(57)【要約】【課題】効率的な光の取り出しが可能であり、かつ消費電力がより削減された発光素子を提供する。【解決手段】支持層の上に設けられた下部電極と、前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、有機発光材料を含む有機層と、前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、を備える、発光素子。【選択図】図１
2018034040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持層の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、有機発光材料を含む有機層と、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、
を備える、発光素子。
【請求項２】
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、前記支持層側が広がったテーパー形状である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、略三角形形状である、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、略五角形形状である、請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、凹多角形形状である、請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１部材は、前記支持層側が広がったテーパー形状である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１部材の側壁は、前記第１部材の先端側より前記支持層側の方が急峻な傾斜を有する、請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１部材の屈折率は、１．１以上１．８以下であり、前記第２部材と前記第１部材との屈折率の差は、０．２以上である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
支持層の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、発光性の有機化合物を含む有機層と、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、
を備える複数の発光素子が平面上に配列された、表示素子。
【請求項１０】
支持層の上に下部電極を形成することと、
前記下部電極を底面とする凹構造をなすように、前記支持層の上の前記下部電極を取り囲む位置に、内部に空隙を有する第１部材を形成することと、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に、有機発光材料を含む有機層を形成することと、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に上部電極を形成することと、
前記凹構造を埋め込むように、前記上部電極の上に前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材を形成することと、
を含む、発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記空隙は、前記第１部材を成膜する際の前記下部電極の上の成膜速度と、前記支持層の上の成膜速度との差によって形成される、請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記空隙は、前記第１部材を成膜した後、エッチングによって前記第１部材に開口を設け、前記開口を覆うように前記第１部材をさらに成膜することによって形成される、請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１部材に開口を設けた際に、エッチングによって前記下部電極も同時にパターニングされる、請求項１２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１部材は、前記下部電極を底面とする凹構造をなすようにパターニングされる際に、異方性の異なる複数の条件で段階的にエッチングされる、請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子、表示素子、および発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光材料を含む有機層を発光源とする発光素子（いわゆる、有機電界発光素子）の開発が進められている。このような発光素子では、輝度を向上させるために、発光源からより効率的に光を取り出すことが求められている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、発光性の有機化合物を含み、下部電極および上部電極にて挟持された有機層を備える発光素子の両端部に、下部電極に向かって傾斜する突起と、突起の側壁に重なる透光性の隔壁とを設けた発光モジュールが開示されている。特許文献１に開示される発光モジュールによれば、有機層から側方に発せられた光を突起で反射させ、発光モジュールの前方へ集光することができるため、有機層から発せられた光をより効率的に取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の特許文献１に開示された発光モジュールでは、有機層から発せられた光を反射する突起は、下部電極等と同様の金属で構成される。そのため、特許文献１に開示された発光モジュールでは、下部電極と、突起との間で寄生容量が発生し、発光素子の端部にて意図しない発光が生じることがあった。また、下部電極と、突起との間でリーク電流が生じやすくなるため、発光モジュールにおける消費電力が増大してしまっていた。【０００６】
そこで、本開示では、効率的な光の取り出しが可能であり、かつ消費電力をより削減することが可能な、新規かつ改良された発光素子、該発光素子を用いた表示素子、および該発光素子の製造方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、支持層の上に設けられた下部電極と、前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、有機発光材料を含む有機層と、前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、を備える、発光素子が提供される。【０００８】
また、本開示によれば、支持層の上に設けられた下部電極と、前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、発光性の有機化合物を含む有機層と、前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、を備える複数の発光素子が平面上に配列された、表示素子が提供される。【０００９】
また、本開示によれば、支持層の上に下部電極を形成することと、前記下部電極を底面とする凹構造をなすように、前記支持層の上の前記下部電極を取り囲む位置に、内部に空隙を有する第１部材を形成することと、前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に、有機発光材料を含む有機層を形成することと、前記凹構造に沿って前記有機層の上に上部電極を形成することと、前記凹構造を埋め込むように、前記上部電極の上に前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材を形成することと、を含む、発光素子の製造方法が提供される。【００１０】
本開示によれば、下部電極を取り囲んで凹構造を形成する第１部材の内部に空隙を設けることで、有機層から発せられた光を第２部材および第１部材からなる光反射部、ならびに第１部材および空隙からなる光反射部にて反射することが可能である。また、空隙は、誘電率が極めて低いため、隣接する下部電極の間で、寄生容量を低減し、かつリーク電流の発生を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、効率的な光の取り出しが可能であり、かつ消費電力がより削減された発光素子を提供することができる。【００１２】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る発光素子の一例を積層方向に切断した断面図である。
