JP5957962B2 - 有機エレクトロルミネッセンスパネル - Google Patents
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Description
本発明は、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスパネルに関するものである。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶表示装置と異なり全固体ディスプレイであるため耐衝撃性に優れていること、応答速度が速いこと、温度変化による影響が少ないこと、および視野角が広いこと等の利点が注目されている。なお、以下、有機エレクトロルミネッセンスを有機ＥＬと略す場合がある。
一般に、有機ＥＬパネルの光取り出し効率は２０％〜３０％程度であるといわれている。これは、有機ＥＬ素子の発光に指向性がないため、光損失が大きいからである。
そこで、光取り出し効率の向上を目的として、種々の検討がなされている。例えば特許文献１〜３には、トップエミッション型の有機ＥＬパネルの観察側にプリズムやマイクロレンズ等の光学素子を設けることが提案されている。プリズムやマイクロレンズ等の光学素子による光の屈折効果によって発光層からの光が集光され外部に取り出されるので、光取り出し効率を向上させることができる。
また、特許文献４には、発光層および色変換層を有する有機ＥＬ素子において、発光効率の向上を目的として、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の観察側にマイクロキャビティを設けることが提案されている。特許文献４においては、マイクロキャビティによって発光層からの励起光を反射させ色変換層に戻すことで、発光効率を向上させている。
また、特許文献５には、立体画像を表示する表示装置において、光の利用効率の向上を目的として、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の観察側にプリズムを設けることが提案されている。特許文献５においては、プリズムによって発光層からの光を屈折させ所定の開口部に導きやすくすることで、光の利用効率を高めている。
同様に、特許文献６には、立体画像を表示する表示装置において、光の利用効率の向上を目的として、トップエミッション型の有機ＥＬパネルの観察側にプリズムやレンチキュラーレンズを設けることが提案されている。また、レンチキュラーレンズとして、凸レンズ面とプリズム面とを有するものを用いることも提案されている。特許文献６においては、プリズムやレンチキュラーレンズによって発光層からの光を屈折させることで、指向性を高め、光の利用効率を向上させている。
同様に、特許文献６には、立体画像を表示する表示装置において、光の利用効率の向上を目的として、トップエミッション型の有機ＥＬパネルの観察側にプリズムやレンチキュラーレンズを設けることが提案されている。また、レンチキュラーレンズとして、凸レンズ面とプリズム面とを有するものを用いることも提案されている。特許文献６においては、プリズムやレンチキュラーレンズによって発光層からの光を屈折させることで、指向性を高め、光の利用効率を向上させている。
例えば特許文献１、２、４においては、プリズム等の光学素子は、プリズム面等の凹凸面が有機ＥＬパネルの観察側を向くように配置されている。しかしながら、この場合、発光層および凹凸面の距離が遠くなってしまい、光学素子による効果が得られにくい。
近年、有機ＥＬパネルの画面上に入力手段としてタッチパネルを装着することが広く行われている。タッチパネルは、有機ＥＬパネルの観察側の最表面に設けられるため、光学素子上に配置される。この際、光学素子がプリズム面等の凹凸面が有機ＥＬパネルの観察側を向くように配置されていると、タッチパネルを光学素子上に直に形成することは困難であるため、接着剤等を介して貼付することになる。しかしながら、この場合にはタッチパネルを別途形成する必要があり、製造工程が煩雑になる。
一方、特許文献３には、レンズやプリズム等の光学素子を凹凸面が有機ＥＬ素子側を向くように配置することが提案されている。しかしながら、光学素子が三角プリズムや四角錐プリズム等の頂部が尖った形状を有するものである場合には、輝度分布のピークが複数になり、高い正面輝度が得られないという問題がある。また、光学素子がレンズである場合には、正面方向への光の集光が強くなるものの、集光しすぎることで高角度側では暗くなり、視野角が狭くなるという問題がある。また、レンズの場合、発光点から高角度側へ進行する光に対しては効果を得ることが難しいという課題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い正面輝度を実現可能な有機ＥＬパネルを提供することを主目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、支持基板、上記支持基板上に形成された背面電極層、上記背面電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層、および上記有機ＥＬ層上に形成された透明電極層を有する有機ＥＬ基板と、透明基板、および上記透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材を有し、上記光学部材が上記有機ＥＬ基板と対向するように配置された対向基板とを有する有機ＥＬパネルであって、上記集光部が画素毎に形成され、上記集光部の断面形状が台形形状であることを特徴とする有機ＥＬパネルを提供する。
本発明においては、光学部材が有機ＥＬ基板側を向くように対向基板が配置されており、集光部の断面形状が台形形状であり、発光層からの光が集光部に入射する入射面が平面であるので、また集光部が画素毎に形成されているので、発光層からの光を集光部の側面で全反射もしくは反射させることができ、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
上記発明においては、上記光学部材は、基底部と、上記基底部上に形成された上記複数の集光部とを有することが好ましい。基底部が形成されていることにより、発光層からの光が斜め方向に通過するようになるので、有機ＥＬパネルの視野角の広さを保ちつつ、正面輝度を高めることが可能になる。
また本発明においては、上記集光部の寸法が、上記画素の発光色に応じて異なることが好ましい。このような構成にすることにより、発光色に応じて発光層からの光を斜め方向に通過しにくくすることができ、斜め方向から見たときの色味を調整することができ、良好な表示が可能になるからである。
本発明においては、発光層からの光を集光部の側面で全反射もしくは反射させることにより、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になるという効果を奏する。
以下、本発明の有機ＥＬパネルについて詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬパネルは、支持基板、上記支持基板上に形成された背面電極層、上記背面電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層、および上記有機ＥＬ層上に形成された透明電極層を有する有機ＥＬ基板と、透明基板、および上記透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材を有し、上記光学部材が上記有機ＥＬ基板と対向するように配置された対向基板とを有する有機ＥＬパネルであって、上記集光部が画素毎に形成され、上記集光部の断面形状が台形形状であることを特徴とするものである。
本発明の有機ＥＬパネルについて図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の有機ＥＬパネルの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、有機ＥＬパネル１は、有機ＥＬ基板１０と対向基板１１とを有している。有機ＥＬ基板１０では、支持基板２上に背面電極層３が形成され、背面電極層３上に、赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇおよび青色発光層４Ｂを有する発光層４が形成され、発光層４上に透明電極層５が形成されている。対向基板１１では、透明基板１２上に複数の集光部１３を有する光学部材１４が形成されている。これらの有機ＥＬ基板１０および対向基板１１は、有機ＥＬ基板１０の透明電極層５と対向基板１１の光学部材１４とが対向するように配置されている。また、対向基板１１において、集光部１３は画素Ｐ毎に形成されており、集光部１３の断面形状は、透明基板１２側が長辺、有機ＥＬ基板１０側が短辺の台形形状となっている。この有機ＥＬパネル１は、対向基板１１側から光Ｌを取り出すトップエミッション型である。
図１は本発明の有機ＥＬパネルの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、有機ＥＬパネル１は、有機ＥＬ基板１０と対向基板１１とを有している。有機ＥＬ基板１０では、支持基板２上に背面電極層３が形成され、背面電極層３上に、赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇおよび青色発光層４Ｂを有する発光層４が形成され、発光層４上に透明電極層５が形成されている。対向基板１１では、透明基板１２上に複数の集光部１３を有する光学部材１４が形成されている。これらの有機ＥＬ基板１０および対向基板１１は、有機ＥＬ基板１０の透明電極層５と対向基板１１の光学部材１４とが対向するように配置されている。また、対向基板１１において、集光部１３は画素Ｐ毎に形成されており、集光部１３の断面形状は、透明基板１２側が長辺、有機ＥＬ基板１０側が短辺の台形形状となっている。この有機ＥＬパネル１は、対向基板１１側から光Ｌを取り出すトップエミッション型である。
なお、本願明細書において、「画素」とは、画像を構成する最小単位である。例えば赤・緑・青の３個の副画素で１個の画素が構成されている場合、本発明においては１個の副画素を画素という。
ここで、有機ＥＬパネルにおいて、通常、光学部材は樹脂やガラス等で構成されており、基板間は空気や硬化性樹脂等の媒質が充填されている。そのため、図１に示す有機ＥＬパネル１においては、光学部材１３を構成する樹脂やガラスと、有機ＥＬ基板１０および対向基板１１の間に充填されている媒質との屈折率比により、発光層４からの光のうち、集光部１３の上底面を透過し、集光部１３の側面に臨界角よりも大きい入射角で入射した光Ｌは全反射される。よって、発光層４からの光の一部は、集光部１３によってその進行方向が変更され、透明基板１２側から出射するようになる。
この際、集光部１３は断面形状が台形形状であり、発光層４からの光Ｌが集光部１３に入射する入射面が平面であるので、また集光部１３が画素Ｐ毎に形成されているので、入射面になる集光部１３の上底面の大きさと画素Ｐの大きさとを適宜調整することにより、集光部１３の上底面を通過する光の角度および集光部１３の側面に入射する光の角度を制御することができる。また、集光部１３の上底面と発光層４との距離を適宜調整することにより、集光部１３の上底面を通過する光の角度および集光部１３の側面に入射する光の角度を制御することもできる。よって、集光部１３の上底面の大きさや発光層４との距離を制御することにより、発光層４からの光に対して集光部１３の上底面を透過させ集光部１３の側面に入射させやすくすることができ、集光部１３の側面で全反射される光を増やすことができる。したがって本発明においては、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
