粒子などを樹脂中に分散させて、屈折率を調整した材料なども用いることができる。
なお、第１の基板１としては、場合により、このような低屈折率層１Ｂを形成せずに、高屈折率層１Ａのみで構成して、この高屈折率層１Ａに形成した物理的な凹凸面１Ｃが、そのままむき出しになった構造とされていてもよい。
【００２９】
第１の基板１における反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃの構造については、とくに限定はなく、光の伝送角を変化させられるような構造であれば、どのようなものでも適用できる。具体的には、図１に示される高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂの界面に物理的な凹凸面１Ｃを形成したり、低屈折率層１Ｂを形成する代わりに、高屈折率層１Ａ内にそれとは屈折率の異なる散乱粒子を分散分布させるなどしてもよい。
物理的な凹凸面１Ｃの構造は、全く限定されず、たとえば、三角錐や四角錐などのピラミッド構造、半球状のマイクロレンズ構造、矩形構造、ロッド状の構造など、光の伝送角を乱すことができる構造であれば、どのようなものも適用できる。
【００３０】
本発明では、光が１度、この凹凸構造１Ｃを通過するだけで、その伝送角を完全に制御しようとするのではなく、幾度となく散乱を繰り返すことにより、導波光を取り出すように設計されているため、これらの凹凸構造が精度よく加工されている必要はなく、しかも通常のマクロレンズのように詳細な光学設計を施す必要はない。
凹凸構造のサイズについても、とくに限定はない。ただし、光の波長よりも小さい構造にしてしまうと、光を効率良く散乱させることができないため、通常は０．５μｍ以上の凹凸を設けるようにするのが望ましい。
凹凸面の形成方法についても、とくに限定はなく、既存の方法を用いることができる。たとえば、材料の表面を直接レーザー加工してもよいし、凹凸構造が形成された金型を用いて、レプリカ法によりそれらを転写するなどしてもよい。
【００３１】
第２の基板２は、光学的透明性を有しているものであれば、なんら限定なく、使用することができる。具体的には、ガラス、各種プラスチック基板などを用いることができる。その厚みも全く任意であり、機械的強度や重量を考慮して適宜選択すればよい。さらに、場合により、この第２の基板２は省いてもよい。すなわち、第１の基板１が直接空気層に接触するような構造となっていても差し支えない。
【００３２】
空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６は、その屈折率が空気層にできるだけ近い値、つまり、１．３以下、好ましくは１．２以下、さらに好ましくは１．１以下、理想的には空気層と同じ１．０である層を意味する。
この低屈折率層６の厚さについては、とくに限定はなく、たとえば、０．１μｍ〜１mmの広範囲にわたり、自由に設計することができる。つまり、たとえば１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１mmのいずれであっても、その効果は同じである。
なお、第１の基板１と第２の基板２との間にこのような低屈折率層６を設けると、その界面反射が無視できないほど大きくなるため、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置では、その表面に反射防止膜を形成しておくのが好ましい。
【００３３】
上記の低屈折率層６は、屈折率が連続的に１．０に近い構成である必要はなく、たとえば、発光画素部分にのみ、第１の基板１と第２の基板２の間に空隙が形成され、非発光部分はなんらかのリブを形成して接合した構造であってもよい。また、スペーサを設けて、第１の基板１と第２の基板２との間に空隙を設けてもよい。さらに、特許文献２に開示されているように、シリカエアロゲルなどを用いたナノポーラス材料を用いて形成してもよく、とくにその形態については、限定するものではない。
低屈折率層６が仮に不連続であっても、空気層と略同等の低屈折率を有する領域が、第１の基板１と第２の基板２の間に十分な体積占有率で形成されていれば、本発明の効果はいかんなく発揮できるものである。すなわち、部分的には第１の基板１と第２の基板２が直接接触または別の材料で接合されていても、第１の基板１に形成された光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃにより取り出される導波光が、一旦、空気層と略同等の低屈折率層６に入射しさえすれば、もはやこの光は全反射を受けることなく、第２の基板２を通過し、外部に出射させることができる。
【００３４】
以下に、上記の低屈折率層６の具体例について、さらに詳しく説明する。
第１の例は、互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層により形成されている例である。とくに、上記互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層が、流動性を有する液体材料と固体材料との接触面で構成され、固体材料表面に対する液体材料の接触角が１００°以上である例が挙げられる。また、上記互いに濡れ性の異なる異種材料の界面層が、異なる固体材料の接触面で構成され、一方が親水性表面を有し、他方が疎水性表面を有する例、とくに、上記固体材料の親水性表面の水に対する接触角が５０°以下であり、疎水性表面の水に対する接触角が１００°以上である例が挙げられる。
【００３５】
たとえば、ガラス表面に水を滴下した場合、その接触角は、測定方法にもよるが３０°以下であり、非常に濡れ性が高い。この場合、水とガラスとの界面は完全に接触する。これち対して、たとえば、ポリテトラフルオロエチレンなどの撥水性の高い材料の表面に水を滴下したときの接触角はおよそ１０８°である。本発明者らは、このような界面においては、わずかに空気層が形成されることを見出した。これらの空気層の存在は、たとえば以下のような実験により確認することができる。
【００３６】
まず、２枚のガラス板を準備して、この２枚のガラス板を、水を介して重ね合わせる。この合わせガラス板の透過スペクトルまたは反射スペクトルを測定する。この場合、媒質（空気）、ガラス、水の屈折率から決まる透過率または反射率が測定される。このようにガラス界面を水で満たすと、その界面の屈折率差が小さくなるため、ガラス板を２枚並べた場合よりも、透過率は当然高くなる。
つぎに、一方のガラス板表面に、たとえば、Ｆ（ＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ2 Ｏ）ｎで代表されるようなパーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物を、光学的に十分無視できる程度の厚さとなるように、数ｎｍ形成して、撥水処理を施しておく。このような処理を行うと、表面の水に対する接触角はおよそ１１５°程度に大きくなる、同様に２枚のガラス板を水を介して重ね合わせ、透過スペクトルを測定すると、透過率が低下する。すなわち、見かけ上は水とパーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物との界面は完全に接触しているように見えるが、実際はわずかに空気層が形成されており、それが原因でその界面反射が増加した結果、透過率が低下する。
【００３７】
互いに濡れ性の異なる異種材料の界面には、前記のような測定方法で、空気層の存在が確認できる組み合わせであれば、どんな材料でも応用でき、とくに限定されない。一例を挙げると、たとえば、図３のような形態が考えられる。