【図２】本開示の第１の実施形態に係る発光素子の他の例を積層方向に切断した断面図である。
【図３】同実施形態の第１の変形例に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図４】同実施形態の第２の変形例に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図５】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４】本開示の第２の実施形態に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図１５】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１６】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１７】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１８】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１９】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２０】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２１】本開示の第３の実施形態に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図２２】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２３】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２４】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２５】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２６】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２７】本開示の第４の実施形態に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図２８】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２９】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３０】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３１】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３２】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３３】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３４】本開示の第５の実施形態に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【図３５】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３６】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３７】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３８】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３９】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４０】同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４１】本開示の一実施形態に係る表示素子が適用され得る電子機器の一例を示す外観図である。
【図４２】本開示の一実施形態に係る表示素子が適用され得る電子機器の他の例を示す外観図である。
【図４３】本開示の一実施形態に係る表示素子が適用され得る電子機器の他の例を示す外観図である。
【図４４】本開示の一実施形態に係る表示素子が適用され得る電子機器の他の例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１．１．発光素子の構造
１．２．変形例
１．３．発光素子の製造方法
２．第２の実施形態
２．１．発光素子の構造
２．２．発光素子の製造方法
３．第３の実施形態
３．１．発光素子の構造
３．２．発光素子の製造方法
４．第４の実施形態
４．１．発光素子の構造
４．２．発光素子の製造方法
５．第５の実施形態
５．１．発光素子の構造
５．２．発光素子の製造方法
６．適用例
７．まとめ
【００１６】
＜１．第１の実施形態＞
（１．１．発光素子の構造）
まず、図１および図２を参照して、本開示の第１の実施形態に係る発光素子の構造について説明する。図１および図２は、本実施形態に係る発光素子を積層方向に切断した断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る発光素子は、例えば、平面上に複数配列されることで、表示素子として用いられる。具体的には、発光素子は、ガラス、半導体、または樹脂等からなる基板などの上に画素として複数配列されることで、画像等を表示可能な表示素子を構成してもよい。このような場合、基板には、各発光素子における発光を制御する駆動回路、発光素子に印加される電力を供給する電源等が設けられる。本開示に係る技術では、これら駆動回路および電源等は、任意の構成を用いることが可能であるため、以下では、これらの構成の図示を省略する。
【００１８】
図１に示すように、発光素子１は、支持層１００と、支持層１００の上に設けられた下部電極１１０と、下部電極１１０の上に設けられた有機層１２０と、有機層１２０の上に設けられた上部電極１３０と、上部電極１３０の上に設けられた保護層１４０と、下部電極１１０を底面とする凹構造を形成する第１部材２１０と、凹構造を埋め込む第２部材２２０と、第１部材２１０の内部に設けられた空隙２３０と、を備える。
【００１９】
発光素子１では、有機層１２０は、下部電極１１０および上部電極１３０によって挟持されることで、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を構成し、発光源として機能する。
【００２０】
ここで、発光源として機能する有機電界発光素子は、下部電極１１０を底面とし、第１部材２１０を側壁とする凹構造２００の内側に設けられる。また、凹構造２００は、第１部材２１０よりも屈折率が高い第２部材２２０で埋め込まれる。これにより、第１部材２１０および第２部材２２０は、屈折率の差を利用した光反射部として機能するため、有機電界発光素子から発せられた光を反射することで、光取出し効率を向上させることができる。
【００２１】
支持層１００は、発光素子１を支持する層である。支持層１００は、例えば、発光素子１の発光を制御する駆動回路等（図示せず）の上に設けられた層間絶縁膜であってもよく、駆動回路等による段差または凹凸を埋め込むことで表面を平坦化する平坦化膜であってもよい。また、支持層１００は、表示装置等で一般的に用いられる各種基板であってもよい。
【００２２】
例えば、支持層１００は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの無機系の絶縁材料で構成されてもよく、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、またはノボラック系樹脂などの有機系の絶縁材料で構成されてもよい。また、支持層１００は、例えば、石英ガラス等の各種ガラス、シリコンなどの各種半導体、または各種樹脂で構成された基板であってもよい。
【００２３】
下部電極１１０は、有機電界発光素子のアノードとして機能し、第１部材２１０を側壁とする凹構造２００の底部に設けられる。具体的には、下部電極１１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）もしくはタングステン（Ｗ）などの金属、またはこれらの合金によって、光反射電極として形成されてもよい。