この際、集光部１３は断面形状が台形形状であり、発光層４からの光Ｌが集光部１３に入射する入射面が平面であるので、また集光部１３が画素Ｐ毎に形成されているので、入射面になる集光部１３の上底面の大きさと画素Ｐの大きさとを適宜調整することにより、集光部１３の上底面を通過する光の角度および集光部１３の側面に入射する光の角度を制御することができる。また、集光部１３の上底面と発光層４との距離を適宜調整することにより、集光部１３の上底面を通過する光の角度および集光部１３の側面に入射する光の角度を制御することもできる。よって、集光部１３の上底面の大きさや発光層４との距離を制御することにより、発光層４からの光に対して集光部１３の上底面を透過させ集光部１３の側面に入射させやすくすることができ、集光部１３の側面で全反射される光を増やすことができる。したがって本発明においては、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
また、従来のように有機ＥＬパネルの観察側にプリズム等の光学素子を配置する場合においては、光の屈折を利用して、光取り出し効率を向上させている。光は、入射角が臨界角未満の場合には屈折し、入射角が臨界角よりも大きい場合には全反射する。そのため、光の屈折と全反射とでは、光の進路方向の変化の度合いに差がある。上述のように入射角が臨界角よりも大きい場合に全反射が起こることから、全反射の場合には、屈折の場合と比較して、光の進路方向が大きく変化する、すなわち光の入射方向に対する光の出射方向の角度が大きくなる。したがって、光の全反射を利用する本発明は、光の屈折を利用するものと比較して、正面輝度を効果的に高めることが可能になる。
また本発明においては、集光部が側面に反射構造を有していてもよい。
図２は本発明の有機ＥＬパネルの他の例を示す概略断面図である。図２に例示する有機ＥＬパネル１において、集光部１３は、透明基板１２上に形成された台座部１３ａと、台座部１３ａの側面に形成された異屈折率反射層１３ｂとを有している。この異屈折率反射層１３ｂは光を反射するものである。なお、有機ＥＬパネルの他の構成は、上記図１に例示する有機ＥＬパネルと同様である。
図２に示す有機ＥＬパネル１において、例えば、異屈折率反射層１３ｂが多層膜ミラーやダイクロイックミラーである場合には、異屈折率反射層１３ｂによって発光層４からの光Ｌが反射され、透明基板１２側から出射する。ダイクロイックミラーの場合は、特定の波長の光を全反射させることもできる。
また、異屈折率反射層１３ｂがＡｌ、Ａｇ等の金属層である場合にも、異屈折率反射層１３ｂによって発光層４からの光Ｌが反射され、透明基板１２側から出射する。
さらに、異屈折率反射層１３ｂがＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の無機層である場合には、異屈折率反射層１３ｂと基板間に充填されている空気や硬化性樹脂等の媒質との界面で発光層４からの光Ｌが反射され、透明基板１２側から出射する。異屈折率反射層１３ｂの屈折率および基板間に充填されている媒質の屈折率に応じて、発光層４からの光Ｌを全反射させることもできる。
したがって、上記の図１に示す有機ＥＬパネルと同様に、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
集光部が側面に異屈折率反射層を有する場合には、入射光の角度依存性を低減することができ、集光部の側面に比較的小さい入射角で入射した光も反射することが可能になる。
また、異屈折率反射層１３ｂがＡｌ、Ａｇ等の金属層である場合にも、異屈折率反射層１３ｂによって発光層４からの光Ｌが反射され、透明基板１２側から出射する。
さらに、異屈折率反射層１３ｂがＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の無機層である場合には、異屈折率反射層１３ｂと基板間に充填されている空気や硬化性樹脂等の媒質との界面で発光層４からの光Ｌが反射され、透明基板１２側から出射する。異屈折率反射層１３ｂの屈折率および基板間に充填されている媒質の屈折率に応じて、発光層４からの光Ｌを全反射させることもできる。
したがって、上記の図１に示す有機ＥＬパネルと同様に、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
集光部が側面に異屈折率反射層を有する場合には、入射光の角度依存性を低減することができ、集光部の側面に比較的小さい入射角で入射した光も反射することが可能になる。
図３は本発明の有機ＥＬパネルの他の例を示す概略断面図である。図３に例示する有機ＥＬパネル１において、集光部１３は側面に凹凸形状１３ｄを有している。この凹凸形状１３ｄは光を散乱するものである。なお、有機ＥＬパネルの他の構成は、上記図１に例示する有機ＥＬパネルと同様である。
図３に示す有機ＥＬパネル１においては、集光部１３の側面に設けられた凹凸形状１３ｄによって、発光層４からの光Ｌが拡散反射され、透明基板１２側から出射する。したがって、上記の図１に示す有機ＥＬパネルと同様に、光取り出し効率を向上させ、正面輝度を高めることが可能になる。
集光部が側面に凹凸形状を有する場合には、光の屈折を利用するものと比較して、散乱効果により透明基板側から出射される光の配光分布をなだらかにすることが可能になる。
集光部が側面に凹凸形状を有する場合には、光の屈折を利用するものと比較して、散乱効果により透明基板側から出射される光の配光分布をなだらかにすることが可能になる。
以下、本発明の有機ＥＬパネルにおける各構成について説明する。
Ａ．対向基板
本発明における対向基板は、透明基板と、透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材とを有するものであり、光学部材が有機ＥＬ基板と対向するように配置されているものである。
以下、対向基板における各構成について説明する。
本発明における対向基板は、透明基板と、透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材とを有するものであり、光学部材が有機ＥＬ基板と対向するように配置されているものである。
以下、対向基板における各構成について説明する。
１．光学部材
本発明における光学部材は、透明基板上に形成され、複数の集光部を有するものである。
光学部材は、複数の集光部を有していればよく、複数の集光部のみを有していてもよく、基底部と基底部上に形成された複数の集光部とを有していてもよい。
以下、光学部材における各構成について説明する。
本発明における光学部材は、透明基板上に形成され、複数の集光部を有するものである。
光学部材は、複数の集光部を有していればよく、複数の集光部のみを有していてもよく、基底部と基底部上に形成された複数の集光部とを有していてもよい。
以下、光学部材における各構成について説明する。
（１）集光部
本発明における光学部材は複数の集光部を有しており、集光部は画素毎に形成されるものであり、その断面形状は台形形状である。
本発明における光学部材は複数の集光部を有しており、集光部は画素毎に形成されるものであり、その断面形状は台形形状である。
集光部の断面形状は、透明基板側が長辺、有機ＥＬ基板側が短辺の台形形状である。
ここでいう「集光部の断面形状」とは、集光部の高さ方向の断面形状をいう。
「台形形状」とは、図１に例示するように台形の上底が直線である、すなわち集光部１３の上底面が平面である場合だけでなく、図４に例示するように台形の上底がなだらかな曲線である、すなわち集光部１３の上底面がわずかに曲面である場合も含まれるものである。ここで、「曲面」とは、発光層からの光を、集光部の上底面を透過させ、集光部の側面に入射させ、集光部の側面で反射させることが可能な程度の曲面をいう。
図４に示す有機ＥＬパネル１においても、図１に示す有機ＥＬパネル１と同様に、集光部１３の側面で発光層４からの光Ｌが全反射され、透明基板１２側から出射するので、正面輝度を高めることが可能である。また、図示しないが、集光部の上底面がわずかに曲面である場合においては、集光部が側面に異屈折率反射層や凹凸形状等の反射構造を有する場合にも、集光部の側面に設けられた反射構造によって発光層からの光が反射され、透明基板側から出射するので、正面輝度を高めることが可能である。
また、「台形形状」とは、図１に例示するように側面が平坦である場合だけでなく、図３に例示するように側面に凹凸形状を有する場合も含まれるものである。
ここでいう「集光部の断面形状」とは、集光部の高さ方向の断面形状をいう。
「台形形状」とは、図１に例示するように台形の上底が直線である、すなわち集光部１３の上底面が平面である場合だけでなく、図４に例示するように台形の上底がなだらかな曲線である、すなわち集光部１３の上底面がわずかに曲面である場合も含まれるものである。ここで、「曲面」とは、発光層からの光を、集光部の上底面を透過させ、集光部の側面に入射させ、集光部の側面で反射させることが可能な程度の曲面をいう。
図４に示す有機ＥＬパネル１においても、図１に示す有機ＥＬパネル１と同様に、集光部１３の側面で発光層４からの光Ｌが全反射され、透明基板１２側から出射するので、正面輝度を高めることが可能である。また、図示しないが、集光部の上底面がわずかに曲面である場合においては、集光部が側面に異屈折率反射層や凹凸形状等の反射構造を有する場合にも、集光部の側面に設けられた反射構造によって発光層からの光が反射され、透明基板側から出射するので、正面輝度を高めることが可能である。
また、「台形形状」とは、図１に例示するように側面が平坦である場合だけでなく、図３に例示するように側面に凹凸形状を有する場合も含まれるものである。
本発明において正面輝度を高めるには、発光層からの光の少なくとも一部が集光部の側面にあたる必要がある。例えば図５（ａ）において発光層４からの光Ｌは全く反射しない。一方、例えば図５（ｂ）において発光層４から光のうち少なくとも一部の光Ｌは反射する。この条件を下記式（１）〜（３）に示す。簡単のため、発光点は発光層の中心点とした。
ｔａｎθ１＝Ｘ／Ｙ （１）
ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎ１／ｎ０ （２）（スネルの式）
θ２＞φ （３）
ただし、ｎ１：集光部の屈折率
ｎ０：有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率
φ：集光部の側面の角度
θ１：媒質中の光線の角度
θ２：集光部中の光線の角度
Ｘ：水平方向における発光点から光線が集光部に入射する点までの距離
Ｙ：垂直方向における発光点から光線が集光部に入射する点までの距離
である。なお、上記角度は基板の法線に対する角度である。集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、θ１およびθ２は曲面の法線に対する角度である。
ｔａｎθ１＝Ｘ／Ｙ （１）
ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎ１／ｎ０ （２）（スネルの式）
θ２＞φ （３）
ただし、ｎ１：集光部の屈折率
ｎ０：有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率
φ：集光部の側面の角度
θ１：媒質中の光線の角度
θ２：集光部中の光線の角度
Ｘ：水平方向における発光点から光線が集光部に入射する点までの距離
Ｙ：垂直方向における発光点から光線が集光部に入射する点までの距離
である。なお、上記角度は基板の法線に対する角度である。集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、θ１およびθ２は曲面の法線に対する角度である。
したがって、集光部の断面形状は台形形状であればよいが、上記式（１）〜（３）を満たしていることが好ましい。
上記式（１）〜（３）を満たす例を表１に示す。
上記式（１）〜（３）を満たす例を表１に示す。
上記式（３）は、発光層からの光が集光部に入射する入射面の端部において、集光部中の光線の角度θ２が集光部の側面の角度φよりも大きいことを示している。上述の説明においては、入射面の端部における光線を考えたが、実際には、入射面の所定の領域を通過する光線が集光部の側面にあたる。この入射面の所定の領域は、集光部中の光線の角度θ２と集光部の側面の角度φとの差が大きいほど、大きくなる。したがって、集光部中の光線の角度θ２と集光部の側面の角度φとの差は大きいほうが好ましい。