図３において、第１の基板１の低屈折率層１Ｂの表面とは濡れ性の異なる液体材料６０を介して第２の基板２が設置されている。この場合、低屈折率層１Ｂの表面は親水性、疎水性のどちらであってもよく、肝要なのは液体材料６０との濡れ性のみであり、液体材料６０をその表面に滴下したときの接触角が１００°以上、好ましくは１１０°以上、さらに好ましくは１２０°以上であるのが好ましい。低屈折率層１Ｂの表面が疎水性であれば液体材料６０には親水性のものを選択すればよい。
また、低屈折率層１ＢにＦ（ＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ2 Ｏ）ｎで示されるような材料を用いて疎水化処理を施してもよいし、エネルギー線を照射したり、光触媒などをコーティングして親水化処理するなどしてもよく、とくに限定はない。また、低屈折率層１Ｂの表面に光の波長よりも小さい微細な凹凸を形成して、接触角を調整するなどの方法も行ってよい、さらに、液体材料の中にスペーサを添加したり、適当な支持柱を設けたり、あるいは多孔質材料に液体を満たして用いるなど、その形態にはとくに制限がない。
【００３８】
なお、接触角の測定は、ＪＩＳ  Ｒ３２５７に示されている濡れ性試験方法にしたがい行えばよい。図３において、低屈折率層１Ｂと流動性のある液体材料６０の界面にはわずかに空気層６が形成され、本発明の効果がいかんなく発揮される。
図４は、別の例を示したものである。図４において、第２の基板２には、第１の基板１の低屈折率層１Ｂとの濡れ性が近い固体材料でできた領域６１と、濡れ性が大きく異なる固体材料でできた領域６２が形成されている。たとえば、この第２の基板２と第１の基板１とを接触させて、加熱するなどして濡れ性の近い領域を介して圧着する。その際、濡れ性の異なる領域６２は圧着されず、空気層６が形成された構成となる。
これらの例は、ほんの一例であり、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６が、濡れ性の異なる材料の界面で形成されていれば、その実施形態は限定されず、用いる厚さや状態で光学的に透光性を有する材料であれば、好適に適用できる。
【００３９】
低屈折率層６の第２の具体例は、エアロゲルで形成された態様である。
ここで、エアロゲルとは、金属アルコキシドのゾルゲル反応により形成される湿潤ゲルを超臨界乾燥することによって得られるもので、均一な超微細構造を持った光透過性の多孔質体である。このエアロゲルの例としては、シリカエアロゲルが挙げられる。その他、アルミナを基調としたエアロゲルを用いてもよい。
シリカエアロゲルは、体積の９０％以上を空隙が占め、残りが樹技状に凝集した数１０ｎｍの微細なＳｉＯ2 粒子で構成された材料であり、粒子径が光の波長よりも小さいため光透過性を有し、その屈折率は１．２以下である。また、空隙率を変化させることにより屈折率を調整することができる。
【００４０】
シリカエアロゲルは、ゾル−ゲル法により湿潤ゲルを作製する工程、湿潤ゲルを熟成させる工程、超臨界乾燥法により湿潤ゲルを乾燥してエアロゲルを得る超臨界乾燥工程を経て、製造される。超臨界乾燥法は、固相と液相とからなるゼリー状のゲル物質中の液体を超臨界流体と置換、除去することにより、ゲルを収縮させることなくゲル物質を乾燥するのに適した方法であり、高い空隙率を有するエアロゲルが得られる。
たとえば、本発明において、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を、シリカエアロゲルによって形成する際には、ガラスなどの透明基板にエアロゲルの原料である湿潤ゲルをスピンコート法などを用いてコーティングし、超臨界乾燥することにより形成される。超臨界流体を用いた超臨界乾燥法によって、湿潤ゲル中の溶媒を超臨界流体で置換することにより、湿潤ゲル中の溶媒が除去される。
なお、超臨界流体としては、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、メタノールやエタノールなどのアルコール、ＮＨ3 、Ｈ2 Ｏ、Ｎ2 Ｏ、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ペンタン、イソプロパノール、イソブタノール、シクロトリフルオロメタン、モノフルオロメタン、シクロヘキサノールなどを用いることができる。
【００４１】
本発明において、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を、シリカエアロゲルにより形成する際には、基材上にスピンコートなどにより湿潤ゲルを塗布したのち、超臨界乾燥するが、その際に、上記の湿潤ゲルに合成樹脂（有機物）を混合しておいてもよい。この場合の合成樹脂としては、その熱変性温度が超臨界流体の臨界温度よりも高くかつ光を透過可能な合成樹脂が用いられる。
超臨界流体としてアルコールを用いる場合、その熱変性温度がアルコールの臨界温度よりも高くかつ光を透過可能な合成樹脂には、ヒドロキシルプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチルセルロース（ＥＣ）などがある。ＰＶＢやＥＣはアルコールに可溶で水には不溶である。また、超臨界流体としてエーテルを用いる場合は、塩素系ポリエチレンなどを選択するのが望ましく、さらに超臨界流体としてＣＯ2 を用いる場合は、ＨＰＣなどを選択するのが望ましい。
【００４２】
低屈折率層６の第３の具体例は、柱状構造にて形成された態様である。
これは、第１の基板１と第２の基板２との間に柱状構造を設け、柱状以外の部位の屈折率が空気層にできるだけ近い値である層を形成する。柱状の間隔は、図５に示すように、非発光部分にだけ、柱６３を形成してもよいし、図６に示すように、１画素に対して、柱６３を複数形成してもよい。柱状構造は柱状の部分が空気であってもよい。
柱状構造を作製する方法としては、とくに制限はなく、たとえば柱状構造が形成された金型を用いて転写する方法がある。具体的には、図７に示すように、第１の基板１を構成する高屈折率層１Ａに凹凸面１Ｃを形成する際に利用する凹凸構造が形成された金型を使用し、この金型にさらに柱状構造を形成しておくことにより、上記の凹凸面１Ｃの形成と同時に、柱６３を形成することができる。
【００４３】
また、アルミニウムに耐食性を付与するための表面処理被膜の形成として古くから知らる方法として、アルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化して、５〜６００ｎｍの細孔を持った構造を形成する方法がある。さらに、ゾルゲル法や電析法とを組み合わせて、細孔中に種々の物質を導入でき、様々な柱状構造を作製することができる。
ここで、上記の陽極酸化に用いる電解液としては、アルミニウムの酸化物に溶媒作用のあるものであればよく、たとえば、シュウ酸のほか、硫酸、シュウ酸と硫酸の混合液、リン酸などの酸性電解液が用いられる。
また、高湿度環境下で高分子の非水溶性有機溶媒の希薄溶液をキャストすることによりハニカム構造を作製する方法がある。さらに、とくに高精度に柱状構造を作製する方法として、フォトリソグラフイー法や電子ビームリソグラフイー法がある。また、エッチング液でエッチングを行うウェットエッチングや、プラズマエッチングや反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いて、作製する方法がある。
【００４４】
低屈折率層６の第４の具体例は、複数スペーサを介して形成された態様である。
これは、第１の基板１と第２の基板２との間に複数のスペーサを設け、スペーサ以外の屈折率が空気層にできるだけ近い値である層を形成する。