【００２４】
また、下部電極１１０は、酸化インジウム亜鉛などの透明導電性材料によって透明電極として形成されてもよい。ただし、下部電極１１０が透明電極である場合、下部電極１１０と、支持層１００との間には、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｒ、またはＷなどの金属からなる光反射層が設けられる。
【００２５】
有機層１２０は、有機発光材料を含み、下部電極１１０および上部電極１３０の間で、電界が印加されることによって発光する層である。具体的には、有機層１２０では、電界が印加されることにより、下部電極１１０から有機層１２０に正孔が注入され、上部電極１３０から有機層１２０に電子が注入される。注入された正孔および電子は、有機層１２０中で再結合することで励起子を形成し、励起子のエネルギーが有機発光材料を励起することで、有機発光材料から蛍光またはりん光が発生する。
【００２６】
例えば、有機層１２０は、ホスト材料として正孔輸送材料、電子輸送材料、または両電荷輸送材料の少なくとも１つ以上と、ドーパント材料として蛍光性またはりん光性の有機発光材料とを含んでもよい。
【００２７】
ホスト材料としては、例えば、スチリル誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、キノリノラト系金属錯体、およびフェナントロリン誘導体等を挙げることができる。
【００２８】
ドーパント材料（有機発光材料）としては、公知の蛍光材料およびりん光材料を用いることが可能である。公知の蛍光材料としては、例えば、スチリルベンゼン系色素、オキサゾール系色素、ペリレン系色素、クマリン系色素およびアクリジン系色素などの色素材料、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ペンタセン誘導体およびクリセン誘導体等の多芳香族炭化水素系材料、ピロメテン骨格材料、キナクリドン系誘導体、シアノメチレンピラン系誘導体、ベンゾチアゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、または金属キレート化オキシノイド化合物等を用いることができる。公知のりん光材料としては、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金から選択された少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を用いることができる。具体的には、りん光材料として、Ｉｒ等の貴金属元素を中心金属として有するＩｒ（ｐｐｙ）３等の錯体類、Ｉｒ（ｂｔ）２・ａｃａｃ３等の錯体類、ＰｔＯＥｔ３等の錯体類を用いることができる。
【００２９】
また、有機層１２０は、複数の機能層を積層した多層構造であってもよい。例えば、有機層１２０は、下部電極１１０側から正孔注入層、正孔輸送層、有機発光材料を含む発光層、電子輸送層、および電子注入層を順に積層した構造であってもよい。
【００３０】
正孔注入層、および正孔輸送層は、正孔輸送材料を含み、下部電極１１０からの正孔の注入効率を高める層である。正孔輸送材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、テトラシアノキノジメタン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、もしくはスチルベン、またはこれらの誘導体を用いることができる。具体的には、正孔輸送材料として、α−ナフチルフェニルフェニレンジアミン（α−ＮＰＤ）、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、ヘキサシアノアザトリフェニレン（ＨＡＴ）、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、テトラシアノ４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）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、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、または４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン等を用いることができる。
【００３１】
電子輸送層は、電子輸送材料を含み、上部電極１３０からの電子の注入効率を高める層である。電子輸送材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、および含窒素芳香環を有する化合物等を用いることができる。具体的には、電子輸送材料として、上述したトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、およびバソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を用いることができる。なお、電子輸送層は、複数層にて構成されてもよい。このような場合、電子輸送層は、さらにアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素がドープされた層を含んでもよい。
【００３２】
電子注入層は、上部電極１３０からの電子の注入効率を高める層である。電子注入層は、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、または酸化バリウム（ＢａＯ）等にて構成されてもよい。
【００３３】
上部電極１３０は、有機電界発光素子のカソードとして機能し、有機層１２０上に設けられる。具体的には、上部電極１３０は、光透過性を有し、仕事関数が小さい材料によって透明電極として形成されてもよい。上部電極１３０は、例えば、酸化インジウムスズ、および酸化インジウム亜鉛などの透明導電性材料で構成されてもよく、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、またはこれらの合金によって光透過性を有する程度に薄い（例えば、３０ｎｍ以下など）薄膜として構成されてもよい。
【００３４】
保護層１４０は、上部電極１３０の上に設けられ、有機層１２０への酸素および水分の侵入を防止する。保護層１４０は、例えば、光透過性が高く、透水性が低い材料で構成されてもよい。例えば、保護層１４０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、またはこれらの組み合わせで構成されてもよい。
【００３５】
また、保護層１４０は、上部電極１３０側から順に、ＳｉＮｘからなる層と、ＡｌＯｘおよびＴｉＯｘからなる積層膜とを積層した複数層構造にて構成されてもよい。第１部材２１０および第２部材２２０による反射を高めるためには、第２部材２２０と接する側の保護層１４０の屈折率を高めることが望ましい。そのため、保護層１４０では、２．４以上の高い屈折率を有するＴｉＯｘを含む積層膜を第２部材２２０と接する側に設けることが望ましい。
【００３６】
第１部材２１０は、支持層１００の上に設けられ、有機電界発光素子を各画素に分離する。第１部材２１０は、例えば、傾斜部を有し、支持層１００側に広がった略台形形状（すなわち、テーパー形状）にて設けられる。すなわち、第１部材２１０を側壁とする凹構造２００は、支持層１００と対向する側が広がった形状（すなわち、逆テーパー形状）となる。第１部材２１０は、光透過性が高く、第２部材２２０よりも屈折率が低い材料で構成される。第１部材２１０は、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、もしくはノボラック系樹脂などの有機系の絶縁材料、または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、もしくは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの無機系の絶縁材料などで形成されてもよい。
【００３７】
また、第１部材２１０の内部には、空隙２３０が設けられる。空隙２３０は、第１部材２１０を厚み方向に切断した断面形状が支持層１００側に広がったテーパー形状となるように設けられ、例えば、略三角形形状にて設けられる。空隙２３０は、略真空状態であるため、第１部材２１０よりも屈折率が低く、ほぼ１である。そのため、空隙２３０は、第１部材２１０との界面で光を反射する光反射部として機能し、有機電界発光素子から発せられた光を凹構造２００の開口側に反射することができるため、発光素子１の光取出し効率を向上させることができる。