また、集光部の側面の傾斜角度は、６０度〜８５度の範囲内であることが好ましく、より好ましくは６５度〜８０度の範囲内、さらに好ましくは７２度〜７８度の範囲内である。集光部の側面の傾斜角度が上記範囲よりも大きく９０度近傍になると、集光部の側面で光が全反射した際に、光の入射方向の角度と出射方向の角度とがほぼ同じになってしまい、正面輝度の向上効果が得られないからである。また、集光部の側面の傾斜角度が上記範囲よりも小さいと、上記式（３）を満たすことが困難になるからである。
なお、集光部の側面の傾斜角度とは、図６（ａ）に例示するような透明基板１２の表面と集光部１３の側面とのなす角度ωをいう。
なお、集光部の側面の傾斜角度とは、図６（ａ）に例示するような透明基板１２の表面と集光部１３の側面とのなす角度ωをいう。
集光部の高さとしては、上記式（１）〜（３）および上記集光部の側面の傾斜角度を満たすことが可能な高さであれば特に限定されるものではなく、適宜調整される。具体的には、集光部の高さは、４０μｍ〜６０μｍ程度である。
集光部の上底面の幅としては、上記式（１）〜（３）および上記集光部の側面の傾斜角度を満たすことが可能な幅であれば特に限定されるものではないが、画素の幅以上であることが好ましく、画素の幅よりも大きいことがより好ましい。発光層からの光を集光部の側面にあてやすくすることができるからである。具体的には、集光部の上底面の幅は、１０μｍ〜３５μｍ程度である。
なお、集光部の上底面とは、有機ＥＬ基板側の面であり、台形形状の短辺側の面をいう。
集光部の上底面の幅とは図６（ａ）に例示するような幅Ｗ１をいい、画素の幅とは図６（ａ）に例示するような幅Ｗ２をいう。また、集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、図６（ｂ）に例示するように、集光部１３の頂部を含む透明基板１２表面に平行な面と集光部１３の側面とで近似される台形形状の上底面の幅を、集光部１３の上底面の幅Ｗ１とする。集光部の上底面の平面視形状が円形である場合には、集光部の上底面の幅は直径を指す。
なお、集光部の上底面とは、有機ＥＬ基板側の面であり、台形形状の短辺側の面をいう。
集光部の上底面の幅とは図６（ａ）に例示するような幅Ｗ１をいい、画素の幅とは図６（ａ）に例示するような幅Ｗ２をいう。また、集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、図６（ｂ）に例示するように、集光部１３の頂部を含む透明基板１２表面に平行な面と集光部１３の側面とで近似される台形形状の上底面の幅を、集光部１３の上底面の幅Ｗ１とする。集光部の上底面の平面視形状が円形である場合には、集光部の上底面の幅は直径を指す。
また、集光部の下底面の幅としては、集光部を画素毎に形成することが可能であり、上記式（１）〜（３）および上記集光部の側面の傾斜角度を満たすことが可能な幅であれば特に限定されるものではなく、適宜調整される。具体的には、集光部の下底面の幅は、４０μｍ〜７０μｍ程度である。
なお、集光部の下底面とは、透明基板側の面であり、台形形状の長辺側の面をいう。
集光部の下底面の平面視形状が円形である場合には、集光部の下底面の幅は直径を指す。
なお、集光部の下底面とは、透明基板側の面であり、台形形状の長辺側の面をいう。
集光部の下底面の平面視形状が円形である場合には、集光部の下底面の幅は直径を指す。
上記の集光部の側面の傾斜角度、高さ、上底面の幅、下底面の幅等の寸法は、画素の発光色に応じて同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、上記集光部の寸法は画素の発光色に応じて異なることが好ましい。
ここで、有機ＥＬパネルにおいては、正面方向からの光の位相差と斜め方向からの光の位相差とは異なるため、斜め方向から見ると色味が変化してしまうという不具合がある。
したがって、集光部の寸法を画素の発光色に応じて適宜調整することにより、例えば赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。よって、斜め方向から見たときの色味を調整し、良好な表示が可能になる。
ここで、有機ＥＬパネルにおいては、正面方向からの光の位相差と斜め方向からの光の位相差とは異なるため、斜め方向から見ると色味が変化してしまうという不具合がある。
したがって、集光部の寸法を画素の発光色に応じて適宜調整することにより、例えば赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。よって、斜め方向から見たときの色味を調整し、良好な表示が可能になる。
具体的には、赤色発光層に対応する赤色画素に対して形成される集光部を赤色用集光部、緑色発光層に対応する緑色画素に対して形成される集光部を緑色用集光部、青色発光層に対応する青色画素に対して形成される集光部を青色用集光部としたとき、青色用集光部の側面の傾斜角度を、赤色用集光部および緑色用集光部の側面の傾斜角度よりも大きくすることにより、赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。青色用集光部の側面の傾斜角度が、赤色用集光部および緑色用集光部の側面の傾斜角度よりも大きい場合には、図７に示すように発光点を赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ、青色発光層４Ｂのそれぞれ中心点としたとき、赤色発光層４Ｒおよび緑色発光層４Ｇからの光Ｌが赤色用集光部１３Ｒおよび緑色用集光部１３Ｇの上底面から入射して下底面から出射する範囲と比較して、青色発光層４Ｂからの光Ｌが青色用集光部１３Ｂの上底面から入射して下底面から出射する範囲を狭くすることができる。したがって、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができるのである。
例えば図７においては、青色用集光部１３Ｂの側面の傾斜角度ωBが、赤色用集光部１３Ｒの側面の傾斜角度ωRおよび緑色用集光部１３Ｇの側面の傾斜角度ωGよりも大きくなっている。
例えば図７においては、青色用集光部１３Ｂの側面の傾斜角度ωBが、赤色用集光部１３Ｒの側面の傾斜角度ωRおよび緑色用集光部１３Ｇの側面の傾斜角度ωGよりも大きくなっている。
また、青色用集光部の上底面の幅を、赤色用集光部および緑色用集光部の上底面の幅よりも小さくすることにより、赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。同様に、青色用集光部の下底面の幅を、赤色用集光部および緑色用集光部の下底面の幅よりも小さくすることにより、赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。これらの場合には、発光点を赤色発光層、緑色発光層、青色発光層のそれぞれ中心点としたとき、赤色発光層および緑色発光層からの光が赤色用集光部および緑色用集光部の上底面から入射して下底面から出射する範囲と比較して、青色発光層からの光が青色用集光部の上底面から入射して下底面から出射する範囲を狭くすることができる。したがって、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができるのである。
また、集光部の平面視形状、すなわち高さ方向に垂直な方向の断面形状は、画素の形状に応じて適宜選択されるものであり、例えば矩形、円形等を挙げることができる。すなわち、集光部の立体形状は、図８および図９に例示するような角錐台形状、円錐台形状、図１０（ａ）および図９に例示するような台形プリズム形状等になる。
集光部の配置としては、集光部が画素毎に形成されていれば特に限定されるものではない。
なお、「集光部が画素毎に形成されている」とは、図８および図９に例示するように１つの画素Ｐに対して１つの集光部１３が形成されている場合だけでなく、図１０（ｂ）に例示するように同色の発光層、例えば赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ、青色発光層４Ｂがストライプ状に形成されている場合には図１０（ａ）および図９に例示するように１列の画素Ｐに対して１つの集光部１３が形成されている場合も含むものである。
ここで、図８および図１０（ａ）は対向基板の一例を示す概略平面図であり、図９は図８のＡ−Ａ線断面図および図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。また、図１０（ｂ）は有機ＥＬ基板１０における発光層４および画素Ｐの配置を示す概略平面図である。
なお、「集光部が画素毎に形成されている」とは、図８および図９に例示するように１つの画素Ｐに対して１つの集光部１３が形成されている場合だけでなく、図１０（ｂ）に例示するように同色の発光層、例えば赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ、青色発光層４Ｂがストライプ状に形成されている場合には図１０（ａ）および図９に例示するように１列の画素Ｐに対して１つの集光部１３が形成されている場合も含むものである。
ここで、図８および図１０（ａ）は対向基板の一例を示す概略平面図であり、図９は図８のＡ−Ａ線断面図および図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。また、図１０（ｂ）は有機ＥＬ基板１０における発光層４および画素Ｐの配置を示す概略平面図である。
中でも、１つの画素に対して１つの集光部が形成されていることが好ましい。集光部によって発光層からの光を反射させることにより正面輝度を効果的に高めることができるからである。
また、集光部は、隣接する集光部同士が接するように形成されていてもよく、隣接する集光部同士が接しないように形成されていてもよい。例えば図１において隣接する集光部１３は接するように形成されており、図７において隣接する緑色用集光部１３Ｇおよび青色用集光部１３Ｂは離れて形成されている。このような集光部の形成位置は、上述の集光部の寸法に応じて適宜選択される。
集光部は、単一層であってもよく、側面に反射構造を有していてもよい。
以下、集光部が単一層である第１実施態様と、集光部が側面に反射構造を有す第２実施態様とに分けて説明する。
以下、集光部が単一層である第１実施態様と、集光部が側面に反射構造を有す第２実施態様とに分けて説明する。
（ａ）第１実施態様
本実施態様においては、図１に例示するように集光部１３は単一層である。
本実施態様においては、図１に例示するように集光部１３は単一層である。
集光部の形成材料としては、上記寸法を満たす集光部を形成可能な材料であれば特に限定されるものではなく、有機材料、無機材料、有機−無機ハイブリッド材料のいずれも用いることができる。有機材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリアクリルニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、感光性アクリル樹脂、感光性ポリイミド、ポジレジスト、カルド樹脂、ポリシロキサン、ベンゾシクロブテン等が挙げられる。有機−無機ハイブリッド材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等の有機材料に、シリカ等の無機材料を含有させたものが挙げられる。
また、集光部の屈折率としては、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率よりも大きく、発光層からの光を全反射させることが可能であれば特に限定されるものではないが、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率／集光部の屈折率の比が０．８以下であることが好ましい。屈折率比が上記範囲内であれば、臨界角を小さくすることができ、全反射を起こりやすくすることができるからである。具体的には、集光部の屈折率は、１．５〜２．０程度である。