スペーサには、プラスチック、ガラス、無機、無機有機複合などの粒子が用いられる。コントラストを上げるため、着色したスペーサ粒子を用いてもよい。形状は、球状またはファイバー状であるのが好ましい。粒子径は、限定されないが、通常は、０．１〜１００μｍ、好ましくは０．１〜８０μｍ、より好ましくは０．１〜５０μｍである。スペーサの粒子径に応じて、低屈折率層６の厚さを広範囲にわたり自由に設計できる。
【００４５】
低屈折率層６の第５の具体例は、発泡体で形成された態様である。
発泡体の形成方法は、とくに制限されないが、セル径が小さくセル密度の高い発泡体を得るため、超臨界流体を利用するのが望ましい。この方法は、二酸化炭素、窒素などの不活性物質を高圧下に超臨界流体とし、この超臨界流体を原料樹脂に含浸させたのち、圧力を急激に開放して微細気泡を有する発泡体を得るものである。
また、加熱、光または電子線の照射により分解して窒素などのガスを発生する物質を、マトリクスとなる樹脂のワニスに分散または溶解させ、乾燥後、加熱、光または電子線照射により気泡を発生させて、発泡体を得ることができる。
上記のガスを発生する発泡物質には、ジアゾ化合物、過酸化物などや、それらの混合物がある。マトリクス樹脂には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂などや、それらの混合物、共重合体などがある。
さらに、各種の樹脂モノマーに上記と同様のガスを発生する発泡物質を分散または溶解させ、その重合前または重合後あるいは重合と同時に、加熱、光照射、電子線照射により発泡させることにより、発泡体を得ることもできる。
【００４６】
低屈折率層６の他の具体例として、第２の基板２を形成したのちに除去して、第１の基板１との間に空気層を形成する態様が挙げられる。
図８は、この一例を示したものである、すなわち、プラスチック基板などからなる第２の基板２の表面上に、エッチング可能な剥離層２２を形成し、その上に第１の基板１を設け、さらにＩＴＯ層３や発光層４などを形成して、有機ＥＬ素子を形成する。素子全体を封止する目的で、たとえば紫外線硬化型エポキシ樹脂３０などを滴下し、カバーガラス３１などをかぶせたのち、紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化させ、封止を行う。その後、剥離層２２をエッチング除去することで、第２の基板を剥離し、第１の基板上に空気層を接触させる。
【００４７】
この際、エポキシ樹脂層３０およびカバーガラス３１の厚さは、第１の基板１に比べ厚いため、この状態でもある程度、機械的強度を確保できる。また、第１の基板１表面の表面強度を挙げるために、ハードコート層を数μｍの厚さで形成したり、第２の基板２を剥離したのちに柱状構造などを形成して、再び、第２の基板２を設置し、第１の基板１との間に空気層を介在させてもよい。
剥離層２２は、金属膜、無機膜、有機膜などからなる少なくとも一層で形成して、その膜構成に応じた適宜のエッチング液を選択することにより、エッチング液が毛細管現象により浸透し、剥離層２２を溶解しながら浸透していくことで、エッチング除去することができる。
このような毛細管現象によるエッチング液の浸透を利用した界面剥離方法としては、たとえば、三井化学情報材料グループが光導波路作製方法として提唱した剥離方法（第１５回エレクトロニクス実装学術講演大会資料参考）などを用いることができる。
【００４８】
本発明において、上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置は、種々の方法により製造することができる。その際、たとえば、図９に示すように、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂとからなり、その界面に光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域として凹凸面１Ｃを形成した第１の基板１に、少なくとも、前記種々の構成からなる空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６とを設け、これに粘着剤層１０を貼り合わせてセパレータ１１を介して、捲回体とすることができる。
この捲回体を使用時に巻き戻し、セパレータ１１を剥離して、第２の基板２に貼り合わせることで、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造を容易に行える。上記の捲回体において、第１の基板１の厚さは、好ましくは７０μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下とするのがよい。ＩＴＯ層３や発光層４などの光学素子は、上記捲回体の作製時に形成しておいてもよいし、基板２に貼り合わせたのち形成してもよい。
【００４９】
粘着剤層１０には、粘着剤単独をシート状に形成したものや、支持体上や剥離基材上に粘着剤をシート状に形成したものなどが含まれる。とくに、粘着剤を数μｍ〜数mmのほぼ均一の厚さにシート状に形成したものが用いられる。
粘着剤層１０の材料としては、たとえば、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系などの樹脂系粘着剤や、ゴム系粘着剤など、公知の各種の粘着剤が用いられる。
【００５０】
アクリル系粘着剤としては、アクリル酸、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチルなどのアクリル系モノマー、メタクリル酸、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチルなどのメタクリル系モノマーなどを主成分とするビニルモノマーの重合体をベースとしたものが用いられる。また、ゴム系粘着剤としては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンイソプレンスチレン共重合体、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム弾性体をベースとしたものが用いられる。
これらの粘着剤には、必要により、軟化剤、充填剤、安定化剤などを添加してもよい。軟化剤には、フタル酸エステル、長鎖脂肪酸エステル、流動パラフィン、シリコーンオイルなどが、充填剤には、シリカゲル、炭酸カルシウムなどが、安定化剤には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ｐＨ調整剤、防腐剤などが挙げられる。
【００５１】
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置においては、第１の基板内に形成された光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域により取り出される導波光が、一旦、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層に入射すれば、この光はもはや全反射を受けることなく、上記第１の基板を通過し、外部に出射することができる。このため、粘着剤層１０としては、その光透過率にすぐれる以外は、とくに限定はなく、上記した従来公知のものを任意に使用することができるのである。
また、本発明では、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層が仮に不連続であっても、これが第１の基板と第２の基板との間に十分な堆積占有率で形成されていれば、本発明の効果を発揮させることができる。このため、たとえば、粘着剤層を部分的に不連続で形成することで、上記不連続の低屈折率層を形成したり、発光素子の形成後に紫外線照射、超音波、熱、静電気力、磁力などで、第１の基板と第２の基板との間に上記低屈折率層を形成させるなど、種々の態様をとることができる。