【００３８】
また、空隙２３０は、略真空状態であるため、誘電率が極めて低い。そのため、空隙２３０は、有機電界発光素子の各々の下部電極１１０の間の誘電率の平均を低下させることにより、下部電極１１０の各々の間で生じる寄生容量を低減することができる。さらに、空隙２３０は、誘電率が極めて低いため、有機電界発光素子の各々の下部電極１１０の間で生じる電界を遮断することができる。これによれば、空隙２３０は、有機電界発光素子の各々の下部電極１１０の間で、リーク電流の発生を抑制することができる。
【００３９】
したがって、本実施形態に係る発光素子１では、第１部材２１０の内部に設けられた空隙２３０によって、光の取出し効率を高めつつ、寄生容量およびリーク電流を低減することができるため、消費電力をより削減することが可能である。
【００４０】
なお、第１部材２１０を厚み方向に切断した空隙２３０の断面形状では、各頂点を結ぶ線が直線であることを要しない。例えば、図２で示すように、空隙２３１の断面形状において、各頂点を結ぶ線は、曲線であってもよい。すなわち、本実施形態において、空隙２３０の断面形状が「略三角形形状」であるとは、空隙２３０の断面形状の外側に凸となる３つの頂点が存在することを意味し、各頂点を結ぶ線は、直線または曲線のいずれであってもよい。
【００４１】
第２部材２２０は、第１部材２１０によって形成された凹構造２００を埋め込むように、保護層１４０の上に設けられる。第２部材２２０は、光透過性が高く、第１部材２１０よりも屈折率が高い材料で構成される。第２部材２２０は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、もしくはノボラック系樹脂などの有機系絶縁材料、または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、もしくは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの無機系絶縁材料などで構成されてもよい。
【００４２】
なお、第２部材２２０の屈折率を高めるためには、例えば、分子構造中に硫黄含有置換基、りん含有置換基または芳香環などの分子屈折が高い置換基を多く含む樹脂で第２部材２２０を構成すること、またはＴｉＯｘまたはＺｒＯｘなどの高屈折率の無機フィラーを第２部材２２０に含有させることが考えられる。
【００４３】
本実施形態に係る発光素子１では、例えば、屈折率が１．１以上１．８以下の材料で第１部材２１０を構成し、屈折率が第１部材２１０よりも０．２以上大きい材料で第２部材２２０を構成してもよい。このような場合、第１部材２１０と空隙２３０との間、第２部材２２０と第１部材２１０との間で、それぞれ入射光が全反射する条件を満たすことができる。したがって、発光素子１では、凹構造２００の側壁に向かって有機電界発光素子から発せられた光を凹構造２００の開口側により効率的に反射することができる。
【００４４】
このような条件を満たす第１部材２１０の材料としては、ＳｉＯｘを例示することができ、第２部材２２０の材料としては、ＴｉＯｘまたはＺｒＯｘからなるフィラーを含有させたアクリル樹脂等を例示することができる。
【００４５】
以上にて説明したように、本実施形態に係る発光素子１は、有機電界発光素子から凹構造２００の側壁に向かって発せられた光を凹構造２００の開口側に効率的に反射することができるため、光取出し効率を向上させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態に係る発光素子１において、第２部材２２０の上には、発光素子１を保護する保護層または対向基板等が設けられてもよく、表示素子としての機能を向上させるカラーフィルタ、またはブラックマトリクスなどが設けられてもよい。
【００４７】
（１．２．変形例）
続いて、図３および図４を参照して、本実施形態に係る発光素子の変形例について説明する。図３は、本実施形態の第１の変形例に係る発光素子１Ａを積層方向に切断した断面図であり、図４は、本実施形態の第２の変形例に係る発光素子１Ｂを積層方向に切断した断面図である。
【００４８】
図３に示すように、第１の変形例に係る発光素子１Ａは、図１で示した発光素子１に対して、第２部材２２１が凹構造２００を完全に埋め込んでいない点が異なる。第２部材２２１以外の他の構成については、図１を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００４９】
第１の変形例に係る発光素子１Ａでは、第２部材２２１の上の凹構造２００の内部にカラーフィルタ等をさらに設けることができる。このような構造は、埋め込みカラーフィルタ構造とも称される。第１の変形例に係る発光素子１Ａでは、カラーフィルタ等を第１部材２１０の頭頂部の上に設けることなく、有機電界発光素子の上のみに設けることができるため、各画素における色分離性を向上させることができる。
【００５０】
また、図４に示すように、第２の変形例に係る発光素子１Ｂは、図１で示した発光素子１に対して、第２部材２２２が凹構造２００を埋め込むだけでなく、第１部材２１０の頭頂部の上にもさらに設けられる点が異なる。第２部材２２２以外の他の構成については、図１を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００５１】
第２の変形例に係る発光素子１Ｂでは、第２部材２２２がより厚膜にて設けられるため、第１部材２１０および第２部材２２２によって、より多くの光を反射することができる。したがって、第２の変形例に係る発光素子１Ｂは、有機電界発光素子から発せられる光を凹構造２００の開口側により集光することができるため、光取出し効率を向上させることで、同じ消費電力にてさらなる高輝度を実現することができる。
【００５２】
（１．３．発光素子の製造方法）
次に、図５〜図１３を参照して、本実施形態に係る発光素子１の製造方法について説明する。図５〜図１３は、本実施形態に係る発光素子１の製造方法の一工程を示す断面図である。
【００５３】
まず、図５に示すように、スパッタ法等を用いて、支持層１００の上に金属層１１０Ａが成膜される。支持層１００は、ガラス、半導体、または樹脂からなる基板であってもよく、駆動回路等などの上に設けられたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、またはＳｉＯＮなどの無機系絶縁材料からなる層間絶縁膜であってもよい。また、金属層１１０Ａは、例えば、ＡｌＣｕ合金で構成されてもよい。
【００５４】
次に、図６に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて、金属層１１０Ａをパターニングすることで、下部電極１１０が形成される。
【００５５】
続いて、図７に示すように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて、金属層１１０Ａの上に第１部材層２１０Ａが成膜される。第１部材層２１０Ａは、例えば、ＳｉＯｘ等の無機系絶縁材料にて構成されてもよい。
【００５６】
この時、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用いて、より等方的に第１部材層２１０Ａを成膜することで、隣接する下部電極１１０の間に空隙２３０を形成することができる。
【００５７】
例えば、支持層１００の上に複数の下部電極１１０を設けた場合、下部電極１１０の間の空間は、ＣＶＤの材料ガスが進入しにくく、下部電極１１０の上と比較して成膜速度が低下する。特に、チャンバ内の圧力を比較的高くし、材料ガス粒子の平均自由工程を短くした場合、より下部電極１１０の間の空間の成膜速度が低下する。これにより、下部電極１１０の間の空間に第１部材層２１０Ａが成膜される前に、下部電極１１０の各々の上に成膜された第１部材層２１０Ａで覆ってしまうことで、下部電極１１０の間に空隙２３０を形成することができる。
【００５８】
なお、空隙２３０をより形成しやすくするためには、下部電極１１０の間の空間にＣＶＤの材料ガスがより進入しにくくすればよい。具体的には、下部電極１１０の間の間隔をより短くしたり、下部電極１１０の高さをより高くしたりすればよい。
【００５９】