また、本実施態様における集光部は散乱剤を含有していてもよい。散乱剤が含有されている場合には、透明基板側から出射される光の配光分布をなだからにすることができるからである。
散乱剤には、光散乱性微粒子を用いることができる。光散乱性微粒子としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物の微粒子、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物の微粒子、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。
光散乱性微粒子の平均粒径は、０．１μｍ〜５．０μｍ程度である。
光散乱性微粒子の形状は、散乱効果を上げるため、球状であることが好ましい。
光散乱性微粒子の平均粒径は、０．１μｍ〜５．０μｍ程度である。
光散乱性微粒子の形状は、散乱効果を上げるため、球状であることが好ましい。
また、本実施態様における集光部は、上底面にナノ構造体を有していてもよい。ナノ構造体によって、発光層からの光が集光部の上底面に入射する際に、光の反射を抑制することができるとともに、光を散乱させることができるからである。
ナノ構造体としては、例えばモスアイ構造のようなナノメートルオーダーの凹凸構造が挙げられる。
集光部の上底面にナノ構造体を形成する方法としては、例えば、インプリント法を用いることができる。
ナノ構造体としては、例えばモスアイ構造のようなナノメートルオーダーの凹凸構造が挙げられる。
集光部の上底面にナノ構造体を形成する方法としては、例えば、インプリント法を用いることができる。
集光部の形成方法としては、上述の断面形状および寸法等を満たす集光部を形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、インプリント法、フォトリソグラフィー法、印刷法等が挙げられる。また、後述するように光学部材が透明基板と一体に形成されている場合には、ブラスト、エッチング、切削等により透明基板を加工する方法も用いることができる。
（ｂ）第２実施態様
本実施態様における集光部は、側面に反射構造を有するものである。
反射構造は、発光層からの光を反射可能なものであればよく、集光部が側面に反射構造を有する態様としては、例えば、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する第１態様と、集光部が側面に凹凸形状を有する第２態様とが挙げられる。
以下、各態様に分けて説明する。
本実施態様における集光部は、側面に反射構造を有するものである。
反射構造は、発光層からの光を反射可能なものであればよく、集光部が側面に反射構造を有する態様としては、例えば、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する第１態様と、集光部が側面に凹凸形状を有する第２態様とが挙げられる。
以下、各態様に分けて説明する。
（ｉ）第１態様
本態様における集光部は、台座部と、台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有するものである。この異屈折率反射層は、発光層からの光を反射するものである。例えば図２において、集光部１３は台座部１３ａと台座部１３ａの側面に形成された異屈折率反射層１３ｂとを有している。
本態様における集光部は、台座部と、台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有するものである。この異屈折率反射層は、発光層からの光を反射するものである。例えば図２において、集光部１３は台座部１３ａと台座部１３ａの側面に形成された異屈折率反射層１３ｂとを有している。
（台座部）
台座部の形成材料としては、上記第１実施態様の集光部と同様の材料を用いることができる。
台座部の形成材料としては、上記第１実施態様の集光部と同様の材料を用いることができる。
台座部の側面の傾斜角度、高さ、上底面の幅、下底面の幅等の寸法としては、台座部上に異屈折率反射層を形成した際に、上記の集光部の側面の傾斜角度、高さ、上底面の幅、下底面の幅等の寸法と同様の寸法であればよい。
また、本態様における台座部は散乱剤を含有していてもよい。散乱剤を含有する場合には、透明基板側から出射される光の配光分布をなだからにすることができるからである。
散乱剤としては、上記第１実施態様の集光部に用いられる散乱剤と同様である。
散乱剤としては、上記第１実施態様の集光部に用いられる散乱剤と同様である。
また、本態様における台座部は、上底面にナノ構造体を有していてもよい。ナノ構造体によって、発光層からの光が集光部の上底面に入射する際に、光の反射を抑制することができるとともに、光を散乱させることができるからである。
ナノ構造体としては、上記第１実施態様の集光部に用いられるナノ構造体と同様である。
ナノ構造体としては、上記第１実施態様の集光部に用いられるナノ構造体と同様である。
台座部の形成方法としては、上記第１実施態様の集光部の形成方法と同様である。
（異屈折率反射層）
異屈折率反射層としては、発光層からの光を反射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、多層膜ミラー、ダイクロイックミラー、金属層、無機層等を挙げることができる。
異屈折率反射層としては、発光層からの光を反射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、多層膜ミラー、ダイクロイックミラー、金属層、無機層等を挙げることができる。
多層膜ミラーは、屈折率の異なる複数の薄膜が積層されたものである。多層膜ミラーとしては、発光層からの光を反射可能であれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｐｔ、ＩＴＯ等の金属膜や金属酸化物膜が積層された多層膜を用いることができる。
ダイクロイックミラーは、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過するものである。ダイクロイックミラーとしては、発光層から放射される光の波長を反射するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、屈折率の異なる誘電体の多層膜を用いることができ、具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＨｆＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＦ2、ＺｒＯ2、Ｔｉ3Ｏ5、ＴｉＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＣ等の膜が積層された多層膜を用いることができる。
金属層としては、発光層からの光を反射可能であれば特に限定されるものではない。
金属層の反射率としては、具体的には、５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。金属層の反射率の上限値としては特に限定されるものではなく、通常１００％である。なお、反射率は、顕微分光装置ＯＳＰ−ＳＰ２０００（ＯＬＹＭＰＵＳ社製）を用いて校正用アルミ基板を１００％とした際の反射スペクトルとして測定することができる。
金属層に用いられる材料としては、上記反射率を満たすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、銀、スズ、クロム、ニッケル、チタン等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
金属層の反射率としては、具体的には、５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。金属層の反射率の上限値としては特に限定されるものではなく、通常１００％である。なお、反射率は、顕微分光装置ＯＳＰ−ＳＰ２０００（ＯＬＹＭＰＵＳ社製）を用いて校正用アルミ基板を１００％とした際の反射スペクトルとして測定することができる。
金属層に用いられる材料としては、上記反射率を満たすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、銀、スズ、クロム、ニッケル、チタン等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機層としては、発光層からの光を反射可能であれば特に限定されるものではないが、発光層からの光を全反射させることが可能であることが好ましい。
無機層の屈折率としては、台座部の屈折率よりも大きく、また有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率よりも大きいことが好ましい。無機層と有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質との界面で、発光層からの光を全反射させることができるからである。
なお、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率／無機層の屈折率の比については、上記第１実施態様における有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率／集光部の屈折率の比と同様である。また、無機層の屈折率としては、上記第１実施態様の集光部の屈折率と同様である。
無機層に用いられる材料としては、上記屈折率を満たすことが好ましく、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等が挙げられる。
無機層の屈折率としては、台座部の屈折率よりも大きく、また有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率よりも大きいことが好ましい。無機層と有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質との界面で、発光層からの光を全反射させることができるからである。
なお、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率／無機層の屈折率の比については、上記第１実施態様における有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率／集光部の屈折率の比と同様である。また、無機層の屈折率としては、上記第１実施態様の集光部の屈折率と同様である。
無機層に用いられる材料としては、上記屈折率を満たすことが好ましく、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等が挙げられる。
また、異屈折率反射層には、有機材料や有機−無機ハイブリッド材料も用いることができる。有機材料および有機−無機ハイブリッド材料の屈折率としては、台座部の屈折率よりも大きく、また有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質の屈折率よりも大きいことが好ましい。異屈折率反射層と有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填されている媒質との界面で、発光層からの光を全反射させることができるからである。
有機材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、チオウレタン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂等が挙げられる。また、有機−無機ハイブリッド材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、ジルコニウムおよびハフニウムを含む有機金属モノマー、ＺｒＯ2およびＴｉＯを分散させた有機−無機コンポジット材料等が挙げられる。