【００５２】
本発明において、発光層３には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子の両方が適用可能である。とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置に好適に応用できる。その形成方法や構造については、とくに限定されず、従来技術に基づいて、形成することができる。
有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機材料、電極材料、層構成や各層の膜厚に関しても、とくに限定はなく、従来技術をそのまま適用することができる。有機層については、低分子系の材料を真空蒸着して形成してもよいし、高分子系の材料を塗布法などにより形成してもよく、とくに制限はない。
【００５３】
具体的な構成としては、陽極／発光層／陰極、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔輸送層／電子輸送性発光層／陰極などが挙げられるが、とくに制限されない。そのほか、陽極界面に正孔注入層や陰極界面に電子注入層を設けたり、また再結合効率を高めるために、電子ブロック層や正孔ブロック層を挿入した構成としてもよい。基本的には、発光効率がより高くなる構成、材料、形成方法を選択すると、少ない消費電力で強い発光が得られ、本発明の効果をより高めることができる。
【００５４】
電極材料についても、適宜最適なものを選択できる。通常の有機エレクトロルミネッセンス素子では、陽極には酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫などの透明導電膜が用いられ、陰極にはＭｇとＡｇをおよそ１０：１の原子比で共蒸着したものや、Ｃａ電極、Ｌｉを微量ドープしたＡｌ電極などが陰極の低仕事関数化による電子注入効率向上の観点から応用されている。しかし、これらにのみ限定されない。
【００５５】
つぎに、本発明を実施例を記載して、より具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の記載において、部とあるのは重量部を意味するものとする。
【実施例１】
【００５６】
実施例１−１
撹拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取り付けた５００ｍｌの四つ口フラスコに、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート８９．０１ｇ（３５５．６８ミリモル）、ナフタレンジイソシアネート２４．９２ｇ（１１８．５６ミリモル）、ヘキサメチレンジイソシアネート４４．８７ｇ（２６６．７６ミリモル）、トルエン２１６．５６ｇを投入し、混合した。さらに、１−ナフチルイソシアネート７．５２ｇ（４４．４６ミリモル）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．７１ｇ（３．７０５ミリモル）を添加し、２５℃で３時間撹拌したのち、撹拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。反応終了後、反応液を室温まで冷却することにより、ポリカルボジイミド溶液を得た。
【００５７】
１辺が１０μｍの正四角錐の微小ピラミッド構造が、隙間なく８mm×８mmの領域に形成されたニッケル製金型（表面剥離処理済み）を準備し、スピンコーターに設置した。上記のポリカルボジイミド溶液を、金型に滴下し、スピンコートすることで、厚さが１９μｍのポリカルボジイミド塗布層を形成した。上記の１９μｍとは、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の塗膜厚さを、ダイアルゲージで後に測定した値である。
熱剥離シート（日東電工社製の「リバアルファ」、剥離温度１７０℃タイプ）を、金型上に形成した上記のポリカルボジイミド樹脂層に、ハンドローラを用いて貼り合わせた。その後、熱剥離シートとともに、ポリカルボジイミド樹脂層を金型から剥離することで、微小ピラミッド構造をレプリカ法により転写成型した。
その後、１２０℃で１時間キュアすることで、ポリカルボジイミド樹脂を硬化させた。同条件で硬化したポリカルボジイミド樹脂の屈折率をアッベ屈折計（ＡＴＡＧＯ社製の「ＤＲ−Ｍ４」）で測定したところ、１．７３であった。
【００５８】
上記サンプルを、微小ピラミッド部分がちょうど中央付近となるように、およそ６０mm×６０mmの大きさに切り出し、ガラス基板上に四辺を粘着テープで仮固定した。スピンコーターにこのガラス基板を設置し、屈折率が１．５１の紫外線硬化型樹脂（東芝シリコーン社製の「ＵＶＨＣ１１０１」）をポリカルボジイミド樹脂層面に、厚さが１０μｍとなるようにスピンコートし、高圧水銀ランプで紫外線硬化させた。
このようにして、熱剥離シートで支持された、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層と紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層とで構成され、両層の界面に微小ピラミッド構造が形成された領域を含む、第１の基板を作製した。
【００５９】
つぎに、厚さが２５μｍのポリエチレンテレルフタレート（ＰＥＴ）フィルムを５５mm×５５mmに切り出し、その両面に、剥離ライナーが付いた厚さが２５μｍのアクリル系粘着剤を貼り合わせ、中央部分１５mm×１５mmの大きさだけ切り抜いた。
この粘着剤付きＰＥＴフィルムの片面の剥離ライナーを剥がし、その粘着剤を介して、６０mm×６０mm、厚さ１．１mmのガラス基板（第２の基板）に貼り合わせた。さらに、他面例の剥離ライナーを剥がし、その粘着剤を介して、上記熱剥離シートで支持された第１の基板の紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層面と貼り合わせた。
その際、第１の基板における８mm×８mmの領域に形成された微小ピラミッド構造が、ちょうど１５mm×１５mmに切り抜いた部分の中央になるように貼り合わせた。したがって、微小ピラミッド構造が形成された領域を含む１５mm×１５mmの領域のみ、第１の基板とガラス基板（第２の基板）とが空気層を介して配置されている構成となる。
【００６０】
その後、１７０℃に加熱したホットプレートにこのサンプルをおき、熱剥離シートをポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層面から完全に剥離した。
このポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層面に、ＩＴＯセラミックターゲット（Ｉｎ2 Ｏ3 ：ＳｎＯ2 ＝９０重量％：１０重量％）から、ＤＣスパッタリング法にて、厚さが１００ｎｍのＩＴＯを透明電極（陽極電極）として成膜した。
【００６１】
このＩＴＯ成膜面に、ポジ型フォトレジスト（シプレー・フアー・イースト社製の「ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ  ＳＲＣ−３００Ａ」）を、スピンコートした。
Ｌ／Ｓ＝５００μｍ／５００μｍのマスクを用い、所定のフォトリソ工程にしたがい、仮乾燥、露光、現像、硬化、酸によるＩＴＯのエッチング、レジスト除去を行い、ストライプ状の電極パターンを形成した。