次に、図８に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて、第１部材層２１０Ａの上にパターニングされたレジスト３００が形成される。レジスト３００は、第１部材層２１０Ａを構成するＳｉＯｘに対するエッチング選択比が高ければ、公知のいかなるレジストも用いることが可能である。また、レジスト３００と、第１部材層２１０Ａとの間には、ＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）膜とも称される反射防止膜が形成されることが好ましい。ＢＡＲＣ膜を用いることにより、フォトリソグラフィ時のハレーションを抑制することができるため、レジスト３００のパターニング精度を向上させることができる。
【００６０】
続いて、図９に示すように、パターニングされたレジスト３００をマスクとしてエッチングを行い、下部電極１１０を露出させることによって、凹構造２００を構成する第１部材２１０が形成される。例えば、第１部材２１０がＳｉＯｘで構成される場合、第１部材２１１は、フッ化炭素系ガスによるドライエッチングを用いることで、形成することができる。
【００６１】
次に、図１０に示すように、真空蒸着法等を用いて、凹構造２００に沿って下部電極１１０および第１部材２１０の上に、上述した有機発光材料を含む有機層１２０が形成される。このとき、凹構造２００の内部にも有機層１２０が均一に成膜されるように、支持層１００の垂直方向への指向性を持たせて蒸着を行うことが好ましい。また、有機層１２０は、機能ごとに複数層を順次、蒸着することで形成されてもよい。
【００６２】
続いて、図１１に示すように、スパッタ法等を用いて、凹構造２００に沿って有機層１２０の上に、上部電極１３０が成膜される。例えば、上部電極１３０は、酸化インジウム亜鉛にて構成されてもよい。
【００６３】
次に、図１２に示すように、凹構造２００に沿って上部電極１３０の上に、保護層１４０が形成される。具体的には、まず、ＣＶＤ法を用いることで、上部電極１３０の上に、ＳｉＮｘ膜が成膜される。ここで、ＳｉＮｘ膜は、膜応力を低下させるために、比較的、低密度で成膜されてもよい。その後、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いることで、ＳｉＮｘ膜の上に、ＡｌＯｘおよびＴｉＯｘからなる高屈折率の積層膜が成膜される。これにより、上部電極１３０の上に、ＳｉＮｘ膜と、ＡｌＯｘおよびＴｉＯｘの積層膜とからなる保護層１４０を形成することができる。
【００６４】
続いて、図１３に示すように、スピンコート法等を用いて、凹構造２００を埋め込むように、保護層１４０の上に第２部材２２０が成膜される。また、保護層１４０の上に全面に亘って第２部材２２０を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて、凹構造２００の内部以外に成膜された第２部材２２０を除去することで、凹構造２００を埋め込むように第２部材２２０を形成してもよい。第２部材２２０は、例えば、ＴｉＯ２またはＺｒＯ２からなるフィラーを分散含有させたアクリル樹脂にて構成されてもよい。
【００６５】
以上の工程を経ることで、本実施形態に係る発光素子１を製造することができる。なお、上記で説明した発光素子１の製造方法は、あくまでも一例であり、本実施形態に係る発光素子１の製造方法が上記に限定されるわけではない。また、上記で特に言及していない製造装置および製造条件については、公知の製造装置および製造条件を用いることが可能である。
【００６６】
＜２．第２の実施形態＞
（２．１．発光素子の構造）
次に、図１４を参照して、本開示の第２の実施形態に係る発光素子２の構造について説明する。図１４は、本実施形態に係る発光素子２を積層方向に切断した断面図である。
【００６７】
図１４に示すように、第２の実施形態に係る発光素子２は、第１の実施形態に係る発光素子１に対して、第１部材２１０を厚み方向に切断した場合の空隙２３２の断面形状が略五角形形状となるように設けられる。空隙２３２以外の他の構成については、図１を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００６８】
このような略五角形形状の断面形状を有する空隙２３２は、例えば、第１部材２１０を成膜した後、エッチング等を用いて第１部材２１０に開口を設け、その後、開口の上を覆うように第１部材２１０をさらに成膜することで形成することができる。
【００６９】
第２の実施形態に係る発光素子２では、第１部材の内部で、空隙２３２をより高く形成することができるため、第１部材２１０および空隙２３２にて構成される光反射部によって、より多くの光を反射することができる。したがって、第２の実施形態に係る発光素子２では、有機電界発光素子から発せられる光を凹構造２００の開口側により集光することができるため、光取出し効率を向上させることができる。
【００７０】
また、第２の実施形態に係る発光素子２では、第１部材の内部で、空隙２３２をより幅広に形成することができるため、隣接する各画素の下部電極１１０の間で発生する寄生容量をさらに低減することができる。さらに、より幅広で形成された空隙２３２によれば、隣接する各画素の下部電極１１０の間で、リーク電流の発生をさらに抑制することができる。
【００７１】
したがって、第２の実施形態に係る発光素子２では、エッチング等を用いて、第１部材２１０の内部に所望の形状の空隙２３２を設けることにより、空隙２３２による光取出し効率の向上の効果、および消費電力の削減の効果を高めることができる。
【００７２】
（２．２．発光素子の製造方法）
続いて、図１５〜図２０を参照して、本実施形態に係る発光素子２の製造方法について説明する。図１５〜図２０は、本実施形態に係る発光素子２の製造方法の一工程を示す断面図である。
【００７３】
まず、図１５に示すように、スパッタ法等によって、支持層１００の上に金属層１１０Ａが成膜される。支持層１００は、ガラス、半導体、または樹脂からなる基板であってもよく、駆動回路等などの上に設けられたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、またはＳｉＯＮなどの無機系絶縁材料からなる層間絶縁膜であってもよい。また、金属層１１０Ａは、例えば、ＡｌＣｕ合金で構成されてもよい。
【００７４】
次に、図１６に示すように、フォトリソグラフィ法等によって、金属層１１０Ａをパターニングすることで、下部電極１１０が形成される。
【００７５】
続いて、図１７に示すように、ＣＶＤ法等によって、金属層１１０Ａの上に第１部材層２１０Ａが成膜される。第１部材層２１０Ａは、例えば、ＳｉＯｘ等の無機系絶縁材料にて構成されてもよい。
【００７６】
次に、図１８に示すように、スパッタ法等によって、第１部材層２１０Ａの上にパターニングされたマスク層３１０が成膜される。マスク層３１０は、第１部材層２１０ＡがＳｉＯｘで構成される場合、例えば、ＡｌＯｘ等で構成されてもよい。
【００７７】
続いて、図１９に示すように、マスク層３１０を用いてエッチングを行うことで、第１部材層２１０Ａに開口２３２Ａが形成される。第１部材２１０がＳｉＯｘで構成される場合、例えば、フッ化炭素系ガスを用いたドライエッチングを行うことで、第１部材層２１０Ａに開口２３２Ａを形成することができる。
【００７８】
次に、図２０に示すように、ＣＶＤ等を用いて、第１部材層２１０Ａに形成された開口２３２Ａを覆うように、第１部材層２１０Ａがさらに成膜される。この時、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用い、等方的に第１部材層２１０Ａを成膜することで、開口２３２Ａの上部を第１部材層２１０Ａで封止し、空隙２３２を形成することができる。
【００７９】
これは、上述したように、チャンバ内の真空度を低くした等方的なＣＶＤ法では、成膜表面で凹構造となる領域にはＣＶＤの材料ガスが進入しにくいため、凹構造の底部での成膜速度が低下するためである。そのため、チャンバ内の真空度を低くした等方的なＣＶＤ法を用いることで、開口２３２Ａを埋め込まずに空隙２３２を形成することができる。
【００８０】
なお、図２０以下の工程は、図８〜図１３を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００８１】
＜３．第３の実施形態＞
（３．１．発光素子の構造）
続いて、図２１を参照して、本開示の第３の実施形態に係る発光素子３の構造について説明する。図２１は、本実施形態に係る発光素子３を積層方向に切断した断面図である。
【００８２】