有機材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、チオウレタン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂等が挙げられる。また、有機−無機ハイブリッド材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、ジルコニウムおよびハフニウムを含む有機金属モノマー、ＺｒＯ2およびＴｉＯを分散させた有機−無機コンポジット材料等が挙げられる。
異屈折率反射層の厚みとしては、発光層からの光を全反射可能であれば特に限定されるものではなく、異屈折率反射層の種類に応じて適宜選択される。
例えば、多層膜ミラーやダイクロイックミラーの厚みは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、金属層の厚みは、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分な反射率が得られない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になったり有機ＥＬパネルの視認性が損なわれたりするおそれがあるからである。
また、無機層の厚みは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分に全反射が起こらない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になる場合があるからである。
例えば、多層膜ミラーやダイクロイックミラーの厚みは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、金属層の厚みは、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分な反射率が得られない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になったり有機ＥＬパネルの視認性が損なわれたりするおそれがあるからである。
また、無機層の厚みは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分に全反射が起こらない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になる場合があるからである。
異屈折率反射層の形成方法としては、台座部の側面に異屈折率反射層を形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、異屈折率反射層の種類に応じて適宜選択される。例えば、台座部を覆うように異屈折率反射層を形成した後、台座部の上底面に形成されている異屈折率反射層を除去する方法、マスクを介して異屈折率反射層を蒸着する方法、異屈折率反射層形成用塗工液をパターン状に塗布する方法等が挙げられる。台座部を覆うように異屈折率反射層を形成する法方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、塗布法等が挙げられる。台座部の上底面に形成されている異屈折率反射層を除去する方法としては、例えば、研磨する方法等が挙げられる。
（ii）第２態様
本態様における集光部は、側面に凹凸形状を有するものである。例えば図４において、集光部１３は側面に凹凸形状１３ｄを有している。この凹凸形状は光を散乱させるものである。
本態様における集光部は、側面に凹凸形状を有するものである。例えば図４において、集光部１３は側面に凹凸形状１３ｄを有している。この凹凸形状は光を散乱させるものである。
凹凸形状としては、発光層からの光を拡散反射可能であれば特に限定されないが、具体的には、表面粗さＲmaxが０．５μｍ〜２．５μｍの範囲内であることが好ましい。表面粗さＲmaxが上記範囲よりも小さいと十分に拡散反射が起こらない場合があり、表面粗さＲmaxが上記範囲よりも大きいと凹凸形状の形成が困難になるからである。
なお、表面粗さＲmaxは最大高さであり、集光部と同様の材料からなる測定用基材の表面に上記凹凸形状を形成したときの表面粗さＲmaxを測定することにより求めることができる。表面粗さＲmaxは、ＵＬＶＡＣ社製の触針式表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋにより測定することができる。
なお、表面粗さＲmaxは最大高さであり、集光部と同様の材料からなる測定用基材の表面に上記凹凸形状を形成したときの表面粗さＲmaxを測定することにより求めることができる。表面粗さＲmaxは、ＵＬＶＡＣ社製の触針式表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋにより測定することができる。
集光部の形成材料としては、上記第１実施態様の集光部と同様の材料を用いることができる。
また、本態様における集光部は散乱剤を含有していてもよい。集光部が光散乱性を有することにより、光取り出し効率を向上させることができるからである。なお、散乱剤については、上記第１実施態様の集光部に用いられる散乱剤と同様である。
集光部の側面に凹凸形状を形成する方法としては、上記表面粗さＲmaxを満たす凹凸形状を形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、インプリント法、集光部に微粒子を含有させる方法を用いることができる。集光部に微粒子を含有させる方法の場合、微粒子としては上記散乱剤を使用することができる
また、本態様における集光部は、上底面にナノ構造体を有していてもよい。ナノ構造体によって、発光層からの光が集光部の上底面に入射する際に、光の反射を抑制することができるとともに、光を散乱させることができるからである。
ナノ構造体としては、上記第１実施態様の集光部に用いられるナノ構造体と同様である。
ナノ構造体としては、上記第１実施態様の集光部に用いられるナノ構造体と同様である。
（２）基底部
本発明における光学部材は、基底部と、基底部上に形成された複数の集光部とを有していてもよい。例えば図１１において、光学部材１４は基底部１５と基底部１５上に形成された複数の集光部１３とを有している。
本発明における光学部材は、基底部と、基底部上に形成された複数の集光部とを有していてもよい。例えば図１１において、光学部材１４は基底部１５と基底部１５上に形成された複数の集光部１３とを有している。
本発明においては、中でも、光学部材は基底部上に複数の集光部が形成されたものであることが好ましい。図１１に例示するように基底部１５上に複数の集光部１３が形成されている場合には、基底部１５によって発光層４からの光Ｌを斜め方向にも抜けるようにすることができる。これにより、有機ＥＬパネルの視野角の広さを保ちつつ、正面輝度を高めることが可能になる。
図１１に例示するように、通常、集光部１３および基底部１５は一体に形成されている。そのため、集光部および基底部の屈折率は等しく、光学部材内において発光層からの光を屈折させることなく斜め方向に出射させることができる。
なお、「集光部および基底部が一体に形成されている」とは、集光部および基底部が単一の部材として形成されていることをいい、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および基底部が単一の部材として形成されていることをいう。
なお、「集光部および基底部が一体に形成されている」とは、集光部および基底部が単一の部材として形成されていることをいい、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および基底部が単一の部材として形成されていることをいう。
基底部の厚みとしては、上述の寸法を満たす集光部を基底部上に形成可能であれば特に限定されるものではなく、適宜調整される。具体的には、１μｍ〜１０μｍ程度である。基底部の厚みが上記範囲よりも薄いと、視野角の広さを維持することが困難になる場合があるからである。
また、図１２に例示するように、光学部材１４は透明基板１２と一体に形成されていてもよい。この場合、光学部材および透明基板の屈折率は等しく、光学部材および透明基板内において発光層からの光を屈折させることなく斜め方向に出射させることができる。したがって、光学部材および透明基板が一体に形成されている場合には、透明基板は光学部材における上記基底部になり得る。
なお、「光学部材および透明基板が一体に形成されている」とは、光学部材および透明基板が単一の部材として形成されていることをいい、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および透明基板が単一の部材として形成されていることをいう。
なお、「光学部材および透明基板が一体に形成されている」とは、光学部材および透明基板が単一の部材として形成されていることをいい、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および透明基板が単一の部材として形成されていることをいう。
さらに、光学部材および透明基板の屈折率がほぼ等しい場合にも、光学部材および透明基板内において発光層からの光をほとんど屈折させることなく斜め方向に出射させることができる。したがって、光学部材および透明基板の屈折率がほぼ等しい場合にも、透明基板は光学部材における上記基底部になり得る。この場合、透明基板の屈折率と光学部材の屈折率との差は０．０１〜０．１の範囲内であることが好ましい。このとき、光学部材の屈折率が透明基板の屈折率よりも大きくてもよく小さくてもよい。なお、上記の透明基板の屈折率と光学部材の屈折率との差は、集光部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には、透明基板の屈折率と台座部の屈折率との差になる。
２．透明基板
本発明に用いられる透明基板は、上記光学部材を支持するものである。
本発明おいては、上述のように、透明基板は上記光学部材と一体に形成されたものであってもよい。
本発明に用いられる透明基板は、上記光学部材を支持するものである。
本発明おいては、上述のように、透明基板は上記光学部材と一体に形成されたものであってもよい。
透明基板は光透過性を有するものである。透明基板の光透過性としては、可視光領域の波長に対して透過性を有していればよく、具体的には、可視光領域の全波長範囲に対する光透過率が８０％以上であることが好ましく、中でも８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
透明基板の形成材料としては、例えば、ガラスや樹脂等が挙げられる。
透明基板の厚みとしては、透明基板の材料および有機ＥＬパネルの用途により適宜選択される。具体的に、透明基板の厚みは０．００５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
３．対向基板
本発明において、対向基板は、光学部材が有機ＥＬ基板と対向するように配置される。対向基板および有機ＥＬ基板間の距離としては、集光部の側面で発光層からの光を全反射もしくは反射させることが可能であれば特に限定されるものではないが、中でも、２０μｍ以下であることが好ましく、中でも１０μｍ以下、特に５μｍ以下であることが好ましい。対向基板および有機ＥＬ基板が近接しているほど、発光層からの光を効率良く集光部に入射させることができるからである。対向基板における集光部の上底面と有機ＥＬ基板の最表面とは密着していてもよい。
なお、対向基板および有機ＥＬ基板間の距離とは、図６（ａ）に例示するような対向基板１１の集光部１３の上底面から有機ＥＬ基板１０の最表面までの距離ｄをいう。また、集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、図６（ｂ）に例示するように、対向基板１１の集光部１３の頂部から有機ＥＬ基板１０の最表面までの距離ｄである。