その後、再度、ポジ型フォトレジストをスピンコートし、ストライプ状の電極パターンと垂直になるように、同様のマスクで露光、現像硬化を行い、画素間を絶縁するためのレジスト隔壁を形成した。この画素パターンは、微小ピラミッド構造が形成された領域を含む、１５mm×１５mmの領域に形成された。
【００６２】
綿棒を用い、パターニングしたＩＴＯ電極を、イオン交換水で薄めた中性洗剤で、サンプルが裂けないように軽くワイピングし、最後にイオン交換水で十分に洗浄し、窒素エアーガンにて水分を除去し、８０℃で十分に乾燥させた。
低圧紫外線ランプを用いて、１５分間オゾン洗浄したのち、サンプルを真空蒸着装置にセットし、真空蒸着法により、有機薄膜層を順次形成した。まず、正孔注入層として、式（１）で表されるＣｕＰｃを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで１５ｎｍの厚さに形成した。つぎに、正孔輸送層として、式（２）で表されるα−ＮＰＤを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで５０ｎｍの厚さに形成した。最後に、電子輸送性発光層として、式（３）で表されるＡｌｑを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで８０ｎｍの厚さに形成した。
その後、ＬｉＦを０．２ｎｍ／ｓの蒸着速度にて１ｎｍの厚さに形成し、最後に、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに形成して、陰極電極とした。真空蒸着装置から取り出したのち、陰極電極側に紫外線硬化性エポキシ樹脂を滴下し、その上にスライドガラスを被せ、十分にエポキシ樹脂が広がった時点で、高圧紫外線ランプを用いてエポキシ樹脂を硬化させ、素子を封止し、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６３】
【化１】
2005317228.tif 000003
【００６４】
実施例１−２
実施例１−１において、Ｌ／Ｓ＝３００μｍ／３００μｍのマスクを用い、画素サイズを３００μｍ×３００μｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６５】
実施例１−３
実施例１−１において、Ｌ／Ｓ＝３００μｍ／１００μｍのマスクを用い、画素サイズを３００μｍ／３００μｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６６】
実施例１−４
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層の厚さを４０μｍ、紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層の厚さを２０μｍに、それぞれ変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６７】
比較例１−１
実施例１−３において、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層の厚さを５０μｍ、紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層の厚さを５０μｍに、それぞれ変更した以外は、実施例１−３と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６８】
比較例１−２
実施例１−１において、ＰＥＴフィルムの中央部分を切り抜かず、第１の基板と厚さが１．１mmのガラス基板（第２の基板）とが、空気層を介することなく、アクリル系粘着剤で貼り合わされた状態にした以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００６９】
上記の実施例１−１〜４および比較例１−１，２で作製した各有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、その画素サイズ、１画素の対角寸法および第１の基板の厚さに関し、下記の表１にまとめて示した。なお、比較例１−２の有機エレクトロルミネッセンス表示装置については、第１の基板と第２の基板との間に空気層がないため、みかけ上、両基板の合計厚さを第１の基板として表記した。
【００７０】
表１
┌──────┬───────┬───────┬───────┐
│            │  画素サイズ  │  対角寸法ｄ  │第１の基板厚さ│
│            │  （μｍ）    │  （μｍ）    │  （μｍ）    │
├──────┼───────┼───────┼───────┤
│実施例１−１│５００×５００│    ７０７    │      ２９    │
│            │              │              │              │
│実施例１−２│３００×３００│    ４２４    │      ２９    │
│            │              │              │              │
│実施例１−３│３００×３００│    ４２４    │      ２９    │
│            │              │              │              │
│実施例１−４│５００×５００│    ７０７    │      ６０    │
├──────┼───────┼───────┼───────┤
│比較例１−１│３００×３００│    ４２４    │    １００    │
│            │              │              │              │
│比較例１−２│５００×５００│    ７０７    │  １１５４    │
└──────┴───────┴───────┴───────┘
【００７１】
つぎに、上記の実施例１−１〜４および比較例１−１，２の各有機エレクトロルミネッセンス表示装置に対して、６Ｖの直流電圧を印加したところ、パターニングされた緑色の発光が観測された。以下の方法で、正面輝度の測定、画素のぼやけ、クロストークの観察を行った。これらの結果は、表２に示されるとおりであった。
【００７２】
＜正面輝度の測定＞
市販の輝度計（トプコン社製の品名「ＢＭ９」、測定角０．２°、最小測定径０．９５mm）を用い、発光画素１つ１つにピントを合わせ、測定径の中央部分に１つの画素が入るようにして、便宜上、正面輝度を測定した。この測定は、微小ピラミッド構造が形成されている８mm×８mmの領域について、無作為に５点、その周辺の微小ピラミッド構造が形成されていない部分について、無作為に５点、測定した。
【００７３】
＜画素のぼやけ、クロストークの観察＞
画素のぼやけ、クロストークは、そのままの状態で観察する、またはルーペを用いて観察するなどして、下記の評価基準で、目視評価した。
◎：ぼやけ、クロストークは発生せず、微小ピラミッド構造のない部分と比較して違い      が全く視認されない。
○：微小ピラミッド構造のない部分と比較すると僅かに違いが視認されるが、ぼやけ、      クロストークはほとんどない。
△：僅かにぼやけ、クロストークが視認される。
×：明らかにぼやけ、クロストークが視認される。
【００７４】
表２
┌──────┬────┬───────────────────┬─────┐
│            │微小ピラ│          輝度（ｃｄ／cm2 ）          │クロストー│
│            │ミッド構├──┬──┬──┬──┬──┬────┤ク目視評価│