図２１に示すように、第３の実施形態に係る発光素子３は、第２の実施形態に係る発光素子２に対して、下部電極１１３が形成された領域のみが異なる。具体的には、下部電極１１３は、凹構造２００の底面から延伸しており、空隙２３２に接するまで形成されている。なお、下部電極１１３以外の他の構成については、図１および図１４を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００８３】
第３の実施形態に係る発光素子３では、下部電極１１３のパターニングと、空隙２３２を形成するためのパターニングとを同時に行うことで、発光素子３をより簡略かつ効率的に製造することが可能である。
【００８４】
（３．２．発光素子の製造方法）
続いて、図２２〜図２６を参照して、本実施形態に係る発光素子３の製造方法について説明する。図２２〜図２６は、本実施形態に係る発光素子３の製造方法の一工程を示す断面図である。
【００８５】
まず、図２２に示すように、支持層１００の上に、スパッタ法等によって、金属層１１０Ａが成膜される。支持層１００は、ガラス、半導体、または樹脂からなる基板であってもよく、駆動回路等などの上に設けられたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、またはＳｉＯＮなどの無機系絶縁材料からなる層間絶縁膜であってもよい。また、金属層１１０Ａは、例えば、ＡｌＣｕ合金で構成されてもよい。
【００８６】
次に、図２３に示すように、ＣＶＤ法等によって、金属層１１０Ａの上に、第１部材層２１０Ａが成膜される。第１部材層２１０Ａは、例えば、ＳｉＯｘ等の無機系絶縁材料にて構成されてもよい。
【００８７】
続いて、図２４に示すように、スパッタ法等によって、第１部材層２１０Ａの上にパターニングされたマスク層３２０が成膜される。マスク層３２０は、第１部材層２１０ＡがＳｉＯｘで構成される場合、例えば、ＡｌＯｘ等で構成されてもよい。
【００８８】
続いて、図２５に示すように、マスク層３２０を用いてエッチングを行うことで、第１部材層２１０Ａに開口２３２Ａが形成され、同時に金属層１１０Ａがパターニングされることで、下部電極１１３が形成される。第１部材２１０がＳｉＯｘで構成される場合、例えば、フッ化炭素系ガスを用いたドライエッチングを行うことで、第１部材層２１０Ａに開口２３２Ａを形成することができる。また、金属層１１０Ａは、塩素等のハロゲンガスを用いたドライエッチングを行うことで、パターニングすることができる。これらのエッチングは、同時に行われてもよく、エッチングガスを変えて段階的に行われてもよい。
【００８９】
次に、図２６に示すように、ＣＶＤ等を用いて、第１部材層２１０Ａに形成された開口２３２Ａを覆うように、第１部材層２１０Ａがさらに成膜される。この時、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用いて、等方的に第１部材層２１０Ａを成膜することにより、開口２３２Ａを埋め込まずに開口２３２Ａの上部を封止し、空隙２３２を形成することができる。
【００９０】
なお、図２６以下の工程は、図８〜図１３を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
＜４．第４の実施形態＞
（４．１．発光素子の構造）
次に、図２７を参照して、本開示の第４の実施形態に係る発光素子４の構造について説明する。図２７は、本実施形態に係る発光素子４を積層方向に切断した断面図である。
【００９２】
図２７に示すように、第４の実施形態に係る発光素子４は、第１の実施形態に係る発光素子１に対して、第１部材２１０を厚み方向に切断した場合の空隙２３４の断面形状が凹多角形形状となるように設けられる。空隙２３４以外の他の構成については、図１を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００９３】
凹多角形形状とは、具体的には、少なくとも１つ以上の内角の大きさが１８０°を超えるような多角形形状である。そのため、凹多角形形状では、少なくとも１本以上の対角線は、凹多角形形状の外部を通ることになる。
【００９４】
凹多角形形状の断面形状を有する空隙２３４は、概略的には、以下の方法で形成することができる。例えば、まず、第１部材２１０を成膜した際に、成膜速度の差を用いることで、同時に空隙２３４の一部を形成する。その後、エッチング等を用いて、空隙２３４の一部と接続するように第１部材２１０に開口を設け、さらに開口を覆うように第１部材２１０を成膜することで、凹多角形形状の断面形状を有する空隙２３４を形成することができる。
【００９５】
第４の実施形態に係る発光素子４では、第２の実施形態に係る発光素子２と同様に、第１部材の内部で、空隙２３４をより高く形成することができるため、第１部材２１０および空隙２３４によって、より多くの光を反射することができる。また、第４の実施形態に係る発光素子４では、第２の実施形態に係る発光素子２に対して空隙２３４の断面形状を支持層１００側が広がったテーパー形状により近い形状とすることができるため、さらに光取出し効率を向上させることができる。
【００９６】
さらに、第４の実施形態に係る発光素子４では、第１部材の内部で、空隙２３４をより幅広に形成することができるため、隣接する各画素の下部電極１１０の間で発生する寄生容量をさらに低減し、かつリーク電流の発生をさらに抑制することができる。
【００９７】
（４．２．発光素子の製造方法）
続いて、図２８〜図３３を参照して、本実施形態に係る発光素子４の製造方法について説明する。図２８〜図３３は、本実施形態に係る発光素子４の製造方法の一工程を示す断面図である。
【００９８】
まず、図２８に示すように、支持層１００の上に、スパッタ法等によって、金属層１１０Ａが成膜される。支持層１００は、ガラス、半導体、または樹脂からなる基板であってもよく、駆動回路等などの上に設けられたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、またはＳｉＯＮなどの無機系絶縁材料からなる層間絶縁膜であってもよい。また、金属層１１０Ａは、例えば、ＡｌＣｕ合金で構成されてもよい。
【００９９】
次に、図２９に示すように、フォトリソグラフィ法等によって、金属層１１０Ａをパターニングすることで、下部電極１１０が形成される。
【０１００】
続いて、図３０に示すように、ＣＶＤ法等を用いて、金属層１１０Ａの上に第１部材層２１０Ａが成膜される。第１部材層２１０Ａは、例えば、ＳｉＯｘ等の無機系絶縁材料にて構成されてもよい。また、この時、第１部材層２１０Ａは、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用いて等方的に成膜される。これにより、下部電極１１０の間に空隙２３４Ａの一部が形成される。
【０１０１】
次に、図３１に示すように、スパッタ法等によって、第１部材層２１０Ａの上にパターニングされたマスク層３３０が成膜される。マスク層３３０は、第１部材層２１０ＡがＳｉＯｘで構成される場合、例えば、ＡｌＯｘ等で構成されてもよい。
【０１０２】
続いて、図３２に示すように、マスク層３３０を用いてエッチングを行うことで、空隙２３４Ａと対応する位置の第１部材層２１０Ａに開口２３４Ｂが形成される。第１部材２１０がＳｉＯｘで構成される場合、例えば、フッ化炭素系ガスを用いたドライエッチングを行うことで、第１部材層２１０Ａに開口２３４Ｂを形成することができる。
【０１０３】
次に、図３３に示すように、ＣＶＤ等を用いて、第１部材層２１０Ａに形成された開口２３４Ｂを覆うように、第１部材層２１０Ａがさらに成膜される。この時、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用い、等方的に第１部材層２１０Ａを成膜することで、開口２３４Ｂの上部を第１部材層２１０Ａで封止し、空隙２３４を形成することができる。
【０１０４】
これは、上述したように、チャンバ内の真空度を低くした等方的なＣＶＤ法では、成膜表面で凹構造となる領域にはＣＶＤの材料ガスが進入しにくいため、凹構造の底部での成膜速度が低下するためである。そのため、チャンバ内の真空度を低くした等方的なＣＶＤ法を用いることで、開口２３４Ｂを埋め込まずに空隙２３４を形成することができる。
【０１０５】
なお、図３３以下の工程は、図８〜図１３を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【０１０６】
＜５．第５の実施形態＞
（５．１．発光素子の構造）
次に、図３４を参照して、本開示の第５の実施形態に係る発光素子５の構造について説明する。図３４は、本実施形態に係る発光素子５を積層方向に切断した断面図である。
【０１０７】