本発明において、対向基板は、光学部材が有機ＥＬ基板と対向するように配置される。対向基板および有機ＥＬ基板間の距離としては、集光部の側面で発光層からの光を全反射もしくは反射させることが可能であれば特に限定されるものではないが、中でも、２０μｍ以下であることが好ましく、中でも１０μｍ以下、特に５μｍ以下であることが好ましい。対向基板および有機ＥＬ基板が近接しているほど、発光層からの光を効率良く集光部に入射させることができるからである。対向基板における集光部の上底面と有機ＥＬ基板の最表面とは密着していてもよい。
なお、対向基板および有機ＥＬ基板間の距離とは、図６（ａ）に例示するような対向基板１１の集光部１３の上底面から有機ＥＬ基板１０の最表面までの距離ｄをいう。また、集光部の上底面がわずかに曲面である場合には、図６（ｂ）に例示するように、対向基板１１の集光部１３の頂部から有機ＥＬ基板１０の最表面までの距離ｄである。
Ｂ．有機ＥＬ基板
本発明における有機ＥＬ基板は、支持基板と、支持基板上に形成された背面電極層と、背面電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成された透明電極層とを有するものである。
以下、有機ＥＬ基板における各構成について説明する。
本発明における有機ＥＬ基板は、支持基板と、支持基板上に形成された背面電極層と、背面電極層上に形成され、発光層を含む有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成された透明電極層とを有するものである。
以下、有機ＥＬ基板における各構成について説明する。
１．有機ＥＬ層
本発明における有機ＥＬ層は、背面電極層上に形成され、少なくとも発光層を含むものである。
有機ＥＬ層を構成する層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
以下、有機ＥＬ層における各構成について説明する。
本発明における有機ＥＬ層は、背面電極層上に形成され、少なくとも発光層を含むものである。
有機ＥＬ層を構成する層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
以下、有機ＥＬ層における各構成について説明する。
（１）発光層
本発明に用いられる発光層は、単色の発光層であってもよく、複数色の発光層であってもよく、本発明の有機ＥＬパネルの用途に応じて適宜選択される。通常は複数色の発光層が形成される。
本発明に用いられる発光層は、単色の発光層であってもよく、複数色の発光層であってもよく、本発明の有機ＥＬパネルの用途に応じて適宜選択される。通常は複数色の発光層が形成される。
発光層に用いられる発光材料としては、蛍光もしくは燐光を発するものであればよく、例えば、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料等を挙げることができる。
色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、あるいは、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体を挙げることができる。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を用いることができる。
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、高分子系材料として、上記の色素系材料および金属錯体系材料を高分子化したものも用いることができる。
また、燐光材料としては、例えば、イリジウム錯体、プラチナ錯体、あるいは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ等のスピン軌道相互作用が大きい重金属を中心金属とする金属錯体等を用いることができる。具体的には、フェニルピリジンやチエニルピリジンなどを配位子とするイリジウム錯体、プラチナポルフィリン誘導体等が挙げられる。
これらの発光材料は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、発光材料には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で、蛍光もしくは燐光を発するドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体を挙げることができる。
発光層の厚みとしては、電子および正孔の再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。
発光層の形成方法としては、上述の発光材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた発光層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよい。中でも、効率およびコストの面から、ウェットプロセスが好ましい。
発光層形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法等を挙げることができる。
（２）正孔注入輸送層
本発明においては、発光層と陽極との間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。
正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
本発明においては、発光層と陽極との間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。
正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、発光層への正孔の注入、輸送を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレンおよびそれらの誘導体等の導電性高分子等を用いることができる。具体的には、ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）、ポリ３，４エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール等が挙げられる。
正孔注入輸送層の厚みとしては、正孔注入機能や正孔輸送機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されないが、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
正孔注入輸送層の形成方法としては、上述の材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた正孔注入輸送層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、材料の種類等に応じて適宜選択される。
（３）電子注入輸送層
本発明においては、発光層と陰極との間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。
電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
本発明においては、発光層と陰極との間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。
電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
電子注入層に用いられる材料としては、発光層への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミリチウム合金、ストロンチウム、カルシウム、リチウム、セシウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化セシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属およびアルカリ土類金属の金属、合金、化合物、有機錯体等を用いることができる。
また、電子輸送性の有機材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成し、これを電子注入層にすることもできる。電子輸送性の有機材料としては、例えば、バソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体等を挙げることができ、ドープする金属としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。
電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、バソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）の誘導体等を挙げることができる。
電子注入輸送層の厚みとしては、電子注入機能や電子輸送機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。
電子注入輸送層の形成方法としては、上述の材料等を溶媒に溶解もしくは分散させた電子注入輸送層形成用塗工液を塗布するウェットプロセスであってもよく、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、材料の種類等に応じて適宜選択される。
２．透明電極層
本発明における透明電極層は、有機ＥＬ層上に形成されるものである。
本発明における透明電極層は、有機ＥＬ層上に形成されるものである。
透明電極層は陽極および陰極のいずれであってもよい。
陽極は、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属；これらの金属の酸化物；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のＡｌ合金、ＭｇＡｇ等のＭｇ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金、アルカリ金属の合金、アルカリ土類金属の合金等の合金；酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物；金属ドープされたポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体等の導電性高分子；α−Ｓｉ、α−ＳｉＣ；等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。２種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属；これらの金属の酸化物；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のＡｌ合金、ＭｇＡｇ等のＭｇ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金、アルカリ金属の合金、アルカリ土類金属の合金等の合金；酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物；金属ドープされたポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体等の導電性高分子；α−Ｓｉ、α−ＳｉＣ；等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。２種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
陰極は、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
透明電極層の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、またはＣＶＤ法等を挙げることができる。
３．背面電極層
本発明における背面電極層は、支持基板上に形成されるものである。
本発明における背面電極層は、支持基板上に形成されるものである。