│            │造の有無│  １│  ２│  ３│  ４│  ５│平均値  │          │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１６│１６│１７│１５│１７│１６．２│    ◎    │
│実施例１−１│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │１９│２１│２１│１９│２２│２０．４│    ◎    │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１３│１２│１２│１３│１１│１２．２│    ◎    │
│実施例１−２│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │１６│１５│１５│１７│１５│１５．６│    ◎    │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１２│１３│１４│１３│１３│１３．０│    ◎    │
│実施例１−３│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │１５│１７│１７│１６│１７│１６．４│    ◎    │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１７│１７│１５│１４│１６│１５．８│    ◎    │
│実施例１−４│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │２１│２２│２０│１８│２２│２０．６│    ○    │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１６│１４│１５│１６│１５│１５．２│    ◎    │
│比較例１−１│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │１９│１８│１７│１９│１８│１８．２│    △    │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│            │  なし  │１５│１４│１５│１６│１５│１５．０│    ◎    │
│比較例１−２│        │    │    │    │    │    │        │          │
│            │  あり  │１８│１７│１７│１９│１８│１７．８│    ×    │
└──────┴────┴──┴──┴──┴──┴──┴────┴─────┘
【００７５】
上記の結果から明らかなように、実施例１−１〜４の各有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、第１の基板の厚さが画素の対角寸法のｄ／１０以下という薄さのため、微小ピラミッド構造を形成していない部分の画素と比較しても、ぼやけ、クロストークを抑制した状態で、正面輝度を約１．２５倍高めることができた。
なお、実施例１〜１〜４において、正面輝度の測定値がサンプル間で異なっているのは発光画素が輝度計の測定径より小さいことが原因である。
これに対して、比較例１−１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、第１の基板の厚さが画素の対角寸法のｄ／５を超えるため、輝度の向上効果は見られたものの、画素のぼやけが目視で観察できるほど発生した。また、比較例１−２の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、第１の基板と第２の基板との間に空気層を設けなかったため、輝度の向上効果も小さいうえに、ぼやけが激しいものであった。
【００７６】
実施例１−５
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脂に代えて、ポリエーテルスルホン樹脂を用いた。ポリエ−テルスルホン樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドンに２０重量％の濃度で溶解し、アプリケータを用いて、Ｎｉ金型上に、乾燥後の膜厚が２０μｍとなるように塗布した。ポリエーテルスルホンの屈折率は１．６５であった。それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の正面輝度の平均値は１５．５ｃｄ／ｍ2 、形成部分の正面輝度の平均値は１９．５ｃｄ／ｍ2 であり、クロスト−クは全く発生しなかった。
【００７７】
比較例１−３
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脂層と紫外線硬化型樹脂層の形成順序を逆転させて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。すなわち、Ｎｉ金型上に紫外線硬化型樹脂を塗布し、微小ピラミッド構造を転写したのち、ポリカルボジイミド樹脂を塗布した。ＩＴＯは、紫外線硬化型樹脂層上に成膜した。それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の正面輝度の平均値は１５．１ｃｄ／ｍ2 、形成部分の正面輝度の平均値は１７．２ｃｄ／ｍ2 であった。クロストークは全く発生せず、輝度もある程度は向上したが、輝度向上度はやや劣るものであった。
【００７８】
実施例１−６
実施例１−１において、微小ピラミッド構造に用いた正四角錐の１辺を５μｍに変更した金型を使用し、それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の正面輝度の平均値は１６．５ｃｄ／ｍ2 、形成部分の正面輝度の平均値は２０．８ｃｄ／ｍ2 であり、クロスト−クは全く発生しなかった。
【００７９】
実施例１−７
実施例１−１において、微小ピラミッド構造を用いる代わりに、半径５μｍの半球状構造が形成された金型を使用し、それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小半球構造が形成されていない部分の正面輝度の平均値は１６．３ｃｄ／ｍ2 、形成部分の正面輝度の平均値は２０．８ｃｄ／ｍ2 であり、クロスト−クは全く発生しなかった。
【００８０】
実施例１−８
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脹層の厚さが３０μｍとなるようにスピンコートし、紫外線硬化型樹脂層を形成せずに、微小ピラミッド構造がむき出しになっている状態にした以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の正面輝度の平均値は１５．５ｃｄ／ｍ2 、形成部分の正面輝度の平均値は２２．９ｃｄ／ｍ2 であり、クロスト−クは全く発生しなかった。
【実施例２】
【００８１】
実施例２−１
１辺が５μｍ、高さが２μｍの四角錐の微小ピラミッド構造が隙間なく形成されたニッケル製金型（表面剥離処理済み）を準備した。屈折率が１．５１の紫外線硬化型樹脂（東芝シリコーン社製の「ＵＶＨＣ１１０１」）を、アプリケータにて上記のＮｉ製金型上に塗布したのち、高圧水銀ランプにより紫外線を照射して硬化させ、厚さが１０μｍである低屈折率層を形成した。
熱剥離シート（日東電工社製の「リバアルファ」、剥離温度１７０℃タイプ、基材厚さ１００μｍ）を、上記のＮｉ金型上に形成した低屈折率層に、ハンドローラを用いて貼り合わせた。その後、熱剥離シートとともに、低屈折率層を金型から剥離することにより、微小ピラミッド構造をレプリカ法により転写成型した、