図３４に示すように、第５の実施形態に係る発光素子５は、第１の実施形態に係る発光素子１に対して、第１部材２１１の側壁の傾斜が段階的に変化していることが異なる。具体的には、第１部材２１１の側壁は、第１部材２１１の先端側の傾斜よりも支持層１００側の傾斜のほうがより急峻となるように構成される。なお、第１部材２１１以外の他の構成については、図１を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【０１０８】
このような段階的に側壁の傾斜の角度が変化する第１部材２１１は、例えば、異方性の異なる複数の条件で段階的にエッチングを行うことで形成することができる。なお、傾斜の角度の変化の数は、少なくとも１つ以上であり、上限は、特に限定されない。
【０１０９】
第５の実施形態に係る発光素子５では、第１の実施形態に係る発光素子１に対して、支持層１００の上で第１部材２１１が形成される領域を縮小することができるため、下部電極１１０が形成される領域を拡大することができる。したがって、第５の実施形態に係る発光素子５では、発光に寄与する領域の面積を拡大することができるため、より高輝度を実現することができる。
【０１１０】
なお、第５の実施形態に係る発光素子５では、第１部材２１１の支持層１００側の側壁の傾斜が急峻となるため、第１部材２１１および第２部材２２０から構成される光反射部による凹構造２００の開口側への集光の効率は、低下する可能性がある。ただし、発光素子５では、第１部材２１１および空隙２３０から構成される光反射部による反射が、凹構造２００の開口側への集光を補うため、全体として、有機電界発光素子からの光取出し効率を維持することができる。
【０１１１】
（５．２．発光素子の製造方法）
続いて、図３５〜図４０を参照して、本実施形態に係る発光素子５の製造方法について説明する。図３５〜図４０は、本実施形態に係る発光素子５の製造方法の一工程を示す断面図である。
【０１１２】
まず、図３５に示すように、スパッタ法等によって、支持層１００の上に金属層１１０Ａが成膜される。支持層１００は、ガラス、半導体、または樹脂からなる基板であってもよく、駆動回路等などの上に設けられたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、またはＳｉＯＮなどの無機系絶縁材料からなる層間絶縁膜であってもよい。また、金属層１１０Ａは、例えば、ＡｌＣｕ合金で構成されてもよい。
【０１１３】
次に、図３６に示すように、フォトリソグラフィ法等によって、金属層１１０Ａがパターニングされることで、下部電極１１０が形成される。
【０１１４】
続いて、図３７に示すように、ＣＶＤ法等によって、金属層１１０Ａの上に第１部材層２１１Ａが成膜される。第１部材層２１１Ａは、例えば、ＳｉＯｘ等の無機系絶縁材料にて構成されてもよい。また、この時、第１部材層２１１Ａは、チャンバ内の真空度を低くしたＣＶＤ法を用いて等方的に成膜される。これにより、下部電極１１０の間に空隙２３０が形成される。
【０１１５】
次に、図３８に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて、第１部材層２１１Ａの上にパターニングされたレジスト３００が形成される。レジスト３００は、第１部材層２１１Ａを構成するＳｉＯｘに対するエッチング選択比が高ければ、公知のいかなるレジストも用いることが可能である。また、レジスト３００と、第１部材層２１１Ａとの間には、フォトリソグラフィ時のハレーションを抑制するために、ＢＡＲＣ膜が形成されていてもよい。
【０１１６】
続いて、図３９および図４０に示すように、パターニングされたレジスト３００をマスクとして、第１部材層２１１Ａを段階的にエッチングし、下部電極１１０を露出させることによって、凹構造２００を構成する第１部材２１１が形成される。例えば、第１部材２１０がＳｉＯｘで構成される場合、第１部材２１１は、フッ化炭素系ガスによるドライエッチングを用いることで、形成することができる。
【０１１７】
ただし、第１部材層２１１Ａへのエッチングは、異方性が異なる複数の条件で、段階的に行われる。これにより、第１部材２１１の側壁の傾斜を段階的に変化させることができる。エッチングの異方性は、例えば、ドライエッチングに用いるエッチングガスの種類または圧力を変更することで制御することが可能である。
【０１１８】
なお、図４０以下の工程は、図８〜図１３を参照して説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
＜６．適用例＞
続いて、図４１〜図４４を参照して、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子の適用例について説明する。図４１〜図４４は、本開示の一実施形態に係る表示素子が適用され得る電子機器の一例を示す外観図である。
【０１２０】
例えば、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子は、スマートフォンなどの電子機器の表示部に適用することができる。具体的には、図４１に示すように、スマートフォン４００は、各種情報を表示する表示部４０１と、ユーザによる操作入力を受け付けるボタン等から構成される操作部４０３と、を備える。ここで、表示部４０１は、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子にて構成されてもよい。
【０１２１】
また、例えば、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子は、デジタルカメラなどの電子機器の表示部に適用することができる。具体的には、図４２および図４３に示すように、デジタルカメラ４１０は、本体部（カメラボディ）４１１と、交換式のレンズユニット４１３と、撮影時にユーザによって把持されるグリップ部４１５と、各種情報を表示するモニタ部４１７と、撮影時にユーザによって観察されるスルー画を表示するＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｉｅｗ  Ｆｉｎｄｅｒ）４１９と、を備える。なお、図４２は、デジタルカメラ４１０を前方（すなわち、被写体側）から眺めた外観を示し、図４３は、デジタルカメラ４１０を後方（すなわち、撮影者側）から眺めた外観を示す。ここで、モニタ部４１７およびＥＶＦ４１９は、本実施形態に係る発光素子を用いた表示素子にて構成されてもよい。
【０１２２】
また、例えば、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの電子機器の表示部に適用することができる。具体的には、図４４に示すように、ＨＭＤ４２０は、各種情報を表示する眼鏡型の表示部４２１と、装着時にユーザの耳に掛止される耳掛け部４２３と、を備える。ここで、表示部４２１は、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子にて構成されてもよい。
【０１２３】
なお、本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子が適用され得る電子機器は、上記例示に限定されない。本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子は、外部から入力された画像信号、または内部で生成された画像信号に基づいて表示を行うあらゆる分野の電子機器の表示部に適用することが可能である。このような電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、電子ブック、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、またはゲーム機器等を例示することができる。
【０１２４】
＜７．まとめ＞
以上にて説明したように、本開示の各実施形態に係る発光素子によれば、有機電界発光素子から凹構造の側壁に向かって発せられた光を凹構造の開口側に効率的に反射することができるため、光取出し効率を向上させることが可能である。
【０１２５】
また、本開示の各実施形態に係る発光素子によれば、第１部材の内部に設けられた空隙によって、光の取出し効率を高めつつ、寄生容量およびリーク電流を低減することができるため、消費電力をより削減することが可能である。
【０１２６】
さらに、本開示の各実施形態に係る発光素子を平面上に複数配列させた表示素子も提供することが可能である。本開示の各実施形態に係る発光素子を用いた表示素子は、光取出し効率を向上させつつ、消費電力を削減することが可能である。
【０１２７】