背面電極層は、光透過性を有していてもよく有さなくてもよいが、本発明においては透明電極層側から光を取り出すため、通常は光透過性を有さないものとされる。
背面電極層は陽極および陰極のいずれであってもよい。
なお、陽極および陰極の材料については上記透明電極層の項に記載し、背面電極層の形成方法については上記透明電極層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
なお、陽極および陰極の材料については上記透明電極層の項に記載し、背面電極層の形成方法については上記透明電極層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
４．支持基板
本発明に用いられる支持基板は、上記の背面電極層、有機ＥＬ層および透明電極層を支持するものである。
本発明に用いられる支持基板は、上記の背面電極層、有機ＥＬ層および透明電極層を支持するものである。
支持基板は、光透過性を有していてもよく有さなくてもよい。
支持基板の形成材料としては、例えば、ガラスや樹脂が挙げられる。
支持基板の厚みとしては、支持基板の材料および有機ＥＬパネルの用途により適宜選択される。具体的に、支持基板の厚みは０．００５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
支持基板の形成材料としては、例えば、ガラスや樹脂が挙げられる。
支持基板の厚みとしては、支持基板の材料および有機ＥＬパネルの用途により適宜選択される。具体的に、支持基板の厚みは０．００５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
５．絶縁層
本発明に用いられる対向基板においては、背面電極層上に絶縁層がパターン状に形成されていてもよい。絶縁層は、画素を画定するように形成されるものである。
絶縁層のパターンとしては、画素の配列に応じて適宜選択されるものであり、例えば格子状とすることができる。
絶縁層の材料としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な絶縁層の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、無機材料等を挙げることができる。
絶縁層の厚みとしては、画素を画定し、透明電極層および背面電極層を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
絶縁層の形成方法としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な絶縁層の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
本発明に用いられる対向基板においては、背面電極層上に絶縁層がパターン状に形成されていてもよい。絶縁層は、画素を画定するように形成されるものである。
絶縁層のパターンとしては、画素の配列に応じて適宜選択されるものであり、例えば格子状とすることができる。
絶縁層の材料としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な絶縁層の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、無機材料等を挙げることができる。
絶縁層の厚みとしては、画素を画定し、透明電極層および背面電極層を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
絶縁層の形成方法としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な絶縁層の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
６．隔壁
本発明に用いられる対向基板においては、絶縁層上に隔壁がパターン状に形成されていてもよい。隔壁は、透明電極層のパターンを画定するように形成されるものである。隔壁が形成されている場合には、メタルマスク等を用いなくとも透明電極層をパターン状に形成することが可能となる。
隔壁のパターンとしては、透明電極層のパターンに応じて適宜選択される。
隔壁の材料としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な隔壁の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を挙げることができる。
また、発光層をパターン状に形成するに際して、隔壁には表面エネルギーを変化させる表面処理を予め行ってもよい。
隔壁の高さとしては、透明電極層のパターンを画定し、隣接する透明電極層同士を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
隔壁の形成方法としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な隔壁の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
本発明に用いられる対向基板においては、絶縁層上に隔壁がパターン状に形成されていてもよい。隔壁は、透明電極層のパターンを画定するように形成されるものである。隔壁が形成されている場合には、メタルマスク等を用いなくとも透明電極層をパターン状に形成することが可能となる。
隔壁のパターンとしては、透明電極層のパターンに応じて適宜選択される。
隔壁の材料としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な隔壁の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を挙げることができる。
また、発光層をパターン状に形成するに際して、隔壁には表面エネルギーを変化させる表面処理を予め行ってもよい。
隔壁の高さとしては、透明電極層のパターンを画定し、隣接する透明電極層同士を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
隔壁の形成方法としては、有機ＥＬパネルにおける一般的な隔壁の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
Ｃ．有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填された媒質
本発明において、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填される媒質としては、有機ＥＬパネルに一般的に使用されるものを適用することができ、例えば、空気、不活性ガス、硬化性樹脂等が挙げられる。
本発明において、有機ＥＬ基板および対向基板の間に充填される媒質としては、有機ＥＬパネルに一般的に使用されるものを適用することができ、例えば、空気、不活性ガス、硬化性樹脂等が挙げられる。
不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスを用いることができる。
硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂のいずれも用いることができ、具体的には、アクリレート系オリゴマー、メタクリレート系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化および熱硬化型接着剤、エポキシ系等の熱および化学硬化型（二液混合）接着剤を挙げることができる。
硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂のいずれも用いることができ、具体的には、アクリレート系オリゴマー、メタクリレート系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化および熱硬化型接着剤、エポキシ系等の熱および化学硬化型（二液混合）接着剤を挙げることができる。
媒質の屈折率としては、特に限定されるものではなく、上記集光部の構成に応じて適宜選択される。
上記集光部が単一層である場合には、媒質の屈折率は、集光部の屈折率よりも小さく、集光部および媒質の界面で発光層からの光を全反射することが可能であれば特に限定されるものではない。なお、媒質の屈折率／集光部の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
上記集光部が台座部と異屈折率反射層とを有する場合であって、異屈折率反射層が無機層である場合には、媒質の屈折率は、異屈折率反射層の屈折率よりも小さく、異屈折率反射層および媒質の界面で発光層からの光を全反射することが好ましい。なお、媒質の屈折率／異屈折率反射層の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
上記集光部が単一層である場合には、媒質の屈折率は、集光部の屈折率よりも小さく、集光部および媒質の界面で発光層からの光を全反射することが可能であれば特に限定されるものではない。なお、媒質の屈折率／集光部の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
上記集光部が台座部と異屈折率反射層とを有する場合であって、異屈折率反射層が無機層である場合には、媒質の屈折率は、異屈折率反射層の屈折率よりも小さく、異屈折率反射層および媒質の界面で発光層からの光を全反射することが好ましい。なお、媒質の屈折率／異屈折率反射層の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
具体的には、媒質が硬化性樹脂の場合、硬化性樹脂の屈折率は、１．５０〜１．６５程度である。
また、媒質が硬化性樹脂の場合、硬化性樹脂は光透過性を有するものである。硬化性樹脂の光透過性としては、可視光領域の波長に対して透過性を有していればよく、具体的には、可視光領域の全波長範囲に対する光透過率が８０％以上であることが好ましく、中でも８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計ＵＶ−３６００により測定することができる。
媒質の封入方法としては、一般的な方法を採用することができ、媒質の種類に応じて適宜選択される。
Ｄ．有機ＥＬパネル
本発明の有機ＥＬパネルは、表示装置、照明装置等として用いることができる。中でも、表示装置が好適である。
本発明の有機ＥＬパネルは、表示装置、照明装置等として用いることができる。中でも、表示装置が好適である。
本発明の有機ＥＬパネルの駆動方法としては、アクティブマトリクス駆動およびパッシブマトリクス駆動のいずれであってもよい。
また、本発明の有機ＥＬパネルは、有機ＥＬ基板および対向基板のいずれかにカラーフィルタ層が形成されていてもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
（対向基板の作製）
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上にＣｒ金属膜を成膜し、上底幅が３０μｍになるようにＣｒ金属膜のパターニングを行った。その後、パターニングされたＣｒ金属膜をマスクとして、フッ酸によりガラス基板のエッチングを行い、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
（対向基板の作製）
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上にＣｒ金属膜を成膜し、上底幅が３０μｍになるようにＣｒ金属膜のパターニングを行った。その後、パターニングされたＣｒ金属膜をマスクとして、フッ酸によりガラス基板のエッチングを行い、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
（有機ＥＬパネルの作製）