屈折率が１．６５であるポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）をＮ−メチル−２−ピロリドンに２０重量％の濃度で溶解した溶液を調製した。これをアプリケータにより上記の低屈折率層上に、乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗布した。その後、９０℃に設定した乾燥機内で溶媒を乾燥除去し、高屈折率層を形成した。
【００８２】
つぎに、この高屈折率層上に、実施例１−１と同様にして、厚さが１００ｎｍのＩＴＯを透明電極として成膜した。また、このＩＴＯ成膜面に対し、Ｌ／Ｓ＝２００μｍ／５０μｍのマスクを用いた以外は、実施例１−１と同様にして、ストライプ状の電極パターンの形成と、画素間を絶縁するためのレジスト隔壁の形成を行った。
その後、十分に洗浄し、低圧紫外線ランプにより、１５分間オゾン洗浄したのち、サンプルを真空蒸着装置にセットし、真空蒸着法により、実施例１と同様にして、有機薄膜層を順次形成した。すなわち、まず、正孔注入層としてＣｕＰｃを蒸着速度０、３ｎｍ／ｓで１５ｎｍの厚さに形成し、つぎに、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを蒸着速度０、３ｎｍ／ｓで５０ｎｍの厚さに形成し、最後に、電子輸送性発光層としてＡｌｑを蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで７０ｎｍの厚さに形成した。
【００８３】
その後、実施例１−１と同様に、ＬｉＦを０．2 ｎｍ／ｓの蒸着速度にて１ｎｍの厚さに形成し、最後に、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに形成して、陰極電極とした。真空蒸着装置から取り出したのち、陰極電極側に紫外線硬化性エポキシ樹脂を滴下し、その上に厚さが０．７mmのスライドガラスを被せ、十分にエポキシ樹脂が広がった時点で、高圧紫外線ランプを用いて、エポキシ樹脂を硬化させて、素子を封止した。
最後に、１７０℃に加熱したホットプレート上に、熱剥離シートの基材面が接触するように数秒程度おくことにより、熱剥離シートを完全に剥離した。
【００８４】
数平均分子量が５，０００のパーフルオロポリエーテル基を有するポリエーテル鎖の末端にトリメトキシシリル基を結合したシラン系化合物３部を、ヘキサフルオロメタキシレンとパーフルオロヘプタンとの混合溶媒１００部に、溶解させたコーティング溶液を準備した。このコーティング溶液を、上記の熱剥離シートを剥離したサンプルの紫外線硬化型樹脂面にスピンコートし、５０℃で１時間乾燥させた。
つぎに、ヨウ化メチレン系のカーギル屈折標準液（モリテックス社製の「シリーズＭ」、ｎＤ＝１．７４）を、上記サンプルの処理面に滴下し、その上からガラス基板（第２の基板）を被せて平坦にした。上記カーギル屈折標準液の処理面に対する接触角を測定したところ（共和科学製の「接触角測定機ＣＡ−１」）、１３２°であった。
このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス表示装置に、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光画素部分で緑色の発光が観測された。また、画素のぼやけ、クロストークなども全く見られなかった。さらに、ガラス基板上に作製した通常の表示素子に比べ、正面輝度は約１．３倍増加していた。
【００８５】
実施例２−２
実施例２−１において、紫外線硬化型樹脂面の周縁部に粘着テープを貼り合わせてマスクし、数平均分子量５，０００のパーフルオロポリエーテル基を有するポリエーテル鎖の末端にトリメトキシシリル基を結合したシラン系化合物３部を、ヘキサフルオロメタキシレンとパーフルオロヘプタンの混合溶媒１００部に溶解させたコーティング溶液を、スピンコートし、粘着テープを剥離したのち、５０℃で１時間乾燥させた。
この処理面上に、紫外線硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製の「ＸＮＲ５５０６」）をキャストし、高圧水銀ランプにて硬化した。この樹脂層の厚さは２００μｍであった。上記シラン系化合物の形成面の純水に対する接触角は１１２°、エポキシ樹脂層の水に対する接触角は、濡れ性が高く正確ではないが、２５°前後であった。
このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス表示装置に、６Ｖの直流電圧を印加したところ、実施例１とほぼ同等の特性が得られた。
【００８６】
比較例２−１
実施例２−１において、数平均分子量５，０００のパーフルオロポリエーテル基を有するポリエーテル鎖の末端にトリメトキシシリル基を結合したシラン系化合物３部を、ヘキサフルオロメタキシレンとパーフルオロヘプタンとの混合溶媒１００部に溶解させたコーティング溶液を、コーティングしなかった。また、カーギル屈折標準液として、モリテックス社製の「シリーズＡ」、ｎＤ＝１．５２を使用した。他は、実施例２−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス表示装置に、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光画素部分で緑色の発光が観測されたが、その発光は、画素間でわずかにぼやけ、クロストークが見られた。輝度は、ガラス基板上に作製した通常の表示素子と同等か、１．１倍程度にしか増加しなかった。
【００８７】
比較例２−２
実施例２−２において、数平均分子量５，０００のパーフルオロポリエーテル基を有するポリエーテル鎖の末端にトリメトキシシリル基を結合したシラン系化合物３部を、ヘキサフルオロメタキシレンとパーフルオロヘプタンとの混合溶媒１００部に溶解させたコーティング溶液をコーティングせず、直接、エポキシ樹脂をキャストし硬化させた。他は、実施例２−２と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス表示装置に、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光画素部分で緑色の発光が観測されたが、その発光は、画素間でわずかにぼやけ、クロストークが見られた。輝度は、ガラス基板上に作製した通常の表示素子と同等か、１．１倍程度にしか増加しなかった。
【実施例３】
【００８８】
＜空気層と略同等の低屈折率層を有する第２の基板の作製＞
最初に、テトラメトキシシランのオリゴマー（コルトー社製の商品名「メチルシリケート５１」）とメタノールを重量比４７：８１で混合したＡ液と、水、２８重量％アンモニア水、メタノールを重量比５０：１：８１で混合したＢ液とを、重量比１６：１７で混合して、アルコキシシラン溶液を調製した。ついで、このアルコキシシラン溶液を、６０mm×６０mmの大きさのガラス基板（厚さ１．１mm、屈折率１．５３）上に滴下し、７００ｒｐｍの回転数で、１０秒間、スピンコートした。
つぎに、アルコキシシランをゲル化させたのち、水：２８重量％アンモニア水：メタノール＝１６２：４：６４０（重量比）の養生溶液中に、浸漬し、室温で１昼夜養生した。このように養生を行った薄膜状のゲル状化合物を、ヘキサメチルジシラザンの１０重量％イソプロパノール溶液中に浸漬して、疎水化処理を行った。