なお、上記の第５の実施形態は、第１〜第４の実施形態と組み合わせて実施することも可能であり、これらの組み合わせも本開示の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【０１２８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２９】
以上では、本開示の一実施形態として、有機電界発光素子を発光素子に用いた表示素子について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の対象となる表示素子は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電子ペーパー等、カラー表示を実現し得る表示素子であれば、いかなる表示素子であってよい。これらの他の表示素子においても、内部に空隙が設けられた第１部材で、底部に発光素子を設けた凹構造を形成し、第１部材よりも屈折率が高い第２部材で該凹構造を埋め込むことで、上述した実施形態と同様の効果を得ることが可能である。ここで、発光素子とは、表示素子の各画素において、外部に向かって発光する部位のことである。例えば、上記実施形態で説明した表示素子であれば、発光素子は、下部電極および上部電極で挟持された有機層（すなわち、有機電界発光素子）に対応する。また、液晶ディスプレイであれば、発光素子は、バックライトを備えた液晶パネルのうちの１つの画素に対応する。さらに、プラズマディスプレイであれば、発光素子は、プラズマディスプレイパネルのうち１つの放電セルに対応する。
【０１３０】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１３１】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
支持層の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、有機発光材料を含む有機層と、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、
を備える、発光素子。
（２）
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、前記支持層側が広がったテーパー形状である、前記（１）に記載の発光素子。
（３）
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、略三角形形状である、前記（２）に記載の発光素子。
（４）
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、略五角形形状である、前記（２）に記載の発光素子。
（５）
前記第１部材を厚み方向に切断した際の前記空隙の断面形状は、凹多角形形状である、前記（２）に記載の発光素子。
（６）
前記第１部材は、前記支持層側が広がったテーパー形状である、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の発光素子。
（７）
前記第１部材の側壁は、前記第１部材の先端側より前記支持層側の方が急峻な傾斜を有する、前記（６）に記載の発光素子。
（８）
前記第１部材の屈折率は、１．１以上１．８以下であり、前記第２部材と前記第１部材との屈折率の差は、０．２以上である、前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の発光素子。
（９）
支持層の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極を取り囲み、前記支持層の上に設けられることで凹構造を形成し、内部に空隙を有する第１部材と、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に設けられ、発光性の有機化合物を含む有機層と、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に前記凹構造を埋め込むように設けられ、前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材と、
を備える複数の発光素子が平面上に配列された、表示素子。
（１０）
支持層の上に下部電極を形成することと、
前記下部電極を底面とする凹構造をなすように、前記支持層の上の前記下部電極を取り囲む位置に、内部に空隙を有する第１部材を形成することと、
前記凹構造に沿って前記下部電極および前記第１部材の上に、有機発光材料を含む有機層を形成することと、
前記凹構造に沿って前記有機層の上に上部電極を形成することと、
前記凹構造を埋め込むように、前記上部電極の上に前記第１部材よりも屈折率が高い第２部材を形成することと、
を含む、発光素子の製造方法。
（１１）
前記空隙は、前記第１部材を成膜する際の前記下部電極の上の成膜速度と、前記支持層の上の成膜速度との差によって形成される、前記（１０）に記載の発光素子の製造方法。
（１２）
前記空隙は、前記第１部材を成膜した後、エッチングによって前記第１部材に開口を設け、前記開口を覆うように前記第１部材をさらに成膜することによって形成される、前記（１０）に記載の発光素子の製造方法。
（１３）
前記第１部材に開口を設けた際に、エッチングによって前記下部電極も同時にパターニングされる、前記（１２）に記載の発光素子の製造方法。
（１４）
前記第１部材は、前記下部電極を底面とする凹構造をなすようにパターニングされる際に、異方性の異なる複数の条件で段階的にエッチングされる、前記（１０）〜（１３）のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１３２】
１        発光素子
１００    支持層
１１０    下部電極
１２０    有機層
１３０    上部電極
１４０    保護層
２００    凹構造
２１０    第１部材
２２０    第２部材
２３０    空隙
【図１】
2018034040.tif 000003
【図２】
2018034040.tif 000004
【図３】
2018034040.tif 000005
【図４】
2018034040.tif 000006
【図５】
2018034040.tif 000007
【図６】
2018034040.tif 000008
【図７】
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【図８】
2018034040.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018034040.tif 000012
【図１１】
2018034040.tif 000013
【図１２】
2018034040.tif 000014
【図１３】
2018034040.tif 000015
【図１４】
2018034040.tif 000016
【図１５】
2018034040.tif 000017
【図１６】
2018034040.tif 000018
【図１７】
2018034040.tif 000019
【図１８】
2018034040.tif 000020
【図１９】
2018034040.tif 000021
【図２０】
2018034040.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2018034040.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2018034040.tif 000029
【図２８】
2018034040.tif 000030
【図２９】
2018034040.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2018034040.tif 000033
【図３２】
2018034040.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2018034040.tif 000036
【図３５】
2018034040.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2018034040.tif 000040
【図３９】
2018034040.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【国際調査報告】
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