次に、ＲＧＢ各々の発光層を有し、幅２０μｍの画素を有する有機ＥＬ素子が形成された有機ＥＬ基板を準備した。有機ＥＬ基板を対向基板に対して貼り合せ方向にＲＧＢ各々の発光層が並ぶように配置し、かつ、有機ＥＬ基板における画素と対向基板における集光部の上底面とが向かい合うように配置した。次いで、有機ＥＬ基板の最表面と対向基板における集光部の上底面との距離が１０μｍになるように、有機ＥＬ基板および対向基板の貼り合せを行った。このようにして、トップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
次に、ＲＧＢ各々の発光層を有し、幅２０μｍの画素を有する有機ＥＬ素子が形成された有機ＥＬ基板を準備した。有機ＥＬ基板を対向基板に対して貼り合せ方向にＲＧＢ各々の発光層が並ぶように配置し、かつ、有機ＥＬ基板における画素と対向基板における集光部の上底面とが向かい合うように配置した。次いで、有機ＥＬ基板の最表面と対向基板における集光部の上底面との距離が１０μｍになるように、有機ＥＬ基板および対向基板の貼り合せを行った。このようにして、トップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
［実施例２］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上にＣｒ金属膜を成膜し、上底幅が３０μｍになるようにＣｒ金属膜のパターニングを行った。その後、パターニングされたＣｒ金属膜をマスクとして、ブラスト処理によりガラス基板の研削を行い、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上にＣｒ金属膜を成膜し、上底幅が３０μｍになるようにＣｒ金属膜のパターニングを行った。その後、パターニングされたＣｒ金属膜をマスクとして、ブラスト処理によりガラス基板の研削を行い、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
［実施例３］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上に、屈折率１．４９のＵＶ硬化型アクリルポリマーを１００μｍの厚みになるよう塗布した。次いで、塗布面に、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状である集光部を形成するための金型を貼り合せ、ＵＶを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上に、屈折率１．４９のＵＶ硬化型アクリルポリマーを１００μｍの厚みになるよう塗布した。次いで、塗布面に、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状である集光部を形成するための金型を貼り合せ、ＵＶを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、断面形状が上底幅３０μｍ、下底幅５０μｍ、高さ５０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７８．７度であった。
［実施例４］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上に、屈折率１．４９のＵＶ硬化型アクリルポリマーを７０μｍの厚みになるよう塗布した。次いで、断面形状が上底幅２０μｍ、下底幅４５μｍ、高さ５０μｍの台形形状である集光部を形成するための金型を貼り合せ、ＵＶを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、断面形状が上底幅２０μｍ、下底幅４５μｍ、高さ７０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７１．１度であった。
厚み０．７μｍ、屈折率１．５１のガラス基板上に、屈折率１．４９のＵＶ硬化型アクリルポリマーを７０μｍの厚みになるよう塗布した。次いで、断面形状が上底幅２０μｍ、下底幅４５μｍ、高さ５０μｍの台形形状である集光部を形成するための金型を貼り合せ、ＵＶを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、断面形状が上底幅２０μｍ、下底幅４５μｍ、高さ７０μｍの台形形状であり、立体形状が台形プリズム形状である集光部を形成した。この集光部の側面の傾斜角度は７１．１度であった。
［比較例１］
対向基板として集光部を形成していないガラス基板を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板として集光部を形成していないガラス基板を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
［比較例２］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
実施例１と同様のガラス基板のエッチングにより、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
実施例１と同様のガラス基板のエッチングにより、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
［比較例３］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
実施例２と同様のブラスト処理によりガラス基板の研削を行い、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
実施例２と同様のブラスト処理によりガラス基板の研削を行い、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
［比較例４］
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
対向基板を次のように作製したこと以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを作製した。
（対向基板の作製）
実施例３と同様の賦型により、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
実施例３と同様の賦型により、断面形状が底辺４５μｍ、高さ５０μｍの三角形であり、立体形状が三角プリズム形状である集光部を形成した。
［評価］
実施例１〜４の有機ＥＬパネルの放射光強度、および、比較例１〜４の有機ＥＬパネルの放射光強度を図１３に示す。実施例１〜４の有機ＥＬパネルにおいては、正面方向の放射光強度が向上していることが確認された。比較例１の有機ＥＬパネルでは、集光部が形成されていないため、集光効果がないことが確認された。また、比較例２〜４の有機ＥＬパネルでは、正面方向の放射光強度は向上せず、かつ放射光強度にムラを生じることが確認された。
実施例１〜４の有機ＥＬパネルの放射光強度、および、比較例１〜４の有機ＥＬパネルの放射光強度を図１３に示す。実施例１〜４の有機ＥＬパネルにおいては、正面方向の放射光強度が向上していることが確認された。比較例１の有機ＥＬパネルでは、集光部が形成されていないため、集光効果がないことが確認された。また、比較例２〜４の有機ＥＬパネルでは、正面方向の放射光強度は向上せず、かつ放射光強度にムラを生じることが確認された。
１ … 有機ＥＬパネル
２ … 支持基板
３ … 背面電極層
４ … 発光層
４Ｒ … 赤色発光層
４Ｇ … 緑色発光層
４Ｂ … 青色発光層
５ … 透明電極層
１０ … 有機ＥＬ基板
１１ … 対向基板
１２ … 透明基板
１３ … 集光部
１４ … 光学部材
１５ … 基底部
Ｌ … 光
Ｐ … 画素
２ … 支持基板
３ … 背面電極層
４ … 発光層
４Ｒ … 赤色発光層
４Ｇ … 緑色発光層
４Ｂ … 青色発光層
５ … 透明電極層
１０ … 有機ＥＬ基板
１１ … 対向基板
１２ … 透明基板
１３ … 集光部
１４ … 光学部材
１５ … 基底部
Ｌ … 光
Ｐ … 画素
Claims (3)
- 支持基板、前記支持基板上に形成された背面電極層、前記背面電極層上に形成され、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層、および前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された透明電極層を有する有機エレクトロルミネッセンス基板と、
透明基板、および前記透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材を有し、前記光学部材が前記有機エレクトロルミネッセンス基板と対向するように配置された対向基板と
を有する有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記集光部が画素毎に形成され、前記集光部の断面形状が台形形状であり、
前記発光層が、赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を有し、
前記赤色発光層に対応する赤色画素に対して形成される前記集光部を赤色用集光部、前記緑色発光層に対応する緑色画素に対して形成される前記集光部を緑色用集光部、前記青色発光層に対応する青色画素に対して形成される前記集光部を青色用集光部としたとき、
前記青色用集光部の側面の傾斜角度が、前記赤色用集光部および前記緑色用集光部の側面の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 支持基板、前記支持基板上に形成された背面電極層、前記背面電極層上に形成され、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層、および前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された透明電極層を有する有機エレクトロルミネッセンス基板と、
透明基板、および前記透明基板上に形成され、複数の集光部を有する光学部材を有し、前記光学部材が前記有機エレクトロルミネッセンス基板と対向するように配置された対向基板と
を有する有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記集光部が画素毎に形成され、前記集光部の断面形状が台形形状であり、
前記発光層が、赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を有し、
前記赤色発光層に対応する赤色画素に対して形成される前記集光部を赤色用集光部、前記緑色発光層に対応する緑色画素に対して形成される前記集光部を緑色用集光部、前記青色発光層に対応する青色画素に対して形成される前記集光部を青色用集光部としたとき、
前記青色用集光部の上底面の幅が、前記赤色用集光部および前記緑色用集光部の上底面の幅よりも小さいか、前記青色用集光部の下底面の幅が、前記赤色用集光部および前記緑色用集光部の下底面の幅よりも小さいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。 - カラーフィルタを有しないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
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| JP2012045534A JP5957962B2 (ja) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 有機エレクトロルミネッセンスパネル |
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| JP2012045534A JP5957962B2 (ja) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 有機エレクトロルミネッセンスパネル |
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