このようにガラス基板上に形成した薄膜状のゲル状化合物を、イソプロパノール中へ浸漬して洗浄したのち、高圧容器中に入れ、高圧容器内を液化炭酸ガスで満たし、８０℃，１６ＭＰａの条件で超臨界乾燥して、膜厚３０μｍのシリカエアロゲル層を形成した。この層の屈折率を測定したところ、１．１と非常に小さかった。このようにして、シリカエアロゲル層からなる低屈折率層を有する第２の基板を作製した。
【００８９】
＜有機エレクトロルミネッセンス表示装置の作製＞
第１の基板には、実施例１−１と同様にして、熱剥離シートで支持された、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層と紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層とで構成され、両層の界面に微小ピラミッド構造が形成された領域を含む基板を使用した。
この第１の基板と、上記の第２の基板とを、紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層面とシリカエアロゲル層からなる低屈折率層面を重ね合わせ、微小ピラミッド構造が形成された領域を含む１５mm×１５mmの領域以外を、紫外線硬化接着剤を用いて、接着接合した。その後、１７０℃に加熱したホットプレートにこのサンプルをおき、熱剥離シートをポリカルボジイミド樹脂層面から完全に剥離した。
これ以降は、実施例１−１と同様に手順で、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層面に厚さが１００ｎｍのＩＴＯを透明電極（陽極電極）として成膜し、このＩＴＯ成膜面にストライプ状の電極パターンの形成と画素間を絶縁するためのレジスト隔壁の形成を行ったのち、有機薄膜層を順次形成し、さらに陰極電極を形成し、最後にエポキシ樹脂で封止して、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス表示装置に、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光画素部分で緑色の発光が観測された。その発光は、画素のぼやけ、クロストークなどが全く見られず、正面輝度が約１．３倍に向上した。
【実施例４】
【００９０】
実施例３において、第２の基板の作製を、以下のように変更した。
６０mm×６０mmの大きさのガラス基板（厚さ１．１mm）上に、感光性材料をスピンコート法により、４μｍの膜厚となるよう塗布した。つぎに、フォトリソグラフイーにより、一辺２５μｍの柱状構造を２００μｍ間隔で多数形成した。ポストベークとしてクリーンオーブン内で１６０℃で１時間加熱し、感光性材料を硬化した。このようにして柱状構造により空気層と略同等の低屈折率層が形成された第２の基板を作製した。
この第２の基板を使用した以外は、実施例３と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。この表示装置に６Ｖの直流電圧を印加したところ、実施例３と同様に、発光画素部分で緑色の発光が観測された。その発光は、画素のぼやけ、クロストークなどが全く見られず、正面輝度が約１．３倍に向上した。
【実施例５】
【００９１】
実施例３において、第２の基板の作製を、以下のように変更した。
固着スペーサとして、ポリスチレン球状粒子（粒径６μｍ）表面にポリオレフィン系ホットメルトタイプ接着剤を０．２μｍの厚さにコーティングした粒子を用いた。これを、６０mm×６０mmの大きさのガラス基板（厚さ１．１mm）上に、１００±２０個／mm2 で散布し、１４０℃で１０分間、ベーク（焼き付け）した。このようにして、複数スペーサにより空気層と略同等の低屈折率層が形成された第２の基板を作製した。
この第２の基板を使用した以外は、実施例３と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。この表示装置に６Ｖの直流電圧を印加したところ、実施例３と同様に、発光画素部分で緑色の発光が観測された。その発光は、画素のぼやけ、クロストークなどが全く見られず、正面輝度が約１．３倍に向上した。
【実施例６】
【００９２】
実施例３において、第２の基板の作製を、以下のように変更した。
モノマーとしてアクリル酸誘導体を用い、これに、重合開始剤であり、窒素ガスを発生するα、α′−アゾイソブチロニトリルを３．０重量％溶解した。これを、６０mm×６０mmの大きさのガラス基板（厚さ１．１mm）上に、塗布したのち、電子線を照射して、表面をゆるやかに硬化させた。その後、１１０℃で加熱することにより、樹脂を硬化させると同時に、樹脂中に微小な気泡を内在させた。このようにして、発泡体により空気層と略同等の低屈折率層が形成された第２の基板を作製した。
この第２の基板を使用した以外は、実施例３と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。この表示装置に６Ｖの直流電圧を印加したところ、実施例３と同様に、発光画素部分で緑色の発光が観測された。その発光は、画素のぼやけ、クロストークなどが全く見られず、正面輝度が約１．３倍に向上した。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第１の例を示す概略断面図である。
【図２】上記図１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を拡大して示す概略断面図である。
【図３】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第２の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第３の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第４の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第５の例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第６の例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】従来構成の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１１】有機エレクトロルミネッセンス表示装置の光学原理説明図である。
【図１２】有機エレクトロルミネッセンス表示装置の光学原理説明図である。
【図１３】有機エレクトロルミネッセンス表示装置の光学原理説明図である。
【図１４】有機エレクトロルミネッセンス表示装置の光学原理説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  第１の基板
１Ａ  高屈折率層
１Ｂ  低屈折率層
１Ｃ  凹凸面（光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域）
２  第２の基板
２２  剥離層
３  ＩＴＯ層（陽極電極）
４  発光層
５  金属電極（陰極電極）
６  空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層
６０  第１の基板の低屈折率層との濡れ性が大きく異なる液体材料
６１  第１の基板の低屈折率層との濡れ性が近い固体材料
６２  第１の基板の低屈折率層との濡れ性が大きく異なる固体材料
６３  柱（柱状構造）
１０  粘着剤層
１１  セパレータ
３０  エポキシ樹脂層（封止樹脂層）
３１  カバーガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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